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Das elektromagnetische Spektrum

Das elektromagnetische Spektrum umfasst alle Arten von elektromagnetischer Strahlung, von Radiowellen bis zu Gammastrahlung. Alle elektromagnetischen Wellen breiten sich mit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum aus und benötigen kein Medium zur Ausbreitung.

Zuletzt aktualisiert: 21. November 2025

★★☆☆☆ Stufe 2Physikelektromagnetisches-SpektrumLichtwellenStrahlungFrequenz3 Min Lesezeit

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Die Lichtgeschwindigkeit

c=3×108 m/sc = 3 \times 10^8 \text{ m/s}

Alle elektromagnetischen Wellen breiten sich im Vakuum mit dieser Geschwindigkeit aus.

c=fλc = f \lambda

Das EM-Spektrum

StrahlungsartWellenlänge (m)Typische AnwendungenGefahren
Radiowellen10510^5–10−110^{-1}Radio, TV, WLANKeine bekannten
Mikrowellen10−110^{-1}–10−310^{-3}Mikrowellenherd, RadarWärmeeffekte
Infrarot10−310^{-3}–7×10−77 \times 10^{-7}Wärmebildkameras, FernbedienungWärmeeffekte
Sichtbares Licht7×10−77 \times 10^{-7}–4×10−74 \times 10^{-7}Sehen, Optik-
Ultraviolett4×10−74 \times 10^{-7}–10−810^{-8}Sterilisierung, UV-LichtSonnenbrand, Hautkrebs
Röntgenstrahlen10−810^{-8}–10−1210^{-12}Medizinische BildgebungIonisierende Strahlung
Gammastrahlungunter 10−1210^{-12}Strahlentherapie, SterilisierungZellschäden
Hinweis

Merkhilfe: Rosi Macht Immer Viel Unsinn Rundum Gut (Radiowellen, Mikrowellen, Infrarot, Visible, UV, Röntgen, Gamma)

Sichtbares Licht

Sichtbares Licht hat Wellenlängen von 400–700 nm (Nanometer).

  • Kurze Wellenlänge = hohe Frequenz = hoher Energie (Violett/Blau)
  • Lange Wellenlänge = niedrige Frequenz = niedrige Energie (Rot)

Praxisbezug: Mikrowellenherd in der Küche

Ein Mikrowellenherd sendet Mikrowellen bei etwa 2,45 GHz aus. Wassermoleküle in der Nahrung absorbieren diese Strahlung und schwingen schneller — die Nahrung erwärmt sich von innen. Die Metallwände des Geräts reflektieren die Mikrowellen zurück, und das Gitter in der Tür hat Lücken, die kleiner als die Wellenlänge (~12 cm) sind — Mikrowellen können nicht entweichen, aber sichtbares Licht schon.

Praxisbezug: Röntgenaufnahme im Krankenhaus

Bei einem Knochenbruch nutzt das Krankenhaus Röntgenstrahlung (Wellenlänge 0,01–10 nm). Röntgenstrahlen durchdringen Weichgewebe leicht, werden aber von dichtem Knochen teilweise absorbiert — der Knochen erscheint daher weiß auf dem Röntgenbild. Diese nicht-invasive Technik ist seit Ende des 19. Jahrhunderts medizinischer Alltag.

Praxisbezug: TV-Fernbedienung (Infrarot)

Eine TV-Fernbedienung sendet Infrarotstrahlung (IR) aus. Beim Drücken einer Taste blinkt die LED der Fernbedienung in einem codierten IR-Muster. Der IR-Empfänger am Fernseher erkennt das Signal. Du kannst die Blitze nicht sehen, aber eine Handykamera schon — richte die Fernbedienung auf die Kamera und drücke eine Taste, um das IR-Licht flackern zu sehen.

Tipp Wo begegnest du dem EM-Spektrum im Alltag? Dein Mikrowellenherd, die TV-Fernbedienung (Infrarot), Röntgenbilder im Krankenhaus, der WLAN-Router (Mikrowellen), Sonnencreme (UV-Schutz) — du interagierst täglich mit dem EM-Spektrum!

Übungsaufgaben

Welche Art von EM-Strahlung hat die höchste Frequenz?

Antwort anzeigen
Gammastrahlung hat die höchste Frequenz (und die kürzeste Wellenlänge).

Eine Welle hat eine Frequenz von 6 × 10¹⁴ Hz. Berechne ihre Wellenlänge (c = 3 × 10⁸ m/s).

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λ = c/f = (3 × 10⁸) / (6 × 10¹⁴) = 5 × 10⁻⁷ m = 500 nm. Das ist sichtbares Licht (Grün).

Warum ist UV-Strahlung schädlicher für lebende Zellen als Infrarotstrahlung?

Antwort anzeigen
UV hat eine höhere Frequenz und damit mehr Energie pro Photon, die in der Lage ist, chemische Bindungen in DNA zu brechen und Zellschäden zu verursachen.