1. Le radiazioni elettromagnetiche interagiscono con la materia: Quando la radiazione elettromagnetica (come la luce o l'infrarosso) colpisce un materiale, i suoi fotoni (pacchetti di energia) interagiscono con gli atomi e le molecole all'interno del materiale.
2. Gli elettroni assorbono l'energia: I fotoni trasferiscono la loro energia agli elettroni negli atomi, facendo passare gli elettroni a livelli di energia più elevati (stati eccitati).
3. Aumenta le vibrazioni e le rotazioni: Quando gli elettroni tornano al loro stato fondamentale, rilasciano l'energia assorbita. Questa energia viene spesso rilasciata come vibrazioni o rotazioni all'interno degli atomi e delle molecole.
4. Aumenta l'energia termica: Le aumentate vibrazioni e rotazioni si traducono in un'energia cinetica più elevata all'interno del materiale. Questo aumento dell'energia cinetica si manifesta come un aumento della temperatura, che è essenzialmente energia termica.
Esempi:
* Luce solare che riscalda la terra: La luce solare contiene una gamma di radiazioni elettromagnetiche, tra cui luce visibile e radiazioni a infrarossi. Quando la luce solare colpisce la superficie terrestre, i fotoni vengono assorbiti dagli atomi e dalle molecole nel terreno, nell'acqua e nell'aria. Questo assorbimento aumenta l'energia vibrazionale e rotazionale di queste molecole, con conseguente aumento della temperatura.
* forni a microonde: Le microonde sono una forma di radiazione elettromagnetica. Quando le microonde vengono assorbite dalle molecole d'acqua negli alimenti, fanno vibrare rapidamente le molecole. Questa rapida vibrazione si traduce in calore, cucinando il cibo.
* Riscaldamento della resistenza: Currenti elettriche che fluiscono attraverso una resistenza agli incontri del filo. Questa resistenza fa sì che gli elettroni si scontrano con gli atomi nel filo, aumentando la loro energia cinetica. Questo aumento dell'energia cinetica si manifesta come calore, rendendo il filo caldo.
Fattori che influenzano la conversione:
* Lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica: Diverse lunghezze d'onda delle radiazioni elettromagnetiche interagiscono con la materia in modi diversi. Ad esempio, la luce visibile viene assorbita dai pigmenti, mentre le radiazioni a infrarossi sono più facilmente assorbite dalle molecole d'acqua.
* Proprietà del materiale: La composizione, il colore e la densità del materiale influenzano il modo in cui assorbe le radiazioni elettromagnetiche.
* Intensità della radiazione: Maggiore è l'intensità delle radiazioni, maggiore è l'energia trasferita al materiale, portando a un maggiore aumento della temperatura.
In sintesi, l'energia elettromagnetica si trasforma in energia termica attraverso l'assorbimento di fotoni, che eccita gli elettroni nel materiale. L'energia rilasciata quando gli elettroni tornano al loro stato fondamentale aumenta l'energia vibrazionale e rotazionale degli atomi e delle molecole, aumentando in definitiva la temperatura del materiale.
