Definizione, sorgenti e propagazione delle onde elettromagnetiche

La scoperta delle onde elettromagnetiche risale al 1861 e va attribuita al fisico e matematico Maxwell. Egli ne delineò solo la teoria. Fu però Hertz, dopo alcuni anni, a dimostrare con esperimenti la teoria di Maxwell, confermandone la validità anche sul piano pratico.
Oggi le onde elettromagnetiche fanno parte della nostra vita quotidiana. Senza di esse la nostra vita sarebbe diversa.   
Vediamo insieme cosa sono queste onde elettromagnetiche. Di seguito cercheremo di darne una definizione, individuarne le sorgenti e capire la loro propagazione.

Come possiamo definire le onde elettromagnetiche? Innanzitutto si tratta di un fenomeno fisico, attraverso il quale l´energia elettromagnetica viene propagata da un luogo all´altro.
Questo trasferimento di energia può avvenire nello spazio libero (via etere), oppure viene facilitato utilizzando apposite linee di trasmissione (come le guide d´onda ad esempio). In questo si differenziano dalle onde meccaniche, visto che possono anche non aver bisogno di mezzi, propagandosi nel vuoto.
Le onde elettromagnetiche sono più specificamente fenomeni oscillatori. In esse troviamo la combinazione di due grandezze che variano periodicamente nel tempo: il campo elettrico ed il campo magnetico. Definizione questa propria di Maxwell.

Possiamo distinguere onde elettromagnetiche naturali e artificiali a seconda che la sorgente sia appunto naturale o artificiale. Laddove vi sia una sorgente naturale, il fenomeno delle onde elettromagnetiche si verifica senza l'intervento dell'uomo. La principale sorgente naturale è il sole. Esso infatti non solo produce luce e calore, ma anche onde elettromagnetiche di varie frequenze. Inoltre altre sorgenti naturali sono le scariche atmosferiche, che raggiungono forti intensità nei temporali.
Esistono poi le sorgenti artificiali. Sono artificiali proprio perché generate dall'uomo. Pensiamo all'elettricità, scoperta già dalla metà dell'Ottocento, e senza la quale non potremmo più farne a meno. E pensiamo alle telecomunicazioni, che trasmettendo onde elettromagnetiche in tutto il mondo, permettono di comunicare ovunque. Ma possiamo fare altri esempi di strumenti di propagazione di onde elettromagnetiche: la radio, la tv, i telefonini di ogni tipo.

Vediamo ora come si propagano le onde elettromagnetiche. Di solito si propagano in linea retta. Possono propagarsi all'infinito se non incontrano elementi ostativi. Nel caso delle onde dei telefoni cellulari per esempio, anche un corpo che si frappone a pochissimi metri di distanza, rappresenta un ostacolo.
Le onde elettromagnetiche si propagano con diverse frequenze o lunghezze d'onda, che ne permettono una diversa connotazione.
Se pensiamo alle onde radio, più la loro frequenza è elevata, più la loro propagazione si avvicina alla velocità della luce.

Il nostro pianeta è ormai avvolto da onde elettromagnetiche di ogni tipo, tanto da esserne saturo. Quando si parla di onde elettromagnetiche oggi, si parla anche di inquinamento da radiazioni elettromagnetiche. Ciò per il vasto utilizzo di strumenti che diffondono onde elettromagnetiche, lesive per l'uomo stesso secondo alcuni studi. Pensiamo all'uso spropositato di apparecchi wireless.

• Come calcolare il duty cycle a onda quadra
• Come calcolare i coefficienti di assorbimento, riflessione e trasmissione
• La propagazione delle onde sonore