Hvad er elektromagnetisk stråling:
Elektromagnetisk stråling er en form for energi, der udsendes af bevægelige ladede partikler. Det er resultatet af udbredelsen af elektromagnetiske bølger, der bevæger sig væk fra deres oprindelseskilde, som en strøm af fotoner.
Klassificering af det elektromagnetiske strålingsspektrum
Al elektromagnetisk stråling udgør det elektromagnetiske spektrum, der er klassificeret afhængigt af de bølger, der udgør det:
Radiobølger
Radiobølger er en type elektromagnetisk stråling med bølgelængder i det elektromagnetiske spektrum længere end infrarødt lys. Det har frekvenser mellem 300 gigahertz (GHz) og 3 kilohertz (kHz), bølgelængder mellem 1 mm og 100 km og kører med lysets hastighed.
Kunstige radiobølger bruges til kommunikation, radarer og andre navigationssystemer, satellitkommunikation og computernetværk.
Mikrobølgeovn
Mikrobølgerne, der bruges i ovne til opvarmning af mad, er 2,45 GHz-bølger, der produceres ved acceleration af elektroner. Disse mikrobølger inducerer et elektrisk felt i ovnen, hvor vandmolekylerne og andre komponenter i maden prøver at orientere sig i det elektriske felt, absorberer energi og øger dens temperatur.
Solen udsender mikrobølgestråling, som er blokeret af jordens atmosfære. Kosmisk mikrobølge baggrundsstråling (CMBR) Kosmisk mikrobølgeovn baggrund Radiaton) er mikrobølgestrålingen, der spredes gennem universet og er en af de baser, der understøtter teorien om universets oprindelse ved den store eksplosion eller teori om stort brag.
Infrarødt lys
Infrarødt lys er elektromagnetisk stråling med bølgelængder større end synligt lys: mellem 0,74 µm og 1 mm. Frekvensen af denne stråling er mellem 300 GHz og 400 terahertz (THz). Disse stråling inkluderer det meste af termisk stråling, der udsendes af genstande. Det infrarøde lys, som solen udsender, svarer til 49% af jordens opvarmning.
Synligt lys
Lys er den elektromagnetiske stråling, som mennesker opfatter med synssansen. Bølgelængderne for synligt lys er mellem 390 og 750 nm, og hver spektralfarve er placeret i et smalt længdebånd.
| Farve | Bølgelængde |
|---|---|
| lilla | 380-450 nm |
| Blå | 450-495 nm |
| Grøn | 495-570 nm |
| Gul | 570-590 nm |
| orange | 590-620 nm |
| Rød | 620-750 nm |
Ultraviolet lys
Ultraviolet (UV) lys er en elektromagnetisk stråling, der modtager dette navn, fordi det har bølgefrekvenser større end den farve, som mennesker identificerer som violet. Det findes i bølgelængdeområdet mellem 10 og 400 nm og med foton energi mellem 3 elektron-Volt (eV) og 124 eV. UV-lys er usynligt for mennesker, men mange dyr, såsom insekter og fugle, kan opfatte det.
Sol UV-stråling er almindeligt opdelt i tre kategorier, fra laveste til højeste energi:
- UV-A: bølgelængde mellem 320-400 nm
- UV-B: bølgelængde mellem 290-320 nm
- UV-C: bølgelængde mellem 220-290 nm.
Det meste af sol-UV-stråling, der når jorden, er UV-A, den anden stråling absorberes af ozon i atmosfæren.
Røntgenstråler
Røntgenstråler er elektromagnetisk stråling med højere energi end UV-stråling og med kortere bølgelængde mellem 0,01 og 10 nm. De blev opdaget af Wilhelm Röntgen i slutningen af det 19. århundrede.
Gamma-stråler
Gammastråler er den elektromagnetiske stråling med den højeste energi, over 100 keV, med en bølgelængde mindre end 10 picometre (1 x 10-13 m). De udsendes af kernen og forekommer naturligt i radioisotoper.
Virkninger af elektromagnetisk stråling
Mennesker er omgivet af stråling, der kommer udefra, hvor vi kun er opmærksomme på den stråling, vi opfatter gennem sanserne: såsom lys og varme.
Stråling kan klassificeres i ioniserende og ikke-ioniserendeafhængigt af deres evne til at ionisere de stoffer, de passerer igennem. På denne måde ioniserer gammastråler på grund af deres høje energiniveau, mens radiobølger ikke er ioniserende.
Mest ultraviolet stråling er ikke-ioniserende, men al UV-stråling har skadelige virkninger på organisk materiale. Dette skyldes UV-fotonets styrke til at ændre kemiske bindinger i molekyler.
En høj dosis røntgenstråler på kort tid forårsager strålingssygdom, mens lave doser øger risikoen for strålekræft.
Anvendelser af elektromagnetisk stråling
Virkningen af elektromagnetisk stråling er afgørende for livet på planeten Jorden. Samfundet, som vi kender det i dag, er baseret på den teknologiske anvendelse, som vi giver til elektromagnetisk stråling.
Radio
AM-radiobølger bruges i kommercielle radiosignaltransmissioner på frekvensen 540 til 1600 kHz. Metoden til at placere informationen i disse bølger er den med moduleret amplitude, derfor kaldes den AM. En bærebølge, der har radiostations basisfrekvens (for eksempel 1450 kHz), varierer eller moduleres i amplitude af et lydsignal. Den resulterende bølge har en konstant frekvens, mens amplituden varierer.
FM-radiobølger varierer fra 88 til 108 MHz, og i modsætning til AM-stationer er transmissionsmetoden på FM-stationer ved frekvensmodulation. I dette tilfælde holder informationsbærerbølgen sin amplitude konstant, men frekvensen varierer. Derfor kan to FM-radiostationer ikke være mindre end 0,020 MHz fra hinanden.
Diagnose og terapi
Medicin er et af de områder, der får mest udbytte af brugen af teknologier baseret på elektromagnetisk stråling. I lave doser er røntgenstråler effektive til at lave røntgenbilleder, hvor blødt væv kan skelnes fra hårdt væv. På den anden side anvendes røntgenstråles ioniseringskapacitet til kræftbehandling til at dræbe ondartede celler i strålebehandling.
Trådløs kommunikation
De mest almindelige trådløse teknologier bruger radio- eller infrarøde signaler; med infrarøde bølger er afstandene korte (tv-fjernbetjening), mens radiobølger når lange afstande.
Termografi
Ved hjælp af infrarød kan objekternes temperatur bestemmes. Termografi er den teknologi, der gør det muligt at bestemme objekternes temperatur eksternt ved hjælp af infrarød stråling. Denne teknologi er meget udbredt i det militære og industrielle område.
Radaren
Radar, udviklet i 2. verdenskrig, er en almindelig anvendelse af mikrobølger. Ved at detektere mikrobølgeekko kan radarsystemer bestemme afstanden på objekter.
- Elektromagnetisme
- Elektromagnetisk bølge.
