Elektromagnetisk strålning

I all materia som har en temperatur över den absoluta nollpunkten (0 K) rör sig partiklarna och ger upphov till (emitterar) elektromagnetisk strålning.

Olika ämnen absorberar eller emitterar olika våglängder. Det som vi uppfattar som ljus är bara en liten del av hela spektret av elektromagnetiska våglängder.

Beroende på våglängden har elektromagnetisk strålning väldigt olika egenskaper. Både solen och jorden strålar ut elektromagnetisk strålning, dock med olika våglängder.

För en ideal svart kropp beskrivs den totala mängden utstrålad energi (RE) per ytenhet av Stefan Bolzmans Lag.

Enligt Wiens förskjutningslag kan man beräkna vid vilken våglängd (lmax) solstrålingen är mest intensiv. Detta värde ligger ungefär vid våglängden 0,48 mm.

Med hjälp av sateliter kan man mäta solstrålningens intensitet (solarkonstanten) utan att mätningarna bli störda av atmosfären. Solarkonstanten varierar något under året (ca. 3%, eftersom jordens bana runt solen inte är helt cirkulär utan något elliptisk). Solens aktivitet varierar också något, men detta är försumbart. 'Solarkonstanten'  har det nästan konstanta värdet 1375 W m-2. Man kunde beräkna solarkonstanten innan det fanns sateliter. Det är alltså den energimängd som når jorden. Men inte all den energi når jordytan.

1888 visade Heinrich Hertz att elektromagnetisk strålning och ljus är samma sak och att hastigheten är samma för all elektromagnetisk strålning. När man känner till våglängden av strålningen kan man beräkna dess frekvens, eftersom

c=l n

där c står för ljushastigheten, l för våglängden och n för frekvensen (svängningar per tidsenhet).

Solljuset är starkast vid en våglängd av ca. lmax= 0,48 mm. Beräkna n vid lmax.

n=3 108 m/0,48 10-6 m = 6,25 1014/s

Max Planck upptäckte att det finns en minsta enhet för energin, en kvantum (Eq), och att den är proportionell mot strålningens frekvens

Eq=hn

där h=6,63 10-34 Js kallas för Plancks konstant.

Energin av ett kvantum är mycket liten. Därför använder man sig ofta av en mera hanterlig storlek. Man multiplicerar kvantumenergin med Avogadros konstant (N=6,02 1023).   Ursprungligen uppkallades enheten efter Einstein, men i den morderna litteraturen använder man sig av begreppet mol. (1 E=1mol).

Vilken energi har nu 1 mol ljuskvanta vid lmax= 0,48 mm?

E=hn=6,63 10-34 Js mol-1´  6,25 1014 s-1 ´   6,02 1023 = 0,238 MJ mol-1

Räkna - hur mycket av solenergin kan användas av växterna?

linkstreck.gif (924 bytes)

Lär dig mera om solen (solfläckar tec.): http://www.exploratorium.edu/solarmax/index.html

Mera om svartkroppsstrålning:
jersey.uoregon.edu/vlab/PlankRadiationFormula/index.html

Olika ämnen absorberar eller emitterar olika våglängder: javalab.uoregon.edu/dcaley/elements/Elements.html

Mera om elektromagnetiska vågor:
www.colorado.edu/physics/2000/waves_particles/index.html

Tillbaka


Copyright © 1999
-2002 [Växten & Marken]. All rights reserved.
Information in this document is subject to change without notice.
Other products and companies referred to herein are trademarks or registered trademarks of their respective companies or mark holders.