Oversikt
Forelesningen handler om elektromagnetisk stråling, det elektromagnetiske spektrum, og hvordan lys og energi overføres gjennom fotoner og bølger.
Elektromagnetisk Stråling (EM-stråling)
- EM-stråling er energi som beveger seg som en bølge uten masse i lyshastighet (300 000 km/s i vakuum).
- Består av både elektriske og magnetiske felt som svinger vinkelrett på hverandre.
- Jo lengre bølgelengde, jo lavere frekvens og energi; kort bølgelengde gir høy frekvens og energi.
- Frekvens måles i hertz (Hz) og angir antall bølgetopper per sekund.
- Frekvens (f) = lysets hastighet (c) / bølgelengde (λ).
- Strålingen består av fotoner, som er masseløse energipakker.
- Energi i et foton: E = h·f (h = Plancks konstant, f = frekvens).
- Effekt/tetthet av stråling måles i watt.
Det Elektromagnetiske Spektrum
- Synlig lys inneholder farger fra ROGBIF-regelen (rødt til fiolett).
- Bølgelengde for synlig lys: 400–700 nm (fiolett = kortest, rødt = lengst).
- Kortbølget stråling (høy energi): UV-stråler, røntgen, gammastråler.
- Langbølget stråling (lav energi): Infrarødt, mikrobølger, radiobølger.
- Kun synlig lys kan ses med det blotte øyet; andre stråler kan merkes (f.eks. infrarødt som varme).
Lys, Varme og Fotoner
- Sola sender ut synlig lys, UV- og infrarød stråling.
- Infrarødt oppfattes som varme; kan måles med spesielle kamera.
- Lyspærer lager lys ved at motstand varmer glødetråd (skaper fotoner).
- Høy temperatur gjør at også synlig lys sendes ut sammen med infrarødt.
Energinivåer og Kvantemekanikk
- Elektroner i atomer har bestemte energinivåer/baner rundt kjernen.
- Når et elektron absorberer et foton, hopper det til høyere nivå (eksitasjon).
- Når elektronet faller tilbake, sendes et nytt foton ut med energi tilsvarende energispranget.
- Fluorescens: UV-stråling gjør at stoffer sender ut synlig lys ved å eksitere elektroner.
- Lysstoffrør fungerer ved at gass eksiteres og avgir UV-stråling, som gir synlig lys via innvendig belegg.
Nøkkelbegreper og Definisjoner
- EM-stråling — Elektromagnetisk stråling, energi som bølge uten masse.
- Bølgelengde (λ) — Avstanden mellom to bølgetopper.
- Frekvens (f) — Antall bølgetopper per sekund.
- Foton — Masseløs energipartikkel, kvantum av EM-stråling.
- Plancks konstant (h) — Fysisk konstant brukt for å beregne energien i et foton.
- Eksitasjon — Overgang av elektron til høyere energinivå etter absorbsjon av et foton.
- Fluorescens — Utsendelse av synlig lys etter absorbsjon av UV-stråling.
- Spektrum — Oversikt over alle typer EM-stråling etter bølgelengde og energi.
Oppgaver / Neste steg
- Les mer om de ulike delene av det elektromagnetiske spektrum.
- Repeter formlene for beregning av frekvens og energi i fotoner.
- Gjør oppgaver om energinivåer i atomer og deres praksiseksempler.