Aufgabe 1 · Abitur NRW Physik GK · Terahertz-Strahlung 2026

Berechnen Sie die maximale Wellenlänge der Terahertz-Strahlung.

Lösung: $3{,}00\cdot 10^{-3}$ m / $3{,}00$ mm

Berechnen Sie die minimale Wellenlänge der Terahertz-Strahlung.

Lösung: $9{,}99\cdot 10^{-5}$ m / $99{,}9$ µm

Benennen Sie mithilfe der Formelsammlung den Spektralbereich ①.

Lösung: Radiowellen

Benennen Sie mithilfe der Formelsammlung den Spektralbereich ②.

Lösung: Infrarot

Erklären Sie unter Berücksichtigung der Skalierung in Abbildung 1 den Fehler in dieser Aussage.

Lösung: In der Abbildung ist der Frequenzbereich der Terahertz-Strahlung ungefähr viermal so groß dargestellt wie der Frequenzbereich des sichtbaren Lichts. Deshalb könnte man daraus schlussfolgern, dass der Frequenzbereich der Terahertz-Strahlung viermal so groß ist. Jedoch liegt der Fehler in der Aussage darin, zu folgern, dass die Skalierung des Frequenzbereichs linear ist. Denn für den Spektralbereich des sichtbaren Lichts ergeben sich mit den Wellenlängenangaben aus der Formelsammlung ($\lambda_{\text{violett}} = 380\text{ nm}$ und $\lambda_{\text{rot}} = 780\text{ nm}$) und der Gleichung $f = c/\lambda$ die Frequenzen $f_{\text{violett}} = 7{,}89\cdot 10^{14}\text{ Hz} = 789\text{ THz}$ und $f_{\text{rot}} = 3{,}84\cdot 10^{14}\text{ Hz} = 384\text{ THz}$. Die Bandbreite des Frequenzbereichs des sichtbaren Lichts beträgt damit $\Delta f_{\text{Licht}} = 789\text{ THz} - 384\text{ THz} = 405\text{ THz}$ und ist deutlich größer als die Bandbreite der Terahertz-Strahlung mit $\Delta f_{\text{Tera}} = 2{,}9\text{ THz}$. (Hinweis: Der Lösungsweg kann auch ohne Rechnung erfolgen.)