Elektromagnetisches Spektrum

Das elektromagnetische Spektrum beschreibt die verschiedenen Arten elektromagnetischer Wellen geordnet nach der Wellenlänge. An einem Ende des Spektrums sind 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.

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Die Umrechnung von der Wellenlänge in eine Frequenz erfolgt mit der einfachen Formel Frequenz \ \nu = c / \lambda also Lichtgeschwindigkeit geteilt durch die Wellenlänge.

Laut Quantenmechanik kann Licht auch als Ansammlung von Teilchen beschrieben werden, den Photonen, deren Energie gemäß der Formel E = h \cdot \nu von der jeweiligen Frequenz abhängt. Hierbei ist \ 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
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 Mikrowellenherd, Radar,
Dezimeterwellen 10 cm - 1 m 300 MHz- 3 GHz > 2,0 · 10-25 J
> 1,2 µeV
Anregung von Kernspinresonanz Magnetresonanztomografie, Mobilfunk, Fernsehen
Zentimeterwellen 1 cm - 10 cm 3 - 30 GHz > 2,0 · 10-24 J  > 12 µeV   Radioastronomie, Richtfunk, Satellitenfernsehen
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) < 1,0 mm > 300 GHz   Wärmestrahler, Synchrotron IR-Spektrometer
Fernes Infrarot < 1,0 mm > 300 GHz > 2,0 · 10-22 J
> 1,2 meV
  Extraterrestrische Astronomie 
Mittleres Infrarot < 50 µm > 6,00 THz > 4,0 · 10-21 J
> 25 meV
Kohlendioxidlaser  
Nahes Infrarot < 2,5 µm > 120 THz > 8,0 · 10-20 J
> 500 meV
Nd:YAG-Laser, Laserdiode Fernbedienung, Datenkommunikation (IRDA)
Licht < 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 - 780 nm 384 - 468 THz     DVD, CD, Laserpointer
Orange 600 - 640 nm 468 - 500 THz      
Gelb 570 - 600 nm 500 - 526  THz      
Grün 490 - 570 nm 526 - 612  THz      
Blau 430 - 490 nm 612 - 697 THz      
Violett 380 - 430 nm 697 - 789 THz     Blu-ray Disc
UV-Strahlen < 380 nm > 789  THz > 5,2 · 10-19 J
> 3,3 eV
  Desinfektion, UV-Licht, Spektroskopie
schwache UV-Strahlen < 380 nm > 789  THz > 5,2 · 10-19 J
> 3,3 eV
Gasentladung, Synchrotron, Excimerlaser Schwarzlicht Fluoreszenz, Phosphoreszenz, Überprüfen der Echtheit von Geldscheinen, Fotolithografie
Starke UV-Strahlen < 200 nm > 1,5 PHz > 2,0 · 10-19 J
> 6,2 eV
Gasentladung, Synchrotron, Excimerlaser  
EUV 13.5 nm 30 PHz 2,0 · 10-17 J
90 eV
Synchrotron, EUV-Lithografie
XUV 1 - 50 nm 300 PHz - 1 PHz 2,0 · 10-16 - 5,0 · 10-18 J

20 - 1000 eV

XUV- und EUV-Quellen; XUV-Röhre, Synchrotron EUV-Lithografie, Röntgenmikroskopie, Nanoskopie
Röntgenstrahlen < 1 nm > 300 PHz > 2,0 · 10-16 J
> 1 keV
Röntgenröhre, Anregung von innere 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 Vorsilben für Maßeinheiten und Frequenzband.

Weblinks

See also: Elektromagnetisches Spektrum, Annihilation, Antenne (Technik), Atom, Auger-Elektron, Beleuchtung, Blu-ray Disc, Bodendipol, Compact Disc