Chemie: Het elektromagnetisch spectrum

Het elektromagnetisch spectrum. Dat klinkt ingewikkeld, maar iedereen kent het spectrum eigenlijk wel. Het licht dat we zien is onderdeel van dat spectrum, maar ook infrarode straling, ultraviolet licht en zelfs radiogolven en röntgenstraling behoren tot het elektromagnetisch spectrum. De mogelijkheden van dit spectrum lijken eindeloos!

Het elektromagnetisch spectrum

Het spectrum bestaat uit elektromagnetische straling. Elektromagnetische straling is het voortplanten van elektrische en magnetische trillingen. De frequentie van deze trillingen bepaalt de groep waar de straling bij hoort. Het elektromagnetisch spectrum bestaat (vereenvoudigd) uit:

Gammastraling

Het bekendste voorbeeld van gammastraling is radioactief vervalt. Gammastraling heeft zoveel energie dat het door veel materiaal kan doordringen, daarom is het ook zo gevaarlijk. In de medische wereld worden gammastralen gebruikt bij het bestralen van tumoren. Door de hoge energie vernietigen gammastralen de cellen van de tumor.

Röntgenstraling

Iedereen is wel bekend met röntgenstraling. Het energieniveau is lager dan dat van gammastraling, en daardoor ook minder schadelijk. Een overmaat van röntgenstraling is wel schadelijk. Zachte weefsels absorberen niet veel röntgenstraling, maar hard weefsel zoals botten absorberen wel veel straling, waardoor deze op een röntgenfoto goed te zien zijn, maar de zachte weefsels maar heel licht.

Ultraviolet licht

Ultraviolet licht valt net buiten het zichtbare spectrum. Het is ook schadelijke straling, maar kan door de minder hoge energie niet ver in het lichaam doordringen. Wel kan het de huid beschadigen, vandaar dat er in zonnebrandcrème stoffen zitten om uv-licht te blokkeren. Bij blootstelling aan grote hoeveelheden uv-straling kan er zelfs huidkanker ontstaan.

Zichtbaar licht

Het zichtbare licht is onschadelijke straling. Dit is het enige gedeelte van het spectrum dat mensen met het blote oog kunnen waarnemen. Door de variatie in golflengte zijn verschillende kleuren zichtbaar. Het zichtbare licht heeft een golflengte van 380 tot 780 nm. 380 nm is violet, 780 nm is rood. Vandaar dat de straling die daarvoor zit ultraviolet heet, en de straling erna infrarood.

Infrarode straling

Infrarode straling is onzichtbaar voor het menselijk oog. Ieder organisme straalt infrarode straling uit, wat veel wordt gezien als warmte. Speciale camera's zijn ontwikkeld die een beeld vormen met behulp van infrarood. In het donker kunnen zo goede beelden worden gemaakt en bijvoorbeeld personen worden opgezocht door de politie.

Met infrarode straling kan in de chemie stoffen geanalyseerd worden met een spectrometer. In een IR-spectrometer wordt met behulp van infrarood een spectrum gemaakt van een stof waar een infraroodstraal doorheen gaat. De mate van absorptie op verschillende golflengtes binnen het infrarood gebied geeft een hoop informatie waarmee een stof geïdentificeerd kan worden.

Microgolven

In een magnetron wordt gebruik gemaakt van microgolven. Deze golven zorgen ervoor dat de (water)moleculen gaan trillen waardoor er warmte ontstaat. Hierdoor wordt het voedsel warm. Maar ook tv en wifi maken gebruik van microgolven, maar met een lager energieniveau dan de microgolven gebruikt voor de magnetron.

Radiogolven

De radiozender kunnen we ontvangen via radiogolven. Doordat zenders op verschillende frequenties uitzenden storen ze elkaar niet. Radiogolven omvatten een groot gedeelte van het elektromagnetisch spectrum, van 3 Hz tot 300 GHz. Hierdoor maken veel meer dingen gebruik van radiogolven. Radiogolven worden o.a ook gebruikt voor navigatie, televisie, mobiele telefoons, luchtvaart communicatie e.d.