Elektromagnetisk stråling

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Nøyaktighet: Denne artikkelens faglige presisjon er omstridt, og den kan inneholde faktafeil. Se diskusjonssiden for detaljer.

Elektromagnetisk stråling er energi i form av fotoner som strømmer med lysets hastighet fra en strålingskilde. Maxwells likninger beskriver elektromagnetismen som interaksjonen mellom svingende elektriske og magnetiske felt.

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.

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 fyllt 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 1m)
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: $\ E=hf$ eller $E=hc/\lambda \,$

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!