Come generare onde elettromagnetiche

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Cos' è un'onda? Molto semplice: consideriamo, per esempio, le onde meccaniche, ovvero quelle visibili dall'occhio umano. Se lanciamo un sasso in acqua riusciremo a generare una serie di onde che si propagano e, ognuna, occupa sempre più spazio e non rallenta la corsa finché non si esaurisce. Le onde elettromagnetiche si basano sullo stesso principio. Sono impulsi emanati da oggetti, che si propagano appunto sotto forma di onda e per propagarsi non hanno bisogno necessariamente di mezzi (come l'acqua o l'aria) ma possono propagarsi anche nel vuoto; questo permette di scambiare dati con gli astronauti che si trovano nello spazio.

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Ora c'è un'altra specificazione da fare. Ogni corpo che si trova ad una temperatura maggiore di 0 Kelvin (1 K = -273,15°, quindi praticamente tutto ciò che c'è sul nostro pianeta) emette calore sotto forma di radiazione elettromagnetica. Qualunque corpo, un muro, un albero, un essere umano, un elefante africano, tutti i corpi emettono radiazioni. Ora, queste radiazioni si propagano sotto forma di onda e la loro potenza è determinata da diverse caratteristiche: lunghezza d'onda, (ovvero la distanza fra 2 punti omologhi successivi); periodo (il tempo che trascorre tra 2 omologhi successivi); velocità d'onda; frequenza (l'inverso del periodo). Queste caratteristiche permettono di determinare la potenza di un'onda elettromagnetica, che viene utilizzata diversamente a seconda delle necessità, infatti la frequenza di un forno a microonde non è la stessa di quella di un telefono cellulare o di una radio.

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Le radiazioni elettromagnetiche sono alla base di tantissime applicazioni quotidiane, le più svariate e diverse possibili. Senza andare troppo lontano negli esempi, la nostra vista è determinata dalla visione delle onde elettromagnetiche emanate dai corpi, entro un range chiamato campo visivo, che comprende tutte le radiazioni comprese fra i 0,38 e i 0,76 micron. Queste radiazioni variano dal violetto al rosso e compongono tutta la gamma dei colori visibili dall'essere umano. Le radiazioni presenti oltre il violetto, chiamate ultraviolette, sono molto pericolose per l'uomo (per esempio i raggi UVA) mentre quelle infrarosse (oltre il rosso) sono bassa frequenza e vengono utilizzate dalle più svariate strumentazioni tecniche: PC, telefonini, radio, che hanno una lunghezza d'onda elevata: infatti, più la lunghezza d'onda diventa stretta e più il campo delle radiazioni si potenzia e si generano le onde che servono ad esempio nei forni a microonde, apparecchi raggi x, laser ecc. Un'altra cosa importante da specificare è che le onde elettromagnetiche variano di intensità a seconda della direzione, questo è molto importante perché ci fa comprendere che più l'onda arriva ortogonale al piano su cui viene inviata, più questa sarà potente (e quindi calorifica). Un esempio eclatante è il Sole. Infatti, a seconda dell'inclinazione con cui i raggi solari colpiscono la Terra (diversa in ogni mese dell'anno) cambiano le quattro stagioni. Un altro esempio molto vicino a noi e il telecomando della televisione. Provate a puntare una telecamera o una fotocamera davanti ad un telecomando e premete un tasto: vedrete un puntino rosso che l'occhio umano non percepisce, ma l'occhio elettronico si. Questo si spiega così: il nostro occhio, come dicevamo, vede in un certo range (o campo) le radiazioni, il resto a noi è invisibile perché la radiazione emessa dal telecomando è infrarossa ed è più alta di 0,76 micron. La nostra telecamera, come alcuni animali, però, avendo un campo visivo maggiore di quello dell'occhio umano, può "vedere" le radiazioni infrarosse mostrandole sul monitor. Paradossalmente a volte succede il contrario: un vetro è trasparente per gli esseri umani, mentre per una telecamera ad infrarossi è solo un muro grigio, non trasparente, perché non riesce ad assorbire le radiazioni che emana.
Per quanto riguarda un corpo nero, questo è un corpo che noi vediamo... Nero semplicemente perché assorbe tutte le radiazioni che riceve e contemporaneamente l'energia assorbita la emette appunto sotto forma di radiazione.

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Nella vita reale, le onde elettromagnetiche hanno influenzato moltissimo le nostre abitudini, con strumentazioni ormai sotto gli occhi e gli usi di tutti. Un esempio su tutti è la radio. Questa è un dispositivo che attraverso la modulazione di onde elettromagnetiche su diverse frequenze (i numeri con cui scegliamo la stazione radio), ci consente, grazie ad un oscillatore, di emanare onde percettibili. La frequenza delle onde si misura in "herz" in onore del loro scopritore. Quindi se la nostra radio preferita si trova sulla stazione 102.5, vuol dire che l'antenna trasmittente è sintonizzata su 102.5 Mhz (Mhz è la sigla di megaherz), quindi possono essere percepite solo da strumenti sintonizzati su quella frequenza. Oggi i meccanismi di propagazione sono diffusi in tutto il mondo grazie anche all'utilizzo di satelliti che ricevono il segnale antenne trasmittenti e lo riemettono sulla Terra in qualsiasi dispositivo che si sintonizza sulla stessa frequenza. In conclusione il mondo delle onde elettromagnetiche è estremamente affascinante ed è la chiave per capire come funzionano la grande maggioranza dei dispositivi tecnologici del mondo attuale, a partire dalle radio, arrivando a telefoni cellulari, tv, tablet e tutto quello che ci circonda.

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • non è dimostrato che le onde elettromagnetiche siano dannose per la salute. Nel dubbio, non tenete per troppo tempo il telefonino vicino alla testa.

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