Concetti Chiave
- Le onde elettromagnetiche sono costituite da campi elettrici e magnetici che si influenzano reciprocamente, generando oscillazioni che si propagano nello spazio.
- Maxwell teorizzò l'esistenza delle onde elettromagnetiche nel 1861, teoria poi confermata sperimentalmente da Hertz anni dopo.
- Le onde elettromagnetiche si propagano sia nei mezzi elastici che nel vuoto, trasportando energia anche quando la carica generatrice smette di muoversi.
- Diversi tipi di onde elettromagnetiche sono classificati in base alla frequenza: onde radio, microonde, radiazioni infrarosse, luce, ultravioletti, raggi X e gamma.
- Ogni tipo di onda elettromagnetica ha applicazioni specifiche, come le comunicazioni per le onde radio e microonde, e l'uso medico per i raggi X e gamma.
Alla scoperta delle onde elettromagnetiche
La scoperta delle onde elettromagnetiche è stata effettuata da Maxwell, in seguito allo studio dei campi elettrici e magnetici (quest’ultimo è generato nello spazio dal moto di una carica elettrica o da un campo elettrico variabile nel tempo). Insieme al campo elettrico esso costituisce il campo elettromagnetico, responsabile dell'interazione elettromagnetica, e all’influenza che essi hanno l’uno sull’altro; Maxwell notò, infatti, che un campo elettrico variabile genera un campo magnetico variabile; quest’ultimo, a sua volta, è in grado di generare un altro campo elettrico variabile, il processo si ripete teoricamente all’infinito.Osservando il fenomeno in un grafico, e mettendo in evidenza le variazioni dell’intensità dei campi elettrico e magnetico in funzione del tempo, si può dire che l’oscillazione di un campo elettrico genera l’oscillazione di un campo magnetico nelle vicinanze, e tale oscillazione di propaga nello spazio sotto forma di onde elettromagnetiche. L’esistenza delle onde elettromagnetiche fu scoperta, per via teorica, da Maxwell intorno al 1861, e fu provata sperimentalmente diversi anni dopo dal fisico tedesco Hertz. Le onde elettromagnetiche si propagano sia nei mezzi elastici, sia nello spazio vuoto, in quanto ciò che oscilla non è un mezzo materiale, ma sono i campi elettrici e magnetici, che variano nello spazio e nel tempo. Le onde elettromagnetiche trasportano energia, e possono continuare a propagarsi anche quando la carica che le ha generate smette di muoversi. Le onde elettromagnetiche vengono divise in base alla frequenza in diversi tipi di radiazione:
Le Onde Radio: Questo tipo di onde viene utilizzato per vari impieghi che vanno dalle trasmissioni televisive alle trasmissioni radiofoniche.
Le microonde: sono utilizzate prevalentemente per telefoni cellulari e comunicazioni telefoniche a lunga distanza. Queste onde attraverso dei materiali, generano delle piccole oscillazioni delle loro particelle, che acquistano energia cinetica e provocano un riscaldamento del materiale.
La radiazione infrarossa: può essere sfruttata per individuare fonti di calore.
La luce: appare ai nostri occhi con colorazioni diverse; le frequenze più basse sono rappresentate dal colore rosso, mentre quelle più alte appaiono con colori blu e viola.
La radiazione ultravioletta:I raggi ultravioletti, provengono dalle radiazioni del Sole, sono responsabili dell’abbronzatura; essi, infatti, favoriscono il processo di produzione della melanina, il pigmento che dà colore alla pelle.
I raggi x: vengono impiegati In medicina, molte strumentazioni utilizzano i raggi x per studiare il corpo umano, ed
evidenziare possibili fratture o complicanze, infatti riescono a penetrare nei tessuti, ma vengono fermati dalle ossa.
I raggi gamma: Essendo raggi molto invasivi, vengono utilizzati in campo medico per la cura dei tumori, essi vengono prodotti da elettroni ad alta energia, che vengono accelerati da un acceleratore di particelle.
Domande da interrogazione
- Chi ha scoperto le onde elettromagnetiche e come?
- Come si propagano le onde elettromagnetiche?
- Quali sono i diversi tipi di radiazione elettromagnetica e i loro usi principali?
- Qual è il ruolo dei raggi ultravioletti?
Le onde elettromagnetiche sono state scoperte da Maxwell attraverso lo studio dei campi elettrici e magnetici, notando che un campo elettrico variabile genera un campo magnetico variabile e viceversa.
Le onde elettromagnetiche si propagano sia nei mezzi elastici che nello spazio vuoto, poiché ciò che oscilla sono i campi elettrici e magnetici, non un mezzo materiale.
Le onde elettromagnetiche si dividono in onde radio, microonde, radiazione infrarossa, luce, radiazione ultravioletta, raggi x e raggi gamma, ciascuna con usi specifici come trasmissioni radiofoniche, comunicazioni telefoniche, individuazione di calore, abbronzatura, diagnostica medica e cura dei tumori.
I raggi ultravioletti, provenienti dal Sole, sono responsabili dell'abbronzatura poiché favoriscono la produzione di melanina, il pigmento che dà colore alla pelle.
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