Lo spettro elettromagnetico

Lo spettro elettromagnetico è l'insieme di tutte le lunghezze d'onda e frequenze delle radiazioni elettromagnetiche.

Le onde elettromagnetiche hanno la proprietà di manifestarsi in uno spettro in lunghezza d'onda e frequenza molto ampio. Ogni regione spettrale ha una sorgente differente.

Le caratteristiche delle radiazioni variano moltissimo a seconda della regione spettrale in cui si trovano.

Tipi di radiazioni elettromagnetiche

Le principali onde radio nello spettro elettromagnetico sono le seguenti:

• Onde radio. Le onde radio hanno una lunghezza d'onda compresa tra 10 chilometri e 10 centimetri. Sono usate nelle telecomunicazioni. La sorgente è solitamente un'antenna. La dimensione della lunghezza d'onda è molto grande e consente alle radiazioni elettromagnetiche di oltrepassare ostacoli e coprire lunghe distanze. Le onde radio sono riflesse dalla ionosfera verso il basso, questa caratteristica permette al segnale di raggiungere anche località molto distanti. Tuttavia, le onde radio non possono oltrepassare ostacoli molto grandi come le montagne. Per ampliare il raggio della trasmissione è necessario utilizzare dei ripetitori.
• Microonde. Le microonde hanno una lunghezza d'onda compresa tra 10 cm e 1 millimetro. Queste onde non sono riflesse dalla ionosfera bensì la attraversano. Per questa ragione le microonde sono utilizzate per le comunicazioni verso i satelliti in orbita. Sono anche usate nei sistemi di rilevamento radar e nei forni a microonde.

  Come funziona un forno a microonde? Le microonde sono in grado di far vibrare le molecole polari nei cibi. Questa proprietà è usata nei forni a microonde per riscaldare gli alimenti. La vibrazione produce un eccitazione termica, ossia calore, dentro il cibo. In questo modo il cibo si riscalda e si cuoce.

• Infrarosso. Le radiazioni infrarosse hanno una lunghezza d'onda compresa dai millimetri ai micron. Sono generate dai corpi caldi.

  Esempio. Il termometro a infrarossi e il telecomando tv utilizzano le radiazioni infrarosse.

• Luce visibile. La luce visibile ha una lunghezza d'onda compresa tra 400 e 700 nanometri. E' la regione spettrale a cui è sensibile l'occhio umano. La sorgente può essere una stella, una lampadina, ecc.
• Ultravioletto. Le radiazioni ultraviolette hanno una lunghezza d'onda compresa tra 400 e 10 nanometri. Queste radiazioni elettromagnetiche influiscono sulle reazioni chimiche degli organismi viventi. Ad esempio, sono le radiazioni che causano la produzione della melanina e dell'abbronzatura della pelle. La sorgente dei raggi UV può essere una stella, una lampadina, ecc.
• Raggi X. I raggi X hanno una lunghezza d'onda inferiore a 1 nanometro. La lunghezza d'onda è molto piccola. Per questa ragione non è assorbita da tutta la materia. Soltanto gli atomi degli elementi chimici più pesanti assorbono i raggi X ossia quelli con un numero atomico molto grande. I raggi X attraversano, invece, gli atomi con numero atomico più piccolo. La sorgente dei raggi X è di natura atomica. Viene emessa dagli atomi in particolari condizioni. Sono utilizzate nelle radiografie.

  Come funziona una radiografia. I raggi X sono utilizzati per le radiografie perché attraversano le parti molle del corpo ma sono assorbiti dalle ossa. Questo permette di fotografare la struttura ossea di una persona.

• Raggi gamma. I raggi gamma hanno una lunghezza d'onda inferiore a picometro. La sorgente dei raggi gamma è di natura atomica. Le radiazioni gamma sono emesse dagli atomi in particolari circostanze. La radiazione è ionizzante perché può trasformare gli atomi in ioni. La lunghezza d'onda è così piccola interferire con le particelle subatomiche come gli elettroni. Quando un raggio gamma urta contro un elettrone, l'energia è tale da farlo uscire dall'orbita atomica. L'atomo diventa instabile, si trasforma in uno ione e si può innescare un processo di decadimento radioattivo.