Onde elettromagnetiche: cosa sono e caratteristiche

ondeelettromagnetico sono oscillazioni formate da campi elettricie magneticovariabili, che si propagano sia nel vuoto che nei mezzi materiali. Sono onde tridimensionali e trasversali che viaggiano nel velocità della luce, portando esclusivamente energia. Inoltre, si presentano sotto forma di onde radio, microonde, infrarossi, luce visibile, ultravioletta, raggi X e raggi gamma, in ordine crescente di frequenza ed energia.

Prima di continuare, ti suggeriamo di leggere il nostro articolo e conoscere alcuni concetti importanti su classificazione delle onde.

Cosa sono le onde elettromagnetiche?

Le onde elettromagnetiche si verificano in base alla interazione tra campi elettrici variabili o campi magnetici. Questi si propagano nel vuoto alla stessa velocità della luce, circa 300.000 chilometri al secondo. A differenza delle onde meccaniche, come la suono, le onde elettromagnetiche possono propagarsi sia nei mezzi materiali che nel vuoto. Perchè loro sono fenomeni ondulatori, possono subire riflessione, rifrazione, assorbimento, diffrazione, interferenza, dispersione e polarizzazione.

Le onde elettromagnetiche si formano in base a campi elettrici e magnetici variabili.

Le onde elettromagnetiche furono previste e teorizzate dal fisico e matematico scozzese JamesImpiegatoMaxwell, che unificava le equazioni di elettricità Viene da magnetismo equazioni esistenti (Equazioni di Faraday, Ampere e Gauss) nelle equazioni d'onda.

Per saperne di più:Michel Faraday – uno dei più grandi sperimentalisti della storia!

Attraverso le sue equazioni, Maxwell è stato in grado di calcolare il modulo di velocità di propagazione del ondeelettromagnetico. La conferma sperimentale dell'esistenza delle onde elettromagnetiche è apparsa solo circa un decennio dopo, dopo esperimenti effettuati dal fisico tedesco HeinrichHertz.

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Tutte le onde elettromagnetiche hanno frequenza di oscillazione, lunghezzanelonda e ampiezza. Inoltre, lunghezza d'onda e frequenza sono quantità are inversamenteproporzionale, quindi, onde ad alta frequenza come i raggi X o gamma, aveva lunghezze molto piccole. La figura seguente mostra il spettro elettromagnetico e le diverse gamme di onde elettromagnetiche esistenti, notare:

Caratteristiche delle onde elettromagnetiche

Alcune caratteristiche delle onde elettromagnetiche:

• Sono trasversali, cioè, il disturbo responsabile della loro produzione avviene in a direzioneperpendicolare alla sua direzione di propagazione. Nelle onde elettromagnetiche, il campo elettrico, il campo magnetico e la direzione di propagazione sono tra loro perpendicolari;
• Si propagano nel vuoto alla stessa velocità della luce visibile: 2,99792458.10⁸ SM, simboleggiato dalla lettera c;
• Il tuo ampiezza riguarda il tuo intensità, maggiore è l'ampiezza di un'onda elettromagnetica, maggiore è il disturbo che è in grado di produrre;
• Sono tridimensionale, cioè, dopo essere stati prodotti, si propagano ugualmente in tutte le direzioni;
• Quando passano attraverso mezzi materiali, come aria o acqua, il loro velocità di propagazione diminuisce, mentre il tuo lunghezza d'onda aumenta, quindi il tuo frequenza non cambia. Questo fenomeno è noto come rifrazione.

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Onde elettromagnetiche nella vita di tutti i giorni

Guarda alcuni esempi di onde elettromagnetiche esistenti che sono ampiamente utilizzate nella nostra vita quotidiana:

• Onde radio: sono ampiamente utilizzati nelle telecomunicazioni. Il segnale radio, televisivo e cellulare rientra in questa gamma di frequenze;
• Microonde: sono anche ampiamente utilizzati nelle telecomunicazioni. I router Internet wireless, comunemente noti come Wi-Fi, utilizzano frequenze a microonde comprese tra 2,4 GHz e 5,8 GHz;
• Infrarossi: È anche conosciuta come ondata di caldo. Alcuni dispositivi di sicurezza dotati di visione notturna sono in grado di rilevarlo. L'infrarosso è l'onda emessa quando utilizziamo un telecomando;
• luce visibile: è la gamma di onde elettromagnetiche situata tra le frequenze di 480 THz e 750 THz.
• Ultravioletto: dopo determinate frequenze, è considerata radiazione ionizzante, cioè un'onda elettromagnetica con il potenziale per iniziare. elettroni delle molecole, provocando la comparsa di anomalie cellulari che possono evolvere in a cancro, per esempio. Questa frequenza di onde elettromagnetiche è ampiamente utilizzata dagli esperti criminali per rilevare materiali biologici come sangue e saliva; la sua capacità di ionizzazione ne consente l'utilizzo anche per la sterilizzazione di utensili chirurgici, siringhe, contenitori, ecc.;
• raggiX: arrivano sulla Terra in piccoli numeri per la presenza di atmosfera terrestre. Queste onde elettromagnetiche hanno frequenze molto alte e un grande potere di penetrazione, quindi sono utilizzato per ottenere immagini di ossa e articolazioni e per il trattamento dei tumori, attraverso dà radioterapia

Vedi altro:Raggi X - radiazioni elettromagnetiche ad alta frequenza

• Gamma: sono prodotti da reazioni nucleari, in cui i livelli energetici del nucleo del atomi variare. Queste onde sono estremamente energiche e hanno un alto potere di penetrazione. I raggi gamma sono usati per studi astronomici e per indurre reazioni nucleari.

Onde elettromagnetiche e materia

Il modo in cui le onde elettromagnetiche interagiscono con la materia dipende direttamente dalla loro frequenza. Controlla come le cariche elettriche e altre particelle rispondono a ciascun tipo di onda:

• ondenelRadio: promuovere l'oscillazione collettiva degli elettroni liberi nei metalli, come avviene nelle antenne utilizzate nelle radio e nelle televisioni;
• Microonde: hanno frequenze simili alla frequenza di rotazione delle molecole d'acqua, questo rende questo tipo di onda elettromagnetica può risuonare con queste molecole, riscaldandole attraverso il rotazione;
• Infrarossi: promuove la vibrazione molecolare, è una delle principali forme di trasferimento del calore;
• luce visibile: è in grado di fornire energia ed eccitare gli elettroni presenti nelle molecole;
• Ultravioletto: promuove l'eccitazione degli elettroni ma può anche causare l'espulsione di elettroni che si trovano nel strato di valenza di atomi;
• Raggi X: sono in grado di strappare elettroni dagli atomi per collisione elastica tra fotoni e atomi. Questi fotoni vengono assorbiti dagli atomi e riemessi a frequenze più basse;
• raggigamma: possono causare eccitazioni nucleari, portando alla loro dissociazione, ma possono anche generare coppie di materia e antimateria, provocando la mutua annichilazione di queste particelle.

Di Rafael Hellerbrock
Insegnante di fisica

Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:

HELERBROCK, Rafael. "Onde elettromagnetiche"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-que-sao-ondas-eletromagneticas.htm. Consultato il 27 giugno 2021.