Na początek warto zastanowić się czym są fale elektromagnetyczne. A więc fale elektromagnetyczne można zdefiniować jako rozchodzące się w przestrzeni zaburzenia pól elektrycznego i magnetycznego. Linie obu sprzężonych pól są do siebie prostopadłe. Są również prostopadłe do kierunku propagacji fali. Fale elektromagnetyczne zatem w przeciwieństwie do fal mechanicznych nie potrzebują do rozchodzenia się ośrodka materialnego. Mogą rozchodzić się także w próżni.

Prędkość fali elektromagnetycznej w próżni dana jest wzorem:

Dla fal elektromagnetycznych obowiązuje również zależność między prędkością c , a długością fali i częstością . Wygląda ona następująco:

Wiadomo, że dla takiej fali stosunek amplitudy natężenia pola elektrycznego do amplitudy indukcji magnetycznej jest równy prędkości fali w próżni czyli c. W widmie fal elektromagnetycznych można wyróżnić następujące zakresy w kolejności od największej długości fali:

1. Fale radiowe to promieniowanie elektromagnetyczne o największej długości fali , z przedziału od kilku milimetrów do setek kilometrów. Po raz pierwszy w sposób zamierzony zostały wytworzone przez Hertza. On również udowodnił, że mogą być przesyłane na duże odległości. Zakres fal radiowych dzieli się dodatkowo na fale krótkie, średnie i długie.

Źródłem fal radiowych są specjalne anteny nadawcze. Fale te wykorzystuje się m.in. w telewizji i radiofonii.

2. Mikrofale to fale z zakresu długości od 1 milimetra do 30 centymetrów. Źródłem promieniowania mikrofalowego mogą być klistrony i magnetrony. Natomiast do ich przesyłu stosuje się falowody. Mikrofale używane w radiolokacji to te o mniejszych długościach fal, od około 20 cm do 0.5 milimetra.

Poza tym mikrofale wykorzystywane są w telekomunikacji satelitarnej, medycynie a także powszechnie używanych kuchenkach mikrofalowych.

3.Promieniowanie podczerwone to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o długościach fali od 760 nanometrów do 2000 mikrometrów. Niekiedy o tym promieniowaniu mówi się także promieniowanie termiczne. Zazwyczaj dzielone jest na trzy obszary: podczerwień bliską, średnia podczerwień i daleką podczerwień. Promieniowanie to jest emitowane przez wszystkie rozgrzane obiekty, ale o temperaturze niższej niż 500 stopni C oraz przez lampy wyładowcze. Promieniowanie podczerwone jest odbierane przez narządy zmysłów jako ciepło. Do detekcji promieniowani podczerwonego wykorzystywane są różnego rodzaju układy, które wykazują wyraźną zmianę właściwości pod wpływem temperatury. Jako przykład może posłużyć detektor Golaya. W jego skład wchodzi mały zbiornik z gazem. Pod wpływem promieniowani podczerwonego następuje wzrost ciśnienia w zbiorniczku. Fale z zakresu podczerwieni wykorzystywane są w wielu gałęziach nauki i przemysłu m.in. w analizach chemicznych. Powszechnie używa się tego promieniowania w urządzeniach zwanych noktowizorami.

4. Światło widzialne to zakres promieniowania elektromagnetycznego, które jest widzialne przez ludzki narząd wzroku. Są to fale z zakresu od 380 do 780 nanometrów. Czasem zakres ten nazywa się zakresem tęczy. Odpowiada bowiem kolorom od czerwieni przez pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski aż do fioletowego. Barwa fioletowa odpowiada falom o największej długości z tego zakresu.

4. Promieniowanie ultrafioletowe jest to promieniowanie elektromagnetyczne o długościach krótszych niż światło widzialne. Są to fale z przedziału od 390 do 10 nanometrów. Fale dłuższe, do około 190 nanometrów to ultrafiolet bliski, a fale krótsze to ultrafiolet daleki. Promieniowanie nadfioletowe dociera do Ziemi ze Słońca lub sztucznie jest wytwarzane za pomocą kwarcówek. Promieniowanie UV emitowane przez Słońce to zarówno UV- A jak i UV -B. Jednak warstwa ozonowa pochłania prawie cały UV-B i do Ziemi dociera głównie ultrafiolet UVA.

Inny podział dzieli zakres ze względu na skutki biologiczne:

V-A - długość 315-380nm

UV-B - długość 280-315nm

UV-C - długość 10-280nm

Promieniowanie ultrafioletowe ma ważną własność. Może mianowicie powodować fluorescencję wielu ciał. Dlatego też z powodzeniem używa się go do wykrywania fałszywych banknotów czy w kryminalistyce przy oględzinach miejsc zbrodni. Znaczniki fluorescencyjne wykorzystuje się również do obserwowania metabolizmu niektórych substancji w organizmach.

Promieniowanie ultrafioletowe może być rejestrowane m.in. za pomocą kliszy fotograficznej.

5. Promieniowanie Roentgena to fale z zakresu 12 - 0.012 nanometrów. Promienie X o najmniejszych energiach nazywa się promieniami miękkimi, natomiast te o większej energii twardymi.

Promieniowanie rentgenowskie jest bardzo przenikliwe. Promienie X zostały odkryte przez Roentgena w roku 1895 i od tamtej pory są powszechnie wykorzystywane m.in. w medycynie i przemyśle.

Promieniowanie rentgenowskie powstaje podczas przejścia elektronu w atomie z wyższego poziomu energetycznego na niższy, w którym pozostała luka po wybitym elektronie.

Promieniowanie to wytwarzane jest za pomocą lamp rentgenowskich. Rejestracja natomiast może odbywać się na różne sposoby m.in. za pomocą kliszy fotograficznej.

6. Promieniowanie gamma obejmuje najkrótsze fale, z zakresu metra. Odpowiada to fotonom o energii od 10 MeV do 10 KeV. Zaliczane jest ono do promieniowania jonizującego. Pochodzi z przemian zachodzących w jądrach atomowych. Może zatem powstawać w reakcjach rozpadu jąder izotopów promieniotwórczych, w reakcjach syntezy jąder, a także w procesie anihilacji.

Emisja promieniowania gamma towarzyszy przejściu jądra pierwiastka promieniotwórczego ze stanu wzbudzonego do stanu o niższej energii. Nie zachodzi przy tym zmiana składu jądra.

Promieniowanie gamma należy do najbardziej przenikliwego promieniowania. W przyrodzie jego źródłami są pierwiastki alfa bądź beta promieniotwórcze. Emisja kwantów gamma towarzyszy bowiem najczęściej innym przemianom jądrowym.

W przemyśle promieniowanie gamma wykorzystuje się w tzw. defektoskopii. Jest to wykorzystywanie promieni gamma do badania metali i ich stopów w celu wykrycia ewentualnych defektów.

Należy wziąć pod uwagę fakt, że przeprowadzony podział fal elektromagnetycznych jest nieostry. Często przedziały zachodzą na siebie, a niektóre granice są tylko umowne. Tak się dzieje np. z granicą między podczerwienią a promieniowaniem mikrofalowym.