विद्युत चुम्बकीय विकिरण

Onde electromagnetique.svg इलेक्ट्रोमैग्नेटिक लहर एक्स-एक्सिस में जा रहा है, ई के साथ ई  विद्युत क्षेत्र  और लंबवत बी को दर्शाता है।

भौतिकी में,  इलेक्ट्रोमैग्नेटिक विकिरण  ( emr ) में    इलेक्ट्रोमैग्नेटिक (ईएम) क्षेत्र  के    तरंगों  शामिल हैं, अंतरिक्ष के माध्यम से प्रचारित करते हुए, विद्युत चुम्बकीय   रेडिएंट ऊर्जा  इसमें   रेडियो वेव  एस,   माइक्रोवेव  एस,   इन्फ्रारेड,    (दृश्यमान) लाइट ,   पराबैंगनी ,   एक्स-रे  एस, और   गामा रे  एस शामिल हैं।ये सभी तरंगें   इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम  का हिस्सा बनती हैं

शास्त्रीय रूप से, विद्युत चुम्बकीय विकिरण में  विद्युत चुम्बकीय तरंगें शामिल हैं , जो   इलेक्ट्रिक  और   चुंबकीय क्षेत्र  एस के   दोलन  एस सिंक्रनाइज़ किए जाते हैं। विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र के आवधिक परिवर्तन के कारण विद्युत चुम्बकीय विकिरण या विद्युत चुम्बकीय तरंगें बनाई जाती हैं। यह आवधिक परिवर्तन कैसे होता है और उत्पन्न होने वाली शक्ति के आधार पर, विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के विभिन्न तरंग दैर्ध्य का उत्पादन किया जाता है। एक वैक्यूम में, विद्युत चुम्बकीय तरंगें प्रकाश की   गति से यात्रा करती हैं, जो आमतौर पर  C  को निरूपित करती हैं। सजातीय, आइसोट्रोपिक मीडिया में, दो क्षेत्रों के दोलन एक दूसरे के लिए लंबवत होते हैं और ऊर्जा और लहर प्रसार की दिशा के लिए लंबवत होते हैं, जिससे  [[ अनुप्रस्थ तरंग  बनती है।   पॉइंट स्रोत  (जैसे प्रकाश बल्ब) से उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय तरंगों का   वेवफ्रंट  एक   क्षेत्र  है।   इलेक्ट्रोमैग्नेटिक स्पेक्ट्रम  के भीतर एक विद्युत चुम्बकीय तरंग की स्थिति को इसके   आवृत्ति  दोलन या इसके   तरंग दैर्ध्य  की विशेषता हो सकती है। अलग -अलग आवृत्ति की विद्युत चुम्बकीय तरंगों को अलग -अलग नामों से बुलाया जाता है क्योंकि उनके पास अलग -अलग स्रोत और मामले पर प्रभाव होते हैं। आवृत्ति बढ़ाने और तरंग दैर्ध्य में कमी के क्रम में ये हैं: रेडियो तरंगें, माइक्रोवेव, अवरक्त विकिरण, दृश्यमान प्रकाश, पराबैंगनी विकिरण, एक्स-रे और गामा किरणें

विद्युतचुम्बकीय तरंगेंविद्युत रूप से  चार्ज कण  एस द्वारा उत्सर्जित किया जाता है  और ये तरंगें बाद में अन्य चार्ज किए गए कणों के साथ बातचीत कर सकती हैं, उन पर बल डाल सकती हैं। EM तरंगों में ऊर्जा,   गति  और   कोणीय गति  अपने स्रोत कण से दूर ले जाती है और उन मात्राओं को   मामले  के साथ प्रदान कर सकते हैं, जिसके साथ वे बातचीत करते हैं। विद्युत चुम्बकीय विकिरण उन ईएम तरंगों के साथ जुड़ा हुआ है जो चलती आरोपों के निरंतर प्रभाव के बिना खुद को (विकीर्ण) का प्रचार करने के लिए स्वतंत्र हैं, जो उन्हें उत्पादित करते हैं, क्योंकि उन्होंने उन आरोपों से पर्याप्त दूरी हासिल की है। इस प्रकार, ईएमआर को कभी -कभी    सुदूर क्षेत्र  के रूप में संदर्भित किया जाता है। इस भाषा में, फ़ील्ड ]] के पास  , चार्ज और करंट के पास ईएम फ़ील्ड को संदर्भित करता है, जो सीधे उनका उत्पादन करता है, विशेष रूप से  [[ इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन  और   इलेक्ट्रोस्टैटिक इंडक्शन  फेनोमेना।

क्वांटम मैकेनिक्स में, ईएमआर को देखने का एक वैकल्पिक तरीका यह है कि इसमें   फोटॉन  एस, अनचर्ड   एलिमेंटरी कण  एस शून्य   रेस्ट मास  शामिल हैं, जो   इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड  के    क्वांट  हैं, जो जिम्मेदार हैं, जिम्मेदार हैं। सभी विद्युत चुम्बकीय बातचीत के लिए   क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स  इस बात का सिद्धांत है कि ईएमआर एक परमाणु स्तर पर पदार्थ के साथ कैसे बातचीत करता है क्वांटम प्रभाव ईएमआर के अतिरिक्त स्रोत प्रदान करते हैं, जैसे कि    इलेक्ट्रॉनों का संक्रमण  से कम   ऊर्जा स्तर  एस एक परमाणु और   ब्लैक-बॉडी विकिरण  में एक व्यक्तिगत फोटॉन की ऊर्जा    की मात्रा  है और उच्च आवृत्ति के फोटॉन के लिए अधिक है।यह संबंध    प्लैंक के समीकरण  द्वारा दिया गया है  ई  =  एचएफ ', जहां  ई  प्रति फोटॉन ऊर्जा है,  एफ  फोटॉन की आवृत्ति है, और  एच    प्लैंक का निरंतर  है।उदाहरण के लिए, एक एकल गामा रे फोटॉन, ' 100,000 गुना ऊर्जा ले जा सकता हैदृश्य प्रकाश के एक एकल फोटॉन के y।

रासायनिक यौगिकों और जैविक जीवों पर ईएमआर के प्रभाव विकिरण की   पावर  और इसकी आवृत्ति दोनों पर निर्भर करते हैं। दृश्यमान या निचली आवृत्तियों (यानी, दृश्यमान प्रकाश, अवरक्त, माइक्रोवेव, और रेडियो तरंगों) के ईएमआर को    गैर-आयनित विकिरण  'कहा जाता है, क्योंकि इसके फोटॉन व्यक्तिगत रूप से    आयन  परमाणु या ]] परमाणु या परमाणु या परमाणु ]] परमाणु या ]] परमाणु या परमाणु |  आयन परमाणु ]] परमाणु या ]] परमाणु ]] परमाणु या परमाणु हैं अणु, या   रासायनिक बॉन्ड  एस तोड़। रासायनिक प्रणालियों और जीवित ऊतक पर इन विकिरणों के प्रभाव मुख्य रूप से कई फोटॉनों के संयुक्त ऊर्जा हस्तांतरण से गर्म प्रभाव के कारण होते हैं। इसके विपरीत, उच्च आवृत्ति पराबैंगनी, एक्स-रे और गामा किरणों को    आयनीकरण विकिरण  '' कहा जाता है, क्योंकि इस तरह की उच्च आवृत्ति के व्यक्तिगत फोटॉन में    आयन  अणुओं या ब्रेक   रासायनिक बॉन्ड  एस। इन विकिरणों में   रासायनिक प्रतिक्रिया  एस का कारण बनता है और इससे परे रहने वाली कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाता है, जिसके परिणामस्वरूप सरल हीटिंग होता है, और यह एक स्वास्थ्य खतरा हो सकता है।

मैक्सवेल के समीकरण
जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने एक    इलेक्ट्रिक और चुंबकीय समीकरण  के तरंग रूप को प्राप्त किया, इस प्रकार    इलेक्ट्रिक  और   चुंबकीय क्षेत्र  और उनके    समरूपता की लहर जैसी प्रकृति को उजागर किया।।क्योंकि लहर समीकरण द्वारा भविष्यवाणी की गई ईएम तरंगों की गति ]] प्रकाश की मापा   गति के साथ हुई, मैक्सवेल ने निष्कर्ष निकाला कि प्रकाश स्वयं एक ईएम लहर है  मैक्सवेल के समीकरणों की पुष्टि  [[ हेनरिक हर्ट्ज  द्वारा रेडियो तरंगों के साथ प्रयोगों के माध्यम से की गई थी।

मैक्सवेल ने महसूस किया कि चूंकि बहुत सारे भौतिकी एक तरह से सममित और गणितीय रूप से कलात्मक है, इसलिए बिजली और चुंबकत्व के बीच एक समरूपता भी होनी चाहिए।उन्होंने महसूस किया कि प्रकाश बिजली और चुंबकत्व का एक संयोजन है और इस प्रकार दोनों को एक साथ बांधा जाना चाहिए। मैक्सवेल के समीकरण  के अनुसार, एक स्थानिक रूप से भिन्न   विद्युत क्षेत्र  हमेशा   चुंबकीय क्षेत्र  के साथ जुड़ा हुआ है जो समय के साथ बदलता है इसी तरह, एक स्थानिक रूप से भिन्न चुंबकीय क्षेत्र विद्युत क्षेत्र में समय के साथ विशिष्ट परिवर्तनों से जुड़ा हुआ है। एक विद्युत चुम्बकीय तरंग में, विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन हमेशा एक दिशा में चुंबकीय क्षेत्र में एक लहर के साथ होते हैं, और इसके विपरीत। दोनों के बीच यह संबंध या तो प्रकार के क्षेत्र के बिना होता है; बल्कि, वे उसी तरह से एक साथ होते हैं जैसे कि समय और अंतरिक्ष परिवर्तन एक साथ होते हैं और   विशेष सापेक्षता  में इंटरलिंक होते हैं। वास्तव में, चुंबकीय क्षेत्रों को संदर्भ के एक अन्य फ्रेम में विद्युत क्षेत्रों के रूप में देखा जा सकता है, और विद्युत क्षेत्रों को संदर्भ के एक अन्य फ्रेम में चुंबकीय क्षेत्रों के रूप में देखा जा सकता है, लेकिन उनका समान महत्व है क्योंकि भौतिकी संदर्भ के सभी फ्रेम में समान है, इसलिए अंतरिक्ष और समय में बदलाव के बीच घनिष्ठ संबंध एक सादृश्य से अधिक है। साथ में, ये फ़ील्ड एक प्रचारक विद्युत चुम्बकीय तरंग बनाते हैं, जो अंतरिक्ष में निकलती है और स्रोत के साथ फिर से बातचीत करने की आवश्यकता नहीं होती है। इस तरह से गठित दूर का ईएम क्षेत्र एक आवेश के त्वरण से ऊर्जा को वहन करता है जो अंतरिक्ष के माध्यम से दूर हो जाता है, इसलिए शब्द।

निकट और दूर के खेत
मैक्सवेल के समीकरणों ने स्थापित किया कि कुछ चार्ज और धाराएं (स्रोत) एक स्थानीय प्रकार के  विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र  का उत्पादन करती हैं, जो  'नहीं'  ईएमआर का व्यवहार है। धाराएं सीधे एक चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करती हैं, लेकिन यह   चुंबकीय द्विध्रुवीय  प्रकार का है जो वर्तमान से दूरी के साथ मर जाता है। इसी तरह से, एक बदलती विद्युत क्षमता (जैसे कि एंटीना में) द्वारा एक कंडक्टर में अलग -अलग चार्ज को धकेल दिया जाता है,   इलेक्ट्रिक द्विध्रुवीय  प्रकार के विद्युत क्षेत्र का उत्पादन करते हैं, लेकिन यह भी दूरी के साथ घटता है। ये फ़ील्ड EMR स्रोत के पास    के पास  के पास बनाते हैं। इन व्यवहारों में से कोई भी ईएम विकिरण के लिए जिम्मेदार नहीं हैं। इसके बजाय, वे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र व्यवहार का कारण बनते हैं जो केवल कुशलता से एक रिसीवर को स्रोत के बहुत करीब से स्थानांतरित करता है, जैसे कि    मैग्नेटिक इंडक्शन    ट्रांसफार्मर  के अंदर, या फीडबैक व्यवहार जो   के कॉइल के करीब होता है धातु डिटेक्टर । आमतौर पर, निकट-फील्ड का अपने स्वयं के स्रोतों पर एक शक्तिशाली प्रभाव पड़ता है, जिससे स्रोत या ट्रांसमीटर में बढ़े हुए लोड (  विद्युत प्रतिक्रिया  में कमी) होती है, जब भी एक रिसीवर द्वारा ईएम क्षेत्र से ऊर्जा वापस ले ली जाती है। अन्यथा, ये क्षेत्र अंतरिक्ष में स्वतंत्र रूप से बाहर नहीं जाते हैं, दूरी-सीमा के बिना अपनी ऊर्जा को दूर ले जाते हैं, बल्कि दोलन करते हैं, अगर यह एक रिसीवर द्वारा प्राप्त नहीं किया जाता है तो ट्रांसमीटर को अपनी ऊर्जा वापस कर देता है

इसके विपरीत, ईएम दूर-क्षेत्र  विकिरण  से बना है, जो इस अर्थ में ट्रांसमीटर से मुक्त है कि (एक विद्युत ट्रांसफार्मर में मामले के विपरीत) ट्रांसमीटर को इन परिवर्तनों को क्षेत्रों में भेजने के लिए समान शक्ति की आवश्यकता होती है, सिग्नल को तुरंत उठाया गया है या नहीं। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का यह दूर का हिस्सा  इलेक्ट्रोमैग्नेटिक विकिरण है (जिसे   दूर-क्षेत्र  भी कहा जाता है)। दूर-क्षेत्र ट्रांसमीटर को प्रभावित करने की अनुमति दिए बिना (विकीर्ण) का प्रचार (विकीर्ण)। यह उन्हें इस अर्थ में स्वतंत्र होने का कारण बनता है कि उनका अस्तित्व और उनकी ऊर्जा, ट्रांसमीटर छोड़ने के बाद, ट्रांसमीटर और रिसीवर दोनों से पूरी तरह से स्वतंत्र है। ऊर्जा के   संरक्षण  के कारण, स्रोत के चारों ओर खींची गई किसी भी गोलाकार सतह से गुजरने वाली शक्ति की मात्रा समान है। क्योंकि इस तरह की सतह में स्रोत से अपनी दूरी के वर्ग के लिए आनुपातिक क्षेत्र होता है,   पावर घनत्व  ईएम विकिरण हमेशा स्रोत से दूरी के व्युत्क्रम वर्ग के साथ कम हो जाता है; इसे   उलटा-स्क्वायर कानून  कहा जाता है। यह स्रोत (निकट-फील्ड) के करीब ईएम क्षेत्र के द्विध्रुवीय हिस्सों के विपरीत है, जो एक व्युत्क्रम क्यूब पावर कानून के अनुसार सत्ता में भिन्न होता है, और इस तरह से दूरियों पर ऊर्जा की एक संरक्षित राशि का परिवहन  नहीं 'करता है, लेकिन इसके बजाय दूरी के साथ फीका, अपनी ऊर्जा के साथ (जैसा कि उल्लेख किया गया है) तेजी से ट्रांसमीटर पर लौट रहा है या पास के रिसीवर (जैसे कि ट्रांसफार्मर सेकेंडरी कॉइल) द्वारा अवशोषित हो जाता है।

दूर-क्षेत्र (EMR) निकट-क्षेत्र की तुलना में इसके उत्पादन के लिए एक अलग तंत्र पर निर्भर करता है, और मैक्सवेल के समीकरणों में अलग-अलग शब्दों में। जबकि निकट-क्षेत्र का चुंबकीय हिस्सा स्रोत में धाराओं के कारण होता है, EMR में चुंबकीय क्षेत्र केवल विद्युत क्षेत्र में स्थानीय परिवर्तन के कारण होता है। इसी तरह से, जबकि निकट-क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र सीधे आवेशों और स्रोत में चार्ज-पृथक्करण के कारण होता है, ईएमआर में विद्युत क्षेत्र स्थानीय चुंबकीय क्षेत्र में बदलाव के कारण होता है। इलेक्ट्रिक और मैग्नेटिक ईएमआर क्षेत्रों के उत्पादन के लिए दोनों प्रक्रियाओं में दूरी पर एक अलग निर्भरता होती है, जो निकट-क्षेत्र द्विध्रुवीय इलेक्ट्रिक और चुंबकीय क्षेत्रों की तुलना में होती है। यही कारण है कि ईएमआर प्रकार का ईएम क्षेत्र स्रोतों से दूर शक्ति में प्रमुख हो जाता है। स्रोतों से दूर का शब्द यह बताता है कि सोर्स से कितनी दूर हैई (प्रकाश की गति पर आगे बढ़ना) बाहरी-चलती ईएम क्षेत्र का कोई भी हिस्सा स्थित है, उस समय तक जब स्रोत धाराओं को अलग-अलग स्रोत क्षमता द्वारा बदल दिया जाता है, और इसलिए स्रोत ने एक बाहरी रूप से चलती ईएम क्षेत्र को उत्पन्न करना शुरू कर दिया है।अलग -अलग चरण

EMR का एक अधिक कॉम्पैक्ट दृश्य यह है कि EMR की रचना करने वाला दूर-क्षेत्र आम तौर पर EM फ़ील्ड का वह हिस्सा होता है जिसने स्रोत से पर्याप्त दूरी तय की है, कि यह किसी भी प्रतिक्रिया से पूरी तरह से डिस्कनेक्ट हो गया है जो मूल रूप से जिम्मेदार थे।इसके लिए।अब स्रोत शुल्क से स्वतंत्र, ईएम क्षेत्र, जैसा कि यह दूर चला जाता है, केवल उन आरोपों की त्वरण पर निर्भर है जो इसे उत्पादित करते हैं।इसका अब आरोपों के प्रत्यक्ष क्षेत्रों से, या आरोपों के वेग (धाराओं) के लिए एक मजबूत संबंध नहीं है

एक ही कण (मैक्सवेल के समीकरणों के अनुसार) की गति के कारण  Liynard -Wiechert संभावित  बिजली और चुंबकीय क्षेत्रों के निर्माण में, कण के त्वरण से जुड़े शब्द वे हैं जो क्षेत्र के भाग के लिए जिम्मेदार हैं जो कि हैविद्युत चुम्बकीय विकिरण के रूप में माना जाता है।इसके विपरीत, कण के बदलते स्थिर विद्युत क्षेत्र और कण के समान वेग से उत्पन्न होने वाले चुंबकीय शब्द के साथ जुड़ा हुआ शब्द, दोनों विद्युत चुम्बकीय निकट-क्षेत्र से जुड़े हैं, और ईएम विकिरण को शामिल नहीं करते हैं

मैक्सवेल के समीकरण
जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने एक    इलेक्ट्रिक और चुंबकीय समीकरण  के तरंग रूप को प्राप्त किया, इस प्रकार    इलेक्ट्रिक  और   चुंबकीय क्षेत्र  और उनके    समरूपता की लहर जैसी प्रकृति को उजागर किया।।क्योंकि लहर समीकरण द्वारा भविष्यवाणी की गई ईएम तरंगों की गति ]] प्रकाश की मापा   गति के साथ हुई, मैक्सवेल ने निष्कर्ष निकाला कि प्रकाश स्वयं एक ईएम लहर है  मैक्सवेल के समीकरणों की पुष्टि  [[ हेनरिक हर्ट्ज  द्वारा रेडियो तरंगों के साथ प्रयोगों के माध्यम से की गई थी।

मैक्सवेल ने महसूस किया कि चूंकि बहुत सारे भौतिकी एक तरह से सममित और गणितीय रूप से कलात्मक है, इसलिए बिजली और चुंबकत्व के बीच एक समरूपता भी होनी चाहिए।उन्होंने महसूस किया कि प्रकाश बिजली और चुंबकत्व का एक संयोजन है और इस प्रकार दोनों को एक साथ बांधा जाना चाहिए। मैक्सवेल के समीकरण  के अनुसार, एक स्थानिक रूप से भिन्न   विद्युत क्षेत्र  हमेशा   चुंबकीय क्षेत्र  के साथ जुड़ा हुआ है जो समय के साथ बदलता है इसी तरह, एक स्थानिक रूप से भिन्न चुंबकीय क्षेत्र विद्युत क्षेत्र में समय के साथ विशिष्ट परिवर्तनों से जुड़ा हुआ है। एक विद्युत चुम्बकीय तरंग में, विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन हमेशा एक दिशा में चुंबकीय क्षेत्र में एक लहर के साथ होते हैं, और इसके विपरीत। दोनों के बीच यह संबंध या तो प्रकार के क्षेत्र के बिना होता है; बल्कि, वे उसी तरह से एक साथ होते हैं जैसे कि समय और अंतरिक्ष परिवर्तन एक साथ होते हैं और   विशेष सापेक्षता  में इंटरलिंक होते हैं। वास्तव में, चुंबकीय क्षेत्रों को संदर्भ के एक अन्य फ्रेम में विद्युत क्षेत्रों के रूप में देखा जा सकता है, और विद्युत क्षेत्रों को संदर्भ के एक अन्य फ्रेम में चुंबकीय क्षेत्रों के रूप में देखा जा सकता है, लेकिन उनका समान महत्व है क्योंकि भौतिकी संदर्भ के सभी फ्रेम में समान है, इसलिए अंतरिक्ष और समय में बदलाव के बीच घनिष्ठ संबंध एक सादृश्य से अधिक है। साथ में, ये फ़ील्ड एक प्रचारक विद्युत चुम्बकीय तरंग बनाते हैं, जो अंतरिक्ष में निकलती है और स्रोत के साथ फिर से बातचीत करने की आवश्यकता नहीं होती है। इस तरह से गठित दूर का ईएम क्षेत्र एक आवेश के त्वरण से ऊर्जा को वहन करता है जो अंतरिक्ष के माध्यम से दूर हो जाता है, इसलिए शब्द।

निकट और दूर के खेत
मैक्सवेल के समीकरणों ने स्थापित किया कि कुछ चार्ज और धाराएं (स्रोत) एक स्थानीय प्रकार के  विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र  का उत्पादन करती हैं, जो  'नहीं'  ईएमआर का व्यवहार है। धाराएं सीधे एक चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करती हैं, लेकिन यह   चुंबकीय द्विध्रुवीय  प्रकार का है जो वर्तमान से दूरी के साथ मर जाता है। इसी तरह से, एक बदलती विद्युत क्षमता (जैसे कि एंटीना में) द्वारा एक कंडक्टर में अलग -अलग चार्ज को धकेल दिया जाता है,   इलेक्ट्रिक द्विध्रुवीय  प्रकार के विद्युत क्षेत्र का उत्पादन करते हैं, लेकिन यह भी दूरी के साथ घटता है। ये फ़ील्ड EMR स्रोत के पास    के पास  के पास बनाते हैं। इन व्यवहारों में से कोई भी ईएम विकिरण के लिए जिम्मेदार नहीं हैं। इसके बजाय, वे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र व्यवहार का कारण बनते हैं जो केवल कुशलता से एक रिसीवर को स्रोत के बहुत करीब से स्थानांतरित करता है, जैसे कि    मैग्नेटिक इंडक्शन    ट्रांसफार्मर  के अंदर, या फीडबैक व्यवहार जो   के कॉइल के करीब होता है धातु डिटेक्टर । आमतौर पर, निकट-फील्ड का अपने स्वयं के स्रोतों पर एक शक्तिशाली प्रभाव पड़ता है, जिससे स्रोत या ट्रांसमीटर में बढ़े हुए लोड (  विद्युत प्रतिक्रिया  में कमी) होती है, जब भी एक रिसीवर द्वारा ईएम क्षेत्र से ऊर्जा वापस ले ली जाती है। अन्यथा, ये क्षेत्र अंतरिक्ष में स्वतंत्र रूप से बाहर नहीं जाते हैं, दूरी-सीमा के बिना अपनी ऊर्जा को दूर ले जाते हैं, बल्कि दोलन करते हैं, अगर यह एक रिसीवर द्वारा प्राप्त नहीं किया जाता है तो ट्रांसमीटर को अपनी ऊर्जा वापस कर देता है

इसके विपरीत, ईएम दूर-क्षेत्र  विकिरण  से बना है, जो इस अर्थ में ट्रांसमीटर से मुक्त है कि (एक विद्युत ट्रांसफार्मर में मामले के विपरीत) ट्रांसमीटर को इन परिवर्तनों को क्षेत्रों में भेजने के लिए समान शक्ति की आवश्यकता होती है, सिग्नल को तुरंत उठाया गया है या नहीं। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का यह दूर का हिस्सा  इलेक्ट्रोमैग्नेटिक विकिरण है (जिसे   दूर-क्षेत्र  भी कहा जाता है)। दूर-क्षेत्र ट्रांसमीटर को प्रभावित करने की अनुमति दिए बिना (विकीर्ण) का प्रचार (विकीर्ण)। यह उन्हें इस अर्थ में स्वतंत्र होने का कारण बनता है कि उनका अस्तित्व और उनकी ऊर्जा, ट्रांसमीटर छोड़ने के बाद, ट्रांसमीटर और रिसीवर दोनों से पूरी तरह से स्वतंत्र है। ऊर्जा के   संरक्षण  के कारण, स्रोत के चारों ओर खींची गई किसी भी गोलाकार सतह से गुजरने वाली शक्ति की मात्रा समान है। क्योंकि इस तरह की सतह में स्रोत से अपनी दूरी के वर्ग के लिए आनुपातिक क्षेत्र होता है,   पावर घनत्व  ईएम विकिरण हमेशा स्रोत से दूरी के व्युत्क्रम वर्ग के साथ कम हो जाता है; इसे   उलटा-स्क्वायर कानून  कहा जाता है। यह स्रोत (निकट-फील्ड) के करीब ईएम क्षेत्र के द्विध्रुवीय हिस्सों के विपरीत है, जो एक व्युत्क्रम क्यूब पावर कानून के अनुसार सत्ता में भिन्न होता है, और इस तरह से दूरियों पर ऊर्जा की एक संरक्षित राशि का परिवहन  नहीं 'करता है, लेकिन इसके बजाय दूरी के साथ फीका, अपनी ऊर्जा के साथ (जैसा कि उल्लेख किया गया है) तेजी से ट्रांसमीटर पर लौट रहा है या पास के रिसीवर (जैसे कि ट्रांसफार्मर सेकेंडरी कॉइल) द्वारा अवशोषित हो जाता है।

दूर-क्षेत्र (EMR) निकट-क्षेत्र की तुलना में इसके उत्पादन के लिए एक अलग तंत्र पर निर्भर करता है, और मैक्सवेल में अलग-अलग शब्दों मेंएल के समीकरण।जबकि निकट-क्षेत्र का चुंबकीय हिस्सा स्रोत में धाराओं के कारण होता है, EMR में चुंबकीय क्षेत्र केवल विद्युत क्षेत्र में स्थानीय परिवर्तन के कारण होता है।इसी तरह से, जबकि निकट-क्षेत्र में विद्युत क्षेत्र सीधे आवेशों और स्रोत में चार्ज-पृथक्करण के कारण होता है, ईएमआर में विद्युत क्षेत्र स्थानीय चुंबकीय क्षेत्र में बदलाव के कारण होता है।इलेक्ट्रिक और मैग्नेटिक ईएमआर क्षेत्रों के उत्पादन के लिए दोनों प्रक्रियाओं में दूरी पर एक अलग निर्भरता होती है, जो निकट-क्षेत्र द्विध्रुवीय इलेक्ट्रिक और चुंबकीय क्षेत्रों की तुलना में होती है।यही कारण है कि ईएमआर प्रकार का ईएम क्षेत्र स्रोतों से दूर शक्ति में प्रमुख हो जाता है।स्रोतों से दूर का शब्द यह बताता है कि स्रोत से (प्रकाश की गति से आगे बढ़ना) कितना दूर-बाहर करने वाले ईएम क्षेत्र का कोई भी हिस्सा स्थित है, उस समय तक कि स्रोत धाराओं को अलग-अलग स्रोत क्षमता द्वारा बदल दिया जाता है, और स्रोत हैइसलिए एक अलग चरण के एक बाहरी रूप से चलती ईएम क्षेत्र उत्पन्न करना शुरू कर दिया

EMR का एक अधिक कॉम्पैक्ट दृश्य यह है कि EMR की रचना करने वाला दूर-क्षेत्र आम तौर पर EM फ़ील्ड का वह हिस्सा होता है जिसने स्रोत से पर्याप्त दूरी तय की है, कि यह किसी भी प्रतिक्रिया से पूरी तरह से डिस्कनेक्ट हो गया है जो मूल रूप से जिम्मेदार थे।इसके लिए।अब स्रोत शुल्क से स्वतंत्र, ईएम क्षेत्र, जैसा कि यह दूर चला जाता है, केवल उन आरोपों की त्वरण पर निर्भर है जो इसे उत्पादित करते हैं।इसका अब आरोपों के प्रत्यक्ष क्षेत्रों से, या आरोपों के वेग (धाराओं) के लिए एक मजबूत संबंध नहीं है

एक ही कण (मैक्सवेल के समीकरणों के अनुसार) की गति के कारण  Liynard -Wiechert संभावित  बिजली और चुंबकीय क्षेत्रों के निर्माण में, कण के त्वरण से जुड़े शब्द वे हैं जो क्षेत्र के भाग के लिए जिम्मेदार हैं जो कि हैविद्युत चुम्बकीय विकिरण के रूप में माना जाता है।इसके विपरीत, कण के बदलते स्थिर विद्युत क्षेत्र और कण के समान वेग से उत्पन्न होने वाले चुंबकीय शब्द के साथ जुड़ा हुआ शब्द, दोनों विद्युत चुम्बकीय निकट-क्षेत्र से जुड़े हैं, और ईएम विकिरण को शामिल नहीं करते हैं

गुण


इलेक्ट्रोडायनामिक्स विद्युत चुम्बकीय विकिरण का   भौतिकी  है, और   इलेक्ट्रोमैग्नेटिज्म  इलेक्ट्रोडायनामिक्स के सिद्धांत से जुड़ी भौतिक घटना है।विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र    सुपरपोजिशन  के गुणों का पालन करते हैं।इस प्रकार, किसी विशेष कण या समय-अलग-अलग विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र के कारण एक क्षेत्र अन्य कारणों से एक ही स्थान में मौजूद क्षेत्रों में योगदान देता है।इसके अलावा, जैसा कि वे    वेक्टर  फ़ील्ड हैं, सभी चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र वैक्टर   वेक्टर जोड़  के अनुसार एक साथ जोड़ते हैं उदाहरण के लिए, प्रकाशिकी में दो या अधिक सुसंगत प्रकाश तरंगें बातचीत कर सकती हैं और रचनात्मक या विनाशकारी    हस्तक्षेप  उपज एक परिणामी विकिरणता व्यक्तिगत प्रकाश तरंगों के घटक विकिरणों के योग से विचलित हो सकती है

प्रकाश के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र एक वैक्यूम जैसे रैखिक माध्यम में स्थिर विद्युत या चुंबकीय क्षेत्रों के माध्यम से यात्रा करने से प्रभावित नहीं होते हैं।हालांकि, nonlinear मीडिया में, जैसे कि कुछ  क्रिस्टल  एस, प्रकाश और स्थिर इलेक्ट्रिक और चुंबकीय क्षेत्रों के बीच बातचीत हो सकती है - इन इंटरैक्शन में   फैराडे प्रभाव  और   केर प्रभाव  शामिल हैं

अपवर्तन में, एक माध्यम से एक माध्यम से दूसरे   घनत्व  में से दूसरे में एक तरंग पार करने के लिए नए माध्यम में प्रवेश करने पर    गति और दिशा  को बदल देता है।मीडिया के अपवर्तक सूचकांकों का अनुपात अपवर्तन की डिग्री निर्धारित करता है, और   स्नेल के कानून  द्वारा संक्षेपित किया गया है।समग्र तरंग दैर्ध्य (प्राकृतिक सूर्य के प्रकाश) की रोशनी एक दृश्यमान    स्पेक्ट्रम  में एक प्रिज्म से गुजरती है, क्योंकि   प्रिज्म  सामग्री (   डिस्प्रेशन  के तरंग दैर्ध्य-निर्भर   अपवर्तक सूचकांक  के कारण;अर्थात्, समग्र प्रकाश के भीतर प्रत्येक घटक तरंग एक अलग मात्रा में मुड़ी हुई है

ईएम विकिरण एक ही समय में लहर गुणों और   कण  गुणों दोनों को प्रदर्शित करता है (देखें   तरंग-कण द्वंद्व )।कई प्रयोगों में तरंग और कण विशेषताओं दोनों की पुष्टि की गई है।वेव की विशेषताएं अधिक स्पष्ट होती हैं जब ईएम विकिरण को अपेक्षाकृत बड़े समय पर और बड़ी दूरी पर मापा जाता है जबकि कण विशेषताओं एआरई और अधिक स्पष्ट है जब छोटे समय और दूरी को मापते हैं।उदाहरण के लिए, जब विद्युत चुम्बकीय विकिरण को पदार्थ द्वारा अवशोषित किया जाता है, तो कण जैसे गुण अधिक स्पष्ट होंगे जब प्रासंगिक तरंग दैर्ध्य के घन में फोटॉन की औसत संख्या 1 से बहुत कम होती है।ऊर्जा जब प्रकाश को अवशोषित किया जाता है, हालांकि यह अकेले कण व्यवहार का प्रमाण नहीं है।बल्कि, यह  पदार्थ  की क्वांटम प्रकृति को दर्शाता है यह दर्शाता है कि प्रकाश को ही मात्राबद्ध किया गया है, न कि केवल मामले के साथ बातचीत, एक अधिक सूक्ष्म मामला है।

कुछ प्रयोग विद्युत चुम्बकीय तरंगों की लहर और कण दोनों को प्रदर्शित करते हैं, जैसे कि एक एकल  फोटॉन  का स्व-हस्तक्षेप जब एक एकल फोटॉन को   इंटरफेरोमीटर  के माध्यम से भेजा जाता है, तो यह दोनों रास्तों से गुजरता है, खुद के साथ हस्तक्षेप करता है, जैसा कि लहरें करते हैं, फिर भी एक   फोटोमल्टिप्लियर  या अन्य संवेदनशील डिटेक्टर द्वारा केवल एक बार पाया जाता है।

एक   क्वांटम थ्योरी  इलेक्ट्रोमैग्नेटिक विकिरण और पदार्थ जैसे इलेक्ट्रॉनों के बीच बातचीत का वर्णन   क्वांटम इलेक्ट्रोडायनामिक्स  के सिद्धांत द्वारा किया गया है।

विद्युत चुम्बकीय तरंगें   ध्रुवीकृत, परावर्तित, अपवर्तित,    विवर्तन  या एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करें

वेव मॉडल
सजातीय, आइसोट्रोपिक मीडिया में, विद्युत चुम्बकीय विकिरण एक  अनुप्रस्थ लहर  है इसका मतलब है कि इसके दोलन ऊर्जा हस्तांतरण और यात्रा की दिशा के लंबवत हैं।यह    निम्नलिखित समीकरण :  \ _ शुरू {संरेखित} \ nabla \ cdot \ mathbf {e} & = 0 \\ \ nabla \ cdot \ mathbf {b} & = 0 \ End {Align}  ये समीकरणों में कहा गया है कि किसी भी विद्युत चुम्बकीय तरंग को  अनुप्रस्थ तरंग  होना चाहिए, जहां विद्युत क्षेत्र $E$ और चुंबकीय क्षेत्र $B$ दोनों तरंग प्रसार की दिशा के लंबवत हैं।

एक विद्युत चुम्बकीय तरंग में क्षेत्र के विद्युत और चुंबकीय भागों में दो   मैक्सवेल समीकरण  को संतुष्ट करने के लिए ताकत के एक निश्चित अनुपात में खड़े होते हैं जो निर्दिष्ट करते हैं कि एक दूसरे से कैसे उत्पन्न होता है।अपव्यय-कम (दोषरहित) मीडिया में, ये  e  और  b  फ़ील्ड भी चरण में हैं, दोनों अंतरिक्ष में एक ही बिंदु पर मैक्सिमा और मिनिमा तक पहुंचते हैं (चित्र देखें)।एक सामान्य मिसकनेक्टियो यह है कि विद्युत चुम्बकीय विकिरण में  e  और  b  फ़ील्ड चरण से बाहर हैं क्योंकि एक में एक परिवर्तन दूसरे का उत्पादन करता है, और यह साइनसोइडल कार्यों के रूप में उनके बीच एक चरण अंतर पैदा करेगा (जैसा कि वास्तव में   विद्युत चुम्बकीय प्रेरण  में होता है, और   के निकट-क्षेत्र  एंटेना के करीब)।हालांकि, दूर-क्षेत्र ईएम विकिरण में जो दो स्रोत-मुक्त मैक्सवेल    कर्ल ऑपरेटर  समीकरणों द्वारा वर्णित है, एक अधिक सही विवरण यह है कि एक प्रकार के क्षेत्र में एक समय-परिवर्तन एक स्थान के लिए आनुपातिक है-क्या दूसरे में।इन डेरिवेटिव्स के लिए आवश्यक है कि  e  और  b  फ़ील्ड EMR में इन-फेज हैं (नीचे गणित अनुभाग देखें)

प्रकाश की प्रकृति का एक महत्वपूर्ण पहलू इसकी  आवृत्ति  है।एक लहर की आवृत्ति इसकी दोलन की दर है और इसे   हर्ट्ज,   एसआई  यूनिट ऑफ फ्रीक्वेंसी में मापा जाता है, जहां एक हर्ट्ज प्रति सेकंड एक दोलन के बराबर होता है।प्रकाश में आमतौर पर कई आवृत्तियां होती हैं जो परिणामी तरंग बनाने के लिए योग करती हैं।अलग -अलग आवृत्तियों अपवर्तन के विभिन्न कोणों से गुजरते हैं, एक घटना जिसे    फैलाव  के रूप में जाना जाता है।

एक मोनोक्रोमैटिक लहर (एक एकल आवृत्ति की एक लहर) में क्रमिक गर्त और शिखा शामिल हैं, और दो आसन्न शिखा या गर्तों के बीच की दूरी को  तरंग दैर्ध्य  कहा जाता है।विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम की तरंगें आकार में भिन्न होती हैं, बहुत लंबी रेडियो तरंगों से एक महाद्वीप की तुलना में अधिक लंबे समय तक गामा किरणों पर एटम नाभिक की तुलना में छोटी होती है।समीकरण के अनुसार, आवृत्ति तरंग दैर्ध्य के विपरीत आनुपातिक है

$$\displaystyle v=f\lambda$$

जहां  V  लहर की गति है (  3 C   एक वैक्यूम में या अन्य मीडिया में कम),  F  आवृत्ति है और λ तरंग दैर्ध्य है।जैसे -जैसे तरंगें अलग -अलग मीडिया के बीच सीमाओं को पार करती हैं, उनकी गति बदल जाती है लेकिन उनकी आवृत्तियां स्थिर रहती हैं।

मुक्त स्थान में विद्युत चुम्बकीय तरंगों को मैक्सवेल के  इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव समीकरण  का समाधान होना चाहिए।समाधान के दो मुख्य वर्ग ज्ञात हैं, अर्थात् विमान तरंगें और गोलाकार तरंगें।विमान वाVE को स्रोत से एक बहुत बड़ी (आदर्श रूप से अनंत) दूरी पर गोलाकार तरंगों के सीमित मामले के रूप में देखा जा सकता है। दोनों प्रकार की तरंगों में एक तरंग हो सकती है जो एक मनमाना समय फ़ंक्शन है (इसलिए जब तक यह तरंग समीकरण के अनुरूप पर्याप्त रूप से भिन्न है)। किसी भी समय फ़ंक्शन के साथ, यह   फूरियर विश्लेषण  के माध्यम से अपने   आवृत्ति स्पेक्ट्रम, या व्यक्तिगत साइनसोइडल घटकों में विघटित किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक में एक एकल आवृत्ति, आयाम और चरण होता है। इस तरह के एक घटक लहर को  मोनोक्रोमैटिक  कहा जाता है। एक मोनोक्रोमैटिक विद्युत चुम्बकीय तरंग को इसकी आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य, इसके शिखर आयाम, कुछ संदर्भ चरण के सापेक्ष इसका चरण, प्रसार की दिशा और इसके ध्रुवीकरण की विशेषता हो सकती है।

हस्तक्षेप दो या दो से अधिक तरंगों का सुपरपोजिशन है जिसके परिणामस्वरूप एक नया लहर पैटर्न होता है। यदि क्षेत्रों में एक ही दिशा में घटक होते हैं, तो वे रचनात्मक रूप से हस्तक्षेप करते हैं, जबकि विपरीत दिशाएं विनाशकारी हस्तक्षेप का कारण बनती हैं। EMR के कारण हस्तक्षेप का एक उदाहरण  विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप  (EMI) है या जैसा कि इसे आमतौर पर अधिक जाना जाता है,    रेडियो-आवृत्ति हस्तक्षेप  (RFI)  इसके अतिरिक्त, कई ध्रुवीकरण संकेतों को ध्रुवीकरण के नए राज्य बनाने के लिए (यानी हस्तक्षेप) को जोड़ा जा सकता है, जिसे   समानांतर ध्रुवीकरण राज्य पीढ़ी  के रूप में जाना जाता है

विद्युत चुम्बकीय तरंगों में ऊर्जा को कभी -कभी  रेडिएंट एनर्जी  कहा जाता है

कण मॉडल और क्वांटम सिद्धांत
19 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में एक विसंगति पैदा हुई, जिसमें प्रकाश के तरंग सिद्धांत और विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रा के माप के बीच एक विरोधाभास शामिल था जो कि थर्मल रेडिएटर्स द्वारा उत्सर्जित किया जा रहा था जिसे   ब्लैक बॉडी  के रूप में जाना जाता था। भौतिक विज्ञानी कई वर्षों तक इस समस्या से असफल रहे। इसे बाद में   पराबैंगनी तबाही  के रूप में जाना जाता है। 1900 में,   मैक्स प्लैंक  ने ब्लैक-बॉडी रेडिएशन |  ब्लैक-बॉडी रेडिएशन ]] के    क्वांट  कहा जाता था। 1905 में,   अल्बर्ट आइंस्टीन  ने प्रस्तावित किया कि प्रकाश क्वांट को वास्तविक कणों के रूप में माना जाता है। बाद में प्रकाश के कण को ​​  फोटॉन  नाम दिया गया था, इस समय के आसपास वर्णित अन्य कणों के अनुरूप, जैसे कि   इलेक्ट्रॉन  और   प्रोटॉन । एक फोटॉन में एक ऊर्जा होती है,  ई , इसकी आवृत्ति के लिए आनुपातिक,  f , द्वारा


 * $$E = hf = \frac{hc}{\lambda} \,\! $$

जहां  एच   प्लैंक का निरंतर  है, $$\lambda$$ क्या तरंग दैर्ध्य है और  C  प्रकाश की   गति  है।इसे कभी -कभी   प्लैंक -इंसस्टीन समीकरण  के रूप में जाना जाता है क्वांटम थ्योरी में (देखें   फर्स्ट क्वांटाइजेशन ) फोटॉनों की ऊर्जा इस प्रकार ईएमआर वेव की आवृत्ति के लिए सीधे आनुपातिक है

इसी तरह, एक फोटॉन की गति  पी  भी इसकी आवृत्ति के लिए आनुपातिक है और इसकी तरंग दैर्ध्य के विपरीत आनुपातिक है:


 * $$p = { E \over c } = { hf \over c } = { h \over \lambda }. $$

आइंस्टीन के प्रस्ताव का स्रोत कि प्रकाश कणों से बना था (या कुछ परिस्थितियों में कणों के रूप में कार्य कर सकता था) एक प्रयोगात्मक विसंगति थी जो तरंग सिद्धांत द्वारा नहीं समझाया गया था:  फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव, जिसमें प्रकाश से एक धातु की सतह से अलग होकर सतह से इलेक्ट्रॉनों को हटा दिया गया था। , एक   विद्युत वर्तमान  के कारण एक लागू   वोल्टेज  में प्रवाहित होता है। प्रायोगिक मापों से पता चला है कि व्यक्तिगत बेदखल इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा प्रकाश के     तीव्रता   के बजाय    आवृत्ति   के लिए आनुपातिक थी। इसके अलावा, एक निश्चित न्यूनतम आवृत्ति के नीचे, जो विशेष धातु पर निर्भर करता है, कोई भी वर्तमान तीव्रता की परवाह किए बिना प्रवाह नहीं करेगा। ये अवलोकन तरंग सिद्धांत के विपरीत दिखाई दिए, और वर्षों तक भौतिकविदों ने स्पष्टीकरण खोजने के लिए व्यर्थ की कोशिश की। 1905 में, आइंस्टीन ने मनाया प्रभाव को समझाने के लिए प्रकाश के कण सिद्धांत को पुनर्जीवित करके इस पहेली को समझाया। वेव थ्योरी के पक्ष में साक्ष्य के प्रसार के कारण, हालांकि, आइंस्टीन के विचारों को शुरू में स्थापित भौतिकविदों के बीच महान संदेह के साथ मिला था। आखिरकार आइंस्टीन के स्पष्टीकरण को स्वीकार किया गया क्योंकि प्रकाश के नए कण जैसे व्यवहार को देखा गया, जैसे कि   कॉम्पटन प्रभाव

एक फोटॉन के रूप में एक  परमाणु  द्वारा अवशोषित किया जाता है, यह     परमाणु को उत्तेजित करता है,   इलेक्ट्रॉन  को उच्च   ऊर्जा स्तर  (एक जो नाभिक से औसतन दूर है) तक बढ़ाता है।जब एक उत्साहित अणु या परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन एक कम ऊर्जा स्तर तक उतरता है, तो यह ऊर्जा अंतर के अनुरूप आवृत्ति पर प्रकाश के एक फोटॉन का उत्सर्जन करता है।चूंकि परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्तर असतत होते हैं, प्रत्येक तत्व और प्रत्येक अणु अपनी विशेषता आवृत्तियों का उत्सर्जन और अवशोषित करता है।तत्काल फोटॉन उत्सर्जन को   प्रतिदीप्ति  कहा जाता है, एक प्रकार का   फोटोलुमिनेसेंस ।एक उदाहरण पराबैंगनी (  ब्लैकलाइट ) के जवाब में फ्लोरोसेंट पेंट से उत्सर्जित प्रकाश दिखाई देता है।कई अन्य फ्लोरोसेंट उत्सर्जन दृश्य प्रकाश के अलावा अन्य वर्णक्रमीय बैंड में जाना जाता है।विलंबित उत्सर्जन को   फॉस्फोरेसेंस  कहा जाता है

लहर -कण द्वंद्व
आधुनिक सिद्धांत जो प्रकाश की प्रकृति की व्याख्या करता है, उनमें तरंग -कण द्वंद्व की धारणा शामिल है।आम तौर पर, सिद्धांत में कहा गया है कि सब कुछ एक कण प्रकृति और एक लहर प्रकृति दोनों है, और एक या दूसरे को बाहर लाने के लिए विभिन्न प्रयोग किए जा सकते हैं।कण प्रकृति को एक बड़े द्रव्यमान के साथ एक वस्तु का उपयोग करके अधिक आसानी से समझा जाता है।1924 में  लुईस डी ब्रोगली  द्वारा एक बोल्ड प्रस्ताव ने वैज्ञानिक समुदाय को इस बात का एहसास कराया (जैसे कि   इलेक्ट्रॉन  एस) भी लहर -कण द्वंद्व को प्रदर्शित करता है

तरंग और विद्युत चुम्बकीय विकिरण के कण प्रभाव
साथ में, तरंग और कण प्रभाव पूरी तरह से ईएम विकिरण के उत्सर्जन और अवशोषण स्पेक्ट्रा की व्याख्या करते हैं। उस माध्यम का मामला-रचना जिसके माध्यम से प्रकाश यात्रा अवशोषण और उत्सर्जन स्पेक्ट्रम की प्रकृति को निर्धारित करता है। ये बैंड परमाणुओं में अनुमत ऊर्जा स्तर के अनुरूप हैं।   अवशोषण स्पेक्ट्रम  में डार्क बैंड स्रोत और पर्यवेक्षक के बीच एक हस्तक्षेप माध्यम में परमाणुओं के कारण हैं। परमाणु एमिटर और डिटेक्टर/आंख के बीच प्रकाश की कुछ आवृत्तियों को अवशोषित करते हैं, फिर उन्हें सभी दिशाओं में उत्सर्जित करते हैं। बीम से बाहर बिखरे विकिरण के कारण, डिटेक्टर को एक डार्क बैंड दिखाई देता है। उदाहरण के लिए, एक दूर के   स्टार  द्वारा उत्सर्जित प्रकाश में डार्क बैंड स्टार के वातावरण में परमाणुओं के कारण होते हैं। एक समान घटना    उत्सर्जन  के लिए होती है, जो कि गर्मी सहित किसी भी तंत्र से परमाणुओं के उत्तेजना के कारण एक उत्सर्जक गैस चमकती है। चूंकि इलेक्ट्रॉनों कम ऊर्जा के स्तर से उतरते हैं, एक स्पेक्ट्रम उत्सर्जित किया जाता है जो इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्तरों के बीच कूद का प्रतिनिधित्व करता है, लेकिन लाइनें देखी जाती हैं क्योंकि फिर से उत्सर्जन केवल उत्तेजना के बाद विशेष ऊर्जा पर होता है। एक उदाहरण    उत्सर्जन  स्पेक्ट्रम   नेबुला  ई है जब वे बल के एक क्षेत्र का सामना करते हैं, तो तेजी से आगे बढ़ने वाले इलेक्ट्रॉनों को सबसे तेजी से तेज किया जाता है, इसलिए वे प्रकृति में देखे गए उच्चतम आवृत्ति विद्युत चुम्बकीय विकिरण के बहुत से उत्पादन के लिए जिम्मेदार होते हैं।

ये घटनाएं पीछे (अवशोषण स्पेक्ट्रा) और चमकती गैसों (उत्सर्जन स्पेक्ट्रा) के लिए विभिन्न रासायनिक निर्धारणों की सहायता कर सकती हैं।स्पेक्ट्रोस्कोपी (उदाहरण के लिए) यह निर्धारित करता है कि  रासायनिक तत्व  एस में एक विशेष स्टार शामिल है।स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग एक तारे की दूरी के निर्धारण में भी किया जाता है,   रेड शिफ्ट  का उपयोग करके

प्रसार गति
जब कोई तार (या अन्य संचालन वस्तु जैसे   एंटीना )   का संचालन करता है, तो वर्तमान  को वैकल्पिक रूप से, विद्युत चुम्बकीय विकिरण को वर्तमान के समान आवृत्ति पर प्रचारित किया जाता है।ऐसी कई स्थितियों में एक विद्युत द्विध्रुवीय क्षण की पहचान करना संभव है जो रोमांचक विद्युत क्षमता के कारण आरोपों को अलग करने से उत्पन्न होता है, और यह द्विध्रुवीय क्षण समय में दोलन करता है, क्योंकि आरोप आगे और पीछे चलते हैं।किसी दिए गए आवृत्ति पर यह दोलन बदलते विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों को जन्म देता है, जो तब गति में विद्युत चुम्बकीय विकिरण को सेट करता है

क्वांटम स्तर पर, विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उत्पादन तब किया जाता है जब एक चार्ज कण का वेवपैकेट दोलन करता है या अन्यथा तेज करता है। स्थिर राज्य  में चार्ज किए गए कणों को स्थानांतरित नहीं किया जाता है, लेकिन ऐसे राज्यों के एक सुपरपोजिशन के परिणामस्वरूप एक संक्रमण अवस्था हो सकती है जिसमें   इलेक्ट्रिक द्विध्रुवीय क्षण  होता है जो समय में दोलन करता है।यह दोलन द्विध्रुवीय क्षण एक आवेशित कण के क्वांटम राज्यों के बीच विकिरण संक्रमण की घटना के लिए जिम्मेदार है।इस तरह के राज्य परमाणुओं में (उदाहरण के लिए) होते हैं जब फोटॉन को एक स्थिर राज्य से दूसरे में परमाणु बदलाव के रूप में विकीर्ण किया जाता है

एक लहर के रूप में, प्रकाश को एक वेग (प्रकाश की  गति ),   तरंग दैर्ध्य, और   आवृत्ति  की विशेषता है।कणों के रूप में, प्रकाश   फोटॉन  एस की एक धारा है।प्रत्येक में    प्लैंक के  रिलेशन  ई = एचएफ  द्वारा दी गई लहर की आवृत्ति से संबंधित ऊर्जा है, जहां  ई  फोटॉन की ऊर्जा है,  एच    प्लैंक का स्थिरांक है, 6.626 × 10 −34 j · s, और  f  लहर की आवृत्ति है

परिस्थितियों की परवाह किए बिना एक नियम का पालन किया जाता है: ईएम विकिरण एक वैक्यूम में  गति की रोशनी में,  पर्यवेक्षक के सापेक्ष , पर्यवेक्षक के वेग की परवाह किए बिना। एक माध्यम (वैक्यूम के अलावा) में,   वेलोसिटी फैक्टर  या   अपवर्तक सूचकांक  माना जाता है, जो आवृत्ति और अनुप्रयोग के आधार पर माना जाता है।ये दोनों एक वैक्यूम में गति के लिए एक माध्यम में गति के अनुपात हैं।

सापेक्षता का विशेष सिद्धांत
उन्नीसवीं शताब्दी के उत्तरार्ध तक, विभिन्न प्रयोगात्मक विसंगतियों को सरल लहर सिद्धांत द्वारा नहीं समझाया जा सकता है। इनमें से एक विसंगतियों में प्रकाश की गति पर विवाद शामिल था। मैक्सवेल के समीकरणों की भविष्यवाणी की गई रोशनी और अन्य ईएमआर की गति तब तक दिखाई नहीं दी गई जब तक कि समीकरणों को एक तरह से संशोधित नहीं किया गया था जो पहले   फिजराल्ड़  और    लोरेंट्ज  (विशेष सापेक्षता ]] के   इतिहास देखें), या अन्यथा यह गति माध्यम के सापेक्ष पर्यवेक्षक की गति पर निर्भर करेगी (जिसे  [[ ल्यूमिनिफेरस एथर  कहा जाता है) जो कि विद्युत चुम्बकीय लहर को ले जाता है (जिस तरह से हवा की ध्वनि तरंगों को वहन करती है) के अनुरूप। प्रयोग किसी भी पर्यवेक्षक प्रभाव को खोजने में विफल रहे। 1905 में, आइंस्टीन ने प्रस्ताव दिया कि अंतरिक्ष और समय प्रकाश प्रसार और अन्य सभी प्रक्रियाओं और कानूनों के लिए वेग-चेंजेबल संस्थाओं के रूप में दिखाई दिया। ये परिवर्तन सभी पर्यवेक्षकों के दृष्टिकोण से प्रकाश की गति और सभी विद्युत चुम्बकीय विकिरण की निरंतरता के लिए जिम्मेदार हैं - यहां तक ​​कि सापेक्ष गति में भी।

खोज का इतिहास
19 वीं शताब्दी की शुरुआत में दृश्यमान प्रकाश के अलावा अन्य तरंग दैर्ध्य के विद्युत चुम्बकीय विकिरण की खोज की गई थी। इन्फ्रारेड  विकिरण की खोज खगोलशास्त्री   विलियम हर्शेल  को दी गई है, जिन्होंने   रॉयल सोसाइटी ऑफ लंदन  से पहले 1800 में अपने परिणाम प्रकाशित किए थे हर्शेल ने   सन  से एक ग्लास    प्रिज्म  से   से  प्रकाश का उपयोग किया और अदृश्य किरणों का पता लगाया, जो स्पेक्ट्रम के लाल हिस्से से परे गर्म हो गया,   थर्मामीटर  के साथ दर्ज तापमान में वृद्धि के माध्यम से।इन कैलोरी किरणों को बाद में अवरक्त कहा जाता था

1801 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी  जोहान विल्हेम रिटर  ने सनलाइट और एक ग्लास प्रिज्म का उपयोग करते हुए हर्शेल के समान एक प्रयोग में   अल्ट्रावॉयलेट  की खोज की।रिटर ने उल्लेख किया कि एक त्रिकोणीय प्रिज्म द्वारा छितरी हुई एक सौर स्पेक्ट्रम के वायलेट किनारे के पास अदृश्य किरणें   सिल्वर क्लोराइड  की तैयारी से अधिक तेज़ी से पास के वायलेट लाइट की तुलना में अधिक तेज़ी से अंधेरे हो गईं।रिटर के प्रयोग फोटोग्राफी के लिए एक शुरुआती अग्रदूत थे।रिटर ने कहा कि पराबैंगनी किरणें (जो पहले रासायनिक किरणें कहलाती थीं) रासायनिक प्रतिक्रियाएं पैदा करने में सक्षम थीं

1862-64  में जेम्स क्लर्क मैक्सवेल  ने विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए समीकरण विकसित किए, जिसमें सुझाव दिया गया था कि क्षेत्र में लहरें एक गति के साथ यात्रा करेंगी जो प्रकाश की ज्ञात गति के बहुत करीब थी।मैक्सवेल ने इसलिए सुझाव दिया कि दृश्यमान प्रकाश (साथ ही साथ अदृश्य अवरक्त और पराबैंगनी किरणें) सभी में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में गड़बड़ी (या विकिरण) का प्रचार करने के लिए शामिल थे।मैक्सवेल के समीकरणों द्वारा सुझाए गए दोलन आवेशों और धाराओं के उत्पादन के लिए व्यंजनों के बाद, दृश्य प्रकाश की तुलना में बहुत कम आवृत्ति पर दोलनों का उत्पादन करने के लिए गणना किए गए विद्युत सर्किटों का उपयोग करते हुए, रेडियो तरंगों को पहली बार   हेनरिक हर्ट्ज  द्वारा जानबूझकर निर्मित किया गया था।हर्ट्ज ने इन तरंगों का पता लगाने के तरीके भी विकसित किए, और उत्पादन और विशेषता दी कि बाद में   रेडियो वेव  एस और   माइक्रोवेव  एस कहा गया था

विल्हेम रोंटजेन ने खोज की और   एक्स-रे  का नाम दिया।8 नवंबर 1895 को एक खाली ट्यूब पर लागू उच्च वोल्टेज के साथ प्रयोग करने के बाद, उन्होंने लेपित कांच के पास की प्लेट पर एक प्रतिदीप्ति देखी।एक महीने में, उन्होंने एक्स-रे के मुख्य गुणों की खोज की

खोजे जाने वाले ईएम स्पेक्ट्रम का अंतिम भाग  रेडियोधर्मिता  के साथ जुड़ा हुआ था।   हेनरी बेकरेल  ने पाया कि   यूरेनियम  लवण ने एक्स-रे के समान एक तरीके से एक कवरिंग पेपर के माध्यम से एक अप्रभावित फोटोग्राफिक प्लेट के फॉगिंग का कारण बना, और   मैरी क्यूरी  को पता चला कि केवल कुछ तत्वों ने ऊर्जा की इन किरणों को छोड़ दिया, जल्द ही खोजा   रेडियम  का तीव्र विकिरण। पिचब्लेन्डे से विकिरण को अल्फा किरणों (  अल्फा कण  एस) और बीटा किरणों (  बीटा कण  एस) में   अर्नेस्ट रदरफोर्ड  द्वारा 1899 में सरल प्रयोग के माध्यम से विभेदित किया गया था, लेकिन ये पार्टिकुलेट प्रकार के विकिरण के रूप में चार्ज किए गए साबित हुए। हालांकि, 1900 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक   पॉल विलार्ड  ने रेडियम से एक तीसरे न्यूट्रल चार्ज किए गए और विशेष रूप से मर्मज्ञ प्रकार के विकिरण की खोज की, और उन्होंने इसका वर्णन करने के बाद, रदरफोर्ड को एहसास हुआ कि यह अभी तक एक तीसरे प्रकार का विकिरण होना चाहिए, जो 1903 में   गामा का नाम था। रे  एस। 1910 में ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी   विलियम हेनरी ब्रैग  ने दिखाया कि गामा किरणें विद्युत चुम्बकीय विकिरण हैं, न कि कणों, और 1914 में रदरफोर्ड और   एडवर्ड एंड्रेड  ने अपने तरंगदैर्ध्य को मापा, यह पाते हुए कि वे एक्स-रे के समान थे, लेकिन छोटे तरंगदैर्ध्य और उच्च आवृत्ति के साथ। यद्यपि एक्स और गामा किरणों के बीच एक 'क्रॉस-ओवर' गामा किरणों और इसके विपरीत की तुलना में उच्च ऊर्जा (और इसलिए कम तरंग दैर्ध्य) के साथ एक्स-रे होना संभव बनाता है। किरण की उत्पत्ति उन्हें अलग करती है, गामा किरणें एक परमाणु के अस्थिर नाभिक से उत्पन्न होने वाली प्राकृतिक घटनाएं होती हैं और एक्स-रे विद्युत रूप से उत्पन्न होते हैं (और इसलिए मानव निर्मित) जब तक कि वे   ब्रेम्सस्ट्राह्लुंग  एक्स-रेडिएशन के परिणामस्वरूप न हों तेजी से चलने वाले कणों (जैसे बीटा कणों) की बातचीत के कारण कुछ सामग्रियों से टकराना, आमतौर पर उच्च परमाणु संख्याओं से

विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम
[[File:Light spectrum.svg|right|फ्रेम |  किंवदंती: 

γ =  गामा रे  एस

HX = हार्ड  एक्स-रे  एस

Sx = सॉफ्ट एक्स-रे

EUV = चरम- पराबैंगनी

Nuv = निकट-अल्ट्रावियोलेट

दृश्यमान प्रकाश (रंगीन बैंड)

NIR = निकट  इन्फ्रारेड

MiR = मध्य-अवरक्त

FIR = दूर-अवरक्त

EHF =  अत्यधिक उच्च आवृत्ति  (माइक्रोवेव)

SHF =  सुपर-हाई फ़्रीक्वेंसी  (माइक्रोवेव)

UHF =  अल्ट्राहिग फ़्रीक्वेंसी  (रेडियो वेव्स)

VHF =  बहुत उच्च आवृत्ति  (रेडियो)

HF =  उच्च आवृत्ति  (रेडियो)

एमएफ =  मध्यम आवृत्ति  (रेडियो)

LF =  कम आवृत्ति  (रेडियो)

Vlf =  बहुत कम आवृत्ति  (रेडियो)

VF =  आवाज आवृत्ति

ULF =  अल्ट्रा-लो फ़्रीक्वेंसी  (रेडियो)

SLF =  सुपर-लो फ़्रीक्वेंसी  (रेडियो)

ईएलएफ =  बेहद कम आवृत्ति  (रेडियो) ]]

ईएम विकिरण (पदनाम 'विकिरण' स्थैतिक इलेक्ट्रिक और मैग्नेटिक और   के पास फ़ील्ड  के पास) को    रेडियो,   माइक्रोवेव ,   इन्फ्रारेड ,    दृश्यमान  में वर्गीकृत किया गया है। ,   पराबैंगनी ,   एक्स-रे  एस और   गामा किरणें ।   साइनसोइडल    मोनोक्रोमैटिक  तरंगों के संदर्भ में   फूरियर एनालिसिस  द्वारा मनमाना विद्युत चुम्बकीय तरंगों को व्यक्त किया जा सकता है, जो प्रत्येक को ईएमआर स्पेक्ट्रम के इन क्षेत्रों में वर्गीकृत किया जा सकता है।

ईएम तरंगों के कुछ वर्गों के लिए, तरंग को सबसे अधिक उपयोगी रूप से  यादृच्छिक  के रूप में माना जाता है, और फिर वर्णक्रमीय विश्लेषण को यादृच्छिक या  स्टोकेस्टिक प्रक्रिया  ईएस के लिए उपयुक्त थोड़ा अलग गणितीय तकनीकों द्वारा किया जाना चाहिए। ऐसे मामलों में, व्यक्तिगत आवृत्ति घटकों को उनकी  पावर  सामग्री के संदर्भ में दर्शाया जाता है, और चरण की जानकारी संरक्षित नहीं होती है। इस तरह के प्रतिनिधित्व को यादृच्छिक प्रक्रिया का   पावर स्पेक्ट्रल घनत्व  कहा जाता है। इस तरह के विश्लेषण की आवश्यकता वाले यादृच्छिक विद्युत चुम्बकीय विकिरण, उदाहरण के लिए, सितारों के इंटीरियर में सामना किया गया है, और विकिरण के कुछ अन्य बहुत चौड़े रूपों में जैसे कि    शून्य बिंदु तरंग क्षेत्र  इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वैक्यूम के ]]।

ईएम विकिरण का व्यवहार और पदार्थ के साथ इसकी बातचीत इसकी आवृत्ति पर निर्भर करती है, और आवृत्ति में परिवर्तन के रूप में गुणात्मक रूप से बदलती है। कम आवृत्तियों में लंबे समय तक तरंग दैर्ध्य होते हैं, और उच्च आवृत्तियों में कम तरंग दैर्ध्य होते हैं, और उच्च ऊर्जा के फोटॉन से जुड़े होते हैं। स्पेक्ट्रम के दोनों छोर पर इन तरंग दैर्ध्य या ऊर्जाओं के लिए कोई मौलिक सीमा नहीं है, हालांकि  प्लैंक एनर्जी  के पास ऊर्जा के साथ फोटॉनों या इसे पार करने के लिए (अब तक बहुत अधिक देखा गया है) को नए भौतिक सिद्धांतों का वर्णन करने की आवश्यकता होगी।

रेडियो और माइक्रोवेव
जब रेडियो तरंगें   कंडक्टर  पर होती हैं, तो वे कंडक्टर के लिए युगल, इसके साथ यात्रा करते हैं और     को कंडक्टर की सतह पर एक विद्युत प्रवाह को प्रेरित करते हैं। । इस तरह के प्रभाव कंडक्टरों (जैसे रेडियो एंटेना) में मैक्रोस्कोपिक दूरी को कवर कर सकते हैं, क्योंकि रेडियोवेज की तरंग दैर्ध्य लंबा है।

तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण घटना एक मीटर तक एक मिलीमीटर तक कम होती है, जिसे माइक्रोवेव कहा जाता है; 300 & nbsp; mHz (0.3 & nbsp; GHz) और 300 & nbsp; GHz के बीच आवृत्तियों के साथ।

रेडियो और माइक्रोवेव आवृत्तियों पर, ईएमआर मामले के साथ बड़े पैमाने पर आरोपों के एक थोक संग्रह के रूप में बातचीत करता है जो बड़ी संख्या में प्रभावित परमाणुओं में फैले हुए हैं।  इलेक्ट्रिकल कंडक्टर  एस में, इस तरह के प्रेरित बल्क आंदोलन के आरोपों (  विद्युत वर्तमान  एस) के परिणामस्वरूप ईएमआर के अवशोषण होता है, या फिर आरोपों के पृथक्करण जो नए ईएमआर (ईएमआर के प्रभावी प्रतिबिंब) की पीढ़ी का कारण बनते हैं। एक उदाहरण एंटेना द्वारा रेडियो तरंगों का अवशोषण या उत्सर्जन है, या एक विद्युत द्विध्रुवीय क्षण के साथ पानी या अन्य अणुओं द्वारा माइक्रोवेव का अवशोषण है, उदाहरण के लिए   माइक्रोवेव ओवन  के अंदर। ये इंटरैक्शन बिजली की धाराओं या गर्मी, या दोनों का उत्पादन करते हैं।

इन्फ्रारेड
रेडियो और माइक्रोवेव की तरह, इन्फ्रारेड (आईआर) भी धातुओं द्वारा परिलक्षित होता है (और सबसे अधिक ईएमआर, अच्छी तरह से पराबैंगनी रेंज में)।हालांकि, कम-आवृत्ति रेडियो और माइक्रोवेव विकिरण के विपरीत, इन्फ्रारेड ईएमआर आमतौर पर एकल अणुओं में मौजूद द्विध्रुव के साथ बातचीत करता है, जो एक एकल रासायनिक बंधन के सिरों पर परमाणु कंपन के रूप में बदलते हैं।यह परिणामस्वरूप पदार्थों की एक विस्तृत श्रृंखला द्वारा अवशोषित किया जाता है, जिससे वे तापमान में वृद्धि करते हैं क्योंकि कंपन गर्मी के रूप में विघटित हो जाता है।एक ही प्रक्रिया, रिवर्स में चलती है, थोक पदार्थों का कारण बनता है, जो कि इन्फ्रारेड में सहजता से विकिरण होता है (नीचे  थर्मल विकिरण  खंड देखें)।

इन्फ्रारेड रेडिएशन को स्पेक्ट्रल सबजेशन में विभाजित किया गया है।जबकि विभिन्न उपखंड योजनाएं मौजूद हैं स्पेक्ट्रम को आमतौर पर निकट-अवरक्त (0.75–1.4 माइक्रोन), शॉर्ट-वेवलेंथ इन्फ्रारेड (1.4–3 माइक्रोन), मिड-वेवलेंथ इन्फ्रारेड (3-8 माइक्रोन), लंबी-तरंग दैर्ध्य अवरक्त (8-15 माइक्रोन) और   के रूप में विभाजित किया जाता है।सुदूर अवरक्त  (15-1000 माइक्रोन)

दृश्यमान प्रकाश
प्राकृतिक स्रोत स्पेक्ट्रम में ईएम विकिरण का उत्पादन करते हैं। लगभग 400   एनएम  और 700 & nbsp; एनएम के बीच   तरंग दैर्ध्य  के साथ ईएम विकिरण को सीधे   मानव आंख  द्वारा पाया जाता है और दृश्य प्रकाश के रूप में माना जाता है। अन्य तरंग दैर्ध्य, विशेष रूप से पास के अवरक्त (700 & nbsp; nm से अधिक) और पराबैंगनी (400 & nbsp; nm से कम) को भी कभी -कभी प्रकाश के रूप में संदर्भित किया जाता है।

जैसे -जैसे आवृत्ति दृश्यमान सीमा में बढ़ती है, फोटॉन में कुछ व्यक्तिगत अणुओं की बंधन संरचना को बदलने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है। यह एक संयोग नहीं है कि यह दृश्य सीमा में होता है, क्योंकि   विजन  के तंत्र में एक एकल अणु,   रेटिना  के संबंध में परिवर्तन शामिल है, जो एक एकल फोटॉन को अवशोषित करता है। रेटिना में परिवर्तन   रोडोप्सिन  प्रोटीन के आकार में परिवर्तन का कारण बनता है, जो इसमें निहित है, जो जैव रासायनिक प्रक्रिया को शुरू करता है जो मानव आंख के   रेटिना  को प्रकाश को महसूस करने के लिए करता है।

प्रकाश संश्लेषण इस सीमा में भी संभव हो जाता है, उसी कारण से।   क्लोरोफिल  का एक एकल अणु एक एकल फोटॉन द्वारा उत्साहित है। प्रकाश संश्लेषण का संचालन करने वाले पौधों के ऊतकों में,   कैरोटीनॉयड  एक्ट   गैर-फोटोकैमिकल शमन  नामक एक प्रक्रिया में दृश्य प्रकाश द्वारा उत्पादित इलेक्ट्रॉनिक रूप से उत्साहित क्लोरोफिल को बुझाने के लिए, प्रतिक्रियाओं को रोकने के लिए जो अन्यथा उच्च प्रकाश स्तरों पर प्रकाश संश्लेषण के साथ हस्तक्षेप करेंगे।

जानवर जो इन्फ्रारेड का पता लगाते हैं, पानी के छोटे पैकेटों का उपयोग करते हैं जो तापमान को बदलते हैं, एक अनिवार्य रूप से थर्मल प्रक्रिया में जिसमें कई फोटॉन शामिल होते हैं।

इन्फ्रारेड, माइक्रोवेव और रेडियो तरंगों को केवल थोक हीटिंग द्वारा अणुओं और जैविक ऊतक को नुकसान पहुंचाने के लिए जाना जाता है, न कि विकिरण के एकल फोटॉन से उत्तेजना।

दृश्यमान प्रकाश सभी अणुओं के केवल एक छोटे प्रतिशत को प्रभावित करने में सक्षम है। आमतौर पर स्थायी या हानिकारक तरीके से नहीं, बल्कि फोटॉन एक इलेक्ट्रॉन को उत्तेजित करता है जो तब अपनी मूल स्थिति में लौटते समय एक और फोटॉन का उत्सर्जन करता है। यह अधिकांश रंगों द्वारा उत्पादित रंग का स्रोत है।  रेटिना  एक अपवाद है। जब एक फोटॉन अवशोषित हो जाता है, तो    रेटिना स्थायी रूप से सीआईएस से ट्रांस  में संरचना को बदल देता है, और इसे वापस बदलने के लिए एक प्रोटीन की आवश्यकता होती है, यानी इसे रीसेट करने के लिए इसे फिर से प्रकाश डिटेक्टर के रूप में कार्य करने में सक्षम होने के लिए।

सीमित साक्ष्य से संकेत मिलता है कि कुछ  प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां  त्वचा में दृश्य प्रकाश द्वारा बनाई जाती हैं, और यह कि फोटोइंग में कुछ भूमिका हो सकती है, उसी तरह से   अल्ट्रावॉयलेट ए

पराबैंगनी
जैसे -जैसे आवृत्ति पराबैंगनी में बढ़ती है, फोटॉन अब पर्याप्त ऊर्जा (लगभग तीन  इलेक्ट्रॉन वोल्ट  एस या अधिक) ले जाते हैं, जो कुछ दोगुना बंधुआ अणुओं को स्थायी रासायनिक पुनर्व्यवस्था में उत्तेजित करते हैं।  डीएनए  में, यह स्थायी क्षति का कारण बनता है।पराबैंगनी ए (यूवीए) द्वारा उत्पादित प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों द्वारा डीएनए को अप्रत्यक्ष रूप से क्षतिग्रस्त किया जाता है, जिसमें डीएनए को सीधे नुकसान पहुंचाने के लिए ऊर्जा बहुत कम होती है।यही कारण है कि सभी तरंग दैर्ध्य पर पराबैंगनी डीएनए को नुकसान पहुंचा सकती है, और कैंसर पैदा करने में सक्षम है, और (  यूवीबी  के लिए) स्किन बर्न्स (सनबर्न) जो कि साधारण हीटिंग (तापमान में वृद्धि) प्रभावों से उत्पन्न होने से कहीं अधिक खराब हैं।आणविक क्षति के कारण की यह संपत्ति जो हीटिंग प्रभाव के अनुपात से बाहर है, दृश्य प्रकाश सीमा और उससे ऊपर की आवृत्तियों के साथ सभी ईएमआर की विशेषता है।उच्च-आवृत्ति EMR के ये गुण क्वांटम प्रभावों के कारण होते हैं जो आणविक स्तर पर स्थायी रूप से सामग्री और ऊतकों को नुकसान पहुंचाते हैं

पराबैंगनी सीमा के उच्च अंत में, फोटॉनों की ऊर्जा पर्याप्त रूप से इलेक्ट्रॉनों को पर्याप्त ऊर्जा प्रदान करने के लिए पर्याप्त हो जाती है, जिससे उन्हें परमाणु से मुक्त किया जा सकता है,  फोटिओनिसेशन  नामक एक प्रक्रिया में।इसके लिए आवश्यक ऊर्जा हमेशा 124 & nbsp से छोटी तरंगदैर्ध्य के साथ लगभग 10   इलेक्ट्रॉन वोल्ट  (ईवी) से बड़ी होती है; एनएम (कुछ स्रोत 33 & nbsp; ईवी की अधिक यथार्थवादी कटऑफ का सुझाव देते हैं; जो कि पानी को आयनित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा है)।अनुमानित आयनीकरण सीमा में ऊर्जा के साथ पराबैंगनी स्पेक्ट्रम के इस उच्च अंत को कभी -कभी चरम यूवी कहा जाता है।आयनिंग यूवी को पृथ्वी के वायुमंडल द्वारा दृढ़ता से फ़िल्टर किया जाता है

एक्स-रे और गामा किरणें
फोटॉनों से बना विद्युत चुम्बकीय विकिरण जो न्यूनतम-आयनीकरण ऊर्जा, या अधिक ले जाता है, (जिसमें कम तरंग दैर्ध्य के साथ संपूर्ण स्पेक्ट्रम शामिल है), इसलिए  आयनीकरण विकिरण  कहा जाता है।(कई अन्य प्रकार के आयनीकरण विकिरण गैर-ईएम कणों से बने होते हैं)।इलेक्ट्रोमैग्नेटिक-प्रकार का आयनीकरण विकिरण चरम पराबैंगनी से सभी उच्च आवृत्तियों और कम तरंग दैर्ध्य तक फैला हुआ है, जिसका अर्थ है कि सभी   एक्स-रे  और   गामा किरणें  क्वालिफाई करते हैं।ये सबसे गंभीर प्रकार के आणविक क्षति के लिए सक्षम हैं, जो जीव विज्ञान में किसी भी प्रकार के बायोमोलेक्यूल में हो सकते हैं, जिसमें उत्परिवर्तन और कैंसर शामिल हैं, और अक्सर त्वचा के नीचे महान गहराई पर, एक्स-रे स्पेक्ट्रम के उच्च अंत के बाद से, और सभीगामा रे स्पेक्ट्रम, घुसना मामला।

वातावरण और मैग्नेटोस्फीयर
अधिकांश यूवी और एक्स-रे को आणविक  नाइट्रोजन  से पहले अवशोषण द्वारा अवरुद्ध किया जाता है, और फिर (ऊपरी यूवी में तरंग दैर्ध्य के लिए)   डाइऑक्सीजेन  और अंत में   ओजोन  के इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजना से यूवी के मध्य-सीमा पर।सूर्य की पराबैंगनी प्रकाश का केवल 30% जमीन तक पहुंचता है, और यह लगभग सभी अच्छी तरह से प्रसारित होता है।

दृश्यमान प्रकाश हवा में अच्छी तरह से प्रेषित होता है, क्योंकि यह नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, या ओजोन को उत्तेजित करने के लिए पर्याप्त ऊर्जावान नहीं है, लेकिन पानी वाष्प के आणविक कंपन आवृत्तियों को उत्तेजित करने के लिए बहुत ऊर्जावान है

अवरक्त में अवशोषण बैंड जल वाष्प में कंपन उत्तेजना के तरीकों के कारण होते हैं।हालांकि, पानी के वाष्प को उत्तेजित करने के लिए ऊर्जा बहुत कम है, वातावरण फिर से पारदर्शी हो जाता है, जिससे अधिकांश माइक्रोवेव और रेडियो तरंगों के मुफ्त संचरण की अनुमति मिलती है।

अंत में, रेडियो तरंग दैर्ध्य में 10 मीटर या उससे अधिक समय तक (लगभग 30 & nbsp; मेगाहर्ट्ज), निचले वातावरण में हवा रेडियो के लिए पारदर्शी रहती है, लेकिन  आयनोस्फीयर  की कुछ परतों में प्लाज्मा रेडियो तरंगों के साथ बातचीत करना शुरू कर देता है (  स्काईवे  देखें)।यह संपत्ति कुछ लंबी तरंग दैर्ध्य (100 मीटर या 3 & nbsp; मेगाहर्ट्ज) को प्रतिबिंबित करने की अनुमति देती है और   शॉर्टवेव रेडियो  में लाइन-ऑफ-विज़न से परे परिणाम देती है।हालांकि,    कुछ आयनोस्फेरिक प्रभाव  अंतरिक्ष से आने वाले रेडियोवेस को ब्लॉक करना शुरू करते हैं, जब उनकी आवृत्ति लगभग 10 & nbsp; मेगाहर्ट्ज (लगभग 30 मीटर से अधिक तरंग दैर्ध्य) से कम होती है।

थर्मल और विद्युत चुम्बकीय विकिरण गर्मी के रूप में
पदार्थ की मूल संरचना में एक साथ बंधे चार्ज कण शामिल हैं। जब विद्युत चुम्बकीय विकिरण पदार्थ पर लगाया जाता है, तो यह चार्ज किए गए कणों को दोलन करने और ऊर्जा प्राप्त करने का कारण बनता है। इस ऊर्जा का अंतिम भाग्य संदर्भ पर निर्भर करता है। इसे तुरंत फिर से विकेट किया जा सकता है और बिखरे हुए, परिलक्षित या प्रेषित विकिरण के रूप में दिखाई दे सकता है। यह मामले के भीतर अन्य सूक्ष्म गतियों में विघटित हो सकता है,   थर्मल इक्विलिब्रियम  में आ सकता है और खुद को   थर्मल एनर्जी, या यहां तक ​​कि    काइनेटिक एनर्जी  के रूप में प्रकट कर सकता है। उच्च-ऊर्जा फोटॉनों (जैसे कि   प्रतिदीप्ति ,   हार्मोनिक पीढ़ी ,   फोटोकैमिकल रिएक्शन  एस,   फोटोवोल्टिक प्रभाव  से संबंधित कुछ अपवादों के साथ दूर परतवानी, एक्स-रे और गामा विकिरण में आयनित विकिरणों के लिए ]] विकिरण बस सामग्री को गर्म करके अपनी ऊर्जा जमा करता है। यह अवरक्त, माइक्रोवेव और रेडियो वेव विकिरण के लिए होता है। तीव्र रेडियो तरंगें जीवित ऊतक को थर्मल रूप से जला सकती हैं और भोजन पका सकती हैं। इन्फ्रारेड   लेजर  एस के अलावा, पर्याप्त रूप से तीव्र दृश्यमान और पराबैंगनी लेजर आसानी से कागज के लिए सेट कर सकते हैं<ref name=": ०

आयनीकरण विकिरण एक सामग्री में उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉन बनाता है और रासायनिक बंधनों को तोड़ता है, लेकिन इन इलेक्ट्रॉनों के बाद कई बार अन्य परमाणुओं के साथ टकराता है अंततः अधिकांश ऊर्जा एक सेकंड के एक छोटे से अंश में थर्मल ऊर्जा बन जाती है।यह प्रक्रिया गैर-आयनीकरण विकिरण की तुलना में ऊर्जा की प्रति इकाई प्रति यूनिट अधिक खतरनाक है।यह चेतावनी यूवी पर भी लागू होती है, भले ही यह लगभग सभी आयनीकरण नहीं कर रहे हैं, क्योंकि यूवी इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजना के कारण अणुओं को नुकसान पहुंचा सकता है, जो हीटिंग प्रभाव की तुलना में प्रति यूनिट ऊर्जा से कहीं अधिक है<ref name=": 0 /

ब्लैक बॉडी के वर्णक्रमीय वितरण में इन्फ्रारेड विकिरण को आमतौर पर गर्मी का एक रूप माना जाता है, क्योंकि इसमें एक समान तापमान होता है और थर्मल ऊर्जा की प्रति यूनिट एक एन्ट्रापी परिवर्तन से जुड़ा होता है।हालांकि, हीट भौतिकी और थर्मोडायनामिक्स में एक तकनीकी शब्द है और अक्सर थर्मल ऊर्जा के साथ भ्रमित होता है।किसी भी प्रकार की विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को पदार्थ के साथ बातचीत में थर्मल ऊर्जा में बदल दिया जा सकता है।इस प्रकार,  कोई भी  विद्युत चुम्बकीय विकिरण गर्म हो सकता है (  थर्मल ऊर्जा  तापमान में वृद्धि के अर्थ में) एक सामग्री, जब इसे अवशोषित किया जाता है

अवशोषण की उलटा या समय-उलट प्रक्रिया थर्मल विकिरण है।पदार्थ में अधिकांश थर्मल ऊर्जा में चार्ज किए गए कणों की यादृच्छिक गति होती है, और इस ऊर्जा को मामले से दूर किया जा सकता है।परिणामी विकिरण बाद में पदार्थ के एक अन्य टुकड़े द्वारा अवशोषित किया जा सकता है, जमा की गई ऊर्जा के साथ सामग्री को गर्म करना

थर्मल संतुलन में एक अपारदर्शी गुहा में विद्युत चुम्बकीय विकिरण प्रभावी रूप से थर्मल का एक रूप हैऊर्जा, अधिकतम   विकिरण एन्ट्रापी

जैविक प्रभाव
बायोइलेक्ट्रोमैग्नेटिक्स जीवित जीवों पर ईएम विकिरण की बातचीत और प्रभावों का अध्ययन है।जीवित कोशिकाओं पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रभाव, जिनमें मनुष्यों में शामिल हैं, विकिरण की शक्ति और आवृत्ति पर निर्भर करते हैं।कम-आवृत्ति विकिरण (दृश्यमान प्रकाश के लिए रेडियो तरंगें) के लिए सबसे अच्छा-समझा प्रभाव अकेले विकिरण शक्ति के कारण होता है, जब विकिरण को अवशोषित किया जाता है तो हीटिंग के माध्यम से कार्य करता है।इन थर्मल प्रभावों के लिए, आवृत्ति महत्वपूर्ण है क्योंकि यह जीव में विकिरण और प्रवेश की तीव्रता को प्रभावित करता है (उदाहरण के लिए, माइक्रोवेव अवरक्त की तुलना में बेहतर प्रवेश करते हैं)।यह व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है कि कम आवृत्ति वाले क्षेत्र जो महत्वपूर्ण हीटिंग के कारण बहुत कमजोर हैं, संभवतः कोई जैविक प्रभाव नहीं हो सकता है

आमतौर पर स्वीकृत परिणामों के बावजूद, कुछ शोध यह दिखाने के लिए किए गए हैं कि कमजोर  गैर-थर्मल  विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, (कमजोर ईएलएफ चुंबकीय क्षेत्रों सहित, हालांकि उत्तरार्द्ध ईएम रेडिएटियो के रूप में सख्ती से अर्हता प्राप्त नहीं करता है ), और संशोधित आरएफ और माइक्रोवेव फ़ील्ड के जैविक प्रभाव होते हैं<ref name="Aalto S, Haarala C, BrÜck A, Sipilä H, Hämäläinen H, Rinne के रूप में 2006 885–90 के रूप में  गैर-थर्मल स्तरों पर जैविक सामग्री और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के बीच बातचीत के मौलिक तंत्र पूरी तरह से समझ में नहीं आते हैं

विश्व स्वास्थ्य संगठन ने रेडियो फ़्रीक्वेन को वर्गीकृत किया हैCy इलेक्ट्रोमैग्नेटिक विकिरण    समूह 2B  - संभवतः कार्सिनोजेनिक की सूची  इस समूह में लीड, डीडीटी और स्टाइरीन जैसे संभावित कार्सिनोजेन शामिल हैं।उदाहरण के लिए, सेल फोन के उपयोग और मस्तिष्क कैंसर के विकास के बीच संबंध की तलाश में महामारी विज्ञान के अध्ययन, काफी हद तक अनिर्णायक रहे हैं, यह प्रदर्शित करने के लिए सहेजें कि प्रभाव, यदि यह मौजूद है, तो एक बड़ा नहीं हो सकता है।

उच्च आवृत्तियों (दृश्य और परे) पर, व्यक्तिगत फोटॉन के प्रभाव महत्वपूर्ण होने लगते हैं, क्योंकि इनमें अब पर्याप्त ऊर्जा व्यक्तिगत रूप से प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से जैविक अणुओं को नुकसान पहुंचाने के लिए है सभी यूवी सुविधाओं को विश्व स्वास्थ्य संगठन द्वारा समूह 1 कार्सिनोजेन्स के रूप में वर्गीकृत किया गया है।सूरज के संपर्क से पराबैंगनी विकिरण त्वचा कैंसर का प्राथमिक कारण है

इस प्रकार, यूवी आवृत्तियों पर और उच्चतर (और शायद कुछ हद तक दृश्यमान सीमा में भी) विद्युत चुम्बकीय विकिरण सरल हीटिंग भविष्यवाणियों की तुलना में जैविक प्रणालियों को अधिक नुकसान पहुंचाता है।यह दूर (या चरम) पराबैंगनी में सबसे स्पष्ट है।यूवी, एक्स-रे और गामा विकिरण के साथ,  आयन  एस और   मुक्त कट्टरपंथी  एस सामग्री (जीवित ऊतक सहित) का उत्पादन करने के लिए इस विकिरण के फोटॉन की क्षमता के कारण   आयनिंग विकिरण  के रूप में संदर्भित किया जाता है।चूंकि इस तरह के विकिरण ऊर्जा के स्तर पर जीवन को गंभीर रूप से नुकसान पहुंचा सकते हैं जो थोड़ा हीटिंग का उत्पादन करते हैं, इसे विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के बाकी हिस्सों की तुलना में कहीं अधिक खतरनाक (ऊर्जा की प्रति यूनिट या ऊर्जा की प्रति यूनिट या शक्ति) के संदर्भ में अधिक खतरनाक माना जाता है।

हथियार के रूप में उपयोग करें
हीट रे ईएमआर का एक अनुप्रयोग है जो त्वचा की ऊपरी परत में एक अप्रिय ताप प्रभाव बनाने के लिए माइक्रोवेव आवृत्तियों का उपयोग करता है।एक सार्वजनिक रूप से ज्ञात हीट रे हथियार जिसे  सक्रिय इनकार प्रणाली  कहा जाता है, को अमेरिकी सेना द्वारा एक प्रयोगात्मक हथियार के रूप में विकसित किया गया था, जो एक क्षेत्र में दुश्मन की पहुंच से इनकार करता है  एक   मौत रे  एक सैद्धांतिक हथियार है जो उस स्तर पर विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के आधार पर हीट किरण को बचाता है जो मानव ऊतक को घायल करने में सक्षम है।एक डेथ रे के एक आविष्कारक,   हैरी ग्रिंडेल मैथ्यूज, ने दावा किया कि 1920 के दशक से माइक्रोवेव   मैग्नेट्रॉन  पर आधारित अपने डेथ रे हथियार पर काम करते हुए अपनी बाईं आंख में दृष्टि खो गई है (एक सामान्य   माइक्रोवेव ओवन  एक ऊतक को नुकसान पहुंचाता हैलगभग 2 kV/m पर ओवन के अंदर खाना पकाने का प्रभाव)

विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत से व्युत्पत्ति
विद्युत चुम्बकीय तरंगों की भविष्यवाणी बिजली और चुंबकत्व के शास्त्रीय कानूनों द्वारा की जाती है, जिन्हें  मैक्सवेल के समीकरण  के रूप में जाना जाता है।बिजली और चुंबकीय क्षेत्रों को बदलने के 'लहरों' 'का वर्णन करते हुए, सजातीय मैक्सवेल के समीकरणों (शुल्क या धाराओं के बिना) के गैर -समाधान हैं।   फ्री स्पेस  में मैक्सवेल के समीकरणों के साथ शुरुआत:

{{NumBlk|| and \mathbf{B}  इलेक्ट्रिक फील्ड  (   वी  /एम या    एन  /   सी ) और   चुंबकीय क्षेत्र  (   टी  या    WB  /m 2 < /sup>), क्रमशः; yields the divergence and  the curl of a vector field \mathbf X; and  चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र के   आंशिक डेरिवेटिव  (समय में परिवर्तन की दर, स्थान के साथ) हैं;\mu_0 is the permeability of a vacuum (4$\pi$ × 10{{sup|−7}} (H/m)), and  एक वैक्यूम की   पारगम्यता  है (8.85 × 10 −12 < /sup> (   F  /M));

तुच्छ समाधान के अलावा  \ mathbf {e} = \ mathbf {b} = \ mathbf {0}, उपयोगी समाधान निम्नलिखित   वेक्टर पहचान, सभी वैक्टर के लिए मान्य \mathbf{A} कुछ वेक्टर क्षेत्र में:  \ nabla \ times \ _ लेफ्ट (\ nabla \ times \ mathbf {a} \ right) = \ nabla \ लेफ्ट (\ nabla \ cdot \ mathbf {a} \ _ राइट) - \ nabla^2 \ Mathbf{A}। $$

दूसरे मैक्सवेल समीकरण का कर्ल लेना$$) पैदावार: {{NumBlk||$$\nabla \times \left(\nabla \times \mathbf{E} \right) = \nabla \times \left(-\frac{\partial \mathbf{B}}{\ आंशिक t} \ Right) $$$$}}

के बाएं हाथ की ओर का मूल्यांकन$$) उपरोक्त पहचान के साथ और उपयोग करके सरलीकरण$$), पैदावार: {{NumBlk||$$ \nabla \times \left(\nabla \times \mathbf{E} \right) = \nabla\left(\nabla \cdot \mathbf{E} \right) - \nabla^2 \mathbf{E} = - \nabla^2 \mathbf{E}.$$|$$}}

के दाहिने हाथ की ओर का मूल्यांकन$$) व्युत्पन्न के अनुक्रम का आदान -प्रदान करके और चौथा डालकर {{nowrap|Maxwell equation ($$),}} पैदावार: {{NumBlk||$$\nabla \times \left(-\frac{\partial \mathbf{B}}{\ आंशिक t} \ right) = -\ frac {\ _ आंशिक} {\ आंशिक t} \ _ \ _ \ _ \ _ times \ mathbf {b} \ _ \ _Mathbf {E}} {\ आंशिक t^2} $$$$}}

का मेल$$) और$$) फिर, विद्युत क्षेत्र के लिए एक वेक्टर-मूल्यवान  अंतर समीकरण  देता है, सजातीय मैक्सवेल समीकरणों को हल करता है:

$$

चौथे मैक्सवेल समीकरण का कर्ल लेना$$) सजातीय मैक्सवेल समीकरणों को हल करने वाले चुंबकीय क्षेत्र के लिए एक समान अंतर समीकरण में परिणाम:

$$

दोनों अंतर समीकरणों में गति के साथ प्रचारित तरंगों के लिए सामान्य  वेव समीकरण  का रूप है $$c_0,$$ where $$f$$ समय और स्थान का एक कार्य है, जो एक निश्चित स्थान पर कुछ समय में लहर का आयाम देता है:  \ nabla^2 f = \ frac {1{{c_0}^2} \frac{\partial^2 f}{\partial t^2} This is also written as: $$\Box f = 0$$ where $$\Box$$ denotes the so-called d'Alembert operator, which in Cartesian coordinates is given as: $$\Box = \nabla^2 - \frac{1}{{c_0}^2} \frac{\partial^2}{\partial t^2} = \frac{\partial^2}{\partial x^2} + \frac{\partial^2}{\partial y^2} + \frac{\partial^2}{\partial z^2} - \frac{1}{{c_0}^2} \frac{\partial^2}{\partial t^2} \ $$

Comparing the terms for the speed of propagation, yields in the case of the electric and magnetic fields: $$c_0 = \frac{1}{\sqrt{\mu_0 \varepsilon_0}}। 

यह वैक्यूम में प्रकाश ]] की  गति है।इस प्रकार मैक्सवेल के समीकरण  [[ वैक्यूम पारगम्यता  को जोड़ते हैं, the vacuum permeability \mu_0, और प्रकाश की गति,  C  <सब> 0 , उपरोक्त समीकरण के माध्यम से।इस संबंध की खोज   विल्हेम एडुआर्ड वेबर  और   रुडोल्फ कोह्लराश  ने मैक्सवेल के इलेक्ट्रोडायनामिक्स के विकास से पहले की थी, हालांकि मैक्सवेल प्रकाश की गति से यात्रा करने वाली लहरों के अनुरूप एक क्षेत्र सिद्धांत का उत्पादन करने वाला पहला था।

ये मूल चार बनाम केवल दो समीकरण हैं, इसलिए अधिक जानकारी मैक्सवेल के समीकरणों के भीतर छिपी इन तरंगों से संबंधित है।विद्युत क्षेत्र के लिए एक सामान्य वेक्टर तरंग का रूप है  \ mathbf {e} = \ mathbf {e} _0 f {\ _ \ _ \ {

यहां, is the constant amplitude, f is any second differentiable function,  is a unit vector in the direction of propagation, and  is a position vector. लहर समीकरण के लिए एक सामान्य समाधान है।दूसरे शब्दों में,  \ nabla^2 f {\ लेफ्ट (\ hat {\ mathbf {k}} \ cdot \ mathbf {X} - c_0 t \ right)} = \ frac {1 1{{c_0}^2} \frac{\partial^2}{\partial t^2} f{\left( \hat{\mathbf{k}} \ cdot \ mathbf {x} - c_0 t \ right)}, $$ एक सामान्य लहर के लिए यात्रा कर रहा है $$\hat{\mathbf{k}}$$ दिशा।

मैक्सवेल के पहले समीकरणों से, हम प्राप्त करते हैं  \ nabla \ cdot \ mathbf {e} = \ hat {\ mathbf {k}} \ cdot \ mathbf {e} _0 f '\ mathbf {x} - c_0 t \ right)} = 0

इस प्रकार,  \ mathbf {e} \ cdot \ hat {\ mathbf {k}} = 0 जिसका तात्पर्य है कि विद्युत क्षेत्र उस दिशा में ऑर्थोगोनल है जिस दिशा में तरंग का प्रसार होता है।मैक्सवेल के समीकरणों में से दूसरा चुंबकीय क्षेत्र को पैदा करता है, अर्थात्,  \ nabla \ times \ mathbf {e} = \ hat {\ mathbf {k}} \ times \ mathbf {e} _0 f '\ mathbf {x} - c_0 t \ right)} = - \ frac {\ आंशिक \ mathbf {b}} {\ आंशिक t}

इस प्रकार,  \ mathbf {b} = \ frac {1} {c_0} \ hat {\ mathbf {k}} \ times \ mathbf {e}

शेष समीकरण इस पसंद से संतुष्ट होंगे $$\mathbf{E},\mathbf{B}$$।

प्रकाश की गति से दूर-क्षेत्र की यात्रा में विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र तरंगें।उनके पास एक विशेष प्रतिबंधित अभिविन्यास और आनुपातिक परिमाण है, $$E_0 = c_0 B_0$$, which can be seen immediately from the Poynting vector. The electric field, magnetic field, and direction of wave propagation are all orthogonal, and the wave propagates in the same direction as $$\mathbf{E} \times \mathbf{B}$$।इसके अलावा,  e  और  b  मुक्त स्थान में दूर-दूर तक, जो कि तरंग समाधान के रूप में मुख्य रूप से इन दो मैक्सवेल समीकरणों पर निर्भर करते हैं, एक दूसरे के साथ इन-चरण हैं।यह गारंटी हैचूंकि जेनेरिक वेव सॉल्यूशन अंतरिक्ष और समय दोनों में पहला ऑर्डर है, और इन समीकरणों के एक तरफ   कर्ल ऑपरेटर  लहर समाधान के पहले क्रम के स्थानिक डेरिवेटिव में परिणाम होता है, जबकि समय-व्युत्पन्न पर समय-व्युत्पन्न होता है। समीकरणों के अन्य पक्ष, जो दूसरे क्षेत्र को देता है, समय में प्रथम-क्रम है, जिसके परिणामस्वरूप प्रत्येक गणितीय ऑपरेशन में दोनों क्षेत्रों के लिए एक ही   चरण शिफ्ट  है।

आगे की ओर यात्रा करने वाले एक विद्युत चुम्बकीय तरंग के दृष्टिकोण से, विद्युत क्षेत्र ऊपर और नीचे दोलन हो सकता है, जबकि चुंबकीय क्षेत्र दाएं और बाएं दोलन करता है। इस तस्वीर को दाएं और बाएं दोलन करने वाले विद्युत क्षेत्र के साथ घुमाया जा सकता है और चुंबकीय क्षेत्र नीचे और ऊपर दोलन करता है। यह एक अलग समाधान है जो एक ही दिशा में यात्रा कर रहा है। प्रसार दिशा के संबंध में अभिविन्यास में यह मनमानी   ध्रुवीकरण  के रूप में जाना जाता है। क्वांटम स्तर पर, इसे   फोटॉन ध्रुवीकरण  के रूप में वर्णित किया गया है। ध्रुवीकरण की दिशा को विद्युत क्षेत्र की दिशा के रूप में परिभाषित किया गया है।

ऊपर दिए गए दूसरे-क्रम की लहर समीकरणों के अधिक सामान्य रूप उपलब्ध हैं, जो गैर-वैक्यूम प्रसार मीडिया और स्रोतों दोनों के लिए अनुमति देते हैं। कई प्रतिस्पर्धी व्युत्पत्ति मौजूद हैं, सभी सन्निकटन और इच्छित अनुप्रयोगों के अलग -अलग स्तरों के साथ हैं। एक बहुत ही सामान्य उदाहरण विद्युत क्षेत्र समीकरण का एक रूप है जिसे स्पष्ट रूप से दिशात्मक तरंग समीकरणों की एक जोड़ी में कारक किया गया था, और फिर एक साधारण धीमी गति से इवोल्यूशन सन्निकटन के माध्यम से एक एकल-दिशात्मक तरंग समीकरण में कुशलता से कम कर दिया गया।