Spektrum elektromagnetischer Wellen

Unter dem Spektrum elektromagnetischer Wellen, auch elektromagnetisches Spektrum genannt, versteht man die Gesamtheit aller elektromagnetischen Wellen. Elektromagnetische Wellen sind dadurch charakterisiert, dass sich bei ihnen zeitlich periodisch die Stärke des elektrischen bzw. des magnetischen Feldes ändert, wobei die Richtung der Felder senkrecht auf der Ausbreitungsrichtung steht. Elektromagnetische Wellen sind somit Transversalwellen (Querwellen).

Zu diesem Spektrum elektromagnetischer Wellen gehören neben dem Wechselstrom die bei Rundfunk und Fernsehen genutzten Wellen (hertzsche Wellen), die Mikrowellen, das Licht (infrarotes, sichtbares, ultraviolettes), die Röntgenstrahlung und die Gammastrahlung, die bei Kernprozessen freigesetzt wird. In Bild 2 ist ein Überblick über das gesamte Spektrum elektromagnetischer Wellen gegeben.

Gemeinsame und unterschiedliche Eigenschaften

Elektromagnetische Wellen haben einige gemeinsame Eigenschaften:

• Es ändert sich zeitlich periodisch die Stärke des elektrischen bzw. des magnetischen Feldes.
• Sie breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus.
• Elektromagnetische Wellen können reflektiert und gebrochen werden.
• Bei elektromagnetischen Wellen können die wellentypischen Erscheinungen Beugung, Interferenz und Polarisation auftreten.

Darüber hinaus gibt es auch unterschiedliche Eigenschaften, die von der Wellenlänge bzw. der Frequenz bestimmt werden und für den Menschen unmittelbar von Bedeutung sind:

• Direkt wahrnehmbar ist für den Menschen nur ein kleiner Teil des elektromagnetischen Spektrums. Das ist das mit den Augen wahrnehmbare sichtbare Licht und das mit den Wärmerezeptoren der Haut wahrnehmbare infrarote Licht (Wärmestrahlung).
• Ein Teil elektromagnetischer Strahlung kann beim Menschen zu Schädigungen führen. Intensive ultraviolette Strahlung führt zu Sonnenbrand, Augenschäden oder Hautkrebs. Eine höhere Dosis von Röntgenstrahlung oder Gammastrahlung kann zur Strahlenkrankheit führen.

Die unterschiedlichen Eigenschaften (unterschiedliches Absorptionsvermögen, verschiedenes Durchdringungsvermögen, unterschiedliche Ausbreitung in Stoffen) führen zu unterschiedlichen Anwendungen, die in Bild 2 in der letzten Spalte dargestellt sind.