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Onde elettromagnetiche Da 0.001 eV a più di 50 keV.

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Presentazione sul tema: "Onde elettromagnetiche Da 0.001 eV a più di 50 keV."— Transcript della presentazione:

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2 Onde elettromagnetiche Da eV a più di 50 keV

3 Emissione Una carica emette onde elettromagnetiche se è sottoposta ad una accelerazione E sia (Approssimazione di Thomson) Equazione di Larmor

4 Fenomeni di emissione Emissione per fotoemissione Emissione di sincrotrone Emissione per Compton inverso Emissione per bremsstrahlung

5 Bremsstrahlung Un elettrone che collide con uno ione viene accelerato e genera onde elettromagnetiche (nella banda X se è molto veloce) In una nube stellare la potenza è proporzionale al quadrato della densità di ioni, quindi stimando la potenza emessa e le dimensioni è possibile conoscerne la struttura

6 Radiazione di sincrotrone Una carica che si muove perpendicolare in un campo magnetico segue traiettorie circolari di raggio accelerando e quindi irradiando

7 Compton inverso Un fotone di grande lunghezza donda urta un elettrone molto veloce che gli cede parte della sua energia trasformandolo in fotone X Conservazione della quantità di moto

8 Fotoemissione nucleo elettrone ENERGIA ATOMO nello stato FONDAMENTALE nucleo elettrone ATOMO nello stato ECCITATO nucleo ATOMO diseccitato fotone elettrone Un elettrone che riceve energia passa ad un livello energetico superiore per qualche istante; tornando al livello fondamentale emette un fotone X se lelettrone appartiene ad uno dei livelli più interni

9 Raggi X e Astronomia Temperatura Caratteristica K (10 mila / 10 milioni di gradi Kelvin) Oggetti che emettono in X * Regioni di gas caldo * Corone stellari * Stelle di neutroni * Resti di supernova * Gas negli ammassi di galassie * Nuclei Galattici attivi Lunghezza donda 0.01nm / 10nm

10 Resti di Supernova Nebulosa del Granchio (in X) Nebulosa del Granchio (in ottico) - Evento molto raro (1-2 per secolo) - Enormi quantità di energia sprigionata (81% trasportata via da neutrini)

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13 Pulsar X in Sistemi Binari In un sistema binario come Cen X3 una pulsar ruota attorno ad una stella eclissandosi a vicenda - Trasferimento di massa tramite disco di accrescimento - Produzione di raggi X nel plasma vicino alla superficie della stella di neutroni

14 Nuclei Galattici attivi (AGN) e Black Hole La materia precipita a spirale verso il buco nero (10 6 – 10 9 masse solari) e, surriscaldandosi, emette raggi X

15 Il Sole nella banda X Lemissione X ha origine nella corona solare (1 – 10 milioni di gradi K) Le zone brillanti sono quelle più attive e calde Le zone più scure corrispondono ai buchi coronali più freddi

16 Il Sole nella banda X Il Sole in X mostra una grande varietà di strutture coronali Archi coronali

17 Il ciclo solare nella banda X La banda X permette di registrare e studiare la variazione periodica dellattività solare (in particolare nei periodi di minima attività il Sole scompare)

18 A cosa serve lAstronomia in raggi X Fenomeni energetici solari e implicazioni sul clima terrestre Resti di supernova, stelle di neutroni e buchi neri La ricerca di "materia oscura" nell'universo Il fondo di radiazione cosmica ad alta energia e gli oggetti astronomici nel lontano universo

19 … ma alla fine? «E, se trovassimo risposta a questultima domanda [perché luniverso esiste] decreteremmo il definitivo trionfo della ragione umana, poiché allora conosceremmo il pensiero stesso di Dio» Stephen Hawking


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