DAS ABC DER ELEKTROBIOLOGIE
Alles auf der Welt ist Schwingung und auch dieses Thema mit seinen vielen Definitionen und Begriffen wird erst verständlich, wenn wir es vor diesem Hintergrund betrachten. Stellen wir also das kleine ABC der Elektrobiologie voran. Um diese Wellen zu beschreiben, spricht man von der Wellenstärke (auch Amplitude genannt), sie bezeichnet die Höhe der Welle vom Minimum zum Maximum. Die Wellenlänge gibt an, nach welcher Strecke sich das „Wellenmuster“ wiederholt.
Frequenz nennen wir die Einheit, mit der die Schwingung pro Sekunde bewertet wird. Nach ihrem Erfinder messen wir sie in Hertz oder „Hz“. Je nachdem, welche Schwingungen in der Sekunde erreicht werden, sprechen wir entweder vom Niederfrequenz- oder vom Hochfrequenzbereich. Werte bis zu 30 kHz zählen zum Niederfrequenzbereich, alles darüber bereits zur Hochfrequenz.
1 Schwingung/ Sekunde = 1 Hertz (Hz)
1000 Schwingung / Sekunde = 1 Kilohertz (KHz)
1000 000 Schwingung / Sekunde = 1 Megahertz (MHz)
1000 000 000 Schwingung / Sekunde = 1 Gigahertz (GHz)
Gleich- und Wechselfelder
Im Zusammenhang mit der Frequenz sprechen wir auch von Gleich- und Wechselfeldern. So entspricht das uns umgebende natürliche Feld der Erde einem Gleichfeld, das einerseits durch die Erdrotation aufrecht erhalten wird und sich auf der anderen Seite durch die Spannung zwischen den Polen der Erde bildet. Grundsätzlich kann man sagen, dass Gleichfelder eine zeitliche konstante Kraft ausstrahlen, die seit Jahrmillionen relativ gleich geblieben ist, so dass der Mensch im Laufe seiner Evolution sich in dieses Kraftfeld hinein entwickeln konnte. Ganz anders ist das bei Wechselfeldern.
Alle technisch erzeugten Felder sind Wechselfelder. Unser häusliches Stromversorgungsnetz zum Beispiel ändert mit einer Frequenz von 50 Hz fünfzig Mal in der Sekunde die Richtung.
Elektrische Felder
Elektrische Felder entstehen immer, wenn ein Gerät unter Spannung steht. Das ist schon der Fall, wenn der Stecker in der Dose steckt – auch wenn kein Strom fließt. Die elektrische Feldstärke wird in Volt pro Meter (Kürzel V/m) gemessen. Sie ist abhängig von der Höhe der Spannung, der Leitfähigkeit von Materialien und der Erdung. Unser Körper nimmt diese elektrischen Felder aus der Umgebung auf, er steht also „unter Strom“ – besonders dann, wenn er nicht geerdet ist, also zum Beispiel im Liegen. Die so genannte Körperspannung kann mit einem speziellen Gerät, dem Voltmeter, gemessen werden. Gegen elektrische Felder kann man sich abschirmen.
Magnetische Felder:
Schalten wir aber ein Gerät ein, so fließt der Strom, und es entsteht zusätzlich ein magnetisches Feld. Bei unserer alltäglichen Stromversorgung können wir diese beiden Größen voneinander unterscheiden, denn wir sind ja im niederfrequenten Bereich. Die magnetische Feldstärke wird in Ampère pro Meter (Kürzel A/m) gemessen. Die magnetische Flussdichte in Tesla (T). Da die Einheit Tesla für die Messung meist zu groß ist, wird in Mikrotesla (mT), meist aber in Nanotesla (nT) gemessen. Magnetfelder haben die Eigenschaft, sämtliche Materialien zu durchdringen. Bisweilen wird auch noch die ältere Einheit Gauß benutzt. Hier sollten wir noch die Formel kennen: Ein Tesla = 10.000 Gauß. Magnetfelder gehen durch sämtliche Materialien: Häuser, Bäume – und natürlich auch durch den Menschen. Darum sollten wir also darauf achten, dass wir uns ihnen möglichst wenig aussetzen und – natürlich – Abstand halten. Denn mit zunehmender Entfernung nehmen auch sie drastisch ab.
Ab 400 kHz, also im so genannten Hochfrequenzbereich (kurz HF genannt) lassen sich die Eigenschaften von elektrischen und magnetischen Feldern nicht mehr klar trennen, weshalb man nun von elektromagnetischen Feldern spricht. Der Grund: Die hohe Frequenz von 400 kHz und mehr bringt es mit sich, dass die Spannungsverteilung und damit die Richtung und Stärke des Stroms mindestens 400 000 Mal pro Sekunde hin und her schwingt. Hochfrequenz geht bis in den Gigahertzbereich (GHz) mit Milliarden Schwingungen pro Sekunde.
Einheiten und Größen
Damit Sie einen Überblick über die wichtigsten Größen und Einheiten haben, folgt nun eine tabellarische Zusammenstellung dieser.
Größe Einheit Abkürzung
Frequenz Hertz Hz
Spannung Volt V
Stromstärke Ampère A
Elektrische Feldstärke Volt pro Meter V/m
Magnetische Feldstärke Ampere pro Meter A/m
Magnetische Induktion Tesla T
Piko p 1/1.000.000.000.000 10-12 1 Billionstel
Nano n 1/1.000.000.000 10-9 1 Milliardstel
Mikro µ 1/1.000.000 10-6 1 Millionstel
Milli m 1/1.000 10-3 1 Tausendstel
Kilo k 1.000 103 1 Tausend
Mega M 1.000.000 106 1 Million
Giga G 1.000.000.000 109 1 Milliarde
Terra T 1.000.000.000.000 1012 1 Billion
Hochfrequenzstrahlung
Im so genannten hochfrequenten Bereich arbeiten dagegen die Radaranlagen, die Radio- und Fernsehsender, Hochspannungsmasten, Mobilfunkgeräte, aber auch Mikrowellenherde. Diese hochfrequenten elektromagnetischen Wellen können sich ablösen und als Strahlung im Raum ausbreiten. Zu diesen Strahlen gehören auch die Mikrowellen, die eine Frequenz von 300 Megahertz (MHz) bis zu 300 Gigahertz (GHz) haben. Diese feinen Wellen sind besonders gefährlich für die Gesundheit, weil sie – im Gegensatz zu ihren natürlichen Verwandten, dem sichtbaren Licht – nicht von der Haut absorbiert werden können, sondern tief in den Körper eindringen. Dort können sie das Zellgewebe je nach ihrer Stärke erwärmen, erhitzen – oder gar verbrennen, indem sie ihre thermische Energie an die Wassermoleküle abgeben. Dieser Effekt wird ja bei unseren Mikrowellenherden, die das Essen in Sekundenschnelle erwärmen, ganz bewusst genutzt. Und so ist dieser schnelle Helfer einer der größten Elektrosmogverursacher in der Küche. Aber auch von Radaranlagen, Radio- und Fernsehsendern aus erreichen uns die Mikrowellen.
Ein heute übliches Bild: Mobilfunkmasten in Wohngebieten. Neuerdings auch in Kirchturmkreuzen getarnt.