La teoria dell'elettromagnetismo

Il fisico Maxwell formula la teoria del campo elettromagnetico.

Nel XIX secolo i fisici Hans Christian Ørsted e Michael Faraday scoprirono l'induzione elettromagnetica.

Si accorsero che un filo conduttore percorso da corrente elettrica induce un campo magnetico.

Inoltre, un magnete in movimento avvolto da un conduttore a spirale ( solenoide ) induce una corrente elettrica.

Cos'è un solenoide? E' una bobina di filo conduttore avvolto a spirale su un corpo cilindrico.
un filo conduttore a spirale genera un campo magnetico

I loro studi furono ripresi da James Clerk Maxwell.

Secondo Maxwell, la variazione del campo elettrico induce una variazione del campo magnetico anche in assenza di un conduttore.

E ovviamente accade anche l'inverso.

Una variazione del campo magnetico induce un campo elettrico.

La forza elettrica e la forza magnetica sono strettamente connesse tra loro.

In un'onda elettromagnetica il campo elettrico e il campo magnetico sono perpendicolari alla direzione dell'onda.

un esempio di onda elettromagnetica

Per questo motivo il campo elettromagnetico si propaga a onde nello spazio.

Nota. Le onde elettromagnetico non necessitano di un mezzo materiale per propagarsi. Possono propagarsi anche nel vuoto. La velocità di propagazione del campo elettromagnetico nello spazio vuoto è circa 299 mila chilometri al secondo ( velocità della luce ).

L'ipotesi teorica avanzata da Maxwell venne confermata dagli esperimenti condotti da Heinrich Rudolf Hertz pochi anni più tardi.

Hertz fu il primo a misurare le onde elettromagnetiche.

Per questa ragione sono anche dette onde hertziane.

    Lo spettro elettromagnetico

    Quando Maxwell calcolò la velocità delle onde elettromagnetiche a 299 mila km/sec, si accorse della coincidenza con la velocità della luce.

    Da questo dedusse che la luce visibile è soltanto una radiazione elettromagnetica con una particolare frequenza ( lunghezza d'onda ).

    La differenza tra frequenza e lunghezza d'onda. La frequenza è l'inverso della lunghezza d'onda. Data la velocità di propagazione di un'onda elettromagnetica pari a una costante c ( la velocità della luce nel vuoto è circa 299 mila km/sec ), la frequenza v di una radiazione elettromagnetica è uguale al rapporto tra la costante c e la lunghezza dell'onda λ.
    la formula della frequenza e della lunghezza d'onda

    Lo spettro elettromagnetico è l'insieme delle onde elettromagnetiche su diverse frequenze.

    lo spettro elettromagnetico

    Nota. Le onde luminose della luce visibile della nostra esperienza quotidiana occupano soltanto una parte dello spettro elettromagnetico che invece è composto da molte altre tipologie radiazioni.

    Oltre alla luce visibile esistono molti altri tipi di radiazioni elettromagnetiche ondulatorie con diverse lunghezze d'onda:

    1. raggi gamma ( 3·1012 GHz - 3·109 GHz )
    2. raggi X ( 3·1011 GHz - 3·107 GHz )
    3. raggi ultravioletti ( 107 GHz - 7,5·105 GHz )
    4. luce visibile ( 7,5·105 GHz - 4,1·105 GHz - )
    5. raggi infrarossi ( 4,1·105 GHz - 3·102 GHz - )
    6. microonde ( 3·102 GHz - 250 MHz )
    7. radioonde o onde radio ( < 250 MHz )

    L'insieme delle onde elettromagnetiche forma lo spettro elettromagnetico.



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    L'elettromagnetismo

    1. La teoria dell'elettromagnetismo
    2. Le onde elettromagnetiche
    3. Lo spettro elettromagnetico