الإشعاع يتكون من بعض الجسيمات الذرية ودون الذرية (مصطلح ذري يرجع إلى الذرات التي تكون كل شئ). أو من موجات مثل الأشعة الحرارية والأشعة الضوئية والأشعة السينية. تتعرض جميع المواد التي تحيط بنا للإشعاع بشكل مستمر من كلا النوعين بواسطة المصادر الكونية والأرضية.
أنواع الإشعاع
يمكن اعتبار الإشعاع كطاقة في متحركة إما بسرعات تساوي سرعة الضوء في الفضاء، أو بسرعة أقل من الضوء ولكن أكبر بكثير من السرعات الحرارية مثل سرعات الجزيئات التي تشكل الهواء. يشكل النوع الأول طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي (الأشعة -الموجات- الكهرومغناطيسية) الذي يشمل موجات الراديو وموجات الميكرويف والأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جامابالإضافة إلى النيوترينو (انظر في الأسفل). كل هذه الإشاعات تتميز بكتلة تساوي صفر (نظرياً) في حالة الراحة. أما النوع الثاني فيتضمن اشعة الجسيمات مثل الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات. في حالة الراحة تكون لدى هذه الجسيمات كتلة وهي مكونات الذرة.
في السابق كان يعتقد أن الأشعاعات الكهرومغناطيسية تكون متشابهة ومتجانسة بطبيعتها – أي أنها تنتشر في الفضاء وتكون قادرة على التداخل عندما يجتمع مصدران أو أكثر. على الجانب الآخر كانت أشعة الجسيمات كانت تعتبر جسيمات فقط غير قادرة على التداخل. ولكن في أوائل القرن العشرين، كشفت التجارب الرئيسية والنظريات المصاحبة أن جميع أشكال الإشعاع (في ظل ظروف مناسبة) يمكن أن تظهر سلوكاً شبيه بالجسيمات وشبيه بالموجات. ويشار إلى ذلك بإسم ازدواجية الموجة-والجسيم wave-particle duality. هذه الإزدواجية تشكل جزء كبير من نظرية الكم الحديثة للمادة والإشعاع. ويظهر سلوك الموجات في انتشارها عبر الفضاء، بينما يتضح سلوك الجسيمات بطبيعة تفاعلاتها مع المادة.
الأشعة الكهرومغناطيسية والنيترينو Neutrinos
الضوء المرئي والمكونات الأخرى للطيف الكهرومغناطيسي
وفقا لنظرية النسبية فإن سرعة الضوء هي كمية ثابتة مستقلة عن سرعة المكون الباعث، أو الممتص، أو المراقب المستقل، كل ثلاثة منها تؤثر على سرعات الاضطرابات وافيليك المشتركة مثل الصوت. في تعريف موسع، مصطلح الضوء يشمل مجموع الإشعاع الكهرومغناطيسي. وهي تشمل ما يلي: الموجات الكهرومغناطيسية الطويلة التي توقعها الفيزيائي الاسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل في عام 1864 واكتشفها الفيزيائي الألماني هاينريش هيرتز في عام 1887 (وتسمى الآن موجات الراديو). الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية؛ الأشعة السينية التي اكتشفها في عام 1895 ويلهلم كونراد رونتجن من ألمانيا؛ وأشعة غاما التي تصاحب العديد من عمليات الاضمحلال المشعة؛ وبعضها أكثر نشاطا (مع طاقة أعلى) الأشعة السينية وأشعة غاما المنتجة كمرافق طبيعي لعمليات الآلات ذات الطاقة العالية جدا (أي مسرعات الجسيمات مثل مولد فان دي غراف والسيكلوترون ومتغيراته والخطي مسرع).