UV en IR

[Abbyvdh]

Hallo,
 
ik zit met een vraag. Ik moest beantwoorden welk golftype doordringender is, UV of IR. Het antwoord was IR, maar waarom snap ik niet helemaal.

Mij lijkt het dat bij een kleinere golflengte de frequentie toeneemt en dus ook de doordringbaarheid. Dit zou betekenen dat UV doordringender zou moeten zijn. Waarom is het dan toch IR? Dit heeft toch een grotere golflengte en dus best een lage frequentie? (relatief gezien)
 
alvast bedankt!

[EvilBro]

Mij lijkt het dat bij een kleinere golflengte de frequentie toeneemt en dus ook de doordringbaarheid.

Waarom denk je dat een hogere frequentie leidt tot een grotere doordringbaarheid? (Zie https://en.wikipedia.org/wiki/Penetration_depth)

[Abbyvdh]

Waarom denk je dat een hogere frequentie leidt tot een grotere doordringbaarheid? (Zie https://en.wikipedia.org/wiki/Penetration_depth)

omdat een hogere frequentie meer energie betekent. Voor mij klinkt het logisch dat als iets een hogere energie heeft het beter doordringbaar is dan een lagere energie. 

[EvilBro]

Hoe is dat dan logisch?

[Abbyvdh]

Hoe is dat dan logisch?

Waarom zou licht met een lagere energie beter tot iets door kunnen dringen dan licht met een hoge energie. 

Iets met een lage kinetische energie beweegt toch ook niet harder dan iets met een hogere kinetische energie? 
Dit helpt het beantwoorden van mijn vraag niet. 

[EvilBro]

Waarom zou licht met een lagere energie beter tot iets door kunnen dringen dan licht met een hoge energie.

Stel dat een elektron in een baan rondom een kern zit. Dit elektron kan naar een hogere baan gaan door energie te absorberen. Niet elke baan is echter mogelijk. Als de energie van het foton lager is dan de energie die nodig is om naar een hogere baan te gaan dan kan het elektron het foton niet absorberen. Een foton met lagere energie komt dus wel voorbij (= geen interactie met) het elektron terwijl een foton met hogere energie misschien wel geabsorbeerd wordt.
 

Iets met een lage kinetische energie beweegt toch ook niet harder dan iets met een hogere kinetische energie?

Hoeveel kinetische energie zit er in een bal van 100 kg die 1 m/s beweegt?
Hoeveel kinetische energie zit er in een bal van 1 kg die 9 m/s beweegt?

Het probleem waar je, denk ik, tegenaan loopt, is dat "macrowereld"-logica probeert toe te passen op quantum-situaties.

[Bladerunner]

Ik geloof dat je er verkeerd tegenaan kijkt. Het is namelijk zo dat het absorptiecoëfficiënt van materialen c.q. gassen evenredig stijgt met de frequentie. Licht met een hoge frequentie wordt dus eerder geabsorbeerd dan bij een lage frequentie. Dat betekend dus dat een lage frequentie verder doordringt in het materiaal voordat het (eventueel) geabsorbeerd wordt. Is het materiaal dus dun dan zal licht met een lage frequentie er doorheen kunnen terwijl licht met een hogere frequentie niet verder kan omdat het is geabsorbeerd.
 
Dit is dus de reden waarom de zon rood wordt als hij laag aan de horizon staat. Licht met een lage frequentie wordt minder geabsorbeerd zodat wij wel de rode kleuren zien maar niet de blauwere.
 
Ongeveer dus wat ook hierboven zojuist is geplaatst.

[Abbyvdh]

Aha oke, het begint mij iets duidelijker te worden nu. Heeft het er ook mee te maken dat licht met een hoge frequentie deeltjes kan ioniseren en dus sneller zijn energie ook weer verliest dan licht met een lage frequentie? 

[Bladerunner]

Ja, want ioniserende straling is automatisch van een hoge frequentie omdat je dat nodig hebt om een atoom te ioniseren of te wel te ontdoen van zijn elektronen. Er wordt dan zoveel energie geabsorbeerd dat het elektron het atoom verlaat en een vrij deeltje wordt.

[Abbyvdh]

Oke bedankt!

[Abbyvdh]

Hoe is het dan trouwens zo dat röntgenstraling zo doordringend is, maar ook heel erg ioniserend? 

[Bladerunner]

Als een elektron energie absorbeert (d.w.z. het neemt dus een foton op) verkeerd het in een 'ongewenste' staat. Daarom straalt het elektron de energie weer uit op een bepaalde golflengte om weer op zijn gewone schilpositie te komen rond de atoomkern. Het is deze uitgestraalde energie die bij het maken van een röntgenfoto zichtbaar wordt.
 
Je zou dus kunnen zeggen dat de straling in je lichaam doordringt omdat je het binnenste kunt zien maar in feite absorbeert je lichaam de straling. (De Calcium atomen in je botten absorberen de stralen, maar andere atomen zoals die van je huid laten de stralen juist passeren) Als je dus met doordringbaarheid de eigenschap bedoeld dat de straling op plekken kan komen waar andere (elektromagnetische) straling geen effect heeft dan heeft röntgenstraling in die context een grotere doordringbaarheid maar als hier bedoeld wordt welke straling het slechts geabsorbeerd wordt door materie en daardoor voorbij het atoom vliegt dan heeft infra rood licht de grootste doordringbaarheid.
Het hangt dus van de context af waarin je het woord 'doordringbaarheid' gebruikt want hoogenergetische gamma straling dat een nog veel kortere golflengte heeft dan x-stralen dringt alleen maar verder door omdat het onderweg weefsel vernietigt.

[Abbyvdh]

Bedankt!