Arten von elektromagnetischen Wellen
Elektromagnetische Wellen werden basierend auf ihrer Wellenlänge und Frequenz in verschiedene Kategorien unterteilt. Die wichtigsten Arten sind:
- Radiowellen: Radiowellen besitzen die längste Wellenlänge innerhalb des elektromagnetischen Spektrums und finden häufig Anwendung in der Datenübertragung, beispielsweise in Internet-Netzwerken, Computern, Satelliten und Radios.
- Microwellen: Diese feinen Wellen haben eine kürzere Wellenlänge als Radiowellen und werden in Zentimetern gemessen. Microwellen zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, durch Wolken und leichten Regen zu dringen. Sie kommen in der Herstellung von Mikrowellenöfen und Wettergeräten zum Einsatz.
- Infrarotstrahlung: Infrarotstrahlen wurden 1800 von dem Wissenschaftler William Herschel entdeckt, der die Temperatur von Licht in verschiedenen Spektren untersuchte. Er bemerkte, dass die heißesten Bereiche sich in einem unsichtbaren Bereich nahe dem roten Licht befanden, woraufhin er diesen Bereich als Infrarotstrahlung bezeichnete.
Die Infrarotstrahlung wird in zwei Kategorien unterteilt:
- Nahe Infrarotstrahlung: Diese hat eine Wellenlänge, die der von sichtbarem Licht ähnlich ist und wird häufig in Fernbedienungen verwendet.
- Ferne Infrarotstrahlung: Diese besitzt eine Wellenlänge, die von sichtbar Licht abweicht und wird als Wärmestrahlung angesehen. Jedes Objekt, das Wärme abgibt, emittiert auch Infrarotstrahlung, was auch für den menschlichen Körper gilt.
- Sichtbares Licht: Das sichtbare Lichtspektrum hat eine Wellenlänge von etwa 380 bis 700 Nanometern und umfasst die Farben Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett. Rot hat die längste Wellenlänge (700 Nanometer) und Violett die kürzeste (380 Nanometer).
- Ultraviolettstrahlung: Diese Art von Strahlung wird von der Sonne emittiert. Längere Exposition gegenüber UV-Strahlen kann zu Hautverbrennungen und Pigmentierung führen. Auch heiße Objekte im Weltraum strahlen diese Art von Strahlung ab, die zur Herstellung von Teleskopen, wie dem Hubble-Weltraumteleskop, genutzt wird.
- Röntgenstrahlen: Diese wurden 1895 von dem deutschen Wissenschaftler Wilhelm Röntgen entdeckt. Die Energie von Röntgenstrahlen ist ausreichend, um durch Objekte zu dringen, weshalb sie zur Aufnahme von Knochenbildern verwendet werden. Zudem können Ärzte Röntgenstrahlen direkt auf Krebszellen richten, um diese zu zerstören.
- Gamma-Strahlen: Gamma-Strahlen sind die kürzesten und energetischsten Wellen im elektromagnetischen Spektrum, wodurch sie als die gefährlichsten gelten. Sie entstehen durch nukleare Explosionen und Blitze.
Die Einteilung anhand der Wellenlänge und Frequenz allein ist nicht ausreichend; auch die Energie der Welle, die je nach Wellenart variiert, spielt eine entscheidende Rolle. Elektromagnetische Wellen unterscheiden sich im Verhalten bezüglich Emission und Absorption.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Frequenz von Wellen in Zyklen pro Sekunde gemessen wird, was in Hertz angegeben wird. Die Energie, die jedes Photon einer Welle trägt, wird in Elektronenvolt (eV) gemessen, während die Wellenlängen in Metern angegeben werden.