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Le Equazioni di Maxwell e le Onde Elettromagnetiche: Spiegazione Facile e Riassunto PDF

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Brigida Pispico.

27/07/2022

Fisica

Le Onde Elettromagnetiche

Le Equazioni di Maxwell e le Onde Elettromagnetiche: Spiegazione Facile e Riassunto PDF

Le onde elettromagnetiche sono perturbazioni che si propagano nello spazio trasportando energia attraverso campi elettrici e magnetici variabili. La loro velocità di propagazione nel vuoto è uguale alla velocità della luce, come dimostrato dalle Equazioni di Maxwell. Lo spettro elettromagnetico comprende diverse tipologie di onde, dalle onde radio ai raggi gamma.

• Le onde elettromagnetiche si originano dal movimento oscillatorio di cariche elettriche
• I campi elettrici e magnetici sono perpendicolari tra loro e alla direzione di propagazione
• La velocità di propagazione dipende dalle caratteristiche del mezzo
• Lo spettro elettromagnetico classifica le onde in base a frequenza e lunghezza d'onda
• Le applicazioni pratiche includono le comunicazioni radio e la trasmissione di energia

...

27/07/2022

2100

LE ONDE
ELETTROMAGNETICHE
Il movimento di una carica elettrica che oscilla avanti e indietro tra due punti genera:
→ un CAMPO ELETTRICO VARI

Vedi

Onde Elettromagnetiche Piane e Antenne

Le antenne per la trasmissione di onde radio funzionano facendo oscillare gli elettroni di conduzione lungo una struttura metallica. Questa oscillazione è prodotta da una tensione alternata applicata all'antenna.

Example: Un'antenna radio è una sorgente che genera fronti d'onda sferici, ma a grande distanza questi appaiono come onde piane.

Caratteristiche delle onde elettromagnetiche piane:

  1. I campi E e B sono perpendicolari alla direzione di propagazione.
  2. I vettori E e B sono perpendicolari tra loro.
  3. I moduli di E e B sono legati dalla relazione E = cB.

Highlight: Le onde elettromagnetiche sono onde trasversali.

La direzione di propagazione, il verso di E e il verso di B seguono la regola della mano destra:

  • Pollice: direzione di propagazione
  • Altre dita: verso di E
  • Palmo: verso di B

Per un'onda elettromagnetica piana e armonica, si definiscono:

  • Lunghezza d'onda λ: distanza dopo la quale il profilo si ripete
  • Periodo T: intervallo di tempo di un'oscillazione completa
  • Frequenza f: numero di oscillazioni per unità di tempo

Nel vuoto, queste grandezze sono legate dalla relazione: c = λf

Vocabulary: La frequenza di risonanza di un circuito RLC, utilizzato per la ricezione delle onde elettromagnetiche, è data da f = 1 / (2π√LC).

LE ONDE
ELETTROMAGNETICHE
Il movimento di una carica elettrica che oscilla avanti e indietro tra due punti genera:
→ un CAMPO ELETTRICO VARI

Vedi

Energia delle Onde Elettromagnetiche

Le onde elettromagnetiche trasportano energia, come dimostrato dalla loro capacità di mettere in movimento gli elettroni di un'antenna ricevente.

La densità volumica di energia di un'onda elettromagnetica è data dalla somma delle densità di energia del campo elettrico e del campo magnetico:

w = wₑ + wₘ = ½εE² + ½μB²

Definition: La densità volumica media di energia di un'onda elettromagnetica è il valore medio della densità di energia nel tempo.

Poiché i campi E e B oscillano in fase con andamento sinusoidale, il valore medio della densità di energia è pari alla metà del suo valore massimo.

Highlight: L'energia trasportata dalle onde elettromagnetiche varia nel tempo, seguendo l'oscillazione dei campi elettrico e magnetico.

Questa comprensione dell'energia delle onde elettromagnetiche è fondamentale per molte applicazioni pratiche, dalla trasmissione radio alle comunicazioni wireless moderne.

LE ONDE
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Energia delle Onde Elettromagnetiche

La densità volumica media dell'energia trasportata dalle onde elettromagnetiche è un concetto fondamentale per comprendere il loro comportamento energetico.

Definition: La densità volumica media rappresenta l'energia contenuta nell'unità di volume dello spazio attraversato dall'onda.

Example: I campi E e B oscillano in fase con andamento sinusoidale, raggiungendo massimi e minimi simultaneamente.

Highlight: La formula della densità volumica media è w = wₑ + wₘ = ½εE² + (1/2μ₀)B².

Non c'è niente di adatto? Esplorare altre aree tematiche.

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Adoro questa applicazione [...] consiglio Knowunity a tutti!!! Sono passato da un 5 a una 8 con questa app

Stefano S, utente iOS

L'applicazione è molto semplice e ben progettata. Finora ho sempre trovato quello che stavo cercando

Susanna, utente iOS

Adoro questa app ❤️, la uso praticamente sempre quando studio.

 

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27 lug 2022

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Le Equazioni di Maxwell e le Onde Elettromagnetiche: Spiegazione Facile e Riassunto PDF

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Brigida Pispico.

@brigidap

Le onde elettromagnetiche sono perturbazioni che si propagano nello spazio trasportando energia attraverso campi elettrici e magnetici variabili. La loro velocità di propagazione nel vuoto è uguale alla velocità della luce, come dimostrato dalle Equazioni di Maxwell. Lo spettro

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Onde Elettromagnetiche Piane e Antenne

Le antenne per la trasmissione di onde radio funzionano facendo oscillare gli elettroni di conduzione lungo una struttura metallica. Questa oscillazione è prodotta da una tensione alternata applicata all'antenna.

Example: Un'antenna radio è una sorgente che genera fronti d'onda sferici, ma a grande distanza questi appaiono come onde piane.

Caratteristiche delle onde elettromagnetiche piane:

  1. I campi E e B sono perpendicolari alla direzione di propagazione.
  2. I vettori E e B sono perpendicolari tra loro.
  3. I moduli di E e B sono legati dalla relazione E = cB.

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La direzione di propagazione, il verso di E e il verso di B seguono la regola della mano destra:

  • Pollice: direzione di propagazione
  • Altre dita: verso di E
  • Palmo: verso di B

Per un'onda elettromagnetica piana e armonica, si definiscono:

  • Lunghezza d'onda λ: distanza dopo la quale il profilo si ripete
  • Periodo T: intervallo di tempo di un'oscillazione completa
  • Frequenza f: numero di oscillazioni per unità di tempo

Nel vuoto, queste grandezze sono legate dalla relazione: c = λf

Vocabulary: La frequenza di risonanza di un circuito RLC, utilizzato per la ricezione delle onde elettromagnetiche, è data da f = 1 / (2π√LC).

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Energia delle Onde Elettromagnetiche

Le onde elettromagnetiche trasportano energia, come dimostrato dalla loro capacità di mettere in movimento gli elettroni di un'antenna ricevente.

La densità volumica di energia di un'onda elettromagnetica è data dalla somma delle densità di energia del campo elettrico e del campo magnetico:

w = wₑ + wₘ = ½εE² + ½μB²

Definition: La densità volumica media di energia di un'onda elettromagnetica è il valore medio della densità di energia nel tempo.

Poiché i campi E e B oscillano in fase con andamento sinusoidale, il valore medio della densità di energia è pari alla metà del suo valore massimo.

Highlight: L'energia trasportata dalle onde elettromagnetiche varia nel tempo, seguendo l'oscillazione dei campi elettrico e magnetico.

Questa comprensione dell'energia delle onde elettromagnetiche è fondamentale per molte applicazioni pratiche, dalla trasmissione radio alle comunicazioni wireless moderne.

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Energia delle Onde Elettromagnetiche

La densità volumica media dell'energia trasportata dalle onde elettromagnetiche è un concetto fondamentale per comprendere il loro comportamento energetico.

Definition: La densità volumica media rappresenta l'energia contenuta nell'unità di volume dello spazio attraversato dall'onda.

Example: I campi E e B oscillano in fase con andamento sinusoidale, raggiungendo massimi e minimi simultaneamente.

Highlight: La formula della densità volumica media è w = wₑ + wₘ = ½εE² + (1/2μ₀)B².

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Le Onde Elettromagnetiche: Generazione e Propagazione

Le onde elettromagnetiche si generano quando una carica elettrica oscilla, producendo campi elettrici e magnetici variabili che si propagano nello spazio. Questo fenomeno continua anche dopo che la carica smette di muoversi, trasportando energia attraverso il vuoto.

Definizione: Un'onda elettromagnetica è una perturbazione di natura elettrica e magnetica che trasporta energia e continua a propagarsi anche quando la carica che l'ha generata smette di muoversi.

La velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche nel vuoto, calcolata da Maxwell, coincide con la velocità della luce:

v = 1 / √(ε₀μ₀) = c ≈ 2,998 × 10⁸ m/s

Highlight: Maxwell concluse che la luce è una particolare onda elettromagnetica, basandosi sulla coincidenza tra la velocità di propagazione teorica e la velocità della luce misurata.

In un mezzo trasparente, la velocità di propagazione è inferiore e dipende dalle proprietà del mezzo:

v = 1 / √(εᵣμᵣε₀μ₀)

dove εᵣ e μᵣ sono le costanti relative del mezzo.

Vocabulary: L'indice di rifrazione n di un mezzo è definito come n = c/v = √(εᵣμᵣ), ed è sempre maggiore di 1 per i mezzi materiali.

Le onde elettromagnetiche furono studiate teoricamente da Maxwell nel 1861 e verificate sperimentalmente dal fisico tedesco Heinrich Rudolf Hertz tra il 1886 e il 1889.

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Recensioni dei nostri utenti. Ci adorano - e anche tu, vedrai .

4.9/5

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4.8/5

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L'applicazione è molto facile da usare e ben progettata. Finora ho trovato tutto quello che cercavo e ho potuto imparare molto dalle presentazioni! Utilizzerò sicuramente l'app per i compiti in classe! È molto utile anche come fonte di ispirazione.

Stefano S

utente iOS

Questa applicazione è davvero grande! Ci sono tantissimi appunti e aiuti con lo studio [...]. La mia materia problematica, per esempio, è il francese e l'app ha così tante opzioni per aiutarmi. Grazie a questa app ho migliorato il mio francese. La consiglio a tutti.

Samantha Klich

utente Android

Wow, sono davvero stupita. Ho appena provato l'app perché l'ho vista pubblicizzata molte volte e sono rimasta assolutamente sbalordita. Questa app è L'AIUTO che cercate per la scuola e soprattutto offre tantissime cose, come allenamenti e schede, che a me personalmente sono state MOLTO utili.

Anna

utente iOS

È bellissima questa app, la adoro. È utilissima per lo studio e mi aiuta molto, anzi moltissimo, ma soprattutto mi aiutano molto i quiz, per memorizzare anche quello che non sapevo

Anastasia

utente Android

Fantastica per qualsiasi materia avere gli appunti anche di altre persone è molto utile perchè posso confrontarmi e vedere come migliorarmi. con i quiz riesco ad apprendere al meglio.

Francesca

utente Android

moooolto utile,gli appunti sono belli e funzionanti,schoolGPT da dei consigli formidabili!!

Marianna

utente Android

L'applicazione è semplicemente fantastica! Tutto ciò che devo fare è inserire l'argomento nella barra di ricerca e ottengo la risposta molto velocemente. Non devo guardare 10 video di YouTube per capire qualcosa, quindi risparmio tempo. Consigliatissima!

Sudenaz Ocak

utente Android

A scuola andavo malissimo in matematica, ma grazie a questa applicazione ora vado meglio. Vi sono molto grato per aver creato questa app.

Greenlight Bonnie

utente Android

Knowunity è un applicazione fantastica,considerando che ha degli schemi veramente molto carini e sfiziosi e che ci sono dei quiz,oltre al fatto che questa cosa dell intelligenza artificiale "school gpt" è almeno per me molto utile, perché a differenza di Chatgpt ti da le spiegazioni, ti spiega ciò che non è chiaro! Posso studiare più velocemente tramite gli schemi e che posso pubblicare io stessa gli schemi è una funzione utilissima per gli altri studenti. Knowunity è PERFETTA

Aurora

utente Android

L’app funziona benissimo e puoi trovare qualsiasi tipo di informazione. Non ho l’abbonamento ma la parte gratuita è sufficiente per uno studio approfondito.

Martina

utente iOS

in questi ultimi mesi di scuola dove il tempo è ormai poco, mi sta aiutando molto perché piuttosto che farmi io gli schemi su quello che leggo sul libro guardo questi già fatti e li uso come ripasso piuttosto che rileggermi tutto il libro

Chiara

utente IOS

Questa app è una delle migliori, nient’altro da dire.

Andrea

utente iOS

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Stefano S

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Questa applicazione è davvero grande! Ci sono tantissimi appunti e aiuti con lo studio [...]. La mia materia problematica, per esempio, è il francese e l'app ha così tante opzioni per aiutarmi. Grazie a questa app ho migliorato il mio francese. La consiglio a tutti.

Samantha Klich

utente Android

Wow, sono davvero stupita. Ho appena provato l'app perché l'ho vista pubblicizzata molte volte e sono rimasta assolutamente sbalordita. Questa app è L'AIUTO che cercate per la scuola e soprattutto offre tantissime cose, come allenamenti e schede, che a me personalmente sono state MOLTO utili.

Anna

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Anastasia

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Fantastica per qualsiasi materia avere gli appunti anche di altre persone è molto utile perchè posso confrontarmi e vedere come migliorarmi. con i quiz riesco ad apprendere al meglio.

Francesca

utente Android

moooolto utile,gli appunti sono belli e funzionanti,schoolGPT da dei consigli formidabili!!

Marianna

utente Android

L'applicazione è semplicemente fantastica! Tutto ciò che devo fare è inserire l'argomento nella barra di ricerca e ottengo la risposta molto velocemente. Non devo guardare 10 video di YouTube per capire qualcosa, quindi risparmio tempo. Consigliatissima!

Sudenaz Ocak

utente Android

A scuola andavo malissimo in matematica, ma grazie a questa applicazione ora vado meglio. Vi sono molto grato per aver creato questa app.

Greenlight Bonnie

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Knowunity è un applicazione fantastica,considerando che ha degli schemi veramente molto carini e sfiziosi e che ci sono dei quiz,oltre al fatto che questa cosa dell intelligenza artificiale "school gpt" è almeno per me molto utile, perché a differenza di Chatgpt ti da le spiegazioni, ti spiega ciò che non è chiaro! Posso studiare più velocemente tramite gli schemi e che posso pubblicare io stessa gli schemi è una funzione utilissima per gli altri studenti. Knowunity è PERFETTA

Aurora

utente Android

L’app funziona benissimo e puoi trovare qualsiasi tipo di informazione. Non ho l’abbonamento ma la parte gratuita è sufficiente per uno studio approfondito.

Martina

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in questi ultimi mesi di scuola dove il tempo è ormai poco, mi sta aiutando molto perché piuttosto che farmi io gli schemi su quello che leggo sul libro guardo questi già fatti e li uso come ripasso piuttosto che rileggermi tutto il libro

Chiara

utente IOS

Questa app è una delle migliori, nient’altro da dire.

Andrea

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