La luce o lo spettro elettromagnetico
La luce visibile, e le altre:
Quella che si chiama luce è, in generale, una miscela di diversi colori. Quando la luce del Sole è dispersa nello spazio da un prisma o da una goccia d'acqua, possiamo osservare i diversi colori che la compongono in un arcobaleno.
La luce visibile, tra il rosso e il violetto, è quella che l'occhio umano può vedere. Ma questa luce non è che una parte molto piccola dello spettro elettromagnetico, che include, al di là del rosso, l'infrarosso, le microonde e le onde radio; e al di là del violetto, l'ultravioletto, i raggi X e i raggi gamma.
Queste radiazioni sono tutte della stessa natura. Le diverse regioni dello spettro elettromagnetico hanno dei nomi diversi perché corrispondono a degli strumenti di osservazione diversi e a dei meccanismi di emissione differenti.
Nomi delle diverse parti dello spettro elettromagnetico. Osservatorio di Parigi/LESIA
Gli spettri in astrofisica:
L'astronomia studia la posizione e il movimento delle stelle e dei pianeti, a partire d'immagini. Per studiare la struttura fisica degli oggetti, l'astrofisico ottiene lo spettro della stella o del pianeta. A questo scopo, l'astrofisico disperde la luce a diverse lunghezze d'onda. Lo spettro è la quantità di luce per colore, altrimenti detto è la quantità di energia in funzione della lunghezza d'onda, come la curva verde della foto qui sotto che rappresenta uno spettro stellare.
Spettro di una stella. Obsservatorio di Parigi/ASM
Si può anche rappresentare uno spettro tramite una banda alternante dei raggi chiari e scuri come nella figura qui sotto. Lo spettro qui sotto, tra 370 e 410 nanometri (cioè 0.37 e 0.41
micron) corrisponde giusto a un piccolo intervallo dell'ultravioletto, dello spettro qui sopra. Esso mostra la grande ricchezza dei raggi stellari.
Spettri stellari e posizioni dei raggi dell'idrogeno (H) e del calcio (CAII). Osservatorio di Parigi/ASM
Si può separare lo spettro di una stella in due componenti, uno spettro del corpo nero che dipende dalla sua temperatura (curva blu della figura qui sopra), e i raggi d'assorbimento che dipendono dalla composizione della sua atmosfera, che producono la curva verde. Gli innumerevoli raggi spettrali forniscono informazioni sulla composizione chimica della stella, tra cui l'idrogeno, il suo componente principale.
Osservare la luce del cielo:
Certe parti della radiazione elettromagnetica provenienti da oggetti celesti non raggiungono la superficie della Terra, perché esse sono assorbite dall'atmosfera. Per osservare il cielo in queste lunghezze d'onda, è necessario inviare degli strumenti nello spazio.
Transparenza del cielo e tipo di strumenti per osservare il cielo nelle diverse parti dello spettro elettromagnetico
Qualche cifra/unità sulla luce:
La luce/radiazione elettromagnetica si propaga alla velocità c= 299 790 km/s. La luce impiega 8 minuti e 22 secondi per andare dalla superficie del Sole alla Terra.
Le quantità che definiscono la luce sono:
- La frequenza, f, è il numero di pulsazioni per secondo (l'unità è l'hertz)
- Il
periodo, P=1/f, è la durata di una pulsazione (l'unità è il secondo)
- La lunghezza d'onda λ=c x P (l'unità è il metro o micron=10-6 metri, o il nanometro=10-9metri)
- L'energia E= h x f (l'unità è il Joule)
h è la costante di Planck: h = 6.626x10-34 joule.secondi.
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