L’onda elettromagnetica: E e B che si rincorrono
In un’onda elettromagnetica il campo elettrico e il campo magnetico oscillano in fase, perpendicolari fra loro e alla direzione in cui l’onda viaggia: è un’onda trasversale. Il rapporto fra le loro ampiezze è la velocità della luce, e l’onda trasporta energia. Radio, microonde, luce e raggi X sono tutte onde di questo tipo, con lunghezze d’onda diverse.
Il tuo dispositivo è impostato per ridurre le animazioni, quindi la scena è ferma: premi Avvia quando vuoi vederla in movimento.
I = ½ c ε₀ E₀²
Il campo elettrico (rosso) oscilla in verticale, quello magnetico (blu) in orizzontale; l’onda avanza verso destra. Nei punti in cui E è massimo anche B è massimo: sono in fase. La direzione di propagazione è quella di E × B.
Le ampiezze sono legate da B₀ = E₀ / c: con 100 V/m il campo magnetico è appena 0,33 μT. L’intensità, cioè la potenza che attraversa un metro quadrato, è ½ c ε₀ E₀²: la luce del Sole a mezzogiorno ha E₀ di circa 1000 V/m.
Il disegno è lo stesso per ogni tipo di onda: cambia solo la scala. Un’onda radio FM è lunga 3 m, una del forno a microonde 12 cm, la luce verde mezzo micrometro, i raggi X meno di un nanometro. Tutte viaggiano nel vuoto a c = 299 792 km/s.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
Percorsi personalizzati di Matematica e Fisica con un docente di ruolo: per capire il perché delle formule, non solo il come si applicano.