2.1 Elektromagnetische straling
Het elektromagnetisch spectrum
De zonnestralen die we voelen en die onze huid bruin maken, behoren tot
verschillende soorten elektromagnetische straling. Dit spectrum omvat licht,
radiogolven en microgolven, die allemaal deel uitmaken van de elektromagnetische
straling.
De stralingssoorten in het elektromagnetische spectrum zijn:
- Radiogolven: veel apparaten gebruiken deze straling om informatie uit te wisselen
(Radio, gps).
- Microgolfstraling: voor het telefoneren en voor contact met wifi (Telefoon en
magnetron verwarmt eten).
- Ir-straling (infrarood): warmtestraling en is een onderdeel van de straling van de
zon. Informatie overdragen (afstandsbediening).
- Zichtbaar licht: straling die voor mensen zichtbaar is.
- Uv-straling (ultraviolet): straling van zon waar je bruin van wordt, maar die huid
ook kan beschadigen (blacklight, apparaat waarmee je controleert of bankbiljetten
vals zijn).
- Röntgenstraling: botbreuken kun je zichtbaar maken.
- Gammastraling: straling die sommige deeltjes spontaan uit kunnen zenden. In
ziekenhuis worden deze deeltjes soms in je bloedbaan gespoten. Gammastraling die
ze uitzenden, kun je meten. Baan van je bloed volgen.
Golflengte en machten van 10
Radiogolven en zichtbaar licht zijn beide elektromagnetische golven, maar ze
verschillen in golflengte. Golflengtes worden uitgedrukt in meter en kunnen erg groot
zijn, zoals 10.000 meter voor radiogolven. Om dit handiger te schrijven, gebruiken
we machten van tien, bijvoorbeeld 1 x 10^4 meter voor 10.000 meter. Dit principe
werkt ook voor kleine getallen, bijvoorbeeld 0,00015 meter kan worden geschreven
als 1,5 x 10^-5 meter.
Fotonen en energie
Onder een zonnebank kan je verbranden door de schadelijke uv-straling, terwijl een
infraroodlamp gebruikt wordt om pijnlijke spieren op te warmen zonder schade. Dit
komt doordat uv-fotonen meer energie bevatten dan infrarode fotonen vanwege hun
kortere golflengte. Fotonen zijn stralingspakketjes die stralingsenergie dragen, en
hoe kleiner de golflengte, hoe groter de stralingsenergie.
- Radiogolven, microgolvenstraling en infraroodstraling hebben maar heel
weinig energie. Een radiofoton is niet gevaarlijk voor je.
- Uv-straling kan gezond voor je zijn: je huid wordt bruin en in de huid werkt ze de
productie van vitamine D op. Je moet echter de blootstelling aan uv-straling beperkt
houden. Te veel uv-stralingen kan je huis verbranden en kan kankerverwekkend zijn.
, - Röntgenstraling kan door het zachte weefsel in je lichaam heen doordat de
pakketjes veel energie hebben. Je botten hebben een grotere dichtheid; de
röntgenstraling heeft niet genoeg energie om door je botten heen te gaan. Een
enkele röntgenfoto kan geen kwaad, maar als je te veel röntgenstraling ontvangt,
kunnen moleculen in je lichaam beschadigd raken. Ook dit kan tot kanker leiden.
- Gammastraling bestaat uit nog grotere energiepakketjes waarvan de meeste door
je lichaam gaan. Gammastraling kan daarbij schade in je lichaam aanrichten; je
moet blootstelling aan gammastraling dan ook tot en minimum beperken.
Dus, de fotonen van een uv-lampje hebben meer energie dan die van de zon, maar
de zon heeft een hogere intensiteit. Het zonlicht bevat veel meer fotonen dan het uv-
lampje. De totale energie van de straling hangt af van de hoeveelheid fotonen. Het
totale vermogen is de totale energie die je per seconde van alle fotonen samen
ontvangt.
Stralingsbronnen
Er zijn natuurlijke stralingsbronnen die in de natuur voorkomen en kunstmatige
stralingsbronnen die door mensen zijn gecreëerd. Zendmasten wekken straling op
door een elektrische stroom in een antenne snel heen en weer te laten gaan. De
lengte van de antenne bepaalt de golflengte, waardoor radiogolven en microstraling
worden gegenereerd. Zowel zendmasten als mobiele telefoons en wifi-zenders
produceren radiostraling op deze manier.
Stoffen die heet zijn, zenden straling uit. Hoe warmer de stof, hoe meer energie de
uitgezonden straling heeft. Mensen zijn ook een bron van straling. Bij
lichaamstemperatuur wordt vooral infraroodstraling uitgezonden.
Als de temperatuur stijgt, zenden stoffen eerst rood licht uit en worden
'roodgloeiend'. Bij nog hogere temperaturen wordt van alle kleuren ongeveer
evenveel straling uitgezonden en wordt de stof 'witheet'. Het licht van een gloeilamp
is wit omdat de gloeidraad erg heet is.
UV-straling en röntgenstraling kunnen ontstaan bij zeer hoge temperaturen, zoals in
de zon. Door een buis met glas onder spanning te zetten, kan straling worden
opgewekt, zoals bij spaarlampen en tl-buizen. Hoe hoger de spanning, hoe meer
energie de uitgezonden straling heeft. Zo wordt in een röntgenbuis onder hoge
spanning röntgenstraling opgewekt. Sommige stoffen zenden van nature straling uit,
zoals gammastraling. Vaak komt er ook andere straling vrij die niet
elektromagnetisch is.
Om dit te begrijpen, is het belangrijk meer te weten over de opbouw van moleculen.