Если быстро менять ток в катушке или напряжение на конденсаторе, вокруг рождаются электромагнитные волны — бегущие в пространстве колебания электрического и магнитного полей. Это радиоволны, свет, рентген — всё одна и та же физика, только разная частота.
ЭМИ распространяются в вакууме! Им не нужна среда — они сами себе среда: меняющееся магнитное поле рождает электрическое, а меняющееся электрическое рождает магнитное. Чтобы волна существовала, вакуума достаточно — в этом отличие от звука.
1865 год — Джеймс Максвелл математически предсказал существование ЭМ-волн и понял, что свет — это тоже они. 1888 год — Генрих Герц впервые их создал и измерил. Дальше волна пошла: радио (Попов и Маркони), телевидение, радары, Wi-Fi — вся беспроводная эпоха началась с этих опытов.
Все ЭМ-волны отличаются только частотой (и длиной волны). От самых длинных до самых коротких:
SMS и звонки — радиоволны (сотни МГц, метры). Wi-Fi и Bluetooth — микроволны (2,4 и 5 ГГц, сантиметры). GPS — тоже радиоволны. А рентген в аэропорту — уже миллион раз короче.
Делений на «чистые» диапазоны нет — это одна непрерывная шкала. Инфракрасный и видимый свет плавно переходят друг в друга: просто глаз настроен на узкое окошко, а тепловизор «видит» чуть ниже.
Высокочастотная «несущая» волна (сотни кГц – ГГц) — пустой вагон. Ты «грузишь» в неё звук: модулируешь амплитуду (АМ — радио) или частоту (FM — качество лучше). Приёмник настраивается на несущую контуром (резонанс!) и снимает с неё звук.
Радиостанция 100 МГц: λ = 3·10⁸/10⁸ = 3 метра. Для антенны в четверть волны достаточно ~75 см — потому антенны у машин короткие.
Любое тело ненулевой температуры излучает ИК-волны. Чем горячее — тем короче излучаемые волны (и тем «светлее» предмет в инфракрасе). Тепловизоры «видят» утечки тепла, пожарные находят людей в дыму, а твоё собственное тело тоже светится в инфракрасном диапазоне.
Чем короче волна, тем она опаснее: у радиоволн энергия квантов мала (их не хватает даже на выбивание электронов), а гамма-лучи ионизируют атомы — рвут ДНК. Потому рентген-кабинеты закрыты свинцом, а в радиационных зонах не гуляют.