Wat is een elektromagnetische golf?
De term elektromagnetische golf beschrijft de manier waarop elektromagnetische straling (EMR) door de ruimte beweegt.Verschillende vormen van EMR worden onderscheiden door hun golflengten, die variëren van vele meters (meters) tot een afstand kleiner dan de diameter van een atoomkern.Het volledige bereik, in afnemende volgorde van golflengte, gaat van radiogolven door magnetrons, zichtbaar licht, ultraviolette en röntgenstralen naar gammastralen en staat bekend als het elektromagnetische spectrum.Elektromagnetische golven hebben veel toepassingen, zowel in de wetenschap als in het dagelijkse leven.
Lichtgolven
In veel opzichten gedraagt een elektromagnetische golf zich op dezelfde manier als rimpelingen op water, of om te klinken door een medium zoals lucht.Als een licht bijvoorbeeld op een scherm wordt geschenen door een barrière met twee smalle spleten, wordt een patroon van lichte en donkere strepen gezien.Dit wordt een interferentiepatroon genoemd: waar de toppen van de golven van de ene spleet elkaar ontmoeten die van de andere, versterken ze elkaar, vormen een heldere streep, maar waar een kuif een trog ontmoet, annuleren ze uit, waardoor een donkere streep achterblijft.Licht kan ook rond een obstakel buigen, zoals oceaanonderbrekers rond een havenmuur: dit staat bekend als diffractie.Dit kreeg de naam "Ether", soms gespeld "Aether" en werd beschouwd als een onzichtbaar materiaal dat de ruimte vulde, maar waardoor vaste objecten ongehinderd konden passeren.Experimenten die zijn ontworpen om de ether te detecteren door het effect ervan op de snelheid van het licht in verschillende richtingen, konden er allemaal geen bewijs voor vinden, en het idee werd uiteindelijk afgewezen.Het was duidelijk dat licht, en andere vormen van EMR, geen medium nodig hadden en door lege ruimte kon reizen.
Golflengte en frequentie
, net als een oceaangolf, heeft een elektromagnetische golf pieken en dalen.De golflengte is de afstand tussen twee identieke punten van de golf van cyclus tot cyclus, bijvoorbeeld de afstand tussen de ene piek, of top en de volgende.EMR kan ook worden gedefinieerd in termen van de frequentie, het aantal toppen dat voorbijgaat in een bepaald tijdsinterval.Alle vormen van EMR reizen met dezelfde snelheid: de snelheid van het licht.Daarom hangt de frequentie volledig af van de golflengte: hoe korter de golflengte, hoe hoger de frequentie.
Energie
kortere golflengte, of hogere frequentie, EMR draagt meer energie dan langere golflengten of lagere frequenties.De energie die wordt gedragen door een elektromagnetische golf bepaalt hoe dit de materie beïnvloedt.Laagfrequente radiogolven golven mild verstoring atomen en moleculen, terwijl magnetrons ervoor zorgen dat ze zich krachtiger verplaatsen: het materiaal warmt op.Röntgenfoto's en gammastralen bevatten veel meer een stoot: ze kunnen chemische bindingen breken en elektronen van atomen kloppen, die ionen vormen.Om deze reden worden ze beschreven als ioniserende straling.
De oorsprong van elektromagnetische golven
De relatie tussen licht en elektromagnetisme werd vastgesteld door het werk van de fysicus James Clerk Maxwell in de 19e eeuw.Dit leidde tot de studie van elektrodynamica, waarin elektromagnetische golven, zoals licht, worden beschouwd als storingen, of "rimpelingen", in een elektromagnetisch veld, gecreëerd door de beweging van elektrisch geladen deeltjes.In tegenstelling tot de niet-bestaande ether, is het elektromagnetische veld gewoon de invloedssfeer van een geladen deeltje, en geen tastbaar, materieel ding.
Later werk toonde in het begin van de 20e eeuw aan dat EMR ook deeltjesachtige eigenschappen had.De deeltjes die elektromagnetische straling vormen, worden
fotonengenoemd.Hoewel het tegenstrijdig lijkt, kan EMR zich gedragen als golven of als deeltjes, afhankelijk van het type experiment dat wordt uitgevoerd.Dit staat bekend als de dualiteit van de golfdeeltjes.Het is ook van toepassing op subatomaire deeltjes, hele atomen en zelfs vrij grote moleculen, die allemaal soms kunnen gedragen als golven.
De dualiteit van de golfdeeltjes is ontstaan als de kwantumtheorie werd ontwikkeld.Volgens deze theorie vertegenwoordigt de "golf" de kans op het vinden van een deeltje, zoals een foton, op een bepaalde locatie.De golfachtige aard van deeltjes en de deeltjesachtige aard van golven hebben geleid tot veel wetenschappelijk debat en enkele verbijsterende ideeën, maar geen algemene consensus over wat het eigenlijk betekent.wordt geproduceerd wanneer subatomaire deeltjes energie vrijgeven.Een elektron in een atoom kan bijvoorbeeld energie absorberen, maar het moet uiteindelijk dalen tot een lager energieniveau en de energie als EMR afgeven.Afhankelijk van hoe het wordt waargenomen, kan deze straling verschijnen als een deeltje of een elektromagnetische golf.
gebruikt