Elektromagnetiske spektrum
Det elektromagnetiske spektrum - EM -spektrum for kort og mere præcist kaldet elektromagnetisk bølgespektrum - er helheden af alle elektromagnetiske bølger med forskellige bølgelængder . Den lysspektrum , også farvespektrum , er den del af det elektromagnetiske spektrum , som er synligt for mennesker .
Spektret er opdelt i forskellige områder. Denne klassificering er vilkårlig og er af historiske årsager baseret på bølgelængden i lavenergiområdet. Bølgelængdeområder over flere størrelsesordener med lignende egenskaber er grupperet i kategorier som lys , radiobølger osv. En underopdeling kan også foretages i henhold til frekvensen eller energien i den enkelte foton (se nedenfor). I tilfælde af meget korte bølgelængder, tilsvarende høj kvanteenergi, er en klassificering efter energi almindelig.
Arrangeret efter faldende frekvens og dermed stigende bølgelængde, er kortbølgen og dermed højenergien gammastråler placeret i begyndelsen af spektret , hvis bølgelængde strækker sig ind i atomordens størrelsesordener. Til sidst er der de længste bølger , hvis bølgelængder er mange kilometer.
Omdannelsen af bølgelængden til en frekvens sker med formlen . Hvor er det lysets hastighed .
Områderne i det elektromagnetiske spektrum
Udpegning af den frekvensområdet |
Underbetegnelse | bølgelængde | frekvens |
Fotoner - energi |
Generation / excitation | Teknisk engagement | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
fra | så længe | fra | så længe | |||||
Lav frekvens | Ekstremt lav frekvens (ELF) | 10 mm | 100 mm | 3 Hz | 30 Hz | > 2,0 · 10 −33 J > 12 feV |
Gulvdipol , antennesystemer | - |
Super lav frekvens (SLF) | 1 mm | 10 mm | 30 Hz | 300 Hz | > 2,0 · 10 −32 J > 120 feV |
(tidligere) ubåd kommunikation | ||
Ultra lav frekvens (ULF) | 100 km | 1000 km | 300 Hz 0,3 kHz |
3000 Hz 3 kHz |
> 2,0 · 10 −31 J > 1,2 peV |
|||
Meget lav frekvens (VLF) Myriameterbølger Longitudinale bølger (SLW) |
10 km | 100 km | 3 kHz | 30 kHz | > 2,0 · 10 −30 J > 12 peV |
Submarine kommunikation ( DHO38 , ZEVS , blodrød , SAQ ), radio navigation , pulsmålere | ||
Radiobølger | Lang bølge (LW) | 1 km | 10 km | 30 kHz | 300 kHz | > 2,0 · 10 −29 J > 120 peV |
Oscillator kredsløb + antenne | Langbølgeradio , DCF77 , induktionskogeplade |
Mellembølge (MW) | 100 m | 1000 m | 300 kHz | 3 MHz | > 2 · 10 −28 J > 1,2 neV |
Mellembølgeudsendelse , HF-kirurgi , (1,7 MHz-3 MHz grænsebølge , kortbølgeudsendelse ) | ||
Kort bølge (KW) | 10 m | 100 m | 3 MHz | 30 MHz | > 1,1 · 10 −27 J > 12 neV |
Grænsebølge , kortbølgeudsendelse , HAARP , diatermi , RC -modelfremstilling | ||
Ultra-kort bølge (VHF) | 1 m | 10 m | 30 MHz | 300 MHz | > 2,0 · 10 −26 J > 120 neV |
Oscillator kredsløb + antenne | Radio , fjernsyn , radar , magnetisk resonansbilleddannelse | |
Mikrobølger | Decimeterbølger | 10 centimeter | 1 m | 300 MHz | 3 GHz | > 2,0 · 10 −25 J > 1,2 µeV |
Magnetron , klystron , burl , kosmisk baggrundsstråling
Excitation af nuklear magnetisk resonans og elektron -spin -resonans , molekylære rotationer |
Radar , magnetisk resonansbilleddannelse , mobilkommunikation , fjernsyn , mikrobølgeovn , WiFi , Bluetooth , GPS , 2G , 3G , 4G , 5G |
Centimeter bølger | 1 cm | 10 centimeter | 3 GHz | 30 GHz | > 2,0 · 10 −24 J > 12 µeV |
Radar , radioastronomi , retningsradio , satellitudsendelse , WLAN , 4G , 5G , | ||
Millimeter bølger | 1 mm | 1 cm | 30 GHz | 300 GHz 0,3 THz |
> 2,0 · 10 −23 J > 120 µeV |
Radar , radioastronomi , retningsradio | ||
Terahertz -stråling | 30 µm | 3 mm | 0,1 THz | 10 THz | > 6,6 · 10 −23 J > 0,4 meV |
Synkrotron , fri elektronlaser , elektroniske kilder | Radioastronomi , spektroskopi , billeddannelsesteknikker | |
Infrarød stråling (varmestråling) | Langt infrarødt | 50 µm | 1 mm | 300 GHz | 6 THz | > 2,0 · 10 −22 J > 1,2 meV |
Strålevarmere , Globar , synkrotron
Molekylære vibrationer |
Infrarød spektroskopi , Raman spektroskopi , infrarød astronomi |
Midt infrarød | 3,0 µm | 50 µm | 6 THz | 100 THz | > 4,0 · 10 −21 J > 25 meV |
Kuldioxidlasere , kvantekaskadelaser , Globar | Termografi , infrarød spektroskopi | |
Nær infrarød | 780 nm | 3,0 µm | 100 THz | 385 THz | > 8,0 10 −20 J > 500 meV |
Nd: YAG laser , laserdiode , lysemitterende diode | Fjernbetjening , datakommunikation ( IRDA ), CD , infrarød spektroskopi | |
lys | Rød | 640 nm | 780 nm | 384 THz | 468 THz | 1,59-1,93 eV |
Strålevarmere ( glødelampe ), gasudladning ( neonrør ), farvestof og andre lasere , synkrotron , lysemitterende diode
Excitation af valenselektroner |
DVD , laserpeger , datatransmission ( optisk fiber ) Rød, grøn: laserniveau , belysning , kolorimetri , fotometri , rød, gul, grøn: trafiklyssystem , violet: Blu-ray-disk |
orange | 600 nm | 640 nm | 468 THz | 500 THz | 1,93-2,06 eV | |||
gul | 570 nm | 600 nm | 500 THz | 526 THz | 2.06-2.17 eV | |||
grøn | 490 nm | 570 nm | 526 THz | 612 THz | 2,17-2,53 eV | |||
blå | 430 nm | 490 nm | 612 THz | 697 THz | 2,53-2,88 eV | |||
violet | 380 nm | 430 nm | 697 THz | 789 THz | 2,88-3,26 eV | |||
UV -stråler | Tæt på UV (" sort lys ") | 315 nm | 380 nm | 789 THz | 952 THz | 3,26-3,94 eV | Gasudladning , synkrotron , excimerlaser , lysemitterende diode | Sort lysfluorescens , fosforescens , pengeseddelkontrol , fotolitografi , desinfektion , UV -lys , spektroskopi |
Medium UV (" Dorno -stråling") | 280 nm | 315 nm | 952 THz | 1071 THz 1 PHz |
3,94-4,43 eV | |||
Langt UV | 200 nm | 280 nm | 1 PHz | 1,5 PHz | 4,43-6,2 eV | |||
Vakuum UV | 100 nm | 200 nm | 1,5 PHz | 3 PHz | > 9,9 · 10 -19 J 6,2-12 eV |
XUV -rør , synkrotron , nanoplasma | EUV litografi , røntgenmikroskopi , nanoskopi | |
EUV | 10 nm | 121 nm | 2,5 PHz | 30 PHz | > 5,0 · 10 −18 år 10,2-120 eV |
|||
Røntgenbilleder | 22.00 | 10 nm | 30 PHz | 30 EHz | > 2,0 · 10 −16 J > 120 eV |
Røntgenrør , synkrotron
Excitation af interne elektroner , Auger -elektroner |
medicinsk diagnostik , sikkerhed teknologi, X-ray struktur analyse , røntgendiffraktionstoppositionerne , fotoelektronspektroskopi , røntgenstråleabsorption spektroskopi | |
gammastråler | > 0 | 22.00 | 30 EHz | > 2,0 · 10 −14 J > 120 keV |
Radioaktivitet , tilintetgørelse
Spænding af kernestater |
medicinsk strålebehandling , Mössbauer spektroskopi |
Se også
litteratur
- DIN 5031 Del 7: Strålingsfysik i det optiske felt og belysningsteknologi; Betegnelse af bølgelængdeområderne. Januar 1984 (IR, VIS og UV).
Weblinks
- Plakat "Elektromagnetisk strålingsspektrum" (PDF, engelsk; 992 kB)
- Det elektromagnetiske spektrum i fysikens verden
Individuelle beviser
- ↑ er som defineret i Radio Regulations, 2012 -udgaven, artikel 1.5 også til radiobølgerne.
- ↑ German Institute for Standardization (red.): Strålingsfysik i det optiske felt og belysningsteknologi; Betegnelse af bølgelængdeområderne. DIN 5031 del 7, januar 1984.