Le radiazioni elettromagnetiche

Le Radiazioni Elettromagnetiche

Cosa sono?

Le radiazioni EM sono delle onde formate da un campo magnetico e uno elettrico che oscillano l'uno perpendicolare all'altro, esse sono create quando delle particelle caricate elettricamente, come ad esempio gli elettroni, oscillano velocemente, nel caso degli elettroni oscillano da un livello energetico alto a un livello energetico basso degli orbitali atomici. Tutte le radiazioni EM viaggiano alla velocità della luce (c)

Lo spettro elettromagnetico

Lo spettro elettromagnetico è uno spettro sviluppato da James Clerk Maxwell che ci aiuta a capire i vari tipi di radiazioni elettromagnetiche, osservando la figura possiamo vedere che suddivide i vari tipi di radiazione per la loro λ (distanza tra una cresta e l'altra dell'onda, misurata in m e i suoi sottomultipli) e la loro v (quante onde passano per un punto in un secondo, misurata in Hz, 1/s) possiamo anche vedere che λ e v sono inversamente proporzionali, e dalla formula E=hv possiamo anche vedere che energia dell'onda è direttamente proporzionale a v. Sapendo che c=λv possiamo trarre fuori che λ=c/v e v=c/λ. Dalla figura possiamo vedere che i principali tipi di radiazione, da quelli con più v a quelli con v minore, sono:Raggi γ o Gamma, Raggi X, Raggi UV o UltraVioletti, luce visibile(divisa in: violetto, blu, verde, giallo, arancione e rosso), Raggi IR o InfraRosso, Microonde, Onde TV e Onde radio.

La dualità onda-particella

In realtà però le radiazioni EM non sono propriamente delle onde, poichè presentano caratteristiche sia corpuscolari che ondulatorie, questo fenomeno si chiama dualità onda-particella La dualità onda-particella è un fenomeno che fu scoperto grazie a due effetti: l'effetto fotoelettrico e l'effetto della diffrazione. Quando una radiazione interagisce con un'altra, tende a mostrare caratteristiche ondulatorie, come dimostrato dall'interferenza e la diffrazione, un effetto scoperto da Thomas Young, un fisico Britannico del 18esimo secolo. Quando invece una radiazione interagisce con la materia, tende a mostrare caratteristiche corpuscolari, come dimostrato dall'effetto fotoelettrico, effetto scoperto da Rudolf Hertz e successivamente analizzato da Albert Einstein

1:La diffrazione

La diffrazione è un'effetto sperimentato dal fisico britannico Thomas Young che dimostrerebbe la natura ondulatoria della luce per eseguire questo esperimento, Young posizionò una lastra davanti a una lampadina e posizionò tra i due un'altra lastra con due piccole fenditure, accese la lampadina e osservò che sulla lastra in fondo alcuni punti erano più illuminati degli altri, cosa che non sarebbe potuta succedere se la luce fosse stata una particella, e che si spiega con l'interferenza, l'interferenza è un'interazione tra due onde che modificano la propria ampiezza, un'interferenza positiva succede quando due onde in fase concordante si uniscono in un'onda con ampiezza superiore, mentre quella negativa è dove due onde in fasi discordanti si cancellano a vicenda. Di conseguenza si poteva dedurre che nei punti più bui era successa un'interferenza negativa, mentre in quelli più luminosi un'interferenza positiva poichè ampliezza maggiore porta a luminosità maggiore

2:l'effetto fotoelettrico

L'effetto fotoelettrico è l'effetto dove se si illumina una lastra di metallo con diversi tipi di luce si avevano effetti diversi, Albert Einstein fece un'esperimento su questo per comprendere meglio la luce, si verificarono quindi 2 cose:1 quando veniva usata una luce UV l'energia era abbastanza da separare un elettrone dal mare di elettroni metallico; 2,quando veniva illuminata con della luce gialla, anche se molto luminosa, l'energia non era abbastanza e quindi non succedeva niente nella lastra metallica. al contrario della diffrazione, questo effetto poteva essere spiegato soltanto accettando che la luce è di natura corpuscolare e divisa in "pacchetti d'energia" chiamati quanti o fotoni nel caso della luce. Questo fece capire a Albert Einstein che la luce si poteva comportare sia da onda che da particella e diede nascita alla fisica quantistica.

Grazie per l'attenzione

Fonti usate per creare questa presentazione:

• Zanichelli chimica per il 3° e 4° anno per il liceo scientifico, Capitolo 11:La struttura dell'atomo

• Video:"Electromagnetic Spectrum - Basic Introduction"-the organic chemistry tutor
• Video:"Electromagnetic Waves"- the organic chemistry tutor
• Video:"Wave-Particle duality and the photoelectric effect"- Professor Dave explains

Davide Mattia Schilirò 1°ESA