Spettro elettromagnetico
L'importanza di Spettro elettromagnetico nella società odierna è innegabile. Fin dalle sue origini, Spettro elettromagnetico ha rivestito un ruolo fondamentale in molteplici aspetti della vita quotidiana, dalla politica all’economia, dalla cultura alla tecnologia. Negli ultimi anni, l’interesse per Spettro elettromagnetico è cresciuto in modo esponenziale, grazie in parte ai progressi nella ricerca e nello sviluppo che hanno consentito una migliore comprensione della sua importanza e del suo impatto sul mondo. In questo articolo esploreremo il ruolo svolto da Spettro elettromagnetico nella nostra società attuale, nonché la sua evoluzione nel tempo e le possibili implicazioni per il futuro.
Lo spettro elettromagnetico (abbreviato in spettro EM) è l'insieme di tutte le possibili frequenze della radiazione elettromagnetica, composta dalle onde radio (da 3 Hz a 3 THz - comprese le microonde), dalle radiazioni ottiche (da 300 GHz a 3 PHz - compresa la luce) e dalle radiazioni ad alta energia (da 30 PHz ad oltre 300 EHz - Raggi X e Raggi Gamma).
Le radiazioni a maggiore lunghezza d'onda o a frequenza inferiore agli infrarossi, possiedono una più bassa intensità e minore energia, risultando scarsamente dannose per gli organismi viventi, mentre le radiazioni a lunghezza d'onda inferiore o a frequenza superiore agli ultravioletti, possiedono una più elevata energia ed effetto ionizzante, producendo anche eventuali danni biologici.
Vale la pena ricordare che, in base alla legge di Stefan-Boltzmann, ogni corpo a qualsiasi temperatura superiore allo zero assoluto, emette radiazione elettromagnetica.
Suddivisione in bande
Come l'orecchio ha dei limiti nella percezione del suono, l'occhio umano ha dei limiti nella visione della luce. In entrambi i casi, vi sono limiti superiori e inferiori lo spettro relativo (acustico o elettromagnetico). E quantunque si possano distinguere varie bande nell'intero spettro, non si può dire che esistano tra esse dei limiti netti, ma solo una suddivisione concettuale e/o specifica di utilizzo o di funzione.
Onde radio
Le onde radio o radioonde, in fisica, sono le radiazioni elettromagnetiche appartenenti allo spettro elettromagnetico, nella banda di frequenze comprese tra 0 e 300 GHz, ovvero con lunghezza d'onda maggiore di 1 mm (fino anche a vari km).
Micro onde
In fisica le microonde sono radiazioni elettromagnetiche con lunghezza d'onda compresa tra le frequenze superiori delle onde radio e la radiazione infrarossa. Sebbene si tenda a considerarle separate dalle radioonde, le microonde sono comprese nelle gamme UHF e EHF dello spettro radio, presentando comunque delle caratteristiche specifiche dovute alla loro alta frequenza. Il confine tra le microonde e le gamme di radiazioni vicine non è infatti netto e può variare a seconda dei diversi campi di studio o di utilizzo.
Luce infrarossa
Dalla parte dello spettro dove la luce ha lunghezza d'onda maggiore, cioè oltre il rosso, si trova la zona denominata infrarossa. Quest'ultima va da 0,7 µm a 0,4 mm. Quindi, viene la zona delle microonde, con lunghezze d'onda da 0,4 mm a 100 cm. Oltre a questa, vi sono tre campi di onde radio: onde corte da 1 m a 100 m; onde medie da 200 m a 600 m; onde lunghe superiori a 600 m. Le onde radio possono essere generate da scariche che producono onde elettromagnetiche.
Luce visibile
È interessante rilevare che solo una parte assai limitata dello spettro elettromagnetico contiene radiazioni visibili all'occhio umano, che infatti non può vedere le radiazioni (colori) superiori la zona violetta e quelle inferiori la zona rossa.
Anche se normalmente la minima lunghezza d'onda considerata nel campo visibile è di 0,4 µm, alcune persone possono vedere le radiazioni con una lunghezza d'onda fino a 0,3 µm.
Luce è il termine che identifica la radiazione della parte visibile dello spettro, emessa da corpi incandescenti, quali ad esempio il Sole o una lampadina, ed ogni corpo a qualsiasi temperatura superiore allo zero assoluto emette radiazione elettromagnetica.
Luce ultravioletta
La radiazione ultravioletta ha una lunghezza d'onda inferiore a 400 nm e si estende fino a circa 10 nm.; è comunemente conosciuta come "raggi ultravioletti".
Raggi X
I raggi X (o raggi Röntgen) sono quella porzione di spettro elettromagnetico con lunghezza d'onda compresa approssimativamente tra 10 nanometri (nm) e 1/1000 di nanometro (1 picometro).
Raggi gamma
I raggi gamma, spesso indicati con la corrispondente lettera greca minuscola γ, sono le radiazioni elettromagnetiche prodotte dal decadimento radioattivo dei nuclei atomici.
C'è una porzione dello spettro EM nella quale esistono sia i raggi X che i raggi gamma, dove la differenza tra i due tipi di radiazione non è da cercarsi nella loro lunghezza d'onda (o energia), bensì dal meccanismo di generazione: i raggi X possono essere generati in molteplici modi (da tubi a vuoto, da bremsstrahlung) mentre i raggi gamma vengono generati normalmente dai decadimenti nucleari, o da collisioni di elettroni su materiali ad alto numero di atomi.
Tabella
| Tipo di radiazione elettromagnetica | Frequenza | Lunghezza d'onda |
|---|---|---|
| Onde radio | ≤250 MHz | 10 km - 10 cm |
| Microonde | 3 GHz – 300 GHz | 10 cm – 1 mm |
| Infrarossi | 300 GHz – 428 THz | 1 mm – 700 nm |
| Luce visibile | 428 THz - 749 THz | 700 nm - 400 nm |
| Ultravioletto | 749 THz – 30 PHz | 400 nm – 10 nm |
| Raggi X | 30 PHz – 300 EHz | 10 nm – 1 pm |
| Raggi gamma | ≥300 EHz | ≤1 pm |
Utilizzo
Un utilizzo tipico applicativo dello spettro elettromagnetico è nelle telecomunicazioni per veicolare informazione attraverso segnali (portante modulata) sul canale di comunicazione tra mittente e destinatario, utilizzando la banda ottica e quella dell'infrarosso per le comunicazioni ottiche, quella a microonde e a radiofrequenza per le radiocomunicazioni (spettro radio).
Lo spettro infrarosso è coinvolto in tutti i processi di scambio di calore tra corpi per irraggiamento e quindi anche nei sistemi di riscaldamento, mentre un'altra applicazione è nei forni a microonde dove si utilizza appunto la banda delle microonde per la cottura dei cibi. Raggi X sono invece comunemente impiegati in diagnostica medica (radiografia).
Voci correlate
- Cepstrum
- Frequenza
- Interazione elettromagnetica
- Lunghezza d'onda
- Onda (fisica)
- Radiazione elettromagnetica
- Raggi gamma
- Raggi ultravioletti
- Spettro visibile
- Radiazione Terahertz
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Collegamenti esterni
- (EN) electromagnetic spectrum, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
