Le onde elettromagnetiche sono costituite da un campo elettrico e un campo
magnetico mutuamente perpendicolari che oscillano in fase fra loro
perpendicolarmente alla direzione di propagazione.
Per ampiezza si intende il valore massimo che viene raggiunto dall'oscillazione.
Per esempio, nel caso di un'onda marina l'ampiezza è l'altezza massima dell'onda.
In un'onda elettromagnetica le ampiezze dei due campi (quello elettrico e quello
magnetico) non sono indipendenti, ma sono legate fra loro. Questo permette di
esprimere, vedi sotto, l’intensità dell’onda o in termini del quadrato del solo campo
elettrico o in termini del quadrato del solo campo magnetico (elettromagnetismo
classico)
L'intensità di un'onda elettromagnetica è l'energia che passa attraverso un'area
unitaria nell'unità di tempo e si misura in watt/m2: è cioè l'energia che attraversa in
ogni secondo una superficie di un metro quadrato.
Si può dimostrare che l'intensità è proporzionale al prodotto delle ampiezze del
campo elettrico e del campo magnetico; e siccome questi ultimi due sono
proporzionali tra loro, in ultima analisi l'intensità è proporzionale al quadrato
dell'ampiezza del campo elettrico.
Polarizzazione di un'onda elettromagnetica
la propagazione delle onde elettromagnetiche avviene in direzione
perpendicolare alla direzione del campo elettrico e del campo magnetico (che
sono componenti dell’onda). Il piano individuato dalla direzione di propagazione
e dal vettore campo elettrico E si dice piano di polarizzazione. Se questo piano
non cambia al passare del tempo e mentre il campo si propaga, l’onda
elettromagnetica è detta polarizzata linearmente. Se invece il vettore campo
elettrico E (e quindi anche il vettore di campo magnetico H che è perpendicolare
ad E) ruota al passare del tempo e all’avanzare dell’onda (compiendo così una
rotazione completa in un periodo T) si dice che l’onda ha una polarizzazione
ellittica; se, poi, in particolare, il vettore campo elettrico e il vettore campo
magnetico ruotano mantenendo un’ampiezza costante, si parla di polarizzazione
circolare.
Simulazioni interattive, per esempio, agli indirizzi:
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=35
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=284.0
Intensità specifica della radiazione
Si riferisce alla energia irraggiata dalla
superficie unitaria ad unità di tempo (ad
unità di angolo solido) ad unità di
lunghezza d’onda.
Densità specifica della radiazione
Si riferisce alla energia elettromagnetica
ad unità di volume e di lunghezza d’onda
all’interno della cavità radiante.
Sono collegate tra loro e spesso si parla dell’una o dell’altra
indifferentemente o si passa dall’una all’altra senza avviso.
Facciamo chiarezza sulle unità di misura delle due grandezze e sul loro collegamento
I B
J
I 2
m s m ( srad )
J
I
3
m s ( srad )
J
m3 m
J
m4
Intensità specifica della radiazione
Densità specifica della radiazione
Si riferisce alla energia irraggiata dalla
superficie unitaria ad unità di tempo (ad
unità di angolo solido) ad unità di
frequenza.
Si riferisce alla energia elettromagnetica
ad unità di volume e di frequenza
all’interno della cavità radiante.
Sono collegate tra loro e spesso si parla dell’una o dell’altra
indifferentemente o si passa dall’una all’altra senza avviso.
Facciamo chiarezza sulle unità di misura delle due grandezze e sul loro collegamento
I B
Per collegare le unità di misura di B , B è necessario tener conto
che ad aver significato fisico, essere misurabili, non sono le funzioni
scritte ma le:
I d B d
I d B d
Che rappresentano l’energia emessa dall’unità di superficie nell’unità di tempo e di
angolo solido tra e d
e e d
rispettivamente
e che,
B I B d B d I d I d
quindi, poiché si ha:
I B
J
J
W
m2 s ( srad ) m2 s ( srad ) m2 ( srad )
risulta:
B
W
J
m2 s 1 ( srad ) m2 ( srad )
Passiamo ora al legame tra le densità specifiche di radiazione e le intensità specifiche.
Tenendo conto che la radiazione emessa dalla superficie è in tutte le direzioni si
ricava che
c
I
4
