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.
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.
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.
Lo spettro elettromagnetico è l'insieme delle onde elettromagnetiche su diverse frequenze.
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:
- raggi gamma ( 3·1012 GHz - 3·109 GHz )
- raggi X ( 3·1011 GHz - 3·107 GHz )
- raggi ultravioletti ( 107 GHz - 7,5·105 GHz )
- luce visibile ( 7,5·105 GHz - 4,1·105 GHz - )
- raggi infrarossi ( 4,1·105 GHz - 3·102 GHz - )
- microonde ( 3·102 GHz - 250 MHz )
- radioonde o onde radio ( < 250 MHz )
L'insieme delle onde elettromagnetiche forma lo spettro elettromagnetico.
