Das elektromagnetische Spektrum erkunden – Wellenlänge, Frequenz, Photonenenergie, Quellen, Anwendungen und Gefahren
PhysikSchwingungen und WellenAlter 16–17
Wird geladen …
Zum Starten anmeldenZiehen Sie einen Cursor über das elektromagnetische Spektrum in logarithmischer Darstellung, von Radiowellen bis zur Gammastrahlung, und lesen Sie die Wellenlänge λ, die Frequenz f = c/λ und die Photonenenergie E = hf in Joule und Elektronvolt ab. Zu jedem Bereich gibt es Quellen, Nachweis, Anwendungen und Gefahren sowie die Angabe, ob die Strahlung ionisierend ist und ob sie durch die Atmosphäre bis zum Boden gelangt. Die Ansicht Detektoren zeigt denselben Raum mit dem Auge, einer Wärmebildkamera, einem Mikrowellenempfänger, einem Röntgenbild und einer Gammakamera.
Lektion: Elektromagnetische Wellen: das elektromagnetische Spektrum, c = fλ, Photonenenergie E = hf, ionisierende und nichtionisierende Strahlung, atmosphärische Fenster
Was sie zeigt
Alle elektromagnetischen Wellen sind Transversalwellen und breiten sich im Vakuum mit derselben Geschwindigkeit c = 3,00 × 10⁸ m/s aus, daher verknüpft c = fλ Frequenz und Wellenlänge. Licht wird in Photonen der Energie E = hf ausgesandt und absorbiert: Je kürzer die Wellenlänge, desto mehr Energie trägt jedes Photon. Das Spektrum umfasst mehr als 17 Größenordnungen und wird deshalb logarithmisch dargestellt. Photonen über etwa 10 eV können Atome ionisieren; deshalb schädigen Röntgen- und Gammastrahlung Zellen. Die Atmosphäre lässt sichtbares Licht und die meisten Radiowellen durch, absorbiert aber fast das ganze Ultraviolett sowie Röntgen- und Gammastrahlung.
So funktioniert es
Bewegen Sie den Regler Wellenlänge (log. Skala) oder ziehen Sie auf dem Spektrum; ziehen Sie auf dem sichtbaren Streifen, um eine Farbe genau einzustellen. Wählen Sie unter Beispiele eine Quelle, um direkt dorthin zu springen. Lesen Sie λ, f und E in den Feldern und auf der Bereichskarte Quellen, Nachweis, Anwendungen und Gefahren ab. Mit Notieren fügen Sie Zeilen hinzu und prüfen, dass f·λ konstant bleibt. In der Ansicht Detektoren sehen Sie denselben Raum mit einem anderen Detektor in jedem Bereich.
Einstellbare Parameter
- Ansicht Spektrum, Detektoren
- Wellenlänge: log₁₀(λ / m) -13–4
- Durchlässigkeit der Atmosphäre zeigen
- Illustrative Welle zeigen
Fragen zum Erkunden
- Wie viel Mal größer ist die Photonenenergie von 50-keV-Röntgenstrahlung als die von grünem Licht?
- Warum funktionieren Radioteleskope am Boden, während Röntgenteleskope im Erdorbit sein müssen?
- Warum sieht eine Wärmebildkamera einen warmen Menschen, aber nicht die Landschaft hinter einer Fensterscheibe?
