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Infrarotstrahlung

Infrarotstrahlung

Als Infrarotstrahlung (kurz IR-Strahlung) bezeichnet man in der Physik elektromagnetische Wellen im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und der langwelligeren Mikrowellenstrahlung. Dies entspricht einem Wellenlängenbereich von etwa 780 nm bis 1 mm. Bei kurzwelliger IR-Strahlung spricht man oft von "Nahinfrarot" (NIR), bei Wellenlängen von ca. 5...20 Mikrometer von "mittlerem Infrarot" (MIR). Extrem langwellige IR-Strahlung bezeichnet man als "Ferninfrarot" (FIR). Sie grenzt an den Bereich der Terahertzstrahlung. Technisch wird unterschieden in:
- nahes Infrarot: near infrared NIR, IR-A DIN, 0,7 – 1,4 µm – beschränkt durch die Wasserabsorption und in der Telekommunikation verwendet, aufgrund der geringen Absorption und Dispersion von Glasfasern
- kurzwelliges IR: short wavelength IR SWIR, IR-B DIN, 1,4 – 3 µm Die Wasserabsorption steigt bei 1450 nm stark an
- mittelwelliges Infrarot: mid wavelength IR MWIR, IR-C DIN, auch Zwischen-IR: intermediate-IR (IIR), 3 – 8 µm
- langwelliges IR: long wavelength IR LWIR, IR-C DIN, 8 – 15 µm)
- fernes Infrarot: far infrared FIR, 15 – 1000 µm Die Begriffe sind nicht immer so eindeutig wie für den sichtbaren Bereich definiert und werden teils durch die Anwendungen oder spezielle physikalische Phänomene bestimmt, weshalb es mehrere unterschiedliche Bezeichnungen gibt.

Geschichte

Die IR-Strahlung wurde im Jahre 1800 von Wilhelm Herschel entdeckt, indem er Sonnenlicht durch ein Prisma lenkte und hinter dem roten Ende des sichtbaren Spektrums ein Thermometer legte. Aus dem beobachteten Temperaturanstieg schloss er, dass sich das Sonnenspektrum jenseits des Roten fortsetzt. Umgangssprachlich wird IR-Licht oft mit Wärmestrahlung gleichgesetzt. Breitbandige IR-Quellen sind thermische Strahler wie beispielsweise Glühlampen und Heizstrahler. Selektivstrahler sind der Nernst-Stift, der Auer-Strumpf oder auch Hochdruck-Gasentladungslampen und auch Infrarot-LEDS. Als monochromatische, kohärente Quellen dienen Infrarotlaser (Halbleiterlaser, Nd:YAG-Laser, CO2-Laser). Zum Nachweis von IR-Strahlung aller Wellenlängen eigenen sich thermische Detektoren (Thermoelemente oder Bolometer). Im kurzwelligen Bereich werden Halbleiterdetektoren verwendet - auch Digitalkameras eignen sich dafür, wenn ihr IR-Sperrfilter nicht zu stark ausgelegt ist. Zur Aufnahme von IR-Bildern im nahen Infrarotbereich eignen sich auch spezielle fotografische Filme. Bei längeren Wellenlängen (mittleres Infrarot) werden gekühlte Halbleiterempfänger oder pyroelektrische Sensoren (Anwendung z. B. im PIR-Bewegungsmelder) verwendet. Bildgebende Sensoren haben für die Thermografie, die Infrarot-Astronomie (Blick durch interstellare Staubwolken möglich) und Nachtsichtgeräte Bedeutung.

Anwendungen

Anwendung in der Astronomie

In der Infrarotastronomie beobachtet man "kühle" Objekte (kälter als 1000 K), die in anderen Spektralbereichen kaum zu sehen sind, oder Objekte, die in oder hinter einer interstellaren Wolke liegen. Zusätzlich hilft die IR-Spektroskopie bei der Analyse der betrachteten Objekte.

Anwendung in der Computertechnik

Infrarotschnittstellen von PCs ermöglichen eine drahtlose Kommunikation mit Peripheriegeräten. Dabei war die Firma Hewlett Packard eines der ersten Unternehmen, das die Infrarot-Technik mit der EDV verbunden hat. Im Jahre 1979 integrierte man dort erstmals eine IR-Schnittstelle in einen Taschenrechner, um so eine Verbindung zu einem Drucker herzustellen. Im Jahre 1990 wurde dann erstmals eine IR-Schnittstelle in einen Desktop-PC integriert. Diese Schnittstelle wurde zu ihrem ersten Standard. Man nannte ihn somit Serial Infrared (Serielles Infrarot), abgekürzt SIR. Aus Geschwindigkeitsgründen ist dieser Standard heutzutage durch das abwärtskompatible Fast-IR abgelöst, welches jedes Desktop-Mainboard ab ungefähr Baujahr 2002 unterstützt (bzw. für den Anschluss eines solchen Senders/Empfängers vorbereitet ist). PDA's und Notebooks (ausser den meisten ganz neuen) haben ein solches Infrarotgerät eingebaut, ebenso wie einige Mobiltelefone (hier gilt für die neueren dasselbe wie für Notebooks). Des Weiteren liegt die Standardwellenlänge in der optischen Datenübertragung mittels Glasfasern mit 1550 nm im Infraroten.

Anwendung in der Chemie

IR-Strahlung regt Moleküle zu Schwingungen und Rotationen an. Die Infrarotspektroskopie (IR-Spektroskopie) ist ein physikalisches Analyseverfahren, das infrarotes Licht zur quantitativen Bestimmung von bekannten Substanzen oder Strukturaufklärung unbekannter Substanzen benutzt.

Anwendung in der Vermessung von Vegetation

Im nahen Infrarot besitzt Chlorophyll eine deutlich (ungefähr 6x) höherere Reflektivität als im sichtbaren (insbesondere grünen) Spektrum. Dieser Effekt wird zur Erkennung von Vegetation ausgenutzt. Hat man auf diese Weise Vegetation erkannt, kann sie (und nur sie) vermessen werden. Die Vermessung von Vegetation ist insbesondere für Autobahn- oder Straßenmeistereien, Gleisinfrastrukturbetreiber (z.B. DB Netz AG) oder Forstbetriebe von Bedeutung. Ragt Vegetation zu weit in das Lichtraumprofil von Fahrzeugen wird dies vom Vermessungssystem automatisch registriert.

Anwendung in der Medizin

Infrarotlicht wird in der Medizin häufig in Verbindung mit Lasertechnik genutzt. Die Einsatzgebiete umfassen dabei insbesondere die Haut-, Augen- und Zahnheilkunde (Messen, Veröden, Schneiden, Koagulieren, Lichttherapie).

Anwendung in der Automobiltechnik

Im Auto kann eine Infrarotkamera genutzt werden, um als Nachtsichtsystem die Sicherheit bei Nachtfahrten zu erhöhen. Hierbei wird das von einer Infrarotkamera aufgenommene Bild auf einem Display im Fahrzeuginneren dem Fahrer zur Verfügung gestellt. Entsprechende Systeme werden meist als "Night Vision" bezeichnet.

Anwendung in der Instandhaltung

In der modernen Instandhaltung von elektrischen und mechanischen Anlagen/Maschinen wird die Thermografie als ergänzende Messmethode zur präventiven Mängel- und Schadenserkennung eingesetzt. Berührungslos werden damit zuverlässig kritische Zustände ("Hot-Spots") von Maschinen, Anlagen und Installationen während deren Normalbetrieb ermittelt. Dadurch können bereits frühzeitig Maßnahmen zur Eingrenzung der Auswirkungen eingeleitet und somit ggf. Ausfälle und Schäden vermieden werden. Man kann sie auch prima mit der Schwingunsgmesstechnik kombinieren. Wie die IRIS des Auge eine Krankheit anzeigt, zeigt auch die Temperaturerhöhung bzw. die Schwingung mögliche Ausfälle an.

Anwendung in der Materialbearbeitung

Bohren, Schneiden, Schweißen, Gravieren mit Infrarot-Laser (z.B. CO2-Laser).

Sonstige Anwendungen

- Mit Hilfe der Thermographie lassen sich Bilder der durch die Eigenwärme von Gegenständen entstehenden Infrarotstrahlung erzeugen, sogenannte "Wärmebilder".
- Die IR-Spektroskopie ist ein wichtiges chemisches Analyseverfahren.
- Fernbedienungen von Fernsehern und Stereoanlagen nutzen Infrarotlicht zur Kommunikation.
- Nachtsichtgeräte liefern Bilder der Umgebung im infraroten Spektralbereich.
- Zielsuchende Waffen, die ihr Ziel über die von diesem ausgesandte Wärme (z.B. Triebwerkswärme bei Flugzeugen) mit einer Infrarotkamera finden.
- Heizlampen strahlen hauptsächlich im Infraroten.
- Sicherheitsmerkmal bei Geldscheinen, z. B. dem Euro.
- Infrarote Leuchtdioden in optischen Brandmeldern und Lichtschranken zur Raucherkennung. Kategorie:Elektromagnetisches Spektrum Kategorie:Elektrodynamik Kategorie:Optik ja:赤外線

Elektromagnetische Welle

Elektromagnetische Wellen sind die uns im Alltag neben Wasserwellen und Schallwellen am häufigsten begegnenden Arten von Wellen. Zu ihnen gehören unter anderem das sichtbare Licht und alle Arten in der Elektrotechnik auftretenden Rundfunkwellen. Im Gegensatz zu Schallwellen, handelt es sich bei elektromagnetischen Wellen, wie bei Wasserwellen, um Transversalwellen, d.h. Ausbreitungsrichtung und Schwingungsrichtung stehen senkrecht zueinander, was am Phänomen der Polarisation bemerkbar wird. Physikalisch betrachtet handelt es sich bei elektromagnetischen Wellen um sich ausbreitende Schwingungen des elektromagnetischen Feldes. Hierbei stehen elektrisches und magnetisches Feld senkrecht aufeinander und haben ein festes Größenverhältnis (in SI-Einheiten ist dieses gerade durch die Lichtgeschwindigkeit c gegeben). Insbesondere verschwinden elektrisches und magnetisches Feld an denselben Orten zur selben Zeit, so dass die häufig gelesene Darstellung, dass sich elektrische und magnetische Energie zyklisch ineinander umwandeln, nicht ganz korrekt ist. Sie stimmt allerdings z.B. für das Nahfeld eines elektromagnetische Wellen erzeugenden elektrischen Dipols oder Schwingkreises. Die Entstehung elektromagnetischer Wellen erklärt sich aus den Maxwellgleichungen: Die zeitliche Änderung des elektrischen Feldes ist stets mit einer räumlichen Änderung des magnetischen Feldes verknüpft. Ebenso ist wiederum die zeitliche Änderung des magnetischen Feldes mit einer räumlichen Änderung des elektrischen Feldes verknüpft. Für periodisch (insbesonders sinusförmig) wechselnde Felder ergeben diese Effekte zusammen eine fortschreitende Welle. Das Besondere an der elektromagnetischen Welle ist, dass kein Medium vorhanden sein muss; eine solche Welle kann sich also im absolut leeren Raum fortpflanzen. Im Gegenzug dazu stehen die Materiewellen, wie z. B. der Schall, die ein Medium zur Übertragung brauchen. Im Vakuum breitet sich eine elektromagnetische Welle mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit

c_0 = 299.\,792.\,458\;\mathrm

aus. Dieser Wert ist exakt, da die Einheit Meter durch die Lichtgeschwindigkeit c definiert ist, und gilt unabhängig von der Frequenz der Welle. In einem Medium (also in Materie) verringert sich die Geschwindigkeit abhängig von der Permittivität und der Permeabilität des Stoffes. Zudem wird sie abhängig von der Frequenz der Welle (Dispersion), sowie (je nach Medium) abhängig von ihrer Polarisation und ihrer Ausbreitungsrichtung. Eine direkte Krafteinwirkung (z.B. Richtungsänderung) auf eine sich ausbreitende elektromagnetische Welle kann nur durch das Ausbreitungsmedium (Begrenzungen wie Spiegel eingeschlossen) oder die Gravitationskraft erfolgen. Elektromagnetische Wellen sind im elektromagnetischen Spektrum nach der Wellenlänge sortiert (eine Liste von Frequenzen und Beispiele elektromagnetischer Wellen gibt es im dortigen Artikel). Das am besten bekannte und am meisten studierte Beispiel einer elektromagnetischen Welle ist das sichtbare Licht. Beim Licht bestimmt die Frequenz beziehungsweise die Wellenlänge die Farbe des Lichtes. Monochromatisches Licht, also Licht nur einer einzigen Wellenlänge, hat stets eine Spektralfarbe. Spektralfarbe Bei elektromagnetischen Wellen äußerst geringer Intensität oder bei den kurzwelligen Erscheinungsformen der elektromagnetischen Wellen (beispielsweise Gammastrahlung) genügt das oben beschriebene Wellenmodell nicht mehr, um alle beobachtbaren Phänomene zu beschreiben, vielmehr treten die Teilcheneigenschaften einzelner Photonen, der Quanten des elektromagnetischen Feldes, in den Vordergrund. Der Wellencharakter (etwa Interferenz) tritt dagegen zurück. Im Rahmen dieser Teilchenvorstellung des Lichtes wird jeder Frequenz

\nu

die Energie eines einzelnen Photons

h\cdot\nu

zugeordnet. Beide Aspekte elektromagnetischer Strahlen werden theoretisch im Rahmen der Quantenelektrodynamik erörtert. Einige neuere Theorien, zum Beispiel die Loop-Quantengravitation, sagen eine geringe Frequenzabhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit c im Vakuum voraus.

Mathematische Beschreibung

Die Existenz elektromagnetischer Wellen folgt aus den Maxwellgleichungen. Sie wurden 1865 von James Clerk Maxwell theoretisch postuliert, bevor Heinrich Rudolf Hertz sie 1888 experimentell nachweisen konnte. An dieser Stelle sollen zunächst elektromagnetische Wellen im Vakuum betrachtet werden, also Wellen im ladungsfreien Raum unter Ausschluss von dielektrischen, dia- und paramagnetischen Effekten (

\vec D = \varepsilon_0 \vec E

und

\vec B = \mu_0 \vec H

, siehe Materialgleichungen der Elektrodynamik). Stromdichte j und Ladungsdichte ρ sind Null. Man geht zunächst von der dritten maxwellschen Gleichung aus (mit j=0): :

(1) \  \operatorname \vec E = -

und wendet auf beide Seiten den Rotationsoperator an. Zum einen erhält man dadurch :

\operatorname \  \operatorname \vec E = - \operatorname \left(  \right)

= - \mu_0  \left( \operatorname \vec H \right),

und setzt die vierte maxwellsche Gleichung ein, :

= - \mu_0  \left(  \right)

(2) \  = - \mu_0 \varepsilon_0

Zum anderen gilt ganz allgemein die vektoranalytische Beziehung :

\operatorname \  \operatorname \vec A = \operatorname \  \operatorname \vec A - \Delta \vec A

mit dem Laplace-Operator Δ :

\Delta = \partial^2 / \partial x^2 + \partial^2 / \partial y^2 + \partial^2 / \partial z^2

. Wendet man diese Beziehung auf (1) an, und bedenkt man, dass der ladungsfreie Raum betrachet wird, in dem nach der ersten maxwellschen Gleichung die Divergenz von D Null ist, so ergibt sich :

\operatorname \ \operatorname\vec E = \operatorname \ \operatorname \vec E - \Delta \vec E

= \operatorname \  0 - \Delta \vec E

(3) \  = - \Delta \vec E

. Setzt man nun (2) und (3) zusammen ergibt sich folgende Wellengleichung :

(4)  \  \Delta \vec E = \mu_0 \varepsilon_0

. Fast alle Wellen lassen sich durch Gleichungen der Form :

(5) \   = v^2 f

beschreiben, wobei v die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle ist. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen ist die Lichtgeschwindigkeit c. Für sie gilt daher : $c^2 =$ . Damit erhält man also aus (4) die Gleichung : $= c^2 \Delta \vec E,$ die für jede Komponente eine Wellengleichung der Form (5) darstellt. Ihre Lösungen sind Wellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit c ausbreiten. Breitet sich die Welle in linearen Materialien mit dem Dielektrizitätskonstante ε und der Permeabilität μ aus, so ist die Lichtgeschwindigkeit c etwas niedriger, nämlich : $c=,$ wobei im aber allgemeinen die Materialkonstanten nicht linear sind, sondern selbst z.B. von der Feldstärke oder der Frequenz abhängen. Während das Licht sich in der Luft immer noch fast mit Vakuumlichtgeschwindigkeit c ausbreitet (die Materialkonstanten sind in guter Näherung 1), gilt das für Wasser schon nicht mehr, was u.a. den Tscherenkow-Effekt ermöglicht. Weiterhin ist auch eine mathematische Beschreibung mit Hilfe von Potenzialen moeglich, denn wegen : $(1) \quad \nabla \cdot \left(\nabla \times \vec A \right) = 0$ und : $(2) \quad \nabla \cdot \vec B = 0$ kann der Feldvektor der magnetischen Flussdichte auch als Rotation eines Vektorfeldes A aufgefasst werden. A wird deshalb das Vektorpotenzial von B genannt und es gilt: : $(3) \quad \vec B = \nabla \times \vec A$ Diese Beziehung kann nun weiter verwendet werden. Die Rotation des elektrischen Feldes ist bestimmt durch : $(4) \quad \nabla \times \vec E = -$ Setzt man nun die eben gewonnene Beziehung aus (3) in (4) ein, so erhaelt man : $(5) \quad \nabla \times \vec E = - \nabla \times \vec A$ und daraus folgt : $(6) \quad \nabla \times \left \lbrack \vec E + \right \rbrack = 0$ Nun verschwindet aber die Rotation eines jeden Gradienten, so dass der innere Ausdruck von (6) als Gradient einer skalaren Funktion aufgefasst werden kann: : $(7) \quad - \nabla \phi = \vec E +$ : $(8) \quad \vec E = - \nabla \phi -$ Dies kann nun wieder in den ursprünglichen Maxwell-Gleichungen verwendet werden. Mit : $(9)\quad \nabla \cdot \vec E =$ : $(10) \quad \nabla \times \vec B = \mu \kappa \vec E + \mu \epsilon$ und (8) und der Beziehung : $\quad \nabla \times \nabla \times \vec A = \nabla (\nabla \cdot \vec A) - \nabla^2 \vec A$ erhaelt man : $(11) \quad \nabla^2 \phi + \nabla \cdot \vec A = -$ : $(12) \quad \nabla^2 \vec A - \mu \epsilon - \mu \kappa - \nabla \left \lbrack \nabla \cdot \vec A + \mu \epsilon + \mu \kappa \phi \right \rbrack = 0$ Um diese Gleichungen (11) und (12) voneinander zu entkoppeln, wird verlangt, dass der Term unter dem Gradienten in (12) verschwindet (siehe Eichtransformation), also : $(13) \quad \nabla \cdot \vec A + \mu \epsilon + \mu \kappa \phi = 0$ Ist die Bedingung aus (13) erfüllt, so ergibt sich aus (12) automatisch die Wellengleichung für das Vektorpotenzial A mit : $(14) \quad \nabla^2 \vec A - \mu \epsilon - \mu \kappa = 0$ und aus (11) und (13) die Wellengleichung der skalaren Potenzialfunktion mit : $(15) \quad \nabla^2 \phi - \mu \epsilon - \mu \kappa = -$ Im quellfreien Vakuum folgt : $(16) \quad \nabla^2 \vec A - \mu_0 \epsilon_0 = 0$ : $(17) \quad \nabla^2 \phi - \mu_0 \epsilon_0 = 0$ Diese Beschreibung elektromagnetischer Phänomene kann durch Eichtransformation an verschiedene Probleme angepasst werden um diese zu vereinfachen. In der Quantenmechanik wird dem Vektorpotenzial des magnetischen Feldes oft eine fundamentalere Rolle als der Feldgroesse selbst zugeschrieben. Das Vektorpotenzial ist naemlich selbst dann vorhanden, wenn das magnetische Feld verschwindet. Dieses Phaenomen ist unter dem Namen Aharonov-Bohm-Effekt bekannt. Experimentell kann das Vektorpotenzial durch Interferenz von Elektronenstrahlen nachgewiesen werden, die an einem abgeschirmnten Magnetfeld vorbeilaufen. Die Elektronen werden durch das Magnetfeld also nicht beeinflusst. Dennoch werden die Interferenzmuster durch den Zustand des Feldes veraendert. Als Ursache wird das Vektorpotenzial angenommen, das auch bei nicht vorhandenem B-Feld existieren kann. Diese Ansicht ist jedoch umstritten.
Siehe auch

- Welle (Physik)
- Licht
- Radar
Weblinks

- [http://www.physik.uni-muenchen.de/leifiphysik/web_ph12/materialseiten/m05_elma_wellen.htm Versuche und Aufgaben]
- [http://www.sengpielaudio.com/Rechner-wellenlaenge.htm Umrechnung: Frequenz in Wellenlänge und zurück - Elektromagnetische Wellen und Schallwellen]
- [http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/pressemitteilungen/2004/pressemitteilung20040827/ Forscher machen erstmals Lichtwellen sichtbar] Kategorie:Elektrodynamik Kategorie:Theoretische Elektrotechnik Kategorie:Wellenlehre Kategorie:Spektroskopie ja:電磁波 ko:전자기파

Licht

Licht ist der Teil der elektromagnetischen Strahlung, die vom menschlichen Auge wahrgenommen werden kann. Dies sind die elektromagnetischen Wellen im Bereich von etwa 380-780 Nanometer (nm) Wellenlänge. Die unterschiedliche Empfindlichkeit von Pigment-Molekülen (Blau, Grün-Gelb, Orange-Rot) in verschiedenen Sehzapfenarten und Stäbchen des menschlichen Auges für verschiedene Wellenlängen (V(λ)-Kurve) ist Thema der Fotometrie. Während die Sehzapfen für Farbsehen verantwortlich sind, registrieren die Sehstäbchen in der Netzhaut mit den Retinal-Molekülen unter Rhodopsin-Abspaltung bei Photonen-Einfang die Lichtstärke. Wenn Elektronen vom einem höheren Energieniveau auf ein niedrigeres Energieniveau springen, werden Photonen emittiert, diese können vom Menschen als Licht wahrgenommen werden (Lumineszenz). Meist wird die Energie beim Rückfallen auf das niedrigere Niveau allerdings als Bewegungsenergie oder thermische Energie (Infrarotstrahlung) abgegeben. Bei den Autotrophen Organismen wird der freiwerdende Energiebetrag in chemischen Verbindungen gebunden (siehe Fotosynthese). Die Farbwirkung des physiologischen Sehens entsteht durch die Absorption einzelner Wellenlängen durch einen organischen oder anorganischen Farbstoff, oder durch die Beugung des weißen Lichtes an einem Kristallgitter. Werden bestimmte Wellenlängen absorbiert, entsteht aus den verblieben Wellenlängen der Farbeindruck (Komplementärfarbe). Ein grünes Blatt absorbiert demnach nicht im Wellenlängenbereich "grün" sondern im komplementären bereich "rot" (680 nm) und "blau" (430 nm). Siehe hierzu Chlorophyll. Bei organischen Farbstoffen können die delokalsierten Pi-Elektronensysteme durch Frequenzen im sichtbaren Bereich auf ein höheres Niveau gehoben werden. Dadurch werden je nach Molekül bestimmte Wellenlängen absorbiert. Bei anorganischen Farbstoffen werden Elektronen aus den d-Orbitalen in energetisch höher gelegene d-Orbitale angeregt (Ligandenfeldtheorie) oder sie wechseln ihre Position zwischen Zentralion und Ligand innerhalb eines Komplexes (Charge-Transfer-Komplexe). Siehe hierzu: Komplexchemie. Das in der Umwelt vorkommende Licht ist eine Mischung unterschiedlicher Wellenlängen. Durch ein Beugungsgitter oder ein Prisma kann man dieses polychromatische Licht in monochromatisches Licht (Licht einer Wellenlänge) zerlegen. Jeder dieser monochromatischen Lichtkomponenten entspricht ein spezifischer menschlicher Farbeindruck, die so genannten Spektralfarben oder Regenbogenfarben. In der Reihenfolge zunehmender Wellenlänge findet man: Wellenlänge Die Übergänge zwischen Farben sind fließend, der persönliche Farbeindruck einzeln benennbarer abzählbarer Farben ist subjektiv und durch Sprache, Tradition sowie Denken bedingt. Die in verschiedenen Sprachen (ursprünglich) vorkommenden Wörter für Farben belegen diese Subjektivität. Die einzelnen Farbbereiche enthalten jeweils verschiedene Farbtöne. So ist der Zwischenbereich zwischen Blau und Grün etwa mit Türkis oder Cyan zu bezeichnen. Andere wahrgenommene Farben (beispielsweise Braun) ergeben sich bei Licht, in dem mehrere Wellenlängen vorkommen (additive Farbmischung) oder durch subtraktive Farbmischung aus gefiltertem weißem Licht. Elektromagnetische Strahlung jenseits der menschlichen Grenze der Sichtbarkeit mit höherer Frequenz bzw. niedrigerer Wellenlänge als violett wird bis zu einer bestimmten Frequenz als Ultraviolett- oder UV-Strahlung bezeichnet; solche mit niedrigerer Frequenz bzw. höherer Wellenlänge als rot bis zu einer bestimmten Wellenlänge als Infrarotstrahlung. Die Bandbreite des sichtbaren Lichts bei Tieren weicht zum Teil erheblich vom menschlichen Sehen ab. Neben der Wellenlänge beziehungsweise Farbe ist Licht noch durch die Kohärenz, Interferenz und die Polarisation und weitere messbare Parameter charakterisiert. Eine der Hauptquellen des Lichtes ist die Sonne. Künstliche Lichtquellen sind beispielsweise Glühlampen, Leuchtstoffröhren, Leuchtdioden, Laser und chemisches Licht. Begrenzt lichtdurchlässige (nicht transparente) Gegenstände werden auch als "opaque" oder "opak" bezeichnet. Der Grad der Lichtdurchlässigkeit wird dann als Grad der "Opazität" bezeichnet. Licht wird im erklärenden Modell als Welle beschrieben oder alternativ als Strom von Teilchencharakter. Dieser Welle-Teilchen-Dualismus des Lichtes entzieht sich einer geschlossenen Interpretation, ist aber im Rahmen der Quantenphysik mathematisch präzise beschreibbar. Lichtteilchen werden als Photonen bezeichnet. Sie besitzen keine Ruhemasse und bewegen sich im Vakuum stets mit Lichtgeschwindigkeit.

Licht in der Gesellschaft

Licht ist, wie Feuer, eines der bedeutendsten Phänomene primitiver Kulturen. Künstlich erzeugtes Licht aus Lampen wird allgemein eingesetzt. Es ermöglicht dem Menschen ein angenehmes und sicheres Leben auch bei terrestrischer Dunkelheit (Nacht) und in gedeckten Räumen (Höhlen, Gebäude). Technisch wird die Funktionsgruppe, die Licht erzeugt, als Lampe bezeichnet. Der Halter für die Lampe bildet mit dieser eine Leuchte. Dieses Wort wird auch als Bezeichnung für intelligente Menschen verwendet und lässt die Bedeutung von Intelligenz für die Sozialisation von Individuen in der Gruppe erkennen. Ein Mangel an Intelligenz wird mit geistiger Dunkelheit gleichgesetzt.

Licht unter freiem Himmel

Licht unter freiem Himmel hat bei Dunkelheit eine Hilfsfunktion für die terrestrische Navigation (Fußgänger, Autofahrer), als optisches Signal oder für Schmuck- und Werbezwecke. Es zählt als ein Umweltfaktor zu den Immissionen i.S. des Bundesimmissionsschutzgesetzes (BImSchG) (Deutschland). Lichtimmissionen von Beleuchtungsanlagen können das Wohn- und Schlafbedürfnis von Menschen und Tieren erheblich stören und auch technische Prozesse behindern. Entsprechend sind in der sog. "Licht-Richtlinie" der Länder (Deutschland) Maßstäbe zur Beurteilung der (Raum-)Aufhellung und der (psychologischen) Blendung fest gelegt. Besonders störend kann intensiv farbiges oder blinkendes Licht wirken. Zuständig sind bei Beschwerden die Umwelt- bzw. Immissionsschutzbehörden der Länder (Deutschland). Negative Auswirkungen betreffen die Verkehrssicherheit (Navigation bei Nacht, physiologische Blendung z. B. durch falsch eingestellte Autoscheinwerfer oder durch Flächenbeleuchtungen neben Straßen). Einflüsse auf die Tierwelt (z. B. Anziehen nachtaktiver Insekten, Störung des Vogelflugs bei Zugvögeln) und die allgemeine Aufhellung der Atmosphäre (Lichtverschmutzung, z. B. unmögliche astronomische Beobachtung infolge Streuung des Lampenlichts in der Atmosphäre des Nachthimmels).

Nachweis

Licht kann am einfachsten mit dem Auge nachgewiesen werden, oder mit verschiedenen Instrumenten durch optische Detektoren, wie fotografischem Film oder mit speziellen Strahlungsdetektoren oder Sensoren oder mittelbar durch chemische oder biologische Prozesse wie die Photosynthese oder die Photolyse oder durch physikalische Vorgännge, wie Fluoreszenz oder Photo-Lumineszenz. Sensoren enthalten meist Halbleiterdetektoren, welche Licht in elektrische Spannung umwandeln. Komplexe Sensoren (line arrays / Zeilensensoren und matrix arrays / Flächensensoren), die auch in Scannern und Digitalkameras als Aufnahmeelement dienen.

Größen und Einheiten

- Lichtgeschwindigkeit
- Lichtstrom (Lumen)
- Lichtmenge (Lumensekunde)
- Lichtstärke (Candela)
- Leuchtdichte (Candela/m²)
- Beleuchtungsstärke (Lux)
- Lichtdruck (Optik) (Newtonsekunde)
- Lichtfarbe (Kelvin)
- Lichtjahr (Lj/ly)

Siehe auch

- Reflexion (Physik), Brechung (Physik), Absorption (Physik), Polarisation, Welle (Physik), Elektromagnetische Welle
- eine Lichtquelle (offenes Licht; grünes Licht geben, die Hintergrundbeleuchtung flackerte)
- Polychromatisches Licht
- Diffuses Licht
- Natürliches Licht
- Polarisiertes Licht
- Licht am Tag
- Marfa-Lichter, ungewöhnliche Lichterscheinungen
- Nordlicht
- Erstes Licht, Astronomie
- Tscherenkow-Licht
- Tageslicht
- Glanzlicht
- Lichtfarbe
- Lichtsignal
- Fördergemeinschaft Gutes Licht
- Mehr Licht

Literatur

- Albert Einstein: Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt.", Annalen der Physik, 1905, Seiten 132-148 (Mit diesem Beitrag begründete Einstein den Welle-Teilchen-Dualismus des Lichts)
- Klaus Hentschel: Einstein und die Lichtquantenhypothese. Naturwissenschaftliche Rundschau 58(6), S. 311 - 319 (2005),
- Thomas Walther, Herbert Walther: Was ist Licht? Von der klassischen Optik zu Quantenoptik, Verlag C.H.Beck, München, 1999, ISBN 3-406-44722-8
- Sidney Perkowitz: Eine kurze Geschichte des Lichts. Die Erforschung eines Mysteriums, Deutscher Taschenbuch Verlag, aus dem Amerikanischen übersetzt von Hainer Kober, München, 1998, ISBN 3-423-33020-1, amerik. Originalausgabe New York, 1996, ISBN 0-8050-3211-8
Weblinks
Real Video (Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri):
- [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=040204.rm Was war der Äther?]
- [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&f=020317.rm Wird Licht müde?]
- [http://www.br-online.de/cgi-bin/ravi?v=alpha/centauri/v/&g2=1&f=021208.rm Was ist Licht?]
- [http://www.kisc.meiji.ac.jp/~mmandel/recherche/licht.html Nachweise zum Thema Licht]
- [http://www.infoline-licht.de/ Infoline-Lichtplanung] - Online-Lexikon mit Basiswissen, Beispielen, Terminen, Adressen, etc. Kategorie:Optik Kategorie:Elektrodynamik Kategorie:Wellenlehre ja:光 ko:빛 ms:Cahaya simple:Light th:แสง

Mikrowellen

Der Begriff Mikrowellen fasst die Dezi-, Zenti- und Millimeterwellen zusammen. Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen, deren Wellenlänge zwischen 1 mm und 1 m liegt, was einem Frequenzbereich von 0,3 GHz bis 300 GHz entspricht. Mikrowellen kommen in der Radartechnik, im Mikrowellenherd sowie in vielen technischen Anwendungen wie Plasmaanlagen, drahtlosen Kommunikationssystemen (Mobilfunk, Bluetooth, Satelliten-Fernsehen, WLan) oder Sensorsystemen zum Einsatz. Für andere technische Anwendungen sind die Frequenzen ca. 800 MHz, 2,45 GHz und etwa 13 GHz freigegeben; der bekannte Mikrowellenofen arbeitet bei 2,45 GHz. Aufgrund ihres Frequenzspektrums sind Mikrowellen besonders zum Anregen von Dipol- und Multipolschwingungen geeignet. Besonders anschaulich ist dieser Effekt bei der Schwingungsanregung von Wassermolekülen im Mikrowellenherd. Obwohl die Resonanzfrequenz des Wassermoleküls bei 18 GHz liegt, kann es mit einem üblichen Mikrowellenofen (2,45 GHz) gut angeregt werden, was eine hohe Absorption der Mikrowellenstrahlung durch das Wassermolekül zur Folge hat. Die absorbierte Energie wird in Form von Wärme abgegeben. Die Dielektrizitätskonstante beschreibt die frequenzabhängigen Absorptionseigenschaften von Stoffen, und somit deren Erwärmung. Da es sich bei der Mikrowellenstrahlung um elektromagnetische Strahlung handelt, gehorcht sie wie das Licht den Maxwellgleichungen. Dies hat zur Folge, das sie ebenfalls reflektiert und gebrochen wird und interferieren kann. Sie wird von Metallen und elektrischen Leitern reflektiert und nur wenig absorbiert. Geeignete Isolatoren (z. B. einige Thermoplaste, insbesondere PTFE (Teflon), Glas, viele Keramiken, Glimmer) sind jedoch durchlässig für diese Strahlung und absorbieren sie nur wenig - daher können z. B. optisch undurchsichtige Kunststofflinsen zur Bündelung von Mikrowellen eingesetzt werden. Oberhalb von etwa 1 GHz können Mikrowellen nicht bzw. kaum in einem elektrischem Leiter transportiert werden, da hier die Reflexionseigenschaften des Metalls zu stark werden. Stattdessen kommen hier Hohlleiter zum Einsatz. Mikrowellen sehr hoher Leistung können durch Laufzeit-Röhren Klystrons oder Magnetrons erzeugt werden; letztere werden auch in Mikrowellenherden verwendet. Sehr gut absorbiert werden Mikrowellen durch Ferrite. Manche militärische Flugzeuge schützen sich mit einer entsprechenden Beschichtung auf diese Weise vor dem Aufspüren durch Radar (Stealth-Technologie).

Literatur

- Klaus-Peter Möllmann, Michael Vollmer: Kochen mit Zentimeterwellen: Die Physik der Haushaltsmikrowelle. Physik in unserer Zeit 35(1), S. 38 – 44 (2004), ISSN 0031-9252 Kategorie:Funktechnik Kategorie:Elektrodynamik ja:マイクロ波

DIN

DIN Deutsches Institut für Normung e. V. ist die nationale Normungsorganisation Deutschlands mit Sitz in Berlin. Die Kurzbezeichnung (nicht Abkürzung) lautet „DIN“; sie ist Jahrzehnte älter als die Bezeichnung „Deutsches Institut für Normung“ und wurde im Volk früher anders gedeutet. DIN bietet ein Forum für Handel, Industrie, Wissenschaft, Verbraucher und Behörden, um technische, klassifikatorische, Begriffs- und Verfahrens-Normen zu entwickeln. Normen in diesem Sinne sind eine Art von Standards. Sie dienen vor allem der Rationalisierung und der Qualitätssicherung. Die elektrotechnischen Themen werden von DIN und VDE gemeinsam durch die DKE bearbeitet. Das DIN vertritt die deutschen Interessen in den internationalen/europäischen Normengremien (ISO und CEN sowie die elektrotechnischen Organisationen IEC und CENELEC). Durch die Entstehungsweise der Normen soll sichergestellt werden, dass die Inhalte und Verfahrenstechniken den allgemein anerkannten Regeln der Technik entsprechen. Dem DIN angegliedert ist der Beuth-Verlag, der den Vertrieb der vom DIN herausgegebenen Normen, Normen anderer Normungsstellen und ausländischer Normen übernimmt. Die Nutzung dieser Dienste – auch das Herunterladen – ist kostenpflichtig. Das Gegenstück zur DIN-Norm in der DDR war die TGL, die aber historisch auf den DIN-Normen beruhte.

Geschichte

Gegründet wurde das DIN am 22. Dezember 1917 als Normenausschuss der deutschen Industrie (NADI). Die Bezeichnung „DIN“ stand für „Das ist Norm“ und wurde zeitweise als Abkürzung für "Deutsche Industrie-Norm" verwendet. Die erste Norm (DIN 1 Kegelstifte) erschien im Jahr 1918. Seit 1920 ist das DIN ein eingetragener Verein und schon 1922 wird die für den Verbraucher wohl bekannteste Norm, nämlich DIN 476 Papierformate (zum Beispiel DIN A4) veröffentlicht. 1926 wird das DIN von Normenausschuss der deutschen Industrie in Deutscher Normenausschuss (DNA) umbenannt. Nach dem Zweiten Weltkrieg genehmigt der Alliierte Kontrollrat 1946 dem DIN die Wiederaufnahme seiner Tätigkeit. Das DIN wird 1951 Mitglied in der International Organization for Standardization (ISO) als einzige für Deutschland zuständige Organisation. 1975 erhält das DIN den heutigen Namen anläßlich eines Vertrages mit der Bundesregierung, der die zweiseitigen Beziehungen bestätigt. Das DIN wird in diesem Vertag als zuständige Stelle für Normung anerkannt; dafür verpflichtet es sich, bei der Ausarbeitung von Normen das öffentliche Interesse, d.h. die betroffenen Fachkreise und Vertreter der Verbraucher, hinzuzuziehen. Das Amt für Standardisierung, Messwesen und Warenprüfung der DDR wird 1990 eingegliedert. In den letzten Jahren ist die Normungsarbeit zunehmend verwoben mit der Arbeit anderer europäischer Normungsinstitute. Immer mehr Gebiete werden durch gemeinsame europäische Regelungen erfasst. Dies stellt einen ersten Schritt für Normung in ganz Europa dar.

Beispiele für Normen

- DIN 476 Papierformat (seit 2002 teilweise ersetzt durch DIN EN ISO 216)
- DIN 1301 SI-Einheitensystem
- DIN 1451 Beschriftung für den Straßenverkehr
- DIN 5008 Schreib- und Gestaltungsregeln für die Textverarbeitung wie zum Beispiel das Datumsformat
- DIN 2342 Terminologie (siehe auch Terminus, Begriff)
- DIN 8580 Fertigungsverfahren
- DIN 66201 Prozessrechensysteme (siehe auch Technischer Prozess)
- DIN 66261 Nassi-Shneiderman-Diagramm, eine Entwurfsmethode für die strukturierte Programmierung
- DIN-Norm für die Empfindlichkeiten fotografischer Materialien
- DIN-Norm für Steckverbindungen

Verbindlichkeit, Kosten und Urheberrechtliches

DIN-Normen sind Empfehlungen und nicht aus sich heraus verbindlich. Wenige Normen wurden von Bundesländern bauaufsichtlich verbindlich gemacht. Rechtlich bindend sind die DIN-Normen auch, wenn das in einem Vertrag oder Gesetz so bestimmt wird. Allerdings ist zu beachten, dass auch sonst die anerkannten Regeln der Technik verpflichtend anzuwenden sind. Diese sind nicht identisch mit den DIN-Normen. Vielmehr gehen sie über die allgemeinen technischen Vorschriften, wozu auch die DIN-Normen gehören, hinaus. Für gültige DIN-Normen besteht nur die Vermutung, dass sie den allgemein anerkannten Regeln der Technik entsprechen. Dies ist aber widerlegbar, denn in den Normenausschüssen werden auch Interessen vertreten. Außerdem entsprechen Normen nicht immer dem aktuellen technischen Kenntnisstand. Aufgrund des in § 5 Abs. 3 UrhG über amtliche Werke ist es dazu gekommen, dass vom Staat für verbindlich erklärte Normen nicht gemeinfrei sind, sofern sie nicht als Volltext in eine amtliche Bekanntmachung aufgenommen werden, sondern nur zu erheblichen Gebühren erworben werden können. § 5 UrhG bestimmt: :(1) Gesetze, Verordnungen, amtliche Erlasse und Bekanntmachungen sowie Entscheidungen und amtlich verfaßte Leitsätze zu Entscheidungen genießen keinen urheberrechtlichen Schutz.
: (2) Das gleiche gilt für andere amtliche Werke, die im amtlichen Interesse zur allgemeinen Kenntnisnahme veröffentlicht worden sind, mit der Einschränkung, daß die Bestimmungen über Änderungsverbot und Quellenangabe in § 62 Abs. 1 bis 3 und § 63 Abs. 1 und 2 entsprechend anzuwenden sind.
:(3) Das Urheberrecht an privaten Normwerken wird durch die Absätze 1 und 2 nicht berührt, wenn Gesetze, Verordnungen, Erlasse oder amtliche Bekanntmachungen auf sie verweisen, ohne ihren Wortlaut wiederzugeben. In diesem Fall ist der Urheber verpflichtet, jedem Verleger zu angemessenen Bedingungen ein Recht zur Vervielfältigung und Verbreitung einzuräumen. Ist ein Dritter Inhaber des ausschließlichen Rechts zur Vervielfältigung und Verbreitung, so ist dieser zur Einräumung des Nutzungsrechts nach Satz 2 verpflichtet. Die Initiative gegen die Direktgeltung privater Normen im Bauwesen hat im Jahr 2003 vergeblich versucht, die Einfügung des 3. Absatzes in den § 5 UrhG (Amtliche Werke) zu verhindern. Kritisiert wird, dass vom Staat für verbindlich erklärte Normen nicht gemeinfrei seien, sofern sie nicht als Volltext in eine amtliche Bekanntmachung aufgenommen würden, sondern nur zu unverhältnismäßig hohen Gebühren erworben werden könnten.

Siehe auch

- Initiative gegen die Direktgeltung privater Normen im Bauwesen
- Liste von DIN-Normen
- Liste von Standards
- Normungsorganisationen
- Norm

Weblinks

- [http://www.din.de/ Deutsches Institut für Normung e.V. (DIN)]
- [http://www.beuth.de/ Beuth-Verlag]
- [http://delegibus.org/2005,9.pdf Die Konkretisierung rechtlicher Anforderungen durch technische Regeln] vom 10. September 2005 PDF
- [http://www.konrad-fischer-info.de/2mbu.htm Kritik an DIN-Normen im Baubereich] ja:DIN

Mikrometer

Das Meter (v. griech.: μέτρον/métron = Maß, -messer) – auch der Meter, in der Schweiz und Österreich immer der Meter – ist die SI-Basiseinheit der Länge. Das Einheitenzeichen des Meters lautet m und das Formelzeichen der Länge l.

Aktuelle Definition

Das Meter ist definiert als die Strecke, die das Licht im Vakuum in einer Zeit von 1/299.792.458 Sekunde zurücklegt. Zur Umstellung von der Länge eines standardisierten Messstabes auf die zeitbasierte kam es, weil die Messung von Zeiten zwischenzeitlich wesentlich genauer erfolgt, als die Messung von Längen.

Alte Definitionen

Der Definition des Meters gingen einige Vorschläge voraus, eine universelle Längeneinheit zu definieren, die nicht – wie damals üblich – von den Abmessungen der Gliedmaßen des jeweiligen Herrschers abgeleitet war. So schlug der Abt Jean Picard zum Beispiel 1668 vor, als Längeneinheit die Länge eines Pendels zu verwenden, das eine halbe Periodendauer von einer Sekunde hatte (Sekundenpendel). Ein solches Pendel hat die Länge von 0,994 m und käme damit der heutigen Definition eines Meters ziemlich nahe. Der Begriff Meter für diese Längeneinheit wurde allerdings zum ersten Mal von Tito Livio Burattini im Jahr 1675 verwendet. Er bezeichnete die Länge des Sekundenpendels als Metro Cattolico (katholischer Meter). 1675 Im Jahr 1793 wurde der Meter dann als der 40-millionste Teil der Länge des Erdmeridians, auf dem Paris liegt, also auf den zehnmillionsten Teil der Entfernung vom Pol zum Äquator, festgelegt. Im Jahr 1795 wurde ein Prototyp dieses Meters in Messing, im Jahr 1799 schließlich als Urmeter in Platin gegossen. Zur Bestimmung der Länge des Urmeters dienten die Ergebnisse der von Jean-Baptiste Joseph Delambre und Pierre Méchain zwischen 1792 und 1799 vorgenommenen Vermessung des Meridianbogens zwischen Dünkirchen und Barcelona. Genauere Vermessungen der Erde kamen später allerdings zu dem Ergebnis, dass das Urmeter ein wenig zu kurz geraten war. 1889 wurde vom zwischenzeitlich gegründeten BIPM ein neuer Standard eingeführt. Dazu wurde der internationale Meterprototyp angefertigt, ein Stab mit kreuzförmigem Querschnitt aus einer Platin-Iridium-Legierung im Verhältnis 90:10 und ein Meter wurde festgelegt als der Abstand der Mittelstriche zweier Strichgruppen bei einer Temperatur von 0 °C. Damit richtete sich das Meter nicht mehr nach der Vermessung der Erde. Kopien dieses Meterprototyps wurden an die Eichinstitute in vielen Ländern vergeben. Von 1960 bis 1983 war das Meter das 1.650.763,73-fache der Wellenlänge der sich im Vakuum ausbreitenden Strahlung, die von Atomen des Nuklids Krypton-86 beim Übergang vom Zustand 5d5 zum Zustand 2p10 ausgesandt wird. Seit 1983 wird das Meter als die Strecke definiert, die das Licht im Vakuum in einer Zeit von 1/299.792.458 Sekunde zurücklegt. Der Grund für diese Neudefinition ist, dass mittlerweile die Zeit (mit Atomuhren) viel genauer messbar ist als Strecken. Dies hat auch zur Folge, dass die Lichtgeschwindigkeit nun nicht mehr gemessen werden kann, sondern als Konstante festgelegt ist mit 299.792.458 m/s.

Abgeleitete Maßeinheiten

Im folgenden werden einige Beispiele für verschiedene Längen beschrieben. Zu den Vorsilben siehe auch die Liste der Vorsilben für Maßeinheiten.

Bekannte

Kilometer

Ein Kilometer, abgekürzt km, entspricht 1.000 Metern: 1 km = 10³ m.

Zentimeter

Ein Zentimeter (veraltet auch Centimeter), abgekürzt cm, entspricht dem Hundertstel eines Meters: 1 cm = 10^-2 m oder 0,01 m. Der Zentimeter ist die cgs-Einheit der Länge. Siehe auch: inch

Millimeter

Ein Millimeter, abgekürzt mm, entspricht dem Tausendstel eines Meters: 1 mm = 10^-3 m oder 0,001 m.

Mikrometer

Ein Mikrometer (veraltet auch Mikron nach seiner alten Bezeichnung, oder My nach dem griechischen Buchstaben µ), abgekürzt µm, entspricht dem Millionstel eines Meters: 1 µm = 10^-6 m = 0,000 001 m. Oder 1 µm = 10^-3 mm, also ein eintausendstel Millimeter. My bezeichnet darüber hinaus im umgangssprachlichen Gebrauch oft kleinste Längen, die gerade noch erkennbar sind, obwohl ein Mikrometer eigentlich nicht mit freiem Auge wahrgenommen werden kann. Die Messschraube, ein Längenmessgerät, wird wegen ihrer Genauigkeit oft Mikrometerschraube oder kurz Mikrometer genannt.

Nanometer

Ein Nanometer, abgekürzt nm, entspricht dem Milliardstel eines Meters: 1 nm = 10^-9 m. Oder 1 nm = 10^-6 mm, also ein millionstel Millimeter. Ein Nanometer entspricht in einen Stück Metall ungefähr einer Strecke von vier benachbarten Atomen. Die kleinsten mit einem Lichtmikroskop erkennbaren Strukturen sind etwa 500 nm groß. Zur Untersuchung von Strukturen unterhalb von 500 nm verwendet man Rasterelektronenmikroskope, Rastertunnelmikroskope oder Rasterkraftmikroskope. siehe auch: Nanotechnologie

Pikometer

Ein Pikometer (veraltet auch Picometer), abgekürzt pm, entspricht dem Billionstel eines Meters: 1 pm = 10^-12 m. Der Pikometer ist geeignet für Messungen innerhalb der Atomhüllen. Ein Atom hat einen Durchmesser zwischen 50 und 600 pm. Der Durchmesser eines Atomkerns liegt um 0,01 pm. 100 pm = 1 Ångström.

Femtometer

Ångström Ein Femtometer (Einheitenzeichen: fm), ist das Billiardstel eines Meter:und ein Billionstel von einen Millimeter 1 fm = 10^-15 m. Der Femtometer wurde früher in der Atom- und Kernphysik auch als Fermi bezeichnet; seine Verwendung führt zu übersichtlichen Zahlenwerten bei der Angabe von Atomkern-Durchmessern. Denn der Durchmesser eines Atomkerns beträgt etwa 10 fm. Protonen und Neutronen haben einen Durchmesser von etwa 1,6 fm . Die kleinsten Atomradien messen 51000 fm = 51 pm.

Weniger bekannte

- Ein Megameter, abgekürzt Mm, entspricht 1.000 Kilometern = 10⁶ m.
- Ein Myriameter entspricht 10.000 m = 10 km = 10⁴ m. Der Gebrauch der Vorsilbe myria ist jedoch seit 1960 nicht mehr zulässig.
- Ein Hektometer abgekürzt hm, entspricht 100 m = 10² m.
- Ein Dekameter abgekürzt dam, entspricht 10 m = 10¹ m.
- Ein Dezimeter, abgekürzt dm, entspricht dem Zehntel eines Meters: 1 dm = 10^-1 m.
- Ein Attometer, abgekürzt am, entspricht dem Trillionstel eines Meters: 1 am = 10^-18 m.
- Ein Zeptometer, abgekürzt zm, entspricht dem Trilliardstel eines Meters: 1 zm = 10^-21 m.
- Ein Yoktometer, abgekürzt ym, entspricht dem Quadrillionstel eines Meters: 1 ym = 10^-24 m.

Siehe auch

- SI-Einheiten
- -metrie
- -meter
- Metrik
- Meterstab
- Maßeinheiten
- Längenmaß

Weblinks

- [http://www.ptb.de/de/wegweiser/einheiten/_index.html Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB als "Hüterin der Einheiten"] Kategorie:SI-Einheit ja:メートル ko:미터 ms:Meter simple:Metre th:เมตร

Dispersion

Dispersion (von lat. dispergere "ausbreiten, zerstreuen") hat in Physik, Chemie und Vogelkunde verschiedene Bedeutungen:
- In der Physik versteht man unter Dispersion die Abhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen von ihrer Wellenlänge bzw. von der Frequenz
- in einem Medium: Dispersion (elektromagnetische Wellen)
- in Glasfasern: Dispersion (Glasfaser)
- an der Oberfläche eines Mediums: Dispersion (Wasserwellen)
- Dispersion in der Chemie ist ein Gemenge aus mindestens zwei Stoffen, die sich nicht oder kaum ineinander lösen oder chemisch miteinander verbinden: Dispersion (Chemie)
- In der Analytischen Meßtechnik (z. B. in der Gaschromatografie GC, der Flüssigkeitschromatografie LC, oder der Kapillar-Elektrophorese CE) bedeutet Dispersion das unerwünschte Verbreitern der Probenzone im Trennprozeß. Die Dispersion ist hier im wesentlichen durch Diffusion und strömungsmechanische Effekte verursacht. Sie verschlechtert bzw. bestimmt die mögliche Auflösung des Meßverfahrens.
- In der Vogelkunde versteht man unter Dispersion die Zerstreuungszüge flügger Jungvögel. Dispersionszug siehe auch: Dispersionsfarbe

DIN

Geschichte

Beispiele für Normen

Verbindlichkeit, Kosten und Urheberrechtliches

Siehe auch

- Initiative gegen die Direktgeltung privater Normen im Bauwesen
- Liste von DIN-Normen
- Liste von Standards
- Normungsorganisationen
- Norm

Weblinks

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Beispiele für Normen

Verbindlichkeit, Kosten und Urheberrechtliches

Siehe auch

- Initiative gegen die Direktgeltung privater Normen im Bauwesen
- Liste von DIN-Normen
- Liste von Standards
- Normungsorganisationen
- Norm

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Beispiele für Normen

Verbindlichkeit, Kosten und Urheberrechtliches

Siehe auch

- Initiative gegen die Direktgeltung privater Normen im Bauwesen
- Liste von DIN-Normen
- Liste von Standards
- Normungsorganisationen
- Norm

Weblinks

1800

Ereignisse

- 18. Januar: Die Bank von Frankreich wird durch Napoleon Bonaparte geschaffen
- 14. März: Giorgio Barnaba Luigi Chiaramonti wird zum Papst gewählt und nennt sich Pius VII.
- 17. März: Beim Untergang des britischen Linienschiffs HMS Queen Charlotte (100 Kanonen) nach einem Brand an Bord vor Livorno (Italien) sterben 673 Seeleute, nur 156 können gerettet werden
- 2. April: Beethovens 1. Sinfonie wird in Wien uraufgeführt
- 14. Juni: Die Schlacht bei Marengo bringt Napoleon den entscheidenden Sieg über die Österreicher
- 5. September: Die Engländer bringen nach einer Blockade Malta in ihren Besitz, das seit 1798 von napoleonischen Einheiten besetzt war
- 1. November: US-Präsident John Adams bezieht seinen neuen Amtssitz, das spätere Weiße Haus
- 3. Dezember: Schlacht von Hohenlinden
- Wilhelm Herschel entdeckt die Infrarotstrahlung

Kultur

- 16. Januar: Uraufführung der Oper Les Deux Journées, ou Le Porteur d'eau (Der Wasserträger) von Luigi Cherubini am Théâtre Feydeau in Paris
- 2. Juni: Uraufführung der Oper Cesare in Farmacusa von Antonio Salieri am Theater am Kärntnertor in Wien
- 16. Oktober: Uraufführung der Oper Tamerlan von Johann Friedrich Reichardt an der Hofoper Berlin
- In ganz Paris, der nach London zweitgrößten Stadt Europas, gab es um 1800 nur ca. 300 Badewannen

Geboren

- 1. Januar: Filipina Brzezińska, polnische Komponistin († 1886)
- 1. Januar: Constantin Hering, gilt als Begründer der Homöopathie in Amerika († 1880)
- 1. Januar: Václav Emanuel Horák, tschechischer Komponist
- 2. Januar: Carl Friedrich Plattner, deutscher Hüttenkundler und Chemiker († 1858)
- 7. Januar: Millard Fillmore, 13. Präsident der Vereinigten Staaten von Amerika († 1874)
- 7. Januar: Moritz Daniel Oppenheim, deutscher Porträt- und Historienmaler († 1882)
- 11. Januar: Ányos Jedlik, Erfinder († 1895)
- 14. Januar: Ludwig von Köchel, österreichischer Musikwissenschaftler († 1877)
- 21. Januar: Theodor Fliedner, deutscher Pfarrer († 1864)
- 22. Januar: Christoph Merian, Großgrundbesitzer und Stiftungsgründer († 1858)
- 26. Januar: Johann Gerhard Oncken, Begründer der deutschen Baptistengemeinden († 1884)
- 28. Januar: Friedrich August Stüler, preußischer Baumeister († 1865)
- 7. Februar: Theodor von Zwehl, deutscher Staatsminister († 1875)
- 11. Februar: William Fox Talbot, englischer Photopionier († 1877)
- 12. Februar: John Edward Gray, Britischer Zoologe († 1875)
- 2. März: Jewgeni Baratynski, russischer Schriftsteller († 1844)
- 10. März: Victor Aimé Huber, deutscher Sozialreformer, Reiseschriftsteller und Literaturhistoriker († 1869)
- 16. März: Ninko, 120. Kaiser von Japan († 1846)
- 15. April: James Clarke Ross, englischer Entdecker und Seefahrer († 1862)
- 16. April: Jakob Heine, Mediziner und Entdecker der spinalen Kinderlähmung († 1879)
- 9. Mai: John Brown, US-amerikanischer radikaler Abolitionist († 1859)
- 17. Mai: Carl Friedrich Zöllner, deutscher Komponist († 1860)
- 17. Mai: Ernst von Bandel, Maler und Bildhauer († 1876)
- 19. Mai: Moritz Rathenau, Kaufmann und Unternehmer († 1871)
- 30. Mai: Karl Wilhelm Feuerbach, Mathematiklehrer und Mathematiker († 1834)
- 17. Juni: Ivar Fredrik Bredal, dänischer Komponist († 1864)
- 23. Juni: Charlotte Birch-Pfeiffer, deutsche Schauspielerin und Schriftstellerin († 1868)
- 19. Juli: Juan José Flores, ecuadorianischer Staatspräsident († 1864)
- 22. Juli: Jakob Lorber, österreichischer Schriftsteller und Musiker († 1864)
- 24. Juli: Friedrich Georg Wieck, deutscher technologischer Schriftsteller und Industrieller († 1860)
- 25. Juli: Heinrich Göppert, deutscher Botaniker, Paläontologe und Professor († 1884)
- 31. Juli: Friedrich Wöhler, deutscher Chemiker († 1882)
- 20. August: Bernhard Heine, Mediziner († 1846)
- 28. August: Dietrich Wilhelm Landfermann, Pädagoge, Demokrat und Schulleiter in Duisburg († 1882)
- 12. September: Joseph Augenstein, deutscher Lokalpolitiker († 1861)
- 12. September: Pierre Charles Fournier Saint Amant, französischer Schachmeister († 1872)
- 12. September: Friedrich von Uechtritz, deutscher Dichter, Historiker und Genealoge († 1875)
- 15. September: Paul Friedrich, Großherzog von Mecklenburg-Schwerin († 1842)
- 1. Oktober: Lars Levi Laestadius, schwedischer Erweckungsprediger in Lappland († 1861)
- 2. Oktober: Felix Fürst zu Schwarzenberg, österreichischer Politiker und Diplomat († 1852)
- 2. Oktober: Nat Turner, US-amerikanischer Revolutionär († 1831)
- 12. Oktober: Eugen von Puttkamer, Deutscher Jurist († 1874)
- 18. Oktober: Sir Henry Taylor, englischer Dramatiker und Kolonialbeamter († 1886)
- 23. Oktober: Henri Milne-Edwards, französischer Naturforscher († 1885)
- 25. Oktober: Jacques Paul Migne, französischer Priester und veröffentliche theologische Werke († 1875)
- 25. Oktober: Thomas Babington Macaulay, englischer Historiker († 1859)
- 26. Oktober: Helmuth Karl Bernhard Graf von Moltke, preußischer Generalfeldmarschall († 1891)
- 6. November: Eduard Grell, deutscher Komponist und Organist († 1886)
- 18. November: John Nelson Darby, Mitbegründer der Brüdergemeinde († 1882)
- 26. November: Anton Martin Slomšek, slowenischer Geistlicher, Schriftsteller und Dichter († 1862)
- 30. November: Karl Heinrich Edmund von Berg, Forstmann und Lehrer († 1874)
- 1. Dezember: Mihály Vörösmarty, ungarischer Dichter, Redakteur und Übersetzer († 1855)
- 4. Dezember: Emil Aarestrup, dänischer Dichter († 1856)
- 22. Dezember: Julius Wilhelm Oelsner, Abgeordneter in der Frankfurter Nationalversammlung († 1862)
- 26. Dezember: Gustav Wilhelm Teschner, deutscher Komponist († 1883)
- 29. Dezember: Charles Goodyear, US-amerikanischer Chemiker († 1860)

Gestorben

- 4. Februar: Charlotte Sophie von Bentinck, adlige emanzipierte Frau des 18. Jahrhunderts (
- 1715)
- 25. April: Abel Seyler, deutscher Schauspieldirektor (
- 1730)
- 28. April: Jewstignei Ipatowitsch Fomin, russischer Komponist (
- 1761)
- 7. Mai: Niccolò Piccinni, italienischer Komponist klassischer Musik (
- 1728)
- 18. Mai: Alexander Wassiljewitsch Suworow, russischer Generalissimus (
- 1729)
- 24. Mai: Johann Christian Kestner, deutscher Jurist und Archivar, Ehemann von Charlotte Buff (
- 1741)
- 10. Juni: Johann Abraham Peter Schulz, deutscher Musiker und Komponist (
- 1747)
- 14. Juni: Jean-Baptiste Kléber, französischer General (
- 1753)
- 14. Juni: Louis-Charles-Antoine Desaix, französischer General (
- 1768)
- 20. Juni: Abraham Gotthelf Kästner, deutscher Mathematiker (
- 1719)
- 3. August: Friedrich Gilly, deutscher Architekt und Baumeister (
- 1772)
- 3. August: Carl Friedrich Christian Fasch, Musiker (
- 1736)
- 10. September: Johann Christoph von Wöllner, preussischer Staatsmann (
- 1732)
- 26. September: William Billings, US-amerikanischer Komponist (
- 1746)
- 8. Oktober: