Falę elektromagnetyczną można zdefiniować jako rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie pola elektrycznego i magnetycznego. Zatem do rozchodzenia się fal elektromagnetycznych nie jest konieczny ośrodek materialny. Prędkość fal elektromagnetycznych w próżni można przestawić za pomocą wzoru:
W przybliżeniu wynosi ona 300000 km/s.
Istnienie fal elektromagnetycznych przewidział jeszcze przed ich odkryciem Clerk Maxwell Sformułował on podstawowe równania elektromagnetyzmu. Na podstawie właśnie tych równań został wyprowadzony wzór na prędkość fal elektromagnetycznych.
Prędkość tą zwykło się nazywać prędkością światła. Jednak tak naprawdę dotyczy wszystkich fal elektromagnetycznych. Nie zależy bowiem od długości fali i jej częstotliwości.
Na podstawie równań Maxwella można wnioskować, że wszystkie fale elektromagnetyczne mają taką samą naturę i prędkość rozchodzenia się . Różnica tylko wynika z innej długości fal i częstotliwości.
Cały zakres fal elektromagnetycznych podzielono na kilak mniejszych zakresów. Ich nazwy zazwyczaj wynikają z technik wytwarzania bądź detekcji tych fal.
Widmo fal elektromagnetycznych jest widmem ciągłym, nie ma w nim żadnych przerw. Często granice między poszczególnymi obszarami widma zostały ustalone umownie.
Zatem widmo fal elektromagnetycznych dzieli się na:
- fale radiowe - biorąc pod uwagę długość fal można dokonać jeszcze dodatkowych podziałów tego przedziału.
I tak można je podzielić na:
* fale radiowe ultrakrótkie - o długościach fal od 1 do 10 metrów
Wykorzystuje się je w telewizji i radiofonii
* fale radiowe - o długościach fal od 10 do nawet 2000 metrów. Można je dodatkowo podzielić na fale krótkie (10 - 75 metrów), średnie (200 - 600 metrów) i długie (1000 - 2000 metrów).
Fale o długościach powyżej 2000 metrów nie mają żadnego zastosowania.
- mikrofale - są to fale o długościach fal od 1 milimetra do 1 metra. Promieniowanie mikrofalowe emitowane jest przez obwody z prądem o wysokiej częstotliwości. Można je także generować przez specjalnie do tego celu skonstruowane urządzenia zwane klistronami i magnetronami. W oparciu o mikrofale działają radary i kuchenki mikrofalowe.
- promieniowanie podczerwone - to promieniowanie o długościach fali od 760 nanometrów do 2000 mikrometrów. Dalszy podział dzieli promieniowanie podczerwone na: podczerwień bliską, średnia podczerwień i daleką podczerwień. Promieniowanie to jest emitowane przez wszystkie rozgrzane obiekty oraz przez lampy wyładowcze. Promieniowanie podczerwone jest odbierane przez narządy zmysłów jako ciepło.
- promieniowanie świetlne- obejmuje zakres fal o długościach od 380 do 780 nanometrów. Jest to zakres fal elektromagnetycznych wywołujących w oku ludzkim wrażenie widzenia. W zakresie tym wyróżnia się długości fal odpowiadające poszczególnym barwom od czerwieni przez pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski aż do fioletowego.
- promieniowanie rentgenowskie - obejmuje fale o długościach z przedziału od 10 nm do 0.001 nm. Przedział ten dodatkowo dzieli się na promieniowanie rentgenowskie miękkie , czyli to o dłuższych falach oraz promieniowanie rentgenowskie twarde, o mniejszej długości fali.
- promieniowanie gamma - jest topromieniowanie elektromagnetyczne o długościach mniejszych od 0.1 nm. Jest ono emitowane przez wzbudzone atomy.
- promieniowanie ultrafioletowe -obejmuje promieniowanie o długościach fal od 390 do 10 nm. Przedział ten dodatkowo dzieli się na ultrafiolet bliski - czyli do około 190 nm i ultrafiolet daleki, który obejmuje fale o mniejszych długościach.
