Radiowelle
Radiowellen sind elektromagnetische Wellen, deren Wellenlänge zwischen 10 cm und 100 km[1] in einem Frequenzbereich von einigen kHz (Längstwellen) bis etwa 3 GHz (hier schließen sich die Mikrowellen an) liegen kann. Radiowellen können natürlichen oder technischen Ursprungs sein. Sie können ohne technische Hilfsmittel (z. B. Empfänger) nicht nachgewiesen werden.
Geschichte
Die Existenz von Radiowellen wurde aus theoretischen Überlegungen heraus von James Clerk Maxwell vorhergesagt und später von Heinrich Hertz experimentell nachgewiesen.
Technische Radiowellen
Die technisch genutzten Frequenzen des elektromagnetischen Spektrums reichen über die Langwellen bis zur Terahertzstrahlung. Der Spektralbereich wird auch mit dem Begriff „Funkwellen“ beschrieben, wenn diese dazu dienen, Informationen zu übertragen. Deren technische Verwendung ist in international vereinbarten Frequenzbändern geregelt.
Funk- bzw. Radiowellen werden für die leitungslose Übertragung von Sprache, Bildern und anderen Daten wie Zeitzeichen, für den Rundfunk, zur Ortung/Geländeabtastung (Radar) und Navigation (GPS, Funkpeilung) verwendet.
Die zu übertragende Information wird bei der Nachrichtenübertragung einer Trägerwelle durch Modulation aufgeprägt und von der Sendeantenne abgestrahlt. In der Empfangsantenne werden durch die Radiowellen gleichartige Schwingungen induziert, aus denen nach vorhergehender Verstärkung die Information wieder demoduliert wird. Nur wegen der Möglichkeit, ähnliche Nachrichten unabhängig voneinander mit Sendern unterschiedlicher Trägerfrequenz zu übertragen, kann man aus der großen Auswahl von gleichzeitig abgestrahlten Rundfunk- und Fernsehprogrammen auswählen. Aus dem gleichen Grund ist es möglich, beim Telefon auf einem Draht einige hundert Telefonate gleichzeitig und ohne gegenseitige Störung zu übertragen. Die Selektion der gewünschten Trägerfrequenz erfolgt durch Schwingkreise.
Radiowellen werden auch zur Erwärmung (Trocknung, Aushärtung, therapeutische Zwecke, Mikrowellenherd) verwendet, indem man die Wärme bei ihrer Absorption nutzt.
Vorkommen in der Natur
Radiowellen entstehen auch in der Natur.
Den Radiowellen aus dem Weltraum widmet sich die Radioastronomie. Bekannt ist z. B. die Strahlung des freien Wasserstoffs in der Milchstraße bei einer Wellenlänge von 21 cm. Andere von der Radioastronomie untersuchte Frequenzen stammen von Riesensternen, von Pulsaren, von sogenannten aktiven Galaxien und Quasaren.
Besonders wichtig für die Entwicklung der heutigen Vorstellung vom Weltall war die Entdeckung der Quasare und der kosmischen Hintergrundstrahlung. Als erstes wurde 1932 von Karl Guthe Jansky die Radiostrahlung der Milchstraße entdeckt. Die Störung deutscher Radargeräte führte zur Entdeckung einer starken Radioquelle im Sternbild Schwan. Inzwischen hat man Millionen solcher Quellen festgestellt, deren Strahlung von Materie niedriger Temperatur oder Strömen beschleunigter elektrisch geladener Elementarteilchen herrührt. Die Sonne und manche Planeten senden ebenfalls Radiowellen aus.
Gewitterblitze erzeugen starke Radiowellen, die man zu deren Ortung nutzen kann.