Es geht um elektromagnetische Wellenlängen von Bruchteilen eines Attometer bis zur Ausdehnung von mehreren Galaxien von tausenden Parsec.
Inhaltsverzeichnis
Die nächsten Computertechnologien
Computer, die mit quantenmechanischen Prozessen arbeiten sowie Platinen und Netzwerke, die mit Licht Signale leiten, sind die neuen Technologien, die an den Grenzen der heutigen Wissenschaften liegen. Sie machen es bewusst, dass neue Größenordnungen unsere Normalität bestimmen werden.
Daher zeige ich hier einmal den gesamten bekannten Wellenbereich.
Übersicht der Wellenbereiche
Diese Übersicht gibt weitestgehend das gesamte Wellenspektrum in der Reihenfolge von der kürzesten Wellenlänge zur längsten wider. Ich habe hier zur Verdeutlichung nur die hauptsächlich bekannten Wellenkategorien genannt. Innerhalb einiger Wellenkategorien liegen noch etliche Differenzierungen.
- Kosmische Strahlung
- Gamma-Strahlung
- Röntgenstrahlung
- Ultraviolettes Licht
- Sichtbares Licht
- Infrarotes Licht
- Mikrowellen
- Rundfunkwellen
- Niederfrequente Strahlung
Formeln
Diese Formeln nutze ich für nachfolgende Berechnungen.
Wellenlänge = Plancksche Wirkungsquantum multipliziert mit Lichtgeschwindigkeit durch Elektronenvolt Frequenz = Lichtgeschwindigkeit durch Wellenlänge Energie = Plancksche Wirkungsquantum multipliziert mit Frequenz
Wellenbereiche
Das ist ein Versuch, alle Wellenlängen in eine Übersicht zu pressen. Eine Übersichtstabelle wäre bei diesen Unterfangen nicht mehr übersichtlich.
Quantenmechanik
Die kürzesten der Menschheit bekannten Wellenlängen, sind quantenmechanische Ereignisse, wie beispielsweise virtuelle Teilchen. Hier ist viel Raum für Spekulationen, Mathematik und physikalische Forschung.
Dieser Bereich ist nun sehr interessant für die neue Computergeneration, den Quantencomputer.
Kosmische Strahlung
Bei Eintritt in die Erdatmosphäre ändert sich die primäre kosmische Strahlung zur Höhenstrahlung.
Wellenlänge: 0,1 Attometer bis 0,01 Femtometer Frequenz: >= 10^19 Hertz Energie: > 110 Megaelektronenvolt bis GeV
Gamma-Strahlung
Diese Strahlung wird in den Bereichen der Sterilisation und Materialprüfung eingesetzt.
Wellenlänge: 1 Femtometer bis 10 Picometer Frequenz: 10^19 bis 10^22 Hertz Energie: keV bis MeV
Röntgenstrahlung
In der Computerindustrie werden diese Strahlen für Analyse, Kontrolle und Prüfung genutzt.
Wellenlänge: 10 Picometer bis 10 Nanometer Frequenz: 10^17 bis 10^19 Hertz Energie: > 1 keV bis 10 keV
Röntgenstrahlung wird in harte und weiche Röntgenstrahlung unterschieden.
Vakuumultraviolette Strahlung
Diese Strahlung wird benötigt für die Halbleiterherstellung, zum Beispiel für CPUs und GPUs.
Wellenlänge: 10 Nanometer bis 200 Nanometer Frequenz: ~ 10^15 Hertz Energie: 6 eV bis 20 eV
Ultraviolettes Licht
Ab hier beginnen schon Lichtwellenleiter, also Glasfasertechnologien, die Wellenlänge zur Übertragung von Daten zu nutzen.
Wellenlänge: 100 Nanometer bis 400 Nanometer Frequenz: 10^14 bis 10^16 Hertz Energie: 3,1 eV bis 12,4 eV
UV-Licht wird in die Kategorien A, B und C unterschieden.
Sichtbares Licht
Die Einteilung der Grundfarben sind: Violett, Indigo, Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot, Sichtbares Licht wird in der Computerindustrie hauptsächlich für optische Anzeigen für Status und Zustände benutzt.
Aber auch für drahtlose Kommunikation wird das Li-Fi-System mit Wellenlängen von 450 bis 480 nm eingesetzt, wie beispielsweise in Jena zwischen den Universitätsgebäuden.
Wellenlänge: Von Violett 380 nm bis Rot 750 nm Frequenz: 400 THz bis 789 THz Energie: 10−15 eV
Infrarot
Dieses nicht sichtbare, aber spürbare, Licht wird zurzeit hauptsächlich für die Glasfaser-Netzwerke eingesetzt.
Wellenlänge: > 700nm bis 1 mm Frequenz: 300 GHz bis 300 THz Energie: 0,001 bis 1,6 eV
Terahertzstrahlung
Die Anwendungen von diesen Wellen ist vielfältig: Terahertz-Scanner, Qualitätskontrolle von elektronischen Bauteilen und Halbleiterforschung.
Wellenlänge: 0,1 mm bis 1 mm Frequenz: 300 GHz bis 3 THz Energie: 1,24 bis 12,4 Millielektronenvolt
Kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung
Hier gibt es natürlicherweise keine direkte Anwendung in der Computerindustrie.
Wellenlänge: 1,87 mm Frequenz: 160,4 GHz Energie: 6,63×10−4 eV
Mikrowellen
Es wird zwischen kurzen und langen Mikrowellen unterschieden. In der Computerindustrie wird es für Kommunikation von Gebäude zu Gebäude genutzt oder andere WiFi-Anwendungen.
Wellenlänge: 1 mm bis 1 m Frequenz: 30 bis 300 GHz Energie: ~ 1,24×10−2 eV
Rundfunk
Die Einteilung geht von UKW, KW, MW und LW. Für Computer gibt es Anwendungen für Kommunikation und Sensornetzwerke.
Wellenlänge: 1 m bis 10 km Frequenz: 300 MHz bis 30 kHz Energie: 4,13×10−9 eV
Niederfrequente Strahlung
Diese Wellenbereiche gehen bis Ultra-niedrige Frequenzen.
Diese Wellen sind für extrem weit entfernte Computersysteme, wie U-Boote, geeignet, seismische Forschung und für das bekannte Zeitzeichen geeignet.
Wellenlänge: ab 10 km bis 300.000 km Frequenz: 300 Hz bis 3 Hz Energie: ~ 6,2x10-13 eV
Schwer(kraft)wellen
Die „Gravity Waves“, also Gravitationswellen, sind die längsten der Menschheit bekannten Wellen und können die Größe von mehreren Galaxien umfassen.