E-Post


Kontakta webmaster


 

www.lars-kamel.se

Albert Einstein

Världens mest kände vetenskapsman genom tiderna är sannolikt upptäckaren av relativitetsteorierna. De flesta människor i världen har nog hört talas om Einstein, och en majoritet av dessa vet nog också att han fick ett nobelpris i fysik. Betydligt mer okänt är det nog för vad han fick detta nobelpris. Han fick det faktiskt inte för relativitetsteorierna, utan för att han lyckades förklara den fotoelektriska effekten.

Den fotoelektriska effekten är en märkligt fenomen som upptäcktes av forskare kring sekelskiftet 1900. De belyste olika metaller med ljus och fann då att elektriska strömmar kunde flyta genom metallerna. Men bara ibland. En rimlig förväntan vore ju att intensivare ljus skulle ge starkare strömmar. Så sker också, men bara om frekvensen på ljuset är större än någon given gränsfrekvens. För ljus med frekvenser under denna gräns, som är olika för olika metaller, händer ingenting med metallen, och då spelar det ingen roll hur intensivt ljuset är.

Einstein kunde förklara detta fenomen med hjälp av de då nyligen utvecklade kvantmekaniken och atomteorin. Han tänkte sig att de atomer som bygger upp metallen har elektroner i olika skal runt sig. Dessa elektroner är bundna olika starkt till atomerna, beroende på hur långt ifrån atomkärnan skalen är, och beroende på hur många positivt laddade protoner som finns i atomkärnan. För att slå loss en elektron från en atom, så att den kan ge upphov till ström i metallen, behövs en given energi. Den minsta energi som behövs är naturligtvis också lika med energin hos de elektroner som är minst bundna till atomerna.

Ljus kan ibland uppträda som en ström av partiklar. En sådan ljuspartikel kallas foton och dess energi är direkt proportionell mot dess frekvens, vilket visades av Max Planck just år 1900. Einsteins förklaring till den fotoelektriska effekten är att ljuset då uppträder just som en ström av fotoner. Dessa fotoner slår loss elektroner från atomerna, så att de ger upphov till en ström, men bara om varje foton har tillräckligt mycket energi för att slå loss åtminstone de lösast bundna elektronerna. Om varje foton har för lite energi, spelar det ingen roll hur många fotoner som kommer, alltså hur intensivt ljuset är. De kan ändå inte slå loss några fotoner och få en ström att flyta i metallen.

Den fotoelektriska effekten är ett av många exempel på att man måste komma över ett givet gränsvärde för att något ska hända. Den påminner därmed om alkemisternas sanning om att det är dosen som gör giftet.

Vad har nu detta med miljöfrågor att göra, kan man undra? Tja, vi kan ju till exempel ta debatten om huruvida strålning från mobiltelefoner är farlig. Här rör det sig om radiostrålning och inte ljus, men det är ju bara två olika varianter av elektromagnetisk strålning. Om det nu är så att varje foton i strålningen från mobiltelefoner har för lite energi för att kunna göra någon skada i kroppen, så är den ofarlig. Den kan helt enkelt inte göra någon skada, oavsett hur intensiv den är, eller hur mycket strålning kroppen utsätts för totalt. Om varje foton, å andra sidan, faktiskt har tillräckligt mycket energi för att göra skada, då finns det anledning att försöka minimera exponeringen för denna strålning, för att få så lite skada som möjligt.

Det kan dessutom vara mer relaterat till den fotoelektriska effekten än så. Ett möjligt sätt för fotoner att göra skada borde ju vara att slå loss elektroner från atomer och molekyler i kroppen, vilket dels kan skapa störande elektriska strömmar och dels kan bryta viktiga kemiska bindningar.

Om fotonerna i mobilstrålning har tillräckligt mycket energi för att göra skada, vet jag inte. Däremot vet jag att fotoner i radiovågor bär ytterst lite energi. Jag vet också att jag inte är särskilt orolig för strålning i radioområdet, vare sig den kommer från mobiltelefoner eller något annat.


Tillbaka till startsidan för min vetenskapsavdelning.