I 2 Straling

I 2.1 zonne-energie

2.1 zonne-energie

2.1 zonne-energie

I 2.2 Energie in golven

• Golf = zich herhalende beweging.

• Het herhalende deel bevat 1 top en 1 dal.

2.2 Energie in golven

• Een golf wordt gekenmerkt door:

• de golflengte λ, in m.

• de frequentie f, in Hz (= Hertz, 1/s).

• de golfsnelheid v, in m/s.

Merk op: v = λ . f

• de amplitude A (= halve golfhoogte), in m.

• de energie die golven verplaatsen.

• 2 soorten:

mechanische golven en elektromagnetische golven

2.2 Energie in golven

Voorbeelden:

watergolven (zee, tsunami, …)

aardbevingen

geluidsgolven

hebben een middenstof nodig,

vacuüm is ondoordringbaar

veroorzaakt door mechanische trilling

zie I.5

• 2 soorten:

mechanische golven en elektromagnetische golven

2.2 Energie in golven

geen middenstof nodig, vacuüm is doordringbaar!

vervoeren ook energie, ze ZIJN energie: straling

vEMgolven = c = 300 000 km/s.

Voorbeelden:

radio- en TVgolven

microgolven

infraroodgolven

licht

ultravioletstraling

röntgenstraling

gammastraling

2.2 Energie in golven

EM-golfbronnen

EMgolven worden uitgezonden door atomen

° na excitatie en terugvallen van elektronen;

° bij kernreacties;

°…

Warmte toevoegen / energie opnemen = excitatie

= naar een hogere energieschil springen.

Terugval = extra pakketje energie afgeven (foton)

2.2 Energie in golven

Straling is zowel golf als energiepakketje.

De frequentie f van een golf bepaalt

* de energie E (~)

* de golflengte λ (1/~)

2.2 Energie in golven

EM-golfontvangers

Eigenfrequentie = de frequentie waarmee een

voorwerp / molecule spontaan gaat trillen.

Resonantie = golfenergie zeer efficiënt

overnemen omdat de frequentie van de golf

overeenkomt met de eigenfrequentie.

EM-golven = zeer geschikt om energie te

verplaatsen: makkelijk op te wekken, zéér snel en

makkelijk te ontvangen.

I-2.3 Elektromagnetische

golven

2.3 elektromagnetische golven

energiespectrum

lage energiehoge energie

microwave

hoge f, kleine λ lage f, grote λ

2.3 elektromagnetische golven

radio

Radio & TV

AM

(λ = ca. 300 m;

f = ca. 1 MHz)

FM

(λ = ca. 3 m;

f = ca. 100 MHz)

TV (VHF en UHF)

2.3 elektromagnetische golven

radio

Radio & TV

AM

(λ = ca. 300 m;

f = ca. 1 MHz)

FM

(λ = ca. 3 m;

f = ca. 100 MHz)

TV (VHF en UHF)

2.3 elektromagnetische golven

radio

2.3 elektromagnetische golven

radio

Resonantie = meetrillen met een bestaande

trilling of golf met de juiste resonantie-frequentie.

antenne wordt

ingesteld op een

bepaalde

frequentie

signaalontvangst

+ verwerking

2.3 elektromagnetische golven

µ

Microgolven (f = 1 GHz 100 GHz)

GSM: 900 of 1800 MHz

microgolfoven:

fmicrogolf = fwater, resonantie

Resonantie = meetrillen met een

bestaande trilling of golf met de

juiste resonantie-frequentie.

Trillende H2O-moleculen warmte

radar

2.3 elektromagnetische golven

µ

Wie is er geneigd zijn

GSM – gebruik te

veranderen door

deze informatie?

2.3 elektromagnetische golven

IR

Infrarood (f = 1012Hz 1014Hz)

langgolvig IR (far IR,

λ ≈ 1 mm), uitgezonden

door de aarde.

thermisch IR, de

warmtestraling bij

“normale” temperaturen.

kortgolvig IR (near IR,

λ ≈ 1 µm), uitgezonden

door sterren zoals de zon.

2.3 elektromagnetische golven

IR

Infrarood (f = 1012Hz 1014Hz)

warmtestraling,

uitgezonden door elk

voorwerp boven het

absoluut nulpunt.

afstandsbediening

onzichtbaar, tenzij via

een warmtekijker

(thermografie).

2.3 elektromagnetische golven

IR

geïsoleerd niet geïsoleerd

2.3 elektromagnetische golven

IR

Herken je deze gebouwen?

A

B

CD

Fp

doorsch. kleur =

deels doorlaten,

deels absorberen

ondoorsch. kleur =

deels weerkaatsen,

deels absorberen

prisma, regenboog

= “wit” licht, alle

kleuren samen.

2.3 elektromagnetische golven

licht

Licht = zichtbaar

(λ = 720 nm380 nm)

2.3 elektromagnetische golven

licht

2.3 elektromagnetische golven

licht

Welk licht wordt gebruikt voor

de fotosynthese?

2.3 elektromagnetische golven

licht

Vuurwerk maken: hoe kleur je een vlam?

2.3 elektromagnetische golven

UV

Ultraviolet

(λ = 380 nm10 nm; f = 1015Hz 1017Hz)

uitgezonden door de zon,

geabsorbeerd door ozonlaag.

UV-A doet de huid bruinen

UV-B doet de huid verbranden,

95% wordt geabsorbeerd door de

ozonlaag.

UV-C is uiterst gevaarlijk voor

huid en ogen, maar wordt ook

geabsorbeerd door de ozonlaag.

2.3 elektromagnetische golven

UV

penetreert de huid

• nodig voor aanmaak vit D3

• veroudering, rimpels, kanker

zonnecrème

afdoden bacteriën

fluorescentie-effecten

(geld, waspoeders)

2.3 elektromagnetische golven

UV

2.3 elektromagnetische golven

X

Röntgen of X-stralen (λ < 10 nm)

penetreert het lichaam (meer

absorptie in botten)

medische beeldvorming

schadelijk!

2.3 elektromagnetische golven

X

sleutelbeen

2.3 elektromagnetische golven

Ϫ

Gamma (λ < 0,01 nm of 1 Å)

radioactieve straling uit

vervallende atoomkernen

penetreert alles

DODELIJK!!