Was haben ein Regenbogen, ein Mobiltelefon und eine Kopf-CT (Computertomographie) gemeinsam? Nun, eines auf jeden Fall: Sie alle strahlen EMFs (elektromagnetische Felder), auch genannt elektromagnetische Strahlung (EM-Strahlung) aus. Wir sprechen oft von elektromagnetischer Strahlung in Verbindung mit Mobiltelefonen und Drahtlostechnologie, doch Tatsache ist: EM-Strahlung umfasst noch viel mehr als nur dies.
In diesem Artikel werden wir einige sehr grundlegende Konzepte erklären, die Ihnen helfen zu verstehen, wo sich die Drahtlostechnologie einfügt:
- Was ist EM-Strahlung?
- Was ist das EM-Spektrum?
- Welche Arten von EM-Strahlung gibt es?
- Was ist ionisierende und nichtionisierende Strahlung?
- Welche gesundheitlichen Auswirkungen von EM-Strahlung gibt es?
Was ist elektromagnetische Strahlung?
Wenn Sie in einem Auto sitzen und zu Ihrem Lieblingskino fahren, dann bringt Ihr Auto Sie dort hin, weil sein Motor genug Energie erzeugt, um es in Bewegung zu versetzen. Wenn wir über Bewegung sprechen, sprechen wir von „kinetischer Energie“.
Von Natur aus ist elektromagnetische Strahlung ebenfalls eine Form von Energie. Lassen Sie uns betrachten, wie dies alles funktioniert.
So wie Sie Ihr Auto benutzen, um an Ihr Wunschziel zu gelangen, so verwendet EM-Strahlung ein „elektrisch geladenes Partikel“ als ihr „Fahrzeug“. Und abhängig von seinen Eigenschaften könnte dieses Partikel im Stande sein, sich durch die Luft zu bewegen, durch jedwede Materie einschließlich des menschlichen Körpers, Betonwänden oder sogar durch ein Vakuum. Während sich das elektrisch geladene Partikel fortbewegt, „stört“ es die unmittelbare Umgebung um sich herum durch „elektromagnetische Wellen“.
Was ist ein elektromagnetisches Spektrum?
Nicht alle Formen von EM-Strahlung werden auf diese Weise erzeugt. Was unterscheidet also eine Art von EM-Strahlung von einer anderen? Diese Arten von EM-Strahlung verhalten sich unterschiedlich, und zwar abhängig von der Eigenschaft der Wellen, die sie erzeugen – etwas, das wir „Wellenlänge“ oder „Frequenz“ nennen.
Um dies zu verdeutlichen, stellen Sie sich zwei Boote vor, die sich auf dem Meer fortbewegen. Dabei ist das erste Boot dreimal so groß wie das zweite. Werden die Wellen, die die beiden Boote erzeugen, genau gleich sein? Nein, das werden Sie nicht. Denn Größe und Frequenz der Wellen sind abhängig von der Größe des Bootes und der Geschwindigkeit (der Energie), die es benutzt, um sich vorwärts zu bewegen.
Dasselbe findet Anwendung auf Wellenlänge und Frequenz. Die elektromagnetischen Wellen mit höherer Energie oder Frequenz sind kürzer, während Wellen mit niedriger Energie und Frequenz länger sind.
Aufgrund dieser Eigenschaften können wir die verschiedenen Arten von elektromagnetischen Wellen in einem sogenannten elektromagnetischen (EM-) Spektrum anordnen.
Welche Arten von EM-Strahlung gibt es?
Wir können bestimmte Frequenzbereiche in verschiedene Arten von Strahlung einteilen. Das heißt von den längsten zu den kürzesten Wellenlängen beziehungsweise von den niedrigsten zu den höchsten Frequenzen. Außerdem können wir die Energiemenge betrachten, die sie jeweils übertragen:
Stromleitungen
Stromleitungen haben die niedrigsten Wellenlängen.
Radiowellen
Radiowellen werden ausgestrahlt von Radio- und Fernsehsendern und sogar von Mobiltelefonen. Einige Beispiele von Radiofrequenzbändern umfassen „Extremely Low Frequency“ (ELF), „Ultra Low Frequency“ (ULF), „Low Frequency“ (LF), „Medium Frequency“ (MF), „Ultra High Frequency“ (UHF) und „Extremely High Frequency“ (EHF).
Bluetooth, WLAN, schnurlose Telefone, GPS und 5G sind allesamt in den „Ultra High Frequency“-Bereichen angesiedelt. 5G wird in Zukunft außerdem den „Extremely High Frequency“-Bereich verwenden.
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Mikrowellen
Mikrowellen können dazu benutzt werden, Informationen durch den Raum zu senden, ebenso wie dafür, Speisen zu erwärmen. Einige der 5G-Frequenzen werden im Frequenzbereich der Mikrowellen liegen.
Infrarotstrahlung
Infrarotstrahlung kann als Wärme oder thermische Energie freigesetzt werden. Infrarotkameras verwenden diesen Frequenzbereich, um unter anderem Wärmebilder von Gebäuden anzufertigen (um zum Beispiel „Wärmelecks“, das heißt Stellen mit unzureichender Wärmeisolation, ausfindig zu machen).
Sichtbares Licht
Sichtbares Licht ist der einzige Bereich des elektromagnetischen Spektrums, den der Mensch mit den Augen wahrnehmen kann. Die Farben eines Regenbogens sind im sichtbaren Spektrum der elektromagnetischen Strahlung angesiedelt, wobei jede Farbe ihre eigene Wellenlänge hat.
UV-Licht
UV-Licht ist verantwortlich dafür, dass Sie – je nach Strahlendosis – eine dezente Bräune genießen oder einen schmerzhaften Sonnenbrand erleiden.
Röntgenstrahlen
Im Vergleich zum sichtbaren Licht besitzen Röntgenstrahlen eine höhere Energie und können aufgrund dessen bestimmte Gegenstände einschließlich des menschlichen Körpers durchdringen. Sie werden gewöhnlich im medizinischen Bereich eingesetzt, unter anderem bei der Mammographie, bei CT-Scans, der Fluoroskopie und in der Radiotherapie (Strahlentherapie zur Behandlung von Krebs).
Gammastrahlen
Gammastrahlen werden von radioaktiven Atomen und bei Kernexplosionen erzeugt.
Ionisierende versus nicht-ionisierende Strahlung
Hinsichtlich der „Härte“ der Strahlung kann das EM-Spektrum auch in zwei Gruppen eingeteilt werden. Ionisierende Strahlung enthält eine große Energiemenge und ist im Stande, Elektronen aus ihrem jeweiligen Orbit (Umlaufbahn um den Atomkern) zu entfernen – und sogar Atome aufzuspalten.
Höherfrequente Wellen wie etwa Röntgen- und Gammastrahlen verfügen über diese ionisierende Wirkung.
Niederfrequente Wellen wie etwa Radiowellen weisen die ionisierende Strahlungswirkung nicht auf und werden deshalb als „nicht-ionisierende Strahlung“ bezeichnet.
Was sind die gesundheitlichen Auswirkungen von EM-Strahlung?
Nur weil es sich bei bestimmten EM-Wellen um nicht-ionisierende Strahlung handelt, bedeutet dies nicht, dass sie nicht gesundheitliche Auswirkungen auf unseren biologischen Organismus haben können.
EM-Strahlung, die von Mobiltelefonen, WLAN-Routern und ähnlichen Drahtlosgeräten emittiert wird, hat nachweislich gesundheitliche Auswirkungen auf die Zellen unseres Körpers und können unter anderem Entzündungserkrankungen, oxidativen Stress und Unfruchtbarkeit verursachen sowie sich nachteilig auf kognitive Funktionen auswirken.
Die folgenden Artikel nehmen Bezug auf diese Thematik:
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Quellen
- https://www.medicalnewstoday.com/articles/219970.php
- https://www.livescience.com/50326-what-is-ultraviolet-light.html
- https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Spectroscopy/Fundamentals_of_Spectroscopy/Electromagnetic_Radiation
- https://marine.rutgers.edu/cool/education/class/josh/em_spec.html
- https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/x-rays
- https://www.lifewire.com/5g-spectrum-frequencies-4579825
- World Health Organization (WHO), IARC Classifies Radiofrequency electromagnetic fields as possibly carcinogenic to humans. Press Release, May 31, 2011. http://www.iarc.fr/en/media-centre/pr/2011/pdfs/pr208_E.pdf
- https://www.who.int/peh-emf/about/WhatisEMF/en/
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Nachdem ich einige Monate im Krankenhaus gelegen bin, habe ich mich gefragt, wie Röntgen eigentlich genau funktioniert. Ich wusste nicht, dass Röntgenstrahlen eine höhere Energie haben. Nun macht es Sinn, dass sie den menschlichen Körper durchdringen können.