Elektromagnetisches Spektrum


Elektromagnetisches Spektrum

Als Elektromagnetisches Spektrum oder elektromagnetisches Wellenspektrum bezeichnet man die Gesamtheit aller elektromagnetischen Wellen verschiedener Energien. Das Spektrum wird zur besseren Unterscheidung in verschiedene Bereiche unterteilt. Diese Einteilung ist willkürlich und orientiert sich aus historischen Gründen im niederenergetischen Bereich an der Wellenlänge. Dabei werden jeweils Wellenlängenbereiche über mehrere Größenordnungen mit ähnlichen Eigenschaften in Kategorien wie etwa Licht, Radiowellen usw. zusammengefasst. Eine Unterteilung kann auch nach der Frequenz oder nach der Energie des einzelnen Photons (siehe unten) erfolgen. Bei sehr kurzer Wellenlänge, entsprechend hoher Quantenenergie, ist eine Einteilung nach Energie üblich.

Geordnet nach zunehmender Frequenz und somit abnehmender Wellenlänge 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.

Übersicht mit sichtbarem Spektrum im Detail

Die Umrechnung von der Wellenlänge in eine Frequenz f erfolgt mit der einfachen Formel \ \ f = c / \lambda, also Lichtgeschwindigkeit (im jeweiligen Medium) geteilt durch die Wellenlänge.

In mancher Hinsicht verhalten sich elektromagnetische Wellen wie ein Strom von Teilchen, den Photonen. Diese Betrachtungsweise ist nötig, um manche physikalischen Phänomene wie den photoelektrischen Effekt zu erklären. Jedes Photon trägt eine der Frequenz proportionale Energie E = h \cdot f . Die Konstante \ h 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.

Übersicht elektromagnetisches Spektrum
Bezeichnung
des
Frequenzbereichs
Unter-Bezeichnung Wellenlänge Frequenz Photonen-
Energie
Erzeugung / Anregung Technischer Einsatz
von bis von bis
Niederfrequenz Extremely Low Frequency (ELF) 10 Mm 100 Mm 3 Hz 30 Hz > 2,0 × 10−33 J
  > 12 feV
Bodendipol, Antennenanlagen Bahnstrom
Super Low Frequency (SLF) 1 Mm 10 Mm 30 Hz 300 Hz > 2,0 × 10−32 J
  > 120 feV
Netzfrequenz, (ehemals) U-Boot-Kommunikation
Ultra Low Frequency (ULF) 100 km 1000 km 300 Hz
0,3 kHz
3000 Hz
3 kHz
> 2,0 × 10−31 J
  > 1,2 peV
Very Low Frequency (VLF)
Myriameterwellen
Längstwellen (SLW)
10 km 100 km 3 kHz 30 kHz > 2,0 × 10−30 J
  > 12 peV
U-Boot-Kommunikation (DHO38, ZEVS, Sanguine, SAQ), Funknavigation, Pulsuhren
Radiowellen Langwelle (LW) 10 km 30 kHz 300 kHz > 2,0 × 10−29 J
  > 120 peV
Oszillatorschaltung + Antenne Langwellenrundfunk, DCF77
Mittelwelle (MW) 650 m 300 kHz 1,5 MHz > 2· × 10−28 J
> 1,2 neV
Mittelwellenrundfunk, HF-Chirurgie
Kurzwelle (KW) 180 m 1,7 MHz > 1,1 × 10−27 J
> 6,9 neV
Kurzwellenrundfunk, HAARP, Diathermie, RC-Modellbau
Ultrakurzwelle (UKW) 10 m 30 MHz 300 MHz > 2,0 × 10−26 J
> 120 neV
Anregung von Kernspinresonanz Hörfunk, Fernsehen, Radar, Magnetresonanztomografie
Mikrowellen Dezimeterwellen 10 cm  1 m 300 MHz 3 GHz > 2,0 × 10−25 J
> 1,2 µeV
Magnetron, Klystron, Maser, kosmische Hintergrundstrahlung

Anregung von Kernspinresonanz und Elektronenspinresonanz, Molekülrotationen

Radar, Magnetresonanztomografie, Mobilfunk, Fernsehen, Mikrowellenherd, WLAN, Bluetooth, GPS
Zentimeterwellen 1 cm  10 cm 3 GHz 30 GHz > 2,0 × 10−24 J
 > 12 µeV
Radar, Radioastronomie, Richtfunk, Satellitenfernsehen, WLAN
Millimeterwellen 1 mm 1 cm 30 GHz 300 GHz
0,3 THz
> 2,0 × 10−23 J
> 120 µeV
Radar, 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, Sicherheitstechnik
Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) Fernes Infrarot 50 µm 1 mm 300 GHz > 2,0 × 10−22 J
> 1,2 meV
Wärmestrahler, Synchrotron
Molekülschwingungen
Infrarotspektroskopie, Raman-Spektroskopie, Infrarotastronomie
Mittleres Infrarot 2,5 µm 50 µm 6 THz > 4,0 × 10−21 J
> 25 meV
Kohlendioxidlaser Thermografie
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 Rot 640 nm 780 nm 384 THz 468 THz 1,6 – 1,95 eV Wärmestrahler (Glühlampe), Gasentladung (Neonröhre), Farbstoff- und andere Laser, Synchrotron
Anregung von Valenzelektronen
DVD, Laserpointer,
Rot, Grün: Lasernivellier,
Beleuchtung,
Colorimetrie,
Fotometrie,
Rot, Gelb, Grün: Lichtzeichenanlage,
Violett: Blu-ray Disc
Orange 600 nm 640 nm 468 THz 500 THz 1,95 – 2,06 eV
Gelb 570 nm 600 nm 500 THz 526 THz 2,06 – 2,17 eV
Grün 490 nm 570 nm 526 THz 612 THz 2,17 – 2,53 eV
Blau 430 nm 490 nm 612 THz 697 THz 2,53 – 2,88 eV
Violett 380 nm 430 nm 697 THz 789 THz > 4,6 × 10−19 J
> 2,9 eV
UV-Strahlen schwache UV-Strahlen 200 nm 380 nm 789 THz 1500 THz
1,5 PHz
> 5,2 × 10−19 J
> 3,3 eV
Gasentladung, Synchrotron, Excimerlaser Schwarzlicht Fluoreszenz, Phosphoreszenz, Banknotenprüfung, Fotolithografie, Desinfektion, UV-Licht, Spektroskopie
Starke UV-Strahlen 50 nm 200 nm 1,5 PHz 6 PHz > 9,9 × 10−19 J
> 6,2 eV
Gasentladung, Synchrotron, Excimerlaser  
XUV 1 nm 50 nm 6 PHz 300 PHz >5,0 × 10−18 J

20 – 1000 eV

XUV-Röhre, Synchrotron EUV-Lithografie, Röntgenmikroskopie, Nanoskopie
Röntgenstrahlen 10 pm 1 nm 300 PHz 30000 PHz
30 EHz
> 2,0 × 10−16 J
> 1 keV
Röntgenröhre, Synchrotron

Anregung von inneren Elektronen, Auger-Elektronen

medizinische Diagnostik, Sicherheitstechnik, Röntgen-Strukturanalyse, Röntgenbeugung, Spektroskopie
Gammastrahlen 10 pm 30 EHz > 2,0 × 10−14 J
> 120 keV
Radioaktivität, Annihilation
Anregung von Kernzuständen
medizinische Strahlentherapie

Siehe auch

Literatur

  • DIN 5031: Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik; Benennung der Wellenlängenbereiche. Januar 1984 (IR, VIS und UV).

Weblinks

 Commons: Elektromagnetisches Spektrum – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • elektromagnetisches Spektrum — I elektromagnetisches Spektrum   [lat. spectrum »Erscheinung«], historisch gesehen das zunächst nur als »Spektrum« bezeichnete farbige Band, in das weißes Licht durch ein Prisma (eckiger Glaskörper) aufgefächert wird; heute die Verteilung der… …   Universal-Lexikon

  • Spektrum — (lat. spectrum: Bild, Erscheinung, Gespenst) bezeichnete ursprünglich die sichtbaren Spektralfarben etwa in einem Regenbogen, also etwas Sichtbares, aber Unkörperliches. Davon ausgehend hat der Begriff eine komplexe Bedeutungsvielfalt erlangt.… …   Deutsch Wikipedia

  • Elektromagnetisches Wellenspektrum — 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… …   Deutsch Wikipedia

  • Spektrum — Skala; Bandbreite; Spanne; Gesamtheit; Summe; Vielfalt; Palette * * * ◆ Spẹk|trum 〈n.; , Spẹk|tren od. Spẹk|tra〉 1. 〈i. e. S.〉 Intensitätsverteilung einer elektromagnet. Strahlung (insbes. Licht) in Abhängigkeit von der Frequenz 2. 〈i. w. S.〉… …   Universal-Lexikon

  • Spektrum-Analysator — Ein Spektrumanalysator ist ein elektronisches Messgerät zur Darstellung der in einem Signal enthaltenen Frequenzen. Es gibt FFT Analysatoren und Analysatoren nach dem Prinzip des Überlagerungsempfängers (Heterodynempfänger). Moderne Messempfänger …   Deutsch Wikipedia

  • Elektromagnetisches Feld — Die Elektrodynamik ist die physikalische Theorie der elektrischen und magnetischen Felder, der elektromagnetischen Wellen und der Photonen. Die klassische Elektrodynamik wurde von Maxwell Mitte des 19. Jahrhunderts in den nach ihm benannten… …   Deutsch Wikipedia

  • UV-Spektrum — Ultraviolettstrahlung (kurz UV Strahlung oder Ultraviolett, auch ultraviolettes Licht (kurz UV Licht), ugs. auch Schwarzlicht oder selten auch Infraviolett Strahlung Abk. IV Strahlung genannt) ist für Menschen unsichtbare elektromagnetische… …   Deutsch Wikipedia

  • Kontinuierliches Spektrum — Das Lichtspektrum ist ein winziger Teil des elektromagnetischen Spektrums, der ohne technische Hilfsmittel über das menschliche Auge wahrgenommen werden kann. Der Wellenlängen Bereich des Lichtspektrums reicht dabei von ungefähr 380 bis 750 nm,… …   Deutsch Wikipedia

  • Optisches Spektrum — Das Lichtspektrum ist ein winziger Teil des elektromagnetischen Spektrums, der ohne technische Hilfsmittel über das menschliche Auge wahrgenommen werden kann. Der Wellenlängen Bereich des Lichtspektrums reicht dabei von ungefähr 380 bis 750 nm,… …   Deutsch Wikipedia

  • Sichtbares Spektrum — Das Lichtspektrum ist ein winziger Teil des elektromagnetischen Spektrums, der ohne technische Hilfsmittel über das menschliche Auge wahrgenommen werden kann. Der Wellenlängen Bereich des Lichtspektrums reicht dabei von ungefähr 380 bis 750 nm,… …   Deutsch Wikipedia


Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.