Flere spørgsmål om elektromagnetiske bølger – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Flere spørgsmål om ele...

24. juni 2008

Flere spørgsmål om elektromagnetiske bølger

Kære "spørg om fysik"
Når man ser en sinuskurve der angiver en bølgelængde, kan man let komme til at tænke lineært, men elektromagnetiske bølger bevæger sig jo ikke kun i en retning.

  • Kan man forestille sig, at der er knyttet en fysisk form til en given bølgelængde?
  • Er der lavet et apperat der kan måle bølgelængder fra det elektromagnetiske spektrum i 3D?
  • Jeg har også hørt om de såkaldte "square waves", er det noget der eksisterer?
  • Hvilke frekvenser kan man idag måle indenfor det elektromagnetiske spektum?

Tusind tak for at lade os amatør videnskabsmænd stille spørgsmål.

Med venlig hilsen
P R H

"Når man ser en sinuskurve, der angiver en bølgelængde, kan man let komme til at tænke lineært, men elektromagnetiske bølger bevæger sig jo ikke kun i en retning."

Hvis jeg forstår spørgsmålet rigtigt, så spørger du om man kan vise en bølge fra f.eks. en antenne, som breder sig til alle sider i rummet. Det kan godt illustreres med moderne computerteknik, endda som levende billeder af bølger.

"Kan man forestille sig at der er knyttet en fysisk form til en given bølgelængde?"
Formen af bølgerne afhænger af hvad, man sender, den kan godt være sinusformet.

"Er der lavet et apperat der kan måle bølgelængder fra det elektromagnetiske spektrum i 3D?"
Måling af bølger i 3D, lys er jo også elektromagnetiske bølger og et hologram er en afbildning af en 3D form. Hvis vi går over til radiobølgelængder og Røntgen kan formen i princip udmåles ved at måle med små prøveantenner mange steder.  Ved meget høje energier (CERN) måler man rumlige billeder af sammenstød og partikler med computerteknik på nogle rumlige detektorer. Man kan altså udmåle 3D afbildninger i mange områder af det elektromagnetiske spektrum enten på en gang som hologram eller ved at måle i mange punkter, i store dele af resten af det elektromagnetiske spektrum.

"Jeg har også hørt om de såkaldte "square waves", er det noget der eksisterer?"
Jeg ved nok ikke helt hvad du forstår ved "square waves", men hvis du spørger om formen af en elektromagnetisk bølge fra en antenne kan ligne en firkant, kan det godt lade sig gøre. Det betyder at man så ikke sender en frekvens men mange, des skarpere hjørner du ønsker på din firkantbølge, des flere frekvenser skal der til.

"Hvilke frekvenser kan man idag måle indenfor det elektromagnetiske spektum?"
Man kan måle stråling fra store partikel  acceleratorer (CERN ved Geneve hvor Niels Bohr Instituttet har en del forskning) som er op til ca. 1023 HZ (0,003 pm, p betyder 10-12)(et ettal med 23 nuller bagefter, jeg skriver frekvensen først og karakteristisk bølgelængdeområdet i parentes bagefter) over gammastråling, som kommer f.eks. fra radioaktive stoffer omkring 1021 Hz (0,3 pm), videre til Røntgenstråling omkring 1018 Hz (0,3 nm, n betyder  10-9 eller et 1 tal med o, og8 nuller foran, også et område der forskes i på NBI), Ultra Violet lys ca. 1016 Hz (30 nm), synlig lys ca. 1015 Hz (500 nm), Infrarødt lys ca. 1013 Hz (0,00003 m), vi har også forskning i lys på NBI.  Meget høje radiofrekvenser ca. 1011 Hz (0,03 m) , mikrobølger 1010 Hz (0,3 m), UHF radiobølger (TV, FM radio, kortbølgeradio) ca. 108 Hz (3 m),  mellembølgeradio ca. 106 Hz (100 m), langbølgeradio ca. 10 5 Hz (3000 m, og i øvrigt nedefter. Vi har forskning der foregår i visse dele af radiospekteret.

Målemetoderne er forskellige, de korte bølgelængder som er nævnt først tælles med tællere svarende til GM-rør, som anvendes til stråling fra radioaktive stoffer, hvor man udnytter at denne strålingen kan ionisere luft og stoffer (dele den op i positive eller negative ioner, elektroner mm.), men som kan laves så der kommer mange oplysninger om strålingen. Ved ioniserende stråling er der udviklet 3D detektorer, som viser partikelsammenstødenes virkninger, de anvendes bl.a. på CERN. De forskellige former for lys iagttages i hovedsagen men detektorer, som direkte kan måle lyset (kvantedetektorer eller energien) og ofte danne billeder, fra meget høje radiofrekvenser og nedefter i hovedsagen med forskellige former for antenner.

Med venlig hilsen
Malte Olsen