Wat is het elektromagnetische spectrum?

het elektromagnetische spectrum
Het elektromagnetische spectrum. By Inductiveload, NASA – self-made, information by NASABased off of File:EM Spectrum3-new.jpg by NASAThe butterfly icon is from the P icon set, File:P biology.svgThe humans are from the Pioneer plaque, File:Human.svgThe buildings are the Petronas towers and the Empire State Buildings, both from File:Skyscrapercompare.svg, CC BY-SA 3.0, Link

Het elektromagnetische spectrum beschrijft alle golflengtes van het licht, zowel het zichtbare als het onzichtbare licht.

Denk je aan licht dan denk je vermoedelijk alleen aan het licht dat je met je ogen kan zien. Maar het licht waarvoor onze ogen gevoelig zijn is slechts het begin. Het is slechts een fractie van de totale hoeveelheid licht die ons omringd. Het elektromagnetische spectrum is de term die door wetenschappers wordt gebruikt om het gehele bereik van het licht te beschrijven. Van radiogolven tot gammastraling, het meeste licht in het heelal is voor ons in feite onzichtbaar.

Licht

Licht is een golf van alternerende elektrische en magnetische velden. De verspreiding van licht is niet veel anders dan golven die de oceaan oversteken. Net zoals iedere andere golf wordt licht door enkele fundamentele eigenschappen geschreven. Een van deze eigenschappen is de frequentie, uitgedrukt in Hertz (Hz), dit zijn het aantal golven die per seconde een bepaald punt passeren. Een hiermee samenhangende eigenschap is de golflengte; de afstand tussen de piek van de ene golf en de piek van de daaropvolgende golf. Deze twee eigenschappen zijn omgekeerd evenredig aan elkaar. Hoe groter de frequentie, hoe kleiner de golflengte – en omgekeerd.

Elektromagnetische golven

De elektromagnetische golven die onze ogen kunnen detecteren, het zichtbare licht, oscilleren tussen 400 en 790 terahertz (THz). Dat is verschillende honderden biljoenen keren per seconde. De golflengtes hebben ongeveer de grootte van een virus: 390 – 750 nanometer (1 nanometer = 1 miljardste van een meter) Onze hersenen interpreteren de verschillende golflengtes van het licht als verschillende kleuren. Rood heeft de grootste golflengtes en violet de kleinste. Als we zonlicht door een prisma laten vallen dan zien we dat het licht in feite is samengesteld uit verschillende golflengtes van licht. Het prisma maakt een regenboog door iedere golflengte op een iets andere hoek opnieuw uit te zenden.

Maar licht stopt niet bij rood of violet. Net zoals er geluiden zijn die we niet kunnen horen (maar andere dieren wel), is er ook een enorm brede range van licht dat onze ogen niet kan zien. In het algemeen komen de langere golflengtes van de koudste en donkerste gebieden uit de ruimte en de kortere golflengtes van extreem energetische fenomenen.

Radiogolven

Het gehele elektromagnetische spectrum wordt door astronomen gebruikt om een grote variëteit aan zaken te bestuderen. Radiogolven en microgolven, de langste en laagste energieën van licht, worden gebruikt om binnen compacte interstellaire wolken te kijken en de beweging van koud, donker gas te volgen. Radiotelescopen zijn gebruikt om de structuur van ons sterrenstelsel in kaart te brengen terwijl microgolf telescopen zijn gevoelig om de achtergrondgloed van de Oerknal mee te bestuderen.

Radiokaart van het sterrenstelsel Messier 33
Radiokaart van het sterrenstelsel Messier 33. Deze afbeelding is gemaakt met de VLBA (Very Long Baseline Array) en toont ons het sterrenstelsel M33 in radiogolven. De afbeelding toont atomair waterstof in het sterrenstelsel. E verschillende kleuren komen overeen met de verschillende snelheden van het gas; rood is gas dat zich van ons verwijderd en blauw is gas dat naar ons toe beweegt. Credit: NROA/AUI

Infrarood

Infrarood telescopen zijn uitermate geschikt om koude, zwakke sterren te vinden en door interstellaire stofbanden te kijken. Ze kunnen zelfs gebruikt worden om de temperaturen van planeten in andere zonnestelsels te meten. De golflengtes van infrarood licht zijn lang genoeg om door worden te reizen die anders ons zicht zouden blokkeren. Door grote infrarood telescopen te gebruiken konden astronomen door de stofbanen van ons sterrenstelsel naar de kern van ons sterrenstelsel kijken.

De meerderheid van alle sterren zendt het grootste deel van hun elektromagnetische energie uit als zichtbaar licht, dat is het kleinste deel van het spectrum waarvoor onze ogen gevoelig zijn. Omdat golflengte gecorreleerd is aan energie vertelt de kleur van een ster ons hoe heet hij is: rode sterren zijn het koudst en blauwe sterren zijn het heetst. De koudste sterren zenden nauwelijks zichtbaar licht uit; ze zijn alleen zichtbaar met infrarood telescopen.

Ultraviolet

Voorbij golflengtes kleiner dan violet vinden we ultraviolet licht. Je kent ultraviolet licht wel omdat het je huid in de zomer kan verbranden. Astronomen gebruiken het ultraviolette licht om naar de meest energetische sterren te zoeken. Ook gebieden waar stervorming plaatsvindt zijn goed zichtbaar in ultraviolet. Als astronomen met ultraviolet telescopen naar verre sterrenstelsel kijken dan verdwijnen de meeste sterren en het gas en zijn alleen de kraamkamers van sterren zichtbaar.

Röntgen- en gammastraling

Voorbij het ultraviolet komen we bij de hoogste energieën in het elektromagnetische spectrum: de röntgen- en gammastraling. Dit licht wordt door onze atmosfeer tegengehouden. Astronomen moeten dus telescopen in de ruimte gebruiken om het heelal in röntgenlicht en gammalicht te kunnen zijn. Röntgenstraling is bijvoorbeeld afkomstig van neutronensterren en de draaikolk van superheet materiaal dat rond een zwart gat draait of van diffuse gaswolken in galactische clusters die tot miljoenen garden zijn verhit. Gammastraling, de kleinste golflengte van licht en dodelijk voor mensen, toont ons gewelddadige supernova-explosies, kosmisch radioactief verval en de vernietiging van antimaterie.

Uitbarstingen van gammastraling, het korte flikkeren van gammastraling als sterren in verre sterrenstelsels exploderen en een zwart gat vormen, behoren tot de meest energetische eenmalige gebeurtenissen in het heelal.

 

 

Eerste publicatie: 11 april 2015
Laatste revisie: 13 september 2019




%d bloggers liken dit: