สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คือ ช่วงความถี่ต่างๆ ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวอย่างของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ควรรู้จัก ได้แก่ คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ รังสีอินฟราเรด แสง รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอกซ์ และรังสีแกมมา เป็นต้น

หากเรียงลำดับจาก คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่น้อยที่สุด ไปหา คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่มากที่สุด จะเรียงได้ดังนี้ คลื่นวิทยุ < ไมโครเวฟ < อินฟราเรด < แสง < อัลตราไวโอเลต < รังสีเอกซ์ < รังสีแกมมา

หากเรียงลำดับจาก มากที่สุด ไปหา ความถี่และพลังงานน้อยที่สุด จะเรียงได้ดังนี้ รังสีแกมมา > รังสีเอกซ์ > อัลตราไวโอเลต > แสง > อินฟราเรด > ไมโครเวฟ > คลื่นวิทยุ

*คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่สูง ความยาวคลื่นจะสั้น (ความถี่แปรผกผันกับความยาวคลื่น)

แสงที่นัยน์ตามนุษย์สามารถรับรู้ได้ มีความยาวคลื่นในสุญญากาศประมาณ 380-750 นาโนเมตร

หากเรียงลำดับจาก ความถี่และพลังงานของคลื่นแสงมาก ไปหา ความถี่และพลังงานของคลื่นแสงน้อย และจาก น้อย ไปหาความยาวคลื่นมาก จะเรียงได้ดังนี้ ม่วง > คราม > น้ำเงิน > เขียว > เหลือง > ส้ม > แดง

เมื่อแสงสีต่างๆ เคลื่อนที่ผ่านตัวกลางชนิดต่างๆ อัตราเร็วและความยาวคลื่นของแสง จะเปลี่ยนแปลง แต่ความถี่ของคลื่นแสงแต่ละสี จะคงที่ไม่เปลี่ยนแปลง โดยคลื่นแสงที่มีความถี่และพลังงานมาก จะหักเหได้มากกว่าคลื่นแสงที่มีความถี่ และพลังงานน้อยกว่า 

รังสีอินฟราเรด (infrared) หมายถึง สเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความถี่ต่ำกว่าแสงสีแดง มีประโยชน์และสมบัติดังนี้

1. วัตถุร้อนจะแผ่รังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า 100 ไมโครเมตร

2. รังสีอินฟราเรดสามารถทะลุผ่านเมฆหมอกที่หนาทึบ ได้มากกว่าแสงธรรมดา

3. ใช้ในการถ่ายภาพพื้นโลกจากดาวเทียม เพื่อการศึกษาการแปรสภาพของป่าไม้ การอพยพเคลื่อนย้ายที่ของฝูงสัตว์

4. ใช้ในระบบควบคุมรีโมทคอนโทรล

5. ใช้ในการส่งสัญญาณด้วยเส้นใยนำแสง

6. ภาพที่ถ่ายด้วยกล้องถ่ายภาพรังสีอินฟราเรด บริเวณที่เป็นสีดำหรือสีน้ำเงิน จะเป็นบริเวณที่อุณหภูมิต่ำ ส่วนบริเวณที่เป็นสีขาวหรือสีแดง จะเป็นบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง

รังสีอัลตราไวโอเลต (ultraviolet) หมายถึง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีค่าความถี่สูงกว่าแสงสีม่วง มีประโยชน์และสมบัติดังนี้

1. ช่วยในการสร้างวิตามินดี ที่ช่วยในการดูดซับแคลเซียมให้แก่ร่างกาย

2. ใช้ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงเอกสาร เช่น ธนบัตร ลายมือชื่อในสมุดธนาคาร

3. ใช้ฆ่าเชื้อโรคในโรงพยาบาล หรือโรงงานอุตสาหกรรมอาหาร

4. ใช้ในการตรวจพิสูจน์สารคัดหลั่งจากร่างกาย เช่น คราบเลือด คราบอสุจิ ปัสสาวะ เหงื่อ น้ำลาย

5. ใช้ในการหลอกล่อแมลงเพื่อช่วยในการผสมเกสรดอกไม้

แต่การได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตในปริมาณมาก อาจก่อให้เกิดมะเร็งผิวหนัง และทำให้ดีเอ็นเอถูกทำลาย

คลื่นวิทยุ (radio wave) เป็นสเปกตรัมหนึ่งในคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความถี่น้อยที่สุด มีความยาวคลื่นในสุญญากาศมากที่สุด คลื่นวิทยุที่ใช้ในการรับส่งสัญญาณวิทยุ และโทรทัศน์มี 2 ระบบ ได้แก่

1. คลื่นวิทยุระบบเอเอ็ม เป็นการผสมคลื่นวิทยุ (คลื่นพาหะ) กับคลื่นเสียง โดยสัญญาณเสียงจะบังคับให้แอมพลิจูดของคลื่นพาหะเปลี่ยนแปลงไป แต่ความถี่เท่าเดิม สามารถสะท้อนในชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ได้ดี แต่มีคลื่นรบกวนได้ง่ายกว่าคลื่นวิทยุระบบเอฟเอ็ม

2. คลื่นวิทยุระบบเอฟเอ็ม เป็นการผสมสัญญาณเสียงเข้ากับคลื่นวิทยุ (คลื่นพาหะ) โดยให้ความถี่ของคลื่นพาหะเปลี่ยนแปลง แต่แอมพลิจูดเท่าเดิม คลื่นวิทยุระบบเอฟเอ็มซึ่งมีความถี่สูงจะมีการสะท้อนที่ชั้นไอโอโนสเฟียร์น้อย ถ้าต้องการส่งกระจายเสียงด้วยระบบเอฟเอ็มให้ครอบคลุมพื้นที่ จะต้องมีสถานีถ่ายทอดเป็นระยะๆ และผู้รับต้องตั้งสายอากาศให้สูงเพื่อรับสัญญาณ

ไมโครเวฟ (microwave) เป็นสเปกตรัมหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความถี่ระหว่างคลื่นวิทยุกับรังสีอินฟราเรด นำไปใช้ประโยชน์ในการโทรคมนาคม เช่น ใช้ในการรับ-ส่งสัญญาณดาวเทียม ใช้ในระบบเรดาร์ตรวจจับวัตถุเคลื่อนที่ เช่น เครื่องบิน เรือดำน้ำ ใช้ในเตาไมโครเวฟ โดยทำให้โมเลกุลของน้ำ และน้ำมันในอาหาร เกิดการสั่นจนกลายเป็นความร้อนในการปรุง หรืออุ่นอาหาร

รังสีเอกซ์ (X-ray) และ รังสีแกมมา (gamma) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากกระบวนการภายในอะตอมและนิวเคลียส นำมาใช้ในทางการแพทย์เพื่อวินิจฉัยโรค และศึกษาการทำงานของอวัยวะภายในร่างกาย

เรียบเรียงโดย : ปิตุพร พิมพาเพชร