Wat Is Elektromagnetische Straling?

{h1}

Elektromagnetische straling is een vorm van energie die radiogolven, microgolven, röntgenstralen en gammastralen omvat, evenals zichtbaar licht.

Elektromagnetische (EM) straling is een vorm van energie die overal om ons heen is en vele vormen aanneemt, zoals radiogolven, microgolven, röntgenstralen en gammastraling. Zonlicht is ook een vorm van EM-energie, maar zichtbaar licht is slechts een klein deel van het EM-spectrum, dat een breed scala aan elektromagnetische golflengten bevat.

Elektromagnetische theorie

Elektriciteit en magnetisme werden ooit als afzonderlijke krachten beschouwd. Maar in 1873 ontwikkelde de Schotse fysicus James Clerk Maxwell een verenigde theorie van elektromagnetisme. De studie van elektromagnetisme gaat over hoe elektrisch geladen deeltjes op elkaar inwerken en met magnetische velden.

Er zijn vier belangrijke elektromagnetische interacties:

  • De aantrekkingskracht of afstoting tussen elektrische ladingen is omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand daartussen.
  • Magnetische polen komen in paren die elkaar aantrekken en afstoten, net als elektrische ladingen.
  • Een elektrische stroom in een draad produceert een magnetisch veld waarvan de richting afhangt van de richting van de stroom.
  • Een bewegend elektrisch veld produceert een magnetisch veld en omgekeerd.

Maxwell ontwikkelde ook een reeks formules, Maxwell-vergelijkingen genoemd, om deze verschijnselen te beschrijven.

Golven en velden

EM-straling wordt gecreëerd wanneer een atoomdeeltje, zoals een elektron, wordt versneld door een elektrisch veld, waardoor het beweegt. De beweging produceert oscillerende elektrische en magnetische velden, die in een rechte hoek ten opzichte van elkaar bewegen in een bundel van lichtenergie, een foton genaamd. Fotonen reizen in harmonische golven met de snelst mogelijke snelheid in het universum: 186.282 mijl per seconde (299.792.458 meter per seconde) in een vacuüm, ook bekend als de snelheid van het licht. De golven hebben bepaalde kenmerken, gegeven als frequentie, golflengte of energie.

Elektromagnetische golven worden gevormd wanneer een elektrisch veld (weergegeven in rode pijlen) koppelt met een magnetisch veld (weergegeven in blauwe pijlen). Magnetische en elektrische velden van een elektromagnetische golf staan ​​loodrecht op elkaar en op de richting van de golf.

Elektromagnetische golven worden gevormd wanneer een elektrisch veld (weergegeven in rode pijlen) koppelt met een magnetisch veld (weergegeven in blauwe pijlen). Magnetische en elektrische velden van een elektromagnetische golf staan ​​loodrecht op elkaar en op de richting van de golf.

Krediet: NOAA.

Een golflengte is de afstand tussen twee opeenvolgende pieken van een golf. Deze afstand wordt gegeven in meters (m) of delen daarvan. Frequentie is het aantal golven dat zich in een gegeven tijdsduur vormt. Het wordt meestal gemeten als het aantal golfcycli per seconde of hertz (Hz). Een korte golflengte betekent dat de frequentie hoger zal zijn omdat de ene cyclus in een kortere tijd kan verlopen, volgens de Universiteit van Wisconsin. Evenzo heeft een langere golflengte een lagere frequentie omdat elke cyclus langer duurt om te voltooien.

Het EM-spectrum

EM-straling omvat een enorm bereik aan golflengten en frequenties. Dit bereik staat bekend als het elektromagnetisch spectrum. Het EM-spectrum is in het algemeen verdeeld in zeven gebieden, in volgorde van afnemende golflengte en toenemende energie en frequentie. De gebruikelijke aanduidingen zijn: radiogolven, microgolven, infrarood (IR), zichtbaar licht, ultraviolet (UV), röntgenstralen en gammastraling. Typisch wordt straling met lagere energie, zoals radiogolven, uitgedrukt als frequentie; microgolven, infrarood, zichtbaar en UV-licht worden meestal uitgedrukt als golflengte; en straling met hogere energie, zoals röntgenstralen en gammastraling, wordt uitgedrukt in energie per foton.

Het elektromagnetische spectrum is over het algemeen verdeeld in zeven regio's, in volgorde van afnemende golflengte en toenemende energie en frequentie: radiogolven, microgolven, infrarood, zichtbaar licht, ultraviolet, röntgenstralen en gammastraling.

Het elektromagnetische spectrum is over het algemeen verdeeld in zeven regio's, in volgorde van afnemende golflengte en toenemende energie en frequentie: radiogolven, microgolven, infrarood, zichtbaar licht, ultraviolet, röntgenstralen en gammastraling.

Krediet: Biro Emoke Shutterstock

Radio golven

Radiogolven bevinden zich in het laagste bereik van het EM-spectrum, met frequenties tot ongeveer 30 miljard hertz, of 30 gigahertz (GHz), en golflengten van meer dan ongeveer 10 millimeter (0,4 inch). Radio wordt voornamelijk gebruikt voor communicatie, waaronder spraak-, gegevens- en entertainmentmedia.

microgolven

Microgolven vallen in het bereik van het EM-spectrum tussen radio en IR. Ze hebben frequenties van ongeveer 3 GHz tot ongeveer 30 biljoen hertz of 30 terahertz (THz) en golflengten van ongeveer 10 mm (0,4 inch) tot 100 micrometer (μm) of 0,004 inch. Microgolven worden gebruikt voor communicatie met hoge bandbreedte, radar en als warmtebron voor magnetrons en industriële toepassingen.

Infrarood

Infrarood valt binnen het bereik van het EM-spectrum tussen microgolven en zichtbaar licht. IR heeft frequenties van ongeveer 30 THz tot ongeveer 400 THz en golflengten van ongeveer 100 μm (0,004 inch) tot 740 nanometer (nm) of 0,00003 inches. IR-licht is onzichtbaar voor menselijke ogen, maar we kunnen het als warmte voelen als de intensiteit voldoende is.

Zichtbaar licht

Zichtbaar licht wordt gevonden in het midden van het EM-spectrum, tussen IR en UV. Het heeft frequenties van ongeveer 400 THz tot 800 THz en golflengten van ongeveer 740 nm (0.00003 inches) tot 380 nm (.000015 inches). Meer in het algemeen wordt zichtbaar licht gedefinieerd als de golflengten die zichtbaar zijn voor de meeste menselijke ogen.

Ultraviolet

Ultraviolet licht bevindt zich in het bereik van het EM-spectrum tussen zichtbaar licht en röntgenstralen. Het heeft frequenties van ongeveer 8 × 1014 tot 3 × 1016 Hz en golflengten van ongeveer 380 nm (.000015 inch) tot ongeveer 10 nm (0.0000004 inches). UV-licht is een onderdeel van zonlicht; het is echter onzichtbaar voor het menselijk oog. Het heeft tal van medische en industriële toepassingen, maar het kan levend weefsel beschadigen.

röntgenstralen

Röntgenstralen worden grofweg in twee typen ingedeeld: zachte röntgenstralen en harde röntgenstralen.Zachte röntgenstralen omvatten het bereik van het EM-spectrum tussen UV- en gammastraling. Zachte röntgenstralen hebben frequenties van ongeveer 3 × 1016 tot ongeveer 1018 Hz en golflengten van ongeveer 10 nm (4 x 10−7 inch) tot ongeveer 100 picometers (pm) of 4 x 10−8 inches. Harde röntgenstralen bezetten hetzelfde gebied van het EM-spectrum als gammastraling. Het enige verschil tussen hen is de bron: röntgenstralen worden geproduceerd door het versnellen van elektronen, terwijl gammastralen worden geproduceerd door atoomkernen.

Gamma stralen

Gammastralen liggen in het bereik van het spectrum boven zachte röntgenstralen. Gamma-stralen hebben frequenties groter dan ongeveer 1018 Hz en golflengten van minder dan 100 pm (4 × 10−9 inches). Gammastraling veroorzaakt schade aan levend weefsel, waardoor het nuttig is voor het doden van kankercellen bij toediening in zorgvuldig afgemeten doses aan kleine regio's. Ongecontroleerde blootstelling is echter buitengewoon gevaarlijk voor de mens.

Extra middelen

  • NASA: Tour of the Electromagnetic Spectrum
  • HyperFysica: het elektromagnetisch spectrum


Video Supplement: Elektriciteit en magnetisme 12: Elektromagnetische straling.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com