Le frequenze inferiori a 3 GHz vengono chiamate genericamente onde radio. Sono le frequenze generalmente utilizzate nelle telecomunicazioni di tecnologia più datata come la radiofonia e la televisione, ma anche nella più recente telefonia mobile e le comunicazioni senza fili.
Le onde VHF e UHF si propagano praticamente senza assorbimento nell'atmosfera. Le frequenze HF invece sono riflesse dalla ionosfera e per questo sono utilizzate dai radioamatori per le comunicazioni su grande distanza.
Le onde radio sono generate e captate da antenne la cui dimensione è dello stesso ordine di grandezza della lunghezza d'onda da emettere o rivelare.
Il contenuto di informazione trasportabile da una onda elettromagnetica è tanto maggiore quanto maggiore è la frequenza di oscillazione dell'onda. La generazione di onde radio di frequenze via via più alte è una tendenza naturale delle telecomunicazioni, che ha comportato una crescente complessità tecnologica. Generare un segnale alternato di qualche KHz è facile anche con dispositivi conosciuti all'inizio del XX secolo. Via via che cresce la frequenza la complessità dei dispositivi elettronici cresce.
Microonde
Anche se ufficialmente le microonde sono al di sopra dei 3 GHz, nel linguaggio comune frequenze superiori a 1 GHz vengono dette microonde. La differenza sostanziale tra le microonde e le onde radio è la maggior frequenza propria e quindi, un diverso meccanismo di interazione con la materia. Secondo la meccanica quantistica, infatti, onde elettromagnetiche a diversa frequenza (e quindi diversa energia), vengono assorbite eccitando diversi stati energetici del materiale attraverso cui passano. Le onde radio attraversano inalterate la maggior parte della materia perché la piccola energia da esse trasportate può eccitare soltanto gli spin nucleari, i cui stati energetici sono separati soltanto in presenza di campo magnetico. Le microonde invece eccitano gli stati rotazionali della materia: un tipico forno a microonde, che opera alla frequenza di 2.45 GHz, è in grado di fare ruotare le molecole d'acqua contenute all'interno dei cibi. Questa rotazione, smorzata dall'attrito col mezzo circostante, permette di riscaldare in modo efficiente gli alimenti. Le microonde hanno trovato come primo uso il campo militare, infatti il Radar è stata la prima grossa applicazione delle microonde. Non è un caso che il primo forno a microonde sia stato fabbricato nel 1947 proprio dalla Raytheon, una delle principali ditte che produce Radar. Molte molecole atmosferiche, oltre all'acqua, possiedono frequenze di risonanza nello spettro delle microonde: la propagazione delle microonde nell'atmosfera è quindi fortemente influenzata da tale fattore. Per questo gli enti che sfruttano le microonde per le telecomunicazioni civili, devono solitamente sciegliere opportune frequenze dello spettro, dette "finestre", in modo che il segnale
trasmesso non venga assorbito dall'atmosfera. La generazione di microonde era inizialmente ottenuta mediante tubi a vuoto, tuttora utilizzati in applicazioni che richiedano elevata potenza di trasmissione. Esempi di tali generatori sono i magnetron ed i klystron. Attualmente per applicazioni di bassa potenza esistono vari tipi di dispositivi a stato solido.
Infrarosso
L'infrarosso trae il suo nome dal fatto che rappresenta le frequenze di valore minore a quella del rosso (ma superiore alle microonde). In realtà l'intervallo comprende radiazioni che hanno un comportamento molto differente. La parte vicina allo spettro visibile detta NIR (near infrared) ha un comportamento simile alla luce, mentre la parte bassa FIR (far infrared) ha un comportamento simile alle microonde. Mentre le microonde possono nella parte bassa dello spettro essere ancora prodotte da circuiti elettrici oscillanti, per l'infrarosso a frequenze più elevate ciò non è più possibile.
L'energia trasportata dalle radiazioni infrarosse è in grado di eccitare gli stati vibrazionali della materia. Poiché questi sono particolarmente rilevanti nella materia allo stato solido, la maggior parte della radiazione infrarossa passa inalterata attraverso l'atmosfera, e soltanto una piccola parte di essa è assorbita dalle molecole atmosferiche. L'effetto serra è un caso particolare in cui la radiazione infrarossa emanata dagli oggetti al suolo, riscaldati dal sole, non riesce a sfuggire nello spazio perché vi è una concentrazione troppo elevata di determinate molecole in atmosfera, in particolare l'anidride carbonica.
La sorgente più semplice e naturale di infrarossi sono i corpi caldi, infatti tutti i corpi emettono naturalmente onde elettromagnetiche con un spettro caratteristico che dipende essenzialmente dalla loro temperatura, la cosiddetta radiazione di corpo nero. La curva di emissione a campana molto stretta che ha un'ampiezza massima ad una lunghezza d'onda:
Dove è la temperatura espressa in gradi K, mentre la lunghezza d'onda è data in m. Dalla formula appare chiaro come fino a quando le temperature sono comprese tra circa 5 K e 3000 K, tale ampiezza massima cade proprio nell'infrarosso.
Infrarossi come la luce visibile possono essere prodotti ed assorbiti da fenomeni più squisitamente legati alla quantizzazione dei livelli energetici degli atomi. In genere tali fenomeni sono più caratteristici della parte dello spettro a più alta frequenza fino ai raggi X: ma alle frequenze degli infrarossi si hanno i primi salti energetici. Una particolarità degli infrarossi è che alcune sostanze che nel visibile appaiono scure come il silicio o il germanio sono per gran parte della banda infrarossa assolutamente trasparenti. Il coefficente di assorbimento di tali materiali, semiconduttori, varia di molti ordini di grandezza in un piccolissimo intervallo di frequenze che cade nella parte alta degli infrarossi, il cosiddetto vicino infrarosso (NIR). Per dare una idea 7 mm di Silicio dimezzano l'ampiezza di infrarossi di 1030 nm, per evere lo stesso effetto con onde di 826 nm sono sufficienti 1400 nm di Silicio, mentre a 620 nm sono sufficienti appena 70nm di Silicio.
La generazione di infrarossi nella regione NIR a spettro molto stretto viene fatta mediante dispositivi a stato solido quali i LED ed i Laser.
Secondo le conoscenze attuali non si conoscono effetti dannosi sul corpo umano delle radiazioni infrarossa (come anche di ogni altra frequenza inferiore). L'unico effetto noto è l'assorbimento di tali radiazioni da parte di tessuti che si scaldano. Il fenomeno può avere effetti negativi per particolari organi come l'occhio: la cornea oculare è infatti un tessuto dotato di scarsissima irrorazione sanguigna. Pertanto non è in grado di dissipare efficacemente il calore che può essere trasmesso da una radiazione infrarossa ad elevata potenza come quella di un laser. L'esposizione frequente a sorgenti IR ad elevata potenza è infatti spesso correlata all'insorgenza di cataratta.