ONDE ED EQUAZIONI DI MAXWELL

Le onde sono un fenomeno fisico che consiste nella propagazione di un disturbo attraverso uno spazio. Le onde si possono propagare in diversi mezzi, tra cui l'aria, l'acqua, i solidi e il vuoto. In generale, le onde si caratterizzano per la loro frequenza, la loro lunghezza d'onda e la loro ampiezza.

• Le onde piane sono un tipo di onde che si propagano in modo uniforme in tutte le direzioni e che presentano una forma planare. L'equazione delle onde descrive la propagazione delle onde piane in un mezzo omogeneo ed isotropo. Questa equazione afferma che la velocità di propagazione delle onde dipende dalle proprietà del mezzo attraverso il quale si propagano.

• Le onde armoniche sono un tipo di onde che presentano una frequenza ben definita e che si possono descrivere mediante una funzione sinusoidale. Queste onde sono utilizzate in molti ambiti, tra cui l'acustica e l'elettromagnetismo.

• Le onde stazionarie sono un tipo di onde che si formano dalla sovrapposizione di due onde di uguale frequenza e ampiezza, ma che si propagano in direzioni opposte. In una onda stazionaria, i punti di massima ampiezza si trovano in posizioni fisse, chiamati nodi, mentre i punti di minima ampiezza, chiamati ventri, si trovano tra i nodi.

• La riflessione è un fenomeno che si verifica quando un'onda incontra un'interfaccia tra due mezzi con proprietà diverse. In questo caso, l'onda viene rimandata indietro verso il mezzo di provenienza, modificando la sua ampiezza e la sua direzione di propagazione.

• La rifrazione è un fenomeno che si verifica quando un'onda attraversa un'interfaccia tra due mezzi con proprietà diverse, come ad esempio l'aria e l'acqua. In questo caso, la velocità di propagazione dell'onda cambia e, di conseguenza, anche la sua direzione di propagazione.

• La diffrazione è un fenomeno che si verifica quando un'onda incontra un ostacolo e si curva intorno ad esso. La diffrazione dipende dalla lunghezza d'onda dell'onda e dalle dimensioni dell'ostacolo.

• L'effetto Doppler è un fenomeno che si verifica quando la sorgente di onde si muove rispetto all'osservatore. In questo caso, la frequenza dell'onda percepita dall'osservatore cambia in base alla velocità relativa tra la sorgente e l'osservatore. L'effetto Doppler è utilizzato in molti ambiti, come l'astronomia e l'acustica, per determinare la velocità delle sorgenti di onde.

EQUAZIONI DI MAXWELL

Riassumiamo brevemente le quattro formule di Maxwell già incontrate nei capitoli precedenti. Esse sono state pubblicate dal fisico britannico nel 1865 in un rapporto denominato "Teoria dinamica del corpo elettromagnetico".

​In un campo stazionario - in assenza di sorgenti

Cioè non sono presenti cariche elettriche (p=0) e sono anche assenti le correnti elettriche (j=0). Quindi il campo elettrico è generato da variazioni del campo magnetico e viceversa. 

Le onde elettromagnetiche sono onde che si propagano nell'ambiente attraverso la variazione del campo elettrico e del campo magnetico. Queste onde sono generate da una sorgente e possono viaggiare attraverso il vuoto o attraverso un mezzo materiale come l'aria o l'acqua.

Includono la luce visibile, le onde radio, i raggi X, i raggi gamma e molte altre forme di radiazione elettromagnetica. Queste onde hanno diverse lunghezze d'onda e frequenze, che determinano la loro energia e la loro capacità di penetrare attraverso i materiali.

Sono utilizzate in molte applicazioni tecnologiche, come ad esempio nelle telecomunicazioni, nella radiologia, nella produzione di energia elettrica e nella scienza dei materiali.