Radiazione elettromagnetica

L’energia che viene trasmessa, o irradiata, attraverso lo spazio sotto forma di oscillazioni periodiche di campi elettrici e magnetici è conosciuta come radiazione elettromagnetica. (Figura \PageIndex{2}}). Alcune forme di radiazione elettromagnetica sono mostrate nella figura \(\PageIndex{4}). Nel vuoto, tutte le forme di radiazione elettromagnetica – che siano microonde, luce visibile o raggi gamma – viaggiano alla velocità della luce (c), che è la velocità con cui tutte le forme di radiazione elettromagnetica viaggiano nel vuoto, una costante fisica fondamentale con un valore di 2,99792458 × 108 m/s (che è circa 3,00 ×108 m/s o 1,86 × 105 mi/s). Questo è circa un milione di volte più veloce della velocità del suono.

Perché i vari tipi di radiazione elettromagnetica hanno tutti la stessa velocità (c), differiscono solo per lunghezza d’onda e frequenza. Come mostrato nella figura (\PageIndex{3}) e nella tabella (\PageIndex{1}), le lunghezze d’onda delle radiazioni elettromagnetiche familiari vanno da 101 m per le onde radio a 10-12 m per i raggi gamma, che sono emessi da reazioni nucleari. Osservando l’equazione qui sotto, possiamo vedere come la frequenza della radiazione elettromagnetica sia inversamente proporzionale alla sua lunghezza d’onda:

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Per esempio, la frequenza delle onde radio è circa 108 Hz, mentre la frequenza dei raggi gamma è circa 1020 Hz. La luce visibile, che è la radiazione elettromagnetica che può essere rilevata dall’occhio umano, ha lunghezze d’onda tra circa 7 × 10-7 m (700 nm, o 4,3 × 1014 Hz) e 4 × 10-7 m (400 nm, o 7,5 × 1014 Hz). Si noti che quando la frequenza aumenta, la lunghezza d’onda diminuisce; c essendo una costante rimane la stessa. Allo stesso modo, quando la frequenza diminuisce, la lunghezza d’onda aumenta.

Si prega di memorizzare l’equazione 5.2.1 e la velocità della luce (con unità). Inoltre, è importante sapere quale lato dello spettro elettromagnetico è mortale.

La luce si comporta anche come un pacchetto di energia. Si scopre che per la luce, l’energia del “pacchetto” di energia è proporzionale alla sua frequenza.

Mentre la luce visibile è essenzialmente innocua per la nostra pelle, la luce ultravioletta, con lunghezze d’onda ≤ 400 nm, ha abbastanza energia per causare gravi danni alla nostra pelle sotto forma di scottature. Poiché lo strato di ozono assorbe la luce solare con lunghezze d’onda inferiori a 350 nm, ci protegge dagli effetti dannosi delle radiazioni ultraviolette altamente energetiche.

In questo corso, non faremo calcoli di energia. Dovreste conoscere la relazione tra frequenza ed energia. Inoltre, mostrate di capire che le radiazioni di breve lunghezza d’onda sono associate ad un’alta energia.

L’energia della radiazione elettromagnetica aumenta con l’aumentare della frequenza e il diminuire della lunghezza d’onda.