تعریف امواج الکترومغناطیسی :

امواج الکترومغناطیسی یک رده از امواج است که دارای مشخصات زیر است:

• امواج الکترومغناطیسی دارای ماهیت و سرعت یکسان هستند و فقط از لحاظ فرکانس ، یا طول موج باهم تفاوت دارند
• در طیف امواج الکترومغناطیس هیچ شکافی وجود ندارد. یعنی هر فرکانس دلخواه را می‌توانیم تولید کنیم.
• برای مقیاسهای بسامد یا طول موج ، هیچ حد بالا یا پائین تعیین شده‌ای وجود ندارد.
• از جمله منابع زمینی امواج الکترومغناطیسی می‌توان به امواج دستگاه رله تلفن ، چراغهای روشنایی و نظایر آن اشاره کرد.
• این امواج برای انتشار خود نیاز به محیط مادی ندارند.
• قسمت عمده این فیزیک امواج دارای منبع فرازمینی هستند.
• امواج الکترومغناطیسی جزو امواج عرضی هستند.

گستره امواج الکترومغناطیسی :

امواج الکترومغناطیسی از طولانی‌ترین موج رادیویی ، با طول موج‌های معادل چندین کیلومتر ، شروع شده پس از گذر از موج رادیویی متوسط و کوتاه تا نواحی کهموج ، فروسرخ و مرئی امتداد می‌یابد. بعد از ناحیه مرئی فرابنفش قرار دارد که خود منتهی به نواحی اشعه ایکس ، اشعه گاما و اشعه کیهانی می‌شود. نموداری از این طیف که در آن نواحی قراردادی طیفی نشان داده می‌شوند در شکل آمده است که این تقسیم بندی‌ها جز برای ناحیه دقیقا تعریف شده مرئی لزوما اختیاری‌اند.

در حالت کلی بایستی چگونگی بازتابها و شکستها از مرزهای مختلف هادیها و عایقها و مواد قطبی و مواد غیر قطبی و .... ، و چگونگی عبور تابش از آزمایشهای مربوط به هوا و روشهای تمرکز پرتوها ، روشهای انتشار و چگونگی انتشار و ماهیت امواج الکترو مغناطیسی و چگونه تولید می‌شوند و قوانین حاکم بر آن را بدانیم. اما باید بدانیم در تمام ناحیه الکترومغناطیسی تمامی دستگاهها نمی‌توانند، کارآیی خوبی داشته باشند و اکثر سیستمهای کاربردی محدود به ناحیه خاصی از این گستره طول موجی می‌باشند. مثلا سیستم رادیو فقط ناحیه موج رادیویی را پوشش می‌دهد.

دوربینهای مادون قرمز برای این ناحیه ساخته شده‌اند و برخی ناسازگاریهایی از قبیل اینکه ناحیه پرتو ایکس هیج ماده‌ای با توان شکست ثابت برای ساختن عدسی وجود ندارد، زیرا اشعه ایکس از شیشه نمی‌تواند عبور کند، برخلاف نور مرئی که راحت عبور می‌کند. لذا برای هر نوع تمرکز و تصویر در گستره اشعه ایکس از آینه استفاده می‌کنند.

چشمه‌های طبیعی :

• خورشید و ستارگان که ناحیه مرئی را پوشش می‌دهند.
• مواد رادیواکتیو طبیعی ( گسیلنده پرتوهای ایکس و گاما) مانند کبالت (Co- 60)( آهن ربا و واسطه ضبط مغناطیسی ( ازقبیل نوار کاست و ویدئو ).) و اورانیوم(U-137) و ... که ناحیه ایکس و گاما را شامل می‌شوند.
• پرتو های کیهانی که از فضای یونسفر خارج از جو زمین می‌آیند.
• پرتوهای مادون قرمز و فرو سرخ و ماورای بنفش که از خورشید و ستارگان ایجاد می‌کردند.
• برخی مولکولهای ویژه دو ساختاری یا چند ساختاری که ناحیه‌های لیزری و میزری را دارند، مانند آمونیاک ، یاقوت و ... .

چشمه‌های مصنوعی :

• انواع لامپها که مکانیزمهای قوسهای الکتریکی و تخلیه‌های الکتریکی و ... را دارند مانند لامپ فلاش ، لامپ سدیم و ...
• کاواکهای جسم سیاه: شاید تا به حال دیده باشید که وقتی آهن را گرم می‌کنیم ازخود نور تابش می‌کند.
• لیزرها که از مواد فعالی مانند یاقوت (نئودنیوم یق ND:YAG) و ... که در طیفهای گسترده یا طول موجهای منفرد بصورت پالسی یا گسترده ساخته می‌شوند.
• میزرها (Masers) که ناحیه طول موجی ماکروویو را می‌پوشانند. مانند میزرهای آمونیاک و ... .

امواج فروسرخ:

امواج فروسرخ یا به عبارتی اشعه مادون قرمز در علم فیزیک به قسمی از طیف پرتوهای الکترومغناطیسی اطلاق می‌گردد که دامنه طول موج آنها از بالای نور سرخ مرئی آغاز و تا امواج غیرمرئی ریزموج یا مایکروویو را دربر می‌گیرند.

دامنه طول اینگونه امواج تقریبا بین ۱ میلی متر تا ۷۵۰ نانومتر (معادل ۷۸۰۰-۱۵۰۰۰۰۰ آنگستروم )متغیر بوده بنابراین کوتاه تر از امواج رادیوئی مرسوم طبقه بندی می‌گردند.

فرکانس ( تواتر) امواج فروسرخ حداکثر ۴۰۰ تریلون بار در ثانیه(در محدوده بسیار نزدیک به رنگ سرخ قابل دید) تا ۸۰۰  بیلیون بار در ثانیه (نزدیک به محدوده پایانی پرتوهای مایکروویو) اندازه گیری می‌گردند.

-وج متوسط فروسرخ با دامنه طول موج ۳٫۰-۸٫۰ میکرو
-موج بلند فروسرخ با دامنه طول موج ۸٫۰-۱۵ میکرومتر
-موج بسیار دور فروسرخ Far IR
با دامنه طول موج ۱۵-۱۰۰۰ میکرومتر