3 - Spektrum elektromagnetického záření

Řetěz objevů nových paprsků tím však zdaleka neskončil. Henri Becquerel objevil při experimentech s luminiscencí solí uranu radioaktivní záření. Mezi zářením vydávaným radioaktivními látkami bylo objeveno kromě proudů rychle letících částic také elektromagnetické záření ještě pronikavější než záření Röntgenovo. Toto záření dostalo název záření gama. Zahrnujeme pod něj veškeré elektromagnetické záření s vlnovou délkou kratší než několik miliardtin metru.

Dnes známe celé spektrum elektromagnetického záření lišící se pouze svou vlnovou délkou od mnoha kilometrů až po bilióntiny centimetru. Nejdelší jsou vlny radiové, dlouhé střední a krátké. Metrové vlny se používají při televizním přenosu, decimetrové a centimetrové při radiolokaci. Kratší jsou vlny milimetrové, submilimetrové a infračervené. Světelné vlny můžeme vnímat zrakem. Kratší než světelné vlny jsou vlny ultrafialové, rentgenové a konečně záření gama. Všechny tyto vlny jsou téže fyzikální povahy. Každá vlna z tohoto širokého spektra má však své specifické vlastnosti. Základní kvalitativní rozdíl je v přímočarosti šíření. Zatímco dlouhé radiové vlny se ohýbají za kopce, světelný paprsek je již úzce směrovaný. I světelný paprsek se může ohýbat, pouze však za překážky velikostí srovnatelné s jeho vlnovou délkou.

Obsah

Jak vzniká světlo
Víme, že zahřátá tělesa září. Září tak naše slunce, plamen svíčky i vlákno žárovky. Vedle světelného záření vydávají i záření tepelné (infračervené). Jako světelné zdroje jsou velmi neekonomické, protože na světelný výkon vydají pouze nepatrnou část dodávané energie. Zahřejeme-li těleso, dojde ke zrychlení chaotického pohybu atomů a molekul. Ty do sebe naráží a při nárazech získávají nadbytečnou vnitřní energii, dostávají se do vybuzeného (excitovaného) stavu. Tuto získanou vnitřní energii pak vyzáří ve formě elektromagnetického záření. Na druhou stranu mohou atomy také elektromagnetické záření pohltit a zvýšit tak svou vnitřní energii. Zákony vyzařování a pohlcování energie se staly předmětem zkoumání mnoha fyziků na konci minulého století, mezi nimi Gustava Kirchhoffa, Wilhelma Wiena, Ludwiga Boltzmanna, Josepha Stefana a dalších.

Zahřívaná tělesa mohou být z různého materiálu, mohou mít různý tvar, objem a váhu. Co může mít jejich vyzařování společného? Gustav Robert Kirchhoff však došel k poznání, že spektrum záření vycházející z uzavřené dutiny, do níž nahlížíme malým otvorem, má stejné vlastnosti bez ohledu na materiál z něhož jsou stěny dutiny tvořeny a bez ohledu na velikost dutiny.