Elektromagnetische straling is de voortplanting door de ruimte van elektrische en magnetische oscillaties (trillingen). Licht is een vorm van elektromagnetische straling. Alle soorten elektromagnetische straling hebben in het vacuüm een snelheid gelijk aan de lichtsnelheid.
elektromagnetisch
Het woord "elektromagnetisch" weerspiegelt het verschijnsel dat elektrische velden en magnetische velden, als ze in de tijd veranderen, altijd samen optreden. Een wisselend elektrisch veld gaat altijd gepaard met een magnetisch veld, en omgekeerd. Het sinusvormige elektrische veld in elektromagnetische straling neemt dus tegelijk een sinusvormig magnetisch veld met zich mee.
Het bijzondere van elektromagnetische straling is dat er geen medium nodig is waarin de golven zich voortplanten. In tegenstelling tot geluid bijvoorbeeld, dat zich niet in een vacuum kan voortplanten, kan licht zich prima door een verder totaal lege ruimte voortbewegen. Daarbij gedraagt licht zich als een transversale golf en vertoont dan ook polarisatie.
Het vermogen van straling (uitgedrukt in Watt, of Joule/seconde) is gelijk aan het aantal fotonen per seconde maal de energie per foton. Dat laatste bepaalt het soort straling, het eerste de intensiteit van de straling.
spectrum
Er bestaat een heel spectrum van elektromagnetische straling van verschillend energieniveau per foton. De straling met een lager energieniveau per foton heeft een grotere golflengte dan de straling met een hoger energieniveau per foton. Samenhangend met die eigenschappen heeft elektromagnetische straling allerlei toepassingen. Sommige soorten (zoals radiogolven) hebben een heel groot bereik bij een relatief laag energieniveau. Andere soorten straling (zoals Röntgenstraling) gaan door weefselss heen en hebben daardoor medische toepassingen.
De relatie tussen Frequentie (f in Hertz) en golflengte (λ in meter) van elektromagnetische straling is als volgt:
- λ * f = c
waarin c de constante voor de lichtsnelheid is: ca. 300000 km/s Alle soorten straling komen ook in het heelal voor en worden gemeten in de astronomie. De atmosfeer laat delen van het elektromagnetisch spectrum niet door, met name ultraviolet licht. Ook gedeelten van het infrarood spectrum worden niet door de atmosfeer doorgelaten. Metingen daaraan moeten dan worden uitgevoerd met een satelliet (zie Iras).
golven of deeltjes?
Elektromagnetische straling kan voor de waarnemer twee vormen aannemen, namelijk als een deeltje, het foton, of als een golfverschijnsel. Er is een verband tussen het energieniveau E\ van dit foton en de frequentie f van de bijbehorende golf. Deze relatie is
- E = h * f
waarin h de constante van Planck is. Dat elektromagnetische straling een golfverschijnsel is kan worden aangetoond doordat elektromagnetische golven interferentiepatronen kunnen opwekken; dat ze ook een deeltjeskarakter hebben door detectieexperimenten met losse fotonen. In natuurkundige formules wordt in plaats van de frequentie ook wel de golflengte gebruikt. Hierbij komt een factor 2π naar voren. Dan is het vaak handig om in plaats van de constante van Planck h, een aangepaste constante te gebruiken, neergeschreven als h met een streep er doorheen (, h streep genoemd). h streep is niets anders dan h gedeeld door 2π.
niet-elektromagnetische straling
Er zijn ook soorten straling die niet elektromagnetisch van aard zijn. Bijvoorbeeld radioactieve deeltjesstraling (dit zijn snelle deeltjes, zoals bijvoorbeeld elektronen (betastraling) - of heliumkernen - 4(alfastraling)). Deze planten zich met een lagere snelheid dan de lichtsnelheid voor.
Een weer andere type niet-elektromagnetische golven zijn zwaartekrachtgolven, die zich echter wel met de lichtsnelheid voortplanten.
Zie ook
