Das elektromagnetische (EM) Spektrum umfasst alle Wellenfrequenzen, einschließlich Radio, sichtbares Licht und Röntgenstrahlen. Alle EM-Wellen bestehen aus Photonen, die durch den Weltraum wandern, bis sie mit Materie wechselwirken; einige Wellen werden absorbiert und andere reflektiert. Obwohl die Wissenschaften EM-Wellen im Allgemeinen in sieben Grundtypen einteilen, sind alle Manifestationen desselben Phänomens.
Radiowellen: Sofortige Kommunikation
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Radiowellen sind die Wellen mit der niedrigsten Frequenz im EM-Spektrum. Funkwellen können verwendet werden, um andere Signale zu Empfängern zu übertragen, die diese Signale anschließend in nutzbare Informationen umwandeln. Viele Objekte, sowohl natürliche als auch künstliche, senden Radiowellen aus. Alles, was Wärme abgibt, sendet Strahlung über das gesamte Spektrum aus, jedoch in unterschiedlichen Mengen. Sterne, Planeten und andere kosmische Körper senden Radiowellen aus. Radio- und Fernsehsender sowie Mobilfunkunternehmen produzieren alle Radiowellen, die Signale übertragen, die von den Antennen Ihres Fernsehers, Radios oder Mobiltelefons empfangen werden.
Mikrowellen: Daten und Wärme
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Mikrowellen sind die Wellen mit der zweitniedrigsten Frequenz im EM-Spektrum. Während Radiowellen bis zu Meilen lang sein können, messen Mikrowellen von wenigen Zentimetern bis zu einem Fuß. Aufgrund ihrer höheren Frequenz können Mikrowellen Hindernisse durchdringen, die Funkwellen stören, wie Wolken, Rauch und Regen. Mikrowellen übertragen Radar, Festnetztelefonate und Computerdatenübertragungen und kochen Ihr Abendessen. Mikrowellen-Überreste des "Urknalls" strahlen aus allen Richtungen durch das Universum.
Infrarotwellen: Unsichtbare Hitze
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Infrarotwellen liegen im unteren mittleren Frequenzbereich des EM-Spektrums, zwischen Mikrowellen und sichtbarem Licht. Die Größe der Infrarotwellen reicht von wenigen Millimetern bis hin zu mikroskopischen Längen. Die längerwelligen Infrarotwellen erzeugen Wärme und umfassen Strahlung, die von Feuer, der Sonne und anderen wärmeerzeugenden Objekten emittiert wird; Infrarotstrahlen mit kürzerer Wellenlänge erzeugen nicht viel Wärme und werden in Fernbedienungen und Bildgebungstechnologien verwendet.
Sichtbare Lichtstrahlen
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Sichtbare Lichtwellen lassen Sie die Welt um sich herum sehen. Die verschiedenen Frequenzen des sichtbaren Lichts werden vom Menschen als die Farben des Regenbogens erlebt. Die Frequenzen bewegen sich von den niedrigeren Wellenlängen, die als Rottöne erkannt werden, bis zu den höheren sichtbaren Wellenlängen, die als Violetttöne erkannt werden. Die auffälligste natürliche Quelle für sichtbares Licht ist natürlich die Sonne. Objekte werden als unterschiedliche Farben wahrgenommen, je nachdem, welche Wellenlängen des Lichts ein Objekt absorbiert und welche es reflektiert.
Ultraviolette Wellen: Energetisches Licht
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Ultraviolette Wellen haben noch kürzere Wellenlängen als sichtbares Licht. UV-Wellen sind die Ursache für Sonnenbrand und können in lebenden Organismen Krebs auslösen. Hochtemperaturprozesse emittieren UV-Strahlen; diese können im ganzen Universum von jedem Stern am Himmel aus nachgewiesen werden. Der Nachweis von UV-Wellen hilft beispielsweise Astronomen dabei, die Struktur von Galaxien zu verstehen.
Röntgen: Durchdringende Strahlung
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Röntgenstrahlen sind extrem energiereiche Wellen mit Wellenlängen zwischen 0,03 und 3 Nanometern – nicht viel länger als ein Atom. Röntgenstrahlen werden von Quellen emittiert, die sehr hohe Temperaturen erzeugen, wie die Sonnenkorona, die viel heißer ist als die Sonnenoberfläche. Zu den natürlichen Quellen von Röntgenstrahlen zählen enorm energetische kosmische Phänomene wie Pulsare, Supernovae und Schwarze Löcher. Röntgenstrahlen werden häufig in der Bildgebungstechnologie verwendet, um Knochenstrukturen im Körper zu sehen.
Gammastrahlen: Kernenergie
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Gammawellen sind die EM-Wellen mit der höchsten Frequenz und werden nur von den energiereichsten kosmischen Objekten wie Pulsaren, Neutronensternen, Supernovae und Schwarzen Löchern emittiert. Zu den terrestrischen Quellen gehören Blitze, nukleare Explosionen und radioaktiver Zerfall. Gammawellenwellenlängen werden auf subatomarer Ebene gemessen und können tatsächlich durch den leeren Raum innerhalb eines Atoms gehen. Gammastrahlen können lebende Zellen zerstören; glücklicherweise absorbiert die Erdatmosphäre alle Gammastrahlen, die den Planeten erreichen.