تابش الکترومغناطیسی

نخستین بار، ماکسول موج الکترومغناطیسی را پیش‌بینی کرد و سپس هاینریش هرتز آن را با آزمایش نشان داد. ماکسول پس از تکمیل نظریهٔ الکترومغناطیس، از معادلات این نظریه، شکلی از معادلهٔ موج را به دست آورد و نشان داد که میدان‌های الکترومغناطیسی موج‌گونه رفتار می‌کنند. بر پایه معادلات ماکسول، سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی، برابر با سرعت نور است، بنابراین او نتیجه گرفت که نور هم باید موج الکترومغناطیسی باشد.

بر پایه معادلات ماکسول، میدان الکتریکی متغیر با زمان باعث پدید آمدن میدان مغناطیسی متغیر با زمان می‌شود و برعکس؛ بنابراین اگر یک میدان الکتریکی متغیر، میدان مغناطیسی بسازد، آن میدان مغناطیسی نیز میدان الکتریکی متغیر می‌سازد، و این‌گونه موج الکترومغناطیسی ساخته می‌شود و پیش می‌رود.

نظریهٔ الکترودینامیک کوانتومی، برهم‌کنش تابش الکترومغناطیسی و ماده را توصیف می‌کند.

امواج الکترومغناطیسی بر حسب بسامدشان به نام‌های گوناگونی خوانده می‌شوند: امواج رادیویی، ریزموج، فروسرخ (مادون قرمز)، نور مرئی، فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما. این نام‌ها به ترتیب افزایش بسامد مرتب شده‌اند.

خورشید، این رآکتور گرما-هسته‌ای بزرگ، در سراسر طیف الکترومغناطیسی تابش می‌کند. از پرتوهای x و پرتوهای کیهانی گرفته تا موج‌های رادیویی به طول موج‌هایی تا ۱۵m یا بیشتر. اما چون سطح آن داغ است (۶٬۰۰۰ سانتی‌گراد)، بیشتر انرژی آن در طول موج‌های نسبتاً کوتاه (فرابنفش، مرئی و فروسرخ نزدیک) است و مقدار بیشینهٔ تابش در طول موج نزدیک به ۰٫۵ میکرومتر گسیل می‌شود. افزون بر این، پرتوهای فروسرخ خورشید نیز برای ما منبع گرما بشمار می‌آیند.

بر پایهٔ فرمول‌های تابش پلانک، انرژی گسیل‌شده از جسمی با دمایی برابر با دمای زمین نیز باید در محدوده فروسرخ باشد و طول موج‌های این تابش نیز تقریباً در محدودهٔ ۱۰ میکرومتر متمرکز است.

از آنجا که زمین همواره در حالت شبه‌ترازمندی است، به همان اندازه که از خورشید انرژی دریافت می‌کند، با تابش LW به فضا انرژی از دست می‌دهد. به این ترتیب، مناسب‌ترین شرایط برای زیست موجودات زنده در این کرهٔ خاکی فراهم می‌شود.