Nova Havo 3 Hfdst. 7.1 Soorten straling

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

NOVA Havo 3 Hfdst 7.1 Soorten straling

NOVA Havo 3 Hfdst. 7.1 Soorten straling

Voor deze les ben je het volgende nodig:

- Het boek Nova Havo 3 Leeropdrachten

-Computer met internet en toegang tot Youtube

-Aantekeningenblok en pen

NOVA Havo 3 Hfdst. 7.1 Soorten straling

Wat ga je leren in deze les:

- De soorten straling van het elektromagnetisch spectrum

- Golflengtes en frequenties

-Doorlaten, Absorberen en reflecteren

Tijdsduur van deze les:

+/- 45 Minuten

Soorten straling

Veel mensen denken bij het woord 'straling'aan kernenergie en radioactiviteit. Maar er zijn  veel meer soorten straling. Je telefoon is ook een stralingsbron, net als de magnetron en de afstandsbediening. Zelfs je lichaam zendt voortdurend infrarode straling uit.

Bekijk het volgende filmpje maar eens, let maar niet op de moeilijke woorden dat wordt straks uitgelegd.

Zenden en ontvangen

Je kunt je telefoon alleen gebruiken als je bereik hebt. Er moet dus een zendmast in de buurt zijn waarmee je telefoon kan communiceren. Tussen de antenne van je telefoon en de antenne op de zendmast wordt dan voortdurend informatie uitgewisseld. De zendmast communiceert op zijn beurt ook met andere zendmasten verderop.

Als je telefoon aan het zenden is loopt er een wisselstroom door de antenne. De elektronen in de antenne bewegen met een hoge frequentie op en neer. Door die beweging ontstaan er elektromagnetische golven die met bijna 300 000 km/s bij de antenne vandaan bewegen.

Zenden en ontvangen

Als de electromagnetische golven bij de zendmast aankomen, komen de elektronen daar ook in beweging: de elektronen in de zendmast antenne gaan net zo heen en weer bewegen als de elektronen in de telefoon antenne.

Er ontstaat nu een wisselstroom met dezelfde frequentie als de wisselstroom in de telefoon antenne.

In de communicatie met je telefoon gaat alles digitaal; de informatie is gecodeerd als een lange reeks nullen en enen. Een telefoon springt daarom steeds heen en weer tussen twee frequenties als hij informatie verzendt; de ene frequentie is voor de nullen, de andere frequentie voor de enen.

Golflengte en frequentie

Elektromagnetische golven bewegen net als watergolven bij de bron vandaan. In het volgende plaatje is getekend hoe dat bij watergolven gaat. De bron is een voorwerp dat op en neer gaat en zo het water in beweging brengt. De ontvanger is een houten blokje dat op en neer gaat bewegen als de golven bij het blokje arriveren. Op dezelfde manier communiceert een telefoon met een zendmast.

Golflengte en frequentie

Maar behalve overeenkomsten zijn er natuurlijk ook hele grote verschillen:

- Elektromagnetische golven bewegen niet in één vlak, zoals watergolven, maar kunnen alle 

   kanten op bewegen.

- Elektromagnetische golven zijn geen trillingen in een stof zoals water, maar planten zich 

   zelfstandig voort, ook door een vacuüm.

- Elektromagnetische golven hebben in een vacuüm altijd dezelfde snelheid, ongeacht de 

   frequentie: 299792 458 m/ s of afgerond 300 000 000 m/s. Deze snelheid wordt de        

   lichtsnelheid genoemd.

Golflengte en frequentie

Het aantal golven dat per seconde ontstaat wordt de frequentie genoemd.

De afstand tussen 2 golftoppen (of golfdalen) noem je de golflengte.

Een telefoon gebruikt golven met een lengte van 10 a 40 cm. Bij elektromagnetische golven is er een vast verband tussen golflengte en frequentie: Bij elke golflengte hoort één frequentie en omgekeerd.

Het elektromagnetisch spectrum

Veel soorten straling bestaan uit elektromagnetische golven. Licht bijvoorbeeld is een elektromagnetisch golfverschijnsel, met golflengtes tussen de 380 en 780 nm 

(1 nm = 1 nanometer = 0.000000001 meter). Andere vormen van elektromagnetische straling zijn radiogolven, infrarood, ultraviolet, röntgen en gammastraling.

In het volgende figuur zijn er verschillende soorten elektromagnetische straling geordend op golflengte. Op die manier ontstaat een elektromagnetisch spectrum, van radiogolven tot gammastraling. Het spectrum van licht, van diep rood (780nm) tot ver violet (380nm), is hier maar een heel klein onderdeel van.

Het elektromagnetisch spectrum

Het elektromagnetisch spectrum

De eigenschappen van electromagnetische straling worden bepaald door de golflengte. Je ziet dat in het spectrum van licht. Zie het vorige plaatje om te zien dat elke spectraalkleur zijn eigen golflengte heeft. Rood licht heeft de grootste  golflengte, violet licht de kortste. Als je de golflengte kent weet je ook welke kleur het licht heeft.

Licht is de enige soort elektromagnetische straling dat je kunt zien. Je ogen zijn gevoelig voor kleuren van gewoon licht. van rood tot violet. Alle andere vormen van straling zijn (voor mensen tenminste) onzichtbaar. Je kunt ze alleen waarnemen met speciale instrumenten, zoals een infrarood camera waar je infrarood foto's mee kunt maken.

Doorlaten, Absorberen en refelcteren

Als elektromagnetische straling op een voorwerp valt, kunnen er drie dingen gebeuren:

- De straling kan doorgelaten  worden. Dat zie je bij zonlicht dat door een glazenruit 

   heen beweegt.

- De straling kan gereflecteerd worden. Dat zie je als licht wordt weerkaatst door een spiegel of 

   een witte muur.

- De straling kan geabsorbeerd worden. Dat zie je als een dik zwart gordijn het licht "opslokt" en 

   omzet in warmte.

Doorlaten, Absorberen en refelcteren

Je lichaam absorbeert de verschillende soorten straling niet even sterk.

Radiogolven gaan bijvoorbeeld dwars door je lichaam heen, terwijl licht wordt tegengehouden.

Röntgenstraling wordt door de botten sterk geabsorbeerd, terwijl je spieren en vetweefsel de straling bijna ongehinderd door laten. Van die egenschap wordt gebruik gemaakt in een röntgenapparaat.

Bij het maken van een röntgenfoto valt er röntgenstraling op een lichaamsdeel van de patient. Achter het lichaamsdeel ontstaat dan een schaduwbeeld dat je kunt vastleggen. Achter de botten is veel 'schaduw' achter de spieren weinig. Omdat het beeld een negatief is (licht en donker zijn omgekeerd) zijn de schaduwen wit in plaats van zwart.

Doorlaten, Absorberen en refelcteren

Plus Golflengte en frequentie

Elke golfbeweging heeft een frequentie, een golflengte en een voortplantingssnelheid. Tussen deze grootheden bestaat een vast verband. Je kunt de golflengte vinden door de voortplantingssnelheid (de afgelegde weg per seconde) te delen door de frequentie (het aantal golven per seconde). Zo vind je de afstand per golf = de golflengte. In formule vorm: 

λ = Golflengte in (meter) m

C= voortplantingssnelheid in (meter per seconde) m/s

ƒ = frequentie in (Hertz) Hz

λ = C/ƒ

Als je de voortplantingssnelheid C invult in m/s en de frequentie ƒ in Hz vind je de golflengte λ in m.

Plus Golflengte en frequentie

Plus Golflengte en frequentie

REKEN de voorbeeldopgave na!!!