Elektromagnetisk stråling
From Wikipedia, the free encyclopedia
For oversikt over bølgelengdeområdet for de ulike typene, se elektromagnetisk spekter. For bølgelengdeområdene for de ulike fargene i det synlige området, se lys.
Elektromagnetisk stråling er stråling av energi i form av fotoner som strømmer med lysets hastighet fra en strålingskilde.[1] Elektromagnetisk stråling kan oppfattes som bølger, derfor kalles det også «elektromagnetiske bølger».
Eksempler på elektromagnetisk stråling er:
- gammastråling
- røntgenstråling
- ultrafiolett stråling (UV-stråling)
- synlig lys
- infrarød stråling (varmestråling)
- mikrobølger
- radiobølger
Maxwells likninger beskriver elektromagnetismen som interaksjonen mellom svingende elektriske og magnetiske felt. Disse to feltene står ikke stille, men endrer seg hele tiden og brer seg utover fra strålingskilden med lysets hastighet.
Elektromagnetisk stråling har forskjellige egenskaper og bruksområder avhengig av bølgelengden, eller frekvensen. Alt lys er elektromagnetisk stråling. Bølgelengdene for synlig lys strekker seg fra rundt 400 nm til rundt 800 nm (se tabellen).
Elektromagnetisk stråling har både bølge- og partikkelegenskaper. I den klassiske mekanikken ble strålingen beskrevet som bølger, og en slik beskrivelse gjør det mulig å beregne de vanligste egenskapene ved elektromagnetisk stråling. Ved inngangen til 1900-tallet ble det imidlertid klart at en slik beskrivelse ikke er fullstendig og at en fullstendig beskrivelse også innebærer en kvantemekanisk beskrivelse i form av partikler (fotoner). Et foton er den minste energimengden med lys det går an å sende i 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 diskusjon, men ble vist ved Michelson-Morley-eksperimentet i 1887. Det ble hevdet at universet var fylt av et stoff 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 til en avvisning av noen mulighet for eter.
Elektromagnetisk stråling anvendes i mange menneskeskapte innretninger og teknologier – for eksempel til å overføre tv- og radiosendinger samt i trådløse datanett og mobiltelefoni. Elektromagnetisk stråling benyttes også for å varme mat i mikrobølgeovner.
Den kosmiske bakgrunnsstrålingen er nok et eksempel på elektromagnetisk stråling.
Energimengden til et foton er gitt ved formelen , 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 hastighet) er konstant, må frekvensen økes når bølgelengden går ned. Energien i elektromagnetisk stråling ligger altså i frekvensen (bølgebevegelsen) og ikke i hastigheten.