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Le onde elettromagnetiche e le loro proprietà. Lo spettro elettromagnetico Le radiazioni elettromagnetiche sono onde prodotte dall’oscillazione o dall’accelerazione di cariche elettriche, cioè si producono a seguito di una variazione che dura nel tempo di un campo elettrico dal valore E1 al valore E2 o magnetico dal valore B1 al valore B2 (che sono tra loro ortogonali e che perciò attribuiscono la proprietà di onde trasversali alle onde elettromagnetiche) in un punto; constano di una componente elettrica e di una magnetica e costituiscono il cosiddetto spettro elettromagnetico. Ordinate in base alla frequenza, da quelle ad alta frequenza, e quindi a piccola lunghezza d’onda, a quelle a bassa frequenza, esse sono raggi gamma, raggi X duri e molli (più e meno energetici rispettivamente), radiazione ultravioletta, luce visibile, radiazione infrarossa, microonde, e onde radio. 1. I raggi g non posseggono nè carica nè massa, quindi la loro emissione non comporta un cambiamento delle proprietà chimiche dell’atomo, ma solo la perdita di una determinata quantità di energia sotto forma di radiazione e sono dotati di un elevato potere penetrante. La loro emissione è la compensazione allo stato instabile cui perviene il nucleo con l’emissione di particelle alfa e beta. I raggi gamma e in alcuni casi possono attraversare parecchi centimetri di piombo prima di subire un sensibile rallentamento. Trovano applicazione pratica nel campo medico dove, per esempio, sono impiegati per attaccare e distruggere cellule di origine tumorale. 2. Il I raggi X o RÖntgen si producono ogni qualvolta un fascio di particelle catodiche di elevata energia viene bruscamente arrestato dalla materia (anticatodo). Il meccanismo di produzione dei raggi X deriva da due cause distinte che danno origine ad uno spettro di emissione di alta frequenza, formato da uno spettro continuo e da alcune righe sovrapposte, dipendenti dalla natura della materia interposta nel fascio catodico, chiamato spettro caratteristico. La comparsa di queste righe si spiega ammettendo che gli elettroni primari, quando hanno raggiunto una sufficiente energia, espellono dall’ anticatodo alcuni elettronidelle prbite più interne. L’elettrone espulso si sposterà in un livello in cui manca qualche elettrone o sarà totalmente espulso. Tutto, naturalmente, dipende dall’ energia trasferita dall’elettrone primario all’atomo. Trovano largo uso nella diagnostica medica ad esempio pe r ottenere radiografie della struttura ossea. 3. La radiazione ultravioletta (UV), invisibile all’occhio umano, presente anche nella radiazione solare, può essere prodotta artificialmente mediante scariche elettriche in un gas rarefatto; tali onde sono prodotte da atomi, da molecole e nelle scariche elettriche; dallo studio dell’ interazione UV- materia si ricavano notevoli informazioni sulla struttura atomica di questa. 4. La luce consiste sostanzialmente di rapidissime oscillazioni del campo elettromagnetico, in un particolare intervallo di frequenze che possono essere rivelate dall’occhio umano, e che costituiscono il cosiddetto campo del visibile. Essa viene generata dalla diseccitazione di elettroni, atomi e molecole. I diversi colori della luce corrispondono alle diverse frequenze di vibrazione del campo elettromagnetico, che sono comprese tra circa 4,82 X 1014 vibrazioni al secondo (hertz) per la luce rossa, e circa 7,69 X1014 vibrazioni al secondo per quella violetta. Le diverse lunghezze d’onda della radiazione visibile vengono comunemente chiamate colori e suddivise come indicato di seguito. Colore l, m f, Hz violetto 3,90 – 4,55 10 -7 7,67 – 6,59 10 14 blu 4,55 – 4,92 10 -7 6,59 – 6,10 10 14 verde 4,92- 5,77 10 -7 6,10 – 5,20 10 14 giallo 5,77 – 5,97 10 -7 5,20 – 5,03 10 14 arancio 5,97 – 6,22 10 -7 5,03 – 4,82 10 14 rosso 6,22 – 7,80 10 -7 4,82 – 3,84 10 14 Lo spettro della luce visibile si definisce generalmente in termini di lung (segue nel file da scaricare)
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