Электромагнитный спектр
Электромагнитного спектра - ЭМ спектра для короткого и более точно называется спектра электромагнитных волн - это совокупность всех электромагнитных волн различных длин волн . Спектр света , а также цветовой спектр , является частью электромагнитного спектра , который является видимым для людей .
Спектр разделен на разные области. Эта классификация произвольна и по историческим причинам основана на длине волны в низкоэнергетическом диапазоне. При этом диапазоны длин волн на несколько порядков величины с аналогичными свойствами сгруппированы по таким категориям, как свет , радиоволны и т. Д. Подразделение также может быть выполнено в соответствии с частотой или энергией отдельного фотона (см. Ниже). В случае очень коротких длин волн, соответственно высокой энергии квантов, обычно применяется классификация по энергии.
Расположенные в соответствии с уменьшением частоты и, следовательно, увеличением длины волны, коротковолновые и, следовательно, высокоэнергетические гамма-лучи находятся в начале спектра , длина волны которого простирается до атомных порядков. В конце идут самые длинные волны , длины волн которых составляют многие километры.
Преобразование длины волны в частоту выполняется по формуле . Где скорость света .
Области электромагнитного спектра
Обозначение в диапазоне частот |
Дополнительное обозначение | длина волны | частота |
Фотоны - энергия |
Генерация / возбуждение | Техническая приверженность | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
из | до | из | до | |||||
Низкая частота | Чрезвычайно низкая частота (ELF) | 10 мм | 100 мм | 3 Гц | 30 Гц | > 2,0 · 10 −33 Дж > 12 фэВ |
Напольный диполь , антенные системы | - |
Сверхнизкая частота (SLF) | 1 мм | 10 мм | 30 Гц | 300 Гц | > 2,0 · 10 −32 Дж > 120 фэВ |
(ранее) подводная связь | ||
Сверхнизкая частота (УНЧ) | 100 км | 1000 км | 300 Гц 0,3 кГц |
3000 Гц 3 кГц |
> 2,0 · 10 −31 Дж > 1,2 пэВ |
|||
Очень низкочастотные (VLF) мириаметровые волны Продольные волны (SLW) |
10 км | 100 км | 3 кГц | 30 кГц | > 2,0 · 10 −30 Дж > 12 пэВ |
Подводная связь ( DHO38 , ZEVS , Sanguine , SAQ ), радионавигация , пульсометры | ||
Радиоволны | Длинная волна (LW) | 1 км | 10 км | 30 кГц | 300 кГц | > 2,0 · 10 −29 Дж > 120 пэВ |
Схема генератора + антенна | Длинноволновое радио , DCF77 , индукционная плита |
Средняя волна (МВт) | 100 м | 1000 м | 300 кГц | 3 МГц | > 2 · 10 −28 Дж > 1,2 нэВ |
Средневолновое вещание , ВЧ хирургия , ( граничная волна 1,7–3 МГц , коротковолновое вещание ) | ||
Короткая волна (кВт) | 10 м | 100 м | 3 МГц | 30 МГц | > 1,1 · 10 −27 Дж > 12 нэВ |
Граничная волна , коротковолновое вещание , HAARP , диатермия , изготовление радиоуправляемых моделей | ||
Ультракороткие волны (VHF) | 1 мес. | 10 м | 30 МГц | 300 МГц | > 2,0 · 10 −26 Дж > 120 нэВ |
Схема генератора + антенна | Радио , телевидение , радар , магнитно-резонансная томография | |
Микроволны | Дециметровые волны | 10 см | 1 мес. | 300 МГц | 3 ГГц | > 2,0 · 10 −25 Дж > 1,2 мкэВ |
Магнетрон , клистрон , кап , космическое фоновое излучение
Возбуждение ядерного магнитного резонанса и электронного спинового резонанса , вращения молекул |
Радар , магнитно-резонансная томография , сотовая связь , телевидение , микроволновая печь , WiFi , Bluetooth , GPS , 2G , 3G , 4G , 5G |
Сантиметровые волны | 1 см | 10 см | 3 ГГц | 30 ГГц | > 2,0 · 10 −24 Дж > 12 мкэВ |
Радар , радиоастрономия , направленное радио , спутниковое вещание , WLAN , 4G , 5G , | ||
Миллиметровые волны | 1 мм | 1 см | 30 ГГц | 300 ГГц 0,3 ТГц |
> 2,0 · 10 −23 Дж > 120 мкэВ |
Радар , радиоастрономия , направленное радио | ||
Терагерцовое излучение | 30 мкм | 3 мм | 0,1 ТГц | 10 ТГц | > 6,6 · 10 −23 Дж > 0,4 мэВ |
Синхротрон , лазер на свободных электронах , электронные источники | Радиоастрономия , спектроскопия , методы визуализации | |
Инфракрасное излучение (тепловое излучение) | Дальний инфракрасный | 50 мкм | 1 мм | 300 ГГц | 6 ТГц | > 2,0 · 10 −22 Дж > 1,2 мэВ |
Лучистые обогреватели , Глобар , синхротрон
Молекулярные колебания |
Инфракрасная спектроскопия , Рамановская спектроскопия , инфракрасная астрономия |
Средний инфракрасный | 3,0 мкм | 50 мкм | 6 ТГц | 100 ТГц | > 4,0 · 10 −21 Дж > 25 мэВ |
Лазеры на углекислом газе , квантово-каскадный лазер , Глобар | Термография , инфракрасная спектроскопия | |
Ближний инфракрасный | 780 нм | 3,0 мкм | 100 ТГц | 385 ТГц | > 8,0 10 -20 Дж > 500 мэВ |
Nd: YAG-лазер , лазерный диод , светодиод | Дистанционное управление , передача данных ( IRDA ), CD , инфракрасная спектроскопия | |
свет | красный | 640 нм | 780 нм | 384 ТГц | 468 ТГц | 1,59-1,93 эВ |
Лучистые обогреватели ( лампа накаливания ), газовый разряд ( неоновая трубка ), красители и другие лазеры , синхротрон , светоизлучающие диоды.
Возбуждение валентных электронов |
DVD , лазерная указка , передача данных ( оптоволокно ) Красный, зеленый: лазерный уровень , освещение , колориметрия , фотометрия , красный, желтый, зеленый: светофор , фиолетовый: диск Blu-ray |
апельсин | 600 нм | 640 нм | 468 ТГц | 500 ТГц | 1,93-2,06 эВ | |||
желтый | 570 нм | 600 нм | 500 ТГц | 526 ТГц | 2,06-2,17 эВ | |||
зеленый | 490 нм | 570 нм | 526 ТГц | 612 ТГц | 2,17-2,53 эВ | |||
синий | 430 нм | 490 нм | 612 ТГц | 697 ТГц | 2,53–2,88 эВ | |||
фиолетовый | 380 нм | 430 нм | 697 ТГц | 789 ТГц | 2,88–3,26 эВ | |||
УФ-лучи | Ближний УФ (« черный свет ») | 315 нм | 380 нм | 789 ТГц | 952 ТГц | 3,26–3,94 эВ | Газовый разряд , синхротрон , эксимерный лазер , светодиод | Флуоресценция в черном свете , фосфоресценция , проверка банкнот , фотолитография , дезинфекция , УФ-свет , спектроскопия |
Среднее УФ (« излучение Дорно ») | 280 нм | 315 нм | 952 ТГц | 1071 ТГц 1 ФГц |
3,94-4,43 эВ | |||
Дальний УФ | 200 нм | 280 нм | 1 пГц | 1,5 пГц | 4,43-6,2 эВ | |||
Вакуумный УФ | 100 нм | 200 нм | 1,5 пГц | 3 пГц | > 9,9 · 10-19 Дж 6,2-12 эВ |
XUV трубка , синхротрон , наноплазма | EUV литография , рентгеновская микроскопия , наноскопия | |
EUV | 10 нм | 121 нм | 2,5 пГц | 30 пГц | > 5,0 · 10 −18 лет 10,2-120 эВ |
|||
Рентгеновские лучи | 10 вечера | 10 нм | 30 пГц | 30 Гц | > 2,0 · 10 −16 Дж > 120 эВ |
Рентгеновская трубка , синхротрон
Возбуждение внутренних электронов , оже-электронов |
медицинская диагностика , техника безопасности, рентгеноструктурный анализ , рентгеновская дифракция , фотоэлектронная спектроскопия , рентгеновская абсорбционная спектроскопия | |
гамма излучение | > 0 | 10 вечера | 30 Гц | > 2,0 · 10 −14 Дж > 120 кэВ |
Радиоактивность , аннигиляция
Возбуждение основных состояний |
медицинская лучевая терапия , мессбауэровская спектроскопия |
Смотри тоже
литература
- DIN 5031 Часть 7: Физика излучения в оптическом поле и светотехнике; Обозначение диапазонов длин волн. Январь 1984 г. (IR, VIS и UV).
веб ссылки
- Плакат «Спектр электромагнитного излучения» (PDF, английский; 992 kB)
- Электромагнитный спектр в мире физики
Индивидуальные доказательства
- ↑ , как определено в статье 1.5 Регламента радиосвязи, издание 2012 г., также и для радиоволн.
- ↑ Немецкий институт стандартизации (Ред.): Радиационная физика в оптической области и светотехнике; Обозначение диапазонов длин волн. DIN 5031 часть 7, январь 1984 г.