Elektromagnetisches Spektrum


Beschreibung

Das elektromagnetische Spektrum, auch elektromagnetisches Wellenspektrum, ist die Gesamtheit aller elektromagnetischen Wellen verschiedener Wellenlängen. Das Lichtspektrum, auch Farbspektrum, ist dabei der vom Menschen sichtbare Anteil des elektromagnetischen Spektrums.

Geordnet nach abnehmender Frequenz und somit zunehmender Wellenlänge befinden sich am Anfang des Spektrums die kurzwelligen und damit energiereichen Gammastrahlen, deren Wellenlänge bis in atomare Größenordnungen reicht. Am Ende stehen die Längstwellen, deren Wellenlängen viele Kilometer betragen.

Elektromagnetisches Spektrum und bekannter Technischer Einsatz nach Frequenz

Bezeichnung des Frequenzbereichs

Unter-Bezeichnung

Wellenlänge

Frequenz

Technischer Einsatz

Niederfrequenz

Extremely Low Frequency (ELF)

10 Mm - 100 Mm

3 Hz - 30 Hz

Bahnstrom

Niederfrequenz

Super Low Frequency (SLF)

1 Mm - 10 Mm

30 Hz - 300 Hz

Netzfrequenz, (ehemals) U-Boot-Kommunikation

Niederfrequenz

Ultra Low Frequency (ULF)

100 km - 1000 km

300 Hz 0,3 KHz - 3000 Hz 3 KHz

 

Niederfrequenz

Very Low Frequency (VLF) Myriameterwellen Längstwellen (SLW)

10 km - 100 km

3 KHz - 30 KHz

U-Boot-Kommunikation (DHO38, ZEVS, Sanguine, SAQ), Funknavigation, Pulsuhren

Radiowellen

Langwelle (LW)

1 km - 10 km

30 KHz - 300 KHz

Langwellenrundfunk, DCF77

Radiowellen

Mittelwelle (MW)

100 m - 1000 m

300 KHz - 3 MHz

Mittelwellenrundfunk, HF-Chirurgie, (1,7 MHz-3 MHz Grenzwelle, Kurzwellenrundfunk)

Radiowellen

Kurzwelle (KW)

10 m - 100 m

3 MHz - 30 MHz

Grenzwelle, Kurzwellenrundfunk, HAARP, Diathermie, RC-Modellbau

Radiowellen

Ultrakurzwelle (UKW)

1 m - 10 m

30 MHz - 300 MHz

Hörfunk, Fernsehen, Radar, Magnetresonanztomografie

Mikrowellen

Dezimeterwellen

10 cm - 1 m

300 MHz - 3 GHz

Radar, Magnetresonanztomografie, Mobilfunk, Fernsehen, Mikrowellenherd, WLAN, Bluetooth, GPS

Mikrowellen

Zentimeterwellen

1 cm - 10 cm

3 GHz - 30 GHz

Radar, Radioastronomie, Richtfunk, Satellitenrundfunk, WLAN

Mikrowellen

Millimeterwellen

1 mm - 1 cm

30 GHz - 300 GHz 0,3 THz

Radar, Radioastronomie, Richtfunk

Terahertzstrahlung

Terahertzstrahlung

30 µm - 3 mm

0,1 THz - 10 THz

Radioastronomie, Spektroskopie, Abbildungsverfahren, Sicherheitstechnik

Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung)

Fernes Infrarot

50 µm - 1 mm

300 GHz - 6 THz

Infrarotspektroskopie, Raman-Spektroskopie, Infrarotastronomie

Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung)

Mittleres Infrarot

3,0 µm - 50 µm

6 THz - 100 THz

Thermografie

Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung)

Nahes Infrarot

780 nm - 3,0 µm

100 THz - 385 THz

Fernbedienung, Datenkommunikation (IRDA), CD

Licht

Rot

640 nm - 780 nm

384 THz - 468 THz

DVD, Laserpointer, Lasernivellier, Beleuchtung, Colorimetrie, Fotometrie, Lichtzeichenanlage

Licht

Orange

600 nm - 640 nm

468 THz - 500 THz

DVD, Laserpointer

Licht

Gelb

570 nm - 600 nm

500 THz - 526 THz

DVD, Laserpointer, Lichtzeichenanlage

Licht

Grün

490 nm - 570 nm

526 THz - 612 THz

DVD, Laserpointer, Lasernivellier, Beleuchtung, Colorimetrie, Fotometrie, Lichtzeichenanlage

Licht

Blau

430 nm - 490 nm

612 THz - 697 THz

DVD, Laserpointer

Licht

Violett

380 nm - 430 nm

697 THz - 789 THz

DVD, Laserpointer, Blu-ray Disc

UV-Strahlen

schwache UV-Strahlen

200 nm - 380 nm

789 THz - 1500 THz 1,5 PHz

Schwarzlicht Fluoreszenz, Phosphoreszenz, Banknotenprüfung, Fotolithografie, Desinfektion, UV-Licht, Spektroskopie

UV-Strahlen

Starke UV-Strahlen

50 nm - 200 nm

1,5 PHz - 6 PHz

 

UV-Strahlen

XUV

10 nm - 50 nm

6 PHz - 30 PHz

EUV-Lithografie, Röntgenmikroskopie, Nanoskopie

Röntgenstrahlen

Röntgenstrahlen

10 pm - 10 nm

30 PHz - 30 EHz

medizinische Diagnostik, Sicherheitstechnik, Röntgen-Strukturanalyse, Röntgenbeugung, Photoelektronenspektroskopie, Röntgenabsorptionsspektroskopie

Gammastrahlen

Gammastrahlen

- 10 mp

30 EHz -

medizinische Strahlentherapie, Mößbauerspektroskopie

Wissen: Elektromagnetisches Spektrum und Tiere

Tiere sehen, was sich Menschen nur vorstellen

Menschen nehmen mit ihren Augen nur eine Fraktion der Außenwelt war. Fliegen sehen wie durch eine Zeitlupe, Bienen UV-Licht und Schlangen Infrarot. Ein Falke erspäht Tauben aus acht Kilometern Entfernung. Jedes optische System hat aber Nachteile: Bei Fliegen zum Beispiel ist der Blick nach hinten stark eingeschränkt.

Der Eindruck täuscht nicht: Stubenfliegen sehen die Fliegenklatsche wirklich kommen – in Zeitlupe. So bleibt ihnen genügend Zeit, die Fliege zu machen. Zu verdanken haben sie das ihrem Zeitlupenblick. Bei uns Menschen verschmelzen mehr als 18 Bilder pro Sekunde schon zu einem Bewegungsablauf, wohingegen Stubenfliegen ganze 250 Bilder in der Sekunde sauber von einander trennen können. Der Vorteil: auch schnellste Bewegungen kommen ihnen gähnend langsam vor, es bleibt ausreichend Zeit auf das Wahrgenommene zu reagieren.

Viele Tiere haben den Blick für das Besondere, nicht nur die Stubenfliege. Sie sehen die Welt oft mit ganz anderen Augen als wir. Dennoch sind auch sie in der Regel nicht perfekt und auch ihr optisches System hat seine Grenzen. Die Stubenfliege etwa sieht vieles im wahrsten Sinne des Wortes kommen - aber nur von vorne. Ihr Blick nach hinten ist längst nicht so gut und selbst ihr eigener Körper verdeckt einen Teil des Sehfeldes der bis zu 3000 Einzelaugen, die zu Facetten zusammengefasst sind.

Wer sich also von hinten nähert und dann auch noch richtig schnell ist, hat eine Chance die Fliege zu überraschen. Die Augen der Fliegen haben aber wie alle Facettenaugen der Insekten noch einen weiteren Nachteil: feinste Details entziehen sich ihrem Blick.

Dem Menschen voraus: Insekten sehen ultraviolettes Licht

Bienen oder Hummeln etwa können die Feingliedrigkeit mancher Blüten nicht sehen. Das ist allerdings auch gar nicht notwendig, denn sie kompensieren dieses Manko auch mit ihrer guten Nase und ihrem Blick für UV-Licht. Während wir Menschen die ultravioletten Färbungen vieler Blumen nicht einmal sehen können, liefern sie den Insekten wertvolle Informationen.

Der für Menschen sichtbare Bereich des Lichts erstreckt sich über eine Wellenlänge von 380 bis 780 Nanometer (nm), wohingegen der UV-Bereich jenseits der 380 nm liegt. Der andere für uns unsichtbare Bereich des Spektrums, das Infrarot, beginnt bei 780 nm und auch ihn können einige Tiere durchaus sehen, wie die Schlangen etwa, die einen Infrarotblick haben. Mit dem so genannten Grubenorgan, den Labialgruben, können Schlangen Temperaturdifferenzen von Bruchteilen eines einzigen Grades Celsius wahrnehmen.

In der Nacht können sich auch Zugvögel orientieren, nicht zuletzt dank ihres Blickes für das Erdmagnetfeld - das zumindest legen neuere Forschungen nahe. Die Tiere nehmen die Magnetstrahlen demnach nicht einfach nur wahr, sie können das Magnetfeld, das die Erde umspannt, wirklich sehen.

Selbst Enten und Gänse sollen das Magnetfeld spüren und es zur präzisen Landung auf Seeoberflächen nutzen. Normalerweise orientieren sich die Tiere an Sonne und Wind. Forscher haben jedoch beobachtet, dass Flugformationen auch bei Nacht und Windstille stabil bleiben und letztlich sicher landen. Demgemäß müssen sie Konstanten zur Orientierung nutzen, welche sich dem Menschen nicht offenbaren. Naheliegenderweise das Magnetfeld.

Falken können Tauben auf acht km Entfernung erkennen

Der Lebensraum Wasser wirft ein optisches Problem auf, das vielen Tieren zu schaffen macht. Schaut man nämlich von dem einen Medium in das andere hinein, so werden die Lichtstrahlen beim Eintritt in das jeweils andere abgelenkt und teilweise reflektiert. Das Bild, das sich so ergibt, erscheint etwas versetzt. Viele Fische müssen dies beachten, wenn sie aus dem Wasser hechtend nach Beuteinsekten schnappen wollen.

Besonders geschickt haben die Vieraugen der Familie Anablepidae dieses Problem gelöst. Ihre beiden Augen sind jeweils noch einmal unterteilt mit einer horizontalen Trennwand. So entstehen ganze vier Augen mit jeweils eigener Pupille, die es den Tieren als einzigen Wirbeltieren weltweit erlauben, gleichzeitig über und unter Wasser zu sehen. Der Schutz vor Feinden, wie Vögeln etwa, ist somit um ein Vielfaches größer und auch die Hechtsprünge nach Insekten sind öfter von Erfolg gekrönt, als die der Unterwasserkonkurrenz.

Eine noch größere Herausforderung für den Wahrnehmungsapparat ist jedoch das Fliegen, vor allem der schnelle Jagdflug. Wanderfalken etwa stürzen sich mit weit über 200 Stundenkilometern auf ihre Beute. Hier muss nicht nur die Informationsaufnahme durch die Augen, sondern auch die Weiterverarbeitung im Gehirn, rasend schnell erfolgen. So haben die Greifvögel auch die schärfsten Augen im Tierreich. Ein Falke kann eine Taube noch aus acht Kilometern Entfernung ausmachen. Davon können Menschen nur träumen. Selbst ein gutes Fernglas würde nicht helfen.

Quelle: Welt.de

Quelle: Wikipedia.org


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