Un'onda elettromagnetica è costituita da un campo elettrico ed un campo magnetico che si propagano nello spazio trasportando una certa quantità di energia. Il campo elettrico e magnetico oscillano lungo una direzione perpendicolare tra loro e perpendicolare alla direzione di propagazione dell'onda.

Dell'onda elettromagnetica possiamo definire alcuni parametri caratteristici:

LUNGHEZZA D'ONDA λ

rappresenta la distanza tra due massimi (o due minimi) consecutivi. La sua unità di misura è il metro (o uno dei suoi sottomultipli).

FREQUENZA ν

definisce il numero di oscillazioni compiute dall'onda in un secondo. La sua unità di misura è l'Hertz (Hz). L'Hertz è l'inverso del secondo: 1Hz = 1/s .

AMPIEZZA

è la distanza del massimo dall'asse di propagazione dell'onda. La sua unità di misura è il metro (o uno dei suoi sottomultipli).

Nel caso di un'onda elettromagnetica che si propaga nel vuoto, la velocità di propagazione c vale circa 300000 Km/s, conosciuta come "velocità della luce". La velocità di propagazione dell'onda assume valori diversi a seconda del mezzo in cui essa si propaga, ma la velocità massima è raggiunta quando si propaga nel vuoto.

Lunghezza d'onda, frequenza e velocità di propagazione nel vuoto sono legate tra loro dalla seguente relazione:

λ=c/ν

Benché la velocità c sia la stessa per tutte le onde elettromagnetiche, la lunghezza d’onda e la frequenza possono variare notevolmente. Esse sono, come si può vedere dalla formula, l’una inversamente proporzionale all’altra: quanto maggiore è la lunghezza d’onda tanto minore è la frequenza.

Le onde elettromagnetiche, secondo la fisica classica, sono perturbazioni del campo elettromagnetico (che permea l'Universo) che si propagano; in sostanza, è energia che si propaga in una certa maniera.

Le onde elettromagnetiche possono differire per la loro frequenza (il numero di picchi che un'onda fa nell'unità di tempo, per esempio in un secondo) a cui è legata la quantità di energia da loro trasportata: maggiore è la frequenza, maggiore è l'energia.

L'insieme di tutte le frequenze che un'onda elettromagnetica può avere è indicato col nome di "spettro elettromagnetico", e si estende dalle onde radio, che hanno frequenze da qualche decina di kilohertz a 3 gigahertz, fino ai raggi gamma, che hanno invece frequenze maggiori di 300 exahertz, passando per le microonde, gli infrarossi, la luce visibile, gli ultravioletti e i raggi X (1 kilohertz vale mille hertz, 1 gigahertz equivale a 1 miliardo di hertz mentre 1 exahertz a 1 miliardo di miliardi di hertz, dove l'hertz, come è si detto, è l'unità di misura della frequenza e sta per "1 picco al secondo").

La luce, quindi le onde elettromagnetiche visibili dall'occhio umano, possiede frequenze comprese in un piccolo intervallo e dalle quali dipende il colore della luce stessa: dai 428 terahertz del rosso ai 749 terahertz del violetto, con le frequenze degli altri colori comprese tra queste due (1 terahertz = mille miliardi di hertz).

Secondo la teoria della meccanica quantistica, la radiazione elettromagnetica presenta due aspetti complementari ("dualismo onda-particella"), ovvero a volte si comporta appunto come un'onda ma altre volte si comporta come se fosse composta di particelle ("quanti" di radiazione, chiamati "fotoni") che viaggiano portando con sè l'energia; il comportamento corpuscolare riesce a spiegare dei fenomeni, come l'effetto fotoelettrico, dei quali la teoria ondulatoria non è in grado di rendere conto.

In sostanza, la radiazione esibisce la sua natura ondulatoria quando si propaga nello spazio, mentre manifesta la sua natura corpuscolare quando interagisce con la materia.

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