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| ONDE ELETTROMAGNETICHE | |||||||||||||||
| Le onde elettromagnetiche, ipotizzate teoricamente da James Clerk Maxwell nel 1864,
sperimentate in laboratorio da Hertz e utilizzate nella
Radio da
Marconi nel 1895, sono costituite da
oscillazioni, del campo elettrico e del campo magnetico, che si
propagano nel vuoto alla velocità di circa:
secondo il disegno seguente:
Le onde elettromagnetiche sono classificabili a seconda delle loro caratteristiche e del loro impiego nei vari campi della tecnica, in base alla lunghezza d'onda od anche alla frequenza, in quanto queste grandezze sono legate fra loro dalla seguente espressione:
dove:
La luce fa parte delle onde elettromagnetiche. Qualunque tipo di onda, ad esempio quella sonora, quella elastica di una molla, o quella generata da una pietra che cade in uno stagno, od anche l'onda sismica di un terremoto, è sempre costituita dall'alternanza di due tipi diversi di energia, che nel caso dell'onda elettromagnetica sono quella elettrica e quella magnetica, come indicato nella figura di sopra. Le onde possono essere, in generale, però di due tipi diversi: longitudinali o trasversali a seconda che l'oscillazione avvenga nella stessa direzione della propagazione o in una direzione ad essa perpendicolare. Le onde sonore, ad esempio sono longitudinali, quelle elettromagnetiche sono trasversali, quelle sismiche sono dei due tipi: quelle primarie, dette così perché arrivano prima, sono longitudinali, quelle secondarie, trasversali. Le oscillazioni del campo elettrico e di quello magnetico avvengono dunque perpendicolarmente alla direzione di propagazione, e i due campi sono inoltre ortogonali tra loro, come indicato nella figura di sopra.
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| POLARIZZAZIONE DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE | |||||||||||||||
| Le onde elettromagnetiche poi, possono avere polarizzazione lineare, circolare ed ellittica a seconda che nel propagarsi nello spazio, il vettore campo elettrico si muova su di una retta, su di un cerchio o su di un'ellisse. Cliccando fra gli approfondimenti a destra si possono vedere alcune animazioni relative alla polarizzazione delle onde elettromagnetiche. | |||||||||||||||
| FLUSSO DI ENERGIA | |||||||||||||||
Quando un'antenna
isotropa genera un'onda elettromagnetica che si propaga nello
spazio, ad essa è sempre associata una densità di potenza
elettromagnetica, rappresentata dal
vettore di Poynting, la cui direzione è quella della
propagazione, ed il cui valore è determinato dal prodotto vettoriale del
campo elettrico per il
campo magnetico secondo la
formula seguente:
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| FORMULA FONDAMENTALE DELLA TRASMISSIONE | |||||||||||||||
La potenza che un'antenna di guadagno Gtr riesce a trasmettere alla distanza r ad un'altra antenna di guadagno Gric si calcola con la formula fondamentale della trasmissione:
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| PROPAGAZIONE DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE NELL'ATMOSFERA | |||||||||||||||
Bisogna
distinguere subito due circostanze totalmente diverse:
Nel vuoto interplanetario o intergalattico, quindi lontano dall'atmosfera terrestre, da corpi materiali e da ostacoli, il mezzo è isotropo ed omogeneo, quindi il comportamento delle onde elettromagnetiche è assolutamente indipendente dalla frequenza e quindi dalla lunghezza d'onda. In questo ambiente astrale, le onde elettromagnetiche si muovono tutte e sempre in linea retta e si propagano tutte alla stessa velocità:
che è una costante universale, di ciò si tiene conto nello studio dell'astronomia e, soprattutto, della radioastronomia. Viceversa, entro l'atmosfera terrestre, poiché l'aria che noi respiriamo non è un mezzo né isotropo, né omogeneo, la propagazione delle onde elettromagnetiche è soggetta a: A seguito di tutti questi fenomeni appena elencati, il comportamento delle onde elettromagnetiche all'interno dell'atmosfera terrestre si diversifica molto con il variare della frequenza dando luogo a problemi alquanto diversi. L'atmosfera terrestre è suddivisa in vari strati come indicato, orientativamente, in figura.
i possono avere pertanto tipi diversi di propagazione:
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= lunghezza d'onda (metri)
