Le onde elettromagnetiche sono onde che hanno cariche di energia elettrica e magnetica senza la necessità di mezzi di propagazione. Possiamo trovare molti usi delle onde elettromagnetiche nella vita di tutti i giorni, ad esempio, la tecnologia dei raggi X, le microonde e il segnale ricevuto dagli smartphone. In base alla loro lunghezza o frequenza, le onde elettromagnetiche possono essere classificate nello spettro delle onde elettromagnetiche.
Lo spettro delle onde elettromagnetiche è uno spettro continuo in cui ciascuno dei diversi tipi di onde elettromagnetiche è definito in uno specifico intervallo di lunghezze d'onda. Lo spettro delle onde elettromagnetiche è costituito da onde radio, microonde, raggi infrarossi, luce visibile, raggi ultravioletti, raggi X e raggi gamma.
Onde radio
Le onde radio sono le onde elettromagnetiche più lunghe con la gamma di frequenza più bassa nello spettro elettromagnetico. La lunghezza d'onda della radio varia da 0,3 a 600 metri con una gamma di frequenza da circa 5 × 105 Hertz a 109 Hertz. Queste onde sono irradiate da cariche in movimento accelerato e da oscillazioni di carica in un circuito elettrico (come un circuito LC).
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In base alla frequenza, le onde radio sono suddivise in più bande. La banda delle onde corte è nella frequenza da 500 kHz a 54 MHz. All'interno è presente una banda radio AM, che è a una frequenza da 530 kHz a 1710 kHz. Inoltre, ci sono anche onde TV nell'intervallo da 54 MHz a 1000 MHz. All'interno ci sono onde radio FM, che sono a una frequenza da 88 MHz a 108 MHz.
Microonde
Le microonde hanno una lunghezza d'onda più corta con una frequenza maggiore rispetto alle onde radio. Le microonde sono generate da tubi a vuoto ad alta potenza, dispositivi semiconduttori (come transistor ad effetto di campo), diodi a tunnel, diodi Gunn e altri. La gamma di lunghezze d'onda delle microonde è compresa tra 10-3 metri e 0,3 metri. La frequenza varia da 109 Hertz a 3 × 1011 Hertz.
Un utilizzo delle microonde può essere visto sul radar (Radio Detection and Ranging). Il radar è una tecnica utilizzata per rilevare la distanza, la velocità e altre caratteristiche degli oggetti in movimento. Inoltre, le microonde vengono utilizzate anche nei forni a microonde.
Raggio a infrarossi
Le prossime onde elettromagnetiche sono i raggi infrarossi. Le onde infrarosse hanno una lunghezza d'onda più corta, ma con una frequenza maggiore rispetto alle microonde. I raggi infrarossi sono noti anche come onde di calore. La lunghezza varia da 8 × 10-7 metri a 10-3 metri con una frequenza da 3 × 1011 Hertz a 4 × 1014 Hertz.
La principale fonte di radiazione infrarossa è la radiazione termica emessa da tutti gli oggetti caldi. Quando un oggetto viene riscaldato, gli atomi e le molecole che lo compongono ottengono energia termica e vibrano con un'ampiezza maggiore. L'energia viene rilasciata dalla vibrazione di atomi e molecole sotto forma di radiazione infrarossa. Maggiore è la temperatura dell'oggetto, più forti vibrano gli atomi e le molecole e maggiore è la radiazione infrarossa che produce.
Luce visibile
La luce visibile è una regione dello spettro elettromagnetico che può essere rilevata direttamente dall'occhio. La luce visibile, nota anche come luce bianca, è composta da sette diversi colori. Possiamo vedere i sette colori in un arcobaleno quando la luce del sole viene rifratta dalle goccioline d'acqua. Nello spettro della luce visibile, la luce rossa ha la lunghezza d'onda maggiore, mentre il viola ha la lunghezza d'onda più corta.
Raggi ultravioletti
La luce ultravioletta è un'onda elettromagnetica con una lunghezza d'onda da circa 380 nm a 10 nm. La gamma di frequenza va da 8 × 1014 Hertz a 3 × 1016 Hertz. Questa radiazione è chiamata ultravioletta perché è associata a una frequenza maggiore della frequenza della luce viola nello spettro della luce visibile.
La luce ultravioletta è ampiamente utilizzata nella vita di tutti i giorni, ad esempio per uccidere i germi nella purificazione dell'acqua, nell'uso di lampade UV e per la chirurgia oculare LASIK.
raggi X
I raggi X sono uno spettro di onde elettromagnetiche con una lunghezza d'onda compresa tra 10-13 metri e 10-8 metri. La frequenza varia da 3 × 1016 Hertz a 3 × 1019 Hertz. I raggi X sono un tipo di radiazione ad alta energia che può facilmente penetrare in molti tipi di materiale.
I raggi X sono anche conosciuti come raggi Roentgen il cui nome è stato preso dal loro scopritore, vale a dire Wilhelm K. Roentgen nel 1895. A quel tempo, Roentgen non poteva determinare la natura della radiazione, quindi usò il simbolo X. Oggi i raggi X sono ampiamente usati per i raggi X e radioterapia o radioterapia.
Raggi gamma
L'ultimo tipo di radiazione elettromagnetica sono i raggi gamma. I raggi gamma sono le onde più corte con la frequenza maggiore rispetto ad altre onde elettromagnetiche. La lunghezza è compresa tra 0,6 × 10-14 metri e 10-10 metri. Nel frattempo, la frequenza è da 3 × 108 Hertz a 5 × 1022 Hertz. La fonte dei raggi gamma è ottenuta dalle reazioni nucleari e dalla radioattività nucleare.
I raggi gamma sono ampiamente utilizzati per il processo di radioterapia nel trattamento del cancro e dei tumori. Inoltre, i raggi gamma possono essere utilizzati anche per produrre radioisotopi e per comprendere strutture metalliche.
