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Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche

di Elena Fortini

·                                              Campo elettrico indotto: in un circuito privo di generatore, sede di una corrente indotta ciò che fa muovere le cariche lungo il circuito p il campo elettrico indotto. La fem indotta p il lavoro compiuto dal campo elettrico indotto per far percorrere a una carica unitaria un giro completo del circuito, e quindi      . Per la legge di Faraday quindi      

·                                              Corrente di spostamento: se il flusso del campo elettrico attraverso una superficie varia della quantità ΔΦ(E) in un tempo Δt, l’intensità media is della corrente di spostamento  che fluisce attraverso la superficie è espressa da      . In base all’ipotesi di Maxwell, il campo elettrico variabile nel tempo presente fra le armature del condensatore genera un campo magnetico indotto.

·                                              Equazioni di Maxwell:

1.                                Il flusso del campo elettrico uscente da una superficie chiusa è dato dalla somma delle cariche contenute all’interno della superficie diviso la costante dielettrica.      

2.                                Il flusso del campo di induzione magnetica uscente da una superficie chiusa è nullo      

3.                                La circuitazione del campo di induzione magnetica lungo una linea chiusa è                      

4.                                La circuitazione del campo elettrico lungo una linea chiusa è      

·                                                          La luce:  è un onda elettromagnetica, o onda trasversale poiché il campo elettrico e il campo magnetico sono sempre ortogonali tra loro. Le equazioni che descrivono l’onda sono

      e      . Si dimostra che i valori massimi E0 e B0 di un’onda monocromatica sono legati dalla relazione       e che la velocità di propagazione nel vuoto è      -

·                                                          Densità media di energia di un’onda elettromagnetica: se E0 è l’ampiezza del campo elettrico di un’onda elettromagnetica monocromatica, la densità media di energia dell’onda è       oppure in funzione del campo elettrico      

·                                                          L’intensità di un’onda elettromagnetica: la grandezza caratteristica del trasporto dell’energia da parte di un’onda elettromagnetica è l’intensità dell’onda, cioè il rapporto fra l’energia media ΔU/Δt per unità di tempo trasportata attraverso una superficie S perpendicolare alla direzione di propagazione e la superficie stessa. L’intensità di un onda elettromagnetica nel vuoto è uguale a      

·                                                          Circuito oscillante: un condensatore e un induttore sono gli elementi con cui si ottiene un circuito oscillante. Il condensatore è inizialmente caricato da un generatore di tensione continua. Successivamente è collegato in serie con l’induttore mentre il generatore è escluso dal circuito. Il condensatore si scarica e si produce intorno alla bobina un campo magnetico, a questo punto la corrente inizia a diminuire producendo una fem autoindotta che ricarica il condensatore e così via.

·                                                          Antenna: costituita da una coppia di aste metalliche collegate ai due poli di un generatore di tensione alternata o a un circuito oscillante. Essendo variabili nel tempo il campo elettrico e il campo magnetico producono dei campi indotti al oro volta variabili e come tali sorgenti di ulteriori campi. In tal modo la perturbazione elettromagnetica si propaga viaggiando con velocità c. un’antenna accoppiata a un circuito oscillante è utilizzata anche per la ricezione delle onde elettromagnetiche.

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