Onde elettromagnetiche
Spettro elettromagnetico
Interazioni delle onde elettromagnetiche
Le onde elettromagnetiche
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Le onde elettromagnetiche
Onde elettromagnetiche
Spettro elettromagnetico
Interazioni delle onde elettromagnetiche
Campi elettrici variabili...
Proprietà delle onde elettromagnetiche
L’intuizione di Maxwell (1831-1879)
Faraday ed Henry misero in evidenza
che un campo magnetico variabile
genera un campo elettrico indotto.
Maxwell scoprì l’effetto simmetrico del
precedente: un campo elettrico
variabile nel tempo genera un campo
magnetico indotto.
In entrambi i casi l’intensità del campo
indotto è proporzionale alla rapidità
con cui varia nel tempo il campo che
induce.
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Le onde elettromagnetiche
Onde elettromagnetiche
Spettro elettromagnetico
Interazioni delle onde elettromagnetiche
Campi elettrici variabili...
Proprietà delle onde elettromagnetiche
La propagazione dei campi elettrici e magnetici
Maxwell dimostrò che i campi elettrici e magnetici potevano
propagarsi nello spazio sotto forma di onde elettromagnetiche.
Esse hanno le seguenti proprietà:
si propagano alla velocità della luce;
si propagano anche nel vuoto e,
quindi, non necessitano di un mezzo
materiale per propagarsi;
i vettori campo elettrico e campo
magnetico sono sempre perpendicolari
tra loro.
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Onde elettromagnetiche
Spettro elettromagnetico
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Campi elettrici variabili...
Proprietà delle onde elettromagnetiche
L’esperienza di Hertz (1857-1894)
Costruì la prima antenna trasmittente e
ricevente.
Una corrente alternata fornita a
un’antenna produce al suo interno
l’oscillazione di cariche di segno opposto
(moto armonico) che comportano la
nascita di campi elettromagnetici.
Quando questi campi investono l’antenna
ricevente, in essa si generano correnti
oscillanti con la stessa frequenza dell’onda
emessa.
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Onde elettromagnetiche
Spettro elettromagnetico
Interazioni delle onde elettromagnetiche
Campi elettrici variabili...
Proprietà delle onde elettromagnetiche
Proprietà delle onde elettromagnetiche
Sono onde trasversali.
Per esse vale la relazione c = λf , essendo c la velocità della
luce, λ la lunghezza d’onda ed f la frequenza.
Nel vuoto si propagano alla velocità della luce.
Danno origine ai fenomeni di riflessione, rifrazione,
interferenza e diffrazione.
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Onde elettromagnetiche
Spettro elettromagnetico
Interazioni delle onde elettromagnetiche
Definizione
Definizione
Si dice spettro elettromagnetico la serie ordinata di frequenze delle
onde elettromagnetiche.
Le regioni dello spettro hanno nomi particolari per ragioni
storiche.
Non esistono confini ben definiti tra le varie regioni.
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Spettro elettromagnetico
Interazioni delle onde elettromagnetiche
Onde radio
Hanno frequenze minori di 300 MHz e
lunghezze d’onda maggiori di 1 m.
Hanno questo nome perché furono
utilizzate nelle prime trasmissioni
radio.
Possono aggirare ostacoli aventi
dimensioni comparabili con la loro
lunghezza d’onda (la TV si vede lo
stesso anche se ci sono palazzi).
Sono riflesse dalla ionosfera terrestre,
quindi permettono di inviare segnali
radio superando la curvatura terrestre.
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Interazioni delle onde elettromagnetiche
Microonde
Hanno frequenze tra i 300 MHz e i 300
GHz e lunghezze d’onda tra 1 mm e 1 m.
Si usano nei forni per scaldare i cibi,
perché penetrano in essi e mettono in
vibrazione le molecole d’acqua facendo
subito aumentare la temperatura.
Vengono anche usate nei radar e nei
cellulari.
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Interazioni delle onde elettromagnetiche
Radiazione infrarossa
Hanno lunghezze d’onda tra 750 nm e 1
mm.
Vengono emesse da corpi caldi e sono
invisibili all’occhio umano.
Vengono usate in termografia per
evidenziare le parti che disperdono calore.
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Interazioni delle onde elettromagnetiche
Spettro visibile
Hanno lunghezze d’onda tra 750 nm e i 400 nm.
Sono percepite dall’occhio umano.
Al variare della lunghezza d’onda si hanno i diversi colori:
rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e violetto.
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Raggi ultravioletti
Hanno lunghezze d’onda tra i 10 nm e
400 nm.
Sono prodotti dal Sole.
Sono dannosi per la pelle che si protegge
grazie all’epidermide e cambiando colore
in seguito alla produzione di melanina.
L’ozono ci protegge dai raggi UV
provenienti dal Sole.
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Raggi X
Hanno lunghezze d’onda tra 0,1 nm e 10
nm.
Furono scoperti nel 1895 dal fisico
tedesco W. Röntgen (1845-1923).
Penetrano profondamente la materia.
Sono prodotti da fasci di veloci elettroni
che subiscono violente decelerazioni
attraversando metalli pesanti.
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Interazioni delle onde elettromagnetiche
Raggi gamma
Hanno lunghezze d’onda
minori di 0,1 nm.
Sono emessi nei decadimenti
nucleari.
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Spettro elettromagnetico
Interazioni delle onde elettromagnetiche
Interazioni con la materia
Rischi delle radiazioni d’alta energia
Interazioni con la materia
Quando la lunghezza d’onda è trascurabile rispetto alle dimensioni
dell’ostacolo, l’onda elettromagnetica viene riflessa.
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Interazioni delle onde elettromagnetiche
Interazioni con la materia
Rischi delle radiazioni d’alta energia
Radiazioni non ionizzanti
Le radiazioni del visibile, dell’ultravioletto e dell’infrarosso hanno,
in genere, effetti benefici per la vita sulla Terra.
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Interazioni delle onde elettromagnetiche
Interazioni con la materia
Rischi delle radiazioni d’alta energia
Radiazioni ionizzanti
Sono le radiazioni che strappano agli atomi parte dei loro
elettroni, cambiandone il comportamento chimico e
provocando danni alla materia vivente.
Il sievert (Sv) misura gli effetti biologici della radiazione
assorbita ed è pari all’assorbimento di 1 J di energia delle
radiazioni ionizzanti per ogni kg di massa corporea:
1Sv =
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1J
1kg
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Interazioni con la materia
Rischi delle radiazioni d’alta energia
Esposizione alle radiazioni
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