Elektromagnetische straling

Leerdoelen

•Je kunt uitleggen wat elektromagnetische straling is.

•Je kunt uitleggen dat licht is kan gedragen alsof het golven zijn, maar ook alsof het deeltjes zijn: de golf-deeltjesdualiteit.

•Je kunt rekenen aan licht als het een golf is met de formule: .

• Je kunt rekenen aan licht als het een deeltje is met de formule: .

Wat is elektromagnetische straling?

Electromagnetische straling is in feite energie die zich met de lichtsnelheid (ongeveer 3\times10^83\times103\times13\times33333333\frac{3}{}\frac{3}{t}\frac{3}{ti}\frac{3}{tim}\frac{3}{ti}\frac{3}{t}\frac{3}{\placeholder{}}3meter per seconde in vacuüm) door de ruimte voortbeweegt. Deze straling komt voor in verschillende vormen, van gamma-straling tot radiogolven. Een handige tabel uit de BINAS die hier relevant is, zijn tabel 19a en 19b.

Golf-deeltje dualiteit

•Licht heeft een interessante dubbele natuur; het kan zich gedragen als golven, maar ook als deeltjes. Dit wordt de golf-deeltje dualiteit genoemd. Of licht zich als een golf of als een deeltje gedraagt, hangt af van de omstandigheden.

•Licht als golf: Denk aan de golflengte (\lambda) en frequentie (f). De relatie wordt gegeven door de formule:c=f\lambdac=fc=fc=fc=fc=fc=f\lamc=f\lam bc=f\lamc=fc=fc=fc=fc=fc=cwaar c = lichtsnelheid.

•Licht als deeltje: Lichtdeeltjes, of fotonen, hebben een energie (E) die kan worden berekend met de formule:E=hfE=hE=Ewaarbij h = de constante van Planck.

Licht als golf en deeltje: voorbeelden

•Foto-elektrisch effect: Het foto-elektrisch effect vindt plaats wanneer licht op een metaaloppervlak valt en elektronen vrijmaakt. Dit effect kan alleen worden verklaard door naar licht te kijken als een verzameling energiebundels of fotonen.

•Interferentie: Interferentie vindt plaats wanneer licht door kleine spleten gaat en een patroon van heldere en donkere strepen creëert, zoals te zien op een scherm. Dit patroon komt door de golfeigenschap van het licht en heet een interferentiepatroon.

Rekenen met licht: Voorbeelden

•Licht als golf: Stel, een elektromagnetische golf heeft een frequentie van (10^8) Hz. De golflengte (\lambda) bereken je als:

\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3\times10^8}{10^8}=3\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3\times10^8}{10^8}=\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3\times10^8}{10^8}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3\times10^8}{10}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3\times10^8}{10}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3\times10^8}{1}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3\times10^8}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3\times10}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3\times1}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3\times}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{3}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac{2}{\placeholder{}}\lambda=\frac{c}{f}=\frac\lambda=\frac{c}{f}=\lambda=\frac{c}{f}=\lambda=\frac{c}{f}=\lambda=\frac{c}{f}=\lambda=\frac{c}{f}=\lambda=\frac{c}{f}=\lambda=\frac{c}{f}\lambda=\frac{c}{\placeholder{}}\lambda=\frac\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambda=\lambdameter. Dit valt binnen het spectrum van radiogolven.

Een andere vraag: Wat is de frequentie van groen licht met een golflengte van 530 nm?

f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62\times10^{14}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62\times10^1f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62\times10^14f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62\times10^1f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62\times10^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62\times1^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62\times1-^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62\times1^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62\times^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{\prime}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{\prime}t^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{\prime}ti^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{\prime}tim^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{\prime}time^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{\prime}times^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{\prime}time^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{\prime}tim^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{\prime}ti^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{\prime}t^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{\prime}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}62^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}6^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5{,}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=5^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}=^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-9}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10^{-}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times10}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times1}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530\times}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{530}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{53}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{5}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^8}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times1}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3}{\placeholder{}}^{}f=\frac{c}{\lambda}=\frac^{}f=\frac{c}{\lambda}=^{}f=\frac{c}{\lambda}=^{}f=\frac{c}{\lambda}=^{}f=\frac{c}{\lambda}=^{}f=\frac{c}{\lambda}=^{}f=\frac{c}{\lambda}=^{}f=\frac{c}{\lambda}^{}f=\frac{c}{}^{}f=\frac{c}{}^{}f=\frac{c}{}^{}f=\frac{c}{}^{}f=\frac{c}{\placeholder{}}^{}f=\frac^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{}f=^{\prime}f=^{\prime}\frac{\placeholder{}}{\placeholder{}}f=^{\prime}fraf=^{\prime}frf=^{\prime}ff=^{\prime}f=fHz Check dit in BINAS Tabel 19a voor de frequentie van groen licht.

•Licht als deeltje:

Bereken de energie van een foton met een golflengte van 530 nm:

E=\frac{hc}{\lambda}E=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{\placeholder{}}E=\frac{h}{\placeholder{}}E=\fracE=E=E=E=E=E=E=hE=hcE=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{\lam}E=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{\placeholder{}}E=\frac{h}{\placeholder{}}E=\frac{hx}{\placeholder{}}E=\frac{h}{\placeholder{}}E=\fracE=E=E=E=E=E=E=hE=hcE=hcE=hcE=hcE=hcE=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{^{}}E=\frac{hc}{^{\prime}}E=\frac{hc}{}E=\frac{hc}{^{}}E=\frac{hc}{^{\lamd}}E=\frac{hc}{^{}}E=\frac{hc}{^{}}E=\frac{hc}{^{}}E=\frac{hc}{^{}}E=\frac{hc}{^{}}E=\frac{hc}{^{}}E=\frac{hc}{^{}}E=\frac{hc}{^{}}E=\frac{hc}{^{}}E=\frac{hc}{^{}}E=\frac{hc}{^{\prime}}E=\frac{hc}{\placeholder{}}E=\frac{h}{\placeholder{}}E=\frac{}{\placeholder{}}E=\frac{g}{\placeholder{}}E=\fracE=E=E=E=E=E=E waar (h\approx6{,}626\times10^{-34}h\approx6{,}626\times10^{-3}h\approx6{,}626\times10^{-}h\approx6{,}626\times10h\approx6{,}626\times1h\approx6{,}626\timesh\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}626h\approx6{,}62h\approx6{,}6h\approx6{,}63h\approx6{,}6h\approx6{,}h\approx6h\approxhhhhhhhJs):

E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73\times10^{-19}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73\times10^{-1}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73\times10^{-}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73\times10E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73\times1E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73\timesE=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}73E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}7E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3{,}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approx3E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}\approxE=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-9}}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10^{-}}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times10}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times1}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530\times}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{530}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{53}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{5}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times\left(3\times10^8\right)}{\placeholder{}}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times3\times10^8)}{\placeholder{}}E=\frac{\left(6{,}626\times10^{-34}\right)\times3\times10^8}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34})\times3\times10^8}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3\times10^8}{\placeholder{}}E=\frac{\left(\right.6{,}626\times10^{-34}\times3\times10^8}{\placeholder{}}E=\frac{\left(\right)3\times10^8}{\placeholder{}}E=\frac{\left(\right.6{,}626\times10^{-34}\times3\times10^8}{\placeholder{}}E=\frac{\left(\right)\times3\times10^8}{\placeholder{}}E=\frac{\left(\right.6{,}626\times10^{-34}\times3\times10^8}{\placeholder{}}E=\frac{\left(\right)6{,}626\times10^{-34}\times3\times10^8}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3\times10^8}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3\times10}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3\times1}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3\times}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times3}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}\times}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-34}}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-3}}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10^{-}}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times10}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times1}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626\times}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}626}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}62}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}6}{\placeholder{}}E=\frac{6{,}}{\placeholder{}}E=\frac{6}{\placeholder{}}E=\fracE=E=E=E=E=E=E=E=EJ Ook deze waarde kun je vinden in BINAS tabel 19a.

Het Doppler-effect

Een bekend verschijnsel dat ook bij elektromagnetische golven voorkomt, is het Doppler-effect. Als een ambulance voorbij rijdt, hoor je de toonhoogte veranderen door beweging:

•Naar jou toe: hogere frequentie (hogere toon).

•Van jou af: lagere frequentie (lagere toon).

Hetzelfde effect kan optreden met lichtgolven. Bij verre sterren zien we bijvoorbeeld een roodverschuiving, wat betekent dat de sterren van ons afbewegen en het hele heelal uitdijt.