4. Die große Familie der elektromagnetischen Wellen

Für die Nachrichtenübertragung wird heute ein weiter Bereich von elektromagnetischen Wellen verwendet. Gemessen nach ihren Frequenzen umfasst dies einen Bereich von ca. 10 Kilohertz bis einige Gigahertz. Da sich die Welle während einer Schwingung mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegt, errechnet man daraus die Länge einer Schwingung im Raum, d. h. die Wellenlänge. Der entsprechende Bereich reicht von 30 km bis 30 cm. Wenn auch alle diese Wellen nichts anderes darstellen als die pulsierende Verkettung von elektrischen und magnetischen Feldern, so sieht man doch Unterschiede in der Art, wie sie sich entlang der Erdoberfläche und durch die Atmosphäre ausbreiten. Während Langwellen auch um die Krümmung der Erde gelangen können und demnach eine große Reichweite haben, breiten sich Kurzwellen mehr geradlinig und eher nur in Sichtweite aus. Das ist ein Grund, warum man für den Mobilfunk im Gigahertzbereich so kurze Abstände für die Sendeantennen braucht.
Jenseits der oberen Grenzen der Funkfrequenzen setzt sich nun aber der Bereich der elektromagnetischen Wellen kontinuierlich fort mit immer höheren Frequenzen und immer kürzeren Wellenlängen. Das Diagramm in Bild 3 zeigt in einer langen Skala den Gesamtbereich der elektromagnetischen Wellen, in dem die Funkwellen nur einen kleinen Bereich bilden: bei den niedrigeren Frequenzen auf der rechten Diagrammseite. Wir erkennen ihre Zugehörigkeit zu einer großen Familie natürlicher Wellenstrahlung, die den ganzen Kosmos erfüllen: vom sichtbaren Licht (blau-grün-rot), über die Röntgen- bis zu den kosmischen Strahlen. Obwohl sie alle gleichermaßen aus pulsierenden elektrischen und magnetischen Feldern bestehen, zeigen sie aber doch mit immer kürzerer Wellenlänge eine zunehmende Wechselwirkung mit Mensch und Natur. Dies beginnt gleich links nach dem sichtbaren Licht mit der Ultraviolett-Strahlung. Auf der niederfrequenteren Seite, also rechts vom Licht, hat man bislang nur harmlosere Effekte gefunden, wie z. B. eine Materialerwärmung bei Absorption von Mikrowellen mit hoher Intensität.

Für die Bilder danken wir Herrn Prof. Claus von der Universität München

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