Spettro solare spiegato ai bambini

Per saperne di più

Questa macchia di colori dell'arcobaleno mostra lo spettro della luce visibile del Sole. Se si usasse un prisma per separare la luce solare nei suoi colori costitutivi, si vedrebbe qualcosa di simile. Gli astronomi hanno utilizzato un grande strumento simile a un prisma per creare questa visione estremamente dettagliata dello spettro del Sole. Lo spettro inizia con la luce rossa, con una lunghezza d'onda di 700 nanometri (7.000 angstrom), in cima. Si estende su tutta la gamma dei colori della luce visibile, compresi l'arancione, il giallo e il verde, e termina in basso con i colori blu e viola con una lunghezza d'onda di 400 nm (4.000 angstrom). Lo spettro è così lungo e dettagliato che è stato necessario tagliarlo in strisce; ciascuna delle 50 strisce copre una gamma di lunghezze d'onda di 6 nanometri (60 angstrom). Le linee scure dello spettro sono causate dall'assorbimento della luce da parte di vari elementi presenti nell'atmosfera del Sole. Lo spettro di assorbimento delle linee scure è una sorta di impronta digitale del Sole; fornisce agli scienziati molte informazioni sulla composizione chimica del Sole e persino sulla temperatura delle diverse regioni dell'atmosfera solare. Questo spettro è stato creato con il telescopio solare McMath-Pierce del National Solar Observatory di Kitt Peak, vicino a Tucson, in Arizona.

Spettro della luce visibile

Il mio dottorato di ricerca (appena concluso) ha comportato una notevole quantità di ricerca sulla rilevazione della radiazione UV solare. Questo ha suscitato un certo interesse, soprattutto quando ho condotto i miei esperimenti all'aperto.

La bambina di 6 anni di un amico era molto affascinata, ma non riusciva ad afferrare il concetto di radiazione UV, soprattutto perché non poteva "vederla". Ha capito l'importanza di proteggersi dai raggi UV troppo forti (è un tema molto sentito nelle scuole australiane).

Riflettendoci, mi è venuto in mente che molte persone non capiscono veramente cosa siano le radiazioni UV, nonostante conoscano i rischi legati alla sovraesposizione. Al contrario, io conosco e capisco l'aspetto tecnico, ma faccio fatica a spiegarlo in termini più semplici.

Ora, mostratele un telecomando e premete un pulsante. Davanti c'è una lampadina IR, chiedetele se lampeggia quando premete il pulsante (non dovrebbe). Ora, utilizzate una fotocamera del telefono per osservare la lampadina a infrarossi; la maggior parte delle fotocamere dei telefoni mostrerà una luce bianca quando si preme il pulsante. Spiegatele che la luce proveniente dal telecomando è "invisibile", nel senso che è di un colore che non possiamo vedere. Tuttavia, la fotocamera può vederla perché vede un numero di "colori" leggermente superiore al nostro e quando cerca di visualizzarla la mostra come bianca.

Spettro elettromagnetico per bambini

Quando si sintonizza la radio, si guarda la TV, si invia un messaggio di testo o si preparano i popcorn nel forno a microonde, si utilizza l'energia elettromagnetica. Dipendete da questa energia ogni ora di ogni giorno. Senza di essa, il mondo che conosciamo non potrebbe esistere.

Il nostro Sole è una fonte di energia che copre l'intero spettro e le sue radiazioni elettromagnetiche bombardano costantemente la nostra atmosfera. Tuttavia, l'atmosfera terrestre ci protegge dall'esposizione a una serie di onde di energia superiore che possono essere dannose per la vita. I raggi gamma, i raggi X e alcune onde ultraviolette sono "ionizzanti", cioè hanno un'energia così elevata che possono eliminare gli elettroni dagli atomi. L'esposizione a queste onde ad alta energia può alterare atomi e molecole e causare danni alle cellule della materia organica. Queste modifiche alle cellule possono talvolta essere utili, come quando le radiazioni vengono utilizzate per uccidere le cellule tumorali, e altre volte no, come quando ci si scotta al sole.

Le radiazioni elettromagnetiche sono riflesse o assorbite principalmente da diversi gas presenti nell'atmosfera terrestre, tra cui i più importanti sono il vapore acqueo, l'anidride carbonica e l'ozono. Alcune radiazioni, come la luce visibile, passano (vengono trasmesse) in gran parte attraverso l'atmosfera. Queste regioni dello spettro con lunghezze d'onda che possono attraversare l'atmosfera sono chiamate "finestre atmosferiche". Alcune microonde possono persino attraversare le nuvole, il che le rende la lunghezza d'onda migliore per la trasmissione di segnali di comunicazione satellitare.

Spettro solare spiegato ai bambini
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Introduzione allo spettro elettromagnetico:  L'energia elettromagnetica viaggia in onde e copre un ampio spettro che va dalle onde radio molto lunghe ai raggi gamma molto corti.    Dipendete dall'energia elettromagnetica ogni ora di ogni giorno. Senza di essa, il mondo che conosciamo non potrebbe esistere.

Comportamenti delle onde:  Le onde luminose dello spettro elettromagnetico si comportano in modo simile e possono essere trasmesse, riflesse, assorbite, rifratte, polarizzate, diffratte o disperse a seconda della composizione dell'oggetto che l'onda incontra.

Visualizzazione: Dall'energia all'immagine:  L'energia elettromagnetica viene osservata e registrata dai satelliti e poi trasmessa alla Terra. Questi dati, compresi quelli al di là dello spettro visibile, vengono elaborati in immagini.

Microonde:  Le microonde penetrano attraverso le nuvole, la polvere, il fumo, la neve e la pioggia e sono quindi ideali per i satelliti di comunicazione. Sono inoltre utilizzate negli strumenti scientifici attivi e passivi per studiare la Terra e il cielo notturno.

Onde infrarosse:  Le onde luminose che si trovano appena al di là dello spettro visibile della luce sono le onde infrarosse. Vanno dall'infrarosso vicino, come quello utilizzato nei telecomandi, all'infrarosso lontano, che può essere percepito come calore.