Elektromagnetische Straling

Wat is elektromagnetische straling?

Elektromagnetische straling duidt op straling waarbij elektromagnetische golven zich voortplanten. De elektromagnetische golven bestaan uit een magnetische en een elektrische component die loodrecht op elkaar staan. Deze golven zijn beschreven door en volgen de wetten van Maxwell. De belangrijkste eigenschap die alles bepaald is de energie van het licht.

Deze straling staat ook beter gekend als licht. Al deze stralingen zijn hetzelfde met uitzondering van hun energie. De meest gekende is het zichtbaar licht en het licht dat we waarnemen van de zon. Dit is echter maar een klein deel van de straling die worden gebruikt.

Bij hogere energie vinden we UV of ultraviolet. Deze straling, waarbij alle hoge energieën worden geabsorbeerd door de atmosfeer, buiten een beetje UV die voor ons bruin kleurtje zorgt in de zomer. Als we nog verder stijgen in energie komen we bij X-stralen en Gamma straling. Het verschil tussen beide is dat gamma straling afkomstig is van nucleaire interacties en X-stralen van interacties van geladen deeltjes in bijvoorbeeld een medium. Deze straling wordt gebruikt voor beeldvorming omdat deze doorheen het lichaam kunnen propageren. Verder worden deze ook gebruikt om tumoren te bestralen. Deze hoogenergetische straling is dan ook gevaarlijk als men dit in hoge dosissen zou verkrijgen.

Bij lagere energie komen we eerst in het IR of infrarood gebied en beter gekend als warmtestraling. De warmte die je voelt van de zon zijn de infrarode straling die je lichaam bereikt. Deze straling wordt ook gebruikt in afstandsbedieningen. Als we nog verlagen in energie komen we bij de microgolven en radiogolven. Vooral gebruikt voor communicatiedoeleinden, zoals 5G, wifi, radio, .... . 

Kwantummechanica zegt ons dat licht duaal is. Dit wil zeggen dat men zowel licht kan beschrijven als een golf of als een deeltje, een foton genaamd.

Ioniserende Straling

Zoals de naam al doet vermoeden is ioniserende straling, straling die atomen ioniseert. Hierbij wordt door absorptie van de straling een elektron van het atoom verwijderd waardoor het atoom geïoniseerd geraakt. Hiervoor zijn 3 processen verantwoordelijk:

1. Foto-elektrisch effect: Foton wordt geabsorbeerd en diens energie wordt doorgeven aan een elektron van het atoom die het atoom verlaat en het atoom geïoniseerd achterlaat.
2. Compton verstrooiing: Foton wordt verstrooid aan het atoom, foton veranderd van richting en geeft deels van zijn energie af aan een elektron. Als dit elektron genoeg energie heeft verlaat dit het atoom en laat het atoom geïoniseerd achter.
3. Paarproductie: Dit komt alleen voor bij hele hoge energie van straling. Als een hoogenergetisch elektron intrageert met de nucleus van het atoom kan een positron-elektron paar gevormd worden. Dit positron gaat dan annihileren met een ander elektron en zorgt voor twee hoog energetische fotonen. Het atoom waar de annihilatie heeft plaatsgevonden blijft geïoniseerd achter. Zowel het elektron als het positron zal ook nog nabijgelegen atomen ioniseren.

Gelukkig voor de mens komt ioniserende straling enkel voor bij hoge energie van de straling, maar deze straling wordt wel gebruikt in de huidige beeldvormingstechnieken die men nu kent in de medische sector, buiten MRI. Deze straling is dus ongezond voor de mens en kan kankers veroorzaken als hier niet met voorzorg mee wordt omgesprongen.

Infrarood