Elektromagnetische straling

Elektromagnetische straling is het bewegen van elektrische en magnetische trillingen door de ruimte. Deze elektrische en magnetische trillingen staan loodrecht op elkaar. Licht is een vorm van elektromagnetische straling.

De elektrische (E) en magnetische (M) golven, staan loodrecht op elkaar en vormen samen een elektromagnetische golf

Elektromagnetisch veld

Hoe hoger de frequentie, dus hoe sneller de trillingen elkaar opvolgen, hoe lager de golflengte, de afstand tussen twee opeenvolgende gelijke punten (de 'toppen' van de trilling)

Overal waar zich elektrische ladingen bevinden, zijn elektromagnetische velden aanwezig. Denk maar aan een elektriciteitsmast. De kabels op deze masten vervoeren elektrische lading, waardoor er om de kabel en mast heen een elektromagnetisch veld ontstaat.

De term elektromagnetisch veld is een verzamelnaam voor allerlei soorten verschillende velden en straling. Of iets een elektromagnetisch veld of elektromagnetische straling is, hangt af van de frequentie en golflengte. De frequentie wordt uitgedrukt in de eenheid hertz (Hz) en staat voor het aantal trillingen per seconde dat de elektromagnetische golf maakt. Hoe hoger de frequentie van een elektromagnetische golf is, hoe hoger de snelheid van de golf. De golflengte (symbool: λ) is de lengte van een golf. Wanneer een elektromagnetische golf een hoge frequentie heeft, wordt de lengte van de golf kleiner; er gebeuren meer trillingen per seconde, de golven zitten dus dichter op elkaar.

Op het moment dat elektromagnetische golven een lage frequentie hebben, is er sprake van een elektromagnetisch veld. Wanneer elektromagnetische golven een hoge frequentie hebben, is er sprake van elektromagnetische straling.

Elektromagnetische straling heeft geen medium nodig om zich te verplaatsen, wat bij geluid bijvoorbeeld wel het geval is. Geluidstrillingen hebben lucht nodig om zich voort te bewegen en zouden zich niet in een vacuüm kunnen verplaatsen. Elektromagnetische straling kan dit wel. Het heeft dus geen lucht of ander soort gas nodig om zich te verplaatsen.

Indeling elektromagnetische straling

Elektromagnetische golven zijn afhankelijk van de frequentie in te delen in een aantal verschillende soorten straling. Deze indeling wordt het elektromagnetisch spectrum genoemd. Hieronder staat een vereenvoudigde indeling van dit elektromagnetisch spectrum. De soorten straling in dit spectrum zijn oplopend in frequentie (aantal trillingen) en aflopend in golflengte (afstand tussen trillingen).

Soort	Toepassingen en voorkomen
radiogolven
ELF (extreem lage frequentie)	militaire communicatie met onderzeeboten
VLF (zeer lage frequentie)	telefonie, tijdsignalen, militaire communicatie
lange golf LF (lage frequentie)	lange-golf-omroep, communicatie in de visserij, navigatie, tijdsignalen, antidiefstalpoortjes
middengolf MF (middelmatige frequentie)	AM-band middengolf-radio, scheepvaart- en luchtvaartverbindingen
korte golf HF (hoge frequentie)	korte-golf-omroep, mobiele verbindingen (bus tram trein portofoon reddingsdiensten politie), FM lucht- en scheepvaart
ultrakorte golf VHF (zeer hoge frequentie)	FM-radio, digitale radio DAB, MRI, GSM, brandweer, weersatelliet en communicatiesatelliet, land- en mobiele radio, navigatie
UHF (ultra hoge frequentie)	bluetooth, router en Wi-Fi, magnetron, satelliet
SHF (super hoge frequentie)	radar (scheepvaart en politie), weerradar, winkelbeveiliging, vaste verbindingen, verbindingen met satellieten
microgolven EHF (extreem hoge frequentie)	vaste verbindingen, satelliet, militair gebruik
infrarood	warmtetherapie, alarminstallaties
zichtbaar licht	fotosynthese
ultraviolet	fotografie
röntgenstraling	röntgenfoto
gammastraling	kosmische straling

Ontdekking van elektromagnetische golven

De Deen Hans Ørsted ontdekte in 1820 dat elektriciteit en magnetisme met elkaar te maken hebben. Wanneer hij een kompas bij een elektrische stroom houdt, beweegt de naald van het kompas. Zijn ontdekkingen waren van groot belang voor de ontwikkeling van de elektromagneet. De Britse natuurkundige James Clerk Maxwell ontdekte in de 19e eeuw het verband tussen elektriciteit en magnetisme in stralingen. Hij legt het verband tussen elektriciteit en magnetisme, en alle eerdere ontdekkingen op het gebied van elektromagnetisme uit in een aantal formules, die de maxwellvergelijkingen worden genoemd. Ook ontdekte hij dat licht een vorm van elektromagnetische straling is.

De Duitse natuurkundige Heinrich Hertz bevestigde de theorie van Maxwell, door aan te tonen dat lichtgolven en elektromagnetische golven vergelijkbaar gedrag vertonen. Later zijn de ideeën van Maxwell ook gebruikt door Albert Einstein in zijn relativiteitstheorie.

Toepassingen van elektromagnetische straling

Een mobiele telefoon zendt en ontvangt ook straling

Elektromagnetische straling wordt in verschillende apparaten gebruikt. Je komt het in het dagelijks leven regelmatig tegen. Denk bijvoorbeeld aan de microgolven van een magnetron, de radiogolven van de radio en mobiele telefoons, of aan elektromagnetische velden van (grotere) apparaten.

Ook wordt elektromagnetische straling in ziekenhuizen gebruikt, voor bijvoorbeeld het maken van röntgenfoto’s (door het gebruik van röntgenstraling).

Daarnaast komt elektromagnetische straling ook in de natuur voor. Zo zijn het licht wat jouw ogen binnen komt en de ultraviolet straling van de zon, waardoor je huid verkleurt, beide een vorm van elektromagnetische straling.

Gezondheidseffecten

Wanneer elektromagnetische straling een hele kleine golflengte heeft, bijvoorbeeld Röntgenstraling, kan er ionisatie optreden. Dit wil zeggen dat de straling ervoor zorgt dat atomen, hele kleine onderdelen van de cellen in het lichaam, die normaal ongeladen zijn, positief of negatief kan laden. Hierdoor kunnen problemen ontstaan bij celdeling, waardoor mogelijk kanker ontstaat.

Een ander risico is de warmte die vrijkomt bij bepaalde straling. Wanneer het lichaam bijvoorbeeld blootgesteld wordt aan de straling van een magnetron of krachtige lichtbronnen zoals lasers, kan de warmte die hierbij vrijkomt schadelijk zijn.

Bezorgde wetenschappers

In 2015 werd er door een groep van meer dan 200 wetenschappers een verzoek aan de Wereldgezondheidsorganisatie gedaan om strengere regels op te stellen rondom apparaten en stralingsbronnen waarmee mensen dagelijks in aanraking komen. Dit zijn bronnen als mobiele telefonie, Wi-Fi en zendmasten. In oktober 2019 hadden 252 wetenschappers uit 43 verschillende landen het verzoek ondertekend. Dat de elektromagnetische straling van deze bronnen schadelijk is, is volgens de Wereldgezondheidsorganisatie nog niet duidelijk bewezen.

Hartslag

Er zijn meerdere onderzoeken gedaan naar het effect van elektromagnetische straling op de hartslag. Uit deze onderzoeken komen verschillende resultaten naar voren. Bij een aantal onderzoeken heeft de straling geen effect op de hartslag. Bij andere onderzoeken lijkt er verschil te zitten in hoe lang iemand blootgesteld wordt aan de straling. Hoe langer iemand blootgesteld wordt aan elektromagnetische straling, hoe vaker er een versnelde hartslag voorkwam. Ook bleek er uit een aantal onderzoeken dat het lichaam na een eerste blootstelling anders reageerde. Waar de hartslag de eerste keer hoger werd, bleef de hartslag de keren daarop vrijwel hetzelfde.

Kanker

Naar het verband tussen elektromagnetische straling en kanker zijn ook veel onderzoeken gedaan. Uit deze onderzoeken is nog geen duidelijk verband ontdekt tussen het vaak gebruiken van een mobiele telefoon en hersentumoren. Wel denkt de Gezondheidsraad dat er mogelijk een verband is tussen de elektromagnetische velden van elektriciteitsmasten en kinderleukemie.

Vruchtbaarheid

In 2014 werd er in het wetenschappelijke tijdschrift Central European Journal of Urology een artikel gepubliceerd over de invloed van elektromagnetische straling van bronnen als mobiele apparaten en computers op de vruchtbaarheid van mannen. Bij 32 gezonde mannen werd sperma afgenomen. Dit sperma werd verdeeld in twee gelijke porties. Beide porties werden 5 uur lang warm gehouden, zodat de zaadcellen zouden overleven. Bij de ene portie werd een mobiele telefoon in sluimermodus geplaatst. Deze telefoon zond elektromagnetische straling uit. De andere portie werd niet blootgesteld aan straling. Na 5 uur bleek de kwaliteit van de portie waar een mobiele telefoon bij lag verminderd te zijn. De beweeglijkheid van het sperma was een stuk lager dan het sperma dat niet blootgesteld was aan de straling van de telefoon. Ook ging de DNA-fragmentatie (het afbrokkelen van DNA-strengen in kleine stukjes) in het sperma dat bij de mobiele telefoon lag een stuk sneller.

Bij een eerder onderzoek uit 2006, werden de zelfde resultaten waargenomen. Volgens dit onderzoek zou langdurige blootstelling van elektromagnetische straling aan de geslachtsdelen van de man, mogelijk voor blijvende schade aan spermacellen kunnen zorgen. Dit is echter nog niet wetenschappelijk bewezen.

Elektroallergie

Sommige mensen zeggen erg veel last te hebben van elektromagnetische straling. Deze mensen zijn mogelijk overgevoelig voor elektromagnetische straling. Hierdoor hebben zij verschillende lichamelijke klachten, zoals een versnelde hartslag of hoofdpijn. Dit heet elektroallergie. De klachten waar mensen last van hebben zijn erg verschillend en er is dan ook geen wetenschappelijk bewijs voor elektroallergie.

Bronnen

Baker, J. (2010). 50 inzichten natuurkunde. Utrecht, Nederland: Veen Magazines.

Elmas, O. (2013). Effects of electromagnetic field exposure on the heart. Toxicology and Industrial Health, 32(1), 76–82. https://doi.org/10.1177/0748233713498444

EMFscientist.org. (2015, 11 mei). International EMF Scientist Appeal. Geraadpleegd op 30 oktober 2019, van https://emfscientist.org/index.php/emf-scientist-appeal

Hertz. (2004, 30 juli). Geraadpleegd op 30 oktober 2019, van https://web.archive.org/web/20090409194559/http://chem.ch.huji.ac.il/history/hertz.htm

Historiek. (2016, 15 augustus). Heinrich Hertz (1857-1894) – Ontdekker van de radiogolven. Geraadpleegd op 30 oktober 2019, van https://historiek.net/ontdekker-radiogolven-heinrich-hertz/1528/

KWF Kankerbestrijding. (2018, 28 november). Standpunt straling & kanker. Geraadpleegd op 30 oktober 2019, van https://www.kwf.nl/over-kwf/pages/standpunt-kwf-straling.aspx

Milieu Centraal. (z.d.). Elektromagnetische velden en straling. Geraadpleegd op 30 oktober 2019, van https://www.milieucentraal.nl/in-en-om-het-huis/gezonde-leefomgeving/elektromagnetische-velden-en-straling/

Nederlandse Vereniging voor het Onderwijs in de Natuurwetenschappen. (2013). Binas: havo/vwo : informatieboek havo/vwo voor het onderwijs in de natuurwetenschappen (6de editie). Groningen, Nederland: Noordhoff Uitgevers.

NPO 3. (2010, 15 juli). Elektromagnetisme. Geraadpleegd op 30 oktober 2019, van https://www.npo3.nl/elektromagnetisme/15-07-2010/WO_NTR_427114

Rubin, G. J., Munshi, J. D., & Wessely, S. (2005). Electromagnetic Hypersensitivity: A Systematic Review of Provocation Studies. Psychosomatic Medicine, 67(2), 224–232. https://doi.org/10.1097/01.psy.0000155664.13300.64

State Institution “Institute of Urology at the National Academy of Medical Sciences of Ukraine”, Kyiv, Ukraine., O.O. Bogomolets National Medical University, Urology Department, Kyiv, Ukraine., & 2nd Lviv Municipal Polyclinic, Lviv, Ukraine. (2014). The influence of direct mobile phone radiation on sperm quality. Central European Journal of Urology, 67(01). https://doi.org/10.5173/ceju.2014.01.art14

World Health Organization. (2016, 4 augustus). What are electromagnetic fields? Geraadpleegd op 30 oktober 2019, van https://www.who.int/peh-emf/about/WhatisEMF/en/index1.html