Dispense del corso di Elementi di Fisica della Materia - Skuola.net

58 CAPITOLO 4. ONDE ELETTROMAGNETICHE
• Raggi ultravioletti Intervallo di frequenze 7.9 · 10 14 < ν < 5 · 10 17
Hz. Emessi da radiazioni termiche ad altissime temperature e processi
coinvolgenti elettroni un pò più interni degli atomi. Sono anche prodotti
da frenamento di particelle cariche. Prodotti dal sole e responsabili
dell’abbronzatura (melanina).
• Raggi X Intervallo di frequenze 5 · 10 17 < ν < 5 · 10 19 Hz. Prodotti
da frenamento di particelle cariche e da eccitazione degli elettroni più
interni degli atomi. Usati per medicina e cristallografia.
• Raggi gamma Intervallo di frequenze 5 · 10 19 < ν Hz. Nascono da
processi nucleari e subparticellari. Usati per terapie antitumorali.
La radiazione elettromagnetica secondo la teoria quantistica ha una doppia
natura, sia di onde che corpuscolare. I quanti del campo elettromagnetico
sono detti fotoni. Il carattere quantistico della radiazione e di conseguenza
la sua natura corpuscolare, aumenta con la sua energia e quindi con la sua
frequenza in quanto un fotone di frequenza ν possiede un’energia E = hν
con h la costante di Planck. In pratica, solo con la luce visibile si comincia
a notare l’aspetto corpuscolare ad esempio nell’effetto fotoelettrico. A
frequenze inferiori tale energia è troppo bassa, mentre a frequenze superiori
l’aspetto corpuscolare diventa man mano predominante, fino al caso limite
dei raggi gamma, dove esso è praticamente l’unico rilevabile in virtù della
loro cortissima lunghezza d’onda.
4.3 Polarizzazione
Riguarda le onde trasversali, la esamineremo quindi nel caso specifico delle
onde elettromagnetiche. In esse, sia k il vettore numero di onda, il cui modulo
equivale al numero di onda definito prima e avente come direzione quella di
propagazione della stessa onda. Quindi, essendo l’onda trasversale, in ogni
momento i campi E e B sono ortogonali alla direzione di propagazione, k.
Inoltre E e B sono ortogonali tra di loro e vale la relazione E × B = EB k/k.
Quindi, in un’onda, noti la direzione di propagazione e il campo elettrico,
il campo di induzione magnetica rimane determinato. Da ora in poi quindi
considereremo soltanto il campo elettrico in un’onda.
• L’estremo libero del vettore campo elettrico E descriverà quindi una
traiettoria sul piano ortogonale alla direzione di propagazione. Si presentano
due casi. Nel primo, tale traiettoria è completamente casuale;
nel secondo invece essa segue una legge precisa. Diremo che l’onda non
od è polarizzata rispettivamente.