Ogled vira Elektromagnetno valovanje

[[Slika:Electromagneticwave3D.gif|thumb|300px|Shema linearno [[Polarizacija valovanja|polariziranega]] vala, ki se širi od leve proti desni. Električno in magnetno polje sta pravokotna, a v fazi, torej hkrati prehajata skozi minimume in maksimume]]
V [[Fizika|fiziki]] se '''elektromagnetno sevanje''' ('''EM sevanje''' ali '''EMR''') nanaša na valove (ali njihov kvante, [[foton]]e) [[Elektromagnetno polje|elektromagnetnega polja]], ki se širijo (sevajo) skozi [[prostor-čas]] in s seboj nosijo elektromagnetno energijo sevanja.<ref>{{navedi knjigo |first1=Edward M. |last1=Purcell |first2=David J. |last2=Morin |title=Electricity and Magnetism |pages=820 |edition=3. |publisher=Cambridge University Press |location=New York |year=2013 |isbn=978-1-107-01402-2 |quote=str. 430: »These waves... require no medium to support their propagation. Traveling electromagnetic waves carry energy, and... the ''Poynting'' vector describes the energy flow...;« str. 440: »... the electromagnetic wave must have the following properties: 1) The field pattern travels with speed c (speed of light); 2) At every point within the wave... the electric field strength E equals »c« times the magnetic field strength B; 3) The electric field and the magnetic field are perpendicular to one another and to the direction of travel, or propagation.«}}</ref> Primeri EM sevanja so [[radijski valovi]], [[mikrovalovi]], [[Infrardeče valovanje|infrardeča]], [[Svetloba|(vidna) svetloba]], [[Ultravijolično valovanje|ultravijolično sevanje]], [[Rentgenski žarki|žarki X]] in [[Žarek gama|žarki gama]].<ref>{{navedi knjigo |last=Browne |first=Michael |title=Physics for Engineering and Science |url=https://archive.org/details/physicsforengine0003brow |pages=[https://archive.org/details/physicsforengine0003brow/page/319 319]–320 |edition=2. |publisher=McGraw Hill/Schaum |location=New York |year=2013 |isbn=978-0-07-161399-6 |quote=str. 319: »For historical reasons, different portions of the EM spectrum are given different names, although they are all the same kind of thing. Visible light constitutes a narrow range of the spectrum, from wavelengths of about 400-800 nm....«; str. 320: »An electromagnetic wave carries forward momentum... If the radiation is absorbed by a surface, the momentum drops to zero and a force is exerted on the surface... Thus the radiation pressure of an electromagnetic wave is (formula).«}}</ref>

Klasično elektromagnetno sevanje je sinhrono [[nihanje]] [[Električno polje|električnega]] in [[Magnetno polje|magnetnega polja]], ki se skozi [[vakuum]] širi s [[Hitrost svetlobe|hitrostjo svetlobe]]. Polji nihata pravokotno drugo na drugo in pravokotno na smer širjenja energije in valovanja, oblikujeta torej prečni val. Točkovni viri (npr. svetilo) oddajajo valove v obliki krogle. Z vidika [[Spekter elektromagnetnega valovanja|elektromagnetnega spektra]] je za elektromagnetno sevanje značilna [[frekvenca]] ali enakovredno njegova [[valovna dolžina]]. Poznani deli elektromagnetnega spektra so, po naraščajoči frekvenci in padajoči valovni dolžini: radijski valovi, mikrovalovi, infrardeče sevanje, [[Vidni spekter|vidna svetloba]], ultravijolično sevanje, [[rentgenski žarki]] in [[Žarek gama|žarki gama]].<ref>{{navedi revijo |last1=Maxwell |first1=J. Clerk |title=A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field |journal=[[Philosophical Transactions of the Royal Society|Philosophical Transactions of the Royal Society of London]] |volume=155 |pages=459–512 |doi=10.1098/rstl.1865.0008 |year=1865}}</ref>

EM sevanje oddaja sistem električno nabitih delcev, valovi po drugi strani pa lahko kasneje interagira z drugimi nabitimi delci. EM valovi odnašajo [[Energija|energijo]], [[Gibalna količina|gibalno količino]] in [[Vrtilna količina|vrtilno količino]] iz svojega vira in prenašajo te količine na [[snov]]jo , s katero pride v stik. [[Kvant]]i elektromagnetnega sevanja se imenujejo [[foton]]i, njih [[mirovna masa]] je nič. S temi valovi povezano elektromagnetno sevanje se lahko prosto širi ("seva"), brez nadaljnega vpliva nabojev, katerih gibanje te valove proizvaja, ker so valovi od njih dovolj oddaljeni. Zato se EMR tudi včasih opisuje tudi kot daljno polje. Nasprotje je bližnje polje, ki se nanaša na EM polja v bližini nabojev in toka, ki jih neposredno ustvarja, na primer pri pojavih [[Elektromagnetna indukcija|elektromagnetne indukcije]] in elektrostatične indukcije.

V domeni klasične elektrodinamike elektromagnetno sevanje izpolnjuje naslednje samoumevne fizikalne zakone. EMR prenaša energijo. Zaradi zakona o ohranitvi energije mora vsak EMR imeti vir električnih nabojev, ki so mu dali njegovo energijo. elektromagnetno sevanje se v vakuumu širi brez izgube energije. Tako mora za pretok energije veljati obratni kvadratni zakon. Tok energije elektromagnetnega vala je opisuje [[Poyntingov vektor]], ki je proporcionalen [[Vektorski produkt|vektorskemu produktu]] električnega in magnetnega polja valovanja. Iz obratnega kvadratnega zakona tako sledi, da moč električnega polja in magnetnega polja pada kot 1/R, kjer R označuje razdaljo od vira. Iz energije elektromagnetnega sevanja in zakonov [[Posebna teorija relativnosti|Posebne teorije Relativnosti]] sledi, da se elektromagnetna polja širijo z omejeno hitrostjo, ki v vakuumu znaša hitrost svetlobe. Matematično so elektromagnetna polja prostorski in časovni odvodi tako imenovanih Lienard-Wiechert 4-potencialov. Pospešek nabitih delcev je tako nujen pogoj za sevanje. Elektromagnetna polja poleg tega izpolnjujejo [[Valovna enačba|valovno enačbo]]. Sevanje vira je tako plod  [[Interferenca|interference]] polj, nastala s pospeševanjem nabojev v viru sevanja. (Nota bene: pospeševanje nabojev ni zadosten pogoj za sevanje. Vzemimo za primer električni tok v obroču, ki je priključen na baterijo. Obroč sam je pri tem negiben. Zaradi krožne oblike prevodnika pa se električni naboji pospešujejo v smeri proti središču obroča. Sistem je časovno neodvisen, in zaradi tega elektromagnetne energije ne oddaja na okolje. Naboji v sistemu se torej pospešujejo, vendar sistem zaradi destruktivne interference ne seva).

V kvantni teoriji electromagnetizma,<ref>{{Navedi splet|url=http://www.encyclopedia.com/science-and-technology/astronomy-and-space-exploration/astronomy-general/electromagnetic-spectrum|title=Electromagnetic Spectrum facts, information, pictures {{!}} Encyclopedia.com articles about Electromagnetic Spectrum|accessdate=2017-09-04|website=www.encyclopedia.com|language=en|archiveurl=https://web.archive.org/web/20170613005456/http://www.encyclopedia.com/science-and-technology/astronomy-and-space-exploration/astronomy-general/electromagnetic-spectrum|archivedate=13 June 2017|url-status=live}}</ref> elektromagnetno sevanje sestavljajo  [[foton]]i, [[Osnovni delec|osnovni delci]], odgovornni za vse elektromagnetne interakcije.<ref>{{Navedi splet|url=https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/themes/physics/ekspong/|title=The Dual Nature of Light as Reflected in the Nobel Archives|accessdate=2017-09-04|website=www.nobelprize.org|archiveurl=https://web.archive.org/web/20170715170621/http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/themes/physics/ekspong/|archivedate=15 July 2017|url-status=live}}</ref> Kvantni učinki so dodatni vir EMR, kot je na primer prehod elektronov na nižjo [[Energijski nivo|raven energije]] v atomarnem sevanju in pri sevanju [[Črno telo|črnega telesa]]. Energija fotonov je [[Kvantizacija|kvantizirana]] in je tem večja, tem višja je njih frekvenca. Ta odnos opisuje Planck-Einsteinova relacija ''E'' = ''hv''{{nowrap begin}}''E'' = ''hν''{{nowrap end}}, kjer ''E'' je energija fotona, ''ν'' njegova frekvenca'', h'' pa [[Planckova konstanta]]. En foton žarka gama na primer, lahko tako nosi ~100.000-krat več energije kot en foton vidne svetlobe.

Učinki EMR na kemijske spojine in biološke organizme so odvisni tako od moči sevanja kot od njegove frekvence. EM sevanja vidnih ali nižjih frekvenc (kot so vidna svetloba, infrardeče sevanje, mikrovalovi in radijski valovi), se imenujejo ''ne-ionizirajoča sevanja'', ker njihovi fotoni posamično nimajo dovolj energije, da ionizirajo atome ali molekule. Učinki te vrste sevanj na kemijske sisteme in živo tkivo so predvsem posledica za segrevanja zaradi prenosa energije mnogih fotonov. V nasprotju s tem imenujemo kratkovalovni UV   ''[[Ionizirajoče sevanje|ionizirajoča sevanja]]'', saj imajo posamezni fotoni s tako visoko frekvenco dovolj energije, da ionizirajo molekule ali prekinejo [[Kemična vez|kemijske vezi]]. Ta sevanja so sposobna povzročiti [[kemična reakcija|kemične reakcije]] in poškodovati žive celice bolj jih preprosto ogrevanje, tako da so nevarnost za zdravje.

Izraza »elektromagnetno valovanje« in »elektromagnetno sevanje« se pogosto uporabljata kot sopomenki, čeprav, strogo gledano, ne moremo govoriti o [[sevanje|sevanju]], kadar se valovanje ne razširja po praznem prostoru (npr. v optičnem vlaknu ali koaksialnem kablu).

== Fizika ==

=== Teorija ===
[[Slika:VisibleEmrWavelengths.svg|sličica|Primerjava valovnih dolžin elektromagnetnega valovanja treh različnih barv vidnega spektra (modre, zelene in rdeče); merilo je v mikrometrih.]]

==== Maxwellove enačbe ====

Maxwell je izpeljal na valovno obliko električnih in magnetnih enačb, in tako odkril in utemeljil valovno naravo električnih in magnetnih polj in njih simetrijo. Ker je bila hitrost valovanja, ki jo napoveduje valovna enačba, enaka izmerjeni [[Hitrost svetlobe|hitrosti svetlobe]], je Maxwell prišel do zaključka, da je tudi [[svetloba]] sama elektromagnetno valovanje.<ref>{{navedi splet |url=http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Electromagnetic_radiation|title=Electromagnetic radiation - New World Encyclopedia |work=New World Encyclopedia |language=en |access-date=2017-09-04 |url-status=live |archiveurl=https://web.archive.org/web/20170703093546/http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Electromagnetic_radiation |archivedate=2017-07-03 |df=dmy-all}}</ref><ref>{{navedi splet |url=http://www.clerkmaxwellfoundation.org/html/maxwell-s_impact_.html |title=The Impact of James Clerk Maxwell's  Work |publisher=James Clerk Maxwell Foundation |access-date=2017-09-04 |url-status=live |archiveurl=https://web.archive.org/web/20170917213509/http://www.clerkmaxwellfoundation.org/html/maxwell-s_impact_.html |archivedate=2017-09-17 |df=dmy-all}}</ref> Maxwellove enačbe je potrdil [[Heinrich Rudolf Hertz|Heinrich Hertz]] s poizkusi z radijskimi valovi.

Po [[Maxwellove enačbe|Maxwellovih enačbah]] je [[električno polje]], katerega jakost je prostorsko odvisna, vedno povezano z [[Magnetno polje|magnetnim poljem]], ki se s časom spreminja.<ref>Purcell, str. 438, section 9.4: ''An Electromagnetic Wave''.</ref> Prav tako je prostorsko odvisno magnetno polje povezano električnim poljem, ki se časovno spreminja. Valovanje električnega polja vedno spremlja valovanje magnetnega polja in obratno. Pri tem odosu med pojavoma ne gre za vzrok in posledico, do obeh pride skupaj, podobno kot velja za čas in prostor, kjer se spremembe pojavijo skupaj in so med seboj povezane v [[Posebna teorija relativnosti|posebne relativnosti]]. Dejansko lahko na magnetna polja gledamo kot na relativistično krivljenje električnega polja, tako da je vez s spremembami v prostoru in času več kot samo analogija. Obe polji skupaj predstavljata premikajoči se elektromagnetni val, ki se širi v prostor in ne potrebuje več stika s svojim izvorom. Oddaljeno EM polje, ki ga je vir ustvaril, nosi s seboj energijo, ki »seva« skozi prostor, od tod tudi izraz »sevanje«.

=== Delčnovalovna dualnost ===
{{glavni|delčnovalovna dualnost}}

Moderna teoretična razlaga svetlobe sloni na dejstvu, da jo je mogoče razumeti hkrati kot valovanje in kot delce. Tako je treba razumeti ne samo svetlobo, temveč vse, kar se lahko s preskusi zazna. Vidik delcev je laže prepoznati, oziroma je bolj neposreden, kadar gre za predmete z veliko maso. Drzna trditev, ki jo je leta 1924 objavil [[Louis de Broglie]], je vodila do preskusov, ki so potrdili dualnost [[elektron]]a.<ref>{{navedi knjigo | last=Browne |first=Michael |chapter=de Broglie Waves |title= Physics for Engineering and Science | url=https://archive.org/details/schaumsoutlinesp0000brow | publisher= McGraw-Hill/Schaum |edition= 2. | date=2010| isbn= 978-0-07-161399-6 |pages=[https://archive.org/details/schaumsoutlinesp0000brow/page/382 382] |quote=Svetloba ima lastnosti valov (interferenca, lom) in lastnosti delcev (fotoelektrični učinek, sipanje.}}</ref>

==== Bližnja in daljna polja ====
[[Slika:FarNearFields-USP-4998112-1.svg|sličica|300x300_pik| Daljno in bližnje polje]]

Pri elektromagnetnem sevanju (npr. pri mikrovalovih, ki jih oddaja antena zgoraj) se izraz se nanaša le na del [[Elektromagnetno polje|elektromagnetnega polja]] , ki seva v neskončni prostor (točneje, prostor, katerega mere so občutno višje kot je pa valovna dolžina sevanja) in katerega moč pada, kot predvideva obratni kvadratni zakon moči, tako da je skupna izsevana energija, ki jo oddaja namišljena krogelna površina vedno enaka, ne glede na to, kako velika je namišljena krogla. En del elektromagnetnega sevanja torej predstavlja daljno polje okoli oddajnika. Tako imenovano "bližnje polje" je mogoče zaznativ bližini oddajnika, gre za del spreminjajočega se [[Elektromagnetno polje|elektromagnetnega polja]], vendar se ne šteje za elektromagnetno sevanje Maxwellove enačbe so pokazale, da nekateri naboji in tokovi ("viri") ustvarjajo lokalno vrsto [[Elektromagnetno polje|elektromagnetnega polja]] v svoji bližini, da se ''ne'' vede kot EMR. Tokovi neposredno proizvajajo magnetno polje, vendar gre pri tem za magnetne dipole, ki imajo omejen doseg. Na podoben način električni naboji, ki jih spreminjajoči se električni potencial (npr. v anteni) med sabo ločuje, ustvarjajo [[Električni dipolni moment|električni dipole]], katerih električno polje in s tem vpliv ravno tako pada z razdaljo. Ta polja so bližnje polje v okolici vira EMR. Od teh načinov vedenja ni nobeden odgovoren za EM sevanje. Namesto sevanja povzročajo v elektromagnetnem polju razmere, v katerih se energija učinkovito prenaša le na prejemnike, ki so zelo blizu vira, kot na primer pri [[elektromagnetna indukcija|magnetni indukciji]] znotraj [[transformator]]ja, ali v povratnem obnašanju pri tuljavi v detektorju kovin. Običajno imajo bližnja polja močan učinek na same vire, ker povzročajo večjo "obremenitev" (nižjo električno reaktivnost) v izvoru ali pri oddajniku , kadarkoli prejemnik iz EM polja črpa energijo. Po drugi strani se ta polja ne "širijo" prosto v prostor in energije ne odnašajo brez omejitve razdalje, temveč prej nihajo in energijo vračajo v oddajnik, če je sprejemnik ne sprejme.

Nasprotje temu je daljno EM polje, ki ga sestavlja ''sevanje'' , ki je brez oddajnika v smislu, da (za razliko od primera z električnim transformatorjem) oddajnik potrebuje za posredovanje teh sprememb v okolje moč, ne glede ali se poslani signal prejme takoj ali ne. Ta oddaljeni del elektromagnetnega polja ''je'' "elektromagnetno sevanje" (imenovan tudi daljno polje). Daljna polja se širijo (oddajajo), na da pri tem njih vir lahko vplival nanje. To sevanje je tako samostojno in neodvisno v smislu, da sta njegov obstoj in njegova energija, potem ko je zapustilo oddajnik, popolnoma neodvisna tako od oddajnika kot od sprejemnika. Količina energije, ki gre skozi površino okrog vira opisane krogle, se zaradi [[Ohranitev energije|ohranitve energije]] ne spreminja. Ker je površina sorazmerna s kvadratom oddaljenosti od vira, gostota moči EM sevanja vedno pada sorazmerno z obratnim kvadratom razdalje od vira; (tako imenovani obratni kvadratni zakon). Pri dipolih blizu vira (bližnje polje) je to drugače, moč pada sorazmerno inverzno tretji potenci razdalje,tako da do prenosa energije ''ne'' pride, namesto tega "na dolgo roko" zamre, energija pa se (kot rečeno) hitro se vrne v oddajnik, če je sprejemnik (na primer sekundarno navitje v transformatorju) ne absorbira.

Mehanizmi za nastanek daljnega polja so drugačni kot pri bližnjem polju, gre druge postavke v Maxwellovih enačbah. Magnetni del v bližnjem polju je posledica tokov v viru, magnetno polje v EMR pa samo zaradi lokalne spremembe električnega polja. Podobno je električno polje v bližnjem polju neposredna posledica nabojev in njih ločevanja v viru, je v elektromagnetnem sevanju električno polje samo in edino posledica spremembe v lokalnem magnetnem polju. Procesi, po katerih pride do električnih in magnetnih polj, imajo drugačno odvisnost od razdalje, kot pa to velja za dipole pri električne in magnetne dipole pri bližnjih poljih. Iz tega razloga EM sevanje prevladuje po moči "daleč" od vira.

=== Model delcev in kvantna teorija ===
Konec 19. stoletja se je znanost morala spopasti z anomalijo, katere jedro je bilo protislovje med valovno teorijo svetlobe in meritvami elektromagnetnega spektra, ki ga oddajajo tako imenovana [[Črno telo|črna telesa]]. Fiziki so se s tem problemom, ki se je kasneje postal znan kot ultravijolična katastrofa, brez uspeha borili leta dolgo. Leta 1900 je [[Max Planck]] razvil novo teorijo za [[Planckov zakon|sevanje črnega telesa]] , ki je pojasnila izmerjeno obliko spektra. Planck je teorijo utemeljil na ideji, da črna telesa oddajajo svetlobo (in drugih elektromagnetno sevanje) izključno samo v obliki diskretnih svežnjev ali paketov [[Energija|energije]], tako imenovanih[[Kvant| kvantov.]] Kasneje je [[Albert Einstein]] prišel do zaključka, da je svetlobne kvante treba razumeti kot delce. Kasneje so jih poimenovali [[foton]], v skladu z imenovanjem drugih tedaj poznanih elementarnih delcev, kot sta [[elektron]] in [[proton]]. Foton ima energijo ''E'', ki je sorazmerna z njegovo frekvenco, ''f'':
: <math>E = hf = \frac{hc}{\lambda} \,\! </math>
kjer je ''h'' je [[Planckova konstanta]], <math /> je valovna dolžina in ''c'' [[hitrost svetlobe]]. Enačba je znana pod imenom Planck–Einsteinova enačba.<ref>{{Navedi knjigo|title=Physical Chemistry|url=https://archive.org/details/physicalchemistr00monk_857|last=Paul M. S. Monk|publisher=John Wiley and Sons|year=2004|isbn=978-0-471-49180-4|page=[https://archive.org/details/physicalchemistr00monk_857/page/n460 435]}}</ref> V kvantni teoriji (glej prvo kvantizacijo) je tako energija fotonov neposredno sorazmerna s frekvenco elektromagnetnega vala.<ref>{{Navedi knjigo|title=The Quantum Theory of Fields|last=Weinberg|first=S.|authorlink=Steven Weinberg|publisher=[[Cambridge University Press]]|year=1995|isbn=0-521-55001-7|volume=1|pages=15–17}}</ref>

Tudi gibalna količina fotona ''p ''je sorazmerna z njegovo frekvenco in obratno sorazmerna z njegovo valovno dolžino:
: <math>p = { E \over c } = { hf \over c } = { h \over \lambda }. </math>
Povod za Einsteinov predlog, da svetlobo sestavljajo delci (oziroma da v nekaterih okoliščinah deluje kot delci) je bil poizkus, katerega rezultat valovna teorija ni bila sposobna pojasniti: v [[Fotoelektrični pojav|fotoelektričnem pojavu]] svetloba, ki pada na kovinsko površino, izbija elektrone iz površine. Energija posameznih elektronov je pri tem sorazmerna  ''[[Frekvenca|frekvenci]]'', ne pa ''[[Jakost (fizika)|jakosti]]'' svetlobe. Poleg tega pod določeno minimalno frekvenco, ki je odvisna od uporabljene kovine, ne pride do izstopanja elektronov, ne glede na jakost svetlobe. Te ugotovitve so v nasprotju z valovno teorijo leta dolgo so fiziki poskušali zaman najti razlago za to. Leta 1905 je Einstein predlagal rešitev za to uganko z alternativnim pogledom na EMR kot na tok fotonov. Znanstvena javnost je bila dolgo časa skeptična, Tako da je Einstein dobil za razlago fotoelektričnega pojava Nobelovo nagrado šele leta 1921.

===Hitrost svetlobe===
{{main|Hitrost svetlobe}}

Ko prevodnik (žica ali pa na primer [[antena]]) prevaja [[Izmenični električni tok|izmenični tok]], oddaja elektromagnetno sevanje s frekvenco, ki je enaka frekvenci električnega toka. V številnih primerih je mogoče identificirati električni dipolni moment, ki nastane zaradi ločevanja nabojev pod vplivom električnega potenciala. Premikanje nabojev povzroči osciliranje dipola in spreminjajoča se električno in magnetno polje in s tem elektromagnetno sevanje.Na kvantni ravni pride do sevanja, ko delec z nabojem kot valovni paket oscilira oziroma se premika. Nabiti delci se v stacionarnem stanju ne premikajo, vendar lahko pri superpoziciji teh stanj pride do prehodnega stanja z električnim dipolnim momentom, ki oscilira. Posledica je preskok iz enega v drugo kvantno stanje, ki ga spremlja sevanje. Primer za to so atomi, ki ob prehodu iz enega stacionarnega stanja v drugo sevajo fotone.

Z valovnega vidika svetlobo opisuje njena hitrost ([[svetlobna hitrost]]), [[valovna dolžina]] in [[frekvenca]]. Z vidika delcev predstavlja svetloba tok [[foton]]ov. Njih energija je povezana z njih frekvenco po Planckovi enačbi ''E = hf'', kjer je ''E'' energija fotona, ''h'' = 6.626 × 10<sup>−34</sup> J·s je [[Planckova konstanta]] ''in f'' je frekvenca vala.En zakon velja v vsakem primeru: elektromagnetno valovanje se v vakuumu, ''z vidika opazovalca,'' širi s [[Hitrost svetlobe|svetlobno hitrostjo]], neodvisno od hitrosti, s katero se opazovalec giba  - osnova Einsteinove [[Posebna teorija relativnosti|posebne teorije relativnosti.]]  V sredstvih (ki niso vakuum) je potrebno upoštevati lomni indeks snovi, to je količnik med hitrostjo v vakuumu in hitrostjo v snovi.

===Posebna teorija relativnosti===
{{Main|Posebna teorija relativnosti}}

Konec devetnajstega stoletja so odkrili različne eksperimentalne anomalije, ki jih s preprosto valovno teorijo ni bilo mogoče razložiti. Ena od teh anomalij se je tikala spora glede hitrosti svetlobe. Hitrost svetlobe in drugih elektromagnetnih sevanj, kot so jo predvidevale Maxwellove enačbe, ni bila mogoča, razen če se enačb ni prilagodilo tako, kot sta ga najprej predlagala FitzGerald in Lorentz (glej zgodovino posebne relativnosti), saj bi v nasprotnem primeru hitrost bila odvisna od hitrosti opazovalca glede na "medij" (tako imenovani svetlobni eter), ki naj bi "prenašal" elektromagnetne valove, podobno kot zrak prenaša zvočne valove. Poskusi niso ugotovili nobenega vpliva hitrosti, s katero se vir valovanja in opazovalec premikata relativno drug na drugega. Leta 1905 je Einstein predlagal, da je prostor in čas in s tem tudi vse druge procese in zakone kot pojme, ki so odvisni od hitrosti. Spremenjeno pojmovanje prostora in časa je pogoj za konstantno hitrost svetlobe in vseh elektromagnetnih sevanj z vidika opazovalca - tudi opazovalca, ki ne miruje, temveč se premika.

== Elektromagnetni spekter ==
{{glavni|Spekter elektromagnetnega valovanja}}
[[Slika:EM_spectrumrevised.png|desno|sličica|490x490_pik|Elektromagnetni spekter, območje vidne svetlobe je poudarjeno]]
Elektromagnetno sevanje (poimenovanje »sevanje« izključuje pojave statično elektriko in magnetno ter bližnje polje) je razvrščen glede na valovno dolžino na [[Radijski valovi|radiu]], [[Mikrovalovi|mikrovalovnih]], [[Infrardeče valovanje|infrardečo]], [[Vidni spekter|vidno]], [[Ultravijolično valovanje|uv]], [[Rentgenski žarki|X-žarke]] in [[Žarek gama|gama žarke]]. Samovoljno elektromagnetni valovi, ki se lahko izrazi z Fouriereve analizo v smislu sinusiodalen dvobarvni valovi, ki pa se lahko vsak, ki se delijo v teh regijah EMR spektra.

==== X-žarki in gama žarki ====
Elektromagnetno sevanje, ki ga sestavljajo fotoni, ki imajo minimalne-ionizacija energije, ali več, (ki zajema celoten spekter s krajše valovne dolžine), je zato imenovan [[Ionizirajoče sevanje|ionizirajočega sevanja]]. (Številne druge vrste ionizirajočega sevanja so narejene iz ne-EM delci). Elektromagnetna-vrste ionizirajočega sevanja razteza od ekstremno ultravijolično za vse višjih frekvencah in krajše valovne dolžine, kar pomeni, da vse [[Rentgenski žarki|X-žarke]] in [[Žarek gama|gama žarke, ki]] izpolnjujejo pogoje. Ti so sposobni najbolj hudo vrsta molekulske poškodbe, ki se lahko zgodi v biologije za vse vrste bioloških molekul, vključno z mutacijo in raka, in pogosto na velikih globin pod kožo, ker je zgornji konec X-ray spektra, in vse gamma ray spektra, prodre skozi snovi.

== Atmosfera in magnetosfera ==
[[Slika:Atmospheric_electromagnetic_opacity.svg|sličica|500x500_pik|Groba slika absorpcije in sipanje (ali motnost) atmosfere pri različnih [[Valovna dolžina|valovnih dolžin]]<nowiki/>ah elektromagnetnega sevanja]]
Večino ultravioletnih žarkov in žarkov X zadrži najprej absorpcija v molekularnem [[dušik]]<nowiki/>u, nato pa (za valovne dolžine v zgornji UV) z elektronska ekscitacija di-kisika in končno [[ozon]]a za srednji pas UV. Le 30% sončne ultravijolične svetlobe doseže tla.

Vidna svetloba se dobro prenaša skozi zrak, ker nima dovolj energije, da bi vzbudila dušik, kisik, ali ozon, po drugi strani pa ima preveč energije za vzbujanje vibracij v molekulah vodne pare.{{Navedi vir}} Absorpcijski pasovi v infrardečem področju so posledica vibracijskih ekscitacij v vodni pari. Pri še nižjih energijah, to je pod pragom za vodno paro, ozračje postane znova prozorno, tako da je mogoče brez izgub skozi atmosfero prenašati mikrovalove in radijske valove.

{{-}}
== Sklici ==
{{Reflist|2}}

== Glej tudi ==
{{kategorija v Zbirki|Electromagnetic radiation|elektromagnetno valovanje}}
* [[Bolometer]]
* [[Elektromagnetna interakcija]]

{{normativna kontrola}}

[[Kategorija:Elektromagnetno valovanje| ]]
[[Kategorija:Sevanje]]
[[Kategorija:Elektrika in magnetizem]]
[[Kategorija:Nihanje in valovanje]]