Elektromagnetische Welle (em-welle): Ausbreitung von periodischen elektrischen und magnetischen Feldern

Ähnliche Dokumente
Praxisseminar Strahlenschutz Teil 3.1: Biologische Wirkung ionisierender Strahlung

Elektromagnetisches Spektrum Radioaktive Strahlung

Biologische Wirkungen der Strahlungen

Klausurinformation. Sie dürfen nicht verwenden: Handy, Palm, Laptop u.ae. Weisses Papier, Stifte etc. Proviant, aber keine heiße Suppe u.dgl.

Optische Aktivität α =δ k d 0

Optische Aktivität α =δ k d 0

Radiologie Modul I. Teil 1 Grundlagen Röntgen

Strahlenphysik Grundlagen

Strahlenschutzbelehrung

Strahlenschutz in der Feuerwehr

Dosimetrie der ionisierenden Strahlungen

Markus Drapalik. Universität für Bodenkultur Wien Institut für Sicherheits- und Risikowissenschaften

FORTBILDUNG. Röntgendiagnostik. Strahlenschutz und Qualitätssicherung. Donnerstag, 13. Oktober 2016

Versuch O

Physikalische. Grundlagen. L. Kölling, Fw Minden

Lösungen zu den Aufg. S. 363/4

Strahlung und Strahlenschutz in den Physikalischen Praktika

Einführung Strahlenkunde/ Strahlenschutz in der Radiologie

Handout. Atomaufbau: Radioaktivität begleitet uns unser ganzes Leben Grundkenntnisse. Bauteile des Atoms: positiv geladen

Strahlung und Strahlenschutz in den Physikalischen Praktika

Klausur -Informationen

Biologische Wirkung ionisierender Strahlung

Einführung in die Quantenphysik

5) Messung radioaktiver Strahlung (1)

Physik für Mediziner im 1. Fachsemester

IV. Elektrizität und Magnetismus


Strahlenwirkung und Strahlenschutz. Medizintechnik Bildgebende Verfahren

Basiskenntnistest - Physik

Fortgeschrittene Experimentalphysik für Lehramtsstudierende. Teil II: Kern- und Teilchenphysik

Dosimetrie der ionisierenden Strahlungen

Strahlungsarten. Ionisierende Strahlung kann Schäden am Körper verursachen. Wie stark die Schäden sind, ist von verschiedenen Dingen abhängig:

Warum ist radioaktive Strahlung gefährlich? Wie wirkt radioaktive Strahlung?

27. Vorlesung EP V. STRAHLUNG, ATOME, KERNE

Therapie mit Strahlen: Wo bleiben Strahlen und Radioaktivität nach der Therapie?

Feldbegriff und Feldlinienbilder. Elektrisches Feld. Magnetisches Feld. Kraft auf Ladungsträger im elektrischen Feld

Ionisierende Strahlung

Physik-Vorlesung. Radioaktivität.

Strahlenschutz. Dr. Joachim Unger

Kontrollaufgaben zur Optik

Radioaktivität. den 7 Oktober Dr. Emőke Bódis

Strahlenschutzkurs für Mediziner

= 6,63 10 J s 8. (die Plancksche Konstante):

Licht als Teilchenstrahlung

R. Brinkmann Seite

Nuklidkarte. Experimentalphysik I/II für Studierende der Biologie und Zahnmedizin Caren Hagner V

Strahlenschutzunterweisung Praktikum

1.2 Grenzen der klassischen Physik Michael Buballa 1

Physik. Carl-von-Ossietzky-Gymnasium Bonn Schulinternes Curriculum. Jahrgangstufe 6. Jahrgangsstufe 8. Materialhinweise: Unterrichtsvorhaben:

Aufgaben zum Wasserstoffatom

Photonen in Astronomie und Astrophysik Sommersemester 2015

bei Multiple-Choice-Fragen ist jeweils nur eine Antwort zutreffend

Quantenphysik in der Sekundarstufe I

Grundbausteine des Mikrokosmos (6) Vom Planetenmodell der Atome zum Bohrschen Atommodell

Physik. Überblick über die Themen der Oberstufe. Unterrichtsvorhaben der Einführungsphase (EF) GRUNDKURS

UV STRAHLUNG VERSTEHEN, MESSEN, FILTERN

Physikalische und strahlenbiologische Grundlagen

Strahlenschutzbelehrung zum Umgang mit radioaktiven Quellen im Physikalischen Fortgeschrittenen-Praktikum. Strahlenart Versuch Energie

Einführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde. Sommersemester VL #42 am

Strahlenschäden und Strahlenschutz

13. Elektromagnetische Wellen

Strahlentherapie. Julia Tissen. Johannes Gutenberg Universität Mainz

Aktualisierung der Fachkunde / Kenntnisse im Strahlenschutz

Sonne. Sonne. Δ t A 1. Δ t. Heliozentrisches Weltbild. Die Keplerschen Gesetze

Jetzt noch die Strahlung aus der Elektronenhülle. Hüllenstrahlung. Kein Radioaktiver Zerfall. Kapitel 4 1

Contra. Pro. Strahlenschutz, Dosis und Risiko. Kernenergie vielleicht doch?

Geozentrisches und heliozentrisches Weltbild. Das 1. Gesetz von Kepler. Das 2. Gesetz von Kepler. Das 3. Gesetz von Kepler.

Dosimetrie. Wirkung ionisierender Strahlung Quantifizierung objektive Berichterstattung. Richard Bauer, JLU Gießen

2. Der Aufbau der Atome wird mit dem Rutherford schen und dem Bohr schen Atommodellen beschrieben. Ordne die Aussagen zu und verbinde.

Radioaktivität und Strahlenschutz. FOS: Energie von Strahlungsteilchen und Gammaquanten

Grundlagen der Quantentheorie

Physikalische Grundlagen zur Wärmegewinnung aus Sonnenenergie

Schutz vor Schäden durch ionisierende Strahlen. radioaktiven Stoffen oder ionisierender Strahlung aus der zielgerichteten Nutzung bei Tätigkeiten

2. Kapitel Der Photoeffekt

Radioaktivität der Umwelt Lehrerinformation

27. Wärmestrahlung. rmestrahlung, Quantenmechanik

biologische Wirkung ionisierender Strahlung

Wirkung von Strahlung auf den Menschen

Skript zum Masterpraktikum. Studiengang: Radiochemie. Radioaktivität und Strahlenschutz

Einführung in die Quantentheorie der Atome und Photonen

Fachgespräch AKW-Rückbau - Mammutaufgabe und Konfliktherd. Vortrag Strahlungsgefährdung im Vergleich

22. Wärmestrahlung. rmestrahlung, Quantenmechanik

43. Strahlenschutz und Dosimetrie. 36. Lektion Wechselwirkung und Reichweite von Strahlung

Grundbausteine des Mikrokosmos (7) Wellen? Teilchen? Beides?

9.3 Der Compton Effekt

(in)stabile Kerne & Radioaktivität

Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

Klausurtermin: Nächster Klausurtermin: September :15-11:15

2 Einführung in die physikalischen Grundlagen

28. Einsatzleiterseminar - Hafnersee Strahlenbelastung und Risiko für Einsatzkräfte

Was ist Radioaktivität? Und warum ist sie schädlich?

Radioaktivität. Bildungsstandards Physik - Radioaktivität 1 LEHRPLANZITAT. Das radioaktive Verhalten der Materie:

CMB Echo des Urknalls. Max Camenzind Februar 2015

Das Trommelfell ist eine. Die Ohrmuschel fängt. a) dünne Membran. b) schmale Öffnung. c) flache Neigung.

FOS: Radioaktivität und Strahlenschutz. Chemische Elemente und ihre kleinsten Teilchen

Hessisches Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Das 10 µsv Konzept: Gibt es eine ungefährliche Dosis?

Äußerer lichtelektrischer Effekt (Äußerer Fotoeffekt; HALLWACHS-Effekt)

Transkript:

Elektromagnetische Welle (em-welle): Ausbreitung von periodischen elektrischen und magnetischen Feldern Beispiele: Radiowellen, sichtbares Licht, WLAN, Röntgenstrahlen

Ausbreitungsgeschwindigkeit jeder em-welle im Vakuum: c = 3 10 9 m/s (Lichtgeschwindigkeit) Verschiedene em-wellen unterscheiden sich in Frequenz/Wellenlänge und Amplitude (Leistung bzw. Intensität) Transportierte Energie bei fester Amplitude E = h f oder E = hc λ (je höher die Frequenz, desto größer die Energie!) Jede em-welle kann auch als Strom von Teilchen (Photonen) betrachtet werden. Je nach Anwendung ist die Betrachtung als Welle oder Teilchen sinnvoller. Interferenz, Beugung: Welle Photoeffekt, Compton-Effekt: Teilchen

Man bezeichnet den kompletten Frequenzbereich der elektromagnetischen Wellen als deren Spektrum. Dieses wird je nach Nutzung bzw. Erzeugung in verschiedene Bereiche eingeteilt. Em-Wellen werden meistens durch Schwingungen geladener Teilchen (z.b. Elektronen in Antennen) oder durch atomare Übergänge (angeregte Gase in Dampflampen) erzeugt.

Werden z.b. Protonen oder Elektronen stark beschleunigt und gebündelt, spricht man von Teilchenstrahlung. Die Energie der Strahlung hängt dann von der Bewegungsenergie der einzelnen Teilchen und deren Anzahl ab.

Das Ankommen einer em-welle bedeutet, dass an einer Stelle ein wechselndes elektrisches und magnetisches Feld entsteht. Dieses hat Einfluss auf jede Art von geladenen Teilchen und Elementarmagnete. + - Die übertragene Energie kann außerdem chemische Bindungen beeinflussen.

1. Freie Ladungsträger (in elektr. Leitern) bewegen sich durch die Schwingung innerhalb des Leiters mit Empfangs-Antenne auch ungewollte Effekte wie radio-empfangende Heizkörper 2. Polare Moleküle (z.b. Wasser) beginnen mitzuschwingen Mikrowellenherd erwärmt Wasser durch Reibungswärme der schwingenden Moleküle Infrarotstrahlung ist Wärmestrahlung, da diese der natürlichen Schwingfrequenz der Atome und Moleküle (Wärmebewegung) entspricht und diese daher verstärkt

3. Im Teilchenmodell können die Photonen mit sehr hoher Energie Elektronen aus Atomen herausschlagen oder Moleküle zertrennen (Ionisation). Ionisation: jeder Vorgang, bei dem aus einem Atom oder Molekül ein oder mehrere Elektronen entfernt werden, so dass das Atom oder Molekül als positiv geladenes Ion (Kation) zurückbleibt

Für biologische Organismen spielen die physikalischen Effekte mehr oder weniger große Rollen: Elektrische Ströme in Nervenzellen (Bewegung von Ionen) werden durch die Felder im Radio- und Mikrowellenbereich leicht beeinflusst (gering) Durch Mikrowellenstrahlung (Handy, WLAN ) wird das Wasser im Körper leicht erwärmt (gering) Strahlung im UV-Bereich und Alpha- und Betastrahlung dringt in die oberen Hautschichten ein und zerstört wichtige Moleküle oder Hautzellen durch Ionisation Gamma- und Röntgenstrahlung durchdringt das komplette Gewebe und kann im gesamten Körper Schäden durch Ionisation verursachen Nicht ionisierend ionisierend

ionisierend

Strahlung ab einer gewissen Energie (>3eV bzw. > 10 16 Hz) kann (mehrfach) ionisierend wirken ( Ionisierende Strahlung ). Ionisation führt im Körper zur Zerstörung wichtiger Proteine, Enzyme oder im schlimmsten Fall zur Schädigung der Erbsubstanz (DNS). Der Körper kann eine gewisse Menge an Schädigung durch Ionisation verarbeiten (natürliche Strahlung, Nulleffekt ). Ist die Intensität, und damit die Schädigungsrate zu hoch, versagen die Schutzmechanismen.

Die biologischen Strahlenwirkungen werden außerdem in zwei Kategorien unterteilt: Deterministische Strahlenwirkungen: Sofortige Schädigung des Organismus durch Zelltod vieler Zellen; ab einer bestimmten Strahlendosis (Menge an aufgenommener Strahlung) Stochastische Strahlenwirkungen: Durch Bestrahlung veränderte DNS wird weitervererbt, führt je nach Schweregrad mit bestimmter Wahrscheinlichkeit zu Folgeschäden, z.b. Tumor.

Die Strahlenschäden selbst werden in drei Kategorien unterteilt: Somatische Schäden, die beim bestrahlten Organismus selbst auftreten (nochmals unterteilt in Früh- und Spätschäden) Teratogene Schäden, die während der Schwangerschaft eine Schädigung des Embryos verursachen. Genetische Schäden, die erst bei den Nachkommen auftreten.

Die Energiemenge, die durch Strahlung insgesamt auf Materie übetragen wird (Energiedosis), wird in der Einheit 1 Gray (1Gr = 1 J/kg) gemessen. Beispiele: Letale Energiedosis (50% Letalität nach 30 Tagen) bei verschiedenen Lebewesen Mensch: 3 4,5 Gy Ratte: 6 Gy Goldfisch: 8,5 Gy Hamster: 9 11 Gy Forelle: 15 Gy Escherichia coli: 50 Gy Fledermaus: 150 Gy Schnecke: 200 Gy Wespe: 1.000 Gy

Die Energiedosis berücksichtigt nicht, dass verschiedene Strahlungsarten unterschiedlich starke Wirkung entfalten: Nicht ionisierende Strahlung richtet keine unmittelbaren Schäden an Locker ionisierende Strahlung (Photonen jeder Energie, Beta- Strahlung) verteilt die Energie gleichmäßig auf das Gewebe (weniger gefährlich) Dicht ionisierende Strahlung (z.b. Alpha-Strahlung) ionisieren in einem eng begrenzten Bereich und damit mit höherer Wahrscheinlichkeit mehrmals pro Molekül (sehr gefährlich) Die Einheit Sievert (Äquivalentdosis, (1Sv = 1 J/kg) berücksichtigt zusätzlich die biologische Wirksamkeit.

Natürliche Strahlenbelastung ca. 1mSv pro Jahr auf Meereshöhe Künstliche Strahlenbelastung ca. 2mSv pro Jahr durch Medizin Kosmische Strahlung 8% Sonstige künstliche Strahlenbelastung 1% Kernkraftwerte und Atomwaffentests 1% Medizinische Anwendungen Einatmen von 41% Radon 27% Sonstige Strahlung der Erde 22% Tschernobyl-Unfall 0% Strahlenbelastung des Menschen Kosmische Strahlung 8 Einatmen von Radon 27,1 Sonstige Strahlung der Erde 22 Tschernobyl-Unfall 0,6 Kernkraftwerte und Atomwaffentests 0,6 Sonstige künstliche Strahlenbelastung 0,6 Medizinische Anwendungen 41,1

http://www.meduniwien.ac.at/zal/strahlenschu tz/biologischestrahlenwirkung/zellulaerestrahl eneffekteaufdengesamtorganismus.html