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Le onde

I raggi γ e i raggi X

Dal lato dello spettro che presenta lunghezze d'onda minori (quindi frequenze maggiori), le prime onde che si incontrano sono i raggi e i raggi X.

I raggi , che hanno lunghezze d'onda inferiori a 10-12 m (e frequenze superiori a 3.109 GHz), sono emessi dalle stelle nei processi di trasformazione nucleare e in processi di decadimento radioattivo. Sono radiazioni molto penetranti e trasportano grandi quantità di energia, e di conseguenza sono molto pericolose per gli esseri viventi perché sono in grado di ionizzare gli atomi di cui sono costituiti i tessuti.

I raggi X vennero scoperti accidentalmente nel 1895 dallo scienziato tedesco W. Roentgen (1845-1923): accelerando un fascio di elettroni all'interno di un tubo a vuoto e applicando una forte differenza di potenziale agli elettrodi, Roentgen vide che, quando gli elettroni colpivano l'anodo metallico, il tubo emetteva un chiarore che egli attribuì a una radiazione di natura sconosciuta e che chiamò X.

Oggi sappiamo che i raggi X sono onde elettromagnetiche prodotte da elettroni, accelerati mediante differenze di potenziale superiori a 20.000 V, i quali urtano la materia. Hanno lunghezze d'onda comprese tra 10-8 e 10-12 m (frequenze comprese tra circa 1011 GHz e 107 GHz) e sono molto penetranti.

I raggi X impressionano le lastre fotografiche e, poiché i tessuti molli del corpo umano li lasciano passare mentre le ossa li trattengono, vengono largamente usati a scopo diagnostico (radiografia, v. fig. 22.3) per ottenere immagini della struttura ossea (la prima radiografia della storia effettuata con raggi X fu quella che Roentgen eseguì sulla mano di sua moglie). I raggi X, però, hanno un'elevata capacità ionizzante e di conseguenza possono recare danni alle cellule.

Inoltre i raggi X vengono usati largamente in cristallografia, perché inviandone un fascio su un cristallo è possibile, tramite le interazioni della radiazione con la materia, scoprire la struttura del reticolo del cristallo stesso. Questa tecnica viene usata anche per scoprire la struttura di molecole molto complesse e fu proprio grazie a questo metodo che F. Crick e J. Watson scoprirono la struttura a doppia elica del DNA nel 1953.

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