6 mei 2009

Elektromagnetische straling





Elektromagnetische straling regt mich auf. Het irriteert me, omdat we nog steeds niet weten wat het precies is. We weten er een hoop van, maar waar het uit bestaat kan niemand zeggen. Bij geluid is het een stuk makkelijker. Geluid is ook een trilling of een golfbeweging. Van geluid weten we dat het de moleculen van de lucht of het water waar het zich door beweegt, in trilling brengt. Geluid is bewegende luchtmoleculen. Deze triling plant zich voort, en zo weten we precies wat de frequentie (de snelheid van de trilling) en de voortplantingssnelheid (de snelheid waarmee de trilling van het ene molecuul op het andere wordt overgedragen) inhoudt. De bewegende lucht- of watermoleculen komen aan op het trommelvlies dat dan ook begint te bewegen, kleine bliepjes lopen naar de hersenen en voila: ik hoor een geluid. Water en lucht zijn media waardoor het geluid zich kan voortplanten.

Bij elektromagnetische straling is er geen medium. Tenminste, dat is der aktuelle Wissensstand. Vroeger dacht men van wel, en noemde dit medium de ETHER. De ether was een onbekende stof die we nog niet konden waarnemen en moest alleen nog maar ontdekt worden. Een zeer logische gedachtengang. Elektromagnetisch straling, waartoe licht ook behoort, plantte zich voort door de bestanddelen van de ether in trilling te brengen, net als bij geluid, en that's it.

Maar toen kwamen Michelson en Morley en vergeleken twee zonnestralen met elkaar: een straal die in de richting van bewegingsrichting van de aarde loopt en een die er loodrecht op staat. De twee lichstralen zouden verschillende snelheden moeten hebben als ze zich door een ether bewegen. Dat ligt daaraan, dat de ether 'stilstaat' en de aarde zich door de ether heen beweegt. Als de aarde zich van de zon weg beweegt, dan moet de lichstraal die in dezelfde richting gaat als de beweging van de aarde iets langzamer zijn, omdat de relatieve snelheid van de aarde (de waarnemer beweegt mee) er vanaf getrokken moet worden. Ongeveer zo alsof je de snelheid van een vliegtuig vanuit een rijdende bus probeert te meten: bij de vlieg-snelheid die je waarneemt moet je de snelheid van de bus nog optellen of aftrekken, al naar gelang je in dezelfde richting rijdt als het vliegtuig of er tegenin.

Jammer voor Michelson en Morley en de rest van de toenmalige wetenschap, maar hoe ze het ook wendden en keerden, het licht had ALTIJD DEZELFDE SNELHEID. Het experiment is later in verschillende vormen door anderen herhaald, maar de uitslag bleef altijd gelijk: het maakt niet hoe je zelf als waarnemer beweegt, je neemt de snelheid van het licht altijd even groot waar. De lichtsnelheid is een constante, namelijk c. En omdat licht elektromagnetische straling is met een bepaald frequentie bereik, is de snelheid van elektromagnetische straling ook constant. Maar 'snelheid van elektromagnetische straling' bekt niet zo lekker, dus hebben we het meestal over de snelheid van het licht.




Om dit dilemma op te lossen was er iemand nodig van het formaat van Einstein, die een theorie opbouwde waarmee deze constante snelheid van het licht verklaard kon worden. Heel simpel gezegd komt het erop neer, dat voor een bewegende waarnemer de TIJD met een andere snelheid verloopt, en daardoor neemt hij de snelheid van het licht zo waar alsof die constant is. Dat roept allerlei leuke ongerijmdheden op. Stel je beweegt jezelf voort met de halve lichtsnelheid. Op het moment dat je begint te bewegen, knipt je collega, die op dezelfde plaats blijft staan, zijn zaklantaarn aan. Als je nu tijdens je beweging die lichstraal bekijkt, dan heeft deze nog steeds de snelheid van het licht TEN OPZICHTE VAN jou. Dat ligt eraan dat voor jou de tijd nu nog maar half zo snel gaat. Je ziet weliswaar dat de afstand die het licht afgelegd heeft, maar half zo groot is als wanneer je stil zou staan, maar aangezien snelheid = afstand : tijd, en de afstand en de tijd allebei gehalveerd zijn, is de snelheid van het licht toch weer constant.

Of zoiets. Helemaal begrepen heb ik de algemene relativiteitstheorie niet, dus sla me niet dood als ik het niet correct uitleg.

Elektromagnetische straling is dus een golfbeweging zonder medium.

Elektromagnetische straling is volgens de officiele definitie een trilling van een elektromagnetisch veld. Wat een elektromagnetisch veld precies is weten we eigenlijk ook niet, we weten alleen wat de werking is: magnetisme en elektriciteit. Als ik een stroom laat lopen, ontstaat een magnetisch veld, als ik een magneet beweeg in de buurt van een geleider, dan ontstaat een elektrische stroom. Wat elektrische stroom is, is redelijk goed bekend (beweging van elektrisch geladen deeltjes), wat magnetisme is ook (uitrichting van kleine magneetpooltjes in een stuk ijzer), maar waar dit VELD uit bestaat, of hoe het mogelijk is dat een deeltje door een vakuum heen invloed kan uitoefenen op een ander deeltje, dat weten we niet. Er zijn verschillende theorien voor, maar weten doen we het niet. We kunnen precies uitrekenen wat die velden en stralingen voor uitwerkingen hebben, maar we weten niet waarom.

Elektromagnetische straling is echter niet alleen een golfbeweging. Elektromagnetische straling is, al naar gelang het experiment waarmee je het waarneemt in samenhang met de frequentie, ook bewegende deeltjes. Materie dus. Meerdere experimenten hebben aangetoond dat straling zich gedraagt alsof het afgeschoten deeltjes zijn. En zelfs het omgekeerde is het geval: deeltjes (bijvoorbeeld elektronen) gedragen zich bij bepaalde experimenten alsof het golfbewegingen zijn. Je schiet bijvoorbeeld een elektron door een klein gaatje en het komt op twee plekken terecht op een opvangscherm. Het is net een goocheltruc.

We weten dus niet waar de straling uit bestaat, en naar het schijnt hebben we ook niet begrepen hoe materie eigenlijk functioneert.

Hetzelfde geldt overigens voor de zwaartekracht en nog een derde kracht die geloof ik de sterke kernkracht heet. De zwaartekracht is nog vreemder dan elektromagnetische straling. Waar een elektrische kracht nog altijd overgebracht moet worden door straling en het dus een bepaalde tijd duurt voordat het ene voorwerp een elektromagnetisch kracht op een andere kan uitoefenen, is de werking van de zwaartekracht ONMIDDELIJK. Als ik twee voorwerpen naast elkaar leg, dan trekken ze elkaar meteen aan, zonder dat er een tijd moet verstrijken. Een soort van verklaring hiervoor wordt in de tweede theorie van Einstein gegeven. Volgens Einstein bestaat de zwaartekracht uit vervormingen in het ruimte-tijd-continuum. Daar kan niemand zich iets bij voorstellen, zelfs Einstein niet, maar de wiskundige formules waarmee hij dit beschrijft blijken te werken.

Het feit dat we de basis van onze materie en krachten niet WERKELIJK begrijpen, zegt veel over ons en zou ons eigenlijk nederig moeten stemmen. Het is er waarschijnlijk ook de oorzaak van dat wetenschappers tegenwoordig niet meer zo een hoog aanzien hebben als honderdvijftig jaar geleden, toen men nog dacht dat de mens binnen enkele tientallen jaren alle raadsels van het universum zou ontrafelen. In feite zijn we apen die een kunstje geleerd hebben zonder het te doorgronden. We zijn wel slimme apen, en we kunnen hele knappe en ingewikkelde kunstjes, maar we blijven apen.

14 opmerkingen:

  1. Beste Bob, ik heb hier even mijn hoofd niet bij...
    Mag het ook morgen?

    Tham

    BeantwoordenVerwijderen
  2. Tja, nu voel ik me weer heel nietig en dom en onwetend maar dat was ook je bedoeling begreep ik.

    Wel een eye-opener over die zwaartekracht zonder tijd.

    Een vraagje: zijn aardstralen ook electromagnetische stralen? Of geloof je niet in aardstralen? En stralen van GSM-masten en mobiele telefoons?

    BeantwoordenVerwijderen
  3. @Tham: Ik verwacht je.

    @Marjan: Aardstralen bestaan niet. Please. Die horen in het rijk van Feng Shui en homeopathische geneesmiddelen waar geen werkstof meer in aan is te tonen. Stralen van GSM-masten en van mobiele telefoons zijn doodgewone elektromagnetisch stralen van een bepaalde frequentie. In het plaatje bovenaan het blog ergens in het bereik van Rundfunk. Het is jammer dat de wetenschap zijn aanzien zo sterk verloren heeft dat veel mensen er helemaal niet meer in geloven en zich met zulke onzin bezighouden. De wetenschap kan niet alles verklaren, maar dat wat ze verklaart is normaalgesproken wel correct.

    BeantwoordenVerwijderen
  4. Bob, ik geloof er ook niet in maar er zijn erg veel mensen die er serieus mee bezig zijn, ook mensen die op het eerste gezicht vrij normaal lijken.
    Paardenbezitters hebben het er veel over omdat paarden gevoeliger zouden zijn dan mensen voor aardstralen. Die laten voor veel geld hun stallen ontdoen van deze straling.

    Voor ons bedrijf maken we veel gebruik van gamma straling om dingen te laten steriliseren. Erg nuttig die gamma-stralen.

    Ik ontmoette laatst iemand die al haar electriciteitssnoeren had omwikkeld met aluminiumfolie omdat ze last had van straling. Leek me ook behoorlijk gestoord.

    BeantwoordenVerwijderen
  5. Sommige van mijn beste vrienden geloven in homeopathie, andere in God. Het is nu eenmaal zeer moeilijk om te bewijzen dat iets NIET bestaat.

    Ik vind het allemaal best, maar mijn begrip houdt op als mijn ziektekostenverzekering ermee begint om homeopathie-behandelingen te vergoeden. Ik moet dan aan die flauwekul meebetalen.

    Ik vind het prima als wetenschappelijk aangetoond wordt dat een geneesmiddel werkt zonder dat we weten waarom (bijv. planten, honing etc) maar dan moet dat wel zo zijn. En bij homeopathie, aardstralen en acupunctuur is dat nu eenmaal niet zo.

    BeantwoordenVerwijderen
  6. Nou Bob ik heb het aandachtig gelezen maar snap er geen sikkepit van hoor, t zal wel aan mij liggen want ik ben blond.
    Deze zin begrijp ik wel;- Als ik twee voorwerpen naast elkaar leg, dan trekken ze elkaar meteen aan, zonder dat er een tijd moet verstrijken.- Dat ervaren mensen nml soms ook ;))

    BeantwoordenVerwijderen
  7. @Tham: Zeker A-pakket gedaan op school? ;-) Bedankt voor de poging. Ik probeer hier niet slim te lijken, maar uit te leggen wat mij bezighoudt.

    Waar blijven de heren eigenlijk? Ik had gedacht dat dit wel een mannelijk onderwerp is.

    BeantwoordenVerwijderen
  8. Misschien durven ze niet toe te geven dat ze er geen bal van snappen, dat heb je vaak met heren.
    Ik had wel een B-pakket en ik vind het nog altijd prachtig. Ik surf bijv. graag naar websites over de deeltjesversneller in Zwitserland. Ik begrijp de helft niet maar dat maakt het ook weer spannend.

    Of je nu een A of een B pakket hebt, dit blog zit volgens mij op het randje van wat een (normaal) mens kan bevatten.

    BeantwoordenVerwijderen
  9. Aangezien je het toch over niet tastbare zaken hebt, kun je mij vast wel uitleggen hoe het zit met de snelheid van begrip, Bob.

    BeantwoordenVerwijderen
  10. Nou vooruit dan maar. Ik zal er iets over zeggen. Heb het nogal druk gehad en wilde wat tijd nemen om hier iets over te zeggen. Nu dus maar een paar losse opmerking wat om eerlijk te zijn wil ik sommige dingen gewoon nazoeken.

    Ik begin met Vedat: De snelheid van begrip is geen constante en kan erg varieren, als je begrijpt wat ik bedoel.

    Wat is de definitie van homeopatie precies? Natuurlijk zijn er natuurlijke stoffen met heilzame werking. Het probleem met officiele homeopathie is dat om homopaties te zijn de werkzame stof zo verdunt is in de oplossing dat er geen molecul van de werkzame stof meer aanwezig is.

    Ik dacht dat electromagnetische straling wordt overgebracht door deeltje. Dit zijn volgens mij trouwens de zelfde fundamentele deeltjes die de zwaartekracht overbrengen. Vandaar dus dat er geen medium nodig. Blijft het probleem van het gedrag als golfbeweging.

    Ik dacht dat er 4 fundamentele krachten zijn, die kernkracht waar je het over hebt is verdeeld in zwakke en sterke kernkracht. Zwaartekracht en Electromagnetische kracht zijn correct.

    Volgens mij had Einstein wel een manier om de vervormingen in het ruimte-tijd-continuum voorstelbaar te maken. Stel je neemt een laken en je gooit een bal in het midden. Het laken vormt nu soort trechter. Als je nu een lichte bal neemt en je rolt die op de juste manier op het laken gaat die ba rondjes draaien. Als je nu de bal uit het midden wegneemt schiet de andere bal rechtdoor. Het idee en probleem is de bal weg te nemen zonder dat er tijd verstrijkt en zonder dat het tijd kost voor het laken om zijn vorm terug te krijgen. Het is alleen maar een manier om het voorstelbaar te maken.
    Wat ik wel eens afvraag is of het de wetenschap zou helpen als een slimmer persoon dan ik met het idee zou komen om te zeggen dat als de snelheid van het licht altijd constant is, waarom is het dan geen goed idee om die snelheid als nulpunt te kiezen? Net zo iets als we doen met de temperatuur in Kelvin.
    Het maakt natuurlijk allerlei dingen in het dagelijks leven een stuk moeilijker als je dit doet.
    Het zou toch wel helpen als er een medium was voor het licht. Dan heb je meteen golf en deeltjes. Zoals een golf in het water, het is duidelijk een golf met al de eigenschappen van en golf en water bestaat ook duidelijk uit deeltje.
    Heb nu geen tijd meer. Ik zal er nog eens over nadenken en wat dingen nazoeken.

    Groeten,

    Rob A

    BeantwoordenVerwijderen
  11. Toen ik een jaar of 15 was dacht ik dat radio- en TV-zenders belast konden worden als er meer mensen op afstemden. Dus net zoiets als een transformator. Eigenlijk klopte dat inzicht zelfs een beetje, maar de belasting is zo minimaal dat geen zender daar ook maar enige last van ondervind.

    Als je bij je verhaal de transformator betrekt, dan wordt het nmm een stuk duidelijker. Daar wordt in 1 spoel met wisselspanning een wisselend magnetisme gemaakt en de volgende spoel in de buurt pikt dat op en zet het weer om in een wisselspanning. Als je die 2de spoel kortsluit, dan merkt die andere spoel daar erg veel van.

    Met radiogolven is het niet veel anders, vandaar ook de ferrietstaaf die in een middengolfontvanger de onvangst enorm versterkt. Bij hogere frequenties werkt dat niet meer, maar moeten ontvangssprieten een de lengte hebben die bij een bepaalde golflengte hoort.

    In de lucht zullen deeltjes zijn die magnetisch worden en dat weer afstaan aan een volgend deeltje. Welke deeltjes dat zijn weet ik niet, mogelijk alle deeltjes in meer of mindere mate. Aan lichtdeeltjes (fototonen) hoef je niet te denken, want 's nachts verspreiden radiogolven zich nog veel verder dan overdag. Aan deeltjes die alleen binnen de dampkring voor komen evenmin, want je kan ook signalen opvangen van satellieten buiten de dampkring.

    Afhankelijk van de golflengte kunnen diverse lagen van de dampkring wel het radiosignaal afketsen. Van dat reflecteren wordt gebruik gemaakt bij de kortegolf. En daarmee kan je zien dat radiogolven zich net zo gedragen als licht.

    Als het om de wetenschap gaat, dan is dat een grote gokpartij, niet veel anders dan bij de natuurgeneeskunde. Heel veel is ontdekt door onverwachte bijverschijnselen.

    Een ziekenhuis is nog steeds een grote trial-and-error onderneming. Kijk maar eens hoe chomokuren aangepakt worden: 'We proberen eerst dit en als dat niet lukt dat en als dat niet lukt dat etc.' In 1x het juiste (wetenschappelijk onderbouwd) middel toedienen is er niet bij. Daarbij komt dat nmm veel chemische middelen nog veel te veel bijverschijnselen hebben.

    Niet dat ik daarmee een pleitbezorger ben voor homeopatische middelen. Het beste lijkt mij zo min mogelijk middelen zodat je lichaam zelf haar problemen oplost.

    BeantwoordenVerwijderen
  12. Wat een natuurkundige lap tekst. Ik heb 'm wel gelezen maar ik kan er niet veel zinnigs over zeggen.
    In deze materie ben ik absoluut niet thuis.

    BeantwoordenVerwijderen
  13. @Rob: Nu je het zegt, heb ik ook wel eens gelezen dat elektromagnetisch straling overgebracht wordt door deeltjes, oftewel: de straling bestaat uit deeltjes. Is dat een theorie of zijn die deeltjes al waargenomen?

    Als straling werkelijk uit deeltjes bestaat, is dat een soort verklaring, maar wat is dan het elektromagnetische veld? E.m. straling is toch de trilling van het magnetische veld? Het veld bestaat toch ook als er geen straling is?

    Als ik over homeopathie praat, dan bedoel ik ook de officiele, dus die waarbij de werkstof niet meer aantoonbaar is. Vaak wordt natuurgeneeskunde op dezelfde hoop gegooid, maar dat is iets heel anders. Natuurlijk zijn er stoffen uit de natuur die geneeskracht bezitten. Ik gebruik zelf bijvoorbeeld vaak Aloe Vera na zonnebrand en als aftershave.

    Het laken en de bal zijn inderdaad een voorstelling voor de zwaartekracht, maar dan een waarin een dimensie ontbreekt. Het laken is tweedimensionaal en wordt in de derde dimensie vervormd. Analoog zou de driedimensionale ruimt in de vierde dimensie (?) vervormd worden door de zwaartekracht. Maar de vierde dimensie is de tijd. Moeilijk voor te stellen; een zwaar voorwerp verandert de tijd in de omgeving?

    Ik ben wel benieuwd of je nog met andere ideeen komt nadat je erover nagedacht hebt.

    @Xiwel: Het kan zijn dat in de lucht deeltjes gemagnetiseerd worden, maar je hebt geen lucht nodig om e.m. straling te verzenden. Lucht werkt zelfs remmend. De snelheid van licht is immers alleen in vacuum constant. Door lucht en andere media gaat het langzamer. Jouw deeltjes, die zich ook buiten de dampkring bevinden, doen verdacht veel aan de ether denken ;-)

    In de wetenschap is idd. veel door trial en error ontdekt, maar er waren enkele briljante geesten die ontdekkingen en voorspellingen hebben gedaan die nog lang gebruikt worden (Maxwell, Lorentz, Newton, Einstein, etc, etc.).

    Is het misschien zo dat hoe groter de bevolking, hoe minder briljante mensen er zijn?

    @Hette: Volgende keer komt er weer een ander onderwerp.

    Algemene vraag aan de niet-natuurkundigen: begrijp je het niet omdat je het niet interessant vind, of vind je het niet interessant omdat je het niet begrijpt? Of vind je het wel interessant ondanks dat je het niet begrijpt (dat is mijn eigen situatie)?

    BeantwoordenVerwijderen
  14. @Vedat: De snelheid van begrip staat in een ingewikkelde relatie tot leeftijd, opvoeding, geslacht, genen, herseninhoud en internet-consumptie. Om alles te verduidelijken voert hier te ver, maar op de leeftijd kan ik ingaan. De snelheid van begrip groeit gestaag tot de leeftijd van 20 jaar. Daarna neemt hij weer af met een vierde van de snelheid, zodat als je 100 wordt, hij precies weer bij nul aangekomen is.

    BeantwoordenVerwijderen