Eine freie Initiative von Menschen bei anthrowiki.at, anthro.world, biodyn.wiki und steiner.wiki mit online Lesekreisen, Übungsgruppen, Vorträgen ... |
Wie Sie die Entwicklung von AnthroWiki durch Ihre Spende unterstützen können, erfahren Sie hier. |
Spektrum
Als Spektrum (von lat. spectrum „Bild“, „Erscheinung“, „Gespenst“) wird in wissenschaftlichen Zusammenhängen ganz allgemein eine nach einer bestimmten Eigenschaft aufgefächerte, geordnete Intensitäts- bzw. Häufigkeitsverteilung innerhalb eines spezifischen Erscheinungsbereiches bezeichnet. Ein Gerät, mit dem eine derartige Spektralanalyse durchgeführt werden kann, wird Spektroskop genannt. Spektren und die darauf bezogene Spektralanalyse (Spektroskopie) spielen aber auch in rein mathematischen Zusammenhängen eine wichtige Rolle.
Beispiele
Farbspektrum
Das bekannteste Beispiel ist das sich im Phänomen des Regenbogens offenbarende Farbspektrum, in dem die Regenbogenfarben aufgefächert und geordnet nach ihrer Farbqualität erscheinen, von den dunklen Rottönen, über Orange, Gelb und Grün, bis hin zu den tiefen blauen und violetten Farben.
Atomspektrum
Das Atomspektrum ist das Emissionsspektrum eines einzelnen Atoms. Es handelt sich dabei im Gegensatz zum Spektrum eines glühenden Körpers oder Gases nicht um ein kontinuierliches Farbspektrum, sondern um ein diskontinuierliches Linienspektrum, das nur aus einzelnen farbigen Linien, den Spektrallinien, besteht, deren Zahl und Anordnung charakteristisch für das jeweilige chemische Element sind. Diesem typischen Emissionsspektrum entspricht ein genau gleich angeordnetes Absorptionspektrum, wodurch etwa im Farbspektrum der Sonne die markanten schwarzen Fraunhoferlinien entstehen (vgl. dazu die Abbildungen oben).
Elektromagnetisches Spektrum
Ein abstrakteres Beispiel ist das elektromagnetische Spektrum, in dem die elektromagnetischen Wellen nach ihrer Frequenz oder Wellenlänge aufgefächert werden.
Bezeichnung | Unterteilung | Wellenlänge | Frequenz | Photonenenergie[1][2] | Erzeugung / Anregung | Technischer Einsatz | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
von | bis | von | bis | |||||
Niederfrequenz | Extremely Low Frequency (ELF) | 10.000 km | 100.000 km | 30 Hz | 3 Hz | > 2,0 × 10−33 J > 12 feV |
Bodendipol, Antennenanlagen, Schumann-Frequenzen | Bahnstrom |
Super Low Frequency (SLF) | 1.000 km | 10.000 km | 300 Hz | 30 Hz | > 2,0 × 10−32 J > 120 feV |
Netzfrequenz, (ehemals) U-Boot-Kommunikation | ||
Ultra Low Frequency (ULF) | 100 km | 1000 km | 3000 Hz 3 kHz |
300 Hz 0,3 kHz |
> 2,0 × 10−31 J > 1,2 peV |
|||
Very Low Frequency (VLF) Myriameterwellen Längstwellen (SLW) |
10 km | 100 km | 30 kHz | 3 kHz | > 2,0 × 10−30 J > 12 peV |
U-Boot-Kommunikation (DHO38, ZEVS, Sanguine, SAQ), Funknavigation, Pulsuhren | ||
Radiowellen | Langwelle (LW) | 1 km | 10 km | 300 kHz | 30 kHz | > 2,0 × 10−29 J > 120 peV |
Oszillatorschaltung + Antenne | Langwellenrundfunk, DCF77, Induktionskochfeld |
Mittelwelle (MW) | 100 m | 1000 m | 3 MHz | 300 kHz | > 2· × 10−28 J > 1,2 neV |
Mittelwellenrundfunk, HF-Chirurgie, (1,7 MHz-3 MHz Grenzwelle, Kurzwellenrundfunk) | ||
Kurzwelle (KW) | 10 m | 100 m | 30 MHz | 3 MHz | > 1,1 × 10−27 J > 12 neV |
Grenzwelle, Kurzwellenrundfunk, HAARP, Diathermie, RC-Modellbau | ||
Ultrakurzwelle (UKW) | 1 m | 10 m | 300 MHz | 30 MHz | > 2,0 × 10−26 J > 120 neV |
Anregung von Kernspinresonanz | Hörfunk, Fernsehen, Radar, Magnetresonanztomografie | |
Mikrowellen[3] | Dezimeterwellen | 10 cm | 1 m | 3 GHz | 300 MHz | > 2,0 × 10−25 J > 1,2 µeV |
Magnetron, Klystron, Maser, kosmische Hintergrundstrahlung
Anregung von Kernspinresonanz und Elektronenspinresonanz, Molekülrotationen |
Radar, Magnetresonanztomografie, Mobilfunk, Fernsehen, Mikrowellenherd, WLAN, Bluetooth, GPS |
Zentimeterwellen | 1 cm | 10 cm | 30 GHz | 3 GHz | > 2,0 × 10−24 J > 12 µeV |
Radar, Radioastronomie, Richtfunk, Satellitenrundfunk, WLAN | ||
Millimeterwellen | 1 mm | 1 cm | 300 GHz 0,3 THz |
30 GHz | > 2,0 × 10−23 J > 120 µeV |
Radar, Radioastronomie, Richtfunk | ||
Terahertzstrahlung | 30 µm | 3 mm | 10 THz | 0,1 THz | > 6,6 × 10−23 J > 0,4 meV |
Synchrotron, Freie-Elektronen-Laser | Radioastronomie, Spektroskopie, Abbildungsverfahren, Sicherheitstechnik | |
Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) | Fernes Infrarot (FIR) | 50 µm | 1 mm | 6 THz | 300 GHz | > 2,0 × 10−22 J > 1,2 meV |
Wärmestrahler, Synchrotron
Molekülschwingungen |
Infrarotspektroskopie, Raman-Spektroskopie, Infrarotastronomie |
Mittleres Infrarot (MIR) | 3,0 µm | 50 µm | 100 THz | 6 THz | > 4,0 × 10−21 J > 25 meV |
Kohlendioxidlaser, Quantenkaskadenlaser | Thermografie | |
Nahes Infrarot (NIR) | 780 nm | 3,0 µm | 385 THz | 100 THz | > 8,0 × 10−20 J > 500 meV |
Nd:YAG-Laser, Laserdiode, Leuchtdiode | Fernbedienung, Datenkommunikation (IRDA), CD | |
Licht | Rot | 640 nm | 780 nm | 468 THz | 384 THz | 1,59–1,93 eV | Wärmestrahler (Glühlampe), Gasentladung (Neonröhre), Farbstoff- und andere Laser, Synchrotron, Leuchtdiode
Anregung von Valenzelektronen |
DVD, Laserpointer, Rot, Grün: Lasernivellier, Beleuchtung, Colorimetrie, Fotometrie, Rot, Gelb, Grün: Lichtzeichenanlage, Violett: Blu-ray Disc |
Orange | 600 nm | 640 nm | 500 THz | 468 THz | 1,93–2,06 eV | |||
Gelb | 570 nm | 600 nm | 526 THz | 500 THz | 2,06–2,17 eV | |||
Grün | 490 nm | 570 nm | 612 THz | 526 THz | 2,17–2,53 eV | |||
Blau | 430 nm | 490 nm | 697 THz | 612 THz | 2,53–2,88 eV | |||
Violett | 380 nm | 430 nm | 789 THz | 697 THz | 2,88–3,26 eV | |||
UV-Strahlen[4] | Nahes UV (UV-A, „Schwarzlicht“) | 315 nm | 380 nm | 952 THz | 789 THz | 3,26–3,94 eV | Gasentladung, Synchrotron, Excimerlaser, Leuchtdiode | Schwarzlicht Fluoreszenz, Phosphoreszenz, Banknotenprüfung, Fotolithografie, Desinfektion, UV-Licht, Spektroskopie |
Mittleres UV (UV-B, „Dorno-Strahlung“) | 280 nm | 315 nm | 1071 THz 1 PHz |
952 THz | 3,94–4,43 eV | |||
Fernes UV (UV-C, FUV) | 200 nm | 280 nm | 1,5 PHz | 1 PHz | 4,43–6,2 eV | |||
Vakuum-UV (UV-C, VUV) | 100 nm | 200 nm | 3 PHz | 1,5 PHz | > 9,9 × 10−19 J 6,2–12 eV |
XUV-Röhre, Synchrotron, Nanoplasma | EUV-Lithografie, Röntgenmikroskopie, Nanoskopie | |
EUV (EUV) | 10 nm | 121 nm | 30 PHz | 2,5 PHz | >5,0 × 10−18 J 10,2–120 eV | |||
Röntgenstrahlen | 10 pm | 10 nm | 30 EHz | 30 PHz | > 2,0 × 10−16 J > 120 eV |
Röntgenröhre, Synchrotron
Anregung von inneren Elektronen, Auger-Elektronen |
medizinische Diagnostik, Sicherheitstechnik, Röntgen-Strukturanalyse, Röntgenbeugung, Photoelektronenspektroskopie, Röntgenabsorptionsspektroskopie | |
Gammastrahlen | 10 pm | 30 EHz | > 2,0 × 10−14 J > 120 keV |
Radioaktivität, Annihilation
Anregung von Kernzuständen |
medizinische Strahlentherapie, Mößbauerspektroskopie |
Da aus physikalischer Sicht elektromagnetische Wellen die physikalischen Träger auch aller Licht- bzw. Farberscheinungen sind, kann jeder Farbe auch eine bestimmte Wellenlänge oder Frequenz zugeordnet werden. So entspricht etwa den roten Farbtönen ein Wellenlängenbereich von ungefähr 790–630 nm, den violetten Farben ein Bereich von etwa 420–390 nm. Nach der 1900 von Max Planck aufgestellten Quantenhypothese wird die elektromagnetische Strahlung in einzelnen Energiepaketen, den Quanten, ausgesendet, d.h. nicht kontinuierlich, sondern in Form einzelner Strahlungsblitze (Photonen). Dabei besteht folgender Zusammenhang zwischen der Strahlungsenergie und der Frequenz :
- mit dem Planckschen Wirkungsquantum
Dass damit das Wesen des Lichts, der Wärme usw. nicht erfasst wird, liegt auf der Hand. Wellen und Schwingungen sind Bewegungsvorgänge und als solche vollkommen verschieden von den erlebten Farb- oder Wärmequalitäten. Zwar sind elektromagnetischen Wellen dazu notwendig, dass die sinnliche Wahrnehmung der Farben überhaupt zustande kommt, aber sie haben mit dem Inhalt dieser Wahrnehmung, also mit den erlebten Qualia ganz und gar nichts zu tun. Darauf hat Rudolf Steiner schon in seinen Einleitungen zu Goethes Naturwissenschaftlichen Schriften ganz klar hingewiesen:
„Dass ein Schwingungsvorgang im Äther vorgeht, während vor mir «Rot» auftritt, das soll nicht bestritten werden. Aber was real eine Wahrnehmung zustande bringt, das hat, wie wir schon gezeigt haben, mit dem Wesen des Inhaltes gar nichts zu tun [...]
Dies ist ja aber von vornherein klar. Wenn man untersucht, was in dem Räumlich-Ausgedehnten vorgeht, während die in Rede stehenden Entitäten vermittelt werden, dann muss man auf eine einheitliche Bewegung kommen.
Denn ein Medium, in dem nur Bewegung möglich ist, muss auf alles durch Bewegung reagieren. Es wird auch alle Vermittelungen, die es übernehmen muss, durch Bewegung vollbringen. Wenn ich dann die Formen dieser Bewegung untersuche, dann erfahre ich nicht: was das Vermittelte ist, sondern auf welche Weise es an mich gebracht wird. Es ist einfach ein Unding, zu sagen: Wärme oder Licht seien Bewegung. Bewegung ist nur die Reaktion der bewegungsfähigen Materie auf das Licht.“ (Lit.:GA 1, S. 298ff)
Massenspektrum
In einem Massenspektrometer, einem wichtigen Hilfsmittel für die chemische Analyse, werden winzige Substanzmengen nach ihrer Masse aufgetrennt.
Siehe auch
Literatur
- Rudolf Steiner: Einleitungen zu Goethes Naturwissenschaftlichen Schriften, GA 1 (1987), ISBN 3-7274-0011-0 pdf pdf(2) html mobi epub archive.org English: rsarchive.org
Literaturangaben zum Werk Rudolf Steiners folgen, wenn nicht anders angegeben, der Rudolf Steiner Gesamtausgabe (GA), Rudolf Steiner Verlag, Dornach/Schweiz Email: verlag@steinerverlag.com URL: www.steinerverlag.com.
Freie Werkausgaben gibt es auf steiner.wiki, bdn-steiner.ru, archive.org und im Rudolf Steiner Online Archiv. Eine textkritische Ausgabe grundlegender Schriften Rudolf Steiners bietet die Kritische Ausgabe (SKA) (Hrsg. Christian Clement): steinerkritischeausgabe.com Die Rudolf Steiner Ausgaben basieren auf Klartextnachschriften, die dem gesprochenen Wort Rudolf Steiners so nah wie möglich kommen. Hilfreiche Werkzeuge zur Orientierung in Steiners Gesamtwerk sind Christian Karls kostenlos online verfügbares Handbuch zum Werk Rudolf Steiners und Urs Schwendeners Nachschlagewerk Anthroposophie unter weitestgehender Verwendung des Originalwortlautes Rudolf Steiners. |
Weblinks
Einzelnachweise
- ↑ CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 4. August 2015.
- ↑ CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 21. Juli 2015. Wert für die Elementarladung in der Einheit Coulomb.
- ↑ gehören nach der Definition der VO Funk, Ausgabe 2012, Artikel 1.5 auch noch zu den Radiowellen.
- ↑ Deutsches Institut für Normung (Hrsg.): Strahlungsphysik im optischen Bereich und Lichttechnik; Benennung der Wellenlängenbereiche. DIN 5031 Teil 7, Januar 1984.