Электромагнитное излучение

В исследовании природы небесных тел большое внимание уделяется изучению их электромагнитного излучения. Небесные тела в зависимости от своего физического состояния излучают электромагнитные волны различной длины.

В вакууме электромагнитные волны всегда распространяются с одинаковой для всех видов излучения скоростью с = 3 · 108 м/с.

Очень важным свойством электромагнитного излучения является то, что скорость его распространения не зависит ни от длины волны, ни от скорости движения источника. Волны характеризуются частотой (\(ν\)) и длиной (\(λ\)), между которыми существует зависимость: \[c = νλ.\]

Электромагнитные волны, имеющие разную длину волны, взаимодействуют с веществом по-разному. Соответственно методы исследования электромагнитного излучения отличаются. В связи с этим электромагнитное излучение условно делится на несколько диапазонов:

Диапазоны электромагнитного излучения
Диапазоны Длина волны, λ
Радиоволны Больше 1 мм
Инфракрасные лучи От 760 нм до 1 мм
Видимые лучи От 390 до 760 нм
Ультрафиолетовые лучи От 10 до 390 нм
Рентгеновские лучи От 0,01 до 10 нм
Гамма-лучи Меньше 0,01 нм

Излучение с длиной волны от 390 до 760 нм человеческий глаз воспринимает как свет, причем разным длинам волн соответствуют разные цвета (от фиолетового до красного). Для обнаружения излучения в других диапазонах требуются специальные приборы.

В зависимости от своего физического состояния одни небесные тела излучают энергию в узких интервалах частот спектра электромагнитных волн (например, светлые газовые туманности), другие - во всем его диапазоне: от гамма-лучей до радиоволн включительно (например, звезды). Изучение физической природы небесных тел в широком диапазоне электромагнитного излучения привело к появлению в науке следующих разделов: гамма-астрономии, рентгеновской астрономии, инфракрасной астрономии, радиоастрономии и др.

Изучение электромагнитных волн, испускаемых небесными телами, затрудняется из-за того, что атмосфера Земли пропускает излучение лишь в определенных диапазонах длин волн: от 300 до 1000 нм, от 1 см до 20 м и в нескольких «окнах» инфракрасного диапазона. Излучение, доходящее до поверхности Земли, исследуют с помощью оптических телескопов (видимый свет) и радиотелескопов.

Сильнее всего атмосфера поглощает коротковолновую область диапазона электромагнитного излучения: ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Наблюдения в этих диапазонах возможны только с помощью приборов, поднятых на большую высоту (на самолетах или зондах), либо установленных на межпланетных космических станциях, комплексах, искусственных спутниках Земли и ракетах.

Читать далее