Come abbiamo già visto, la luce visibile è un particolare tipo di onda elettromagnetica; possiamo distinguere diversi tipi di onde elettromagnetiche, che differiscono tra loro per una diversa lunghezza d’onda, e quindi una diversa frequenza di propagazione.
Lo spettro elettromagnetico riassume l’insieme delle frequenze delle onde elettromagnetiche, che vengono divise in base alla frequenza e alla lunghezza d’onda in diversi tipi di radiazione.
Vediamo, quindi, in ordine di lunghezza d’onda decrescente quali sono i diversi tipi di radiazione elettromagnetica.
Le onde radio
Le onde radio sono quelle che occupano la parte di spettro di lunghezza d’onda maggiore, compresa tra 10 km e 10 cm. Questo tipo di onde viene utilizzato per vari impieghi, soprattutto per trasmissioni televisive e radiofoniche.
Grazie ad una lunghezza d’onda piuttosto elevata, queste onde sono in grado si aggirare ostacoli di medie dimensioni, come alberi e case, ma vengono bloccate da ostacoli più grandi, come le montagne.
Le microonde
Le microonde hanno una lunghezza d’onda compresa tra 10 cm e 1 mm, e sono utilizzate prevalentemente per telefoni cellulari e comunicazioni telefoniche a lunga distanza.
Quando queste onde attraverso dei materiali, generano delle piccole oscillazioni delle loro particelle, che acquistano energia cinetica e provocano un riscaldamento del materiale.
Per questo, le microonde trovano applicazione anche in campo culinario; i forni microonde, infatti, utilizzano proprio queste onde per cuocere o riscaldare cibi, sfruttando l’oscillazione delle molecole di acqua presenti in essi.
Le microonde sono utilizzate anche nei radar; esse, infatti, quando colpiscono un oggetto di grandi dimensioni, sono riflesse da esso, e tornano indietro verso la sorgente; questo permette di localizzare il corpo che le ha respinte.
La radiazione infrarossa
La radiazione infrarossa è una radiazione elettromagnetica con lunghezza d’onda compresa tra 700 nm e 1 mm; il suo nome deriva dal fatto che, nello spettro elettromagnetico, questa radiazione si trova vicino alla luce visibile, e in particolare, in prossimità del rosso, il colore visibile con frequenza più bassa.
Le radiazioni infrarosse possono essere sfruttate per individuare fonti di calore; tutti i corpi che si trovano al di sopra dello zero assoluto, infatti, emettono radiazioni in questa banda.
Fotografie nell’infrarosso, quindi, permettono di risalire alle temperature possedute dai corpi che si vogliono studiare: le parti a temperature maggiori sono quelle che appaiono rosse e gialle, mentre quelle verdi e blu sono a temperature più basse.
La luce visibile
Lo spettro del visibile comprende radiazioni elettromagnetiche con lunghezze d’onda comprese tra 400 nm e i 700 nm; in questo intervallo, la luce appare ai nostri occhi con colorazioni diverse; le frequenze più basse sono rappresentate dal colore rosso, mentre quelle più alte appaiono con colori blu e viola.
Le lunghezze d’onda intermedie, invece, vengono percepite con sfumature dei colori dell’arcobaleno.
La radiazione ultravioletta
La radiazione ultravioletta, che prende il nome dalla vicinanza alla zona del visibile corrispondente al colore viola, comprende radiazioni di lunghezza d’onda comprese tra i 400 nm e i 100 nm.
I raggi ultravioletti, provenienti dalla radiazione del Sole, sono responsabili dell’abbronzatura; essi, infatti, favoriscono il processo di alcune reazioni chimiche, come ad esempio la produzione della melanina, il pigmento che da colore alla pelle.
I raggi x
I raggi x sono radiazioni elettromagnetiche con lunghezze d’onda comprese tra 100 nm e 0,1 pm.
Questi raggi possono essere prodotti in dei tubi a vuoto, dove vengono sparati da una sorgente, e proiettati verso un bersaglio: urtando questo bersaglio, gli elettroni subiscono una decelerazione, emettendo così i raggi x.
In medicina, molte strumentazioni utilizzano i raggi x per studiare il corpo umano, ed evidenziare possibili fratture o complicanze; i raggi x, infatti, riescono a penetrare nei tessuti, e vengono arrestati dalle ossa.
Osservando la lastra fotografica di una radiografia, le diverse colorazioni permettono di studiare le ossa del corpo umano.
I raggi gamma
I raggi gamma, infine, possiedono le lunghezze d’onda più piccole, che vanno al di sotto dei $10^(-12) m$.
Questi raggi vengono emessi dai nuclei atomici, e sono presenti soprattutto nelle reazioni nucleari.
Essendo raggi molto invasivi, vengono utilizzati in campo medico per la cura dei tumori mediante radioterapia; essi vengono prodotti da elettroni ad alta energia, che vengono accelerati da un acceleratore di particelle, e vengono poi convogliati verso uno specifico bersaglio.
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