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Spektrum

(das Spektrum, Plural Spektren; lateinisch)

Als Spektrum wurde ursprünglich die Aufspaltung weißen Lichts in Licht verschiedener Farben, d. h. Wellen verschiedener Wellenlänge bzw. Frequenz (z. B. beim Durchgang durch ein Prisma oder ein Beugungsgitter) bezeichnet (spektrale Aufspaltung); dann entsprechend auf alle elektromagnetische Wellen erweitert. Verfahren, die das Spektrum untersuchen, nennt man Spektroskopie.

Das Spektrum dieser Wellen umfasst (der Wellenlänge nach geordnet):

  • lange Rundfunkwellen (LW)
  • mittlere Rundfunkwellen (MW)
  • kurze Rundfunkwellen (KW)
  • ultrakurze Rundfunkwellen (UKW)
  • Mikrowellen
  • Infrarot (IR)
  • sichtbares Licht (VIS)

    • Rot (um 700 nm)
    • Grün (um 546,1 nm)
    • Blau (435,8 nm)
  • ultraviolettes Licht

    • langwelliges UV Licht 320 - 400 nm
    • mittelwelliges UV Licht 280 - 320 nm
    • kurzwelliges UV Licht 200 - 280 nm
  • Röntgen- und Gammastrahlen.

Im übertragenen Sinn wird Spektrum auch für die Zerlegung anderer Strahlungen nach einem untersuchten Merkmal benutzt, z. B. Frequenzspektrum von Schallwellen, Geschwindigkeitsspektrum einer Betastrahlung, Massenspektrum eines Atomstrahls.

Werden in einem Spektrum nur einzelne, scharfe, getrennt liegende Zahlenwerte angenommen, so nennt man dies ein diskretes Spektrum. Dagegen variieren bei einem kontinuierlichen Spektrum die Zahlenwerte stetig (eventuell innerhalb gewisser Grenzen).

Die Atome und Moleküle verschiedener Stoffe senden bei Anregung (durch Erhitzen, Elektronenbeschuss) Wellen nur ganz bestimmter Länge aus, da jedes atomare Gebilde Energie nur in ganz bestimmten Mengen (Quanten) aufnehmen und abgeben kann. Die ausgestrahlten Lichtwellen werden in einem Spektralapparat als Spektrallinien gesehen. Bei einatomigen Gasen (z. B. Edelgasen) sind die einzelnen Spektrallinien gut getrennt (Linienspektrum), bei Molekülen dagegen, wegen der großen Zahl dichtliegender Energieniveaus, innerhalb größerer Gebiete verwaschen (Bandenspektrum).

Man unterscheidet zwischen Emissionsspektrum, d. h. Spektrallinien, die von angeregten Atomen ausgesandt (emittiert) werden und Absorptionsspektrum, das beim Durchgang von weißem Licht durch Gase infolge Absorption bestimmter Lichtwellen in den Gasatomen entsteht. Glühende feste und flüssige Stoffe senden ein kontinuierliches Spektrum aus (Absorptionslinien). Röntgenspektroskopie.

Das Spektrum kann dazu verwendet werden, bestimmte Substanzen zu identifizieren und findet u.a. Anwendung in der Bestimmung von Mineralien.


Einordnung