elektromagnetiske bølger

elektromagnetisk bølger
Elektromagnetiske bølger består av elektriske og magnetiske felt. For en planbølge er feltene vinkelrett på hverandre, og på forplantningsretningen.

Artikkelstart

Elektromagnetiske bølger er bølger som består av elektriske og magnetiske felt. Eksempler på elektromagnetiske bølger er radiobølger, synlig lys, infrarød og ultrafiolett stråling, røntgenstråling og gammastråling.

Elektromagnetiske bølger brer seg gjennom tomt rom med en fart på ca. 3 · 108 m/s (300 000 km/s) (lyshastigheten).

Hvordan de oppstår

Elektromagnetiske bølger oppstår når ladninger akselereres. Radiobølger og mikrobølger produseres som oftest ved at en strøm går fram og tilbake i en elektrisk leder, en antenne. De andre, mer høyfrekvente typene oppstår gjerne når eksiterte atomer faller ned til en lavere energitilstand, ved akselererte partikler eller ved kjernereaksjoner. Alle legemer vil dessuten sende ut elektromagnetiske bølger i form av svartlegemestråling.

Se artikkelen elektromagnetisk stråling for mer om forskjellige typer elektromagnetiske bølger, og hvordan de kan produseres og detekteres.

Plane elektromagnetiske bølger

Elektromagnetiske bølger kan ha mange forskjellige former, for eksempel en tynn laserstråle, eller lys som brer seg utover til alle kanter fra en lyspære.

En nyttig idealisering får vi hvis vi tenker oss en kilde som sender ut en uendelig bred bølge som bare går i én retning. Dette kalles en planbølge. For eksempel forplanter det elektriske feltet i figuren seg langs x-aksen, og er gitt av uttrykket \[ E(x,t) = E_0 \cos(kx – \omega t). \] Her er \(E_0\) amplituden, \(\omega\) er vinkelfrekvensen, t er tiden, og k er bølgetallet, som i vakuum er gitt av \(k=\omega/c\). For planbølger i vakuum (og i praksis også i luft) vil de elektriske og magnetiske feltene være i fase, og stå normalt (vinkelrett) på hverandre. De vil også stå normalt på forplantningsretningen.

Historie

Teorien for elektromagnetiske bølger ble utviklet av James C. Maxwell i 1864. Han beregnet også hastigheten for bølgene, og fant at hastigheten var lik lyshastigheten, som allerede var målt med stor nøyaktighet på den tiden. Maxwell antok derfor at lys måtte være en form for elektromagnetiske bølger. Dette ble bekreftet ved eksperimenter, og det ble etter hvert klarlagt at elektromagnetiske bølger omfatter mange bølgefenomener. Alle har samme hastighet c i tomt rom, men de har forskjellig frekvens f, og dermed også forskjellig bølgelengde λ = c/f.

I 1887 fremstilte Heinrich Hertz eksperimentelt elektromagnetiske bølger ved hjelp av elektriske svingekretser (se elektriske svingninger), og la dermed grunnlaget for utviklingen av radioteknikk og trådløs kommunikasjon.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg