Em straling

Celtic

Straling bestaat uit EM golven varieerend in golflengte.

Waarom gaan lichtgolven niet door een plaat hout of

stenen muur maar radiogolven en rontgen en gamma

straling wel?

sirius

Ik weet niet zeker of het volgende geheel correct is, dus laat me weten als dat niet zo is.

Rontgen en gamma straling worden vooral geabsorbeerd middels het fotoelektrisch effect, welke een sterke Z afhankelijkheid heeft. Hoe meer protonen in de kern van een atoom, i.e. het getal Z, hoe hoger de adsorptie van rontgen en gamma straling. Naar wat ik gelezen heb bestaat cement/beton voornamelijk uit calcium met een laag Z getal van 20. Bomen zullen vooral uit koolstof bestaan, met Z=6.

Licht zal niet door een boom heen gaan vanwege absorptie. De energie van zichtbaar licht is een typische energie is om een elektron in een molecuul in de aangeslagen toestand te brengen. Vervolgens kan dit elektron weer in zijn originele toestand terecht komen via andere processen die lijden tot het opwarmen van het materiaal.

In cement/beton zou dit ook het geval kunnen zijn, maar daar ben ik minder zeker van.

Het absorberen van radiogolven is nog een ander verhaal. Omdat de individuele fotonen van radiogolven heel weinig energie bevatten zullen ze in moleculen niet snel een elektron in de aangeslagen toestand brengen. In metalen kunnen elektronen makkelijk bewegen een daarmee het veld van het licht volgen, waardoor ze een even groot tegenveld genereren. Hierdoor reflecteren metalen radiogolven, en ook licht trouwens. Absorptie van radiogolven in metalen vind plaats door dezelfde verstrooiing van bewegende elektronen die ook weerstand veroorzaakt.

Vraag gerust door.

Celtic

Het hoeft geen cement te zijn of hout. Zelfs een

velletje van een blocknote heeft dezelfde eigenschappen.

Als je het spectrum zou tekenen voor een stukje

papier is het vrijwel vlak met een absorbtie

piek rond het lichtspectrum. Ik neem aan dat de

dikte ervan niets te maken heeft met de golflengte.

sirius

Papier wordt gemaakt van houtpulp, dus zal hierdoor mogelijk soortgelijke eigenschappen hebben.

Weet je toevallig het absorptie-spectrum van een stukje papier? Extrapoleren van 3 feiten, i.e. licht gaat er niet door, radio wel en x-rays ook, lijkt me niet een goede methode om het gehele spectrum over 10 orders van grote te bepalen.

Verder lijkt me inderdaad dat de dikte van het materiaal niet heel interessant is, tenzij interne reflectie een rol gaat spelen, of voor hele dunne (kleiner dan 1 micron) metal filmpjes zou je kunnen gaan denken aan vreemde quantum mechanische effecten.

Celtic

Weet je toevallig het absorptie-spectrum van een stukje papier? Extrapoleren van 3 feiten, i.e. licht gaat er niet door, radio wel en x-rays ook, lijkt me niet een goede methode om het gehele spectrum over 10 orders van grote te bepalen.

Het hoeft ook geen papier te zijn er zijn talloze materialen die hetzelfde

vertonen. EM straling is natuurlijk ook te zien als fotonen met freq. afh.

energie.

sirius

Heb je dan een absorptie spectrum van een van die andere materialen?

317070

Celtic schreef:Straling bestaat uit EM golven varieerend in golflengte.

Waarom gaan lichtgolven niet door een plaat hout of

stenen muur maar radiogolven en rontgen en gamma

straling wel?

Wel, het is wat afhankelijk van hoe je je vraag precies bedoelt...

Licht op erg grote golflengtes (radiogolven) zijn heel lang en gaan daardoor heel erg goed diffracteren. Dus hoewel zichtbaar licht niet 'de hoek omgaat', je hebt gewoon schaduw, gaat licht met erg grote golflengtes gewoon de hoek om. Licht met grote golflengtes moeten maar een klein beetje kunnen doordringen door ergens een heel kleine opening waarna het zicht toch weer meteen uitwaaiert over de volledige ruimte.

De mate van ombuiging wordt namelijk bepaalt door de verhouding tussen de grootte van je gat en de golflengte van je golf. Als die golflengte 1m of 1nm is, maakt dus alles uit.

Licht op erg korte golflengtes heeft net enorm veel energie, waardoor het voor materialen erg moeilijk is om het tegen te houden. De fotonen vliegen door hun enorm grote energie overal doorheen.

Dan kun je je nog gaan afvragen waarom de meeste materialen licht vooral in een beperkte bandbreedte rond het zichtbaar licht beïnvloeden. Dat komt omdat in de meeste materialen elektronen draaien in beperkte banen binnen de stof. Daardoor heeft ieder elektron slechts een beperkt aantal toegelaten energieniveaus, en kan ze slechts licht met die specifieke niveaus beïnvloeden. De belangrijkste (kleinste) niveaus liggen in het rood, en de hogere niveaus zijn blauwer. Die zijn wel kenmerkend voor iedere stof, maar kunnen niet 10 grootte-ordes overbruggen naar bijvoorbeeld radiogolven en röntgen-stralen. Dit omdat de elektronenbanen ook niet zoveel verschillen tussen verschillende atomen.

Afbeelding

Zie hier bijvoorbeeld het volledige spectrum voor waterstof, met de delen in het infrarood en ultraviolet erbij, je ziet dat die slechts 1 grootteorde beslaat:

Afbeelding

Bij bepaalde stoffen gaan de elektronen vrij tussen de verschillende atomen. Daar hebben de elektronen wel heel erg veel energieniveaus. (Zoveel, dat men spreekt van een continue energieband). Die stoffen noemen we metalen, en metalen slagen er over het algemeen dus wel in om in een grotere band van golflengtes licht te blokkeren. Echter bij heel grote golflengtes is metaal over het algemeen niet dik genoeg om het licht volledig tegen te houden en wordt het licht doorgelaten, zij het verzwakt. Dit noemt met het skin-effect. Hier is de belangrijke factor de verhouding tussen de golflengte en de dikte van het metaal. Je ziet dus dat ook bij erg grote golflengtes zelfs metaal er niet goed in slaagt om licht tegen te houden. En eenmaal dat het licht erdoor is, difracteert het opnieuw erg goed.

Omgekeerd zijn ook bij metalen de elektronenbanen beperkt en kunnen ze niet superdicht bij de kernen gaan, dus kunnen de elektronen opnieuw moeilijk de fotonen met een erg grote energie absorberen.

Een 2e lid van de vraag is dan waarom wij net dat interessante deel van het licht zien, en dat is pure evolutietheorie, wij zien net dat deel van het spectrum, omdat het zo interessant is. We kunnen de lucht dat doorzichtig is negeren, en bijna alle andere vaste stoffen absorberen wel in dat spectrum. Moesten we radiogolven zien, dan waren we eigenlijk nog steeds blind, en hetzelfde voor röntgenstralen...

Ik weet niet in welk facet van het antwoord je precies geïnteresseerd bent, vraag dus maar raak als ik het niet of te beperkt geraakt heb.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Em straling

Em straling

Re: Em straling

Re: Em straling

Re: Em straling

Re: Em straling

Re: Em straling

Re: Em straling