Was ist Strahlung? Mikrowellen, Radar und Rundfunkstrahlen


Referat / Aufsatz (Schule), 2017

11 Seiten, Note: 1,00

Anonym


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Strahlung

Mikrowellen

Radar

Rundfunkstrahlung und Frequenzen
Dezimeterwelle
Ultrakurzwelle
Kurzwelle
Mittelwelle
Langwellen

Gesundheitsrisiken

Quellenverzeichnis

Strahlung

Die Strahlung ist eine Form der Energieausbreitung. Entweder sie breitet sich in Form von Teilchen oder Wellen aus. Demnach wird die Strahlung in zwei Bereiche eingeteilt: Teilchenstrahlung oder Korpuskularstrahlung und die Wellenstrahlung. Früher gab es eine Debatte ob Strahlung nun Teilchen oder Wellen sind. Diese Frage wurde anhand des Lichts erklärt. Ein Lichtstrahl enthält Photonen, welche Welleneigenschaften besitzen. Dieses Phänomen wird als Welle-Teilchen-Dualismus bezeichnet.1

Es gibt natürliche Strahlung, wie zum Beispiel in der Erde, in den Lebensmitteln und im Trinkwasser, und Strahlung, welche künstlich „erzeugt“ wird, welche die Menschen für die Medizin oder Industrie nutzen. Die bekannteste natürliche Strahlung ist die des Sonnenlichts. Des Weiteren kommt noch Strahlung aus dem Weltall auf die Erde.

Strahlung transportiert immer Energie und Impuls. Wenn Strahlung auf ein Objekt trifft wird sie entweder reflektiert, absorbiert (verschluckt) oder transmittiert (Strahlung wird durchgelassen). Dieser Vorgang wird Remission genannt.2 Neben den zwei Bereichen (Teilchen/Welle) gibt es auch noch zwei verschiedene Arten: die ionisierende und die nicht ionisierende Strahlung. Ionisierende Strahlung hat mehr Energie als nicht ionisierende. Durch diese Energie können sie Atome zu Ionen umwandeln, weil Elektronen entfernt werden (Ionisierung). Nicht ionisierende Strahlung ist ungefährlich Menschen, da sie im Gegensatz zu der ionisierenden Strahlung keine Moleküle bzw. chemische Verbindungen zerstört. Demnach können keine Radikale im Körper entstehen welche krebserregend sind.3

Mikrowellen

Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen mit einem Frequenzbereich von ein bis 300 GHz. Die Wellen haben eine Länge von einen mm bis einem Meter. Die Mikrowellen umfassen den Bereich der Milli-, Zenti- und Dezimeterwellen. Der Bereich wird durch die Radiowellen und den infraroten Bereich des optischen Spektrums begrenzt.

Mikrowellen finden in der Radartechnik, in Haushaltsgeräten, wie zum Beispiel dem Mikrowellenherd, welcher irrtümlicher Weise umgangssprachlich Mikrowelle genannt wird, in vielen Plasmaanlagen, drahtlosen Kommunikationssystemen, wie Wireless-LAN, Bluetooth und Mobilfunk, Sensorsystemen und Leuchtmitteln Verwendung.

Mikrowellen veranlassen Moleküle dazu, dass sie schwingen. Dies kann man sich sehr gut im Mikrowellenherd anschauen. Dort werden die Wassermoleküle in Schwingung versetzt. Nun wird der Stoff im Herd erwärmt, aber nicht, weil eine bestimmte Resonanzfrequenz absorbiert wird, sondern weil sich die Wassermoleküle ständig nach dem elektromagnetischen Wechselfeld ausrichten, wobei Wärme entsteht.

Mikrowellen können wie Licht reflektiert, interferiert und gebrochen werden. Metallische Stoffe wirken auf die Wellen reflektierend, Isolatoren, Glas und Keramik sind allerdings transparent bzw. durchlässig. Weil Kunststoff ebenfalls transparent ist, können Mikrowellen durch Kunststofflinsen gebündelt werden. Die Laser, welche dadurch entstehen, werden Maser genannt.4

Über die Risiken der Mikrowellen ist nicht sehr viel bekannt, allerdings wirken sie auch auf menschliches Gewebe erwärmend, was zu Verbrennung und zum Absterben vom Gewebe führen kann. Es wird jedoch nicht angenommen, dass die Strahlung krebserregend ist. Nur ionisierende Strahlung könnte mutagene Änderungen hervorbringen. Mikrowellen können auch ionisierend sein, das hängt allerdings von der Wellenlänge ab (am 250 nm Wellenlänge ist Strahlung ionisieren: diese Strahlung kann nur im Ultraviolettbereich angetroffen werden).5

Radar

Radar ist ein Verfahren der zur Ortung und zur Erkennung durch elektromagnetische Wellen dient. Der Name „Radar“ ist eine Abkürzung entweder für radio detection and ranging, radio direction and ranging oder radio aircraft detection and ranging.

Radargeräte bündeln elektromagnetische Wellen und senden diese als Primärsignale aus. Die reflektierten Strahlen, welche von dem Objekt abprallen, werden von dem Gerät als Sekundärsignale ausgewertet. Die Informationen welche gewonnen werden können sind zum Beispiel der Winkel bzw. die Richtung zum Objekt, die Entfernung zum Objekt, die Relativbewegung, die Wegstrecke und die Absolutgeschwindigkeit des Objektes und das Aussehen des Objektes.

Diese spezielle Nutzung von elektromagnetischer Strahlung wurde von Heinrich Hertz, der Namensgeber der Einheit der Frequenz, entdeckt. Der erste Versuch zur Ortung wurde allerdings von Christian Hülsmeyer 1904 durchgeführt. Sein Telemobiloskop zur Fischerkennung ist heute der Vorreiter der modernen Radarsysteme. Allerdings wurde die Erfindung nicht anerkannt und geriet in Vergessenheit. Erst als der Zweite Weltkrieg ausbrach wurden zunehmend Radargeräte entwickelt. Die erste Funkmessanlage wurde 1935 von der GEMA (Gesellschaft für elektroakustische und mechanische Apparate mbH) vorgestellt. Nach dem Zweiten Weltkrieg haben die Alliierten den Deutschen weitere Forschungen bis 1950 verboten. Allerdings gab es große Fortschritte in den Vereinigten Staaten. Dank diesen Forschungen im 20. Jahrhundert, ist die Radartechnik in der zivilen Luftfahrt und weiteren Transportmitteln gar nicht mehr weg zu denken.

Die Radartechnik wird in den verschiedensten Bereichen verwendet. Ein Rundsichtradar findet vorwiegend in der Schifffahrt und im Flugverkehr Funktion. Des Weiteren wird die Radartechnik zur Zielverfolgung benutzt. Diese Verfolgung wird auf Schiffen, Flugzeugen, Fahrzeugen und Raketen verwendet. In der Radarnase von Flugzeugen befindet sich ein Bordradar, welche Wetterfronten, andere Flugzeuge und Raketen entdecken kann. Ein Radar-Bewegungsmelder, ähnlich einem Infrarot-Bewegungsmelder, erkennt sich bewegende Körper und hilft z.B. Gebäude zu sichern. Radargeräte, welche umgangssprachlich einfach „Radar“ oder „Radarfalle“ genannt werde, messen die Geschwindigkeit von Fahrzeugen im Straßenverkehr.

Radarstrahlung kann für die Gesundheit irreparable Folgen haben. Die Röntgenstrahlung, welche in den Schaltröhren entsteht, führte zu Strahlungsschäden, wie zum Beispiel Krebs, vor allem bei Soldaten. Die Röntgenstrahlung wurde noch bis in die 1980er Jahre bei militärischen Radaranlagen größtenteils nicht abgeschirmt.6

Rundfunkstrahlung und Frequenzen

Der Rundfunk und dessen Strahlung kann in mehrere verschiedene Wellenarten und dessen Frequenzbereiche eingeteilt werden. Dazu zählen Dezimeterwellen, Ultrakurzwellen, Kurzwellen, Mittelwellen, Langwellen und Längstwellen.

Dezimeterwelle

Dezimeterwellen (engl.: UHF-Ultra High Frequency) sind elektromagnetische Wellen von 300 MHz bis 3000 MHz, sie entsprechen den Wellenlängen zwischen zehn und einem Dezimeter, daher der Name. Die Dezimeterwellen liegen somit zwischen den kürzeren Zentimeterwellen und den etwas längeren Ultrakurzwellen (UKW/engl.: VHF). Allein Dezimeterwellen sind in über 80 Frequenzbereiche geteilt, welche explizit gewissen Funkdiensten zugewiesen sind und je nach dem nur für militärische, private oder öffentliche Dienste zugänglich sind.

Nutzung: Dezimeterwellen werden heutzutage bei Diensten wie zum Beispiel Amateurfunkdiensten, festen Funkdiensten, Flugnavigationsfunk-diensten, dem Gleitwegsender (ILS; Instrument Landing System), jeglichen Rundfunkdiensten wie DVB-T, den Fernsehrundfunksendern IV und V, dem Reportagefunk, Navigationsfunkdiens-ten und Weltraumfunkdiensten benutzt.

Ultrakurzwelle

Ultrakurzwellen, kurz: UKW oder englisch: VHF (Very High Frequency) sind Wellen im Bereich 30 MHz bis 300 MHz, also Wellenlängen zwischen zehn und einem Meter und sind somit kürzer als Kurzwellen.

„Die Reichweite der Ultrakurzwellen ist durch den Horizont der elektromagnetischen Wellenausbreitung beschränkt.“7 Dieser Horizont jedoch unterscheidet sich von dem Horizont des sichtbaren Lichts, da der Brechungsindex für den UKW-Frequenzbereich mit der Höhe über Boden sinkt, für Ultrakurzwellen erscheint die Erdkrümmung also nicht so stark wie für das sichtbare Licht. Ultrakurzwellen werden normalerweise nicht an der Ionosphäre reflektiert weswegen ihre terrestrische Reichweite stark eingeschränkt ist, hingegen kann es auch bei bestimmten Inversionswetterlagen zu einer Überreichweite kommen. Natürlich ist aber die Reichweite auch von Sender- und Empfängerort, Sendeleistung und Empfangsausrüstung abhängig, die Reichweite liegt je nachdem normalerweise zwischen einigen 10 und 200 Kilometern.

Nutzung: Das UKW-Spektrum wird ausschließlich für verschiedenste Funkdienste verwendet, diese umfassen, jeweils zivil, militärisch oder beides, Rundfunkdienste, (mobile) Landfunkdienste, Seefunkdienste, von 108 bis 117,957MHz Flugnavigationsfunkdienste und von 117,975 bis 137MHz mobile Flugfunkdienste, des weiteren auch Amateurfunkdienste, Mobilfunkdienste und Weltraumforschungsfunkdienste, aber auch noch viele mehr.

Kurzwelle

Kurzwellen, kurz: KW oder englisch: SW (Short Wave) oder HF (High Frequency), sind Wellen in einem höheren Frequenzbereich als Lang- und Mittelwellen. Die Frequenzen von Kurzwellen reichen von 3MHz bis 30MHz, „dies entspricht Wellenlängen λ (Lambda) von 100m bis 10m.“ 8 Die Kurzwelle hat einen sehr besonderen Platz, weil wegen ihrer großen Reichweite Signale weltweit empfangen werden können, kein anderer Frequenzbereich kann auf solch großen Reichweiten noch empfangen werden.

Gleich wie bei Lang- und Mittelwellensendern wird bei Kurzwellen eine Bodenwelle und eine Raumwelle ausgestrahlt, die Bodenwelle breitet sich an der Erdoberfläche aus, sie hat eine beschränkte Reichweite welche zwischen 30 und 100 km betragen kann. Die Raumwelle jedoch kann die Erdoberfläche verlassen und kann bei guten Bedingungen an der Ionosphäre reflektiert werden.

Nutzung: Kurzwellen wurden gerade während der Zeit des zweiten Weltkriegs sehr verbreitet eingesetzt und gewannen in der Seefahrt und bei Rundfunksendern große Beleibtheit und hohe Nutzungszahlen. Durch die Einführung anderer Informationsquellen wie dem Internet und GPS-Systemen sahen viele keine Nutzung für den Kurzwellenrundfunk mehr, weshalb viele Konzerne ihre Nutzung in industriell entwickelten Gebieten reduzierten oder ganz einstellten.

Mittelwelle

Als Mittelwellen (MW), oder Medium Frequency (MF), werden elektromagnetische Wellen im Bereich von 300kHz bis 3000kHz bezeichnet.9 Mittelwellen haben gute Reflexionseigenschaften an der Ionosphäre, weshalb sie sich für Fernübertragungen gut eignet.

Nutzung: Man begann Anfang der zwanziger Jahre Kurzwellen im deutschen Rundfunk einzusetzen, jedoch verloren auch sie mit Beginn des einundzwanzigsten Jahrhunderts und der moderneren Technologie an Bedeutung und mit Ende 2015 waren alle deutschen Mittelwellensender stillgelegt.

Langwellen

Langwellen (LW) sind die Wellen zwischen 30kHz und 300kHz, sie sind nach den Längstwellen (VLF: Very Low Frequency) die längsten elektromagnetischen Wellen und ihre Wellenlänge liegt zwischen 1000 und 10.000 Metern.

Nutzung: „Der Bereich über 283,50kHz wird für Flug- und Seefunk genutzt.“10 Für den Bereich 148,50 und 283,50kHz sind Rundfunkübertragungen aber auch Funkfeuer sind ab 255kHz zugewiesen. Es gibt einen kleinen Bereich für Amateurfunk und die restlichen Frequenzen sind von Wetterdiensten und Funknavigationsdiensten genutzt. Hingegen werden Längstwellen fast ausschließlich für die Übermittlung von Befehlen an getauchte U-Boote benutzt, da diese Wellen ungefähr 10 bis 30 Meter tief ins Wasser eindringen können.

Gesundheitsrisiken

Aufgrund der starken Beunruhigung einiger Menschen und der Furcht, Rundfunkstrahlung würde ein erhöhtes Leukämierisiko bedeuten, veröffentlichte das Bundesamt für Strahlenschutz (kurz: BfS) im Jahr 2008 eine Studie, in der die Hypothese des erhöhten Kinderleukämierisikos nahe starker Fernseh- und Rundfunksender deutschlandweit untersucht wurde. „Dazu wurde die Exposition von ca. 2000 Kindern, die seit 1984 an Leukämie erkrankt sind, mit der von einer nichterkrankten Kontrollgruppe verglichen.“11 Das Ergebnis der Studie zeigte kein erhöhtes Leukämierisiko bei Kindern, die Studie selbst räumt mit diesem Ergebnis viele „Missstände“ aus dem Weg. Aufgrund ihrer Aussagekraft, hingegen anderer Studien nämlich ist diese viel umfassender und hat sich über einen Zeitraum von zwanzig Jahren auf fast 8.000 Kindern und 24 der leistungsstärksten Sendeanlagen Deutschlands fokussiert, kann das Ergebnis als glaubwürdig gelten. Auch die Tatsache, dass noch keine klare Ursache für Leukämie gefunden wurde stützt das Ergebnis der Studie.12

[...]


1 vgl. Gauglitz, Guenter und Löbert, Heidi: Strahlung. In: Wiley Information Services: Chemgapedia. S.2. URL: http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/13/vlu/spektroskopie/grundlagen/ strahlung.vlu/Page/vsc/de/ch/13/pc/spektroskopie/grundlagen/strahlung1.vscml.html [Stand: 28.12.2017]

2 vgl. Wissler, Ruth (2011): Was ist Strahlung? In: Siemens Healthcare: Medizinische Strahlung verstehen. URL: http://www.medizinischestrahlung.de/fakten-zum-thema-strahlung/was-ist-strahlung/ [Stand: 28.12.2017]

3 vgl. Abels, Benjamin et al.: Strahlung. In: DocCheck Flexikon. URL: http://flexikon.doccheck.com/de/ Strahlung [Stand: 28.12.2017]

4 vgl. Wikipedia: Mikrowellen. URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Mikrowellen [Stand: 28.12.2017]

5 vgl. Wikipedia: Mikrowellenherd. URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Mikrowellenherd [Stand: 28.12.2017]

6 vgl. Wikipedia: Radar. URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Radar [Stand: 28.12.2017]

7 Wikipedia: Ultrakurzwelle. URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Ultrakurzwelle [Stand: 21.12.2017]

8 Wikipedia: Kurzwelle. URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Kurzwelle [Stand: 21.12.2017]

9 vgl. Wikipedia: Mittelwelle. URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Mittelwelle [Stand: 21.12.2017]

10 Wikipedia: Langwelle. URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Langwelle [Stand: 21.12.2017]

11 Wölfle, Ralf Dieter (2008): Gesundheitliche Beeinträchtigungen in der Nähe von Rundfunk- und Fernsehsendern? URL: http://www.ralf-woelfle.de/elektrosmog/ redir.htm?http://www.ralf-woelfle.de/elektrosmog/biologie/radio.htm [Stand: 21.12.2017]

12 vgl. Dambeck, Holger (2008): Kein erhöhtes Krebsrisiko durch Rundfunkstrahlung. In: Spiegel Online. URL: http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/neue-studie-kein-erhoehtes-krebsrisiko-durch-rundfunkstrahlung-a-584361.html [Stand: 28.12.2017]

Ende der Leseprobe aus 11 Seiten

Details

Titel
Was ist Strahlung? Mikrowellen, Radar und Rundfunkstrahlen
Note
1,00
Jahr
2017
Seiten
11
Katalognummer
V912096
ISBN (eBook)
9783346207388
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Wellen, Mikrowellen, Radar, Rundfunkstrahlen, Strahlung, Physik
Arbeit zitieren
Anonym, 2017, Was ist Strahlung? Mikrowellen, Radar und Rundfunkstrahlen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/912096

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