Частотные интервалы

Данная статья представляет список частотных интервалов физических колебаний, отсортированных от высоких частот (наверху) к низким (внизу). Шкала частот, хотя и является непрерывной, традиционно разбита на ряд диапазонов. Соседние диапазоны могут немного перекрываться.

Частоты выражены в герцах, а также в кратных единицах: кГц = 1000 Гц, МГц = 1000 кГц = 1000000 Гц, ГГц = 1000 МГц = 10⁹ Гц, ТГц = 1000 ГГц = 10¹² Гц. Для частот ниже 1 Гц будут приводиться численные значения обратной величины — периода, выраженного в секундах, минутах, часах, сутках и годах, что упростит соотнесение с бытовыми величинами времени. В верхней же части шкалы, помимо частот, приводятся приблизительные эквивалентные значения энергии (в электронвольтах), ибо энергия осциллятора в квантовой механике пропорциональна частоте: $E = h \nu$, где h — постоянная Планка, Е — энергия, $\nu$ — частота.

О частотах электромагнитных волн см. статью электромагнитный спектр.

γ-диапазон

Диапазон выше 3·10¹⁹ Гц (выше 124 000 эВ)

γ-излучение

Основная статья: Гамма-излучение

Электромагнитные волны — γ-излучение (гамма-лучи). Источники: космос, ядерные реакции, радиоактивный распад, синхротронное излучение. Прозрачность вещества для гамма-лучей, в отличие от видимого света, зависит не от химической формы и агрегатного состояния вещества, а в основном от заряда ядер, входящих в состав вещества, и от энергии гамма-квантов. Поэтому поглощающую способность слоя вещества для гамма-квантов в первом приближении можно охарактеризовать его поверхностной плотностью (в г/см²). Зеркал и линз для γ-лучей не существует.

Прочее

Частоты нижней части гамма-диапазона характерны для периодических движений нуклонов в атомном ядре. Резкой нижней границы для гамма-излучения не существует, однако обычно считается, что гамма-кванты излучаются ядром, а рентгеновские кванты — электронной оболочкой атома (это лишь терминологическое различие, не затрагивающее физических свойств излучения).

Рентгеновский диапазон

Диапазон 3·10¹⁶ Гц (124 эВ) —— 3·10¹⁹ Гц (124 000 эВ)

Рентгеновское излучение

Основная статья: Рентгеновское излучение

Электромагнитные волны — рентгеновское излучение:

• 3·10¹⁸ Гц (12 400 эВ) —— 3·10¹⁹ Гц (124 000 эВ) — жёсткое рентгеновское излучение. Источники: некоторые ядерные реакции, электронно-лучевые трубки.
• 3·10¹⁶ Гц (124 эВ) —— 3·10¹⁸ Гц (12 400 эВ) — мягкое рентгеновское излучение. Источники: электронно-лучевые трубки, тепловое излучение плазмы, некоторые радиоактивные изотопы, бетатроны, линейные ускорители.

Рентгеновские кванты излучаются в основном при переходах электронов в электронной оболочке тяжёлых атомов на низколежащие орбиты. Вакансии на низколежащих орбитах создаются обычно электронным ударом. Рентгеновское излучение, созданное таким образом, имеет линейчатый спектр с частотами, характерными для данного атома (см. характеристическое излучение); это позволяет, в частности, исследовать состав веществ (рентгено-флюоресцентный анализ). Тепловое, тормозное и синхротронное рентгеновское излучение имеет непрерывный спектр.

В рентгеновских лучах наблюдается дифракция на кристаллических решётках, поскольку длины электромагнитных волн на этих частотах близки к периодам кристаллических решёток. На этом основан метод рентгено-дифракционного анализа.

Прочее

Ультрафиолетовый диапазон

Диапазон 790 ТГц (3,27 эВ) —— 30 000 ТГц (124 эВ)

Ультрафиолетовое излучение

Основная статья: Ультрафиолетовое излучение

Наименование	Аббревиатура	Длина волны в нанометрах	Количество энергии на фотон
Ближний	NUV	400 нм — 300 нм	3.10 — 4.13 эВ
Средний	MUV	300 нм — 200 нм	4.13 — 6.20 эВ
Дальний	FUV	200 нм — 122 нм	6.20 — 10.2 эВ
Экстремальный	EUV, XUV	121 нм — 10 нм	10.2 — 124 эВ
Вакуумный	VUV	200 нм — 10 нм	6.20 — 124 эВ
Ультрафиолет А, длинноволновой диапазон, Чёрный свет	UVA	400 нм — 315 нм	3.10 — 3.94 эВ
Ультрафиолет B (средний диапазон)	UVB	315 нм — 280 нм	3.94 — 4.43 эВ
Ультрафиолет С, коротковолновой, гермицидный диапазон	UVC	280 нм — 100 нм	4.43 — 12.4 эВ

Прочее

Потенциалы ионизации атомов, пересчитанные на частоту, лежат в ультрафиолетовом диапазоне. Также там имеется много спектральных линий атомов.

Оптический диапазон

Диапазон 207 ТГц (0,857 эВ) —— 790 ТГц (3,27 эВ)

Электромагнитные волны — видимый свет и ближнее инфракрасное излучение. Источники: тепловое излучение (в том числе Солнца), флюоресценция, химические реакции, светодиоды. Излучение оптического диапазона свободно проходит сквозь атмосферу, может быть легко отражено и преломлено в оптических системах.

Видимый свет

Основная статья: Видимое излучение

Подробное рассмотрение темы: Спектральные цвета и Цвет

Спектр видимого света делится по цветам:

• 790 ТГц (3,27 эВ)
  • Фиолетовый свет
• 700 ТГц (2,90 эВ)
  • Синий свет
• 600 ТГц (2,48 эВ)
  • Голубой свет
• 580 ТГц (2,40 эВ)
  • Зелёный свет
• 530 ТГц (2,19 эВ)
  • Жёлтый свет
• 510 ТГц (2,11 эВ)
  • Оранжевый свет
• 480 ТГц (1,99 эВ)
  • Красный свет
• 400 ТГц (1,66 эВ)

Ближнее инфракрасное излучение

Занимает диапазон 207 ТГц (0,857 эВ) —— 400 ТГц (1,66 эВ). Верхняя граница весьма произвольна. Нижняя граница определяется способностью человеческого глаза к восприятию красного света, различной у разных людей. Как правило, прозрачность в ближнем инфракрасном излучении соответствует прозрачности в видимом свете.

Прочее

В оптическом диапазоне лежит значительная часть атомных спектров.

Инфракрасный диапазон

Диапазон 1,5 ТГц —— 400 ТГц

Инфракрасное излучение

Основная статья: Инфракрасное излучение

Электромагнитные волны — инфракрасное излучение.

Этот раздел статьи ещё не написан. Согласно замыслу одного из участников Википедии, на этом месте должен располагаться специальный раздел. Вы можете помочь проекту, написав этот раздел.

Прочее

В инфракрасном диапазоне лежат частоты вращений и колебательных возбуждений молекул.

Терагерцовый диапазон

Диапазон 300 ГГц —— 3 ТГц

Терагерцовое излучение

Терагерцовое излучение расположено между инфракрасным излучением и микроволнами.

Прочее

В терагерцовом диапазоне находятся некоторые виды колебаний молекулярного уровня.

Диапазон микроволн

Диапазон 1 ГГц —— 300 ГГц

Электромагнитные микроволны

Основная статья: Микроволновое излучение

Электромагнитные волны — микроволны. Иногда причисляются к радиоволнам (см. ниже). Излучаются сверхвысокочастотной электроникой, а также мазерами.

Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Диапазон радиоволн (радиочастотный диапазон)

Диапазон 20 кГц —— 1 ГГц (или 300 ГГц)

Радиоволны

Основная статья: Радиоволны

Электромагнитные волны — радиоволны. Источники: Антенны.

• 3 ГГц —— 30 ГГц — сантиметровые волны.
• 300 МГц —— 3 ГГц — дециметровые волны.
• 30 МГц —— 300 МГц — метровые волны.
• 3 МГц —— 30 МГц — короткие волны.
• 300 кГц —— 3 МГц — средние волны.
• 30 кГц —— 300 кГц — длинные волны.
• 3 кГц —— 30 кГц — сверхдлинные (мириаметровые) волны^[1].

Прочее

Механические колебания в радиочастотном диапазоне называются ультразвуком и, на частотах выше 1 ГГц, гиперзвуком.

Звуковой диапазон

Диапазон 20 Гц —— 20 кГц

Электромагнитная энергия этого диапазона на практике распространяется, как правило, по проводам. Механические колебания этого диапазона называются звуком.

• около 20 000 Гц — верхний порог слуха ребёнка (зависит от человека)
• около 14 500—19 500 Гц — верхний порог слуха взрослого человека(зависит от человека)
• 7040 Гц — «ля» 5-й октавы
• 3520 Гц — «ля» 4-й октавы
• 1760 Гц — «ля» 3-й октавы
• 880 Гц — «ля» 2-й октавы
• 440 Гц — «ля» 1-й октавы
• 220 Гц — «ля» Малой октавы
• 110 Гц — «ля» Большой октавы
• 100 Гц — частота гудения сетевого трансформатора и мерцания люминесцентной лампы в Европе
• 60 Гц — частота сетевого переменного тока в Америке и Японии
• 50 Гц — частота сетевого переменного тока в Европе
• 15—20 Гц — нижний порог слуха взрослого человека (зависит от человека)

Сверхнизкие частоты

Диапазон: ниже 20 Гц

Электромагнитные волны в этом диапазоне уже не являются «волнами» в масштабах Земли и рассматриваются как переменные электрические и/или магнитные поля. Следует отметить, что для электромагнитных волн столь низкой частоты межпланетная и межзвёздная среда является непрозрачной. Механические колебания и вращения этого диапазона частот наблюдаются в быту. Звуковые колебания с частотами ниже 20 Гц называются инфразвуком. Предполагается существование гравитационных волн космического происхождения, принадлежащих этому, а также и более высокочастотным диапазонам.

Астрономические частоты

Диапазон: периоды от минут и длиннее

Электромагнитные волны в этом диапазоне не изучены. Механические колебательные и вращательные процессы представлены в основном движениями небесных тел по орбитам и их вращением, а также производными процессами, такими как приливы. Считается, что движения небесных тел являются источниками гравитационных волн.

• 23 часа 56 минут — период осевого вращения Земли.
• 29 суток — период обращения Луны по орбите вокруг Земли.
• 1 год — период обращения Земли по орбите вокруг Солнца.
• 12 лет — период обращения планеты Юпитер по орбите вокруг Солнца.
• 165 лет — период обращения планеты Нептун по орбите вокруг Солнца.
• 11 487 лет — период обращения планетоида Седна по орбите вокруг Солнца.
• 25 800 лет — платонов год, период прецессии земной оси.
• В 226 000 000 лет оценивается период обращения Солнечной системы вокруг ядра Галактики. Вероятно, это самая низкая надёжно вычисленная частота периодического процесса.

Примечания

1. ↑ Электродинамика и распространение радиоволн. Никольский В. В. «Наука», М., 1973