Radiazione elettromagnetica

Radiazione elettromagnetica Insieme delle onde che costituiscono lo spettro elettromagnetico. Classificando la radiazione in base a frequenze decrescenti o a lunghezze d’onda crescenti, esso comprende i raggi gamma, i raggi X, la radiazione ultravioletta, la luce visibile, la radiazione infrarossa, le microonde e le onde radio. Dai raggi gamma alle onde radio l’ordine di grandezza della lunghezza d’onda varia dal miliardesimo di millimetro al chilometro.

La prima formulazione completa della teoria delle onde elettromagnetiche è esposta in una serie di articoli pubblicati dopo il 1860 dal fisico britannico James Clerk Maxwell. Questi, oltre a proporre un’analisi matematica della teoria del campo elettromagnetico, scoprì la natura elettromagnetica della luce. Vedi anche Spettroscopia.

La radiazione elettromagnetica è costituita da variazioni periodiche del campo elettrico e di un campo magnetico, che si propagano nello spazio attraverso il vuoto o i mezzi materiali a essa trasparenti. La velocità di propagazione nel vuoto è uguale per tutte le frequenze ed è pari a 299.792.458 m/s. Presentando tutte le caratteristiche del moto ondulatorio, essa può subire fenomeni di diffrazione e interferenza.

Nei primi anni del XX secolo i fisici scoprirono che la teoria ondulatoria di Maxwell non rendeva conto di tutte le proprietà della radiazione osservate. Nel 1900 il fisico tedesco Max Planck dimostrò che lo spettro del corpo nero poteva essere spiegato solo assumendo che i fenomeni di emissione e di assorbimento della radiazione elettromagnetica da parte della materia avvenissero non in modo continuo ma discreto, attraverso lo scambio di quantità definite di energia, dette quanti. Nel 1905, l’ipotesi quantistica fu applicata anche da Albert Einstein per spiegare l’effetto fotoelettrico.

Oggi la doppia natura, ondulatoria e corpuscolare, della radiazione elettromagnetica è universalmente riconosciuta: in base al fenomeno analizzato, emerge ora l’uno ora l’altro dei due aspetti. Il concetto simmetrico, secondo cui anche la materia può alternare un comportamento ondulatorio a uno corpuscolare, fu proposto nel 1925 dal fisico francese Louis de Broglie ed è uno dei capisaldi della teoria della meccanica quantistica.