Cos’è lo spettro elettromagnetico?

Lo spettro elettromagnetico, o spettro EM, è il nome dato alla raccolta di tutta la radiazione elettromagnetica nell'universo. Questo è un tipo di energia che pervade il cosmo sotto forma di onde elettriche e magnetiche, consentendo il trasferimento di energia e informazioni.

Scoperto più di un secolo fa, lo spettro elettromagnetico è la base su cui opera il nostro universo (si apre in una nuova scheda). Senza di essa non saremmo in grado di vedere, le stelle non brillerebbero e la vita non esisterebbe. È uno dei principi più importanti che governa tutto ciò che ci circonda.

È anche uno strumento inestimabile, utilizzato dagli astronomi per sondare le profondità più profonde del cosmo ben oltre ciò che i nostri occhi da soli possono testimoniare. Le informazioni trasportate sullo spettro elettromagnetico forniscono quasi tutta la nostra conoscenza di come funziona tutto come lo conosciamo.

Qual è lo spettro elettromagnetico?

Lo spettro EM è una gamma di frequenze che corrisponde a tutte le diverse forme di radiazione elettromagnetica nell'universo. Inizia alle frequenze più alte, dove le onde sono più distese (bassa frequenza) fino a onde molto compatte (alta frequenza).

Queste frequenze corrispondono a diversi livelli di radiazione, che è la trasmissione di energia attraverso l'universo sotto forma di onde e particelle. La radiazione a frequenza più bassa ha lunghezze d'onda molto più lunghe, il che significa che la distanza tra le onde di radiazione è lunga, fino a molti chilometri. All'altra estremità, la radiazione a frequenza più alta ha lunghezze d'onda molto corte, trilionesimi di metro.

Il tipo di radiazione emessa da un oggetto dipende dalla sua temperatura. Le cose che sono più fredde emettono radiazioni a frequenze più basse e quindi lunghezze d'onda più lunghe. Al contrario, le cose che sono più calde emettono radiazioni a frequenze più alte e lunghezze d'onda più corte.

Come è organizzato lo spettro elettromagnetico?

Un diagramma dello spettro elettromagnetico. (Credito immagine: Getty Images)

Ci sono sette gruppi dello spettro elettromagnetico. A sinistra dello spettro elettromagnetico ci sono le onde radio, la forma di radiazione a frequenza più bassa con le lunghezze d'onda più lunghe. Molti oggetti naturali emettono onde radio, dai pianeti alle stelle, ma anche altri fenomeni, come i fulmini.

Poi ci sono le microonde, seguite dall'infrarosso, dalla luce visibile (la forma di radiazione che possiamo vedere), dall'ultravioletto, dai raggi X e dai raggi gamma. Tutte queste forme di radiazione viaggiano alla stessa velocità nel vuoto di Questa Rete, la velocità della luce , ovvero circa 300 milioni di metri al secondo (300.000 km/s).

Ogni tipo di radiazione EM è creata da particelle che vengono accelerate da un campo elettrico e producono onde oscillanti di campi elettrici e magnetici. La distanza tra i picchi di quelle onde è la lunghezza d'onda della radiazione, mentre il numero di onde è la frequenza.

Perché lo spettro elettromagnetico è importante?

Lo spettro EM è il mezzo attraverso il quale il nostro universo trasferisce energia e informazioni da un luogo all'altro. A seconda del tipo di radiazione, tuttavia, possono essere raccolte conoscenze diverse.

Le onde radio e le microonde, con le loro lunghe lunghezze d'onda, consentono agli scienziati di vedere nelle dense nubi molecolari dove nascono le stelle, che sono oscurate ad altre lunghezze d'onda. Le onde infrarosse trasferiscono il calore, mentre la luce visibile ci consente di vedere effettivamente stelle lontane e altri oggetti.

La luce ultravioletta può mostrarci il bagliore delle stelle che stanno nascendo e rivela anche le proprietà di alcune delle stelle più energetiche dell'universo, come le pulsar (si apre in una nuova scheda). I raggi X ci consentono di sondare luoghi estremamente caldi, come vicino a buchi neri o stelle di neutroni , mentre i raggi gamma provengono da eventi estremamente energetici, come la collisione di stelle di neutroni.

Chi ha scoperto lo spettro elettromagnetico?

La scoperta dello spettro elettromagnetico non è stata il risultato di una singola persona, ma piuttosto il lavoro di più scienziati nell'arco di più di un secolo, che hanno scoperto le varie categorie di radiazioni elettromagnetiche che componevano lo spettro EM come lo conosciamo oggi.

La prima scoperta dell'esistenza di altre lunghezze d'onda oltre alla luce visibile risale al 19° secolo. Nel 1800, l'astronomo britannico Sir William Herschel (si apre in una nuova scheda) utilizzò un prisma per separare la luce e misurò la temperatura dei colori risultanti. Ha scoperto che oltre la luce rossa, dove non c'era luce, il termometro diventava più caldo a causa della luce infrarossa invisibile.

Nel 1867, lo scienziato scozzese James Clerk Maxwell (si apre in una nuova scheda) predisse l'esistenza di lunghezze d'onda nell'altra direzione, oltre l'estremità viola della luce visibile. Le prime onde radio, a dimostrazione della correttezza di questa previsione, furono prodotte dal fisico tedesco Heinrich Hertz nel 1887. L'ultima forma di radiazione ad essere scoperta furono i raggi X, dal fisico britannico Ernest Rutherford, nel 1914.

Perché lo spettro elettromagnetico è utile?

Al di fuori dell'astronomia (si apre in una nuova scheda), utilizziamo lo spettro EM per tutti i tipi di cose sulla Terra. Innanzitutto, le onde radio sono molto utili per le comunicazioni, come la televisione e la radio, poiché le loro lunghe lunghezze d'onda consentono di trasferirle facilmente su grandi distanze.

I microonde sono utili per cucinare, perché le loro frequenze possono essere facilmente assorbite dalle molecole che si trovano all'interno degli alimenti. Le onde a infrarossi sono utili per i riscaldatori elettrici, perché la luce a infrarossi fa sì che i legami chimici rilascino calore, ma anche per le telecamere per la visione notturna, poiché le telecamere a infrarossi possono vedere il bagliore della luce infrarossa.

La luce visibile è ovviamente fondamentale per poter vedere tutto ciò che ci circonda. Le radiazioni ultraviolette, mentre possono essere dannose in grandi quantità dal sole, possono anche essere utilizzate per sterilizzare l'acqua. E i raggi gamma sono utili in medicina, ad esempio consentendo alle cellule cancerose (si apre in una nuova scheda) di essere mirate e distrutte.

Ci sono molti usi per lo spettro elettromagnetico, senza i quali non vedremmo molto di niente nell'universo.

Risorse addizionali

  • Prendi la T our della NASA sullo spettro elettromagnetico
  • Universo invisibile: lo spettro elettromagnetico dalle onde radio ai raggi gamma: gradi 6-8 (si apre in una nuova scheda)
  • Luce: lo spettro visibile e oltre (si apre in una nuova scheda)
Ir arriba