Le onde elettromagnetiche

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.

Lunghezza d’onda —
Frequenza —
Ampiezza del campo magnetico —
Intensità —
B₀ = E₀ / c, c = λ f
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.

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