Spettro elettromagnetico

Lo spettro elettromagnetico (abbreviato spettro EM) è l'insieme di tutte le possibili frequenze della radiazione elettromagnetica.

L'intero spettro è convenzionalmente suddiviso nella parte di spettro visibile, che ne occupa la sezione centrale e costituisce la luce, e in quelle a frequenza minore e maggiore (rispettivamente a lunghezza d'onda maggiore e minore) dello spettro visibile. Le onde di lunghezza maggiore, dall'infrarosso alle onde radio, hanno bassa intensità e minore energia risultando scarsamente dannose per gli organismi viventi, mentre le radiazioni a lunghezza d'onda inferiore, dall'ultravioletto ai raggi gamma, hanno elevata energia ed effetto ionizzante, producendo danni biologici.

Suddivisione in bandeModifica

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. Quantunque si distinguano varie zone nello spettro, non si può dire che esistano tra esse limiti netti.

Raggi gammaModifica

I raggi gamma, spesso indicati con la corrispondente lettera greca minuscola γ, sono le radiazioni elettromagnetiche prodotte dal decadimento radioattivo dei nuclei atomici.

Raggi XModifica

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).

Radiazione ultraviolettaModifica

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".

Spettro visibileModifica

È interessante rilevare che solo una parte assai limitata dello spettro contiene radiazioni visibili all'occhio umano, che infatti non può vedere la radiazione elettromagnetica oltre la zona violetta e al di sotto della 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. Vale la pena ricordare che, in base alla legge di Stefan-Boltzmann, ogni corpo a qualsiasi temperatura superiore allo zero assoluto emette radiazione elettromagnetica.

Radiazione infrarossaModifica

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.

MicroondeModifica

In fisica le microonde sono radiazioni elettromagnetiche con lunghezza d'onda compresa tra le gamme superiori delle onde radio e la radiazione infrarossa. Sebbene si tenda a considerarle separate dalle radioonde, le microonde sono comprese nelle parti 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.

Onde radioModifica

Le onde radio o radioonde, in fisica, sono radiazioni elettromagnetiche, appartenenti allo spettro elettromagnetico, nella banda di frequenza compresa tra 0 e 300 GHz, ovvero con lunghezza d'onda maggiore di 1 mm.

TabellaModifica

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	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

UtilizzoModifica

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).