1. Assorbimento:
* atomi e molecole: Quando un'onda elettromagnetica interagisce con la materia, i campi elettrici e magnetici oscillanti possono eccitare elettroni all'interno di atomi e molecole. Se la frequenza dell'onda corrisponde alla differenza di energia tra due livelli di energia nell'atomo o nella molecola, l'elettrone assorbe l'energia e salta a un livello di energia più elevato. Questo processo è chiamato assorbimento risonante .
* Elettroni gratuiti: Nei materiali conduttivi, gli elettroni liberi possono essere accelerati dal campo elettrico dell'onda, portando al trasferimento di energia. Questa è la base del riscaldamento ohmico .
2. Scattering:
* Scattering Rayleigh: Quando la dimensione della particella di dispersione è molto più piccola della lunghezza d'onda dell'onda, l'onda è sparsa in tutte le direzioni. Questo è il motivo per cui il cielo appare blu, poiché la luce blu è sparpagliata più fortemente dalle molecole d'aria rispetto ad altri colori.
* Mie Scattering: Quando la dimensione della particella di scattering è paragonabile alla lunghezza d'onda dell'onda, lo scattering diventa più complesso e dipende dalla forma e dalla composizione della particella. Questo è responsabile dei colori dei tramonti e dell'aspetto delle nuvole.
* Riflessione: Quando la lunghezza d'onda dell'onda è molto più grande della dimensione della particella di scattering, l'onda viene riflessa. Ecco come funzionano gli specchi.
3. Effetto fotoelettrico:
* onde ad alta frequenza (ad es. Luce ultravioletta): Quando i fotoni ad alta energia interagiscono con la materia, possono eliminare gli elettroni dagli atomi, un fenomeno noto come effetto fotoelettrico . Questo effetto viene utilizzato nei fotomulti e nelle celle solari.
4. Altri meccanismi:
* Reazioni nucleari: I raggi gamma, un tipo di radiazione elettromagnetica, possono interagire con i nuclei atomici e indurre reazioni nucleari.
* Processi biologici: Alcune radiazioni elettromagnetiche, come la luce a infrarossi, possono essere assorbite dalle molecole negli organismi viventi, influenzando la loro temperatura e i processi chimici.
Esempi:
* Forno a microonde: Le microonde alimentano il cibo da entusiasmanti molecole d'acqua, facendole ruotare e generare calore.
* Sunlight: La luce solare riscalda la terra attraverso l'assorbimento e la dispersione.
* Raggi X: I raggi X sono usati nell'imaging medico perché possono penetrare nei tessuti molli ed essere assorbiti dalle ossa, creando un'immagine ombra.
In sintesi, l'interazione delle onde elettromagnetiche con la materia può portare a una varietà di effetti, che vanno dal semplice riscaldamento a reazioni fotochimiche complesse, a seconda della frequenza dell'onda e delle proprietà.
