Infrapunasäteily

Kun sähkömagneettisen säteilyn aallonpituus kasvaa, näkyvä valo muuttuu ihmissilmälle näkymättömäksi infrapunasäteilyksi. Ihminen aistii infrapunasäteilyn lämpönä. Infrapunasäteilyä syntyy aineen rakenneosasten lämpöliikkeessä, kun kappaleiden lämpötilat ovat maapallolle tyypillisen suuruisia. Infrapunasäteilyä hyödynnetäänkin lämpökameroissa ja pimeänäkökameroissa. Näissä kuvissa ympäristöä lämpimämmät ja kylmemmät kohteet esim. kuuma teekannu erottuvat, eli ne säteilevät ympäristöään voimakkaammin tai vähemmin.

Infrapunasäteilyn kautta tutkitaan myös esimerkiksi maapallon lämpötilojen kehittymistä ja ilmastoa. Infrapunasäteilyä hyödynnetään avaruustutkimuksessa. Vuoden 2021 lopussa kohti kiertorataansa lähetetty James Webb -avaruusteleskooppi toimii infrapuna-alueella. Kuvassa on Hubble-avaruusteleskoopin ottama kuva kaasun ja pölyn muodostamasta alueesta. Vasemmanpuoleinen kuva on näkyvän valon ja oikeanpuoleinen infrapunasäteilyn aallonpituudella. Kuvasta huomataan, että infrapunasäteily etenee kaasun ja pölyn läpi näkyvää valoa paremmin, jolloin kaasun ja pölyn seasta paljastuu tähtiä.

Radioaallot

Radioaallot ovat pisimpiä sähkömagneettisen säteilyn aaltoja. Ihminen tuottaa ja vastaanottaa radioaaltoja sähköisillä värähtelypiireillä. Radioaallot, joita käytetään viestintään, kulkevat ilmassa hyvin. Koska valolla on suuri etenemisnopeus, maapallon suuruusluokan matkat tapahtuvat sekunnin murto-osissa. Radion kehittäminen on ollut merkittävä tekijä pitkien välimatkojen yhteydenpidossa, ja nykyäänkin radio on tärkeä viestintäkanava. Radioaaltoja hyödynnetään myös tutkissa, joissa radioaallot heijastuvat kohteista takaisin vastaanottimeen. 

Tiedonsiirrossa käytetään antenneja sähkömagneettisen säteilyn lähettämiseen ja vastaanottamiseen. Antennien toiminta perustuu vaihtovirtaan, jossa elektronien suunta muuttuu säännöllisesti. Antenneissa käytettyjä radioaaltojen taajuuksia on teknologian kehittyessä kasvatettu, jotta lähetysteho paranee. Esimerkiksi uudet 5G-matkapuhelinverkot toimivat 3,5–30 GHz:n taajuuksilla.

Säteilyn taajuuden kasvaessa sen aallonpituus pienenee. Tästä seuraa, että antennin koko pienenee, koska se on tyypillisesti samaa suuruusluokkaa kuin lähetettävän tai vastaanotettavan säteilyn aallonpituus. Taajuuden suurentaminen mahdollistaa tiedon koodaamisen tiheämpään, jolloin tiedonsiirtonopeus kasvaa. Korkean taajuuden haittapuolena on kuitenkin kantaman lyheneminen. Siksi esimerkiksi 5G-tukiasemia tarvitaan huomattavasti tiheämpään kuin 4G-tukiasemia tai vielä vanhempia 3G-tukiasemia. Uusia 5G-asemia rakennetaan ensisijaisesti tiheään asutuille alueille, ja maaseudulla 5G-puhelin voi joutua käyttämään hitaampaa vanhaa 3G-verkkoa.

Mikroaallot

Mikroaallot ovat radioaaltoja lyhyempiä aallonpituuksia. Ihminen tuottaa ja hyödyntää mikroaaltoja radioaaltojen tapaan viestinnässä ja tiedonsiirrossa. Mikroaaltoja käytetään myös lämmityksessä. Mikroaaltouuni on yleinen kotitalouksien perustarvike. Mikroaallot absorboituvat eli imeytyvät vesimolekyyleihin. Ne tuovat tällöin energiaa vesipitoiseen aineeseen lisäten vesimolekyylien lämpöliikettä ja lämmittäen siten ainetta. Kaikkein kylmin aine lähettää lämpösäteilyä mikroaaltojen aallonpituuksilla, josta tunnetuin esimerkki on kosminen mikroaaltotaustasäteily. Kuvassa on esitetty kosmisen taustasäteilyn lämpötilan vaihteluja eri suunnissa avaruutta.