Embedded Files
Elk type elektromagnetische straling gedraagt zich als een golf: alle gedragingen van mechanische golven komen ook voor bij elektromagnetische straling. Daarom spreken we over ELEKTROMAGNETISCHE GOLVEN.
Laat een elektrisch geladen deeltje met een grote frequentie heen en weer trillen.
De elektrische kracht die wordt gevoeld door een andere lading, zal periodieke wijzigingen ondergaan maar dan wel met vertraging. Dit is typisch golfgedrag.
De trillende lading gaat ook een magnetisch veld opwekken. Maar de lading trilt, dus het magnetisch veld gaat ook periodieke wijzigingen ondergaan en dat ook met vertraging. Ook hier dus typisch golfgedrag.
Het oscillerende elektrisch veld en het oscillerende magnetisch veld komen dus altijd samen voor. Vandaar dus de naam elektromagnetische golf.
Wetenschappers dachten lang dat dit elektromagnetische golven ook een tussenstof moesten hebben om zich in voort te planten. Die tussenstof noemden ze de ether.
In de vroege jaren 1900 bleek dat elektromagnetische golven GEEN tussenstof nodig hebben. Ze planten zich uitstekend voort in vacuüm. De ether blijkt niet te bestaan.
Net als alle andere golven hebben ook elektromagnetische golven een golflengte en een frequentie. Die golflengte en frequentie zijn dé belangrijke parameters die ons toelaten om te zeggen wat we met een bepaald type EM straling kunnen aanvangen.
Om een object te kunnen “zien” heb je bijvoorbeeld straling nodig waarvan de golflengte maximaal even groot is als de grootte van het object en liefst een stuk kleiner om ook de details te kunnen waarnemen.
Het elektromagnetisch spectrum.
OEFENING
In de infographic hierboven vind je frequenties en golflengten van EM golven. Hoe groot is de voortplantingssnelheid van EM golven als je je baseert op deze informatie?
OPLOSSING
Gebruik de formule v = λ ∙ f
en je vindt telkens v = 300000 km/s (wat ongeveer de lichtsnelheid in vacuüm is).
We delen het ELEKTROMAGNETISCH SPECTRUM in gebieden in volgens de manier waarop ze worden opgewekt en volgens hun interactie met materie.
Elektromagnetische straling met alle golflengten bereikt de aarde vanuit de ruimte. Maar de atmosfeer laat niet alle golflengten even goed door.
De KRABNEVEL zoals die wordt geöbserveerd in de verschillende gebieden van het elektromagnetisch spectrum.
Radiogolven
Radiogolven
Radiogolven ontstaan als je elektronen in elektronische circuits laat heen en weer trillen.
Radiogolven met een kleinere golflengte (en dus grotere frequentie en energie) noemen we microgolven.
Radiostraling wordt o.a. gebruikt voor radiocommunicatie, voor het opsporen van vliegtuigen met RADAR, voor mobiele telefonie, voor mobiele netwerken (WIFI) en voor medische beeldvorming (MRI).
Microgolven
Microgolven
Microgolven ontstaan als je elektronen in elektronische circuits laat heen en weer trillen.
In de natuur ontstaan ze door de thermische beweging van atomen en moleculen.
In de microgolfoven geven de microgolven (met f = 2,45 GHz) hun energie af aan de watermoleculen van je eten. De watermoleculen in je eten gaan daardoor harder trillen. Je eten warmt op.
De kosmische achtergrondstraling is microgolfstraling met frequentie f = 160,2 GHz. Dit is de thermische straling die overeenkomt met een temperatuur van ongeveer 3 K.
Infrarood
Infrarood
Lage frequenties infrarood kunnen nog ontstaan als je elektronen in elektronische circuits laat heen en weer trillen.
In de natuur ontstaat infrarood straling (IR) typisch door de thermische beweging van atomen en moleculen. IR straling noemen we ook warmtestraling want het is de typische straling die we voelen als een object warm is.
Infrarood straling wordt o.a. gebruikt om temperaturen te meten en bij de afstandsbediening van toestellen.
EXPERIMENT
De meeste afstandsbedieningen communiceren met een apparaat d.m.v. infraroodstraling. Die straling kan je "zien" als je kijkt via de camera van een smartphone.
EXPERIMENT
Een infrarood camera is een warmtecamera. Hij registreert infrarood straling en geeft een beeld in zichtbaar licht. De frequentie van de IR straling hangt af van de oppervlaktetemperatuur van het object dat de straling uitzendt. Zo "zien" we dus temperatuurverschillen.
We maken een klasfoto in infrarood.
Beeld gemaakt met een warmtecamera. Merk op dat de IR straling reflecteerde op het glas van het horloge.
Zichtbaar licht
Zichtbaar licht
Over licht hebben we het nog uitgebreid in de volgende delen.
STEM PROJECT - LICHTBRONNEN & KLEUR
We bestuderen kleur, kleurperceptie en kleurcodes.
Ultraviolet
Ultraviolet
In de natuur ontstaat ultraviolet straling (UV) als thermische straling bij zeer hoge temperaturen en ook door energetische overgangen in de elektronenschil van atomen.
UV wordt o.a. gebruikt om de echtheid van bankbiljetten te controleren via fluorescentie. Onder invloed van UV-A straling maakt onze huid vitamine D aan. UV-B straling bruint de huid.
Röntgenstralen (= X-stralen)
Röntgenstralen (= X-stralen)
X-stralen ontstaan bij hoog-energetische veranderingen in de elektronenstructuur van atomen. Ze ontstaan ook wanneer snelle elektronen vertragen door op een doel te botsen. Die laatste manier wordt gebruikt om X-stralen te maken met een röntgenbuis.
Röntgenstralen vervullen al meer dan een eeuw een belangrijke rol in de medische beeldvorming.
Gammastralen
Gammastralen
Gammastralen ontstaan bij hoog-energetische veranderingen in de structuur van atoomKERNEN (!).
Het is een van de types de straling die wordt uitgezonden door radioactief afval. Radio-isotopen in de natuur zenden kleine hoeveelheden gammastraling uit. Het waarnemen van gammastralen wordt ook gebruikt in de medische beeldvorming.
EXTRA OEFENINGEN
EXTRA OEFENINGEN
... VIND JE IN JE WERKBOEK.
Albert Einstein dacht in 1916 al dat er nog een andere soort golven zou moeten bestaan die, net als elektromagnetische golven, ook doorheen vacuüm kan reizen: de gravitatiegolven.
Gravitatiegolven bleken zo moeilijk te detecteren dat het tot 2015 geduurd heeft voor hun bestaan experimenteel aangetoond werd.
Opgelet! Gravitatiegolven zijn GEEN ELEKTROMAGNETISCHE GOLVEN.
Page updated
Report abuse