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Elektromagnetisches Spektrum
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Das elektromagnetische Spektrum beschreibt die verschiedenen Arten elektromagnetischer Wellen, wobei in diesem speziellen Zusammenhang auch vom elektromagnetischen Wellenspektrum gesprochen wird.
Das elektromagnetische Wellenspektrum
Geordnet nach der Wellenlänge, befinden sich an dem einen Ende des Spektrums die Radiowellen, deren Wellenlänge von wenigen Zentimetern bis zu vielen Kilometern reichen. Am anderen Ende des Spektrums sind die sehr kurzwelligen und damit energiereichen Gammastrahlen, deren Wellenlänge bis in atomare Größenordnungen reicht.
Die Umrechnung von der Wellenlänge in eine Frequenz erfolgt mit der einfachen Formel Frequenz Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \ \ f = c / \lambda
also Lichtgeschwindigkeit geteilt durch die Wellenlänge.
Laut Quantenmechanik kann Licht auch als ein Strom von Teilchen beschrieben werden, den Photonen, deren Energie gemäß der Formel Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): E = h \cdot f
von der jeweiligen Frequenz abhängt. Hierbei ist Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \ h das plancksche Wirkungsquantum. Diese Energie ist in der SI-Einheit Joule sowie, der oftmals einfacheren Zahlen wegen, in der Einheit Elektronenvolt eV angegeben.
| Bezeichnung | Wellenlänge | Frequenz | Photonen-Energie | Erzeugung / Anregung | Technischer Einsatz |
| Niederfrequenz Längstwellen (VLF, ULF, ELF, SLF) | > 10 km | < 30 kHz | < 2,0 · 10-29 J < 120 peV | Bodendipol, Antennenanlagen | U-Boot Kommunikation (DHO38, ZEVS, Sanguine, SAQ), Funknavigation |
| Radiowellen | < 10 km | > 30 kHz | elektr. Schwingkreis + Antenne | ||
| Langwelle (LW) | < 10 km | > 30 kHz | > 2,0 · 10-29 J > 120 peV | Langwellenrundfunk | |
| Mittelwelle (MW) | < 650 m | > 650 kHz | > 4,3 · 10-28 J > 2,7 neV | Mittelwellenrundfunk | |
| Kurzwelle (KW) | < 180 m | > 1,7 MHz | > 1,1 · 10-27 J > 6,9 neV | Kurzwellenrundfunk, HAARP | |
| Ultrakurzwelle (UKW) | < 10 m | > 30 MHz | > 2,0 · 10-26 J > 120 neV | Anregung von Kernspinresonanz | Rundfunk, Fernsehen, Radar, Magnetresonanztomografie |
| Mikrowellen | 1 mm - 1 m | 300 MHz - 300 GHz | >2,0 · 10-25 J > 1,2 µeV | Magnetron, Klystron, Maser, kosmische Hintergrundstrahlung
Anregung von Elektronenspinresonanz, Molekülschwingungen, Molekülrotationen | Radar |
| Dezimeterwellen | 10 cm - 1 m | 300 MHz- 3 GHz | > 2,0 · 10-25 J > 1,2 µeV | Anregung von Kernspinresonanz | Magnetresonanztomografie, Mobilfunk, Fernsehen, Mikrowellenherd, WLAN, Bluetooth |
| Zentimeterwellen | 1 cm - 10 cm | 3 - 30 GHz | > 2,0 · 10-24 J > 12 µeV | Radioastronomie, Richtfunk, Satellitenfernsehen, WLAN | |
| Millimeterwellen | 1 mm - 1 cm | 30 - 300 GHz | > 2,0 · 10-23 J > 120 µeV | Radioastronomie, Richtfunk | |
| Terahertzstrahlung | 30 µm - 3 mm | 0,1 THz - 10 THz | > 6,6 · 10-23 J > 0,4 meV | Synchrotron, Freie-Elektronen-Laser | Radioastronomie, Spektroskopie, Abbildungsverfahren |
| Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) | 780 nm - 1,0 mm | > 300 GHz | Wärmestrahler, Synchrotron
Anregung äußerer Elektronen | IR-Spektrometer, Infrarotastronomie | |
| Fernes Infrarot | 50 µm - 1,0 mm | > 300 GHz | > 2,0 · 10-22 J > 1,2 meV | ||
| Mittleres Infrarot | 2,5 µm - 50 µm | > 6,00 THz | > 4,0 · 10-21 J > 25 meV | Kohlendioxidlaser | |
| Nahes Infrarot | 780 nm - 2,5 µm | > 120 THz | > 8,0 · 10-20 J > 500 meV | Nd:YAG-Laser, Laserdiode | Fernbedienung, Datenkommunikation (IRDA), CD |
| Licht | 380 nm - 780 nm | > 384 THz | > 2,6 · 10-19 J > 1,6 eV | Wärmestrahler(Glühbirne), Gasentladung(Neonröhre), Farbstoff- und andere Laser, Synchrotron
Anregung von Valenzelektronen | Beleuchtung, Colorimetrie, Fotometrie |
| Rot | 640 nm - 780 nm | 384 - 468 THz | DVD, Laserpointer | ||
| Orange | 600 nm - 640 nm | 468 - 500 THz | |||
| Gelb | 570 nm - 600 nm | 500 - 526 THz | |||
| Grün | 490 nm - 570 nm | 526 - 612 THz | |||
| Blau | 430 nm - 490 nm | 612 - 697 THz | |||
| Violett | 380 nm - 430 nm | 697 - 789 THz | Blu-ray Disc | ||
| UV-Strahlen | 1 nm - 380 nm | > 789 THz | > 5,2 · 10-19 J > 3,3 eV | Desinfektion, UV-Licht, Spektroskopie | |
| schwache UV-Strahlen | 200 nm - 380 nm | > 789 THz | > 5,2 · 10-19 J > 3,3 eV | Gasentladung, Synchrotron, Excimerlaser | Schwarzlicht Fluoreszenz, Phosphoreszenz, Banknotenprüfung, Fotolithografie |
| Starke UV-Strahlen | 50 nm - 200 nm | > 1,5 PHz | > 9,9 · 10-19 J > 6,2 eV | Gasentladung, Synchrotron, Excimerlaser | |
| XUV | 1 - 50 nm | 300 PHz - 1 PHz | 2,0 · 10-16 - 5,0 · 10-18 J 20 - 1000 eV | XUV-Röhre, Synchrotron | EUV-Lithografie, Röntgenmikroskopie, Nanoskopie |
| Röntgenstrahlen | 10 pm - 1 nm | > 300 PHz | > 2,0 · 10-16 J > 1 keV | Röntgenröhre
Anregung von inneren Elektronen, Auger-Elektronen | medizinische Diagnostik, Sicherheitstechnik, Röntgen-Strukturanalyse, Röntgen-Beugung |
| Gammastrahlen | < 10 pm | > 30 EHz | > 2,0 · 10-14 J > 120 keV | Radioaktivität, Annihilation
Anregung von Kernzuständen |
Siehe auch Vorsätze für Maßeinheiten und Frequenzband.
Weblinks
- Wellenlängen verschiedener Spektralbereiche – Übersicht (PDF)
- Poster "Electromagnetic Radiation Spectrum" (PDF, in englisch)
Radiowellen | Mikrowellen | Terahertzstrahlung | Infrarotstrahlung | sichtbares Spektrum | Ultraviolettstrahlung | Röntgenstrahlen | Gammastrahlung
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