لفهم هذه الفكرة بشكل أفضل، يجب أن نعرف أن الإشعاع الكهرومغناطيسي يتكون من فوتونات، وهي عبارة عن "قطع" من الإشعاع. تعتمد طاقة الفوتون على تردده، حيث تزداد طاقة الفوتون كلما زاد تردد الإشعاع. وهذا يعني أن الفوتونات ذات الترددات العالية تحمل طاقات أعلى.
على سبيل المثال، الأشعة الغاما هي أعلى تردد في الطيف الكهرومغناطيسي، وهي تحمل أعلى طاقة بين جميع أنواع الإشعاع. واحدة من الأشعة الغاما بتردد (f = 10^{21}) هرتز تحمل طاقة تساوي (E = hf = 6.63 \times 10^{-13}) جول، أي ما يعادل 4.14 مليون إلكترون فولت. هذه الطاقة كافية لأيونة الآلاف من الذرات والجزيئات، مما يجعلها إشعاعًا مؤينًا.
عندما ننظر إلى الجدول 1 في المقالة المقارنة، نجد أن هناك مجموعة متنوعة من الإشعاعات تحمل طاقات مختلفة. مثلاً، طاقة الفوتونات في الأشعة فوق البنفسجية (UV) تكون أعلى من الضوء المرئي، وبالتالي لها تأثيرات مختلفة. الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تؤدي إلى أثر مثل احتمالية تكوين السرطان نتيجة لتأثيرها على الخلايا البيولوجية. وهذا يعود إلى قدرتها على أيونة الذرات والجزيئات.
بالنسبة للضوء المرئي، فإن طاقة الفوتونات تكون ضمن نطاق 1.63 إلى 3.26 إلكترون فولت، مما يعني أنها يمكنها تفاعل مع الذرات والجزيئات بسبب طاقتها النسبياً العالية. على سبيل المثال، يمكن لفوتون مرئي أحمر أن يؤثر على العصب البصري عن طريق تحفيز جزيئات المستقبلات على الشبكية. ومن هنا نجد أن الفوتونات في الضوء المرئي لها تأثير واضح على الكائنات الحية.
في الختام، يمكننا أن نستنتج أن طاقة الفوتونات تلعب دورًا حاسمًا في تحديد التأثيرات والتفاعلات في الإشعاعات الكهرومغناطيسية. ومن خلال فهم هذه الطاقة، يمكن للعلماء تحليل تأثير الإشعاع على المادة والكائنات الحية واستخدام هذه المعرفة في العديد من التطبيقات، بدءًا من الأشعة السينية في مجال الطب وصولًا إلى الأشعة فوق البنفسجية في مجال تعقيم المستشفيات. تلك هي أهمية طاقة الفوتونات في العلوم والتكنولوجيا الحديثة.
