RADIAZIONI. - Con il nome generico di r. si può indicare sia il flusso di particelle o corpuscoli sia quello di onde elettromagnetiche: si ha cioè una r. corpuscolare e una r. elettrom. Le sostanze radioattive naturali emettono r. corpuscolari α, β e onde elettrom. γ. Tutti i corpi incandescenti emettono r. elettrom.; allo stesso tipo di r. appartengono pure le onde hertziane e i raggi X.
I. CORPUSCOLI
L'energia E dei corpuscoli dipende dalla loro massa m e dalla loro velocità v (E = ½ m.v²). La velocità v dei corpuscoli non può superare la velocità c della luce; quando v è poco inferiore a c l'energia risulta rappresentata da una formula diversa da quella indicata. Le r. corpuscolari possono essere costituite da elettroni emessi da sostanze radioattive oppure accelerati da opportune differenze di potenziale: la loro energia è misurata dalla carica e moltiplicata per il potenziale acceleratore V ossia un eV (elettron volt). Gli ioni hanno una carica eguale o multipla di quella dell'elettrone (ad es., protoni e deutoni hanno carica e; le α, 2 e ecc.); r. corpuscolari costituite da acceleratore hanno quindi una energia doppia di quella degli elettroni accelerati con la stessa differenza di potenziale. Le α delle sostanze radioattive naturali hanno energia di alcuni milioni di eV; i corpuscoli che fanno parte della r. cosmica arrivano ad energie superiori ai miliardi di eV; con le moderne macchine acceleratrici (ciclotroni, betatroni, bevatroni, ecc.) si possono accelerare corpuscoli sino ad energie di milioni e miliardi di eV.II. ONDE ELETTROMAGNETICHE
Tutte le onde elettrom. hanno in comune la velocità di propagazione c che nel vuoto è di ca. 300.000 km/sec. Si differenziano invece per la lunghezza d'onda λ e per la frequenza ν. Essendo λν = c, alle maggiori lunghezze d'onda cori- spondono le minori frequenze e viceversa. Classificate in ordine crescente di λ e onde elettrom. comprendono: a) onde elettrom. dei raggi cosmici; b) r. γ emesse dalle sostanze radioattive; c) r. X prodotto negli speciali tubi dall'urto degli elettroni accelerati contro la materia; d) r. ultraviolette, visibili, infrarosse emesse da tutti i corpi incandescenti; le r. elettrom. percepibili con il senso della vista sono le più importanti e le più anticamente note in quanto utilizzate per questa primaria funzione, ma dal punto di vista fisico non si differenziano, a parte le λ e le ν, dalle altre r. elettrom.; e) le onde hertziane ottenute per la prima volta da Hertz ed oggi largamente usate nelle radiocomunicazioni di ogni genere.Si usa dire «spettro» di una r. l'estensione delle λ che la compongono. Un corpo solido o liquido incande- scente emette uno spettro continuo ossia le r. da esso emesse comprendono tutte le λ possibili. Spettro visibile è l'in- sieme delle r. percepibili dall'occhio umano. Esso abbraccia tutte le λ da 0,4 a 0,8 micron (1 micron = 1/1000 di mm.). Le r. visibili di diverso λ sono percepite dall'occhio con diverse sensazioni di colore. Come fra 0,4 e 0,8 micron esistono infinite λ così esistono infiniti colori; essi sono stati classificati da Newton in 7 regioni convenzionali (rosso, aranciato, giallo, verde, azzurro, indaco, violetto). Lo stesso Newton ha potuto dimostrare che la luce bianca solare è costituita di r. di tutti i colori, scomponendo la stessa luce mediante un prisma.
Le r. elettrom. costituiscono una forma di energia (energia raggiante) che si propaga con la velocità c. Quando si controlla o si misura tale energia, essa appare concentrata in tanti granuli di energia detti «quanti» o «quanta», il cui valore dipende dalle v e precisamente E = h.v, essendo h una costante universale (costante di Planck) eguale a 6,6.10⁻²⁷ erg. sec. L'energia dei quanti dipende quindi dalla v della r. alla quale ap- partengono. Tale energia si suole misurare in eV; hanno energia dell'ordine di 1 eV i quanti di luce visibile, mentre i quanti delle r. X arrivano dai 100.000 eV ai 10 milioni di eV (ossia a 10 MeV).
Nel caso di corpi solidi o liquidi incandescenti la distribuzione spettrale dell'energia raggiante emessa di- pende soprattutto dalla temperatura del corpo. Tale di- stribuzione spettrale è indicata in figura per le diverse temperature assolute T del corpo emittente (si può ri- tenere che 3000 K sia la T del filamento di una lampa- dina, 6000 K la T della superficie del sole, 600.000 K quella del globo incandescente di una bomba atomica). Da notare che il massimo delle tre curve cade rispettiva- mente nella regione infrarossa, visibile, ed X dello spettro. Più esattamente la legge di Wien stabilisce che il λ massimo (λm) è inversamente proporzionale alla T ossia λm = 2900/T (2900 micron gradi = costante di Wien). Ad es., per il sole l'energia raggiante presenta un massimo per λ = 2900: 6000 = 0,48 micron che corrisponde alla luce giallo-verde. L'energia totale emessa (per tutte le lunghezze d'onda) risulta proporzionale alla 4⁰ potenza della T (ossia a T⁰). Un cm² della bomba atomica sup- posta ad una T cento volte maggiore del sole, emette un'energia 100⁴ = 100 milioni di volte maggiore di 1 cm² di sole. I corpi gassosi incandescenti emettono uno spettro discontinuo ossia r. appartamenti ad alcune λ; ad es., i vapori di sodio emettono nello spettro visibile solo r.
gialle di λ = 0,589 micron, l'idrogeno emette 4 r. visibili di colore rosso, azzurro, indaco, violetto (con λ = 0,656; 0,486; 0,434; 0,410 micron).