Elektromagnetische Welle
Eine elektromagnetische Welle ist ein alternierendes elektrisches Feld (E-Feld) und ein alternierendes magnetisches Feld (B-Feld), die beide senkrecht aufeinander stehen. Die Welle bewegt sich senkrecht zu den beiden Feldern mit Lichtgeschwindigkeit $c$.

Elektromagnetische Strahlung besteht aus Photonen (“Lichtteilchen”). Diese quantenmechanischen Teilchen können auch als elektromagnetische Wellen betrachtet werden, die aus einem elektrischen Feld und einem senkrecht darauf stehenden magnetischen Feld besteht. Elektromagnetische Wellen wandern im Vakuum mit der Lichtgeschwindigkeit $c_0=2.998 \cdot 10^8\,\frac{\text{m}}{\text{s}}$. In Materialien ist sie typischerweise langsamer, z.B. Licht in Glas ist um den Brechungsindex $n$ langsamer als im Vakuum.

Je nach Frequenz oder Wellenlänge hat elektromagnetische Strahlung mehr oder weniger Energie und damit auch andere Eigenschaften in der Wechselwirkung mit der Materie. Es haben sich deshalb verschiedene Namen eingebürgert, obwohl es sich grundsätzlich um die gleiche Art von Strahlung handelt.

Elektromagnetisches Spektrum

Elektromagnetische Wellen
Die elektromagnetischen Wellen umfassen verschiedene Arten von Strahlung, die sich nur in der Wellenlänge (Frequenz) unterscheiden. Physikalisch gesehen, handelt es sich um die gleiche Art von Wellen. In einem schmalen Bereich wird die elektromagnetische Welle für uns als Licht sichtbar, wobei die Wellenlänge die Farbe bestimmt.

Die elektromagnetischen Wellen bilden eine Art von Strahlung. Je nach Frequenz oder Wellenlänge zeigt sie jedoch charakteristische Eigenschaften (z.B. Licht ist sichtbar, Röntgenstrahlung durchdringt die meisten Materialien etc.). Aus praktischen Überlegungen spricht man deshalb für bestimmte Bereiche im Frequenz- bzw. Wellenlängenspektrum von unterschiedlichen Strahlungsarten.

Beim Licht entspricht jede Frequenz oder Wellenlänge einer bestimmten Farbe des Regenbogens. Die grösste Frequenz und kleinste Wellenlänge hat die Farbe violett. Die kleinste Frequenz und längste Wellenlänge aller Spektralfarben hat die Farbe rot.

NameFrequenzbereichWellenlängenbereich
Radiowellen$< 1\,\mathrm{GHz}$$>3\,\mathrm{dm}$
Mikrowellen$1 – 300\,\mathrm{GHz}$$1\,\mathrm{mm} – 3\,\mathrm{dm}$
Tetraherzstrahlung$300\,\mathrm{GHz} – 30\,\mathrm{THz}$$780\,\mathrm{nm} – 10\,\mu \mathrm{mm}$
Infrarotstrahlung (IR)$30\,\mathrm{THz} – 400\,\mathrm{THz}$$10\,\mu \mathrm{m} – 1\,\mathrm{mm}$
Licht (sichtbar)$400\,\mathrm{THz}\,$ (rot)$\,-\,790\,\mathrm{THz}$ (violett)$380\,\mathrm{nm}\,$ (violett)$\,-\, 780\,\mathrm{nm}$ (rot)
Ultraviolettstrahlung (UV)$790\,\mathrm{THz} – 30\cdot 10^{15}\,\mathrm{Hz}$$100\,\mathrm{nm} – 380\,\mathrm{nm}$
Röntgenstrahlung$0.25 – 60 \cdot 10^{18}\,\mathrm{Hz}$$0.25\,\mathrm{nm} – 100\,\mathrm{nm}$
Gammastrahlung$>10^{20}\,\mathrm{Hz}$$<5\,\mathrm{pm}$