Elektromagnetische Wellen | (EM-Spektrum)
Studytiger - Chemie
https://www.youtube.com/watch?v=JDwHqGyD9YQ

Transkript (automatisch erstellt)

0:01 In diesem Video gehst um elektromagnetische Strahlung und elektromagnetische Strahlung kann ja jetzt beschrieben werden als
0:07 elektromagnetische Wellen. Deswegen gucken wir uns erstmal so die Grundlagen von elektromagnetischen Wellen an und dann gucken wir uns die einzelnen
0:15 Strahlungsarten mit den unterschiedlichen Frequenzen genauer an. Jetzt erstmal allgemein elektromagische Wellen sehen jetzt immer so aus. Ihr
0:24 seht mal bestehen jetzt immer aus einem elektrischen und einem magnetischen Teil. Und dann haben wir eben diese Wellenausbreitung
0:32 Transversalwelle in eine Richtung verlaufend und jetzt vereinfacht stellt man jetzt so eine elektromagnetische Welle oft geht's nur mit einem
0:41 elektrischen Teil da. Wir haben zwar halt immer auch den magnetischen Teil, aber um jetzt auch die Wellen Größen wie Frequenz und so weiter zu beschreiben,
0:50 reicht jetzt hier meist die einfache sinnlosdarstellung. Und jetzt haben wir je nach Strahlungsart verschiedene Welllängen. Bedeutet, dass jetzt das
1:01 komplette Spektrum der elektromagnetischen Strahlung dann z.B. jetzt wir sehen es gleich noch genauer jetzt z.B. die so aussieht, dass wir
1:10 eben jetzt hier so dargestellt ja sehr viele verschiedene Frequenzen haben mit verschiedenen Strahlungsarten. Und jetzt auch zu Wenlänge. Hier sehen wir haben
1:23 eine höhere Wenlänge in diesem Bereich. Warum? Weil eine Welllinge ist ja jetzt genau der Abstand von einem so ein Sinus, also von einer Periode. Eine
1:32 Periode ist ja dann immer ein Sinus, weil es dann wieder von vorne losgeht und dann periodisch immer ein zweiter Sinus, periodisch dritter Sinus.
1:41 Deswegen das wä jetzt hier eine Wellänge und wir sehen dann hier in diesem Bereich wäre jetzt hier die Wellänge viel höher als z.B. in diesem Bereich.
1:52 Also wir können sagen, hier Wellenge höher und hier Wellänge geringer dagegen bei der Frequenz ist genau unterschiedlich. Das sind auch so die
2:01 Grundlagenfrequenzwell. Hier in diesem Bereich haben wir eine geringere Frequenz und dafür hier ein höhere Frequenz. Wir sehen dann auch
2:11 gleichzeitig Frequenz und Welllinge sind jetzt mal konträr. Und zwar beschreibt ja jetzt dann die Frequenz, die Anzahl der Schwingung pro Sekunde. Und wenn wir
2:22 uns so eine Welle vorstellen hier, wir haben dann hier eine Schwingung pro Zeitintervall und hier dagegen, wenn wir so eine kürzere Wellenge haben, dann
2:35 spielt das halt viel schneller. Deswegen haben wir jetzt hier eine Periode, eine Schwingung jetzt in einer deutlich kürzeren Zeit. Und dann jetzt zu den
2:45 wichtigsten äh Kingrößen noch. Also, wir haben immer hier eine Geschwindigkeit, mit der sich jetzt die Welle ausbreitet und zwar immer bei elektromagnetischen
2:54 Wellen mit Lichtgeschwindigkeit. Das ist dann hier immer 3 x 108 m pro. Diesen Werk solltet ihr kennen. Und dann gibt's dort die Formel C ist = Lambda mal F.
3:06 Also die Welllänge mal die Frequenz ergibt immer genau hier die Lichtgeschwindigkeit und dann können wir auch darüber ist ganz oft gefragt
3:15 umrechnen von Frequenz oder Bellinge. Z.B. Wä dann jetzt hier lambda = c dur 11 f eben die Formel umgestellt oder andersrum, wenn wir nach fstellen wä f=
3:26 c durch lambda und jetzt immer c ist dann die Lichtgeschwindigkeit und dann sehen wir eben auch hier genau, wenn wir hier umrechnen, das ist dann je höher
3:35 die Wellänge, desto die Frequenz, da können wir es auch noch mathematisch sehen. Jetzt als nächstes zu Energie, auch ganz wichtig hier bei der
3:42 elektromagnetischen Strahlung und zwar gilt jetzt für die Energie die Formel E. = h mal f und dann können wir auch sagen hier
3:53 statt f können wir c durch lambda nehmen, deswegen auch gleich e = h mal c durch lambda. Jetzt h ist das Plan Schwierigungsquantum ist eine Konstante
4:02 für uns jetzt erstmal nicht so wichtig und dann kann man jetzt hierüber die Energie berechnen. Wir sehen dann auch höhere Frequenz. Also in diesem Bereich
4:10 haben wir deutlich höhere Energien als hier. Andersrum dann auch gesagt bei kleinen Welling haben wir höhere Energien. Deswegen hat die haben jetzt
4:19 die einzelnen Strahlungsarten der elektromagnetischen Strahlung halt andere Energien, was dann eben bei den einzelnen Strahlungsarten dann auch eine
4:26 deutlich unterschiedliche Wirkung hat. Dann noch zwei weitere Punkte. Elektromagnetische Strahlung braucht jetzt kein Medium, um sich auszubreiten.
4:33 Kann sich also dementsprechend auch im Vakuum ausbreiten. Das der Unterschied zu Schall z.B. Schall braucht ein Medium, also ein Medium wie Luft, wie
4:42 Wasser. Schall könnte sich jetzt nicht im Vakuum ausbreiten. Und dann streng genommen noch zu Lichtgeschwindigkeit. Dieser Wert gilt dann genau genommen nur
4:51 in Vakuum. Jetzt in Luft haben wir fast genau diesen Wert von 3 x 10,8 m pro Sekunde, aber dagegen in Wasser oder in anderen Medien wie in Glas, da ist ein
5:02 anderes Thema. Da ist dann die Lichtgeschwindigkeit geringer eben abhängig vom Brechungsindex des Mediums. Deswegen da gibt's noch das Thema
5:09 Umrechnung, aber Standardwert ist erstmal hier die 3,8 3 x 108 m pro Sekunde. Und zwar sieht man rechts die einzelnen Strahlungsarten mit den
5:18 einzelnen Frequenzbereichen dargestellt. Jetzt hier im niedacherfrequentenbereich, da haben wir Radiobellen im mit den geringsten
5:27 Frequenzen und dann den höchsten Wellengen. Danach kommen jetzt Mikrowellen, Infrarstrahlung und auch interessant, wir sehen jetzt das
5:35 sichtbare Licht, das für uns eigentlich mit Farben überhaupt sichtbar ist, das besteht jetzt nur aus einem ganz ganz kleinen Teil. Das heißt, wenn wir
5:45 elektromiche Strahlung das Licht an sich betrachten, kann man sich vorstellen, dass man eben nur einen ganz ganz winzigen Teil sehen kann. Das weiß ist
5:53 für die Menschen nicht sichtbar. Dann über dem sichtbaren Licht haben wir dann noch Rönenstrahlung und Gammastrahlung mit dann dementsprechend höheren
6:01 Frequenzen und noch höheren Energien. Zum sichtbaren Licht haben wir ein Spektrum jetzt im Wellengbereich von 400 bis ungefähr 700 Nanomet. Da könnt euch
6:10 merken bei 400 Nanom sind wir im roten Bereich dann bei 700 Nanom im blau ultravioletten Bereich. Heißt blaues Licht ist einfach energiereicher als
6:18 rotes Licht. Und dann jetzt in den höheren Frequenzbereichen jetzt ab 10 hoch 16 Hz, da haben wir ionisierende Strahlung, dann ist die Energie so hoch,
6:29 weil bei sohen Frequenzen nach der Formel E = H mal f hohe Frequenz, hohe Energie und Ionisierung bedeutet, dass jetzt die Strahlung Elektronen aus Atom
6:39 herauslösen kann und das ist vor allem gefährlich jetzt in der Praxis bei Gewebe. Ihr seht z.B. mal dargestellt. Wir haben jetzt hier ionisierende
6:47 Strahlung dargestellt als Photon Thema ist ja hier wir können Licht auch als statt Welle als Photon als Teichen darstellen, darum aber hier nicht mehr
6:56 in diesem Video. Auf jeden Fall kann dann hier ende Strahlung dann im Gewebe Elektron herauslösen, das Gewebe dann hier schädigen. Deswegen diese sehr
7:05 energiereiche Strahlung sehr gefährlich. Dann jetzt im höherfrequentenbereich übersichtbaren Licht haben wir dann Röngenstrahlung und Gammastrahlung.
7:14 Ründengstrahlung dementsprechend auch sehr energiereich, also potenziell gefährlich. Deswegen auch bei man nutzt die Röngenstrahlung in der Ründenröhre
7:23 bei Untersuchung auch da gibt's ja deswegen auch die Bleistützen, weil es ist äh die Strahlung dadurch, dass so energiereich ist, dringt tief ins Gewebe
7:33 ein. An sich jetzt erstmal nicht total schlimm, aber man trickt halt Bleistützen, um sich zu schützen. Deswegen ist es schon eine gewisse
7:41 Belastung da. und dann Gammastrahlung, noch höhere Frequenzen, noch ähm energiereicher. Deswegen das erhalten wir beim Gammafall bei der Radioität
7:50 sehr gefährlich. Jetzt noch zur Praxis und zwar auf der Erde in der Atmosphäre. Da haben wir zum Glück diese extrem gefährliche, hochenergiereiche Strahlung
8:01 nicht, weil die wird komplett absorbiert. Ihr seht's mal dargestellt, auf der Erde, auf im Erdboden empfangen wir nur Radiowellen und dann Licht im
8:10 sichtbaren Bereich. Jetzt je höher wir uns befinden in der Atmosphäre, desto mehr kommt noch von den höher energiereichen Strahlungsarten durch.
8:19 Aber auf dem Erdboden seht ihr, haben wir von der sehr sehr hochen energiereichen Strahlung sind wir dann weit ins geschützt. Das ist noch eine
8:28 Sache dazu. Dann verlinke ich noch ähnlich Videos hier noch mein Chemiekanal verlinkt mit weiteren ähnlichen Videos. Und das war's dann
8:35 damit zu diesem Video.