- Langwellig
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Als Elektromagnetisches Spektrum oder elektromagnetisches Wellenspektrum bezeichnet man die Gesamtheit aller elektromagnetischen Wellen, wenn an ihre Unterteilung in Bereiche etwa Licht, Radiowellen usw. gedacht ist. Die Frequenzen liegen dabei meist um Größenordnungen auseinander.
Geordnet nach abnehmender Wellenlänge (gleichbedeutend mit zunehmender Frequenz) befinden sich am Anfang des Spektrums die Längstwellen, deren Wellenlängen viele Kilometer betragen. Am Ende stehen die sehr kurzwelligen und damit energiereichen Gammastrahlen, deren Wellenlänge bis in atomare Größenordnungen reicht.
Die Umrechnung von der Wellenlänge in eine Frequenz f erfolgt mit der einfachen Formel , also Lichtgeschwindigkeit (im jeweiligen Medium) geteilt durch die Wellenlänge.
Den Erkenntnissen der Quantenmechanik folgend, bestehen elektromagnetische Wellen aus einem Strom von Teilchen, den Photonen. Diese Betrachtung dient zur Erklärung verschiedener physikalischer Phänomene wie dem photoelektrischen Effekt. Photonen besitzen eine zur Frequenz proportionale Energie . Die Konstante ist dabei das plancksche Wirkungsquantum. Die Energie ist in der folgenden Tabelle in Joule (J) und in Elektronenvolt (eV) angegeben.
In welchen Fällen welches Modell geeigneter ist, wird im Artikel Elektromagnetische Welle anhand von Beispielen erläutert.
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 Oszillatorschaltung + 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 neVMittelwellenrundfunk, HF-Chirurgie Kurzwelle (KW) < 180 m > 1,7 MHz > 1,1 · 10−27 J
> 6,9 neVKurzwellenrundfunk, HAARP, Diathermie Ultrakurzwelle (UKW) < 10 m > 30 MHz > 2,0 · 10−26 J
> 120 neVAnregung von Kernspinresonanz Hörfunk, Fernsehen, Radar, Magnetresonanztomografie Mikrowellen 1 mm – 1 m 300 MHz – 300 GHz >2,0 · 10−25 J
> 1,2 µeVMagnetron, Klystron, Maser, kosmische Hintergrundstrahlung
Anregung von Elektronenspinresonanz, Molekülrotationen
Radar Dezimeterwellen 10 cm – 1 m 300 MHz – 3 GHz > 2,0 · 10−25 J
> 1,2 µeVAnregung von Kernspinresonanz Magnetresonanztomografie, Mobilfunk, Fernsehen, Mikrowellenherd, WLAN, Bluetooth, GPS Zentimeterwellen 1 cm – 10 cm 3 – 30 GHz > 2,0 · 10−24 J
> 12 µeVRadioastronomie, Richtfunk, Satellitenfernsehen, WLAN Millimeterwellen 1 mm – 1 cm 30 – 300 GHz > 2,0 · 10−23 J
> 120 µeVRadioastronomie, Richtfunk Terahertzstrahlung 30 µm – 3 mm 0,1 THz – 10 THz > 6,6 · 10−23 J
> 0,4 meVSynchrotron, Freie-Elektronen-Laser Radioastronomie, Spektroskopie, Abbildungsverfahren, Sicherheitstechnik Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) 780 nm – 1,0 mm > 300 GHz Wärmestrahler, Synchrotron
MolekülschwingungenIR-Spektrometer, Infrarotastronomie Fernes Infrarot 50 µm – 1,0 mm > 300 GHz > 2,0 · 10−22 J
> 1,2 meVMittleres Infrarot 2,5 µm – 50 µm > 6,00 THz > 4,0 · 10−21 J
> 25 meVKohlendioxidlaser, Thermografie Nahes Infrarot 780 nm – 2,5 µm > 120 THz > 8,0 · 10−20 J
> 500 meVNd:YAG-Laser, Laserdiode Fernbedienung, Datenkommunikation (IRDA), CD Licht 380 nm – 780 nm > 384 THz > 2,6 · 10−19 J
> 1,6 eVWärmestrahler (Glühbirne), Gasentladung (Neonröhre), Farbstoff- und andere Laser, Synchrotron
Anregung von ValenzelektronenBeleuchtung, Colorimetrie, Fotometrie Rot 640 nm – 780 nm 384 – 468 THz DVD, Laserpointer, Lichtzeichenanlage, Lasernivellier Orange 600 nm – 640 nm 468 – 500 THz Gelb 570 nm – 600 nm 500 – 526 THz Lichtzeichenanlage Grün 490 nm – 570 nm 526 – 612 THz Lichtzeichenanlage, Lasernivellier 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 eVDesinfektion, UV-Licht, Spektroskopie schwache UV-Strahlen 200 nm – 380 nm > 789 THz > 5,2 · 10−19 J
> 3,3 eVGasentladung, Synchrotron, Excimerlaser Schwarzlicht Fluoreszenz, Phosphoreszenz, Banknotenprüfung, Fotolithografie Starke UV-Strahlen 50 nm – 200 nm > 1,5 PHz > 9,9 · 10−19 J
> 6,2 eVGasentladung, Synchrotron, Excimerlaser XUV 1 – 50 nm 6 PHz – 300 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 keVRöntgenröhre
Anregung von inneren Elektronen, Auger-Elektronen
medizinische Diagnostik, Sicherheitstechnik, Röntgen-Strukturanalyse, Röntgenbeugung, Spektroskopie Gammastrahlen < 10 pm > 30 EHz > 2,0 · 10−14 J
> 120 keVRadioaktivität, Annihilation
Anregung von Kernzuständenmedizinische Strahlentherapie Siehe auch
Weblinks
- Poster "Electromagnetic Radiation Spectrum" (PDF, englisch)
- Das Elektromagnetische Spektrum auf Welt der Physik
- Elektromagnetische Spektrum Grundlagen der Teilchenphysik
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