Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung

Der Bereich der elektromagnetischen Wellen erstreckt sich über ein weites Spektrum, mit Wellenlängen von einigen Billionstel Metern Länge, bis hin zu Wellen, die einige 1000 Meter lang sind. Diese Wellen oder Energieabstrahlungen entstehen durch die Bewegung atomarer Teilchen, und deren elektrischer Ladung, wobei elektrische Ladungen immer auch magnetische Eigenschaften hervorrufen.

Elektromagnetische Wellen breiten sich im Vakuum mit Lichtgeschwindigkeit, 300.000.000 m/s, aus. Der Zusammenhang zwischen ihrer Frequenz und ihrer Wellenlänge ergibt sich aus der Formel ..

                                    Lichtgeschwindigkeit

                      Wellenlänge = --------------------

                                          Frequenz

Elektromagnetische Wellenbereiche besitzen eine Reihe von Bezeichnungen, die in der Regel geläufiger sind, als Ihre Unterscheidung nach Frequenz oder Wellenlänge. Die nachfolgende Tabelle nennt diese ..

Name

Wellenlänge

Energie/Frequenz

Gammastrahlen

0,0001pm - 50pm

1pm.

1,2 MeV

5pm.

0,24 MeV

10pm.

0,12 MeV

Röntgenstrahlung (X-Ray)

0,01nm - 15nm

Ultraviolettes Licht (UV)

15nm - 100nm

UV (C)

100-280nm

UV (B)

280-320nm

UB (A)

320-400nm

Sichtbares Licht

Violett

400 - 420nm

Blau

420 - 490nm

Grün

490 - 575nm

Gelb

575 - 585nm

Orange

585 - 650nm

Rot

650 - 750nm

2eV

Infrarotes Licht (IR)

nahes Infrarot (A)

750nm - 1400nm

nahes Infrarot (B)

1400nm-3000nm

nahes Infrarot (C)

3µm-10µm

fernes Infrarot

10µm - 1000µm

Mikrowellen

Millimeterwellen (EHF)

1mm -10mm

300GHz - 30GHz

Zentimeterwellen (SHF)

10mm -100mm

30GHz - 3GHz

Radio / Fernsehwellen

Dezimeterwellen (UHF)

0,1m - 1m

3GHz – 0,3GHz

Ultrakurzwellen (VHF)

1m -10m

300MHz - 30MHz

Kurzwellen (HF)

10m -100m

30MHz - 3MHz

Mittelwellen (MF)

100m - 1000m

3MHz – 0,3MkHz

Langewellen (LF)

1km - 10km

300kHz - 30kHz

Längstwellen (VLF)

10km – 100km

30kHz - 3kHz

Die elektromagnetischen Wellen die auf der Erde ankommen, entstammen am Tag zum grössten Prozentsatz von der Sonne. Dabei werden zum Schutz des Lebens etliche Wellenbereiche bereits in der Erdatmosphäre stark herausgefiltert. Dies verhindert andererseits in der Nacht das interessante Informationen aus dem All bis auf die Erde vordringen. Sie konnten erst durch die Entwicklung der Satelliten, welche die Erde ausserhalb der Atmosphäre umkreisen, gemessen werden und verhalfen der Astronomie zu vielen spektakulären Erkenntnissen.

Menschen besitzen für zwei Bereiche der elektromagnetischen Wellen Sensoren. Das sind einmal die Augen, für Wellenlängen zwischen 350nm – 750nm. Wir nennen diesen Bereich Licht. Trifft keine Strahlung dieses Wellenlängenbereichs bei uns ein, so wird es vor den Augen dunkel, treten alle Frequenzen dieses Bereichs in ähnlicher Energiedichte ein, so sehen wir ein helles weisses Licht. Unterschiedliche Energiemengen der Einzelfrequenzen führen zu allen bekannten Farberscheinungen.

Ebenso wie für das Licht, besitzen Menschen einen Sensor für infrarote elektromagnetische Strahlung. Diese wird als Wärme empfunden. Dabei dringt das nahe Infrarotlicht Typ A, etwa 4cm tief in den Körper ein, bevor es sich in Wärme wandelt. Da hier bereits grössere Blutbahnen auftreten, wird die Wärme wie bei einer Heizung unmittelbar im ganzen Körper verteilt, was wie eine Art künstliches Fieber wirkt. Die Infrarotlicht-Typen B und C dagegen werden bereits in den oberen Hautschichten absorbiert. Auch sie erwärmen den Körper, allerdings eher wie eine wärmende Zudecke.

Ultraviolette Strahlung erreicht den Erdboden nur in geringem Mass. Für sie besitzen Menschen keinen unmittelbaren Sensor. Allerdings reagiert der Körper trotzdem auf diese Strahlung. Durch die UV-Strahlung bildet der Körper das lebensnotwendige Vitamin D und sie führt zur Bräunung der Haut. In grosser Dosierung wirk sie jedoch schädlich, führt zu Verbrennungen und zum Hautkrebs. So können wir Menschen froh sein, dass nur wenige Prozent der UV-Strahlung von der Sonne, die Erde erreichen und von der noch gefährlicheren Gammastrahlung, so gut wie nichts auf der Erde ankommt.

Technisch benutzt der Mensch die elektromagnetische Strahlung in einer Reihe von Anwendungen. So für die Übertragung von Rundfunksendungen und das Fernsehen, Radarmessungen und Mikrowellenherde. Auch auch im höchstfrequenten Bereich wird diese Energie benutzt. So beispielsweise in Röntgengeräten zur 'Durchleuchtung' des Körpers.

Für Astronomen ist dieser irdische Umgang mit der elektromagnetischen Energie jedoch von geringem Interesse. Sie interessiert die Strahlungen, die von fernen Sternen, Nebeln und Galaxien auf der Erde eintreffen. So verraten sich beispielsweise Magnetare, das ist eine bestimmte Art der Neutronensterne, durch das Auftreten von gigantischen Ausbrüchen im Bereich der Röntgenwellen. Oder Pulsare, eine andere Art der Neutronensterne, durch typische Wellen im Radiobereich.

Für alle der oben angesprochenen Wellenlängen gibt es technische Sensoren, welche ähnlich, wie bei der Sensorik des Fotoapparats für Schwarz-Weissbilder, die Verteilung und Intensität der Wellen, in Form von mehr oder minder grauen Flächen aufzeichnen kann. Diese Schwarz-Weissbilder zeigen eine Welt, die sich unseren Sensoren, den Augen, entzieht. Durch eine Technik, die auf den nächsten Seiten beschrieben wird, entstehen Abbilder dieser für uns unsichtbaren Welt. Man nennt sie 'Falschfarben-Bilder'.