Das elektromagnetische Spektrum

Das elektromagnetische Spektrum ist der Bereich der Frequenzen und entsprechender Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung. Wellenlänge und Frequenz sind umgekehrt proportional zueinander;je länger die Wellenlänge, desto niedriger die Frequenz. Die Energie der elektromagnetischen Strahlung ist direkt proportional zu seiner Frequenz, wie die Planck'sche Gleichung zeigt.

Somit haben die energiereichsten elektromagnetischen Wellen die kürzesten Wellenlängen. Elektromagnetische Wellen werden in Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotstrahlung, sichtbares oder ultraviolettes Licht, und Röntgen-oder Gammastrahlen, abhängig von ihren Frequenzen und Wellenlängen kategorisiert. Radiowellen, die zur Übertragung von Signalen zwischen Kommunikationssystemen verwendet werden, haben die längsten Wellenlängen, die niedrigsten Frequenzen und die geringste Energiemenge.

Mikrowellen haben die nächstlängsten Wellenlängen. Ihr Einsatz reicht von Radarsystemen bis zum Erhitzen von Lebensmitteln zu Hause. Als nächstes kommt die Infrarotstrahlung, die ein wesentlicher Teil der emittierten Wärmestrahlung durch warme Gegenstände ist.

Zum Beispiel, absorbiert die Erde Infrarotstrahlung als Teil der von der Sonne ausgestrahlten Strahlungsenergie und gibt auch selbst Infrarotstrahlung in den Weltraum ab. Die Wellenlängen des sichtbaren Lichts sind noch kürzer, im Bereich von 740 bis 390 Nanometern. Rotes Licht hat die längste Wellenlänge und violettes die kürzeste.

Das menschliche Auge nimmt nur auf dieses kleine Wellenlängenspektrum wahr. Ultraviolette Strahlung hat noch kürzere Wellenlängen. Sonnenlicht ist die bekannteste Quelle der ultravioletten Strahlung, die so viel Energie ausstrahlt, dass sie bei übermäßiger Exposition Sonnenbrände verursacht und zu Hautkrebs führt.

Röntgen-und Gammastrahlen haben die kürzesten Wellenlängen und sind die energiereichsten Formen der elektromagnetischen Strahlung. Röntgenstrahlen können viele Substanzen durchdringen, aber sie gehen nicht so leicht durch die Knochen. Das macht sie zu einem wichtigem bildgebendem Werkzeug.

Gammastrahlen sind am besten bekannt als die während der Zerfallsketten bestimmter radioaktiver Elemente. Es gibt zwar keine allgemeingültige Unterscheidung zwischen Gamma und Röntgenstrahlen, Gammastrahlen haben die kürzesten Wellenlängen, die höchsten Frequenzen und höchste Energien.