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Viaggio nello spettro elettromagnetico – Introduzione

A partire da oggi, ogni venerdì vi proporremo un breve video per scoprire le onde elettromagnetiche, banda per banda. Una serie prodotta dalla Nasa in cui ogni porzione dello spettro elettromagnetico è descritta e illustrata con esempi coinvolgenti, per esplorare il fantastico mondo oltre il visibile. Versione italiana e voiceover a cura di Maura Sandri Originale inglese: https://science.nasa.gov/ems/01_intro Sono ovunque, intorno a noi. Ne siamo immersi. Per la maggior parte, non si possono vedere, toccare e nemmeno sentire. Non hanno odore, né sapore. Eppure le usiamo continuamente e da loro dipendiamo ogni ora, di ogni giorno. Senza di loro, il mondo che conosciamo non potrebbe esistere. Che cosa sono? Sono le radiazioni elettromagnetiche. Onde che si diffondono con uno spettro che va dai raggi gamma molto corti, raggi X, raggi ultravioletti, luce visibile, onde infrarosse, microonde, onde radio. Questo spettro è il fondamento dell'era dell'informazione e del mondo moderno. La radio, il telecomando, i messaggi di testo, la televisione, il forno a microonde, persino la radiografia di un medico… tutte queste cose dipendono dalle onde elettromagnetiche. Come le onde dell'oceano, trasmettono energia. Le onde EM sono prodotte dalla vibrazione di particelle cariche e hanno proprietà elettriche e magnetiche. A differenza delle onde dell’oceano che richiedono l’acqua per propagarsi, le onde EM viaggiano anche attraverso lo spazio vuoto, alla velocità della luce. Come le onde dell'oceano, anche le onde EM hanno creste e valli. La distanza tra le creste è chiamata lunghezza d'onda. Mentre alcune lunghezze d'onda sono molto lunghe e vengono misurate in metri, altre sono minuscole e vengono misurate in miliardesimi di metro, o nanometri. Il numero di queste creste che superano un certo punto in un secondo è chiamata frequenza dell'onda. Un'onda al secondo - o ciclo – si definisce Hertz. Le onde EM lunghe, come le onde radio, hanno la frequenza più bassa e trasportano meno energia. All’aumentare della frequenza dell'onda, quindi al diminuire della sua lunghezza d'onda, l’energia aumenta. I raggi gamma sono le onde più corte e di energia più elevata dello spettro elettromagnetico. Quindi, mentre siete seduti a guardare la TV, i vostri occhi non solo sono colpiti da onde luminose visibili emesse dalla TV ma anche da onde radio che trasmettono da una stazione vicina; da microonde che trasportano le telefonate e i messaggi di testo; dalle onde dal WiFi del vostro vicino; e dal GPS nelle auto che passano. In questo momento, siete immersi in una miriade di onde provenienti da tutto lo spettro. Con tutte queste onde che ci circondano, come possiamo guardare un programma alla TV? Come una radio si sintonizza su una certa stazione, i nostri occhi sono sintonizzati su una regione specifica dello spettro EM e possono rilevare energia con lunghezze d'onda da 400 a 700 nanometri, la regione della luce visibile dello spettro. Gli oggetti appaiono colorati perché le onde EM interagiscono con le loro molecole. Alcune lunghezze d'onda nello spettro visibile vengono riflesse e altre lunghezze d'onda vengono assorbite. Questa foglia sembra verde perché le onde EM interagiscono con le molecole di clorofilla. Le onde di lunghezza compresa tra 492 e 577 nanometri vengono riflesse e il nostro occhio lo interpreta come se la foglia fosse verde. I nostri occhi vedono la foglia come verde, ma non possono dirci nulla su come la foglia riflette le onde ultraviolette, microonde o infrarosse. Per saperne di più sul mondo che ci circonda, scienziati e ingegneri hanno escogitato modi per permetterci di "vedere" oltre quella piccola porzione dello spettro EM chiamato luce visibile. I dati provenienti da più lunghezze d'onda aiutano gli scienziati a studiare tutti i tipi di fenomeni sulla Terra, dai cambiamenti stagionali ad habitat specifici. Tutto ciò che ci circonda emette, riflette e assorbe le radiazioni EM in modo diverso in base alla sua composizione. Un grafico che mostra queste interazioni attraverso una regione dello spettro EM è chiamato firma spettrale. Le caratteristiche di questa firma spettrale, come impronte digitali, consentono agli astronomi di identificare la composizione chimica di un oggetto e di determinare le proprietà fisiche come la temperatura e la densità. Il telescopio spaziale Spitzer della Nasa ha osservato la presenza di acqua e di molecole organiche in una galassia distante 3.2 miliardi di anni luce. Osservare il Sole in più lunghezze d'onda con il satellite SOHO permette agli scienziati di studiare e comprendere le macchie solari associate alle eruzioni solari, che possono rivelarsi dannose per i satelliti, gli astronauti e le comunicazioni qui sulla Terra. Grazie alle informazioni uniche contenute nelle diverse bande dello spettro EM, apprendiamo sempre di più sul nostro mondo e sull'Universo. --- MediaInaf Tv è il canale YouTube di Media Inaf (http://www.media.inaf.it/)