120 3.4 3 Il trasferimento di calore TRASMISSIONE DI CALORE PER IRRAGGIAMENTO Nella conduzione e nella convezione la materia svolge una funzione attiva nel meccanismo di trasferimento. Nell irraggiamento l energia trasferita è associata alle radiazioni elettromagnetiche che la materia emette quando si trova ad una temperatura assoluta maggiore di zero, per effetto dell agitazione molecolare e delle transizioni elettroniche. Due corpi posti a temperatura differente emettono una diversa quantità di energia associata alle radiazioni, per cui si verifica un trasferimento netto di energia dal corpo a temperatura maggiore verso quello a temperatura minore. Il trasferimento di energia per irraggiamento si verifica anche nel vuoto e l esempio più eclatante di irraggiamento è rappresentato dall energia che il sole trasmette alla terra proprio attraverso lo spazio vuoto. L irraggiamento si verifica attraverso ogni mezzo che non sia opaco alle radiazioni. Tuttavia, molti materiali, anche se trasparenti, possono assorbire quantità rilevanti di energia radiante. Ne è un esempio l effetto serra, causato dall assorbimento dell energia associata alle radiazioni infrarosse. Inoltre, importanti tecniche analitiche strumentali sono basate su questa proprietà. 3.4.1 Le onde elettromagnetiche Le onde elettromagnetiche sono costituite da un campo elettrico ed un campo magnetico i cui rispettivi vettori oscillano con regolarità su piani perpendicolari. La direzione di propagazione è data dalla intersezione dei due piani di oscillazione. Immaginando di rappresentare su un piano cartesiano a tre dimensioni in cui l asse x rappresenta la direzione di propagazione, sul piano xy potremo rappresentare la variazione di ampiezza del vettore campo elettrico e sul piano xz quella del vettore campo magnetico. importante sottolineare che le radiazioni elettromagnetiche oscillano su tutte le infinite coppie di piani ortogonali tra loro, la cui intersezione è rappresentata dall asse x. In Fig. 3.16 vengono rappresentati i campi elettrico e magnetico relativi ad una sola coppia di piani ortogonali, xy (campo elettrico) e xz (campo magnetico). Lunghezza d onda y z Velocità di propagazione = c Direzione di propagazione x Campo magnetico Campo elettrico Fig. 3.16 Radiazione elettromagnetica.