Genauere Betrachtung der einzelnen Wellenlängenbereiche


    - Einteilung des elektromagnetischen Spektrums -



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    Das sogenannte elektromagnetische Spektrum fasst die verschiedenen Arten elektromagnetischer Wellen zusammen. D.h. es wird in verschiedene Wellenlängen- (bzw. Frequenz-) Bereiche unterteilt.

    Radiowellen sind die längsten Wellen. Ihre Wellenlänge kann zwischen nicht ganz einem Millimeter und mehr als einem Kilometer liegen.

    Weiterhin werden die Radiowellen in
    — Langwellen (LW)
    — Mittelwellen (MW)
    — Kurzwellen (KW)
    — Ultrakurzwellen (UKW)
    — Dezimeterwellen
    — Zentimeterwellen
    — Millimeterwellen
    und
    — Submillimeterwellen unterteilt.

    Radiowellen begegnen uns in unserem Alltag meist in der Radio- und Fernsehtechnik. Allerdings werden sie nicht nur von "künstlichen" irdischens Sendern abgestrahlt, sondern auch ganz natürlich, in unterschiedlichen Wellenlängen von Gaswolken und Sternen im Universum, die dann mit Hilfe von Radioteleskopen (wie z.B. das 100m-Teleskop Effelsberg) empfangen und untersucht werden können.
    Grob gesagt dienen zur Aufnahme der Radiostrahlung aus dem Weltall grundsätzlich ähnliche Einrichtungen wie zum Empfang irdischer Funk- und Fernsehsender, wobei der Weg der eintreffenden Strahlung über Antenne und Verstärker geht.

    Mikrowellen bilden eine Untergruppe der Radiowellen. Durch den Begriff Mikrowelle werden Dezimeter-, Zentimeter- und Millimeterwellen zusammengefasst. Ihre Wellenlänge liegt zwischen 1mm und 1m, was ungefähr einem Frequenzbereich von 300 MHz bis 300 GHz entspricht.
    Sie begegnen uns auf der Erde vor allem in der Radartechnik, bei der Mikrowelle, sowie drahtlosen Kommunikationssystemen und Sensorsystemen.

    Infrarot, auch als Wärmestrahlung oder kurz IR bezeichnet, liegt bei einer Wellenlänge von 780 nm bis ungefähr 1mm.
    Infrarotstrahlung wird weiterhin unterteilt in

    • fernes Infrarot ( far Infrared - FIR 50 µm - 1mm )
    • mittleres Infrarot ( mid Infrared - MID - ca. 2,5 - 50 µm )
    • nahes Infrarot ( near Infrared - NIR - 780 nm - 2,5 µm)

    Jeder "warme" Körper (und das ist jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunkts von ca. -273°C bzw. 0 K) gibt Infrarotstrahlung ab. Die abgestrahlte Energiemenge und die Wellenlängenverteilung der Strahlung hängen von der Temperatur des Körpers ab. Je wärmer ein Körper ist, umso mehr Energie in Form von Infrarotstrahlung gibt er ab und umso kürzer ist die Wellenlänge der Strahlung.

    Ein Teleskop für FIR und den Submillimeterbereich, das im Jahr 2008 gestartet werden soll, ist Herschel.
    Der "langwellige" Infrarotbereich (ca. 0.15 - 1 mm), auch Submillimeterbereich genannt, ist von besonderen Standorten auf der Erdoberfläche (große Höhe, extrem trockene Luft) aus noch für Beobachtungen zugänglich (siehe Praktikumsprojekt von Inka Hammer). Ein Teleskop für diesen Spektralbereich ist APEX, in 5100 m Höhe in Chile gelegen.

    Dem Infrarot folgt der kleine, für das menschliche Auge sichtbare Teil der elektromagnetischen Strahlung, das sogenannte sichtbare Licht. Seine Wellenlänge liegt ca. zwischen 0,4 - 0,8 µm (Mikrometer oder Tausendstel Millimeter).

    Die verschiedenen Wellenlängen des Lichts nehmen wir als Farben wahr.

    Farbton Wellenlänge Frequenz Energie pro Photon
    violett 380-420 nm 789-714 THz 3,26-2,95 eV
    blau 420-490 nm 714-612 THZ 2,95-2,53 eV
    grün 490-575 nm 612-522 THz 2,53-2,16 eV
    gelb 575-585 nm 522-513 THz 2,16-2,12 eV
    orange 585-650 nm 513-462 THz 2,12-1,91 eV
    rot 650-780 nm 462-400 THz 1,91-1,65 eV
    [3]

    Dem sichtbaren Licht folgt das Ultraviolette Licht (kurz UV)
    Seine Wellenlänge bewegt sich ungefähr zwischen 1 und 400 nm (Nanometer).
    Man unterscheidet:

    • schwache UV-Strahlen: 200nm - 380 nm
    • Starke UV-Strahlen: 50 nm - 200 nm
    • und
    • XUV (Extrem Ultraviolette UV-Strahlung): 1 nm - 50 nm

    Schöne Aufnahmen von Galaxien im UV-Bereich liefert z.B. der Satellit GALEX.

    Noch kurzwelliger als die UV-Strahlung ist die sogenannte Röntgenstrahlung ( engl.: X-ray)
    Die Wellenlänge dieser extrem kurzwelligen energiereichen elektromagnetischen Strahlen liegt bei ca. 10pm - 1nm. Das Röntgenspektrum reicht also ungefähr vom kürzesten Ultraviolett bis in den Bereich der Gammastrahlen. Aufgrund ihrer Eigenschaft, die meisten Stoffe durchdringen zu können, werden sie in der Medizin vor allem für Röntgenaufnahmen benutzt. Sie wurden im Jahre 1895 von Konrad Röntgen entdeckt.
    Röntgenstrahlen, die auf anderen Himmelskörpern entstehen, erreichen die Erdoberfläche nicht, weil sie durch die Atmosphäre abgeschirmt werden. Sie werden von den Forschern mit Röntgensatelliten wie CHANDRA und XMM-Newton untersucht. Die wichtigsten "Röntgenstrahler" in unserem Kosmos bilden heute: Supernova-Überreste, (aktive) Galaxien sowie Galaxienhaufen, Röntgendoppelsterne mit kompakten Objekten (s.u.) und der diffuse Röntgenhintergrund.

    Die Gammastrahlung nimmt den letzten Bereich des elektromagnetischen Spektrums ein.
    Ihre Wellenlänge liegt unterhalb von 10 pm.

    Um zu verdeutlichen, wie stark Gammastrahlung ist:
    "Gammastrahlung ist so energiereich, dass sie meterdicke Bleiplatten durchdringen kann."
    Quelle: Astronomie.de

    Die ersten Gammastrahlen aus dem All wurden 1912 entdeckt, als man nach der Höhenstrahlung (Kosmische Strahlung) forschte. Als Entdecker der Gammastrahlung gelten Becquerel (1903 Nobelpreis) und Paul Villard, welche um 1900 eindeutig die Zugehörigkeit der Gammastrahlen zu den elektromagnetischen Wellen erkannten.
    Das größte europäische Gammastrahlen-Observatorium heißt INTEGRAL. Am 17. Oktober 2002, 6.40 Uhr MEZ, startete der 5 Meter hohe und 4 Tonnen schwere Hightech-Satellit der ESA an der Spitze einer vierstufigen Proton-Trägerrakete vom russisch-kasachischen Kosmodrom Baikonur. INTEGRAL soll die von der Erde nicht beobachtbare hochenergetische Gammastrahlung in den Tiefen des Alls erfassen. Auf der "Fahndungsliste" stehen exotische Objekte, wie Schwarze Löcher, kollabierende Sterne oder die geheimnisvollen Gamma-Blitze, die stärksten bisher beobachteten Strahlungsausbrüche im Universum.
    Quelle: ESA Lokale Nachrichten

     
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