Lo spettro elettromagnetico: classificazione delle bande (radio, microonde, infrarosso, visibile, UV, raggi X, raggi gamma), frequenze e lunghezze d'onda, applicazioni di ogni banda

Ordine e leggi

Lo spettro elettromagnetico raccoglie tutte le onde elettromagnetiche ordinate per frequenza crescente. Nel vuoto viaggiano tutte alla stessa velocità $c=3\times10^8$ m/s, quindi $c=\lambda f$: lunghezza d'onda e frequenza sono inversamente proporzionali. L'energia dei fotoni è $E=hf$, con $h=6,63\times10^{-34}$ J s: a frequenza maggiore corrisponde energia maggiore. Attenzione: i raggi X non sono più veloci delle onde radio; cambia solo frequenza, non velocità nel vuoto.

Bande e applicazioni

• Onde radio ($\lambda>1$ m): radio, TV, cellulari.
• Microonde ($1$ mm–$1$ m): forno, radar, Wi-Fi, GPS.
• Infrarosso ($700$ nm–$1$ mm): calore, telecomandi, visori termici.
• Visibile ($400$–$700$ nm): unica banda percepita dall'occhio; dal rosso al violetto.
• UV ($10$–$400$ nm): abbronzatura, sterilizzazione, rischio per il DNA.
• Raggi X ($10$ pm–$10$ nm): radiografie; attraversano tessuti molli e sono bloccati dalle ossa.
• Raggi gamma ($\lambda<10$ pm): reazioni nucleari, radioterapia; massima energia e penetrazione.

Calcolo rapido

Per un laser a $650$ nm: $f=c/\lambda\approx4,61\times10^{14}$ Hz e $E=hf\approx3,06\times10^{-19}$ J. Convertire sempre in metri e controllare ordini di grandezza.