Vorticità delle onde elettromagnetiche: è una bufala o no?

[Massimo Soricetti]

http://www.tomshw.it/cont/news/onde-radio-come-fusilli-il-wireless-senza-confini-e-italiano/36250/1.html

In che cosa sarebbe diversa dalla normale e già ampiamente nota
polarizzazione circolare?

[JTS]

Am 06.03.12 18:28, schrieb Massimo Soricetti:

> http://www.tomshw.it/cont/news/onde-radio-come-fusilli-il-wireless-senza-confini-e-italiano/36250/1.html
>
>
> In che cosa sarebbe diversa dalla normale e già ampiamente nota
> polarizzazione circolare?

Si tratta non di polarizzazione di un fascio dal profilo spaziale
piuttosto uniforme (ad es. il fascio gaussiano), ma del profilo spaziale
stesso (fase ed ampiezza dell'onda). Per i fasci di onde
elettromagnetiche (onde che si propagano viaggiando in una direzione
precisa, e occupano una regione dello spazio ristretta, l'esempio ovvio
con la tecnologia moderna e' il fascio di un laser) l'informazione puo'
essere codificata anche nel profilo spaziale "trasverso" (cioe' in piani
ortogonali alla direzione di propagazione media, ovvero guardando il
fascio "di fronte"). In particolare un modo di costruire profili
spaziali che si distinguono in maniera netta e' dare a ciascuno di essi
una diversa vorticita', il che significa che seguendo la fase dell'onda
elettromagnetica in un percorso chiuso la variazione totale della fase
non e' zero per i profili preparati secondo alcune particolari ricette;
la fase si avvita attorno ad un certo punto, il centro del vortice, come
appunto un vortice :-)

Questo link (a cui ho dato un'occhiata superficiale) da' alcune
informazioni e ci sono anche dei grafici
http://www.physics.gla.ac.uk/Optics/play/photonOAM/; poi c'e'
naturalmente la pagina di Wikipedia

http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_vortex

Avrei una domanda mia sul tema :-) Questi fasci riescono a mantenersi
distinguibili anche dopo propagazione per distanze molto grandi? Ho
l'impressione che per distinguere i vari ordini di vorticita' sia
necessario avere un rivelatore che campioni una regione spaziale
piuttosto grossa, e dopo un po' di propagazione non sia piu' fattibile
costruire antenne abbastanza grandi (vero che si potrebbero costruire
degli array di antenne per campionare il segnale in una regione spaziale
abbastanza grande).

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

On 18 Mar, 13:37, JTS wrote:

> Questo link (a cui ho dato un'occhiata superficiale) da' alcune
> informazioni e ci sono anche dei grafici
> http://www.physics.gla.ac.uk/Optics/play/photonOAM/;

Ciao,
grazie del link.

> poi c'e'
> naturalmente la pagina di Wikipedia
>
> http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_vortex
>

Tutto interessante,
insieme all'articolo
pubblicato il 1° marzo 2012 sul New Journal of Physics,
http://iopscience.iop.org/1367-2630/14/3/033001/article
e a questa intervista a Tamburini
http://www.media.inaf.it/gallery/main.php/v/voci/interviste/Tamburini-vorticit_-final.mp3.html
Da qui, si può visionare un filmato sull'esperimento
http://www.smartplanet.com/blog/smart-takes/pasta-shaped-radio-waves-could-eliminate-wireless-congestion/23690?tag=nl.e660
e qui c'è un documento di presentazione sulle ricerche condotte dal
gruppo di Tamburini
http://www.unipd.it/uniscienze/articoli/doc/Vorticita_ottiche_astronomia.pdf

> Avrei una domanda mia sul tema :-) Questi fasci riescono a mantenersi
> distinguibili anche dopo propagazione per distanze molto grandi? Ho
> l'impressione che per distinguere i vari ordini di vorticita' sia
> necessario avere un rivelatore che campioni una regione spaziale
> piuttosto grossa, e dopo un po' di propagazione non sia piu' fattibile
> costruire antenne abbastanza grandi (vero che si potrebbero costruire
> degli array di antenne per campionare il segnale in una regione spaziale
> abbastanza grande).

Non sono esperto e non ho ancora compreso i dettagli di tutta la
teoria, ma il primo
esperimento che farei sarebbe quello di provare a far passare onde
elettromagnetiche così configurate attraverso un plasma e vedere cosa
cambia. Per esempio, la polarizzazione intesa in senso classico può
cambiare
completamente durante
la propagazione attraverso la ionosfera:
[se per esempio puntiamo un'antenna yagi per onde corte in una certa
direzione (verso
l'America o l'Asia, ecc.) e poi disponiamo i suoi elementi in un certo
modo
(ovviamente, orizzontalmente per trasmettere con polarizzazione
orizzontale,
verticalmente per trasmettere con quella verticale), alla stazione
ricevente
può giungere un segnale polarizzato in modo del tutto diverso].
Allora, varrebbe la pena di sapere cosa
accade per gli stati di vorticità; onestamente, non credo che
passando
attraverso la ionosfera si conservino.
Ciao.
--
Gino Di Ruberto, Napoli
IK8QQM
http://groups.google.com/group/infonapoli-newsletter?hl=it
"E' curioso a vedere che quasi tutti gli uomini che valgono molto
hanno le maniere semplici e che quasi sempre le maniere semplici sono
prese per indizio di poco valore."
(Giacomo Leopardi)

[JTS]

>
> Non sono esperto e non ho ancora compreso i dettagli di tutta la
> teoria, ma il primo
> esperimento che farei sarebbe quello di provare a far passare onde
> elettromagnetiche così configurate attraverso un plasma e vedere cosa
> cambia. Per esempio, la polarizzazione intesa in senso classico può
> cambiare
> completamente durante
> la propagazione attraverso la ionosfera:

cut

> Allora, varrebbe la pena di sapere cosa
> accade per gli stati di vorticità; onestamente, non credo che
> passando
> attraverso la ionosfera si conservino.
> Ciao.

Mi viene in mente che conosco qualcuno a cui potrei provare a chiedere
qualche informazione in piu' ... in attesa di questo, ho un vago
presentimento che questi stati di vorticita' potrebbero essere
abbastanza resistenti alla propagazione attraverso un mezzo turbolento,
perche' corrispondono a degli autostati di momento angolare, e le leggi
di conservazione del momento angolare potrebbero dare una mano a
preservare la vorticita' anche attraverso un plasma. Se ottengo qualche
info piu' precisa faro' sapere "su questi stessi schermi"

[JTS]

>
> Non sono esperto e non ho ancora compreso i dettagli di tutta la
> teoria, ma il primo
> esperimento che farei sarebbe quello di provare a far passare onde
> elettromagnetiche così configurate attraverso un plasma e vedere cosa
> cambia. Per esempio, la polarizzazione intesa in senso classico può
> cambiare
> completamente durante
> la propagazione attraverso la ionosfera:

cut

> Allora, varrebbe la pena di sapere cosa
> accade per gli stati di vorticità; onestamente, non credo che
> passando
> attraverso la ionosfera si conservino.
> Ciao.

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

Cari amici di it.scienza.fisica,
vorrei chiedere il vostro aiuto.
Essendo uno studente di fisica e un radioamatore, provo un amore
indescrivibile
per tutta la fisica e per la radio in particolare, dunque potete
immaginare
l'interesse che la teoria delle vorticità ottiche e questo esperimento
svoltosi a Venezia, riguardante una possibile applicazione di tale
teoria
anche alle onde radio, susciti in me e anche in tutti i radioamatori.

Su questo esperimento, mi sono state poste alcune osservazioni (vedi
pochi
righi più avanti) da chi è scettico o, semplicemente, vuole capire
bene le
cose come funzionano. Ci terrei a rispondere nel modo più corretto
possibile.
La prima cosa che ho messo in chiaro con i miei interlocutori è che
non
devono ragionare solo in termini di elettromagnetismo classico, in
particolare
non devono considerare semplicemente la polarizzazione classicamente
come
direzione del campo elettrico e del campo magnetico, perchè abbiamo a
che
fare con il momento angolare orbitale e con lo spin e dunque siamo in
ambito
quantistico; ho mostrato loro che compare la costante "h tagliato",
ecc.

Tuttavia le osservazioni rivoltemi più importanti sono queste due:

1)
Guardiamo la twisted parabolic antenna
http://i40.tinypic.com/jh8qpy.jpg
(immagine tratta da
http://air-radiorama.blogspot.it/2012/03/dopo-marconi-unaltro-italiano-cambiera.html
figura 3 A)
utilizzata nell'esperimento.
Alcuni si chiedono come un riflettore parabolico così modificato possa
ancora esplicare la sua funzione.
La risposta che da studente do io, ma gradirei comunque un vostro
supporto, è questa:
se abbiamo un sistema riflettente o rifrangente, in generale, come
sappiamo,
se le dimensioni degli ostacoli sono molto più grandi delle
lunghezze d'onda in gioco, si applica l'ottica geometrica; se le
dimensioni
degli ostacoli sono paragonabili alle lunghezze d'onda in gioco, si
applica
l'ottica ondulatoria.
Ora, se la superfici del paraboloide modificato, al di là e al di quà
del
taglio, distano, magari un cm, o comunque meno rispetto alla lunghezza
d'onda impiegata, non possiamo ragionare come si fa in ottica
geometrica
trattando il riflettore come uno specchio parabolico per cui questo
dislivello non è influente, nel senso che "non è distinguibile" dalle
onde
elettromegnetiche. Del resto, proprio perchè non
possiamo applicare l'ottica geometrica, non possiamo dire che la
radiazione
viene concentrata esattamente in un punto di dimensione 0 (il fuoco)
ma
dobbiamo considerare
una regione di dimensioni confrontabili con la lunghezza d'onda.

In sintesi, secondo me,
l'aberrazione prodotta dal taglio non ha conseguenze significative
sulla focalizzazione.

Se qualcuno è in grado di fornire informazioni precise circa i
parametri
geometrici del paraboloide modificato impiegato e le lunghezze d'onda
utilizzate
nell'esperimento, farebbe cosa molto gradita.

(Apro una piccola parentesi:
provate l'animazione che trovo fatta molto bene
http://fisicaondemusica.unimore.it/Applet_Onde_2D.html
scegliendo in alto a sinistra
nel menù Esperimenti virtuali
Riflessione: specchio parabolico 1 oppure 2.
A tale animazione si accede da
http://fisicaondemusica.unimore.it/Lab_riflessione.html#Riflessione_da_uno_specchio_parabolico
).

2)
Per prima cosa, questa osservazione _non è farina del mio sacco_. Non
voglio
appropriarmi ingiustamente di idee non mie.
Ad essa, rivoltami da una persona di cui ho una stima infinita per la
sua
preparazione in radiotecnica davvero enciclopedica, non ho saputo
rispondere
e chiedo ancora il vostro aiuto. L'unica risposta che ho tentato di
dare è stata che sicuramente i tecnici presenti hanno pensato anche a
questa possibilità.
Come sappiamo, una nota caratteristica dei ricevitori FM è il
cosiddetto
"effetto cattura". Se al ricevitore FM giungono due segnali sulla
stessa
frequenza, il ricevitore "aggancia la fase" del segnale più forte e
trascura
completamente quello più debole. Basta una differenza di intensità
davvero
molto esigua, anche un rapporto di 1-2 dB (si parla di "rapporto di
cattura"), affinchè il segnale più debole venga ignorato del tutto. Vi
è mai
capitato in auto che il ricevitore dell'autoradio agganci
improvvisamente
una nuova stazione ignorando completamente la stazione che riceveva
fino a
pochi istanti prima? Ecco un esempio di effetto cattura.
Ci sono altre modulazioni con cui ciò non avviene. Per esempio, se
riceviamo
due stazioni in SSB, anche se il segnale di una è apprezzabilmente più
intenso rispetto a quello dell'altra, riusciamo ad ascoltare entrambe
le
stazioni contemporaneamente (magari è fastidioso se due voci parlano
insieme, ma comunque le ascoltiamo).
La domanda rivoltami riguarda
quali precauzioni siano state prese per essere sicuri che l'alternanza
tra
l'ascolto dei due suoni, ottenuta dal movimento dell'interferometro,
non sia
solo una conseguenza dell'effetto cattura legato a una semplice
prevalenza
di uno dei due segnali. E' stata provata anche una modulazione
differente
dall'FM?
Mi è stato fatto anche notare che, anche l'alternanza
delle due immagini (barre di colori e panorama) che si vede nel
filmato
visibile ad una delle pagine presenti nel mio precedente messaggio,
non
sarebbe immune da tale
discorso se, indipendentemente dalla codifica utitlizzata, nella
trasmissione di segnali video analogici -se di tali si
tratta-, la portante video (in generale portante e sottoportanti)
fosse
comunque
modulata in frequenza (come avviene per esempio con l'ATV che usiamo
noi
radioamatori).
Che sistema hanno usato, PAL, NTSC, SÉCAM?
Per favore, fatemi sapere.
_Con umiltà_, chiederei se potesse intervenire personalmente qualcuno
del
gruppo che ha condotto l'esperimento o dell'Università di Padova.
Saluti.
_________________________________________________
P.S.
Un'osservazione che è invece farina del mio sacco riguarda la
larghezza
della
banda occupata da una trasmissione di questo tipo che venisse rilevata
da
un ricevitore che non fosse in grado di separare gli stati di
vorticità.
Poichè, matematicamente, all'analisi di Fourier, la larghezza di banda
aumenta se aumenta l'informazione trasmessa nell'unità di tempo,
secondo me,
una simile trasmissione potrebbe interferire con altre trasmissioni su
frequenze adiacenti se per queste ultime si usassero ricevitori
convenzionali.
Naturalmente, invece, con un apparato ricevente in grado di separare
gli
stati di vorticità la larghezza di banda rilevata del singolo canale
non
aumenterebbe perchè si riceverebbero solo le informazioni relative a
tale
canale.
In questo mio messagio, ho esposto un esempio particolare con una
metafora:
http://groups.google.com/group/free.it.scienza.fisica/msg/5f67b35e23b65942?hl=it
_________________________________________________

[Mauro65]

Ciao. Poichè l'argomento mi interessa, vorrei porre alcune domande.

"Gino Di Ruberto [GMAIL]" <gino.di...@gmail.com> ha scritto nel
messaggio
news:a16a95be-8605-4753...@l18g2000vbx.googlegroups.com...

> La domanda rivoltami riguarda
> quali precauzioni siano state prese per essere sicuri che l'alternanza
> tra
> l'ascolto dei due suoni, ottenuta dal movimento dell'interferometro,
> non sia
> solo una conseguenza dell'effetto cattura legato a una semplice
> prevalenza
> di uno dei due segnali. E' stata provata anche una modulazione
> differente
> dall'FM?
> Mi è stato fatto anche notare che, anche l'alternanza
> delle due immagini (barre di colori e panorama) che si vede nel
> filmato
> visibile ad una delle pagine presenti nel mio precedente messaggio,
> non
> sarebbe immune da tale
> discorso se, indipendentemente dalla codifica utitlizzata, nella
> trasmissione di segnali video analogici -se di tali si
> tratta-, la portante video (in generale portante e sottoportanti)
> fosse
> comunque
> modulata in frequenza (come avviene per esempio con l'ATV che usiamo
> noi
> radioamatori).

E con l'AM? Si manifesterebbe questo effetto cattura?
Pensavo che si potrebbe ripetere l'esperimento con l'AM.

> Poichè, matematicamente, all'analisi di Fourier, la larghezza di banda
> aumenta se aumenta l'informazione trasmessa nell'unità di tempo

Faresti qualche esempio pratico?

E poi un'ultima domanda:
nell'altro messaggio hai scritto che un segnale trasmesso con
una certa polarizzazione, viaggiando nella ionosfera, può giungere a
destinazione con altra polarizzazione. Che conseguenze provoca questo?

Grazie.

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

On 6 Apr, 07:28, "Mauro65" wrote:
> Ciao. Poichè l'argomento mi interessa, vorrei porre alcune domande.

Ciao.

> E con l'AM? Si manifesterebbe questo effetto cattura?

No. Intanto in AM non avrebbe senso parlare di "aggancio di una fase",
perchè
non si modula in frequenza e la fase è costante
(N.B. qui per fase non intendo la fase istantanea ossia l'argomento di
un
seno o di un coseno, il quale è comunque funzione del tempo t)
Comunque, come in SSB, anche in AM potresti ascoltare due stazioni
insieme:
lo potresti verificare ascoltando le emittenti broadcasting in onde
corte, o HF che dir si voglia.
A meno che non ci sia una forte prevalenza di un segnale su un altro,
può
capitare di ascoltare due stazioni insieme.
Certo, quando ciò avviene in SSB, le due modulazioni si ascoltano più
chiaramente (l'SSB è a potante soppressa: se non parli nel microfono,
non
trasmetti nulla, l'AM non lo è, cioè anche in assenza di segnale
audio, la
portante è presente, allora negli istanti tra una sillaba e la
successiva in
cui un operatore parla e l'altro no, con l'SSB hai un certo
vantaggio).
Tornando all'effetto cattura in FM, più che manifestarsi, esso lo si
ottiene, nel senso che è una caratteristica ricercata dei ricevitori,
per
proteggere la qualità della ricezione, non tanto dalla possibile
presenza di
più emittenti sulla stessa frequenza, ma dalle possibili distorsioni
da
multipercorso: uno stesso segnale può andare incontro a riflessioni
multiple, pertanto alla stazione ricevente possono giungere
contemporaneamente sia il segnale diretto che uno o più segnali
riflessi.
Ciò può essere fonte di problemi: interferenze che possono essere
anche distruttive (lo stesso
segnale arriva più volte con fase diversa avendo percorso una distanza
diversa) e questo per esempio peggiora la qualità dell'audio oppure
aumenta il tasso di errori in una trasmissione digitale. Riuscire a
discriminare una sola fase, diventa fondamentale per combattere questi
problemi.

> Pensavo che si potrebbe ripetere l'esperimento con l'AM.

Aspettiamo le risposte.
Nel frattempo, una doverosa precisazione:
l'osservazione riguardante l'effetto cattura è opera del mio amico,
nonchè
radioamatore di grandissima esperienza e preparazione, Paolo, IK8XOO.
Paolo ha anche osservato che intorno al 5° minuto del video
http://www.mogliano.tv/component/hwdvideoshare/visualizzavideo/418/interviste/onde-su-onde-intervista-a-fabrizio-tamburini.html
si vede una scatoletta con gli spinotti RCA collegati alla telecamera
e il
connettore d'antenna che, di solito, è un connettore SMA, dall'altra
parte.
Se è il tipico video-sender, a quanto sappiamo, lavora in FM.
Comunque, ripeto, aspettiamo le risposte.

> > Poichè, matematicamente, all'analisi di Fourier, la larghezza di banda
> > aumenta se aumenta l'informazione trasmessa nell'unità di tempo
>
> Faresti qualche esempio pratico?
>

Beh, è un discorso fondamentalmente matematico, comunque...
Ti faccio un esempio molto bello.
Pensa: se trasmettiamo un segnale puramente sinusoidale, diciamo
"monocromatico", in CW, ossia in telegrafia, cioè accendiamo a
spegnamo la
portante secondo l'alfabeto Morse, aumentando la velocità di
trasmissione
dei caratteri, cioè la velocità di accensione/spegnimento per ottenere
linee
e punti, aumenta la larghezza di banda occupata, nonostante il segnale
da
acceso sia monocromatico. Sembra strano, ma è proprio così.
Un modo puramente formale, ma poco intuitivo, di vederlo sarebbe
quello di
prendere una funzione definita a intervalli che in alcuni di essi vale
0, in altri vale exp (j(2 pigreco f t)) con f costante, e rendere più
fitta
l'alternanza degli intervalli secondo un certo codice, osservando cosa
succede
alla trasformata di Fourier. (Usando l'esponenziale complesso invece
di un seno o un coseno, ovviamente, il calcolo dell'integrale si
semplifica.)

Un modo più intuitivo è questo:
immaginiamo di avere un segnale sinusoidale con una certa frequenza
f1, e,
inizialmente, moduliamolo con un segnale sinuoidale a frequenza più
bassa
f2. In pratica abbiamo un prodotto:
A cos ( 2pigreco f2 t) * B cos (2pigreco f1 t)

(Piccola parentesi, solo per essere precisi, ma puoi saltare:
questa è una modulazione di ampiezza in cui il segnale con frequenza
più
bassa f2 modula quello con frequenza più alta f1,
però, a rigore, queta è detta DSB, non AM; nell'AM propriamente detta,
nel
fattore moltiplicativo iniziale si aggiunge alla modulante, cioè alla
prima
funzione, una costante, in modo che se la modulante è nulla, la
portante non
sia soppressa, cioè il segnale non si annulli.)

Se ora applichiamo una delle formule di Werner, abbiamo che il nostro
segnale diventa

(1/2) AB [cos (2pigreco (f1+f2) t) + cos (2pigreco (f1-f2) t)]

Come puoi vedere, compaiono la somma e la differenza delle frequenze.
Se per esempio moduliamo un segnale di 50000 Hz con uno da 300 Hz,
otteniamo
due segnali di cui
uno ha frequenza di 50300 Hz, l'altro 49700 Hz.
Capirai che se aumenta la frequenza f2, per esempio portiamo f2 a 400
Hz,
aumenta anche la larghezza di banda otenuta.
Ora, il segnale sinusoidale con frequenza più alta, invece di
modularlo con
un altro segnale sinusoidale, moduliamolo con un'onda quadra, anzi
rettangolare, che vale 0 tra i punti e le linee e 1 durante i punti o
le
linee. Accendere o spegnere la portante, come si fa in CW, significa
esattamente fare questo. Adesso, se aumenti la velocità di
trasmissione, cioè la frequenza
con cui spegni e accendi la portante, hai comunque un segnale
modulante a
cui corrispondono frequenze più elevate e, esattamente come prima,
aumenta
la larghezza di banda.

Questo fatto, puramente matematico, ha applicazioni notevoli pratiche:
se ti
arriva un segnale CW molto veloce e tenti di riceverlo con un filtro
troppo
stretto, non riesci a distinguere bene i punti e le linee (non dipende
dalle
cuffie con cui ascolti).

> E poi un'ultima domanda:
> nell'altro messaggio hai scritto che un segnale trasmesso con
> una certa polarizzazione, viaggiando nella ionosfera, può giungere a
> destinazione con altra polarizzazione. Che conseguenze provoca questo?

In generale, un'attenuazione.
Infatti, se ricevi un segnale polarizzato verticalmente (campo
elettrico
diretto verticalmente), ma la tua antenna è disposta in modo da
ricevere (e
trasmettere) in polarizzazione orizzontale, per esempio è un dipolo
orizzontale o è una direttiva Yagi con gli elementi disposti
orizzontalmente, in teoria non dovresti riuscire a rilevare alcuna
oscillazione del campo elettrico e magnetico. Ci si aspetterebbe un
andamento di tipo coseno e, poichè l'orientemento differisce di 90
gradi, il
segnale rilevato dovrebbe essere nullo. Nella pratica, il
comportamento
delle antenne non è mai ideali e le antenne non hanno spessore nullo.
L'esperienza ci ha insegnato che, in questi casi, non si ha
annullamento, ma
un'attenuazione che, in generale, mediamente vale circa 20 dB.

> Grazie.

Prego e spero di essere stato utile.
Ciao.

[Elio Fabri]

Gino Di Ruberto ha scritto:

> A meno che non ci sia una forte prevalenza di un segnale su un altro,
> può capitare di ascoltare due stazioni insieme.

Di regola con un bel fischio, però, causa il battiemnto delle portanti :)

> Tornando all'effetto cattura in FM, più che manifestarsi, esso lo si
> ottiene, nel senso che è una caratteristica ricercata dei ricevitori,
> per proteggere la qualità della ricezione,

Non ci metto la mano sul fuoco, perché sono cose di cui mi occupavo
tanti anni fa.
Ma credo di sapere l'opposto, ossia che la "cattura" sia proprio una
caratterstica della FM.
Dovrei avere anche un libro che ne parla.

Di passaggio, dovresti cercare di correggere i tuoi "fiordi", che
rendono faticosissimo leggerti.
Mi è già capitato di rinunciare, quando il post era lungo...


--
Elio Fabri

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

On 12 Apr, 21:12, Elio Fabri <elio.fa...@tiscali.it> wrote:

> > può capitare di ascoltare due stazioni insieme.
>
> Di regola con un bel fischio, però, causa il battiemnto delle portanti :)
>

Ciao.
Sì, certo, è giustissimo ricordare i fischi da
eterodinaggio in generale.
Ti dico la verità: avevo dato per scontata l'applicazione di un filtro
notch
automatico direttamente al segnale audio inviato all'altoparlante per
tenere
sotto controllo i fischi, cosa che posso fare con il mio ICOM IC-7700
e che
può essere fatta con tutti i moderni ricevitori se sono di buona
qualità (io in AM
ho il filtro notch automatico sempre inserito).
Devo dirti che, comunque, per esempio, quasi sempre, in
tarda serata, intorno a 11635 KHz, ricevo distintamente due emittenti
arabe
contemporaneamente.
(Certo che l'arabo non deve essere una lingua facile; con due voci
insieme,
poi, la cosa è davvero drammatica! :-))

> > Tornando all'effetto cattura in FM, più che manifestarsi, esso lo si
> > ottiene, nel senso che è una caratteristica ricercata dei ricevitori,
> > per proteggere la qualità della ricezione,
>
> Non ci metto la mano sul fuoco, perché sono cose di cui mi occupavo
> tanti anni fa.
> Ma credo di sapere l'opposto, ossia che la "cattura" sia proprio una
> caratterstica della FM.
> Dovrei avere anche un libro che ne parla.
>

Guarda, in realtà, è una caratteristica solo dei moderni ricevitori FM
e gli
esperti (quindi non io :-)) affermano quanto segue:
"questo effetto di aggancio forzato è ottenuto con i circuiti AGC
(Automatic
Gain Control) e AFC (Automatic Frequency Control) accoppiati
a un demodulatore PLL a conversione diretta (come avviene nel circuito
integrato TDA7000, un noto circuito integrato degli anni '80/'90). Un
semplice demodulatore PLL (Phase-Locked Loop) non basta".

> Di passaggio, dovresti cercare di correggere i tuoi "fiordi", che
> rendono faticosissimo leggerti.
> Mi è già capitato di rinunciare, quando il post era lungo...

Chiedo scusa a te e a tutti.
Non so perchè Google Gruppi provochi questo, non so come impedirlo.

[casti...@gmail.com]

Am 04.04.2012 10:16, schrieb Gino Di Ruberto [GMAIL]:
- Zitierten Text ausblenden -

> Cari amici di it.scienza.fisica,
> vorrei chiedere il vostro aiuto.
> Essendo uno studente di fisica e un radioamatore, provo un amore
> indescrivibile
> per tutta la fisica e per la radio in particolare, dunque potete
> immaginare
> l'interesse che la teoria delle vorticità ottiche e questo esperimento
> svoltosi a Venezia, riguardante una possibile applicazione di tale
> teoria
> anche alle onde radio, susciti in me e anche in tutti i radioamatori.
>

Riesco a rispondere solo adesso, con notevole ritardo. Anche io ti faccio notare che mi capita di rinunciare alla lettura dei tuoi post perche' l'effetto "fiordo" mi fa arrendere. Adesso sto postando con Google gruppi: vediamo se l'effetto fiordo capita anche a me :-)
Ma adesso, via con la Fisica.

> La prima cosa che ho messo in chiaro con i miei interlocutori è che
> non
> devono ragionare solo in termini di elettromagnetismo classico, in
> particolare
> non devono considerare semplicemente la polarizzazione classicamente
> come
> direzione del campo elettrico e del campo magnetico, perchè abbiamo a
> che
> fare con il momento angolare orbitale e con lo spin e dunque siamo in
> ambito
> quantistico; ho mostrato loro che compare la costante "h tagliato",
> ecc.

Su questo non sono d'accordo, si puo' dare (anzi, si deve ) una descrizione completamente classica della vorticita' del campo elettromagnetico; basta tenere presente che non si tratta di onde piane.



- Zitierten Text ausblenden -

> Tuttavia le osservazioni rivoltemi più importanti sono queste due:
>
> 1)
> Guardiamo la twisted parabolic antenna
> http://i40.tinypic.com/jh8qpy.jpg
> (immagine tratta da
> http://air-radiorama.blogspot.it/2012/03/dopo-marconi-unaltro-italiano-cambiera.html
> figura 3 A)
> utilizzata nell'esperimento.
> Alcuni si chiedono come un riflettore parabolico così modificato possa
> ancora esplicare la sua funzione.

Credo che il salto di fase imposto dal taglio serva a produrre un onda con una data vorticita', oppure a focalizzarla selezionandola rispetto ad un'onda con vorticita' diversa (anche se su questa seconda cosa sono un po' meno sicuro: potresti passarmi un link su come selezionano i canali nell'esperimento con onde radio? In realta' credo che la focalizzi semplicemente "un po' meglio", rispetto ad un onda con vorticita' diversa, ma forse non abbasntaza meglio per servire come filtro). E' esattamente uguale a cio' che si fa in ottica (lunghezze d'onda molto piu' piccole), le chiamano "spiral phase plates"; una pubblicazione a caso, che non ho neppure letto ma ha il vantaggio di essere accessibile liberamente:

http://144.206.159.178/ft/744/606040/12575369.pdf

>
> In sintesi, secondo me,
> l'aberrazione prodotta dal taglio non ha conseguenze significative
> sulla focalizzazione.

Ho il sospetto che invece possa essere importante (vedi sopra su quello che dico sul filtro dei canali)

- Zitierten Text anzeigen -

Qui credo che tu abbia ragione (anche se non ho letto tutta la discussione su free.it.scienza.fisica).



Un modo ancora piu' semplice per capire la questione e' a mio avviso il seguente: supponiamo di avere due coppie trasmettitore/ricevitore sulla stessa frequenza. Se le coppie sono abbastanza distanti fra loro, e il trasmettitore e il ricevitore di ciascuna coppia abbastanza vicini, allora non c'e' nessun problema, perche' il campionamento del segnale avviene in punti spazialmente separati. La questione degli stati di vorticita' e' concettualmente analoga; solo, il filtraggio e' piu' complicato: e' comunque necessario campionare il segnale in piu' di un punto dello spazio.

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

On 18 Apr, 21:41, castigam...@gmail.com wrote:

> Riesco a rispondere solo adesso, con notevole ritardo. Anche io ti faccio
> notare che mi capita di rinunciare alla lettura dei tuoi post perche'
> l'effetto "fiordo" mi fa arrendere. Adesso sto postando con Google gruppi:
> vediamo se l'effetto fiordo capita anche a me :-)

Ciao, la veritā č che si tratta di una cattiva interazione tra Google
Gruppi, il mio browser (versione troppo datata) e i software di
ausilio
tiflotecnico
con cui sono costretto a utilizzare il computer. (Devi sapere che, in
fatto
di vista, tra me e una talpa non c'č poi chi sa che differenza :-))
Sto studiando una soluzione, scusandomi ancora, vi chiedo un po' di
pazienza.
:-)
Scusami anche per il ritardo con cui rispondo,
sono impegnato in un intenso scambio di e-mail proprio sull'argomento
(una contestazione amichevole ma molto vivace).
Prima di rispondere al resto del tuo post,
poichč, da studente di fisica, vengo interrogato intensamente
dagli scettici,
volevo chiedere anche a te se, per caso, mi sai dire qualcosa in pių
su
eventuali contromisure messe in atto per escludere l'effetto cattura
e se hai qualcosa, non so, passaggi matematici o altro, che spieghino
dettagliatamente il meccanismo con cui la twisted parabolic antenna
generi gli stati di vorticitā.
Infine, se guardiamo quest'altra
immagine della twisted parabolic antenna
http://i40.tinypic.com/2e1aoti.jpg ,
gli scettici mi fanno notare che che c'č un settore di paraboloide
asportato da un nuovo
riflettore e posto dietro al primo
e mi dicono che dello schermo
posto dietro altro schermo, fisicamente,
non puō esplicare la funzione di riflettore.
Come potrei rispondere?
Ho pensato che, senza quel settore aggiuntivo, il taglio, come una
fenditura,
potrebbe comunque dare luogo a qualche fenomeno diffrattivo
indesiderato.
Oppure?
Un'altra contestazione te la riporto pių avanti
(vedi ultimi righi della considerazione "1)" ).

> ...

> Su questo non sono d'accordo, si puo' dare (anzi, si deve ) una
> descrizione completamente classica della vorticita' del campo
> elettromagnetico; basta tenere presente che non si tratta di onde piane.
>

Ah, bene, questo mi sembra davvero un aspetto fondamentale e ti
ringrazio.
Devo approfondire meglio.
Come ho dichiarato fin dai primi messaggi, non ho ancora ben compreso
la
teoria e quindi, _dal basso della mia ignoranza_, ho solo "rigirato" a
voi
una serie di interrogativi squisitamente tecnici-operativi che, a loro
volta, sono stati posti a me.
In un questo articolo
http://www.unipd.it/uniscienze/articoli/doc/Vorticita_ottiche_astronomia.pdf
, si fa notare che un fotone singolo non trasporta solo proprietā
intrinseche
e si parla anche della conservazione del momento angolare totale
inteso come somma del momento angolare intrinseco (spin) e del momento
angolare orbitale. Ciō mi aveva portato a credere che ci fosse una
connessione imprescindibile con gli aspetti quantistici.
Questa mia ipotesi era suffragata dal fatto che
sul noto libro di elettrodinamica classica del Jackson,
da tutti considerato una sorta di bibbia sull'elettromagnetismo
classico,
non ho trovato nulla su tale argomento
(almeno sull'edizione in mio possesso che č datata di pių di
vent'anni).
Mi sembra anche di capire che
lo stato di vorticitā č uguale a n, numero intero,
se e solo se
il momento angolare orbitale č uguale a n volte h tagliato.
Se non č cosė, ti chiedo un chiarimento su quale sia,
ammesso che ci sia, il corretto verso d'implicazione.
D'altra parte, lo stesso Tamburini, nell'intervista
http://www.media.inaf.it/gallery/main.php/v/voci/interviste/Tamburini-vorticit_-final.mp3.html
afferma che "vorticitā e momento angolare orbitale sono due cose
diverse ma
abbastanza correlate".

> Credo che il salto di fase imposto dal taglio serva a produrre un onda con
> una data vorticita', oppure a focalizzarla selezionandola rispetto ad
> un'onda con
> vorticita' diversa (anche se su questa seconda cosa sono un po' meno
> sicuro: potresti passarmi un link su come selezionano i canali
> nell'esperimento con onde
> radio? In realta' credo che la focalizzi semplicemente "un po' meglio",
> rispetto ad un onda con vorticita' diversa, ma forse non abbasntaza meglio
> per servire come
> filtro). E' esattamente uguale a cio' che si fa in ottica (lunghezze
> d'onda molto piu' piccole), le chiamano "spiral phase plates"; una
> pubblicazione a caso, che non
> ho neppure letto ma ha il vantaggio di essere accessibile liberamente:
>
> http://144.206.159.178/ft/744/606040/12575369.pdf
>

Grazie dell'interessante link.
Allora, in realtā, in base alle varie presentazioni,
con il paraboloide modificato vengono trasmessi
contemporaneamente due canali (stato di vorticitā 0 e stato di
vorticitā 1),
entrambi con frequenza di 2.414 GHz, tipica frequenza che rientra nel
range
di frequenze usate per le reti wi-fi.
La separazione avviene in fase di ricezione, muovendo una delle due
antenne
dell'interferometro.
In questo filmato, lo vedi fare da una donna
http://www.smartplanet.com/blog/smart-takes/pasta-shaped-radio-waves-could-eliminate-wireless-congestion/23690?tag=nl.e660
(guarda da circa 7 minuti 50 secondi in poi).

> > In sintesi, secondo me,
> > l'aberrazione prodotta dal taglio non ha conseguenze significative
> > sulla focalizzazione.
>
> Ho il sospetto che invece possa essere importante (vedi sopra su quello
> che dico sul filtro dei canali)
>

Che il taglio abbia conseguenze importanti per imprimere gli stati di
vorticitā, ovviamente, č fuori discussione.
Diciamo che, in questo particolare punto del discorso, gli stati di
vorticitā non entrano: la questione č se, nonostante tale aberrazione,
fissata la frequenza, abbia ancora senso considerare la twisted
parabolic
antenna come un normale riflettore parabolico e se il guadagno
espresso in
dBi (dB rispetto ad un'antenna isotropa nella direzione di massimo
campo)
subisca variazioni significative. Secondo me, in virtų
dell'applicazione
dell'ottica ondulatoria in luogo di quella geometrica, se il
dislivello
associato al taglio č inferiore alla lunghezza d'onda in gioco,
il funzionamento del riflettore č ancora accettabile e
non ci sono conseguenze particolarmente significative.
Ma ora dobbiamo fare due considerazioni:
1)
Che succede al guadagno espresso in dBi?
i testi che spiegano nella pratica come costruire antenne paraboliche
es.
Nerio Neri
Antenne - Vol. 2 - Progettazione e costruzione
C&C Edizioni Radioelettroniche
p. 201 colonna di sinistra,
affermano quanto segue:

"E' naturale aspettarsi che le irregolaritā della superficie producano
delle
riduzioni di guadagno, pių o meno sensibili e almeno un paio di
fattori sono
responsabili di tali riduzioni. In primo luogo, ci riferiamo
all'entitā di
cui la superficie reale si scosta da quella teorica di un paraboloide
ideale. In secondo luogo, ha importanza la dimensione delle zone di
deformazione localizzata (dimensione che va riferita alla lunghezza
d'onda).
Esiste quindi una distinzione tra le irregolaritā in piccola scala,
che si
riferiscono ad un paraboloide di curvatura perfetta ma con bozze e
buche, e
quelle a vasto raggio, per le quali la superficie risulta ondulata con
periodicitā e dimensioni superiori ad una lunghezza d'onda. Prove
fatte con
cura e attendibilitā indicano che la perdita per tolleranza puō essere
contenuta entro 1 dB se l'errore di superficie (vale a dire la
dimensione
delle irregolaritā) č inferiore ad 1/8 di lunghezza d'onda e
pressappoco la
stessa condizione vale per la periodicitā;
se poi la periodicitā supera la lunghezza d'onda, la massima
deviazione per
1 dB di perdita si riduce notevolmente.
In ogni caso, questo tipo di perdita si aggira tra la frazione di dB e
pochissimi dB.
Naturalmente, il caso peggiore di distorsione si verifica quando la
curva
non č esattamente parabolica, bensė si sposta dolcemente ma
gradualmente dal
corretto profilo. In tal caso, la perdita di guadagno puō anche essere
elevata in quanto viene coinvolta nella distorsione una larga zona del
riflettore".

Nel caso del taglio, se il dislivello č inferiore a 1/8 di
lunghezza d'onda (non so, immagino massimo 1 cm contro lambda = 13
cm),
forse le perdite potrebbero essere contenute, ma,
secondo gli
scettici, interessando comunque un intero "raggio",
il taglio rientra tra le
irregolaritā ad ampia superficie.
2)
Ecco invece una considerazione che č farina del mio sacco.
Secondo me, si pone un'importante questione operativa:
come sappiamo, se abbiamo un riflettore parabolico (non modificato),
il
guadagno aumenta all'aumentare della frequenza.
Infatti, in base a una nota formula, esso, fissati i parametri
geometrici del paraboloide, č inversamente proporzionale a lambda^2.
Per esempio, se la frequenza raddoppia, il guadagno si quadruplica,
ossia
aumenta di circa 6 dB.
Dunque, non ci sono problemi ad aumentare quanto si vuole la frequenza
operativa, anzi, pių aumenta meglio č.
Di sicuro, invece, fissatane la geometria,
una twisted parabolic antenna č utilizzabile solo fino a un
certo valore massimo di frequenza: se la frequenza aumenta troppo, la
lunghezza d'onda diminuisce e puō diventare pių piccola del dislivello
associato al taglio. A quel punto, stai sicuro, che la funzione di
riflettore parabolico č realmente compromessa.
Tornando ad occuparci esplicitamente degli stati di vorticitā,
del resto, tuttavia, sono sicuro che l'ammontare del dislivello
associato al
taglio
non sia scelto a caso e che sia in relazione alla lunghezza d'onda,
proprio per creare le opportune condizioni per imprimere gli stati di
vorticitā e, dunque, forse la questione non si pone proprio.

> - Zitierten Text anzeigen -
>
> Qui credo che tu abbia ragione (anche se non ho letto tutta la discussione
> su free.it.scienza.fisica).
>

Ti riferisci alle considerazioni sulla larghezza di banda se si
utilizzano
apparati riceventi non in grado di separare gli stati di vorticitā,
vero?

> Un modo ancora piu' semplice per capire la questione e' a mio avviso il
> seguente: supponiamo di avere due coppie trasmettitore/ricevitore sulla
> stessa frequenza. Se le coppie sono abbastanza distanti fra loro, e il
> trasmettitore e il ricevitore di ciascuna coppia abbastanza vicini, allora
> non c'e' nessun problema, perche' il campionamento del segnale avviene in
> punti spazialmente separati. La questione degli stati di vorticita' e'
> concettualmente analoga; solo, il filtraggio e' piu' complicato: e'
> comunque necessario campionare il segnale in piu' di un punto dello
> spazio.

Bene. Ciao e grazie per la risposta.

[casti...@gmail.com]

Am Dienstag, 24. April 2012 14:35:52 UTC+2 schrieb Gino Di Ruberto [GMAIL]:

>
> Ciao, la verità è che si tratta di una cattiva interazione tra Google

> Gruppi, il mio browser (versione troppo datata) e i software di
> ausilio
> tiflotecnico
> con cui sono costretto a utilizzare il computer.

Ok, capito!

> Prima di rispondere al resto del tuo post,

> poichè, da studente di fisica, vengo interrogato intensamente
> dagli scettici,
> volevo chiedere anche a te se, per caso, mi sai dire qualcosa in più

> su
> eventuali contromisure messe in atto per escludere l'effetto cattura

Qui non so dire molto. Ho pero' la vaga impressione che ci si possa capire qualcosa (se e in quali casi per esempio l'effetto cattura esiste) traducendo i concetti dal dominio del tempo (nel quale si differenziano i canali a diversa frequenza) a quello dello spazio (nel quale si differenziano i canali a diversa vorticita'). Ma potrei essere io del tutto fuori strada!

> e se hai qualcosa, non so, passaggi matematici o altro, che spieghino
> dettagliatamente il meccanismo con cui la twisted parabolic antenna

> generi gli stati di vorticità.



Questo si', invece, e secondo me un modo semplice per capirlo e' il seguente: considerare l'antenna parabolica elicoidale con il "taglio" un puro "schermo di fase". Il settore di paraboloide che sta dietro non so esattamente a cosa serva, ma tanto sono sicuro che per capire il concetto non e' essenziale saperlo.















Il punto fondamentale e' che l'antenna *e'* uno schermo diffrattivo, infatti il taglio deve provocare un salto di fase pari ad una lunghezza d'onda. Ma allo stesso tempo e' uno schermo diffrattivo "sottile", nel seguente senso: durante la propagazione all'interno dell'antenna non ci sono differenze significative dell'intensita' del fascio rispetto a quelle che si avrebbero in una antenna analoga, ma senza taglio. Un modo piu' semplice per vedere la questione e' il seguente: prendiamo l'esempio della "spiral phase plate", che significa uno schermo il cui spessore ottico e' variabile in maniera "spiraliforme" con un taglio in corrispondenza di un certo azimut; supponiamo che un'onda piana incida normalmente su questa spiral phase plate ed esca dall'altra parte; supponiamo anche per un momento che sia possibile calcolare il profilo spaziale dell'onda uscente (esattamente alla superficie di uscita) nel seguente modo: lasciare l'intensita' ovunque invariata e aggiungere in ogni punto la fase corrispondente al cammino ottico percorso in maniera normale rispetto allo schermo. Quindi piu' fase dove lo schermo e' piu' spesso, meno dove e' piu' sottile; e all'uscita dallo schermo l'onda avra' una fase spaziale spiraliforme. Questa procedura puo' essere giustificata a posteriori considerando l'onda uscente che e' stata appena calcolata e stimando le variazioni massime di intensita' che tale onda puo' avere per una propagazione pari allo spessore dello schermo; un modo per fare cio' puo' essere per esempio considerando il fronte d'onda "piegato" dallo schermo come se facesse parte di un'onda piana che si propaga obliquamente rispetto allo schermo (e non piu' normalmente, come faceva l'onda incidente) e vedere di quanto si sposta nella direzione parallela allo schermo in corrispondeza di un avanzamento pari allo spessore dello schermo stesso. Se questo movimento laterale e' molto piccolo, allora l'approssimazione iniziale che considerava solo variazioni di fase e' giustificata. Ci possono essere delle inesattezze in quello che ho scritto ma l'idea di fondo e' giusta, e corrisponde alla cosiddetta diffrazione di Raman-Nath in ottica. Se vuoi ti posso cercare e spedire qualcosa sull'argomento.

>
> Ah, bene, questo mi sembra davvero un aspetto fondamentale e ti
> ringrazio.
> Devo approfondire meglio.
> Come ho dichiarato fin dai primi messaggi, non ho ancora ben compreso
> la
> teoria e quindi, _dal basso della mia ignoranza_, ho solo "rigirato" a
> voi
> una serie di interrogativi squisitamente tecnici-operativi che, a loro
> volta, sono stati posti a me.
> In un questo articolo
> http://www.unipd.it/uniscienze/articoli/doc/Vorticita_ottiche_astronomia.pdf

> , si fa notare che un fotone singolo non trasporta solo proprietà

> intrinseche
> e si parla anche della conservazione del momento angolare totale
> inteso come somma del momento angolare intrinseco (spin) e del momento

> angolare orbitale. Ciò mi aveva portato a credere che ci fosse una

> connessione imprescindibile con gli aspetti quantistici.

Considerato che la quantizzazione si fa con i modi classici, io concluderei che la vorticita' si deve per forza poter capire con l'elettromagnetismo classico.

> Questa mia ipotesi era suffragata dal fatto che
> sul noto libro di elettrodinamica classica del Jackson,
> da tutti considerato una sorta di bibbia sull'elettromagnetismo
> classico,
> non ho trovato nulla su tale argomento

> (almeno sull'edizione in mio possesso che è datata di più di

> vent'anni).
> Mi sembra anche di capire che

> lo stato di vorticità è uguale a n, numero intero,
> se e solo se
> il momento angolare orbitale è uguale a n volte h tagliato.

La connessione c'e', ma e' abbastanza complicata, io un po' di tempo fa l'avevo capita in maniera meno approssimativa di come la capisco adesso :-)

Prima di tuffarmi in una spiegazione: tieni conto che il momento angolare per un fascio di luce si puo' calcolare anche usando l'elettromagnetismo classico (come calcolare la densita' di momento lineare e' descritto credo anche nel Jackson, che ora non ho sottomano, e poi L = r x p :-)


> Se non è così, ti chiedo un chiarimento su quale sia,

> ammesso che ci sia, il corretto verso d'implicazione.
> D'altra parte, lo stesso Tamburini, nell'intervista
> http://www.media.inaf.it/gallery/main.php/v/voci/interviste/Tamburini-vorticit_-final.mp3.html

> afferma che "vorticità e momento angolare orbitale sono due cose

> diverse ma
> abbastanza correlate".

Diciamo che anche a me piacerebbe cavarmela cosi', faccio un tentativo di ripescare dalla memoria cio' che avevo capito alcuni mesi fa (ma so che non e' esaustivo).





La vorticita' e' l'integrale della fase fatto su un percorso chiuso. Se per un fascio la vorticita' e' diversa da zero (per semplicita' immaginiamo un percorso che giaccia sul piano perpendicolare alla direzione di propagazione media del fascio), vuol dire che il fronte d'onda, osservato lungo il percorso chiuso, e' inclinato sempre nello stesso verso (si avvita come la superficie di un elicoide). La densita' di momento lineare e' perpendicolare alla superficie di fase (nel vuoto), quindi la densita' di momento angolare calcolata rispetto al centro del fascio ha una componente nella direzione di propagazione del fascio. Integrando su tutto il fascio l'integrale non si annulla perche' a causa dell'elicita' del fronte d'onda la componente di momento angolare nella direzione di propagazione risulta rivolta sempre nella stessa direzione.
Questa e' la connessione tra fronti d'onda elicoidali e momento angolare del fascio.





Nei dettagli invece devo ammettere di non riuscire a districarmi e non riuscire a classificare con precisione quali sono i casi in cui dalla presenza di un momento angolare discende la presenza di un vortice con un dato stato di vorticita'. Le due cose consicidono esattamente per certi tipi di raggi (per esempio i modi Laguerre-Gaussian, e credo anche tutti i fasci che come dipendenza azimutale abbiano exp(i*n*phi) con n intero. Al contrario e' facile immaginarsi casi piu' complicati in cui la corrispondenza non e' cosi' facile da vedere: per esempio un fascio costituito dalla sovrapposizione coerente di due fasci, ciascuno con momento angolare diverso e vorticita' diversa. Il momento angolare risultante (visto "per fotone") sara' sicuramente un numero non intero, ma cosa succede esattamente alla vorticita'?



> Allora, in realtà, in base alle varie presentazioni,

> con il paraboloide modificato vengono trasmessi

> contemporaneamente due canali (stato di vorticità 0 e stato di
> vorticità 1),

> entrambi con frequenza di 2.414 GHz, tipica frequenza che rientra nel
> range
> di frequenze usate per le reti wi-fi.
> La separazione avviene in fase di ricezione, muovendo una delle due
> antenne
> dell'interferometro.

Non ho capito molto di come si faccia in pratica, ma sono sicuro che si puo' fare :-) mi riservo di inforarmi meglio in seguito.

> >
>
> Che il taglio abbia conseguenze importanti per imprimere gli stati di

> vorticità, ovviamente, è fuori discussione.

> Diciamo che, in questo particolare punto del discorso, gli stati di

> vorticità non entrano: la questione è se, nonostante tale aberrazione,

> fissata la frequenza, abbia ancora senso considerare la twisted
> parabolic
> antenna come un normale riflettore parabolico e se il guadagno
> espresso in
> dBi (dB rispetto ad un'antenna isotropa nella direzione di massimo
> campo)
> subisca variazioni significative.

La risposta secondo me e' che ha senso considerarla come un normale riflettore parabolico (applica al caso della riflessione delle onde uscenti da un fuoco quello che ho scritto sopra riguardo l'intensita' e la fase negli schermi sottili). Sul guadagno invece non so rispondere.

> Secondo me, in virtù

> dell'applicazione
> dell'ottica ondulatoria in luogo di quella geometrica, se il
> dislivello

> associato al taglio è inferiore alla lunghezza d'onda in gioco,
> il funzionamento del riflettore è ancora accettabile e

> non ci sono conseguenze particolarmente significative.

Qui come avrai capito non sono d'accordo, il dislivello associato al taglio dovrebbe essere uguale esattamente ad una lunghezza d'onda, e la ragione per cui si puo' applicare una sorta di ottica geometrica e' quella che ho descritto sopra quando ho parlato di schermi sottili. Quindi non sono d'accordo neppure sul seguito del tuo ragionamento, anche se nei dettagli mi perdo.

(cut)

> Dunque, non ci sono problemi ad aumentare quanto si vuole la frequenza

> operativa, anzi, più aumenta meglio è.

> Di sicuro, invece, fissatane la geometria,

> una twisted parabolic antenna è utilizzabile solo fino a un

> certo valore massimo di frequenza: se la frequenza aumenta troppo, la

> lunghezza d'onda diminuisce e può diventare più piccola del dislivello

> associato al taglio. A quel punto, stai sicuro, che la funzione di

> riflettore parabolico è realmente compromessa.
> Tornando ad occuparci esplicitamente degli stati di vorticità,

> del resto, tuttavia, sono sicuro che l'ammontare del dislivello
> associato al
> taglio
> non sia scelto a caso e che sia in relazione alla lunghezza d'onda,
> proprio per creare le opportune condizioni per imprimere gli stati di

> vorticità e, dunque, forse la questione non si pone proprio.

D'accordo, ongi twisted parabolic antenna funziona bene ad una ed una sola frequenza, quella a cui il taglio corrisponde ad una lunghezza d'onda.


Credo sponstandosi di molto dalla frequenza ottima si finisca per creare dei complicati stati a momento angolare frazionario ... potenzialmente utili perche' portano molti canali (possono essere visti come sovrapposizione lineare di molti stati a vorticita' intera), ovviamente non so quali siano le condizioni sotto le quali questi stati si possano poi distinguere facilmente in ricezione.

>
> > - Zitierten Text anzeigen -
> >
> > Qui credo che tu abbia ragione (anche se non ho letto tutta la discussione
> > su free.it.scienza.fisica).
> >
>
> Ti riferisci alle considerazioni sulla larghezza di banda se si
> utilizzano

> apparati riceventi non in grado di separare gli stati di vorticità,
> vero?


Mi devo ricorreggere, e ti riquoto

> inizio quote

Un'osservazione che è invece farina del mio sacco riguarda la
larghezza
della
banda occupata da una trasmissione di questo tipo che venisse rilevata
da
un ricevitore che non fosse in grado di separare gli stati di
vorticità.
Poichè, matematicamente, all'analisi di Fourier, la larghezza di banda
aumenta se aumenta l'informazione trasmessa nell'unità di tempo,
secondo me,
una simile trasmissione potrebbe interferire con altre trasmissioni su
frequenze adiacenti se per queste ultime si usassero ricevitori
convenzionali.

> fine quote


no, non sono d'accordo. La frequenza e' sempre la stessa, e il risultato che si otterrebbe usando un ricevitore tradizionale sarebbe un miscuglio non del tutto comprensibile delle informazioni relative ai due canali di vorticita', ma *nessuna* influenza su altre frequenze.

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

On 29 Apr, 18:54, castigam...@gmail.com wrote:

> Qui non so dire molto. Ho pero' la vaga impressione che ci si possa capire
> qualcosa (se e in quali casi per esempio l'effetto cattura esiste)
> traducendo i concetti
> dal dominio del tempo (nel quale si differenziano i canali a diversa
> frequenza) a quello dello spazio (nel quale si differenziano i canali a
> diversa vorticita'). Ma
> potrei essere io del tutto fuori strada!

Ciao. Beh, a dire il vero, come già detto nei messaggi precedenti,
l'effetto
cattura si ha con segnali alla stessa frequenza. E' una questione
"puramente
concreta"
legata ai circuiti impiegati per la demodulazione, più che legata a
considerazioni matematiche.

Affrontando, invece, un aspetto puramente matematico, vorrei
considerare un
parallelo tra tempo e spazio, prendendo spunto dalle tue parole, per
rivolgerti un'altra domanda:
certo, osservando nel dominio del tempo i grafici di segnali con
diverse
frequenze, essi appaiono differenti.
Diciamo così: i segnali sono "temporalmente diversi", tuttavia, certo
non
sono temporalmente separati perchè possono giungere insieme negli
stessi
intervalli di tempo. Esempi di segnali che, davvero, sono
temporalmente
separati sono quelli trasmessi impiegando le tecniche TDM = Time
Division
Multiplexing, come può avvenire nella telefonia mobile, e non solo,
quando i
vari bit/secondo di un canale vengono divisi tra più utenti mediante
dei
veri e
propri slot temporali; guarda qui
http://www.dii.unisi.it/~abrardo/SR.pdf
Quindi, l'essere "temporalmente diversi" e l'essere, davvero,
temporalmente
separati sono due cose del tutto diverse.
La mia domanda è:
i canali a vorticità diversa sono solo "spazialmente diversi" o sono,
proprio, spazialmente separati?
Te lo chiedo prechè più di una persona, te compreso, afferma che
potrebbe
anche essere necessario
campionare il segnale in punti diversi dello spazio.
In effetti, anche con le tue spiegazioni, credo di avere capito bene
come
siano fatti i fronti d'onda. Era da tempo che tentavo di effettuare un
ipotetico
"gedankenexperiment" (ispirandomi a Einstein, nel mio piccolo, anzi,
nel mio
"piccolissimo") immaginando di "fotografare" i vettori campo elettrico
e campo magnetico "da fermi" in un'onda con vorticità. Ciò non toglie
che,
se tu fossi in possesso di un file con un'immgine corrispondente a una
simile "illustrazione fotografica", non mi dispiacerebbe vederla.
In una delle pagine segnalate da JTS c'era un'animazione, ma ora la
pagina
non è più attiva.

> > e se hai qualcosa, non so, passaggi matematici o altro, che spieghino
> > dettagliatamente il meccanismo con cui la twisted parabolic antenna
> > generi gli stati di vorticità.
>
> Questo si', invece, e secondo me un modo semplice per capirlo e' il
> seguente: considerare l'antenna parabolica elicoidale con il "taglio" un
> puro "schermo di fase". Il settore di paraboloide che sta dietro non so
> esattamente a cosa serva, ma tanto sono sicuro che per capire il concetto
> non e' essenziale saperlo.
>
> Il punto fondamentale e' che l'antenna *e'* uno schermo diffrattivo,
> infatti il taglio deve provocare un salto di fase pari ad una lunghezza
> d'onda. Ma allo stesso tempo e' uno schermo diffrattivo "sottile", nel
> seguente senso: durante la propagazione all'interno dell'antenna non ci
> sono differenze significative dell'intensita' del fascio rispetto a quelle
> che si avrebbero in una antenna analoga, ma senza taglio.

Scusami, ma questo tuo modo di vederla, è esattamente quello mio: :-)
tra parlare di schermo diffrattivo "sottile" o parlare di aberrazione
non
significativa,
non trovi che non ci siano vere differenze? :-)
Entrambi, in pratica, affermiamo che che le perdite di guadagno sono
contenute,
diversamente dagli scettici che mi
scrivono. A proposito di questo, in particolare, una contestazione
ricevuta
via e-mail al mio post
precedente, letto anche da loro, è che, in base a quanto da me
trascritto
dal libro di Nerio Neri, l'aberrazione è significativa perchè non si
deve
considerare solo il taglio in sè, ma tutta la superficie che
gradualmente si
"solleva" per ottenere il taglio, dunque, secondo gli scettici, è
davvero
una deformazione di ampia superficie rispetto al profilo parabolico
ideale.
Certo, se il dislivello è una lunghezza d'onda e quindi non è
inferiore a
1/8 di essa (come invece indicato da chi ha esperienza pratica di
costruzione di
antenne parboliche), magari una misura sperimentale del guadagno, per
completezza, onestamente, la farei.

Sì, grazie. Se mi passi qualche documento o link, mi fa sempre
piacere.
OK, ho capito che il punto sta nel giustificare l'approssimazione di
considerare solo le variazioni di fase e non quelle di intensità.
Ti ringrazio per la spiegazione molto chiara di come è fatta una
"spiral
phase plate". Più avanti, aggiungerò un'altra considerazione.

> Considerato che la quantizzazione si fa con i modi classici, io
> concluderei che la vorticita' si deve per forza poter capire con
> l'elettromagnetismo classico.
>

OK.

> > Questa mia ipotesi era suffragata dal fatto che
> > sul noto libro di elettrodinamica classica del Jackson,
> > da tutti considerato una sorta di bibbia sull'elettromagnetismo
> > classico,
> > non ho trovato nulla su tale argomento
> > (almeno sull'edizione in mio possesso che è datata di più di
> > vent'anni).
> > Mi sembra anche di capire che
> > lo stato di vorticità è uguale a n, numero intero,
> > se e solo se
> > il momento angolare orbitale è uguale a n volte h tagliato.
>
> La connessione c'e', ma e' abbastanza complicata, io un po' di tempo fa
> l'avevo capita in maniera meno approssimativa di come la capisco adesso
> :-)
>
> Prima di tuffarmi in una spiegazione: tieni conto che il momento angolare
> per un fascio di luce si puo' calcolare anche usando l'elettromagnetismo
> classico (come calcolare la densita' di momento lineare e' descritto credo
> anche nel Jackson, che ora non ho sottomano, e poi L = r x p :-)
>

Beh, se è per questo, basta un comune libro per la preparazione
dell'esame
di Fisica Generale 2 per leggere informazioni su pressione di
radiazione,
quantità di moto trasportata da un'onda elettromagnetica e,
conseguentemente, momento angolare. Ma quello che sul Jackson non
trovo è la
definizione di vorticità come integrale della fase su un percorso
chiuso.

> La vorticita' e' l'integrale della fase fatto su un percorso chiuso.

Ti dispiacerebbe scrivermi precisamente la formula?

Detto "Gamma" un percorso chiuso e detta s l'ascissa curvilinea, una
cosa
del tipo

integrale curvilineo su Gamma di
[fase(s+ds) - fase(s)] ds

Giusto?
Non so, mi fa un po' strano pensare solo a

integrale curvilineo su Gamma di
fase(s) ds :

se prendo una comune onda piana e considero un piano ortogonale alla
direzione di propagazione in cui fase=costante non nulla,
allora l'integrale su un percorso chiuso non sarebbe nullo, dando un
risultato proporzionale alla lunghezza di Gamma.
E poi, si integra la fase intesa come angolo o intesa come exp(j
angolo)?

> Se per un fascio la vorticita' e' diversa da zero (per semplicita'
> immaginiamo un percorso che giaccia sul piano perpendicolare alla
> direzione di propagazione media del fascio), vuol dire che il fronte
> d'onda, osservato lungo il percorso chiuso, e' inclinato sempre nello
> stesso verso (si avvita come la superficie di un elicoide). La densita' di
> momento lineare e' perpendicolare alla superficie di fase (nel vuoto),
> quindi la densita' di momento angolare calcolata rispetto al centro del
> fascio ha una componente nella direzione di propagazione del fascio.

Ciò spiega anche la capacità di imprimere una rotazione ad un fascio
di
particelle anche in un piano ortogonale alla direzione di
propagazione, cosa
impossibile con le onde piane; bene, ho capito un'altra cosa. :-)

> Integrando su tutto il fascio l'integrale non si annulla perche' a causa
> dell'elicita' del fronte d'onda la componente di momento angolare nella
> direzione di propagazione risulta rivolta sempre nella stessa direzione.
> Questa e' la connessione tra fronti d'onda elicoidali e momento angolare
> del fascio.
>

Perfetto, capito.

> La risposta secondo me e' che ha senso considerarla come un normale
> riflettore parabolico (applica al caso della riflessione delle onde
> uscenti da un fuoco quello che ho scritto sopra riguardo l'intensita' e la
> fase negli schermi sottili). Sul guadagno invece non so rispondere.
>

Beh, come detto sopra, credo che parlare di approssimazione in cui le
variazioni di intensità sono trascurabili e parlare di aberrazione
trascurabile sia più o meno la stessa cosa.

> > Secondo me, in virtù
> > dell'applicazione
> > dell'ottica ondulatoria in luogo di quella geometrica, se il
> > dislivello
> > associato al taglio è inferiore alla lunghezza d'onda in gioco,
> > il funzionamento del riflettore è ancora accettabile e
> > non ci sono conseguenze particolarmente significative.
>
> Qui come avrai capito non sono d'accordo,
> il dislivello associato al
> taglio dovrebbe essere uguale esattamente ad una lunghezza d'onda, e la
> ragione per cui si puo' applicare una sorta di ottica geometrica e' quella
> che ho descritto sopra quando ho parlato di schermi sottili. Quindi non
> sono d'accordo neppure sul seguito del tuo ragionamento, anche se nei
> dettagli mi perdo.
>

Come sopra, credo che arriviamo alla stessa conclusione anche se con
parole diverse, almeno in buona parte mi sembra così.
In ogni caso,
non sei il solo a non sertirti d'accordo con me, sapessi le persone
che mi
contestano via
e-mail! :-)
Ecco, penso che forse una differenza tra i nostri due discorsi si può
cogliere con il seguente paragone:
immaginiamo di porre dinanzi all'obiettivo di una macchina fotografica
una
lamina: tanto per dire le cose precisamente, un doppio diottro piano
costituito da un mezzo di indice di rifrazione diverso rispetto a
quello
dell'aria delimitato da due piani paralleli, ortogonali all'asse
ottico
dell'obiettivo.
Se scattiamo una foto, poi sostituiamo la lamina con una per la quale
uno
dei due piani venga sostituito con una superficie non piana in modo da
avere
uno spessore variabile in modo spiraliforme, ottenendo proprio una
spiral
phase plate, e scattiamo una seconda foto, essendo associato al taglio
un
dislivello dell'ordine delle centinaia di nanometri, lunghezza d'onda
della
luce visibile, effettivamente, nessuno noterà alcuna differenza tra le
due
fotografie. Questo è il tuo discorso dello "schermo sottile".
Ora, però, al diaframma dell'otturature, che, non so, forse avrà
un'apertura
di circa un millimetro o frazioni di esso, sostituiamo un diaframma la
cui
apertura
non sia molto maggiore rispetto alla lunghezza d'onda della luce
visibile,
diciamo apertura dell'ordine di diversi micron a fronte di una
lunghezza
d'onda di centinaia di nanometri
(un'apertura non troppo piccola, altrimenti cominciamo a vedere le
figure di
diffrazione
con massimi e minimi)
Questa situazione è più "vicina" alla nostra in esame di un
paraboloide di
diametro pari diciamo a circa un metro, forse due, a fronte di una
lunghezza
d'onda di 13 cm.
Probabilmente, in questa situazione, variazioni di spessore della
lamina con
il taglio, così come il taglio del paraboloide, acquistano una
maggiore
importanza.
Ecco perchè, magari, chi in un senso e chi nell'altro, ci si spinge a
valutazioni sul guadagno: io l'ho fatto considerando che non si può
applicare l'ottica geometrica, tu in un altro modo, gli scettici
ancora in
altro modo.

> D'accordo, ongi twisted parabolic antenna funziona bene ad una ed una sola
> frequenza, quella a cui il taglio corrisponde ad una lunghezza d'onda.

Bene, era proprio ciò che pensavo.

> Mi devo ricorreggere, e ti riquoto

> > inizio quote
>
> Un'osservazione che è invece farina del mio sacco riguarda la
> larghezza
> della
> banda occupata da una trasmissione di questo tipo che venisse rilevata
> da
> un ricevitore che non fosse in grado di separare gli stati di
> vorticità.
> Poichè, matematicamente, all'analisi di Fourier, la larghezza di banda
> aumenta se aumenta l'informazione trasmessa nell'unità di tempo,
> secondo me,
> una simile trasmissione potrebbe interferire con altre trasmissioni su
> frequenze adiacenti se per queste ultime si usassero ricevitori
> convenzionali.
>
> > fine quote
>
> no, non sono d'accordo. La frequenza e' sempre la stessa, e il risultato
> che si otterrebbe usando un ricevitore tradizionale sarebbe un miscuglio
> non del tutto comprensibile delle informazioni relative ai due canali di
> vorticita', ma *nessuna* influenza su altre frequenze.

Guarda, se aumenti l'informazione trasmessa nell'unità di tempo, in
generale, la larghezza di banda
aumenta, quindi, credimi, davvero le puoi influenzare le frequenze
adiacenti. Leggi l'esempio che ho proposto a Mauro65 riguardante un
segnale
sinusoidale
monocromatico trasmesso in telegrafia.
Una riflessione da fare sulla mia osservazione è che, se sommi due
segnali,
come contenuto armonico, il segnale somma non può contenere altre
frequenze
al di fuori di quelle contenute nei due segnali originali, tuttavia
vediamo
un po' che succede.
Facciamo prima una premessa.
Se stavi trasmettendo delle informazioni su canali diversi e poi le
trasmetti tutte insieme sullo stesso canale, la larghezza di banda del
canale unico, rispetto ai canali precedenti, può aumentare, ma non è
detto
che lo faccia sempre.
Per esempio, se in FM trasmettiamo due suoni insieme, in base alla
formula
empirica di Carson, la larghezza di banda è essenzialmente determinata
dalla
massima frequenza contenuta nel segnale modulante, quindi da quello
dei due
suoni che ha frequenza più alta. Anche in DSB, se rifai il calcolo che
ho
proposto a Mauro65,
modulando un segnale di frequenza f1 con un segnale contenente due
frequenze
più basse di f1, f2a e f2b, ottieni un segnale contenente quattro
frequenze:
f1-f2a, f1-f2b, f1+f2a, f1+f2b:
è davvero banale se vai ad applicare la stessa formula di Werner a
[A1 cos ( 2pigreco f2a t) + A2 cos ( 2pigreco f2b t)] *

B cos (2pigreco f1 t)

. Anche ora, conta la frequenza più alta tra f2a e f2b.
Ci sarebbe da precisare che il segnale modulato dalla somma di due
segnali
modulanti, in generale, non è uguale alla somma dei segnali modulati
dai
singoli segnali modulanti (in DSB è banalmente vero per la proprietà
distributiva del prodotto, ma in generale non è vero),
mentre se noi riceviamo insieme due canali corrispondenti a due stati
di
vorticità, evidentemente, riceviamo la somma di due segnali modulati,
però
adesso stiamo facendo un discorso intuitivo.
E con le trasmissioni digitali?
Il teorema di Shannon-Hartley, ti dice
che, noto il rapporto segnale/rumore, esiste un limite massimo per
l'efficienza di banda per cui, se vuoi aumentare il bit-rate, la
larghezza
della banda occupata deve per forza aumentare.
Dunque, se un ricevitore riesce a ricevere più bit in un'unità di
tempo, non
c'è nulla da fare, è matematico, la larghezza di banda aumenta,
intressando
anche le frequenze adiacenti.
Se la larghezza di banda non aumenta, non si scappa: non si riescono a
ricevere contemporaneamente tutti i bit dei singoli canali.
Dai un'occhiata qui
http://www.nandoweb.it/ELE_modulazioni.HTM ,
la formula di Carson la trovi all'equazione 2.10, mentre il teorema di
Shannon-Hartley all'equazione 2.17.

Ora, è chiaro che, come accennavo, il segnale somma di due segnali
modulati,
come contenuto armonico, non può contenere altre frequenze oltre a
quelle
contenute nei singoli segnali modulati sommati. Dunque, la mia
osservazione potrebbe non valere, per esempio, in alcuni dei casi in
cui si
sommassero segnali con spettri costituiti solo da righe corrispondenti
a un
numero finito di frequenze, o con spettri con estensione finita,
perchè il
segnale somma non può contenere altre frequenze al di fuori di quelle
dei
due segnali sommati, o frequenze al di fuori dei due intervalli (ma,
come
detto, se la larghezza di banda non aumenta e stai trasmettendo dei
bit,
vuol dire che nella somma stai perdendo informazioni; penso che, in
ciò,
potrebbe essere importante il discorso in base al quale la somma di
segnali
modulati è diversa dal segnale modulato dalla somma dei segnali
modulanti).
Tuttavia, anche nei suddetti casi, dobbiamo tenere presente che, se
sommi i
contributi di più segnali
a una stessa frequenza, potrebbe accadere che contributi che non erano
significati, sommati
insieme, possono diventarlo e questo può comunque influire sulla
larghezza
di banda da considerare. In generale, poi, in realtà tu sommi segnali
con
spettri continui che non hanno estensione finita: sommano tante
"campane
strette", magari i contributi laterali diventano importanti e ottieni
una
"campana" che si allarga un po' anche di lato.

Spero che qualcuno formalizzi bene questo discorso in modo rigoroso.

Vedi come è bello fare il radioamatore?
Altro che hobby, qui si studia! :-)

Ciao.

[Elio Fabri]

Era un po' che volevo intervenire, ma sono stato trattenuto da diversi
motivi.
Uno è che su tante cose non ho affatto le idee chiare.
Un altro è che (come credo di averti già detto in altra occasione) i
tuoi "fiordi" li trovo assai fastidiosi.
Infine, non riesco a leggere con attenzione dei post così lunghi.

Però resta il fatto che qualcosa da dire ce l'ho, e quindi adotto la
soluzione di scrivere un po' in libertà, in parte replicando a
qualcosa che scrivi, in parte andando per mio conto.

Gino Di Ruberto ha scritto:

> Guarda, se aumenti l'informazione trasmessa nell'unità di tempo, in
> generale, la larghezza di banda aumenta, quindi, credimi, davvero le
> puoi influenzare le frequenze adiacenti. Leggi l'esempio che ho
> proposto a Mauro65 riguardante un segnale sinusoidale monocromatico
> trasmesso in telegrafia.

Sì, però quando si citano teoremi (come fai dopo) bisogna anche avere
ben presenti le ipotesi... (v. dopo).

> Per esempio, se in FM trasmettiamo due suoni insieme, in base alla
> formula empirica di Carson, la larghezza di banda è essenzialmente
> determinata dalla massima frequenza contenuta nel segnale modulante,
> quindi da quello dei due suoni che ha frequenza più alta.

Non conosco la "formula empirica di Carson", ma io direi che la
larghezza di banda dipende dalla profondità di modulazione, più che
dalla frequenza del segnale.
Magari verra fuori che mi sbaglio, ma al momento non direi proprio...

> Il teorema di Shannon-Hartley, ti dice che, noto il rapporto
> segnale/rumore, esiste un limite massimo per l'efficienza di banda per
> cui, se vuoi aumentare il bit-rate, la larghezza della banda occupata
> deve per forza aumentare.

Ecco: a che cosa si riferisce quel teorema?
A una funzione dell'unica variabile tempo.
Ma un'onda che si propaga nello spazio è ben più complicata, essendo
funzione di 4 variabili.
Quindi (ecco una delle cose su cui non ho idee chiare) non trovo
affatto strano che a seconda del tipo di onda, e *con un'antenna
ricevante capace di riconsocere la forma dell'onda su una superficie
estesa* si possa superare il limite posto dal teorema di Shannon-Hartley.

> Dunque, se un ricevitore riesce a ricevere più bit in un'unità di
> tempo, non c'è nulla da fare, è matematico, la larghezza di banda
> aumenta, intressando anche le frequenze adiacenti.

Non è affatto "matematico", per quanto ho appena detto.

Ora un paio di considerazioni su queste onde "vorticose".
Intanto sgombriamo il terreno dagli argomenti quantistici, che non
sono rilevanti, come del resto avete già convenuto.
Se proprio volessimo tirare in ballo i fotoni, le cose si
complicherebbero terribilmente, perché tra l'altro, a differenza di
quanto ho letto in diversi posti, *è sbagliato* parlare separatamente
per un fotone di momento angolare orbitale e di spin.
Ma lasciamo perdere, visto che non è rilevante.

La trattazione formale di questo tipo di onde si può fare in modo del
tutto classico.
Per es. la trovate sul Jackson. Non posso citare ora il luogo esatto
perché non ho il libro a protata di mano e l'avevo guardato diverso
tempo fa.

Viceversa, riflettendo su queste cose, mi è venuto in mente che la
sostanza del problema si può affrontare anche dimenticando le onde
e.m. (che sono complicate in quanto vettoriali e trasversali) e
pensando invece a un semplice campo scalare.
Non ho fatto né visto conti, ma sono convinto che anche per un'onda
scalare sia possibile parlare di "vorticità".

L'altra cosa che non ho capito se non molto vagamente, è struttura e
funzionamento delle antenne, riceventi e trasmittenti.

Una curiosità: alla fine del programma trasmesso di recente su La7,
dove Marco Paolini parla di Galileo dal Lab. del Gran Sasso, c'è una
sorpresa: Paolini si collega con Padova e intervista Tamburini e
l'altro di cui non ricordo il nome.
L'interessante non è l'intervista, ma il fatto che alle spalle degli
intervistati si vede l'antenna, col taglio radiale che sapete, ben
visibile.
Potete guardare il programma in
http://www.la7.tv/richplayer/index.html?assetid=50262016
L'intervista sta negli ultimi 20 minuti.

PS. Sono debitore a Gino Di Ruberto di una risposta sulla questione
della "cattura" in FM.
Ho ricontrollato il libro che ricordavo vagamente, e hai ragione.
Anche quel libro (Goldman, "Frequency Analysis, Modulation and Noise",
1948) dice che la cattura dipende dalle caratteristiche del
ricevitore.


--
Elio Fabri

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

"Gino Di Ruberto [GMAIL]" ha scritto nel messaggio
http://groups.google.com/group/it.scienza.fisica/msg/92c0c764e94d2fb9?hl=it
:
> .....

> Tuttavia, anche nei suddetti casi, dobbiamo tenere presente che, se
> sommi i
> contributi di più segnali
> a una stessa frequenza, potrebbe accadere che contributi che non erano
> significati,

significatiVI

> sommati
> insieme, possono diventarlo e questo può comunque influire sulla
> larghezza
> di banda da considerare.

> .....

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

On 9 Mag, 21:39, Elio Fabri wrote:
> Era un po' che volevo intervenire, ma sono stato trattenuto da diversi
> motivi.
> Uno è che su tante cose non ho affatto le idee chiare.
> Un altro è che (come credo di averti già detto in altra occasione) i
> tuoi "fiordi" li trovo assai fastidiosi.
> Infine, non riesco a leggere con attenzione dei post così lunghi.
>

Ciao Elio e grazie per le tue risposte.
Guarda, mi scuso ancora, non so cosa dire.

> Sì, però quando si citano teoremi (come fai dopo) bisogna anche avere
> ben presenti le ipotesi... (v. dopo).

Sono d'accordo.

> Non conosco la "formula empirica di Carson", ma io direi che la
> larghezza di banda dipende dalla profondità di modulazione, più che
> dalla frequenza del segnale.
> Magari verra fuori che mi sbaglio, ma al momento non direi proprio...

Se mi consenti, credo che abbiamo ragione tutti e due. :-)
Ovviamente, un discorso fatto bene andrebbe sviluppato con le funzioni
di Bessel ma lasciamo perdere. :-)
Per chi vuole dare un'occhiata:
http://www.ilmondodelletelecomunicazioni.it/modulazioni/modulazioni_fm.html
Dunque, con la formula di Carson, si fa un'approssimazione. Non per
niente è
"empirica".
Allora, la formula di Carson è la seguente:

Banda = 2(massima deviazione di frequeza + massima frequenza
modulante) 2 (massima deviazione/massima frequenza modulante + 1) * massima
frequenza modulante 2 (indice di modulazione + 1) * massima frequenza modulante

(per deviazione di frequenza intendiamo lo spostamento di freqeunza
della
portante mentre viene modulata rispetto alla portante non modulata)
Giustamente, come fai notare tu, è chiaro che la larghezza di banda
dipende
anche dall'indice di modulazione ma, se la massima deviazione di
frequenza è
fissata (in pratica è fissata l'ampiezza del segnale modulante),
allora,
almeno empiricamente, dipende solo dalla massima frequenza modulante.

> > Il teorema di Shannon-Hartley, ti dice che, noto il rapporto
> > segnale/rumore, esiste un limite massimo per l'efficienza di banda per
> > cui, se vuoi aumentare il bit-rate, la larghezza della banda occupata
> > deve per forza aumentare.
>
> Ecco: a che cosa si riferisce quel teorema?
> A una funzione dell'unica variabile tempo.

Perdonami, e la differenza di potenziale ai capi dell'antenna di un
ricevitore convenzionale
non è fondamentalmente una funzione del tempo?

> Ma un'onda che si propaga nello spazio è ben più complicata, essendo
> funzione di 4 variabili.
> Quindi (ecco una delle cose su cui non ho idee chiare) non trovo
> affatto strano che a seconda del tipo di onda, e *con un'antenna
> ricevante capace di riconsocere la forma dell'onda su una superficie
> estesa* si possa superare il limite posto dal teorema di Shannon-Hartley.

Beh, se riconosce la forma su una superficie estesa, allora, certo, il
discorso cambia.
Ma allora non stiamo più parlando di un semplice ricevitore che si
limiti a
"misurare" una differenza di potenziale variabile (e a demodulare).

> > Dunque, se un ricevitore riesce a ricevere più bit in un'unità di
> > tempo, non c'è nulla da fare, è matematico, la larghezza di banda
> > aumenta, intressando anche le frequenze adiacenti.
>
> Non è affatto "matematico", per quanto ho appena detto.
>

La matematica non è un'opinione. :-)

Grazie del link.

> PS. Sono debitore a Gino Di Ruberto di una risposta sulla questione
> della "cattura" in FM.
> Ho ricontrollato il libro che ricordavo vagamente, e hai ragione.
> Anche quel libro (Goldman, "Frequency Analysis, Modulation and Noise",
> 1948) dice che la cattura dipende dalle caratteristiche del
> ricevitore.

Ti ringrazio anche per la segnalazione del testo che cercherò di
procurarmi.

[JTS]

Am 08.05.2012 23:00, schrieb Gino Di Ruberto [GMAIL]:

>
> Ciao. Beh, a dire il vero, come già detto nei messaggi precedenti,
> l'effetto
> cattura si ha con segnali alla stessa frequenza. E' una questione
> "puramente
> concreta"
> legata ai circuiti impiegati per la demodulazione, più che legata a
> considerazioni matematiche.
>

Ciao, scrivo solo per scrivere che scrivero' prossimamente, l'argomento
e' impegnativo ed ho bisogno di trovare un'ora libera per rispondere
decentemente. Spero che il moderatore mi lasci passare il messaggio,
visto che anche se non parla di Fisica, attiene senz'altro alla discussione.
Detto cio', castigamatt e JTS sono la stessa persona ... per un paio di
settimane non ho potuto accedere al Newsgroup attraverso il server
diesel, quindi ho dovuto spedire le mie risposte tramite Google groups.

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

On 10 Mag, 01:04, "Gino Di Ruberto [GMAIL]"
<gino.dirube...@gmail.com>
wrote:

> Banda = 2(massima deviazione di frequeza + massima frequenza
> modulante) 2 (massima deviazione/massima frequenza modulante + 1) *
> massima
> frequenza modulante 2 (indice di modulazione + 1) * massima frequenza
> modulante

La solita storia con il segno di "uguale", quando posto in questo
newsgroup.
Riscrivo la formula di Carson,
speriamo che sul newsgroup venga bene:

Banda
uguale
2 (massima deviazione di frequeza + massima frequenza modulante)
uguale

2 (massima deviazione/massima frequenza modulante + 1) * massima
frequenza
modulante

uguale

2 (indice di modulazione + 1) * massima frequenza modulante

Scusatemi, lo so che leggermi è molto faticoso.
Non so proprio come fare.

[Elio Fabri]

"Gino Di Ruberto ha scritto:

> Guarda, mi scuso ancora, non so cosa dire.

Secondo me l'unica sarebbe che tu lasciassi perdere gmail...

> Perdonami, e la differenza di potenziale ai capi dell'antenna di un
> ricevitore convenzionale non è fondamentalmente una funzione del
> tempo?

Certamente. E allora?

> Beh, se riconosce la forma su una superficie estesa, allora, certo, il
> discorso cambia.
> Ma allora non stiamo più parlando di un semplice ricevitore che si
> limiti a "misurare" una differenza di potenziale variabile (e a
> demodulare).

Non è il ricevitore che cambia ma l'antenna ricevente.
Sarà l'antenna a filtrare i diversi stati di vorticità.
Disponendo di più antenne potrai rivelare diverse vorticità, ma in
questo caso dovrai mettere al lavoro più ricevitori..


--
Elio Fabri

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

On 17 Mag, 21:32, Elio Fabri <elio.fa...@tiscali.it> wrote:

> Certamente. E allora?

Ciao Elio.
A dire la verità, nessuno sta cercando di applicare il teorema di
Shannon-Hartley agli apparati riceventi di questa tecnologia, i quali
sono in grado di separare i canali corrispondenti ai diversi stati di
vorticità e sicuramente richiedono la valutazione di una funzione di
più variabili oltre a quella temporale.

> Non è il ricevitore che cambia ma l'antenna ricevente.
> Sarà l'antenna a filtrare i diversi stati di vorticità.

Certamente.
Infatti si vede in quel filmato che veniva mossa una delle antenne
dell'interferometro.

> Disponendo di più antenne potrai rivelare diverse vorticità, ma in
> questo caso dovrai mettere al lavoro più ricevitori..

Benissimo.
Vedi? Te lo diceo solo perchè, per tua stessa ammissione, hai avuto
difficoltà a seguire i post troppo lunghi.
Fin dal post su FISF che ho linkato in precedenza, il quesito era solo
questo:
cosa accadrebbe tentando di ricevere questi segnali con un (solo)
ricevitore convenzionale?
(Si suppone che esso sia dotato di una sola antenna ai cui morsetti
raccogliamo una tensione variabile nel tempo.)
Io non so rispondere e chiedo anche il tuo prezioso aiuto per farlo.
Ma su una cosa _sono sicuro_: qualora si dimostrasse che si
riuscirebbero a ricevere tutte le informazioni dei singoli canali
simultaneamente, allora si dovrebbe eseguire uno studio sulla
larghezza di banda "osservata" dal ricevitore convenzionale, tutto
qui.
Insomma, assodato che un ricevitore convenzionale non è in grado di
discriminare tra i diversi stati di vorticità, che cosa fa? Riceve
tutto insieme, oppure?
Guarda che se si dimostrasse che la larghezza di banda osservata non
aumenterebbe, per esempio perchè un ricevitore convenzionale non
riuscirebbe a ricevere tutte le informazioni simultaneamente, non so,
magari per la questione del campionamento spaziale o per la questione
della somma dei segnali modulati che è diversa dal segnale modulato
dalla somma dei segnali modulanti, da un certo punto di vista, mi
farebbe piacere: vorrebbe dire che un ricevitore convenzionale non
avrebbe problemi con le frequenze adiacenti.
Come dire:
da radioamatore e da studente di fisica,
"io faccio il tifo per questa tecnologia",
ma proprio per questo, come l'allenatore o anche un semplice tifoso di
dieci anni dice che il difensore deve prestare attenzione sulla fascia
destra perchè lì l'attaccante avversario potrebbe sfondare, così, _con
umiltà_ provo a esporre questa considerazione.
Ciao,
anzi ti saluto come si fa in telegrafia:
--... ...--

(sarebbe 73 in codice Morse)

[JTS]

Am 08.05.2012 23:00, schrieb Gino Di Ruberto [GMAIL]:


Ecco la rispsota che avevo promesso, anche se Elio ha detto gia' un paio
di cose che volevo dire io.

La cosa e' meno importante di quanto sembri, secondo me. L'importante e'
che i segnali siano distinguibili.

> La mia domanda è:
> i canali a vorticità diversa sono solo "spazialmente diversi" o sono,
> proprio, spazialmente separati?
> Te lo chiedo prechè più di una persona, te compreso, afferma che
> potrebbe
> anche essere necessario
> campionare il segnale in punti diversi dello spazio.

Sono solo spazialmente diversi. Per i passaggi matematici potresti
provare a dare un'occhiata a questo

http://arxiv.org/ftp/physics/papers/0410/0410021.pdf

e' il primo che mi e' capitato sott'occhio, e devo ammettere di non
averlo letto, ma dovrebbe essere adeguato. I modi che interessano a te
sono i modi di Laguerre-Gauss. Anche, prova a a dare un'occhiata a questo:

Dynamic Control and Stabilization of a Laguerre-Gaussian Beam
by using the shifted Zone Plate Method

(il primo risultato che viene fuori con Google ed e' liberamente
scaricabile).

Ad un'occhiata superficiale sembrano ok. Non sono in grado di
consigliarti cose di cui io stesso possa garantire l'accuratezza,
perche' non ho mai fatto i calcoli fino in fondo.

>
>>> e se hai qualcosa, non so, passaggi matematici o altro, che spieghino
>>> dettagliatamente il meccanismo con cui la twisted parabolic antenna
>>> generi gli stati di vorticità.
>>

>>

>> Il punto fondamentale e' che l'antenna *e'* uno schermo diffrattivo,
>> infatti il taglio deve provocare un salto di fase pari ad una lunghezza
>> d'onda. Ma allo stesso tempo e' uno schermo diffrattivo "sottile", nel
>> seguente senso: durante la propagazione all'interno dell'antenna non ci
>> sono differenze significative dell'intensita' del fascio rispetto a quelle
>> che si avrebbero in una antenna analoga, ma senza taglio.
>
> Scusami, ma questo tuo modo di vederla, è esattamente quello mio: :-)
> tra parlare di schermo diffrattivo "sottile" o parlare di aberrazione
> non
> significativa,
> non trovi che non ci siano vere differenze? :-)
> Entrambi, in pratica, affermiamo che che le perdite di guadagno sono
> contenute,
> diversamente dagli scettici che mi
> scrivono.

No, qui sono in netto disaccordo con quanto scrivi. Il punto e' che uno
schermo diffrattivo sottile *e'* un'aberrazione significativa, solo che
i suoi effetti sull'intensita' avvengono dopo una propagazione per
distanze piu' lunghe della regione dello schermo. Ti consiglio, per
capire il concetto di schermo diffrattivo sottile, di guardare qualche
calcolo di diffrazione di Raman-Nath (e in questo caso i calcoli un paio
di volte li ho fatti fino in fondo, e so che funzionano; mi e' capitato
anche una volta di vedere un esperimento di diffrazione i cui risultati
venivano interpretati in maniera sbagliata perche non si teneva conto
dell'effetto di diffrazione da schermi sottili, che funziona in maniera
diversa della diffrazione da schermi spessi (non si e' confinati alla
diffrazione secondo Bragg).


Infatti data una parabola con taglio (anche se qui potrei sbagliarmi
perche' non ho fatto il conto) il guadagno potrebbe essere un certo
tanto per un onda in un certo stato di vorticita', e molto meno per un
altro. Comunque secondo me se segui il filone "schermo diffrattivo
sottile" dovresti riuscire quasi sicuramente a raggiungere una
comprensione della cosa che troverai soddisfacente. Come da messaggio
precedente, ti cerchero' qualcosa sul tema (ricordo una discussione sul
Yeh, "Introduction to Photorefractive Nonlinear Optics", che io avevo
trovato adeguata; ma il libro costa parecchio ;-) cerchero'
qualcos'altro). Piccolo indizio: la modulazione di fase per i segnali
dipendenti dal tempo funziona identicamente (la trasformata di Fourier
tra tempo e frequenza corrisponde alla trasformata di Fourier tra
near-fiel a far-field).

.
> OK, ho capito che il punto sta nel giustificare l'approssimazione di
> considerare solo le variazioni di fase e non quelle di intensità.

E quindi vedi sopra per il fatto che uno schermo diffrattivo sottile
puo' dare benissimo luogo ad aberrazioni significative.

>
>> La vorticita' e' l'integrale della fase fatto su un percorso chiuso.
>
> Ti dispiacerebbe scrivermi precisamente la formula?
>
> Detto "Gamma" un percorso chiuso e detta s l'ascissa curvilinea, una
> cosa
> del tipo
>
> integrale curvilineo su Gamma di
> [fase(s+ds) - fase(s)] ds
>

Giusto, ero stato impreciso io.

> E poi, si integra la fase intesa come angolo o intesa come exp(j
> angolo)?

Intesa come angolo.

>>> Secondo me, in virtù
>>> dell'applicazione
>>> dell'ottica ondulatoria in luogo di quella geometrica, se il
>>> dislivello
>>> associato al taglio è inferiore alla lunghezza d'onda in gioco,
>>> il funzionamento del riflettore è ancora accettabile e
>>> non ci sono conseguenze particolarmente significative.
>>
>> Qui come avrai capito non sono d'accordo,
>> il dislivello associato al
>> taglio dovrebbe essere uguale esattamente ad una lunghezza d'onda, e la
>> ragione per cui si puo' applicare una sorta di ottica geometrica e' quella
>> che ho descritto sopra quando ho parlato di schermi sottili. Quindi non
>> sono d'accordo neppure sul seguito del tuo ragionamento, anche se nei
>> dettagli mi perdo.
>>
>
> Come sopra, credo che arriviamo alla stessa conclusione anche se con
> parole diverse, almeno in buona parte mi sembra così.

Non arriviamo alla stessa conclusione ;-)

> Ecco, penso che forse una differenza tra i nostri due discorsi si può
> cogliere con il seguente paragone:
> immaginiamo di porre dinanzi all'obiettivo di una macchina fotografica
> una
> lamina: tanto per dire le cose precisamente, un doppio diottro piano
> costituito da un mezzo di indice di rifrazione diverso rispetto a
> quello
> dell'aria delimitato da due piani paralleli, ortogonali all'asse
> ottico
> dell'obiettivo.
> Se scattiamo una foto, poi sostituiamo la lamina con una per la quale
> uno
> dei due piani venga sostituito con una superficie non piana in modo da
> avere
> uno spessore variabile in modo spiraliforme, ottenendo proprio una
> spiral
> phase plate, e scattiamo una seconda foto, essendo associato al taglio
> un
> dislivello dell'ordine delle centinaia di nanometri, lunghezza d'onda
> della
> luce visibile, effettivamente, nessuno noterà alcuna differenza tra le
> due
> fotografie. Questo è il tuo discorso dello "schermo sottile".

Neanche un po'.

> Ora, però, al diaframma dell'otturature, che, non so, forse avrà
> un'apertura
> di circa un millimetro o frazioni di esso, sostituiamo un diaframma la
> cui
> apertura
> non sia molto maggiore rispetto alla lunghezza d'onda della luce
> visibile,
> diciamo apertura dell'ordine di diversi micron a fronte di una
> lunghezza
> d'onda di centinaia di nanometri
> (un'apertura non troppo piccola, altrimenti cominciamo a vedere le
> figure di
> diffrazione
> con massimi e minimi)
> Questa situazione è più "vicina" alla nostra in esame di un
> paraboloide di
> diametro pari diciamo a circa un metro, forse due, a fronte di una
> lunghezza
> d'onda di 13 cm.
> Probabilmente, in questa situazione, variazioni di spessore della
> lamina con
> il taglio, così come il taglio del paraboloide, acquistano una
> maggiore
> importanza.

Qui ti avvicini di piu', ma abbi ancora un po' di pazienza e ti faccio
vedere le equazioni per la diffrazione di Raman-Nath e la relativa
condizione di validita' ;-)

>
> Guarda, se aumenti l'informazione trasmessa nell'unità di tempo, in
> generale, la larghezza di banda

Qui ha risposto Elio. Se puoi campionare *due* segnali, la quantita' di
informazione raddoppia senza che si sia alcun cambiamento della
larghezza di banda. I vortici sono un modo furbo per fare questo, e il
punto e' che probabilmente sono *molto* resistenti alla propagazione
(cioe' rimangono distinguibili anche dopo una notevole propagazione
sotto condizioni di turbolenza eccetera), a differenza di onde
all'inizio spazialmente separate, che poi dopo un po' di propagazione si
confondono ... Ma su quanto esattamente i vortici siano resistenti alla
propagazione, non so dire, questa e' solo una mia impressione (anche
perche' se non sono resistenti alla propagazione non sono molto utili,
secondo me).

[JTS]

Am 17.05.2012 21:32, schrieb Elio Fabri:
> "Gino Di Ruberto ha scritto:
>> Guarda, mi scuso ancora, non so cosa dire.
> Secondo me l'unica sarebbe che tu lasciassi perdere gmail...
>

L'impressione che ho io e' che il software che GDR usa per scrivere
imponga di inserire degli "a capo" dopo ogni riga. In questo caso
lasciar perdere gmail potrebbe non aiutare sotto questo aspetto. Ma solo
GDR ci puo' dire se e' questo il problema.

[JTS]

Am 18.05.2012 14:09, schrieb Gino Di Ruberto [GMAIL]:


> Ma su una cosa _sono sicuro_: qualora si dimostrasse che si
> riuscirebbero a ricevere tutte le informazioni dei singoli canali
> simultaneamente, allora si dovrebbe eseguire uno studio sulla
> larghezza di banda "osservata" dal ricevitore convenzionale, tutto
> qui.
> Insomma, assodato che un ricevitore convenzionale non è in grado di
> discriminare tra i diversi stati di vorticità, che cosa fa? Riceve
> tutto insieme, oppure?

E' piu' semplice IMHO. Supponiamo di avere due segnali, f(t) e g(t).
Supponiamo ora di sommarli in due diverse combinazioni lineari:

c1(t) = a1*f(t) + b1*g(t);
c2(t) = a2*f(t) + b2*g(t);


Se uno e' in grado di ricevere sia c1(t) che c2(t) e conosce i
coefficienti a e b, allora puo' ricostruire f e g. Se uno riceve solo c1
o solo c2, allora non c'e' modo.

f e g sono i segnali codificati nei due diversi stati di vorticita', c1
e c2 sono i segnali in due opportuni ricevitori.

Per me questo e' il riassunto completo della questione per quanto
riguarda il segnale e il teorema di Shannon.

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

JTS ha scritto nel messaggio
http://groups.google.com/group/it.scienza.fisica/msg/495ad6fd8d0d5490?hl=it
:

> L'impressione che ho io e' che il software che GDR usa per scrivere
> imponga di inserire degli "a capo" dopo ogni riga. In questo caso
> lasciar perdere gmail potrebbe non aiutare sotto questo aspetto. Ma solo
> GDR ci puo' dire se e' questo il problema.

Sì, ci sei andato molto vicino.
Diciamo che la vecchia versione del software videoingrandente,
compatibile
con il mio vecchio computer e vecchio sistema operativo, si limita ad
un
ingrandimento passivo, nel senso che i caratteri non vengono anche
migliorati (se hanno un tratto sottile, continuano ad averlo). Ciò mi
farebbe comunque sforzare la vista, pertanto sono costretto ad
impiegare un
editor supplementare che però crea questo problema.
Quando passerò alla nuova versione, l'editor non occorrerà più perchè
i
caratteri verranno anche opportunamente modificati (come se
diventassero in
grassetto).

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

JTS ha scritto nel messaggio

http://groups.google.com/group/it.scienza.fisica/msg/9934f5a4cae230e0?hl=it
:

> Sono solo spazialmente diversi. Per i passaggi matematici potresti
> provare a dare un'occhiata a questo
>
> http://arxiv.org/ftp/physics/papers/0410/0410021.pdf
>
> e' il primo che mi e' capitato sott'occhio, e devo ammettere di non
> averlo letto, ma dovrebbe essere adeguato. I modi che interessano a te
> sono i modi di Laguerre-Gauss. Anche, prova a a dare un'occhiata a questo:
>
> Dynamic Control and Stabilization of a Laguerre-Gaussian Beam
> by using the shifted Zone Plate Method
>
> (il primo risultato che viene fuori con Google ed e' liberamente
> scaricabile).

OK. Dovrebbe essere questo:
http://www.kps.or.kr/home/kor/journal/library/downloadPdf.asp?articleuid=%7B3DA731F3-FBD1-4928-AFB0-3324E66E75CE%7D

Grazie mille, ho scaricato entrambi gli articoli.

> ...Ti consiglio, per

> capire il concetto di schermo diffrattivo sottile, di guardare qualche
> calcolo di diffrazione di Raman-Nath

Lo farò quanto prima.

> .....

> Infatti data una parabola con taglio (anche se qui potrei sbagliarmi
> perche' non ho fatto il conto) il guadagno potrebbe essere un certo
> tanto per un onda in un certo stato di vorticita', e molto meno per un
> altro.

Interessante.
Non avevo pensato ad una eventualità del genere, abituato a ragionare
solo
in
termini di proporzionalità inversa a lambda^2.
Si dovrebbe indagare.

> .....

> > integrale curvilineo su Gamma di
> > [fase(s+ds) - fase(s)] ds
>

> Giusto, .....

Perdona un'ultima domanda.
Stavo pensando che
[fase(s+ds) - fase(s)]
già di suo è un infinitesimo;
potrei avere messo un ds di troppo nell'integrale?
Potrebbe essere solo

integrale curvilineo su Gamma di
[fase(s+ds) - fase(s)]

?

(che poi, dividendo e moltiplicando per ds diventerebbe

integrale curvilineo su Gamma di

fase'(s) ds

)

> ..... ma abbi ancora un po' di pazienza e ti faccio

> vedere le equazioni per la diffrazione di Raman-Nath e la relativa
> condizione di validita' ;-)

Bene, attendo con ansia, grazie ancora. :-)

> I vortici sono un modo furbo per fare questo, e il
> punto e' che probabilmente sono *molto* resistenti alla propagazione

E questa è davvero una cosa importantissima.

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

JTS ha scritto nel messaggio

http://groups.google.com/group/it.scienza.fisica/msg/b6acfd36040deab1?hl=it
:

> c1(t) uguale a1*f(t) + b1*g(t);
> c2(t) uguale a2*f(t) + b2*g(t);

>
> Se uno e' in grado di ricevere sia c1(t) che c2(t) e conosce i
> coefficienti a e b, allora puo' ricostruire f e g. Se uno riceve solo c1
> o solo c2, allora non c'e' modo.
>

Ciao.
Guarda, a dire la verità,
questo discorso potrebbe avere problemi con i segnali digitali, con i
quali,
a un certo istante, le
tensioni potrebbero assumere solo un numero finito di valori.
Nessun problema con i segnali analogici, con cui i valori possibili
sarebbero
comunque infiniti (come detto in un messaggio precedente, ai fini
della
valutazione
della larghezza di banda, si dovrebbe badare solo ai
contributi ai lati della frequenza del massimo centrale che,
singolarmente,
non sono significativi, mentre, magari, sommando - o combinando
linearmete -
più segnali, potrebbero diventarlo).
Ti faccio un esempio.

Immaginiamo di ricevere solo c1(t).
Supponiamo, non so, per esempio
a1 uguale 1.1
b1 uguale 0.8
Dunque riceviamo solo un segnale
c1(t) uguale 1.1 f(t) + 0.8 g(t)

Immaginiamo che, sia per f(t) che per g(t) venga trasmesso un solo bit
alla
volta
(cioè che per le tensioni a un certo istante siano possibili solo 2^1
= 2
valori)
e che, durante ogni intervallo di tempo T1 corrispondente alla
trasmissone
di
un bit, che sia maggiore del periodo T corrispondente alla frequenza
f, si
abbia

f(t) uguale
10 microvolt *cos (2pigreco f t) per lo stato logico 0
20 microvolt *cos (2pigreco f t) per lo stato logico 1

g(t) uguale
100 microvolt *cos (2pigreco f t) per lo stato logico 0
200 microvolt *cos (2pigreco f t) per lo stato logico 1

Bene, allora, c1(t), ad un generico istante, può assumere solo i
seguenti
valori

11 + 80 uguale 91 microvolt *cos (2pigreco f t) per la coppia di
valori 0 0
ossia se e solo se
f(t) uguale 10 microvolt *cos (2pigreco f t),
g(t) uguale 100 microvolt *cos (2pigreco f t)

22 + 80 uguale 102 microvolt *cos (2pigreco f t) per la coppia 1 0
ossia se e solo se
f(t) uguale 20 microvolt *cos (2pigreco f t),
g(t) uguale 100 microvolt *cos (2pigreco f t)

11 + 160 uguale 171 microvolt *cos (2pigreco f t) per la coppia 0 1
ossia se e solo se
f(t) uguale 10 microvolt *cos (2pigreco f t),
g(t) uguale 200 microvolt *cos (2pigreco f t)

22 + 160 uguale 182 microvolt *cos (2pigreco f t) per la coppia 1 1
ossia se e solo se
f(t) uguale 20 microvolt *cos (2pigreco f t),
g(t) uguale 200 microvolt *cos (2pigreco f t)

Come puoi vedere, durante ogni intervallo di tempo T1,
anche misurando solo c1(t), siamo perfettamente in grado di conoscere
anche
f(t) e g(t).
Dunque, anche con un solo segnale tra c1(t) e c2(t), non perdiamo
informazioni sulle coppie di
bit.

In realtà, nella somma dei segnali bisognerebbe considerare anche le
possibili differenze di fase che potrebbero aversi tra f(t) e g(t),
ma il succo del discorso è questo.

(Piccola curiosità:
ho considerato valori di tensione in microvolt perchè possono essere
valori
tipici
delle tensioni sullo stadio d'ingresso di un ricevitore.
Per esempio, quando l'S-Meter di un ricevitore amatoriale indica
un'intensità del segnale pari a S-9, che corrisponde a segnali forti,
allora
la tensione in ingresso è pari a circa 56 microvolt
http://ha5ob.ham.hu/dbm_e.htm )

> Per me questo e' il riassunto completo della questione per quanto
> riguarda il segnale e il teorema di Shannon.

Temo occorra rifletterci ancora. :-)

Ciao.

[JTS]

Am 22.05.12 22:37, schrieb Gino Di Ruberto [GMAIL]:

>> Giusto, .....
>
> Perdona un'ultima domanda.
> Stavo pensando che
> [fase(s+ds) - fase(s)]

> gią di suo č un infinitesimo;

> potrei avere messo un ds di troppo nell'integrale?
> Potrebbe essere solo
>
> integrale curvilineo su Gamma di
> [fase(s+ds) - fase(s)]
>
> ?
>
> (che poi, dividendo e moltiplicando per ds diventerebbe
>
> integrale curvilineo su Gamma di
> fase'(s) ds
>
> )

Hai ragione, sono diventato molto distratto per queste cose :-)

>> ..... ma abbi ancora un po' di pazienza e ti faccio
>> vedere le equazioni per la diffrazione di Raman-Nath e la relativa
>> condizione di validita' ;-)
>
> Bene, attendo con ansia, grazie ancora. :-)
>

Ho fatto una ricerca in rete, visto che il libro da cui io ho imparato
le cose non e' cosi' facile da trovare

Ci sarebbe

Criterion for Bragg and Raman-Nath diffraction regimes
M. G. Moharam and L. Young
Applied Optics, Vol. 17, Issue 11, pp. 1757-1759 (1978)

Se non puoi procurartelo te ne invio una copia. Lo ho letto almeno una
volta ;-) e faccio un paio di osservazioni

1) alla soluzione a cui pensavo io accenna solamente e la da' come una
cosa scontata ("This solution is often obtained by Fourier expansion of
the transmitted wave with spatially sinusoidal phase modulation")

2) mi pare, ma non sono sicuro perche' non ho capito il paper fino in
fondo, che confermi il concetto che avevo io, e che ho in testa perche'
lo ho sentito da un collega: lo schermo diffrattivo e' sottile quando
l'onda non ha apprezzabili variazioni di intensita' durante la
propagazione al suo interno. Ma devo leggere l'articolo piu' seriamente
e derivare per conto mio la condizione, adesso, se voglio esserne sicuro.



Poi ho scoperto che gli articoli originali di Raman e Nath sono
liberamente scaricabili. Non li ho letti, ma non puo' fare male passarti
l'indirizzo:

il primo articolo

http://www.ias.ac.in/j_archive/proca/2/4/406-412/viewpage.html

Un articolo con tutte le referenze agli articoli precedenti

http://www.ias.ac.in/j_archive/proca/4/2/222-242/viewpage.html

Un altro articolo che mi pare tratti un caso particolare, anche con
referenze, che in parte sono quelle dell'articolo precedente

http://www.ias.ac.in/j_archive/proca/8/5/499-503/viewpage.html

Sono ovviamente pdf che derivano da scansione, ma di ottima qualita',
quindi notevolmente ingrandibili, spero che siano ok.

[JTS]

Am 22.05.12 23:34, schrieb Gino Di Ruberto [GMAIL]:

>
> Come puoi vedere, durante ogni intervallo di tempo T1,
> anche misurando solo c1(t), siamo perfettamente in grado di conoscere
> anche
> f(t) e g(t).
> Dunque, anche con un solo segnale tra c1(t) e c2(t), non perdiamo
> informazioni sulle coppie di
> bit.
>

Credo che il problema con il tuo ragionamento sia che bisognerebbe far
vedere come dalla misura di c1(t), fatta con la massima precisione
disponibile data dal canale, si possano ottenere f(t) e g(t), entrambe
con la massima precisione disponibile data dal canale. Perche' non c'e'
limite a quanta informazione possa portare un canale, a banda ristretta
quanto si vuole, se si aumenta a piacere il rapporto segnale/rumore, e
secondo me e' questo che stai mostrando nel tuo messaggio, non il fatto
che la banda dipenda dall'informazione misurata.

[JTS]

Am 22.05.12 22:37, schrieb Gino Di Ruberto [GMAIL]:

>
>> ..... ma abbi ancora un po' di pazienza e ti faccio
>> vedere le equazioni per la diffrazione di Raman-Nath e la relativa
>> condizione di validita' ;-)

Aggiungo che la condizione di "ologramma sottile" che ho visto scritta
in un libro (Hariharan, Optical Holography) e' che lo spessore
dell'ologramma dev'essere inferiore alla distanza media fra le frange di
interferenza presenti nell'ologramma. Questa dovrebbe essere facilmente
riconducibile al criterio che ho menzionato io. Ma ci devo pensare.

[JTS]

Am 22.05.12 22:32, schrieb Gino Di Ruberto [GMAIL]:

> Diciamo che la vecchia versione del software videoingrandente,

...(cut)

comunque a prescindere dalle tue necessita' personali, devo dire che io
mi trovo molto molto meglio con un ng server e un client che con google
gruppi, adesso posto da Diesel usando Thunderbird, ci osono anche altri
server ottimi in giro per il mondo :-)
La cosa principale per me e' che i client tengono le conversazioni bene
ordinate in un thread con i sottorami, google gruppi li' e' un po' poco
maneggevole.

[Gino Di Ruberto [GMAIL]]

Ciao JTS,
unifico tutte le risposte in un solo messaggio per essere meno
dispersivo.
Premetto che, per i lettori del gruppo, vorrei aggiungere una piccola
nota
tecnica al mio messaggio precedente sui segnali digitali, quindi, se
avete
un po' di pazienza, vi chiederei di arrivare fino alla fine di questo
post.
:-)
Per prima cosa, non c'è niente di più stimolante di una discussione
tecnica,
per cui ti ringrazio perchè questa discussione mi ha arricchito e
questo è
proprio lo scopo principale che deve avere ogni confronto.
Ti ringrazio per i link agli articoli di Raman e Nath. Sì, non avrò
alcun
problema ad ingrandirli quanto occorre. :-)
Grazie anche per il testo che mi hai segnalato. Non preoccuparti per
l'invio
della tua copia, sicuramente lo troverò nella biblioteca della mia
università e potrò consultarlo lì.
(Se vuoi vedere come faccio a leggere i testi cartacei, guarda sulla
sinistra della foto della mia stazione radio
che trovi qui
http://www.qrz.com/db/IK8QQM
Puoi osservare un ingranditore fisso: ha una telecamera, metti il
libro o il
cellulare o altro su un piano scorrevole che sta sotto, ingrandisci a
volontà e leggi.
Per fortuna, da qualche anno, hanno prodotto anche quelli portatili.
Anche
l'ingranditore portatile puoi scorgere in fotografia, appoggiato sopra
un
libro che è sulla scrivania, sempre verso sinistra. Grazie a quelli
portatili, incredibilmente più potenti di una semplice lente di
ingrandimento che funziona solo otticamente e con il vantaggio di
consentire
l'uso di entrambi gli occhi e non facendone sforzare uno solo, ora
posso
leggere i libri anche quando sono fuori casa. La lente non riesco più
a
usarla, i miei occhi sono troppo stanchi ormai. Se c'è qualche
studente
ipovedente che ha bisogno di consigli, dritte o altro, lo chieda: gli
dirò
tutto, dalla a alla z.)
Per quanto riguarda la questione dei server news, da usare al posto di
Google Gruppi, sì, sono decisamente più comodi. E' solo che Google
Gruppi ti
dà più faciltà ad intervenire da qualunque luogo tu ti possa trovare,
semplicemente utilizzando un browser. Comunque, non so se sei
d'accordo, ma
trovo davvero scomodissima la nuova versione di Google Gruppi, che
rende
poco chiara la struttura ad albero delle discussioni. Mi godrò la
vecchia
versione fino a quando sarà ancora possibile utilizzarla.

> Credo che il problema con il tuo ragionamento sia che bisognerebbe far
> vedere come dalla misura di c1(t), fatta con la massima precisione
> disponibile data dal canale, si possano ottenere f(t) e g(t), entrambe
> con la massima precisione disponibile data dal canale. Perche' non c'e'
> limite a quanta informazione possa portare un canale, a banda ristretta
> quanto si vuole, se si aumenta a piacere il rapporto segnale/rumore, e
> secondo me e' questo che stai mostrando nel tuo messaggio, non il fatto
> che la banda dipenda dall'informazione misurata.

Giusta osservazione.
Sicuramente, il rumore influisce sulla precisione con cui si misurano
le
varie tensioni e, effettivamente, visto che nel teorema di Shannon-
Hartley
interviene il rapporto segnale/rumore, questa è un'altra cosa su cui
indagare a fondo. Tieni anche presente che la presenza di
discontinuità (chiamiamoli "gradini"), da sola, è causa di aumento di
larghezza di banda, come potresti osservare con la trasformata di
Fourier
(vedi per esempio nella nota di sotto sul perchè di solito non si usa
la
semplice FSK).
Del resto, le sperimentazioni servono proprio a questo.
Ovviamente, se un giorno tutte le stazioni radio trasmittenti o
riceventi
saranno in grado di separare i canali associati a diversi stati di
vorticità, questo problema della larghezza di banda non si porrà
proprio. Il
discorso è che, naturalmente, c'è da aspettarsi un periodo di
convivenza tra
apparati convenzionali e apparati di questo tipo. Ecco perchè,
comunque,
credo che sia meglio rendersi conto bene di cosa succede.
Ciao e grazie ancora.
_____________________________________________________________________________
Veniamo alla nota tecnica che volevo aggiungere al mio messaggio
precedente.
In tale messaggio
http://groups.google.com/group/it.scienza.fisica/msg/358f1443c2b1d427?hl=it
ho scritto:
> .....

> f(t) uguale
> 10 microvolt *cos (2pigreco f t) per lo stato logico 0
> 20 microvolt *cos (2pigreco f t) per lo stato logico 1
>
> g(t) uguale
> 100 microvolt *cos (2pigreco f t) per lo stato logico 0
> 200 microvolt *cos (2pigreco f t) per lo stato logico 1

> .....

Questo è un esempio di un tipo di modulazione digitale chiamato
"Amplitude Shift Keying", ASK. Con questa modulazione, i bit sono
trasmessi
variando l'ampiezza del segnale in corrispondenza dei valori da
trasmettere.
Sarebbe possibile anche utilizzare modulazioni digitali con le quali
l'ampiezza resta costante, come
- la "Frequency Shift Keying", FSK
con la quale si varia la frequenza
esempio
http://i51.tinypic.com/2hgzq6f.jpg
o, in particolare, la "Minimum Shift Keying", MSK
(che è un caso particolare di FSK, ottenuto imponendo
che nella durata dell'invio di
un bit, il segnale compia esattamente mezza oscillazione in più o in
meno, ossia imponendo
una differenza di
frequenza pari a 1/2T1,
dove T1 è il periodo corrispondente all'invio di un bit:
T1 uguale nT uguale (n+1/2)T'
da cui
f uguale 1/T uguale n/T1
f' uguale 1/T' uguale (n+1/2)/T1
)
che risolve il problema della discontiuità di fase
http://i49.tinypic.com/o9mqgo.jpg
in modo da ridurre la larghezza di banda,
o ancora la "Gaussian Minimum Shift Keying" GMSK,
utilizzata nella telefonia GSM,
con la quale, inoltre, il passaggio da una frequenza a un'altra
avviene in
modo più dolce e questo riduce ulteriormente la larghezza di banda,
perchè viene eliminata un'altra discontinuità.
- la Phase Shift Keying, PSK
con la quale viene variata la fase
esempio
http://i51.tinypic.com/2zp742h.jpg
ecc.

In questi casi, il ragionamento sarebbe simile, cioè:
i grafici di f(t) e g(t) varierebbero in un numero finito di modi. Di
conseguenza, anche il grafico di c1(t) varierebbe in un numero finito
di
modi. Pertanto, anche ricevendo solo c1(t), in linea di principio, non
si
perderebbero informazioni sui bit.
Naturalmente, anche qui si deve considerare l'osservazione posta da
JTS, in
base alla quale il rumore può influenzare la precisione con cui
ricostruiamo
i grafici delle funzioni.

Ribadisco che questo discorso assolutamente non è applicabile alle
modulazioni analogiche come
l'AM (Amplitude Modulation) o l'FM (Frequency Modulation)
http://i56.tinypic.com/5po8x2.jpg
o altre,
perchè il segnale viene variato con continuità ossia in un numero
infinito
di modi.
Saluti a tutti i lettori del newsgroup.

[blunderin...@gmail.com]

Il team dei "fotoni ubriachi" batte la ritirata!


Il 25 Giugno del 2012, l'Universita' di Padova ha presentato all'Ufficio italiano dei brevetti e marchi, istanza di ritiro della loro domanda di concessione di brevetto industriale!
Copia del documento ufficiale e' disponibile qui:

http://www.uibm.gov.it/uibm/dati/stampa_elenco_info.aspx?load=info_stampCode&id=1949625&table=Invention

a back up copy of the print out is available on:
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Fabrizio Tamburini, Cesare Barbieri, Antonio Bianchini, Filippo Romanato dell'Universit� degli Studi di Padova, Bo Thid� dell'Universit� di Uppsala (Svezia). Fra i collaboratori italiani ci sono studenti di dottorato Elettra Mari ed Anna Sponselli, studentesse di dottorato e il Post Doc Gabriele Anzolin ora all'ICFO a Barcellona.

L'investimento � stato compiuto grazie alla Cassa di Risparmio di Padova e di Rovigo e al grande interesse del Direttore del Dipartimento di Astronomia dell'Universit� degli Studi di Padova, Professor Piero Rafanelli.
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