Wat is elektromagnetische straling:
Elektromagnetische straling is een vorm van energie die wordt uitgezonden door bewegende geladen deeltjes. Het is het resultaat van de voortplanting van elektromagnetische golven, die zich van hun bron van oorsprong verwijderen, als een stroom fotonen.
Classificatie van het elektromagnetische stralingsspectrum
Alle elektromagnetische straling vormt het elektromagnetische spectrum, dat wordt geclassificeerd op basis van de kenmerken van de golven waaruit het bestaat:
Radio golven
Radiogolven zijn een soort elektromagnetische straling met golflengten in het elektromagnetische spectrum die langer zijn dan infrarood licht. Het heeft frequenties tussen 300 gigahertz (GHz) en 3 kilohertz (kHz), golflengten tussen 1 mm en 100 km en reist met de snelheid van het licht.
Kunstmatige radiogolven worden gebruikt voor communicatie, radars en andere navigatiesystemen, satellietcommunicatie en computernetwerken.
Magnetron
De microgolven die in ovens worden gebruikt om voedsel te verwarmen, zijn golven van 2,45 GHz die worden geproduceerd door de versnelling van elektronen. Deze microgolven wekken een elektrisch veld op in de oven, waar de watermoleculen en andere componenten van het voedsel, die zich in dat elektrische veld proberen te oriënteren, energie absorberen en de temperatuur verhogen.
De zon zendt microgolfstraling uit, die wordt tegengehouden door de aardatmosfeer. Kosmische microgolfachtergrondstraling (CMBR) Kosmische Magnetron Achtergrondstraling) is de microgolfstraling die zich door het heelal verspreidt en is een van de bases die de theorie van de oorsprong van het heelal ondersteunen door de grote explosie of theorie van het heelal. oerknal.
Infrarood licht
Infrarood licht is elektromagnetische straling met een golflengte die groter is dan zichtbaar licht: tussen 0,74 µm en 1 mm. De frequentie van deze straling ligt tussen 300 GHz en 400 terahertz (THz). Deze stralingen omvatten de meeste warmtestraling die door objecten wordt uitgezonden. Het infrarode licht dat door de zon wordt uitgestraald, komt overeen met 49% van de opwarming van de aarde.
Zichtbaar licht
Licht is de elektromagnetische straling die mensen waarnemen met het gezichtsvermogen. De golflengten van zichtbaar licht liggen tussen 390 en 750 nm, en elke spectrale kleur bevindt zich in een smalle band van lengtes.
| Kleur | Golflengte |
|---|---|
| Purper | 380-450 nm |
| Blauw | 450-495 nm |
| Groen | 495-570 nm |
| Geel | 570-590 nm |
| Oranje | 590-620 nm |
| Rood | 620-750 nm |
Ultraviolet licht
Ultraviolet (UV) licht is een elektromagnetische straling die deze naam krijgt omdat het golffrequenties heeft die groter zijn dan de kleur die mensen identificeren als violet. Het wordt gevonden in het golflengtebereik tussen 10 en 400 nm en met fotonenergie tussen 3 elektron-Volt (eV) en 124 eV. UV-licht is onzichtbaar voor mensen, maar veel dieren, zoals insecten en vogels, kunnen het waarnemen.
Zonne-UV-straling wordt gewoonlijk onderverdeeld in drie categorieën, van de laagste tot de hoogste energie:
- UV-A: golflengte tussen 320-400 nm
- UV-B: golflengte tussen 290-320 nm
- UV-C: golflengte tussen 220-290 nm.
De meeste zonne-UV-straling die de aarde bereikt is UV-A, de andere straling wordt geabsorbeerd door ozon in de atmosfeer.
röntgenstralen
Röntgenstraling is elektromagnetische straling met een hogere energie dan UV-straling en met een kortere golflengte, tussen 0,01 en 10 nm. Ze werden aan het einde van de 19e eeuw ontdekt door Wilhelm Röntgen.
Gamma stralen
Gammastraling is de elektromagnetische straling met de hoogste energie, boven 100 keV, met een golflengte van minder dan 10 picometer (1 x 10-13 m). Ze worden uitgezonden door de kern en komen van nature voor in radio-isotopen.
Effecten van elektromagnetische straling
De mens wordt omringd door straling die van buitenaf komt, waarvan we ons alleen bewust zijn van de straling die we via de zintuigen waarnemen: zoals licht en warmte.
Straling kan worden ingedeeld in: ioniserend en niet-ioniserend, afhankelijk van hun vermogen om de stoffen waar ze doorheen gaan te ioniseren. Op deze manier ioniseren gammastralen vanwege hun hoge energieniveau, terwijl radiogolven niet-ioniserend zijn.
De meeste ultraviolette straling is niet-ioniserend, maar alle UV-straling heeft schadelijke effecten op organisch materiaal. Dit komt door de kracht van het UV-foton om chemische bindingen in moleculen te veranderen.
Een hoge dosis röntgenstraling in korte tijd veroorzaakt stralingsziekte, terwijl lage doses het risico op stralingskanker vergroten.
Toepassingen van elektromagnetische straling
De werking van elektromagnetische straling is essentieel voor het leven op planeet Aarde. De samenleving zoals we die vandaag kennen, is gebaseerd op het technologische gebruik dat we geven aan elektromagnetische straling.
Radio
AM-radiogolven worden gebruikt in commerciële radiosignaaltransmissies op de frequentie 540 tot 1600 kHz. De methode om de informatie in deze golven te plaatsen is die van gemoduleerde amplitude, daarom wordt het AM genoemd. Een draaggolf die de basisfrequentie van het radiostation heeft (bijvoorbeeld 1450 kHz) varieert of wordt in amplitude gemoduleerd door een audiosignaal. De resulterende golf heeft een constante frequentie terwijl de amplitude varieert.
FM-radiogolven variëren van 88 tot 108 MHz en, in tegenstelling tot AM-stations, is de transmissiemethode op FM-stations door frequentiemodulatie. In dit geval houdt de informatiedragergolf zijn amplitude constant, maar de frequentie varieert. Daarom mogen twee FM-radiostations niet minder dan 0,020 MHz van elkaar verwijderd zijn.
Diagnose en therapie
Geneeskunde is een van de gebieden die het meeste voordeel haalt uit het gebruik van technologieën op basis van elektromagnetische straling. In lage doses zijn röntgenfoto's effectief voor het maken van röntgenfoto's, waarbij zachte weefsels kunnen worden onderscheiden van harde weefsels. Aan de andere kant wordt het ioniserende vermogen van röntgenstralen gebruikt bij de behandeling van kanker om kwaadaardige cellen te doden bij radiotherapie.
Draadloze communicatie
De meest voorkomende draadloze technologieën maken gebruik van radio- of infraroodsignalen; bij infraroodgolven zijn de afstanden kort (tv-afstandsbediening) terwijl radiogolven grote afstanden bereiken.
thermografie
Door middel van infrarood kan de temperatuur van objecten worden bepaald. Thermografie is de technologie waarmee de temperatuur van objecten op afstand kan worden bepaald door middel van infraroodstraling. Deze technologie wordt veel gebruikt in het militaire en industriële gebied.
de radar
Radar, ontwikkeld in de Tweede Wereldoorlog, is een veel voorkomende toepassing van microgolven. Door microgolfecho's te detecteren, kunnen radarsystemen de afstanden van objecten bepalen.
- elektromagnetisme
- Elektromagnetische golf.
