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Onde elettromagnetiche nel vuoto sono costituite da un campo elettrico e da uno magnetico variabili nel tempo che si propagano in fase tra loro sono trasversali.

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Presentazione sul tema: "Onde elettromagnetiche nel vuoto sono costituite da un campo elettrico e da uno magnetico variabili nel tempo che si propagano in fase tra loro sono trasversali."— Transcript della presentazione:

1 Onde elettromagnetiche nel vuoto sono costituite da un campo elettrico e da uno magnetico variabili nel tempo che si propagano in fase tra loro sono trasversali possono propagarsi nel vuoto dove viaggiano con velocita c = 1/ e 0 m 0 si propagano nei mezzi materiali con velocita V = 1/ le onde e.m. obbediscono al principio di sovrapposizione in quanto nelle equazioni di Maxwell i campi E e B entrano in forma lineare la direzione di E di B e della velocita dellonda V sono legate dalla regola della mano destra E e B sono inscindibili tra loro e vale la

2 nelle equazioni di Maxwell sta implicitamente scritta lesistenza delle onde ettromagnetiche nello spazio libero, senza cariche e correnti, si ha uguagliando i due termini applicando loperatore rotore alla terza equazione di Maxwell e sfruttando la terza e la quarta equazione di Maxwell si ha sfruttando un uguaglianza notevole ed applicando la prima equazione di Maxwell si ha

3 eliminando E invece di B, si ottiene equazioni di onde (tridimensionali) che si propagano con velocità inoltre: le onde e.m. sono onde trasversali, E e B sono perpendicolari fra loro, il verso di propagazione è E B e il rapporto dei moduli è uguale alla velocità ossia

4 per dimostrarlo assumiamo per semplicità di avere onde piane, progressive, monocromatiche: ossiae e e K, il vettore donda, per definizione ha direzione e verso concordi al senso di propagazione dellonda in coordinate cartesiane si avra dunque e se

5 dunque in conclusione dove e analogamente per le componenti y e z dunque

6 infine riassumendo:

7 e cio significa che k, E e B sono reciprocamente perpendicolari posto destrorsa e cio significa che n, E, B costituiscono una terna ortogonale destrorsa ^ ^ see il versore che indica la direzione di propagazione dellondao si ha cioe trasversali cioè campi perpendicolari alla direzione di propagazione dellonda ossia onde trasversali ma divergenze nulle le equazioni di Maxwell nel vuoto stabiliscono che il campo elettrico e quello inoltre le equazioni di Maxwell nel vuoto stabiliscono che magnetico hanno divergenza nulla

8 quanto detto vale anche per onde sferiche e cilindriche se la propagazione è lungo lasse delle x ossia lungo i : ^ se E è lungo una direzione stabile (onda polarizzata linearmente), per esempio j, allora anche B resta lungo k ^^

9 nel piano ortogonale alla direzione di propagazione dellonda, Onde e.m. non polarizzate se la direzione delle componenti del campo elettrico, nel piano ortogonale alla direzione di propagazione, per definire la polarizzazione dellonda e.m. si fa riferimento al comportamento del solo campo elettrico. Polarizzazione delle onde e.m. x z y un onda elettromagnetica polarizzata ellitticamente, o circolarmente, un onda e.m. e polarizzata linearmente quando Polarizzazione ellittica e circolare Polarizzazione lineare x z y un osservatore fermo in un punto dello spazio vede il campo elettrico oscillare, e detta destrogira quando un osservatore fermo in un punto dello spazio Attenzione : si assume che losservatore stia guardando verso la sorgente dellonda sempre nella stessa direzione al passar del tempo vede la direzione del campo elettrico ruotare in senso orario, al passar del tempo varia al trascorrere del tempo in modo completamente casuale si parla di onde non polarizzate

10 POLARIZZATORI vale la Legge di Malus es. occhiali polaroid mostrare lenti polaroid

11 Vai al Physlet le sorgenti di onde elettromagnetiche sono le cariche elettriche accelerate Sorgenti di onde e.m. dalle equazioni di Maxwell si deduce che un onda e.m. esercita su di una superficie perfettamente assorbente una pressione, detta pressione di radiazione Formula di Larmor potenza irradiata da una carica in moto accelerato

12 Radiazione Elettromagnetica= Fotoni ( ) eV = energia accumulata da un elettrone accelerato da una ddp di 1 Volt Meccanica quantistica: dualismo onda-corpuscolo E = h. la radiazione e.m. trasporta quantita discreta di energia = h/p le particelle hanno una lunghezza donda inversamente proporzionale al loro impulso costante di Planck Energia in eV Lunghezza donda in m atomonucleo protone TeV MeVGeVKeV Spettro delle onde e.m.

13 Backup slides

14 Richiami : il moto armonico piano un punto materiale si muova di moto circolare uniforme nel piano xy con OA = A = r. la traiettoria e effettivamente una circonferenza di raggio A, ma in quale senso e percorsa orario o antiorario ? consideriamo le equazioni a t = 0 Le proiezioni del moto sugli assi siano la velocita angolare e. O A al tempo t = + dt moto antiorario. Acos O A x y. Acos O A Asen

15 al tempo t = + dt moto orario se viceversa la traiettoria e ancora una circonferenza, ma il senso di percorrenza e opposto. O A

16 in generale se polarizzazione rettilinea polarizzazione rettilinea polarizzazione ellittica destrogira polarizzazione ellittica levogira


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