Elektromagnetische Wellen und Spektrum
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Zusammenfassung
Elektromagnetische Wellen und Spektrum
Das Wichtigste in Kürze
Elektromagnetische (EM) Wellen sind Transversalwellen, die aus einem elektrischen und einem magnetischen Feld bestehen, welche im rechten Winkel zueinander schwingen. Lichtwellen sind auch elektromagnetische Wellen.
Elektromagnetische Wellen bilden ein Spektrum mit einer Reihe von Frequenzen: Radiowellen, Mikrowellen, Infrarot, sichtbares Licht, Ultraviolett, Röntgen- und Gammastrahlung.
Elektromagnetische Wellen
Eine elektromagnetische (EM) Welle ist eine Transversalwelle, die aus einem elektrischen und einem magnetischen Feld besteht, die im rechten Winkel zueinander schwingen. Sie überträgt Energie in Form von Strahlung von ihrer Quelle zu einem Absorber.
Das elektromagnetische Spektrum ist der Bereich der EM-Wellenlängen. Es reicht von der längsten Wellenlänge, den Radiowellen, bis zur kürzesten Wellenlänge, den Gammastrahlen.
Hinweis: Das sichtbare Licht (das Licht, das Menschen sehen können) macht nur einen kleinen Teil der Wellenlängen des elektromagnetischen Spektrums aus!
Alle elektromagnetischen Wellen bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit durch ein Vakuum. Diese Geschwindigkeit ist und wird in Gleichungen als Konstante geschrieben. Das ist auch ungefähr die Geschwindigkeit, mit der sich eine EM-Welle durch Luft bewegt.
Die Wellengeschwindigkeitsgleichung für eine elektromagnetische Welle kann wie folgt umgeschrieben werden
Beispiel
Eine elektromagnetische Welle bewegt sich durch ein Vakuum mit einer Wellenlänge von .
a) Um welche Art von elektromagnetischer Welle handelt es sich?
b) Wie hoch ist die Frequenz der elektromagnetischen Welle?
a) Es handelt sich um eine Mikrowelle, da sie in den Wellenlängenbereich der Mikrowellen des elektromagnetischen Spektrums fällt.
b) Gegeben:
Gesucht: Frequenz
Schreibe zunächst die Gleichung auf, die Du verwenden musst:
Setze die Werte dann in die Gleichung ein:
Achte darauf, dass Du die richtigen Einheiten angibst und auf die niedrigste Zahl der signifikanten Stellen der in der Frage angegebenen Werte rundest:
Die Frequenz der Mikrowelle ist .
Das elektromagnetische Spektrum
Elektromagnetische Wellen bestehen aus mehr als nur dem Licht, das der Mensch sehen kann. Das menschliche Auge kann nur den Frequenzbereich des sichtbaren Lichts sehen.
Hinweis: Sichtbares Licht ist nur ein sehr kleiner Frequenzbereich im elektromagnetischen Spektrum!
Es gibt sieben verschiedene Arten von elektromagnetischen Wellen, die jeweils einem bestimmten Bereich von Frequenzen und Wellenlängen entsprechen.
Typ | Frequenz | Wellenlänge | |
| Radiowellen | Niedrigste | Höchste | |
| Mikrowellen | | | |
| Infrarot | | ||
| Sichtbares Licht | | ||
| Ultraviolett | | ||
| Röntgenstrahlen | | ||
| Gammastrahlen | Höchste | Niedrigste | |
Hinweis: Die Wellenlänge wird nicht immer mit einem Bereich angegeben, sondern mit einer Grössenordnung. Du musst Dir diese nicht merken, aber Du solltest wissen, dass die Wellenlänge von Radiowellen hinzu Gammastrahlen stetig abnimmt.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Was ist eine EM Welle?
Eine elektromagnetische (EM) Welle ist eine Transversalwelle, die aus einem elektrischen und einem magnetischen Feld besteht, die im rechten Winkel zueinander schwingen. Licht ist auch eine elektromagnetische Welle.
Was sind Transversalwellen?
Eine Transversalwelle schwingt immer senkrecht zur Ausbreitungsrichtung.
Was ist der Frequenzbereich von sichtbarem Licht?
Der Frequenzbereich von sichtbarem Licht ist von 384 THz bis 789 THz.