[Elettromagnetismo] Chiarimenti sulle onde elettromagnetiche.
Roby
Il termine onde elettromagnetiche sta ad indicare il sovrainsieme di tutte
le tipologie di onde: microonde, raggi x, etc?!
[2]
Le tipologie di onde sono classificate in base alla frequenza di queste?!
[3]
Mi pare d'aver capito che facendo oscillare degli elettroni lungo una
antenna si creano le onde elettromagnetiche, ma cosa accade di preciso dopo
questa oscillazione?!
Butto giù l'idea che mi sono fatto:
- gli elettroni li faccio oscillare con una corrente alternata.
- gli elettroni oscillanti modificano il loro campo elettrico.
- questo campo si estende verso l'infinito alla velocità della luce circa,
cioè è come piegare con onde una retta già esistente (vettore o come volete
chimarlo) ?!
Corretto?! Mi sembra tutto così strano ...
[PS]
Mi servirebbe una chiara ed intelligente definizione, magari anche
letterale, di camp elettrico. Che vada oltra alla stupida e riassuntiva
formula matematica.
Ho bisogno di qualità & qualità con precisione sull'argomento, magari anche
con analogie capibili dal popolo (cioè me )
E' 1 fenomeno che mi affascina ... !!!
Josef K.
wrote:
>[1]
>Il termine onde elettromagnetiche sta ad indicare il sovrainsieme di tutte
>le tipologie di onde: microonde, raggi x, etc?!
Sì, anche se per le energie dai raggi X in sù la componente
ondulatoria raramente è influente.
>[2]
>Le tipologie di onde sono classificate in base alla frequenza di queste?!
Sì, energia o lunghezza d'onda o frequenza. Le definizioni sono
equivalenti.
>
>[3]
>Mi pare d'aver capito che facendo oscillare degli elettroni lungo una
>antenna si creano le onde elettromagnetiche, ma cosa accade di preciso dopo
>questa oscillazione?!
Accade che ogni particella carica emette radiazione elettromagnetica
se viene accelerata.
In un certo senso (ma prendila come una spiegazione naif) l'elettrone
emette l'onda per informare il mondo che lo circonda che ha cambiato
il suo stato di moto ecc...
>[PS]
>Mi servirebbe una chiara ed intelligente definizione, magari anche
>letterale, di camp elettrico. Che vada oltra alla stupida e riassuntiva
>formula matematica.
Sarà una cosa a cui forse non hai pensato, ma prima dovresti sapere
bene cosa significhi "campo".
Ciao
Rob
Roby
con una sonda nello spazio allora mi viene da pensare che questa onda
elettromagnetica deve essere in retta con l'antenna della sonda, dove
arriverà il mio campo elettrico (deformato ad onde?!) facendo oscillare
anche nella sua antenna gli elettroni ... sarà vero?! Boh!
Ed i dati come ci arrivano?!
Modulati in frequenza?!
Roby
> se viene accelerata.
> In un certo senso (ma prendila come una spiegazione naif) l'elettrone
> emette l'onda per informare il mondo che lo circonda che ha cambiato
> il suo stato di moto ecc...
Josef K.
wrote:
No, un conto č parlare di campo elettrico e un conto parlare di onde
elettromagnetiche.
Un elettrone statico produce un campo elettrico, ma non onde
elettromagnetiche.
Un elettrone in moto accelerato invece emette onde elettromagnetiche
(oltre che produrre un campo aelettrico variabile e un campo magnetico
attorno a sč).
Rob
Federico Zema
> Un elettrone in moto accelerato invece emette onde elettromagnetiche
> (oltre che produrre un campo aelettrico variabile e un campo magnetico
> attorno a sè).
Ciao,
scusa, ma le onde elettromagnetiche emesse e il campo elettromagnetico
variabile ... sono la stessa cosa!!
O forse ho capito male quello che intendevi ...
Ciao
Federico
vmor...@hotmail.com
> scusa, ma le onde elettromagnetiche emesse e il campo elettromagnetico
> variabile ... sono la stessa cosa!!
Scusa se mi intrometto, ma indipendentemente dalla questione
precisa discussa nel theread, quanto dici sopra è fisicamente
inesatto. Perché la distizione tra onda elettromagnetica e
resto del campo, per quanto riguarda il campo emesso da
una sorgente viene fatta in altro modo.
Non hai mai sentito parlare, per il campo emesso da una sorgente
variabile nel tempo (contenuta in un insieme limitato di dimensione
caratteristica d) di campo di induzione e campo di radiazione?
Il secondo (riferito a campi E e B)
decresce come 1/r mentre il primo decresce più velocemente: 1/r^2.
r >> d è la distanza dalla sorgente. A meno di ordini O(1/r^2)
E e B di radiazione sono ortogonali e, con la stessa approssimazione,
risolvono anche l'equazione di d'Alembert (onde libere): sono dunque
soluzione dell'equazione delle onde propriamente detta solo per
r-> +oo (usando la stessa approssimazione il campo di induzione è
da considerarsi nullo per r->+oo).
Il campo di radiazione dipende dal tempo, ma
ingenerale dipende dal tempo anche quello di induzione.
Tuttavia solo quello di radiazione trasporta energia ed impulso
conservati e solo questo si pensa come onda elettromagnetica...
Quindi, il punto importante NON è se dipenda o meno dal tempo,
ma se trasporti quantità conservate...
L'impulso che scappa all'infinito corrisponde ad una forza di rinculo
sulla carica che ha emesso il campo di radiazione: l'"autoforza"
che la carica "esercita su se stessa".
Ed è poi questo il punto quando si trovano le inconsistenze di vario
genere nell'elettrodinamica classica per la carica di raggio nullo, ma
carica finita...
Ciao, Valter
marcofuics
Josef K. ha scritto:
> On Mon, 24 Oct 2005 11:57:47 +0200, "Roby" <matrixb...@tin.it>
> wrote:
>
> >> Accade che ogni particella carica emette radiazione elettromagnetica
> >> se viene accelerata.
> >> In un certo senso (ma prendila come una spiegazione naif) l'elettrone
> >> emette l'onda per informare il mondo che lo circonda che ha cambiato
> >> il suo stato di moto ecc...
> >Quindi gli elettroni (e-) staticamente non emettono campo elettrico E ?!
>
> No, un conto è parlare di campo elettrico e un conto parlare di onde
> elettromagnetiche.
> Un elettrone statico produce un campo elettrico, ma non onde
> elettromagnetiche.
> Un elettrone in moto accelerato invece emette onde elettromagnetiche
> (oltre che produrre un campo aelettrico variabile e un campo magnetico
> attorno a sè).
>
>
> Rob
Ciao... non fare confusione:
Il campo E e' proprio cosi': un qualunque campo E e' anche magnetico (
pensa al flusso di E attraverso una spira in moto.... se si muove la
spira o se si muove la sorgente di E? l'uno e l'altro sono espressioni
di una stessa entita', ed infatti le eqni di MXwll sono
relativisticamente invarianti.Ora l'onda EM cosa e' se non una
oscillazione dello stesso.... )
Sinceramente mi risulta difficile pensare ad un campo EM che esista
senza onde EM, queste ultime sono imprescindibili dal campo EM cosi'
come l'opposto: un campo EM e' imprescindibile dalle onde EM.
Non credo tu possa farti un esempio di campo EM senza onde....( non
tirare in ballo 1 carica ferma! )....
vmor...@hotmail.com
>Sinceramente mi risulta difficile pensare ad un campo EM che esista
>senza onde EM, queste ultime sono imprescindibili dal campo EM cosi'
>come l'opposto: un campo EM e' imprescindibile dalle onde EM.
>Non credo tu possa farti un esempio di campo EM senza onde....( non
>tirare in ballo 1 carica ferma! )....
Scusa, ma non fare tu confusione: una carica (o un sistema di cariche)
ferma in un sistema di riferimento inerziale K produce un campo
elettromagnetico che, nel sistema K di quiete con la carica, appare
come puro campo elettrico e statico.
In un sistema di riferimento inerziale K' in moto uniforme
(velocità costante) rispetto a K si vede invece anche un campo
magnetico come le trasformazioni di Lorentz dei campi comandano.
Entrambi dipendono dal tempo ma NON c'è campo di radiazione per
cui non c'è alcuna onda elettromagnetica...
Ciao, Valter
-------------------------------------------------------------------
Valter Moretti
Dip. Matematica - Università di Trento
http://www.science.unitn.it/~moretti/home.html
marcofuics
vmor...@hotmail.com ha scritto:
Ciao, tu dici bene... ma il fatto che tu dica una cosa esatta non
significa che io stessi dicendo una cosa falsa: forse non mi sono
espresso bene.
1) Un campo, che sia Elettrico o che sia Magnetico, e' una unica
entita'...e non mi sembra tu sia in disaccordo.
2) Un Onda EM io dico solo che non puo' prescindere dal campo e che ne
e' una semplice oscillazione!... e questo anche credo che trovi la tua
approvazione
3) Riguardo all'ultima affermazione, mea culpa se non ho chiarito
meglio, io mi riferivo ad un contesto reale, nel quale un sistema di
cariche giammai potra' esistere senza accelerazioni!
vmor...@hotmail.com
...
>1) Un campo, che sia Elettrico o che sia Magnetico, e' una unica
>entita'...e non mi sembra tu sia in disaccordo.
Non sono in disaccordo anche se NON è un fatto evidente sia
sperimentalmente che teoricamente (ci vuole la relatività speciale
per capirlo a fondo)
>2) Un Onda EM io dico solo che non puo' prescindere dal campo e che ne
>e' una semplice oscillazione!... e questo anche credo che trovi la tua
>approvazione
Sono in disaccordo sull'affermazione che l'onda elettromagnetica
sia "una semplice oscillazione", essenzialmente perché è
un'affermazione
troppo vaga e pertanto pericolosa in una discussione come quella in
corso.
Se parliamo di onde, in senso proprio, emesse da sorgenti
bisogna richiedere che il campo fuori dalle sorgenti sia (anche) di
radiazione
(sono entrato in più dettagli in un altro post di oggi).
Alternativamente si possono
definire le onde EM come le soluzioni delle equazioni di Maxwell senza
sorgenti
con qualche altra ipotesi (per esempio quadrimpulso associato finito).
Le onde EM di primo tipo (campo di radiazione) "tendono" a diventare di
secondo tipo (in un senso matematicamente molto preciso) nel limite di
distanza
infinita dalla sorgente (racchiusa in un isieme limitato).
Ciao, Valter
Josef K.
Sì, certo, mi sono espresso male!
Rob
Emax
> [2]
> Le tipologie di onde sono classificate in base alla frequenza di queste?!
Sulle onde elettromagnetiche ho una curiosità.
Oltre alle onde gamma e alle radiazioni cosmiche vi sono altre bande di
frequenza che tendono al infinito o vi è un limite invalicabile oltre al
quale non può aumentare la frequenza.
Grazie.
Josef K.
>Ciao... non fare confusione:
>Il campo E e' proprio cosi': un qualunque campo E e' anche magnetico (
Ma non è mica vero.
Una carica immobile in un sistema di riferimento non genera alcun
campo magnetico!
Al limite possiamo dire che mettendoci in un altro sistema di
riferimento inerizale esistono leggi di trasformazione dei campi per
cui in questo secondo sistema esistono un campo elettrico e uno
magnetico.
Rob
marcofuics
vmor...@hotmail.com ha scritto:
Ciao Valter, ( forse capisco dove vuoi arrivare )
Se tu sviluppi le eq.ni di Mxwll in una cavita' cosa ne ricavi?
Ad esempio fai incidere un fascio di sorgente infinitamente distante su
un corpo cavo dotato di apertura ( sia un'antenna Horn con un coassiale
in coda ) all'interno che cosa vedi? Non certo piu' sara' l'onda piana,
sara' un campo variabile, sovrapposizione di onde varie e questo tipo
di campo e' quello che nella stragrande maggoranza dei casi si
manifesta.
Ora che tu mi parli di condizione radiative, sorgente infinitamente
lontana etc etc. questo e' un altro paio di maniche: l'onda e'
un'oscillazione del campo... e non e' affatto riduttivo dire cosi'!
vmor...@hotmail.com
>lontana etc etc. questo e' un altro paio di maniche: l'onda e'
>un'oscillazione del campo... e non e' affatto riduttivo dire cosi'!
Quello che volevo sottolineare è semplicemente che quando si parla
di radiazione elettromagnetica generata da una carica che accelera
si includa l'idea fisicamente centrale, che trasporti quadriimpulso
e non solo che risolva le equazioni di D'Alembert libere
(in modo esatto, approssimato ecc ecc). Tutto qui.
Poi ognuno è libero di scegliere le definizioni che vuole.
Ciao, Valter
marcofuics
> Ma non č mica vero.
> Una carica immobile in un sistema di riferimento non genera alcun
> campo magnetico!
Sarebbe <<vera>> solo se tu la riscrivessi nella forma che di seguito
ti riporto:
In un sistema di riferimento per cui una "carica" resta immobile un
qualsiasi sperimentatore solidale con questo non misura effetti
magnetici prodotti da tale carica.
Effettivamente nel seguito tu lo dici ( ma comunque l'affermazione di
prima non e' completa )
> Al limite possiamo dire che mettendoci in un altro sistema di
> riferimento inerizale esistono leggi di trasformazione dei campi per
> cui in questo secondo sistema esistono un campo elettrico e uno
> magnetico.
Ma e' proprio questo il punto.
Il mondo fisico che ti circonda e' questo e non accade affatto che esso
segua le tue idee ed i tuoi pensieri operando una trasformazione
intrinseca nel momento in cui tu interpreti la realta' in un modo
diverso.
Praticamente se io interpreto la realta' attraverso l'osservazione di
fenomeni elettro-magnetici mi faccio una teoria che ha un certo valore
nel descriverli, ma comunque questa e' solo una interpretazione che ha
i suoi limiti di applicabilita'. Essa potra' rendere sufficientemente
le idee qualora sia applicata a fenomeni che rientrano nel campo in cui
gli errori sulle misure sperimentali che hanno condotto alla stessa
teoria siano trascurabili!!!
Josef K.
wrote:
>Josef K. ha scritto:
>> Ma non è mica vero.
>> Una carica immobile in un sistema di riferimento non genera alcun
>> campo magnetico!
>
>Sarebbe <<vera>> solo se tu la riscrivessi nella forma che di seguito
>ti riporto:
>In un sistema di riferimento per cui una "carica" resta immobile un
>qualsiasi sperimentatore solidale con questo non misura effetti
>magnetici prodotti da tale carica.
>Effettivamente nel seguito tu lo dici ( ma comunque l'affermazione di
>prima non e' completa )
Calma, una carica immobile in un sistema di riferimento inerziale non
genera nessun campo magnetico. Punto.
Un campo esiste o non esiste indipendentemente dalla presenza di un
osservatore.
Al limite un osservatore in moto nel suo proprio sistema di
riferimento misura un campo magnetico: ma il sistema di riferimento è
diverso.
>Ma e' proprio questo il punto.
>
>Il mondo fisico che ti circonda e' questo e non accade affatto che esso
>segua le tue idee ed i tuoi pensieri operando una trasformazione
>intrinseca nel momento in cui tu interpreti la realta' in un modo
>diverso.
No, no, no.
Se io ho una carica immobile in un sistema di riferimento il campo
generato da essa è solo un campo elettrico.
In quel sistema di riferimento il campo magnetico è zero.
Se si vedono le cose in un altro sistema di riferimento appaiono
diversamente, ma questo diversamente apparire segue leggi di
trasformazione ben precise.
Non è che la natura si adatta, ovviamente, la natura è fatta così,
cambia il nostro modo di descrivere le cose.
Fatto sta che se prendi una carica nel suo sistema di riferimento di
quiete questa genera solo un campo elettrico.
Se tu fai dele misure muovendoti rispetto ad essa vedrai un campo
magnetico ma solo perchè non stai facendo misure nel sistema di
riferimento di cui si parlava sopra, ma in un altro!
Rob
Elio Fabri
> Il mondo fisico che ti circonda e' questo e non accade affatto che
> esso segua le tue idee ed i tuoi pensieri operando una trasformazione
> intrinseca nel momento in cui tu interpreti la realta' in un modo
> diverso.
> fenomeni elettro-magnetici mi faccio una teoria che ha un certo valore
> nel descriverli, ma comunque questa e' solo una interpretazione che ha
> i suoi limiti di applicabilita'. Essa potra' rendere sufficientemente
> le idee qualora sia applicata a fenomeni che rientrano nel campo in cui
> gli errori sulle misure sperimentali che hanno condotto alla stessa
> teoria siano trascurabili!!!
"filosofiche" che non hanno a che vedere con quel problema.
Se la domanda e'
"come si puo' riconoscere il campo e.m. prodotto da una carica ferma,
anche se lo si guarda da un altro rif.?"
la risposta esiste: vedi sotto.
Josef K. ha scritto:
> ...
> Fatto sta che se prendi una carica nel suo sistema di riferimento di
> quiete questa genera solo un campo elettrico.
> Se tu fai dele misure muovendoti rispetto ad essa vedrai un campo
> magnetico ma solo perchè non stai facendo misure nel sistema di
> riferimento di cui si parlava sopra, ma in un altro!
Tutto vero quello che dici, ma si puo' fare di piu'.
Ci si puo' chiedere:
"se osservo un campo e.m. in un dato rif. inerziale, da quali sue
caratteristiche posso riconoscere che esso e' dovuto a una carica che
era ferma in un altro rif.?"
Il problema e' interessante, e non so se abbia una ripsosta semplice.
Si potrebbe dire: "sara' cosi' se e solo se esiste un vettore fisso v
tale che in ogni punto dello spazio-tempo e' sempre B = vxE".
Oppure (congettura) "se e solo se il primo invariante E^2-B^2 e' > 0,
e il secondo invariante E.B e' nullo".
------------------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
------------------------------
marcofuics
Elio Fabri ha scritto:
No.
Esistono effetti misurabili che vengono chiamati magnetici ed elettrici
( per rimanere circoscritti al problema, altrimenti si potrebbero
considerare anche effetti "deboli" , e chissa' che non si possa
estendere il discorso a qualsiasi altro effetto ) : tali effetti, tali
fenomeni hanno una interpretazione che di volta in volta ha la sua
validita': secondo me non ha niente di tanto effimero dire, alla
stregua di una concezione deistica, che la strana attrazione dei
ferri-calamitati e' magica! Beh, certo da questa non si costruiscono
leggi ne' si possono fare previsioni... ma ricorda che qualora tu
riesca a fare la previsione [e qui intendo dire quando dalla tua legge
scaturisce qualche numero...] tu avrai soltanto fatto delle misure
molto precise su quell'evento [elettrico, magnetico, chiamalo come
vuoi, elettromagnetico , elettrodebole] che avrai cercato di isolare da
altri eventi spurii che lo perturbano...ed e' proprio questa
raffinatezza di misure che ti fa procedere....man mano che aguzzi la
vista e scruti piu' nel dettaglio tanto piu' precisamente saprai
descrivere cio' che succede!
Orbene, stando alla concezione di fine ottocento, quella in cui per
spiegare effetti "a distanza" si invoca la presenza di un "CAMPO",
viene fuori che una spiegazione elegante degli effetti elettrici la si
puo' dare supponendo l'esistenza del "CAMPO ELETTRICO" associato a
"CARICHE ELETTRICHE"!
Parimenti si fece con quelli detti magnetici!
Quando le misure hanno ispezionato piu' dettagliatamente i fenomeni una
successiva spiegazione ( ma sempre invocando il cosiddetto "CAMPO" ) e'
stata quella del campo elettro-magnetico, che riusciva in modo
simmetrico a contemplare anche gli effetti visti da Faraday e Lenz.
Ma comunque ogni cosa e' una congettura qui:
il campo
l'elettricita'
il magnetismo
le cariche elettriche
Formule matematiche che hanno un corrispondente nella realta'
osservata, ma non dovunque e sempre!
Cosi' se io dico che quello di cui all'inizio del post e' un campo
elettromagnetico intendo dire proprio cio' che ho scritto... e poi
qualcuno mi dira' che e' un campo elettrodebole....e poi qualcuno dira'
che non e' un campo ....e chissa' poi: solo capendo bene quali sono i
punti da cui nasce una teoria si capisce quali ne sono i limiti di
applicabilita'!
Io mi fermo qui, non aggiungo altro... come si dice dalle mie parti:
cca' nisciun e' fess!
Josef K.
>Formule matematiche che hanno un corrispondente nella realta'
>osservata, ma non dovunque e sempre!
>Cosi' se io dico che quello di cui all'inizio del post e' un campo
>elettromagnetico intendo dire proprio cio' che ho scritto... e poi
>qualcuno mi dira' che e' un campo elettrodebole....e poi qualcuno dira'
>che non e' un campo ....e chissa' poi: solo capendo bene quali sono i
>punti da cui nasce una teoria si capisce quali ne sono i limiti di
>applicabilita'!
>
>Io mi fermo qui, non aggiungo altro... come si dice dalle mie parti:
>cca' nisciun e' fess!
Personalmente non capisco nè perchè ti inalberi nè quale sia il senso
di quel che dici.
Sono andato a rivedermi l'inizio del thread per capire se c'era stato
qualche malinteso.
Senza perdersi nei rivoli delle discussioni, che a volte se ne vanno
per la tangente, la tua affermazione iniziale era che "Il campo E e'
proprio cosi': un qualunque campo E e' anche magnetico".
Da un punto di vista dell'elettrodinamica classica (e spero che
vogliamo fermarci qui) questa affermazione è falsa.
L'elettrodinamica classica è sostanzialmente descritta dalle equazioni
di Maxwell e basta.
In queste equazioni compaiono due campi (concetto che, a essere
pignolo, non è una visione dell'ottocento, ma al limite una visione a
partire dall'ottocento) che sono il campo elettrico e magnetico.
Le equazioni ci dicono (a voler essere un po' grezzi) che un campo
elettrico variabile produce un campo magnetico variabile e viceversa.
Su un qualsiasi testo di fisica II troverai la (a mio avviso elegante)
semplice dimostrazione di come dalle equazioni di Maxwell si trova
l'equazione delle onde (nel vuoto è il caso più semplice) e la loro
propagazione a velocità c.
Tuttavia un campo elettrico statico non produce alcun campo magnetico
e questo ce lo dicono le equazioni di Maxwell: la magnetostatica e
l'elettrostatica sono sostanzialmente due "teorie" separate e i campi
obbediscono a leggi indipendenti.
E' un caso particolare delle equazioni di Maxwell: nelle equazioni del
campo elettrico non compare quello magnetico e viceversa (nel caso
statico).
La tua affermazione, detta così, è falsa, poi pensa quel che vuoi.
Al limite, mi ripeto, uno può dire che se anzichè nel sistema di
riferimento della particella ferma che produce il campo elettrico
faccio misure nel sistema di riferimento diverso allora osservo un
campo elettrico e uno magnetico (io trovo elegante la semplice
dimostrazione di come il campo magnetico generato da un filo percorso
da corrente possa essere spiegato in questi termini di cambiamento di
riferimento).
Io non capisco bene quale fosse il senso delle tue affermazioni:
l'esistenza di una entità chiamata campo elettromagnetico non
significa che un campo elettrico è anche un campo magnetico.
Poi forse non ho capito cosa vuoi dire, ma ti posso assicurare che mi
sto esprimendo nel modo più scolastico possibile.
Io rispondo volentieri se vuoi continuare la discussione, però per
favore non imbarcarti in discorsi pseudo filosofici ma cita le
equazioni o le leggi da cui trai le tue affermazioni, perchè
altrimenti non ha molto senso.
Rob