elektromagnetische Welle

Engl. electromagnetic wave, franz. onde électromagnétique; in der Elektrodynamik Wellen des elektromagnetischen Feldes. Hierbei stehen elektrisches und magnetisches Feld stets senkrecht aufeinander und haben stets ein festes Größenverhältnis (in SI-Einheiten ist dieses durch die Lichtgeschwindigkeit gegeben). Eine elektromagnetsiche Welle ist gekennzeichnet durch die Frequenz (Häufigkeit der Schwingungen pro Sekunde) und die Amplitude (Abstand zwischen zwei Wellenlängenbergen bzw. -tälern). Jede Strahlenquelle sendet ein für sie typisches Gemisch vieler unterschiedlicher Wellenlängen aus, ihr Spektrum.

Das besondere an der elektromagnetischen Welle (z.B. im Vergleich zu einer Schallwelle) ist, dass kein Träger vorhanden sein muss; also eine solche Welle kann sich im absolut leeren Raum ausbreiten. Im Vakuum breitet sich eine elektromagnetische Welle mit der Vakuumlichtgeschwindigkeit aus. 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). Elektromagnetische Wellen sind im elektromagnetischen Spektrum nach der Wellenlänge sortiert.

Wellen gehorchen der allgemeinen Gleichung:

c = v/λ (Geschwindigkeit = Frequenz/Wellenlänge)

Da c im Wesentlichen eine Konstante ist (3 x 10⁸ m/sec), haben Frequenz v und Wellenlänge λ bei jeder beliebigen Welle einen inversen Bezug, und beide Begriffe können benutzt werden um eine Welle zu charakterisieren. In der Fernerkundung ist es üblich, die elektromagnetischen Wellen nach ihrer Lage innerhalb des elektromagnetischen Spektrums zu charakterisieren, bezogen auf ihre Wellenlänge. Die vorherrschende Maßeinheit zur Angabe der Wellenlänge im Spektrum ist das Mikrometer (μm).

Obwohl einzelnen Abschnitten des elektromagnetischen Spektrums aus Gründen der Zweckmäßigkeit bestimmte Bezeichnungen zugewiesen werden, wie z.B. 'ultraviolett' oder 'Mikrowelle', so ist doch festzuhalten, dass es keine klare Grenzlinie zwischen einem nominalen Spektralbereich und dem nächsten gibt. Die Einteilungen des Spektrums haben sich eher aus den verschiedenen Messmethoden für die unterschiedlichen Strahlungsarten ergeben, als aus den inhärenten Unterschieden der Energiecharakteristik verschiedener Wellenlängen.

Die meisten Fernerkundungssysteme arbeiten mit einem oder mehreren Abschnitten aus dem sichtbaren Teil des Spektrums, aus dem Infrarot-Bereich (IR) oder aus dem Mikrowellenbereich. Bezüglich des Infrarot-Bereichs des Spektrums muss angemerkt werden, dass nur die thermale IR-Energie direkt mit Wärmeempfindung verbunden ist; für die Energie des nahen IR und des mittleren IR trifft dies nicht zu.

Elektromagnetische Welle Die Komponenten einer elektromagnetischen Welle umfassen eine sinusförmige elektrische Welle (E) und im rechten Winkel dazu eine ebenfalls sinusförmige magnetische Welle (M). Beide liegen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Quelle: nach Lillesand 2004