Mikrowellenstrahlung

Mikrowellenstrahlung bezeichnet elektromagnetische Strahlung im Mikrowellenbereich des Spektrums. Die Frequenzen liegen grob zwischen 1 Gigahertz und einigen Dutzend Gigahertz (etwa 300 Megahertz bis 300 Gigahertz), woraus sich Wellenlängen von ungefähr einem Meter bis zu einem Millimeter ergeben. Mikrowellen sind eine Untergruppe der Radiostrahung und verbinden Eigenschaften von Radio- und Terahertzstrahlung.

Mikrowellen sind nicht-ionisierend; sie fügen Materie keine Elektronen hinzu oder entfernen sie. Stattdessen wechselwirken sie mit polar Molekülen, insbesondere Wasser, und erzeugen durch dielektrische Wärme Energie. Die Absorption hängt stark von Frequenz, Leistung und dem Medium ab, wodurch Mikrowellen je nach Anwendung unterschiedlich tief in Gewebe oder Materialien eindringen können.

Zu den Hauptanwendungen gehören das Erhitzen von Lebensmitteln in Mikrowellenöfen, die drahtlose Kommunikation (zum Beispiel bestimmte WLAN-/Kabel- und Satellitenverbindungen) sowie verschiedene Radar- und Messtechnikanwendungen (Wetterbeobachtung, Luftfahrt, Fernerkundung). In der Wissenschaft dienen Mikrowellen der Spektroskopie, Materialprüfung und astronomischen Beobachtung im Mikrowellenbereich.

Sicherheitstechnisch handelt es sich um nicht-ionisierende Strahlung; hohe Leistungsdichten können jedoch zu Erwärmungsthermischen Schäden führen. Daher existieren Grenzwerte und abstufende Schutzmaßnahmen, festgelegt durch internationale Richtlinien wie ICNIRP sowie nationale Behörden. Haushaltsgeräte verwenden Abschirmung und Sicherheitsmechanismen, um unbeabsichtigte Exposition zu begrenzen.

Historisch markierte die Entdeckung durch Heinrich Hertz die Grundlage der Mikrowellentechnik; heute stammen Quellen wie Magnetrons, Hohlraumkavitäten, TWTs oder hochwertige Halbleiterbausteine, die in Industrie, Kommunikation und Wissenschaft eingesetzt werden.