Viaggio nel mondo delle onde elettromagnetiche: cos’è lo spettro elettromagnetico?

di Saverio Spinelli – Continua il nostro Viaggio nel mondo delle onde elettromagnetiche iniziato ieri con il primo articolo dedicato proprio alla scoperta delle onde elettromagnetiche stesse. Oggi parleremo dello spettro elettromagnetico.

La  lunghezza d’onda della radiazione (ovvero la sua frequenza) ne determina:

  • la tipologia (o, più propriamente, come vedremo avanti, la banda di appartenenza);
  • le caratteristiche generali
  • le peculiarità di propagazione;
  • gli utilizzi;
  • il tipo di particelle elettriche con cui la radiazione può interagire;
  • le dimensioni fisiche delle sorgenti che possono generarla, nonché dei dispositivi  che riescono e rilevarla;
  • la qualità e le dimensioni dei corpi che ne può influenzare o anche impedire la propagazione.

L’insieme di tutte le onde elettromagnetiche è rappresentata nello spettro elettromagnetico.

Il termine spettro sta ad indicare che la variabile presa in considerazione è la frequenza (il termine analisi spettrale indica appunto come una grandezza si sviluppi nel dominio della frequenza, cioè al variare di questa; similarmente il termine analisi temporale indica l’analisi di un fenomeno che si sviluppa nel dominio del tempo, cioè man mano che il tempo scorre).

Fig. 4 lo spettro elettromagnetico: classificazione delle radiazioni e. m.

Lo spettro elettromagnetico,  pur essendo un continuo, per convenzione (e per comodità) è stato suddiviso in diversi settori, denominate bande,  secondo la classificazione classica riportata nel prospetto che segue, in cui è stato indicato, oltre alla denominazione della bande, le frequenze e le lunghezze d’onda corrispondenti.

Dallo schema in figura 2 si evince come le onde radio rappresentino solo la parte più bassa dell’intero spettro elettromagnetico (corrispondenti a frequenze più basse e quindi a lunghezze d’onda più elevate),  mentre le radiazioni UV (ultraviolette), X e Gamma sono nella parte alta; infine la luce visibile occupa invece una piccola “finestra” allocata in una posizione intermedia.

Le radiazioni più alte in frequenza hanno un potere ionizzante sulla materia che incontrano  cioè, incidendo su molecole ed atomi (che sono elettricamente neutri), hanno la capacità di far separare da essi un certo numero di elettroni (che hanno carica negativa), creando un plasma  composto da ioni positivi e da elettroni liberi. E’ per questa loro caratteristica che esse sono pericolose per l’uomo.

La scelta di usare la lunghezza d’onda o la frequenza per definire una radiazione elettromagnetica è indifferente sotto l’aspetto tecnico, infatti si parla comunemente di  KHz, MHz e GHz o delle corrispondenti lunghezze d’onda (di livello metrico fino al millimetrico) ma, c’è da dire che, a partire dalle microonde, prevale la consuetudine a parlare solo in  termini di lunghezza d’onda;  questo è solo per un motivo pratico: infatti risultano più semplici da “metabolizzare” i  sottomultipli del metro (anche i meno usati quotidianamente, come  il nm – nanometro, pari a 10-9 m – o l’Å – angstrom, pari a 10-10   m) di quanto non lo siano i multipli di livello più alto dell’Hertz ( come il PHz – Peta Hertz –  o  l’ EHz – EsaHertz –  pari rispettivamente a 1015 e  1018   Hz).

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