SPETTRO ELETTROMAGNETICO

LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO.

This is an index

1. intro

4. Microonde

3. Video

5. Collegamento scienze

2 onde radio

6. Collegamento storia

7. collegamento arte

In fisica il termine spettro è usato genericamente per indicare un diagramma che dà la distribuzione di una grandezza, di solito un'intensità in funzione di un'altra grandezza, spesso un'energia. Gli spettri più comuni sono però quelli delle radiazioni elettromagnetiche: in tali casi si parla di spettri elettromagnetici; in questi spettri l'energia raggiante è solitamente in funzione della lunghezza d'onda, della frequenza o dell'energia della radiazione elettromagnetica.Lo spettro elettromagnetico è l'insieme di tutte le possibili frequenze della radiazione elettromagnetica. L'intervallo delle frequenze dell'intero spettro elettromagnetico viene infatti suddiviso in zone: raggi γ, raggi X, ultravioletto, visibile, infrarosso, microonde e onde radio.

Il famoso esperimento di Newton, in cui la luce passa attraverso un prisma, provò che la luce del Sole è in realtà composta di una mescolanza di luce di svariati colori, che sono anche i colori dell'arcobaleno. Newton adottò la parola latina “spectrum” per descrivere l'insieme di questi colori (che è quindi lo spettro, l'immagine, della luce bianca). Quando poi si è scoperto che la luce visibile non è che una piccola parte di una più vasta gamma di fenomeni, vale a dire che è un caso particolare di onde elettromagnetiche, il significato della parola spettro si è esteso a descrivere le diverse bande di frequenza delle radiazioni elettromagnetiche.

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Le onde elettromagnetiche coprono un vasto intervallo di frequenze e lunghezze d'onda e vengono suddivise in vari tipi. Parti diverse dello spettro elettromagnetico hanno proprietà molto diverse fra loro. Per esempio, onde i cui fotoni hanno energie dell'ordine dell'energia caratteristica degli elettroni negli atomi (radiazione infrarossa, visibile e ultravioletta) interagiscono fortemente con atomi e molecole. Onde di grande lunghezza d'onda (onde radio) con fotoni di debole energia in generale interagiscono debolmente con la materia. Onde altamente energetiche (raggi X o gamma) la cui lunghezza d'onda è paragonalbile alle dimensioni nucleari producono effetti profondi a livello nucleare, appunto.

I raggi gamma, i raggi X e i raggi ultravioletti di maggiore frequenza sono radiazioni ionizzanti, ciò significa che sono dotati della capacità di strappare elettroni agli atomi. Queste radiazioni risultano essere nocive per i viventi, in quanto possono rompere i legami delle molecole biologiche alterando o uccidendo le cellule. Il resto dello spettro elettromagnetico è costituito da radiazioni non ionizzanti, che producono maggiormente un effetto di riscaldamento. I danni causati dalle radiazioni non ionizzanti sono unicamente ipotetici, e non certi.

Le onde radio

Le onde radio ( o radioonde ) sono onde elettromagnetiche con una lunghezza d'onda compresa tra 10 centimetri e 10 chilometri. La frequenza delle radioonde è inferiore a 3 GHz.Le onde radio sono onde abbstanza lunghe. La lunghezza d'onda permette alle onde elettromagnetiche di oltrepassare ostacoli di piccole o medie dimensioni ( es. case, alberi, ecc. ). Possono però essere bloccate dagli ostacoli molto grandi, come le montagne. Inoltre, le onde radio sono riflesse verso il basso dalla ionosfera, lo strato ionizzante dell'atmosfera. Questo aumenta ulteriormente la distanza raggiungibile da un'onda radio.Le radiofrequenze sono suddivise in bande ossia in fasce di frequenza.

categorie onde radio:

Bassa frequenza :Sono onde lunghe, da 1 a 10 chilometri, con una frequenza compresa tra 30 e 300 KHz. Media frequenza : Sono onde radio con una lunghezza compresa tra 1000 e 100 metri e una frequenza da 300 KHz a 3 MHz. Sono usate principalmente per le trasmissioni radio in modulazione di ampiezza o anche per costruire radiofari. Alta frequenza: Sono onde radio lunghe da 100 a 10 metri e una frequenza compresa tra 3 MHz e 30 MHz. Altissima Frequenza: Sono onde corte o ultracorte. Sono caratterizzate una lunghezza da 10 metri a 1 metro e una frequenza compresa da 30 MHz a 300 MHz. Ultra Alta Frequenza: Sono onde radio lunghe da 1 metro a 10 centimetri. Hanno una frequenza molto alta, da 300 MHz a 3 GHz.

microonde

Le microonde sono onde elettromagnetiche con frequenza inferiore a 300 GHz. La lunghezza d'onda è compresa tra 1m e 1 mm. Il forno a microonde riscalda con facilità il cibo perchè le microoonde vengono assorbite dalle molecole di acqua contenute negli alimenti. Queste molecole allineano i loro poli con il campo elettrico delle microonde e ne seguono le oscillazioni. Trasferendo, per urto, l'energia alla materia circostante

RADIAZIONE INFRAROSSA: ha una lunghezza d’onda compresa tra 1mm e 700nm, noi umani non lo possiamo vedere ma lo percepiamo come calore sulla pelle. Il suo assorbimento da parte dei gas serra presenti nell'atmosfera fa aumentarre la temperatura media della Terra. RADIAZIONE VISIBILE: La luce. Ha lunghezze d'onda comprese tra 750nm e 380nm. RADAZIONE ULTRAVIOLETTA: La radiazione UV fa parte dell'energia naturale prodotta dal sole. Nello spettro elettromagnetico, la luce UV ha lunghezze d'onda più corte della luce visibile, quindi gli occhi non possono vedere i raggi UV, ma la pelle può percepirli. Ha lunghezze d'onda minori di 400nm. Favorisce reazioni chimiche, come la sintesi della melanina.

Raggi x: radiazioni elettromagnetiche caratterizzate da lunghezze d'onda comprese tra 10-8 e 10-12m.Sono raggi simili alla luce del visibile e ai raggi UV dai quali differenziano per avere una minore lunghezza d'onda e, conseguentemente, una maggiore frequenza I raggi X di lunghezza d'onda maggiore si dicono "molli", mentre quelli di piccola lunghezza d'onda, più energetici, sono detti "duri"; i primi vengono utilizzati a scopo diagnostico, i secondi nella cura del cancro, perché in grado di uccidere le cellule tumorali.

RAGGi GAMMa

La radiazione gamma è la radiazione compresa nello spettro elettromagnetico per frequenze che vanno dai 300 EHz in su, corrispondenti a una lunghezza d'onda inferiore a 1 pm. Sono prodotti anche artificialmente, facendo urtare contro un bersaglio gli elettroni ad alta energia estratti da un acceleratore. Sono ancora più penetranti dei raggi x , infatti per schermarli viene utilizzato perfino il piombo. Recano dei danni alle cellule e sono principalmente utilizzati per la radioterapia dei tumori.

Gli effetti dell’esposizione alle radiazioni ionizzanti sulla salute: Il principale effetto dell’esposizione alle radiazioni ionizzanti è l’aumento del rischio di sviluppare un cancro sul lungo termine.Le radiazioni ionizzanti (raggi X, gamma, alfa, beta e neutroni) sono onde elettromagnetiche o raggi corpuscolari dotati di un’energia sufficiente per liberare degli elettroni dagli atomi quando attraversano la materia. Questi atomi modificati, detti ioni, possono indurre reazioni chimiche che causano danni biologici. A livello cellulare, le radiazioni possono indurre dei danni alle molecole del DNA. Questi danni possono causare la morte della cellula oppure vengono riparati correttamente tramite i meccanismi di protezione della cellula. Può però anche accadere che venga fatta una riparazione errata, che produce comunque una cellula vitale. Si suppone che il cancro da radiazioni sia indotto da quest’ultimo meccanismo.

Il sonar e il radar sono due macchinari che sfruttano la propagazione delle onde: - sonore, nel caso del sonar - elettromagnetiche, nel caso del radar Si utilizzano questi 2 strumenti per poter individuare degli ostacoli posti a grandi distanze e quindi irraggiungibili ad occhio nudo. SONAR: acronimo dell'espressione inglese "sound navigation and ranging", è una tecnica che utilizza la propagazione del suono sott'acqua. E' usato per la navigazione, la comunicazione o per rilevare la presenza e la posizione di navi e sottomarini. Al contrario del radar, che sfrutta le onde elettromagnetiche, il sonar utilizza le onde sonore perchè queste ultime viaggiano più rapidamente sott'acqua.

RADAR Il radar, acronimo dell'inglese «radio detection and ranging», è un sistema che utilizza onde elettromagnetiche per il rilevamento, la localizzazione ed eventualmente la scoperta della velocità di oggetti, bersagli, target sia fissi che mobili. Alcuni esempi di oggetti individuabili possono essere aerei, navi, veicoli, Una volta che il radar emette le onde elettromagnetiche, la misura del tempo intercorso fra l’emissione e la ricezione di esse permette di calcolare la distanza tra radar e oggetto. Se si vuole calcolare la velocità dell’oggetto che si rileva basta analizzare la variazione nella frequenza dell’onda ricevuta. Se la frequenza è maggiore di quella delle onde emesse allora l’oggetto si sta avvicinando, mentre se la frequenza è minore di quella delle onde emesse l'oggetto si sta allontanando.

la SECONDA METà DEL 20^ secolo è caratterizzata da notevoli scoperte scientifiche. venne particolarmente utilizzato lo strumento del sonar nelle ricerche oceanografiche. questo fu in grado di tracciare il profilo dei fondali oceanici tramite l'invio di ultrasuoni; permettendo per la prima volta di tracciare una mappa fisica della crosta terrestre sommersa.

periodo storico

Il sonar fu inventato dallo statunitense Lewis Nixon nel 1906 e inizialmente doveva servire alle navi per individuare in tempo gli iceberg al fine di evitare collisioni. Durante la Prima guerra mondiale, con l'utilizzo dei sottomarini, venne sviluppato un particolare tipo di sonar adatto a individuare i sommergibili. Oggi i sonar vengono usati anche per la ricerca di mine, per la misurazione delle profondità marine e per la pesca

Il radar, invece, fu brevettato da Robert Alexander Watson-Watt in Gran Bretagna nel 1935. Questo strumento era inizialmente utilizzato per scopi militari e per scopi di ricerca sull’atmosfera. Durante la Seconda guerra mondiale il radar si rivelò indispensabile per annunciare con grande anticipo l’arrivo di aerei, navi o mezzi avversari. Con il tempo, sempre nel campo militare, sono state sviluppate anche tecniche anti-radar per neutralizzarne l’efficacia.

rapporto tra arte e scienza ...

La maggior parte delle tecniche analitiche utilizzate nel restauro dei “Beni Culturali” rientra nel gruppo di quelle definite spettroscopiche, basate cioè sull’interazione tra la materia e le radiazioni elettromagnetiche. L’intensità e il tipo di questa interazione possono essere sfruttati a scopo qualitativo per identificare elementi o composti chimici e a scopo quantitativo per determinarne la concentrazione nei dei campioni analizzati. Di particolare rilevanza è il fatto che la maggior parte delle tecniche sono di analisi tipo non distruttivo. Essendo il campione preso in esame una opera d’arte, spesso di inestimabile valore, ogni tipo di distruzione di una sua parte è considerata da evitare il più possibile.

Awesome timeline, step by step

novembre 1895

aprile 1887

1888

1945

spettro elettromagnetico