In questo articolo cercherò di contestualizzare molte delle informazioni che girano nell'ultimo periodo in rete, di seguito ti spiegherò meglio lo spettro elettromagnetico.
Che cos’hanno in comune il forno a microonde, i “raggi x” e la luce del sole?
Beh, ciascuno di questi elementi si basa sulle onde elettromagnetiche.
Le onde elettromagnetiche hanno la proprietà di avere uno spettro di lunghezza d’onda e frequenza estremamente vario, che copre 25 ordini di grandezza.>
La lunghezza d’onda è la distanza dei due picchi (massimi o minimi) dell’onda stessa.
La frequenza è il numero di volte che la corda (lunghezza d’onda) fa su e giù nel tempo.
La freccia indica il TEMPO
Le proprietà della radiazione ovviamente variano moltissimo all’interno di questo spettro.
Ad esempio abbiamo, nella regione tra 10 cm e 10 km, le onde radio. Quelle che, per intenderci, si utilizzano per la comunicazione, con la radio e con la televisione.
La caratteristica di queste onde è che per il trasporto dell’informazione vengono modulate e possono essere modulate in ampiezza o in frequenza, come sappiamo dalle bande di trasmissione delle radio, AM o FM.
E per via della dimensione della lunghezza d’onda possono superare ostacoli anche piuttosto grandi. Ma non enormi.
Infatti la radio prende male quando ci troviamo in montagna perché le onde devono attraversare le montagne.
Inoltre, queste onde, vengono riflesse dalla ionosfera, e quindi possono essere utilizzate per comunicazioni di grande distanza.
In particolare le onde della televisione hanno una lunghezza d’onda dell’ordine di 1 metro.
E proprio per questo necessitano di ripetitori per poter trasmettere il segnale a grande distanza.
Nella regione spettrale, tra 10 cm e 1 mm, invece abbiamo le microonde.
Queste attraversano la ionosfera e quindi possono essere utilizzate per le comunicazioni con i satelliti.
E sono anche lo stesso tipo di onde su cui si basano i sistemi di rilevamento radar.
Ma non solo, anche il forno a microonde funziona con questo tipo di onda ed esattamente perché le microonde sono in grado di far vibrare le molecole polari presenti nei cibi che in questo modo creano un’eccitazione termica ed un trasferimento di energia nel cibo che lo riscalda.
Nella regione tra i micron e i mm, c’è la radiazione infrarossa.
La radiazione infrarossa è quella emessa dai corpi caldi, per intenderci è quella che utilizziamo con il termometro a infrarossi per misurare la temperatura corporea.
Questo stesso tipo di radiazione è quella che si utilizza nel telecomando della televisione.
Nella regione tra 400 e 700 nanometri abbiamo una regione dello spettro particolarmente importante che è quella della luce visibile,
cioè quella porzione dello spettro elettromagnetico a cui il nostro occhio è sensibile.
Per lunghezze d’onda più piccole e frequenze più elevate, tra 400 nanometri e 10 nanometri abbiamo la regione dello spettro dell’ultravioletto.
In questa regione spettrale la radiazione è responsabile di molte reazioni chimiche e anche della nostra abbronzatura, quando ci esponiamo ai raggi solari.
Per lunghezze d’onda inferiori a 1 nanometro, abbiamo i raggi X.
Proprio perché la lunghezza d’onda di questa radiazione è così piccola, viene assorbita molto poco dalla materia.
In particolare viene assorbita da quegli elementi che hanno un numero atomico molto grande.
Proprio per questo i raggi X vengono utilizzati per fare le radiografie, perché attraversano gli strati molli del nostro corpo ma vengono assorbiti dal calcio delle ossa.
A lunghezze d’onda ancora più piccole, inferiori al picometro, troviamo la regione dei raggi γ (gamma).
In questa regione la radiazione è detta ionizzante perché ha un’energia tale da strappare gli elettroni dagli elementi.
Questo tipo di radiazione è quella che viene utilizzata per la radioterapia ad esempio e può essere emessa durante di decadimenti radioattivi.
In conclusione, per produrre onde elettromagnetiche su uno spettro così ampio, servono ovviamente delle sorgenti estremamente diverse a seconda della regione spettrale che ci interessa.
Per esempio nel caso delle onde radio o delle onde tele, possiamo avere della generazione di onde di amplificazione o trasmissione attraverso antenne.
La luce visibile o quella ultravioletta può essere generata da lampadine; quando però vogliamo generare dei raggi X o raggi γ (che vengono generati dagli atomi), abbiamo bisogno di macchinari molto grossi per costringerli ad emetterli, come, ad esempio degli acceleratori di particelle.
Dunque abbiamo visto come la radiazione elettromagnetica abbia caratteristiche diversissime a seconda della lunghezza d’onda e della regione spettrale che stiamo considerando,
ma che comunque faccia parte in tutti gli aspetti del mondo che ci circonda.