Elektromagnetisk stråling
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Elektromagnetisk stråling er energi i form av fotoner som strømmer med lysets hastighet fra en strålingskilde. Elektromagnetisk stråling kan oppfattes som bølger, derfor kalles det også elektromagnetiske bølger.
Eksempler på elektromagnetisk stråling er:
- gamma-stråling
- røntgen-stråling
- UV-stråling (ultrafiolett stråling)
- synlig lys
- infrarød stråling / varmestråling
- mikrobølger
- radiobølger
Maxwells likninger beskriver elektromagnetismen som interaksjonen mellom svingende elektriske og magnetiske felt. Forsøkt sagt på en litt enklere måte er en enkeltbølge av det vi kaller elektromagnetisk stråling, noe som forflytter seg svært fort og er en sammensetning av to typer kraftfelt: et elektrisk felt og et magnetisk felt. Disse to feltene står ikke stille, men endrer seg hele tiden og brer seg utover fra strålingskilden med lysets hastighet.
Lys er ikke materie (altså: ikke et stoff), og kan ikke veies i kg. Men vi kan si at lys er eller inneholder energi.
Elektromagnetisk stråling har forskjellige egenskaper og bruksområder avhengig av henholdsvis bølgelengden eller frekvensen. Den strålingen vi alle kjenner best, er lys. Alt lys er elektromagnetisk stråling. Bølgelengdene for synlig lys er fra ca. 400 nm til 700 nm (se tabellen).
Egenskapene til elektromagnetisk stråling kan forklares ved to forskjellige modeller, bølgemodellen og partikkelmodellen. Bølgemodellen er den enkleste å forstå, men gir ikke forklaring på alt. Fotonene er med på å forklare sammenhengen mellom disse to modellene. Det var Albert Einstein som først kom opp med fotoner. Fotoner kan betraktes som små lysglimt. Et foton er den minste energimengden med lys det går an å sende ut av en bestemt farge. (Den minste energimengden med elektromagnetisk stråling det går an å sende ut av en bestemt bølgelengde.)
Til forskjell fra mekaniske bølger trenger ikke elektromagnetisk stråling noe medium å forplante seg (propagere) i. Dette aspektet ved elektromagnetisk stråling var lenge gjenstand for mye diskusjon men ble "entydig" vist ved Michelson-Morley eksperimentet i 1887. Det ble hevdet at universet var fylt av et stoff som man kalte eter - og at denne eteren fungerte som medium for den elektromagnetiske strålingen. Michelson-Morley ønsket i utgangspunktet å påvise denne eteren, men eksperimentet deres førte ironisk nok til en avvisning av noen mulighet for eter.
Røntgenstråler er et eksempel på elektromagnetisk stråling som kan benyttes for i prosessen med å helbrede mennesker, men kan føre til blant annet celleforandringer hvis man eksponeres for store doser. De mer energirike gammastrålene kan komme til å utrydde alt liv på jorden i følge noen astronomer.
Elektromagnetisk stråling anvendes i mange menneskeskapte innretninger og teknologier - for eksempel til å overføre TV og radiosendinger samt trådløse datanett og mobiltelefoni. Elektromagnetisk stråling benyttes også for å varme mat i mikrobølgeovner (som har vist seg å interfere med trådløse datanett). Det er liten tvil om betydningen av elektromagnetisk stråling for universet slik vi kjenner det. Den kosmiske bakgrunnsstrålingen er nok et eksempel på elektromagnetisk stråling.
| Navn | Bølgelengder | Frekvenser |
|---|---|---|
| rødt | ~ 625 – 740 nm | ~ 480 – 405 THz |
| oransje | ~ 590 – 625 nm | ~ 510 – 480 THz |
| gult | ~ 565 – 590 nm | ~ 530 – 510 THz |
| grønt | ~ 520 – 565 nm | ~ 580 – 530 THz |
| blått | ~ 445 – 520 nm | ~ 675 – 580 THz |
| indigo | ~ 425 – 445 nm | ~ 700 – 675 THz |
| fiolett | ~ 380 – 425 nm | ~ 790 – 700 THz |
Stråling med andre bølgelengder har andre navn:
- radiostråling (bølgelengde over 1mm)
- mikrobølger (1mm – 1 000mm)
- infrarød stråling (700nm – 10 000nm)
- synlig lys (400nm – 700nm)
- ultrafiolett stråling (30nm – 400nm)
- røntgenstråling (0,03nm – 30nm)
- gammastråling (alt under 0,03nm)
Energimengden til et foton er gitt ved formelen: 
eller 
der f er frekvensen h er Plancks konstant, c er lyshastigheten og λ (lambda) er bølgelengden til strålingen. Jo kortere bølgelengde, desto mer energi. Grunnen til dette er at ettersom lyshastigheten (den elektromagnetiske strålingens hastiget) er konstant må frekvensen økes når bølgelengden går ned. Energien i elektromagnetisk stråling ligger altså i frekvensen (bølgebevegelsen) og ikke i hastigheten!
