Bølger og stråling

Bølgeformlen er fart = frekvens · bølgelængde, og halveringstiden er den tid, det tager, før halvdelen af et radioaktivt stofs kerner er henfaldet. To hæfter hører herhjemme: Fysik/kemi 8. klasse – bølger, lyd og lys lader eleven aflæse og regne på bølger, og Fysik/kemi 9. klasse – radioaktivitet følger en kerne fra isotop til henfald og halveringstid.

Gå direkte til hæfterne (2) ↓

Hvordan hænger frekvens og bølgelængde sammen i bølgeformlen?

Frekvens gange bølgelængde giver bølgens fart, fart = frekvens · bølgelængde, så ved samme fart giver højere frekvens kortere bølgelængde. Frekvensen er antal svingninger pr. sekund (hertz, Hz), og bølgelængden er afstanden fra top til top i meter. Lyd i luft har farten ca. 340 m/s. En tone på 850 Hz har derfor bølgelængden 340 : 850 = 0,40 m, og fordobler man frekvensen til 1700 Hz, halveres bølgelængden til 0,20 m. Amplituden, højden fra midterlinjen til en top, ændrer hverken fart eller bølgelængde.

Hvorfor kan lys bevæge sig gennem det tomme rum, men lyd ikke?

Lyd er svingninger i et stof, hvor molekylerne skubber til hinanden, så uden luft, vand eller andet stof er der intet at svinge. Lys er en elektromagnetisk bølge og skal ikke bruge noget stof, så det passerer det tomme rum med ca. 300.000 km/s – omkring 880.000 gange lydens fart i luft. Synligt lys er kun et lille stykke af det elektromagnetiske spektrum, der fra længst til kortest bølgelængde går: radio, mikrobølger, infrarødt, synligt lys, UV, røntgen, gamma. Lydens langsomhed kan til gengæld bruges til at måle afstand: kommer et ekko tilbage efter 0,5 s, har lyden været frem og tilbage, så afstanden er 340 · 0,5 : 2 = 85 m.

Hvad menes der med halveringstid, og hvordan regner man med den?

Halveringstiden er tiden, før halvdelen af de kerner, der er tilbage, er henfaldet, og den er den samme, uanset hvor stor prøven er. Sådan regner man:

1. Find antal halveringstider: forløbet tid delt med halveringstiden.
2. Halvér mængden lige så mange gange.
3. Tjek kurven: på en henfaldskurve aflæses halveringstiden dér, hvor kurven er nået ned på 50 %.

Phosphor-32 har halveringstiden ca. 14,3 dage. Af 480 mg phosphor-32 er der efter 42,9 dage gået 42,9 : 14,3 = 3 halveringstider, og 480 → 240 → 120 → 60 mg phosphor-32 er tilbage. Efter to halveringstider er en fjerdedel stadig tilbage – mængden halveres igen og igen og når aldrig helt nul i et regnestykke som dette.

Hvad stopper alfa-, beta- og gammastråling?

Alfa stoppes af papir, beta af få millimeter aluminium, og gamma dæmpes af bly eller beton.

Stråling	Hvad det er	Hvad stopper eller dæmper den
Alfa	en heliumkerne (2 protoner + 2 neutroner), skudt ud af kernen	et ark papir eller huden
Beta	en elektron, der skydes ud, når en neutron bliver til en proton	få mm aluminium
Gamma	elektromagnetisk stråling med meget kort bølgelængde	bly eller beton dæmper den – helt stoppet bliver den ikke

Uden for kroppen er alfastråling praktisk talt ufarlig, fordi den standses i hudens yderste lag. Inde i kroppen er den farlig – og det er det, der sker med radon: gassen og dens radioaktive henfaldsprodukter indåndes og bestråler lungerne indefra.

Er røntgenstråling radioaktiv stråling?

Nej. Røntgenstråling er ioniserende, men den opstår i et røntgenrør, hvor hurtige elektroner bremses i et metal – ikke i ustabile atomkerner. Røret kan slukkes, og så er der ingen stråling; et radioaktivt stof kan ikke slukkes, men henfalder i sit eget tempo, bestemt af halveringstiden. Strålingen ændrer heller ikke atomkernerne i kroppen, så en patient bliver ikke radioaktiv af at blive røntgenfotograferet og udsender ingen stråling bagefter.