è la pulsazione {\displaystyle \mathbf {\nabla } \times \mathbf {B} } M Si cita qui solo la definizione di onda elettromagnetica per completezza. Infatti le onde elettromagnetiche, a differenza delle onde meccaniche, non hanno bisogno di un mezzo materiale per propagarsi, ma solo della vibrazione del campo elettrico e di quello magnetico. k = , MPR: serie di "raccomandazioni" per il contenimento delle emissioni "elettromagnetiche", alle quali si devono uniformare i costruttori di monitor. ω ∂ ) [22] Lo studio del comportamento dei campi nel conduttore si basa sull'estensione delle equazioni di Maxwell al caso in cui la radiazione si propaghi in un conduttore elettrico, le quali permettono di ricavare l'equazione delle onde per il campo elettrico ed il campo magnetico all'interno di un conduttore.[23]. l Newton, in una notissima esperienza, servendosi di un prisma di vetro riusci a scomporre, grazie al fenomeno della, È interessante osservare come la denominazione dei fenomeni classificati come onda elettromagnetica contenga spesso la parola, Componendo in modo opportuno più onde elettromagnetiche trasversali si possono creare onde polarizzate. la similitudine con l'apparato uditivo non si ferma qui: così come le frequenze delle onde sonore udibili determinano, in massima parte, quella che si chiama l'altezza di un suono, la variazione della lunghezza d'onda della luce visibile determina il colore della luce stessa (dal violetto al rosso per lunghezze d'onda crescenti, o frequenze decrescenti). {\displaystyle \omega =2\pi *f} è l'unità immaginaria e la funzione complessa r Romer misurò il tempo che il satellite impiegava ad attraversare il cono d'ombra provocato da Giove notando che il tempo impiegato era diverso ad ogni misurazione. Dobbiamo forse concludere che tale tipo di luce non è un'onda elettromagnetica? sin J t n {\displaystyle \Re (\alpha )<0} Le onde elettromagnetiche e le onde elettromagnetiche piane. = Si supponga di trovarsi in un dielettrico omogeneo ed isotropo, elettricamente neutro e perfetto e privo di cariche libere localizzate, sorgenti del campo elettromagnetico. è la posizione. , e per questo motivo essa non è affetta da alcuna incertezza, al contrario di ciò che avviene per i valori che derivano da un processo di misura. 4. Esse sono state prese da vari siti Web a carattere scientifico, accuratamente scelti per serietà e facilità di esposizione; dopodiché le pagine sono state leggermente modificate per rendere la loro comprensione più facile e la lettura più scorrevole. × {\displaystyle {\frac {\mathbf {E} \times \mathbf {B} }{EB}}} Le onde trasversali che presentano polarizzazione includono le onde elettromagnetiche come onde luminose e radio, onde gravitazionali e onde sonore trasversali (onde di taglio) nei solidi. E ( La prima equazione implica quindi che il campo elettrico è ortogonale alla direzione di propagazione, mentre la seconda definisce il campo magnetico, ortogonale sia al campo elettrico che alla direzione di propagazione. delimitato dalla superficie La potenza trasferita dall'onda elettromagnetica per unità di volume al materiale è dovuta solamente al campo elettrico, in quanto la forza relativa al campo magnetico non compie lavoro. m ω , {\displaystyle c} ) Annunciò la sua scoperta nel 1675.mw-parser-output .chiarimento{background:#ffeaea;color:#444444}.mw-parser-output .chiarimento-apice{color:red}[senza fonte]. v ∂ ) E ε | π è pari al flusso del vettore di Poynting attraverso la superficie, più l'energia dissipata per effetto Joule nella materia contenuta all'interno. ρ a ) è una funzione differenziabile al secondo ordine, ω L'insieme delle onde elettromagnetiche costituisce il cosiddetto spettro elettromagnetico. r | ( {\displaystyle v} 0 , il cui modulo è pari all'energia trasferita all'unità di volume del materiale e per unità di tempo divisa per la velocità di propagazione. https://it.m.wikipedia.org/wiki/Polarizzazione_della_radiazione_elettromagnetica è una funzione continua, che non è necessariamente periodica (generalizzazione della soluzione unidimensionale precedente). Un generico campo elettromagnetico con frequenza Quando i campi elettrico o magnetico non sono più statici, le interazioni che nascono sono variabili nel tempo e portano alla nascita delle onde elettromagnetiche, o radiazione. Quest'assunzione ha comportato anche la modifica della definizione del metro. f {\displaystyle c} In generale, dunque, secondo l'interpretazione classica ondulatoria l'energia posseduta del campo è riconducibile all'ampiezza (precisamente al quadrato dell'ampiezza) dell'onda che ne descrive la propagazione. h In fisica la radiazione elettromagnetica è la propagazione nello spazio dell'energia del campo elettromagnetico[1]. Sappiamo che le onde elettromagnetiche sono una oscillazione del campo elettromagnetico, e che si propagano in una direzione ortogonale ai campi elettrico e magnetico.Non è stato detto nulla però sulla direzione di questi campi o su come può variare nel tempo. {\displaystyle \textstyle e^{i\omega t}=\cos(\omega t)+i\sin(\omega t)\,} Gli studi sull'effetto fotoelettrico, tra i quali spicca il contributo del 1905 di Albert Einstein (che gli valse il premio Nobel), evidenziarono l'esistenza di una frequenza di soglia sotto la quale tale effetto non ha luogo, indipendentemente dall'intensità (ampiezza) della radiazione incidente. J M Le equazioni di Maxwell divengono in questo caso:[11]. E' ciò che chiamiamo la, una rigidità straordinariamente alta (cioè una resistenza alle sollecitazioni trasversali estremamente elevata: potremmo dire un grande valore del modulo di taglio, una bassissima densità sia per rendere grande il valore di. = k E diventa la velocità della luce: La soluzione di queste equazioni non è univoca, ed è necessario imporne la solenoidalità richiedendo che soddisfi le equazioni di Maxwell. La elettrodinamica quantistica è la teoria che spiega l'interazione della radiazione elettromagnetica con la materia a livello atomico[5]. In pratica però la risoluzione delle equazioni di Maxwell può essere piuttosto laboriosa. Nei mezzi isotropi e omogenei le oscillazioni dei due campi sono perpendicolari fra loro e alla direzione di propagazione dell'onda, quindi costituiscono una onda trasversale. , e , è una generica soluzione dell'equazione delle onde, cioè: per un'onda generica che si propaga nella direzione È possibile procedere indifferentemente prendendo la terza o la quarta equazione di Maxwell e applicando il rotore. L'impedenza d'onda la posizione. eff {\displaystyle \mathbf {E} _{0}} ω = {\displaystyle \mathbf {r} \cdot \mathbf {E} } è la velocità di propagazione dell'onda. ed il suo valore numerico, misurato con grande precisione, in unità del sistema internazionale è 299 792 458 m/s. Se lungo il percorso della luce si interpone una lente particolare, chiamata polarizzatore (un fi ltro Polaroid oppure un prisma di Nicol), … Al suo interno la densità di energia elettrica vale:[14]. B m , ottenendo: dove Un'onda elettromagnetica che incide su un conduttore elettrico ha come effetto di accelerare gli elettroni di conduzione, che effettuano un moto oscillatorio dipendente dalla forma dell'onda. Non ha quindi più senso parlare separatamente di campo elettrico e magnetico, ma piuttosto di un campo elettromagnetico. t z ω ( elettronica a un più basso livello energetico in un atomo e la radiazione di corpo nero[6]. MS-DOS: MicroSoft - Disk Operating System. ∇ I campi sono dati da: dove È sulla base di tale teoria, una delle teorie meglio controllate empiricamente, che è possibile enunciare le proprietà della radiazione elettromagnetica nel vuoto. , La radiazione elettromagnetica può propagarsi nel vuoto, come ad esempio lo spazio interplanetario, in mezzi poco densi come l'atmosfera, oppure in strutture guidanti come le guide d'onda. la formula di Eulero. il numero d'onda e All'interno dello spettro le onde elettromagnetiche sono classificate in base alla loro lunghezza d'onda o, in modo analogo, alla loro frequenza . Furono poi le esperienze di Hertz a confermare l'esistenza delle cosiddette "onde hertziane", ed a misurarne la velocità. ) La velocità della luce nel vuoto si indica in genere con la lettera 2 f , = I campi magnetici derivano dalla circolazione di correnti elettriche. r In modo equivalente, l'equazione delle onde può essere espressa in termini delle sorgenti del campo: in questo caso si ricorre all'utilizzo dei potenziali, e si tratta di un'equazione non omogenea. y , {\displaystyle \rho } 0 hanno la forma: e la linearità delle equazioni consente di decomporre una soluzione generica in una combinazione di sinusoidi attraverso la trasformata di Fourier. Entrambe le espressioni soddisfano l'Equazione di Helmholtz:[12]. . La classe di soluzioni più semplice è fornita assumendo che l'onda sia sinusoidale (monocromatica): dove v E ha soluzione del tipo:[24], In definitiva l'onda piana assume una soluzione del tipo:[8]. Il concetto di polarizzazione è associato a tutte le onde trasversali, quelle cioè che oscillano in direzione non coincidente con quella di propagazione. j {\displaystyle \sigma } Avendo definito la quantità di moto di un'onda elettromagnetica, è possibile ricavare il relativo momento angolare:[21]. dove x ρ Si ha quindi in generale: Nel caso considerevole in cui l'onda ha una rappresentazione sinusoidale, anche la densità di corrente ha una dipendenza sinusoidale, per cui la densità di potenza deve essere mediata su un periodo: dove si è sviluppato il prodotto scalare, e α è l'angolo tra il campo elettrico e il vettore densità di corrente. E λ Oltre all'energia, un'onda trasferisce una certa quantità di moto d r {\displaystyle \rho =0\ } ⋅ ^ f h [7] Si prenda dunque la terza: al secondo membro si sostituisce la quarta equazione in luogo di t dove d Inoltre, l'onda possiede anche un momento angolare intrinseco quando essa è polarizzata circolarmente, dato da: dove il segno dipende dal verso della rotazione e la direzione è longitudinale alla direzione di propagazione dell'onda. La polarizzazione delle onde Nel caso di onde elettromagnetiche, la polarizzazione delle onde riguarda la direzione dei vettori campo elettrico e campo magnetico. contenute nel volume , La polarizzazione della luce è quel fenomeno per il quale le onde elettromagnetiche oscillano solo su un piano. la permittività elettrica e Ecco qua le pagine Web di Fisica Facile, raccolte e corrette dal Prof. Andrea Maccioni. 0 In generale, la soluzione delle equazioni delle onde è una funzione Le equazioni che descrivono la propagazione del campo sono le equazioni delle onde per il campo elettrico e magnetico, due equazioni differenziali alle derivate parziali vettoriali:[7]. v {\displaystyle v} E c τ B E {\displaystyle \mathbf {\nabla } \cdot \mathbf {E} =0} : mentre al primo membro si sfrutta la relazione: e dal momento che si è supposta l'assenza di cariche libere, sorgenti del campo, si ha che L'esperimento di Michelson-Morley provò l'indipendenza della velocità della luce dalla direzione di propagazione e, grazie ad altre esperienze che attualmente si considerano sufficienti a falsificare le cosiddette teorie balistiche della luce, viene oggi considerata l'esperienza cruciale che mise in crisi la meccanica classica richiedendo la formulazione della relatività ristretta. 2 l m ( ⋅ La potenza irradiata per è il vettore d'onda e {\displaystyle \mathbf {J} } l Da "Fisica, onde Musica": un sito web su fisica delle onde e del suono, acustica degli strumenti musicali, scale musicali, armonia e musica. {\displaystyle \Phi (x)} B Il fenomeno è dovuto alla diminuzione della frequenza percepita di un'onda elettromagnetica emessa da una sorgente in allontanamento dal soggetto ricevente (, Avrai notato che nello spettro precedente è del tutto assente la luce bianca la quale, paradossalmente, è quella che ci è più familiare. α m {\displaystyle e^{-i\omega t}} ( {\displaystyle |\Im (\alpha )|} La posizione di una onda elettromagnetica nello spettro elettromagnetico può essere determinata in base alla frequenza di oscillazione o alla lunghezza d'onda. E ( è la conducibilità elettrica. = {\displaystyle g} v , Infine bisogna ricordare che un'onda elettromagnetica può essere definita tale solo se entrambi i campi elettrico e magnetico che la costituiscono rispettano sia l'equazione delle onde che le 4 equazioni di Maxwell. {\displaystyle E=hf}. ) x È importante notare che tale valore è stato assunto come esatto: ciò vuol dire che la velocità della luce è posta per definizione uguale a Un'onda elettromagnetica che incide o si propaga in un materiale trasferisce ad esso una certa quantità di energia, e la sua forma cambia a seconda delle caratteristiche del mezzo considerato. l Oggi la velocità della luce viene misurata direttamente, calcolando il tempo che impiega un impulso luminoso emesso da un laser a percorrere un determinato spazio. {\displaystyle \mu } ∇ {\displaystyle {\mathbf {x} }} sono i coefficienti dell'espansione. ) , B k ( S costante: Nel vuoto c ) Mpu 401: (interfaccia) standard Midi usato dai musicisti evoluti e professionisti per i loro strumenti Midi. k e mentre la densità di energia magnetica vale: L'energia totale all'interno del volume sarà quindi:[15]. M {\displaystyle {\hat {\mathbf {k} }}} Alcune simulazioni di onde meccaniche dotate di polarizzazione, anche se il concetto è molto più comunemente applicato alle onde elettromagnetiche . ⋅ Non si può dunque parlare di polarizzazione per le onde acustiche, che sono onde di pressione, mentre è possibile, per esempio, per le onde elettromagnetiche Il fronte d'onda di una onda elettromagnetica emessa da una sorgente puntiforme (come ad esempio una lampadina) è una sfera. La velocità di propagazione di un'onda elettromagnetica è indipendente dalla velocità della sorgente, dalla direzione di propagazione, e dalla velocità dell'osservatore. è una somma di soluzioni di tali equazioni, che si possono esprimere utilizzando l'espansione in armoniche sferiche con coefficienti proporzionali alle funzioni di Bessel sferiche. μ Il quanto di radiazione elettromagnetica prende il nome di fotone ed è una particella (nel senso della meccanica quantistica) che segue la statistica di Bose-Einstein, ovvero un bosone. E In pratica però la risoluzione delle equazioni di Maxwell può essere piuttosto laboriosa. ... L'elettrizzazione per induzione. Così ogni volta che la misura viene ripetuta il tempo impiegato appare diverso (a seconda che la terra si stia avvicinando a Giove, tempo più breve del reale, o che si stia allontanando, tempo più lungo). ) 2 σ Un polarizzatore lineare può essere attraversato soltanto da luce polarizzata li- Onde elettromagnetiche di diversa frequenza hanno nomi diversi poiché sono generate da sorgenti diverse e hanno effetti diversi sulla materia. = {\displaystyle h_{l}^{(1,2)}(x)} m Dalle equazioni di Maxwell si evince dunque che in un'onda elettromagnetica i campi sono ortogonali fra loro e ortogonali alla direzione di propagazione, che le loro ampiezze sono proporzionali, e che la costante di tale proporzionalità è la velocità di propagazione, che dipende dalle caratteristiche del mezzo in cui si propaga. {\displaystyle A} x z α 0 {\displaystyle \mathbf {B} _{l,m}^{(M)}} ξ {\displaystyle \mathbf {r} } {\displaystyle n} σ Come per ogni onda la lunghezza d'onda e la frequenza sono legate dalla relazione: dove c rappresenta la velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche che, nel vuoto, è la famosa velocità della luce pari a km/s. ^ [16] Dal punto di vista fisico la precedente espressione esprime il fatto che la variazione nel tempo dell'energia contenuta nel volume Essendo la luce un'onda trasversale dovrebbe essere possibile, con formule simili a quelle ricavate per le onde trasversali nei solidi, dedurre tale costante c a partire dalle proprietà del mezzo. x {\displaystyle \varepsilon } ( In fisica la polarizzazione della radiazione elettromagnetica è una caratteristica delle onde elettromagnetiche ed indica la direzione dell'oscillazione del vettore campo elettrico durante la propagazione dell'onda nello spazio-tempo (il campo magnetico risulterà polarizzato lungo la direzione ortogonale a quella del campo elettrico e alla direzione di propagazione). ∗ Lo studio della propagazione delle radiazione in un materiale cambia a seconda ci si trovi in presenza di un conduttore o di un dielettrico. Si consideri il caso di un'onda piana, e si prenda un volume arbitrario τ contenente un campo elettromagnetico. × L'onda elettromagnetica è una perturbazione di natura simultaneamente elettrica e magnetica che si propaga nello spazio e che può trasportare energia da un punto all'altro. Il modulo del vettore di Poynting è l'intensità dell'onda, cioè l'energia che attraversa la superficie ortogonale alla velocità di propagazione, nell'unità di tempo: Se l'onda piana è approssimabile con un'onda monocromatica, essa è caratterizzata da un andamento sinusoidale del tipo: e lo stesso vale per il campo magnetico. sono i campi di multipolo dell'ordine {\displaystyle E_{l}^{(1,2)}} sono le funzioni di Hankel sferiche, 1 Le equazioni di Maxwell forniscono diverse informazioni riguardanti la propagazione delle onde elettromagnetiche. ( In genere una rappresentazione dettagliata delle onde elettromagnetiche richiede l‟uso delle equazioni di Maxwell che individuano l‟ampiezza, la polarizzazione e la fase dell„onda luminosa in ogni punto. l Questa pagina è stata modificata per l'ultima volta il 14 mar 2021 alle 19:21. La lunghezza d'onda della luce visibile varia da 400 nm a 700 nm; in questo senso non è molto diverso dall'orecchio che è in grado di percepire solamente onde sonore aventi determinate. ∂ E INDICE DEGLI ARGOMENTI. 2 {\displaystyle d\tau } Non si riesce a vedere “a occhio”, a meno di usare dei filtri polarizzatori. L'energia di ogni singolo fotone è quantizzata ed è maggiore per i fotoni di frequenza maggiore. Nel vuoto, e quindi approssimativamente anche in aria, tale rapporto vale circa 377 ohm: La relazione tra i campi in tale caso diventa: Questa formula può essere utilizzata solo in campo lontano dalla sorgente, e viene utilizzata in particolare per la valutazione dell'esposizione umana ai campi elettromagnetici.
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