Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche

No description
by

Laura Filippi

on 27 June 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche

APPLICAZIONI MEDICHE
Le equazioni di Maxwell e le loro orgini
Teorema di Gauss
Conservatività del campo
Teorema di Ampère
Equazioni di Maxwell
Campo elettrostatico
Campo magnetostatico
Teorema di Gauss
(flusso del campo elettrico)
Legge di Faraday - Neumann - Lenz
Teorema di Gauss
(flusso del campo magnetico)
Teorema di Ampère generalizzato
Teorema di Gauss
da rifare
appunti vanessa
La generazione delle onde elettromagnetiche
Le onde e.m. sono generate da cariche elettriche, si propagano nel vuoto con la stessa velocità,indipendente dalla frequenza, e interagiscono con cariche elettriche.
Nella pratica, le onde e.m., in dipendenza dalla banda di frequenze considerata, sono generate da sorgenti diverse, producono fenomeni diversi, e diversi sono i rivelatori utilizzati perosservarle.
L’ambito e i fenomeni che coinvolgono le cariche elettriche che sono a
lla base della generazionedi onde e.m. dipendono dalla frequenza delle onde considerate.
A basse frequenze, onde radio e microonde, le cariche elettriche
sono elettroni liberi di muoversi nei conduttori metallici di antenne o elettroni liberi e ioni nello spazio.
A frequenze maggiori, infrarosso, le cariche in moto sono associate
principalmente alla rotazione e vibrazione di molecole e al moto di atomi legati assieme nei materiali.
Le onde e.m., nelle bande del visibile, ultravioletto e raggi X,
hanno frequenze che corrispondono
a cariche negli atomi (radiazione da sincrotrone, bremsstrahlung...).
I raggi gamma sono associati con frequenze che corrispondono a cariche nei nuclei atomici (interazioni tra particelle…)

x Filippo guarda questi video il primo da un certo punto in poi parla di doppler per luce e alcune applicazioni, l'ultimo mi sembra molto interessante
professoressa qui accanto ho messo la foto del mio appunto
sulla legge di Lenz!! a breve le illusteremo come svolgeremo il lavoro!!! sono filippo!
professoressa ho tradotto il video , per ora fino al minuto 2,18.
Legge di Faraday-Neumann-Lenz
Se il campo elettrico varia con continuità, devono essere considerati degli spostamenti infinitesimi ds e la somma diventa una somma integrale.
Si chiama circuitazione C di un campo E il valore dato dalla somma integrale calcolata su un qualunque percorso chiuso
La corrente di spostamento
Se una variazione di flusso magnetico genera un campo elettrico indotto...
Dalle equazioni dei campi statici alle equazioni di Maxwell
(1) Teorema di Gauss
(2) Conservatività del campo
Le equazioni di Maxwell
Teorema di Gauss (campo elettrico)

Legge di Faraday-Neumann-Lenz

Teorema di Gauss (campo magnetico)

Teorema di Ampère generalizzato
(3) Teorema di Gauss
(4) Teorema di Ampère
La formulazione delle proprie equazioni permise a Maxwell di prevedere un fenomeno allora sconosciuto...
A coronamento della sua opera Maxwell dimostrò che un raggio di luce è una configurazione di corpi elettrici e magnetici in moto, un
onda elettromagnetica.
Una carica elettrica quando viene accelerata emette onde elettromagnetiche.
L'oscillazione di un campo elettrico genera l'oscillazione di un campo magnetico
in punti vicini, che a sua volta
genera l'oscillazione del campo
elettrico in punti vicini...


RADIAZIONI
Definizione di Radiazione: “Meccanismo di trasferimento di energia da un punto all’altro dello spazio“.
Il fenomeno è descrivibile come un processo ondulatorio associato allo spostamento di:
• quanti di energia (fotoni) privi di massa.
• particelle dotate di massa.
le radiazioni ionizzanti sono costituite da fotoni o particelle in moto con energia sufficiente per estrarre un elettrone da un atomo o da una molecola,formando quindi uno ione. i raggi x gamma e rad uv sono radiazioni ionizzanti. queste radiazioni sono potenzialmente dannose per l'uomo, perchè alterano o distruggono la struttura delle molecole presenti nelle cellule. tuttavia vengono impiegate in medicina per scopi diagnostici.
RADIAZIONE ULTRAVIOLETTA
ultravioletto (ultraviolet)
L' ultravioletto è una radiazione elettromagnetica di lunghezza d’onda compresa tra circa 100 e 400 nm, cioè nell’intervallo compreso tra la luce visibile ed i raggi X.
si divide in : UV-A, UV-B e UV-C
ultravioletto C
Radiazione ultravioletta di lunghezza d’onda compresa tra 100 e 280 nm. Tale componente ultravioletta è dotata intorno a 250 nm di azione germicida. Viene impiegata per la sterilizzazione a freddo di soluzioni, oggetti solidi, ecc. In sigla: UV C.
ultravioletto A
Radiazione ultravioletta di lunghezza d’onda compresa tra 315 e 400 nm. È la componente ultravioletta attiva nella stimolazione della sintesi di melanina da parte dei melanociti.
ultravioletto B
radiazione ultravioletta di lunghezza d'onda compresa tra i 280 e i 320 nanometri. Sono radiazioni più potenti degli UV-A, che aumentano durante l'estate e che sono la più diretta causa delle scottature.

Le sorgenti principali di radiazioni ultraviolette sono il Sole, le lampade a vapori di mercurio e in generale i tubi a scarica nei gas. Inoltre possono essere emesse radiazioni ultraviolette per luminescenza (fluorescenza e fosforescenza) eccitando determinate sostanze con radiazioni di minore lunghezza d'onda, come raggi X. Le radiazioni ultraviolette sono fortemente assorbite dall'atmosfera, in misura crescente con il diminuire della lunghezza d'onda. Lo spettro ultravioletto è dovuto per la massima parte a transizioni elettroniche; L'occhio umano non è sensibile alle radiazioni ultraviolette(la loro osservazione può essere effettuata con uno schermo di materiale luminescente, la cui luminescenza è eccitata dalle radiazioni ultraviolette). La rivelazione degli ultravioletti si basa sul fatto che, fino a lunghezza d'onda di 230 nm, le radiazioni impressionano la lastra fotografica.
Le applicazioni mediche sfruttano l'azione stimolante delle radiazioni sul metabolismo, sull'attività dell'ipofisi, del surrene, della tiroide, del midollo e sulla secrezione gastrica. Gli effetti biologici della radiazione ultravioletta, non considerando le fotoreazioni fisiologiche delle piante (come la fotosintesi clorofilliana), possono suddividersi in fisiologici e patologici. Gli effetti fisiologici consistono in fototattismo e fotoperiodismo [Col termine fotoperiodismo si indica quel complesso di reazioni che gli organismi presentano al ritmo ambientale giornaliero e stagionale dei periodi di luce e di oscurità.Questo fenomeno ha una enorme importanza biologica perché influenza la morfologia, la fisiologia, l'etologia e l'ecologia dei viventi]. Gli effetti patologici consistono soprattutto in azione mutogena di tipo genetico, il cui massimo corrisponde al picco di assorbimento dell'acido desossiribonucleico, con conseguente effetto sulla struttura cromosomica(alterazioni del dna). Si hanno anche azioni distruttive dirette sulle cellule e azione carcinogena.La luce UV è stata considerata un mutagene a livello cellulare già da più di un secolo. (dal 1800). Le radiazioni ultraviolette possono, infine, essere causa di eritemi e di iperpigmentazione della cute umana, di congiuntivite e di ipercongiuntivite dell'occhio. Esercitano diverse azioni biologiche a livello cutaneo (infatti la maggior parte di essi viene assorbita dalla cute senza raggiungere gli strati più profondi). Si tratta delle radiazioni più piccole e più rapide della luce visibile colorata (che ha una lunghezza d'onda da 400 a 700 nanometri, a ogni lunghezza d'onda in questo intervallo corrisponde un colore), che costituiscono meno del 5% della radiazione solare. stimolano la produzione di pigmento melanico con effetto protettivo, determinando una caratteristica pigmentazione della cute, detta abbronzatura e hanno potere battericida nei confronti di molti microrganismi. Possono però causare patologie cutanee (fotodermatosi) determinando lesioni di vario genere (eritemi, bolle, vescicole, escare, necrosi), a seconda del grado di intensità delle radiazioni.
Gran parte dei raggi B e dei raggi C sono assorbiti dallo strato di ozono dell'atmosfera prima di raggiungere la superficie della terra. Le radiazioni che raggiungono la terra sono poi assorbite in gran parte dai comuni vetri delle finestre, dalle impurità presenti nell'aria, come la polvere, l'acqua o il fumo, o sono filtrati dai tessuti che indossiamo.
Una piccola quantità di luce del sole è essenziale per una buona salute: la vitamina D è prodotta con l'aiuto della luce del sole e molti microrganismi potenzialmente pericolosi sono uccisi dai raggi del sole.
Applicazioni Ultravioletto:
La luce ultravioletta può essere impiegata per applicazioni diverse come il trattamento dell'acqua, dell'aria o delle superfici. Ogni applicazione richiede un trattamento UV individuale. Lo spettro di radiazione, la potenza UV, la temperatura del tubo luminoso, la lunghezza della luce e la geometria della lampada vengono adeguati in modo mirato alle rispettive condizioni di impiego. La radiazione ultravioletta viene usata per la sterilizzazione dei materiali medici in quanto provoca alterazioni nel dna o rna ed è germicida poichè impedisce ai microorganismi di riprodursi ed essere dannosi (in inglese "Ultraviolet germicidal irradiation": UVGI) si usa la luce ultravioletta (UV) alla lunghezza d'onda UV-C,in quanto è la radiazione più potente di questa banda di spettro. È utilizzata in una varietà di applicazioni, per esempio la disinfezione di cibo, acqua e aria.
RAGGI X
(sono in grado di attraversare i corpi opachi alla luce; possono determinare la comparsa di una debole luce blu-verde (“fluorescenza”) in alcuni minerali contenenti sali di zinco, platino e altri metalli pesanti; possono impressionare le lastre fotografiche.)
Raggi X sono:
• Radiazioni Elettromagnetiche Ionizzanti ad elevata energia (lunghezza d’onda ≈10-8cm);
• prodotti da un tubo radiogeno;
• in grado di attraversare i tessuti organici;
• in grado di impressionare una pellicola, uno schermo, di determinare una modificazione in un rivelatore.
Formazione dei raggi X
I raggi X si producono nel tubo radiogeno: qui un fascio di elettroni ad elevata energia, prodotto da un filamento incandescente (catodo), viene “sparato” contro gli “atomi bersaglio” di una placca metallica (anodo).

Radiologia convenzionale
Le tecniche di Radiologia convenzionale (così dette per distinguerle dalle tecniche digitali) che utilizzano i raggi X sono la Radiografia e la Radioscopia*.
• La Radiografia (dal latino “radius” raggio e dal greco γραΦη “graphè” scrittura) è una tecnica che fornisce immagini statiche su pellicola. definizione: “Immagine diagnostica ottenuta interponendo la struttura da esaminare tra il tubo radiogeno e un materiale sensibile alle radiazioni“.
• La Radioscopia (dal latino “radius” raggio e dal greco σκοπη “skopè” vista) è una tecnica che fornisce immagini dinamiche (“in tempo reale”) su uno schermo fluorescente.
*Va subito chiarito che attualmente sono disponibili tecnologie digitali anche per la Radiografia e la Radioscopia.
Le varie strutture del corpo attenuano il fascio di raggi X, sulla base della loro densità e del loro spessore, per cui sul materiale sensibile ai raggi (pellicola radiografica o altro) ne arrivano in ogni punto quantità diverse. Più raggi X arrivano sulla pellicola radiografica, più essa diventa nera, più raggi X vengono attenuati dalle strutture anatomiche più la pellicola sarà chiara. L’attenuazione del fascio dei raggi X dipende sia dalla densità atomica dei tessuti attraversati sia dal loro spessore. In altre parole, quando il fascio attraversa tessuti di densità atomica differente, come ad esempio il tessuto muscolare ed il tessuto osseo, l’attenuazione, a parità di spessore, sarà maggiore da parte del tessuto osseo, più denso; quando, invece, viene attraversato una regione anatomica costituita da solo tessuto muscolare o, comunque, tessuti molli, l’attenuazione sarà direttamente proporzionale allo spessore. problema: non è facile individuare a quale parte delcorpo corrisponda una determinata parte dell'immagine in quanto l'immagine sulla pellicola è una sovrapposizione di "ombre".
la TAC(tomografia assiale computerizzata)permette di ottenere immagini relative a sezioni perpendicolari all'asse principale del corpo.alcuni fasci collimati di raggi attraversano il paziente e sono registrati da rivelatori. la differenza principale dalla radiografia tradizionale è che questi fasci possono essere ruotati emandati dove si voglia, ottenendo un immagine tridimensionale dell'interno del corpo del paziente.anche in questocaso le intensità delle parti del corpo impresse variano dalla densità delle stesse. la TAC no è utilizzata solo per scopi biomedici.
la Radiografia può essere considerata l’esame di scelta o la tecnica di primo livello:
• nello studio dello scheletro;
• nello studio del torace;
• nello studio del tubo digerente.
I raggi x furono scoperti dal fisico tedesco Wilhelm C. Rontgen. si originano quando elettroni accelerati attraverso una differenza di potenziale elevata colpiscono una targhetta metallica (molibdeno o platino per esempio). I raggi x sono dannosi in quanto i nostri tessuti, quando siamo sottoposti ad una lastra, assorbono una certa quantità di queste particelle, che sono spesso causa di alterazioni genetiche e carcinogene. Anche i semplici raggi comunemente prescritti determinano alcuni rischi di effetti negativi sulla salute, essendo i raggi X più pericolosi di altre radiazioni ionizzanti. Per calcolare il numero di fotoni che ci investe durante una radiografia, dobbiamo moltiplicare la potenza del fascio di raggi x per il tempo di esposizione caratteristico di una radiografia e dividere questa quantità per l'energia media trasportata da un singolo fotone.
un paragone: Nel corso di dieci minuti di tintarella siamo bombardati da circa 3x1023 fotoni, unaquantità di particelle dieci miliardi vi volte più grande di quelle di una radiografia. Questo significa che non conta tanto ilnumero di fotni dal quale siamo investiti, quanto la lunghezza d'onda della radiazione: dieci minuti passati sotto il solesenza crema protettiva possono causarci una scottatura, ma un minuto di raggi x sarebbe letale per qualsiasi essere vivente.
[giornale americano Washington Post, nel numero del 29 Giugno 2005.Dallo studio epidemiologico condotto dalla National Academy of Science]--->
Da questo studio emerge che una persona su 1000 svilupperà il cancro dopo una sola esposizione alla TAC totale. Il lavoro conclude dicendo che non esiste una soglia di esposizione sotto la quale bassi livelli di radiazione possano essere dimostrati innocui o benefici.
Come si difende l’organismo
Per fortuna un organismo sano è in grado di rimediare ai danni provocati dalle radiazioni ionizzanti, sia immediatamente a livello molecolare con la riparazione del frammento di DNA danneggiato, sia successivamente nell’eventualità si sia formata una cellula neoplastica, individuandola e uccidendola grazie al sistema immunitario.Questi meccanismi di difesa funzionano continuamente nel nostro organismo senza che neanche ce ne accorgiamo, ma nel momento in cui le difese si abbassano a causa dello stress o di un cattivo stile di vita, ecco che la singola cellula maligna può prolificare e dare origine ad un cancro.
Le radiazioni ionizzanti sono pericolose perché per i loro effetti biologici alterano le strutture chimiche di composti che regolano l’attività delle cellule e modificano il DNA inducendo mutazioni genetiche. L’esposizione a questo tipo di radiazione può provocare leucemie e tumori da cellule mutate. Le cellule e i tessuti esposti a radiazioni ionizzanti subiscono lesioni che possono essere temporanee o permanenti a seconda della dose, della via di esposizione -irraggiamento esterno, inalazione, ingestione- della radiazione assorbita, e della sensibilità del tessuto irradiato. I tessuti più sensibili alle radiazioni sono quelli ad elevato ricambio cellulare come il midollo osseo,la pelle, le mucose, gli spermatozoi. I danni più gravi derivano dall’interazione delle radiazioni ionizzanti con i cromosomi del DNA. Gli effetti provocati da radiazioni ionizzanti possono essere somatici e genetici. I primi interessano i diversi tessuti dell’organismo, i secondi colpiscono le cellule deputate alla riproduzione causando alterazioni genetiche nei discendenti dell’individuo irradiato. I danni possono verificarsi in conseguenza a irradiazioni acute o a effetti cronici derivanti da esposizioni continuate. Gli effetti cronici sono tardivi e provocati da un' esposizione continua e permanente di piccole dosi di radiazioni ionizzanti con elevato accumulo delle stesse. Comportano un accorciamento dell’aspettativa di vita e un' alta probabilità di ammalarsi di tumori soprattutto del sangue (leucemie) e delle ossa (osteosarcoma) che possono manifestarsi già a due anni dall’esposizione.
Statisticamente frequenti sono i tumori alla mammella, alla tiroide, al polmone e alla pelle, che insorgono dopo un periodo di latenza più lungo, superiore ai 5 anni. Non è stata dimostrata ad oggi un’evidenza che le radiazioni ionizzanti possano indurre leucemia linfatica cronica, linfoma di Hodgkin e carcinoma del collo uterino. Si possono avere anche danni cronici localizzati che colpiscono la pelle (radiodermite) o l’occhio (cataratta).
L’unità di misura utilizzata per quantificare la dose di radiazioni assorbita è il gray (Gy). come si calcola: dose assorbita= energia assorbita/ massa del materiale assorbente
-Per dosi superiori a 5-6 Gy la sopravvivenza è impossibile, la morte interviene nel 100% dei casi nel giro di pochi giorni, per diarrea emorragica grave e disidratazione o perché viene colpito in maniera rilevante il sistema nervoso centrale.
-Tra i 2 e i 4,5 Gy la mortalità rimane elevata. Si manifestano gravi danni alle cellule del sangue al livello del midollo osseo che le produce, causando emorragie, infezioni, anemia, danni all'apparato gastrointestinale con vomito e diarrea, perdita di peso, lesioni alla pelle e ad altri tessuti, sterilità, danni fetali.
-Tra 1 e 2 Gy i sintomi sono attenuati e la mortalità è bassa, mentre per dosi inferiori a 1 Gy i disturbi acuti sono reversibili e la mortalità quasi nulla. L'assorbimento di radiazioni da parte di piccole parti del corpo provoca un danno localizzato ai tessuti. E’ colpita soprattutto la pelle, con lesioni di diversa gravità fino a ulcerazioni a lenta guarigione. Effetti ereditari
Gli effetti delle radiazioni ionizzanti possono interessare, oltre al soggetto esposto, anche i suoi figli. Tali effetti sono conseguenti ad un danno indotto dalle radiazioni ionizzanti sul DNA delle cellule germinali oppure all'irradiazione del prodotto del concepimento durante la vita uterina.
Gli effetti genetici consistono in:
· mutazioni geniche
· aberrazioni cromosomiche
Le mutazioni geniche possono essere di tipo dominante o recessivo; Le aberrazioni cromosomiche possono essere strutturali (traslocazioni, delezioni) o di numero.
In caso di una esposizione del prodotto del concepimento durante la vita intrauterina ne può derivare:
· morte dell'embrione o del feto;
· malformazioni e alterazioni della crescita;
· ritardo mentale;
· induzione di tumori maligni;
· effetti ereditari.
i raggi xsono usati anche per studiare la struttura delle proteine. Anche in angiografia si applicano i raggi x: viene inseritoun prodotto di contrasto nella circolazione.
RAGGI γ
sono un fotoni emessi dai nuclei eccitati deglia atomi radioattivi con energie da poche KeV a molti MeV. [un fotone è un pacchetto di energia elettromagnetica collegata alla trattazione della frequenza ondulatoria. è privo di massa e carica elettrica, possiede solo una quantità di moto.] I raggi gamma furono scoperti nel 1869 dal fisico Becquerel a seguito delle immagini lasciate su una lastra fotografica da un minerale di uranio.
Dello spettro elettomagnetico i raggi gamma (γ) costituiscono la radiazione di più alta frequenza ed energia (tipicamente frequenze sopra i 10 19 Hz ed energie maggiori di alcune decine di KeV). I raggi gamma (γ) sono una forma energetica di radiazione elettromagnetica prodotta dalla radioattività o da altri processi nucleari o subatomici, come l'annichilazione elettrone-positrone.
curiosità: i raggi gamma sono stati utilizzati per esempio anche in agricoltura/alimentazione per mutare geneticamenteil grano ( e altri prodotti)questo per aumentare la produzione di chicchi per ogni spiga, ma questa mutazione genetica ha anche alterato aumentando il tenore-quantitativo-tipo di Glutine presente in quelle farine ! e quindi sono aumentati i malati di problemi gastrointestinali eintollerenze/allergie al glutine. queste radiazioni producono sui cibi, l'eliminazione degli enzimi delle frutta e della verdura che si trovano specie in superficie, inoltre che le alterazioni degli enzimi, della flora, del pH digestivo e della mucosa intestinale influenzano la salute, non soltanto a livello intestinale, ma anche a distanza in qualsiasi parte dell'organismo.
radiodiagnostica
i raggi gamma vengono usati nel metodo diagnostico che prende ilnome di PET ( tomografia ad emissione di positroni= Positron Emission Tomography): tecnica di imaging della medicina nucleare. Utilizza radio farmaci, molecole marcate con radioisotopi di breve vita media. Al paziente viene iniettata una sostanza radiofarmacologica (prodotta da un ciclotrone) con una vita media breve. La sostanza iniettata raggiunge l’organo che si vuole visualizzare (cuore, cervello etc...) ed emette positroni.
si usano inoltre raggi gamma per
trattamento postoperatorio di tumori( bombe al cesio e cobalto)
sterilizzazione di presidi medicali
gli effetti: eritemi,sterilità, leucopenie,anemie e neoplasie, ustioni, cancri e mutazioni genetiche, insomma producono effetti simili a quelli dei raggi x
la dose di radiazioni sull'uomo è:
-proporzionale all'attività della sorgente e al tempo esposto
- inversamente proprorzionele al quadrato della distanza
- dipendente dall'energia dei raggi e dalle attenuazioni che subiscono questi prima di arrivare all'uomo
Curiosità:
I raggi gamma sono stati utilizzati per esempio anche in agricoltura/alimentazione per mutare geneticamente il grano (ed altri prodotti) per aumentare la produzione di chicchi per ogni spiga, ma questa mutazione genetica ha anche alterato aumentando il tenore quantitativo di Glutine presente in quelle farine ! e quindi sono aumentati i malati di problemi gastrointestinali e intollerenze/allergie al glutine. Queste radiazioni producono sui cibi, l'eliminazione degli enzimi delle frutta e della verdura che si trovano specie in superficie, inoltre che le alterazioni degli enzimi, della flora, del pH digestivo e della mucosa intestinale influenzano la salute, non soltanto a livello intestinale, ma anche a distanza in qualsiasi parte dell'organismo.


L'arcobaleno di Maxwell
A coronamento della sua opera maxwell dimostro che un raggio di luce è una configurazione di corpi elettrici e magnetici in moto, un onda elettromagnetica, e che l'ottico, cioè lo studio del visibile, è una branca dell'elettromagnetismo.
(tutte le onde elettromagnetiche viaggiano nel vuoto a velocità c)
la regione del visibile dello spettro non ha limiti ben definiti poiché la curva di sensibilità dell'occhio e asintotica sia per le lunghezze d'onda corte, sia per quelle lunghe per cui i limiti arbitrari sono stabiliti tra 430 nm e 690 nm
un’onda elettromagnetica presenta la notevole proprietà di non richiedere alcun mezzo per propagarsi. Può trasmettersi attraverso una sostanza materiale ma non ne ha strettamente bisogno, può viaggiare anche nel vuoto dello spazio planetario.

Una volta che fu accettata la teoria della relatività ristretta di Einstein, si riconobbe che la velocità della luce ha qualcosa di speciale. Una ragione sta nel fatto che la luce ha sempre la stessa velocità indipendentemente dal sistema di riferimento rispetto al quale la si misura. Se inviamo un fascio di luce lungo un asse e chiediamo a molteplici osservatori, animati da diverse velocità rispetto allo stesso asse in entrambi i sensi, di misurare la velocità del fascio, tutti rileveranno la medesima velocità c=299 792 458m/s che viene quindi usato come campione di riferimento. E in effetti, se ora misurate il tempo di percorrenza di un impulso luminoso da un punto a un altro, non state, misurando la velocità della luce ma la distanza tra quei punti.


polarizzazione
le onde emesse da fonti come il sole e le lampadine seguono direzioni di propagazione casuali.
la luce inizialmente non polarizzata può essere convertita in luce polarizzata facendola passare attraverso la lamina polarizzante. la più comune è commercialmente nota come polaroid, inventata da Edwin Land. Un filtro polaroid consiste di lunghe catene molecolari inglobate in materiali plastici. Durante la fabbricazione, la lamina plastica viene stirata in modo da allineare queste molecole in file parallele. Quando un fascio di luce è fatto passare attraverso la lamina le componenti del campo elettrico parallele a una direzione la attraversano agevolmente, mentre quelle perpendicolari vengono assorbite dalle molecole e scompaiono. Considerando i soli orientamenti relativi delle due lamine: se le loro direzioni di polarizzazione sono parallele tutta la luce che attraversa la prima lamina attraversa anche la seconda. Se sono perpendicolari non emerge luce dalla seconda lamina.

Si può polarizzare la luce anche con altri metodi, ad esempio la riflessione o la diffusione da parte di atomi e molecole. Nel fenomeno della diffusione la luce intercettata da un corpo, come una molecola, viene rinviata in molte direzioni, talvolta casuali. Per esempio la luce solare viene diffusa dalle molecole dell’atmosfera, per questo il cielo è luminoso.

Sebbene la radiazione solare non sia di per sé polarizzata, la luce che proviene dal cielo lo è almeno in parzialmente a causa della diffusione che ha subito. Le api si servono della luce polarizzata proveniente dal cielo per orientarsi nei loro voli da e verso l’alveare. Anche i Vichinghi la utilizzavano per navigare nei mari del nord, quando il sole era sotto orizzonte. Questi antichi navigatori avevano scoperto certi cristalli, oggi chiamati cordierite, che mutano colore ruotandoli in luce polarizzata. Osservando il cielo attraverso tale cristallo e ruotandolo attorno alla loro linea visuale, essi erano in grado di localizzare il sole nascosto e determinare così la direzione del sud.

Circuitazione del campo elettrico

lavoro_percorso_chiuso (7K)

Un campo di forze è conservativo se le forze del campo sono conservative, cioè se il lavoro che esse compiono in un percorso chiuso è nullo.

Come si determina il lavoro quando una carica q si muove su un percorso in cui il valore del campo (e quindi della forza) può variare punto per punto?

Si divide il percorso in spostamenti parziali si nei quali la forza Fi = qEi possa ritenersi costante;
per ogni spostamento si si calcola il lavoro parziale Li = Fi si (prodotto scalare);
si sommano tutti i contributi nell'intero percorso.

LAURA QUI CI VA IL PRIMO ALLEGATO

Come vede, il valore della carica q è costante e quindi può essere messo a fattor comune.

Si ha quindi che la sommatoria QUI CI VA IL SECONDO è nulla.

Questa sommatoria è una grandezza scalare perchè somma di prodotti scalari.

Se il campo elettrico varia con continuità, devono essere considerati degli spostamenti infinitesimi ds e la somma diventa una somma integrale.
Si chiama circuitazione C di un campo E il valore dato dalla somma integrale QUI IL TERZO calcolata su un qualunque percorso chiuso.
Flusso elettrico su superficie gaussiana




Una superficie gaussiana può avere le forme più svariate: sferica, cilindrica, cubica, irregolare, ma non può essere piana e quindi non è possibile associarla ad un unico vettore superficie: il calcolo del flusso attraverso una superficie gaussiana collocata in un campo elettrico E (uniforme o no) è un calcolo integrale che si può illustrare per passi concettuali:

Si divide la superficie in elementi infinitesimi dA considerando la pagina esterna dell'elemento;
Per ogni elemento si calcola il flusso infinitesimo dΦ = E cos α dA, considerando l'angolo α tra il vettore dA e il valore locale del campo E;
Si sommano tutti gli elementi dΦ dell'intera superficie (è una somma integrale)

Il flusso totale attraverso la superficie è dato dal risultato della sommatoria e si indica con il simbolo di integrale (è una S stilizzata): INSERISCI QUI L'ALLEGATO

Il flusso attraverso una superficie chiusa è determinato da tutte le linee di campo che la attraversano: esso è positivo se prevalgono le linee che escono dalla superficie (dalla parte interna dello spazio racchiuso verso la parte esterna), negativo se prevalgono le linee che entrano, nullo se tutte le linee entrano da una parte della superficie ed escono da un'altra parte.
Come ogni onda periodica, un'onda elettromagnetica ha una frequenza (f) e una lunghezza d'onda ( )
La serie ordinata di frequenze o lunghezze d'onda delle onde elettromagnetiche è detta...
Legge di Gauss per il campo elettrico E
L'ALLEGATO VA QUI

Il flusso elettrico attraverso una superficie gaussiana è direttamente proporzionale alla somma algebrica di tutte le cariche elettriche presenti all'interno della superficie.
Legge di Gauss per il campo magnetico B
L'ALLEGATO VA QUI

Il flusso magnetico attraverso una superficie gaussiana è sempre nullo.
Il flusso magnetico complessivo attraverso una superficie chiusa è sempre nullo:




Il flusso magnetico complessivo attraverso l'intera superficie è l'integrale dei contributi delle componenti infinitesimali dΦB di tutti i punti della superficie.

Hanno lunghezze d'onda comprese fra qualche decina di kilometri e 30 cm
La radio
Il radiofaro
Un radiofaro o radio beacon è un trasmettitore radio omnidirezionale che trasmette continuamente un segnale su una specifica frequenza.
I satelliti
Tutti i sistemi satellitari in quanto sistemi di radiocomunicazione sono dotati di antenne nell'interfaccia radio per la trasduzione/irradiazione dei segnali elettrici informativi sotto forma di segnali elettromagnetici per essere trasmessi sul canale radio e presenti sia sui satelliti in orbita per servire la tratta in downlink sia sulle stazioni al suolo per servire le rispettive tratte in downlink e uplink da e verso il satellite. Tipicamente tali antenne sono antenne direttive dovendo esse puntare il suolo terrestre dal satellite solo per determinate aree di interesse con area più o meno estesa e variabile in funzione dell'applicazione o servizio desiderato. L'intersezione del fascio d'antenna di irradiazione e la superficie terrestre determina un'area comunemente detta footprint.
La gamma delle onde radio è generalmente suddivisa in zone dette "bande".

La banda UHF è a cavallo tra la regione delle onde radio e delle microonde, il confine non è netto.

Le bande ELF, SLF, ULF, e VLF hanno frequenze uguali a quelle delle onde sonore.

Le frequenze ultrabasse sono usate per la comunicazione con i sottomarini poiché l'acqua attenua le onde elettromagnetiche in ragione proporzionale alla frequenza, con un coefficiente elevato. Soltanto frequenze bassissime riescono a propagarsi per centinaia di chilometri, ma con la necessità di enormi antenne, costituite da fili immersi lunghi diverse decine di chilometri. Con queste onde è possibile inoltre trasportare pochissima informazione, messaggi scanditi lentamente, certamente non la voce.
Nella realtà quotidiana le onde radio
trovano diverse applicazioni...
Guglielmo Marconi
Per poter compiere la distanza tra la radio trasmittente e la radio ricevente, è necessario usare l'antenna: un dispositivo (trasduttore) in grado di trasformare una grandezza elettrica in segnali elettromagnetici.

La lunghezza e la forma delle antenne (trasmittenti e riceventi) sono proporzionali alla lunghezza d'onda della frequenza usata.

Per poter trasmettere informazioni da una trasmittente ad una ricevente, è necessario definire una frequenza ed una modulazione
Ultravioletto B
Radiazione ultravioletta di lunghezza d'onda compresa tra i 280 e i 320 nanometri. Sono radiazioni più potenti degli UV-A.
Possono però causare patologie cutanee: causate soprattutto da UV-B) determinando lesioni di vario genere (scottature, eritemi, bolle, vescicole, escare, necrosi), a seconda del grado di intensità delle radiazioni, possono anche causare congiuntivite.

Una superficie gaussiana può avere le forme più svariate: sferica, cilindrica, cubica, irregolare, ma non può essere piana e quindi non è possibile associarla ad un unico vettore superficie: il calcolo del flusso attraverso una superficie gaussiana collocata in un campo elettrico E (uniforme o no) è un calcolo integrale che si può illustrare per passi concettuali:

Si divide la superficie in elementi infinitesimi dA considerando la pagina esterna dell'elemento;
Per ogni elemento si calcola il flusso infinitesimo dΦ = E cos α dA, considerando l'angolo α tra il vettore dA e il valore locale del campo E;
Si sommano tutti gli elementi dΦ dell'intera superficie (è una somma integrale)

Il flusso totale attraverso la superficie è dato dal risultato della sommatoria e si indica con il simbolo di integrale (è una S stilizzata):

Il flusso attraverso una superficie chiusa è determinato da tutte le linee di campo che la attraversano: esso è positivo se prevalgono le linee che escono dalla superficie (dalla parte interna dello spazio racchiuso verso la parte esterna), negativo se prevalgono le linee che entrano, nullo se tutte le linee entrano da una parte della superficie ed escono da un'altra parte.
Ultravioletto C
Radiazione ultravioletta di lunghezza d’onda compresa tra 100 e 280 nm.
è utilizzata per la sterilizzazione,in quanto è la radiazione più potente di questa banda di spettro.
Ultravioletto A
Radiazione ultravioletta di lunghezza d’onda compresa tra 100 e 280 nm.
Stimolano la produzione di pigmento melanico con effetto protettivo, determinando una caratteristica pigmentazione della cute, detta abbronzatura
Il flusso elettrico attraverso una superficie gaussiana è direttamente proporzionale alla somma algebrica di tutte le cariche elettriche presenti all'interno della superficie
RAGGI X
I raggi x furono scoperti dal fisico tedesco Wilhelm C. Rontgen. Si originano quando elettroni accelerati attraverso una differenza di potenziale elevata colpiscono una targhetta metallica (molibdeno o platino per esempio). sono radiazioni Elettromagnetiche Ionizzanti ad elevata energia; in grado di attraversare i tessuti organici; in grado di impressionare una pellicola o uno schermo. I raggi X si producono nel tubo radiogeno: qui un fascio di elettroni ad elevata energia, prodotto da un filamento incandescente (catodo), viene “sparato” contro gli “atomi bersaglio” di una placca metallica (anodo).


APPLICAZIONI MEDICHE
Gli esami diagnostici che utilizzano i raggi X sono la Radiografia e la Radioscopia.
La Radiografia è una tecnica che fornisce immagini statiche su pellicola. in altre parole è un immagine diagnostica ottenuta interponendo la struttura da esaminare tra il tubo radiogeno e un materiale sensibile alle radiazioni.
La Radioscopia è una tecnica che fornisce immagini in tempo reale su uno schermo fluorescente.
Le varie strutture del corpo attenuano il fascio di raggi X, sulla base della loro densità e del loro spessore, per cui sul materiale sensibile ai raggi (pellicola radiografica o altro) ne arrivano in ogni punto quantità diverse. Più raggi X vengono attenuati dalle strutture anatomiche più la pellicola sarà chiara. Ad esempio il tessuto muscolare in confronto al tessuto osseo avrà attenuazione minore poichè meno denso. Il problema è che non sempre è facile individuare a quale parte del corpo corrisponda una determinata parte dell'immagine in quanto l'immagine sulla pellicola è una sovrapposizione di "ombre".
La TAC (tomografia assiale computerizzata) permette di ottenere immagini relative a sezioni perpendicolari all'asse principale del corpo. La differenza principale dalla radiografia tradizionale è che questi fasci possono essere ruotati e mandati dove si vuole, ottenendo un immagine tridimensionale dell'interno del corpo del paziente. Anche in questo caso le intensità delle parti del corpo impresse variano dalla densità delle stesse. la TAC no è utilizzata solo per scopi biomedici.
I raggi x sono usati anche per studiare la struttura delle proteine.
RADIAZIONI IONIZZANTI
Le radiazioni ionizzanti sono costituite da fotoni o particelle in moto con energia sufficiente per estrarre un elettrone da un atomo o da una molecola,formando quindi uno ione. i raggi x, gamma e uv sono radiazioni ionizzanti. queste radiazioni sono potenzialmente dannose per l'uomo, perchè alterano o distruggono la struttura delle molecole delle cellule. tuttavia vengono impiegate in medicina.

Un campo di forze è conservativo se le forze del campo sono conservative, cioè se il lavoro che esse compiono in un percorso chiuso è nullo.

Come si determina il lavoro quando una carica q si muove su un percorso in cui il valore del campo (e quindi della forza) può variare punto per punto?

Si divide il percorso in spostamenti parziali si nei quali la forza Fi = qEi possa ritenersi costante;
Per ogni spostamento si si calcola il lavoro parziale Li = Fi si (prodotto scalare);
Si sommano tutti i contributi nell'intero percorso.



Come vede, il valore della carica q è costante e quindi può essere messo a fattor comune.

Si ha quindi che la sommatoria è nulla.

Questa sommatoria è una grandezza scalare perchè somma di prodotti scalari.
RAGGI GAMMA
Sono un fotoni emessi dai nuclei eccitati degli atomi radioattivi con energie da poche KeV a molti MeV. I raggi gamma furono scoperti nel 1869 dal fisico Becquerel a seguito a delle immagini lasciate su una lastra fotografica da un minerale di uranio.
Dello spettro elettomagnetico i raggi gamma (γ) costituiscono la radiazione di più alta frequenza ed energia (tipicamente frequenze sopra i 10 19 Hz ed energie maggiori di alcune decine di KeV). I raggi gamma (γ) sono una forma energetica di radiazione elettromagnetica prodotta dalla radioattività o da altri processi nucleari o subatomici, come l'annichilazione elettrone-positrone.

radiodiagnostica
i raggi gamma vengono usati nel mondo diagnostico con un esame che prende il nome di PET (Positron Emission Tomography): tecnica di imaging della medicina nucleare. Utilizza radio farmaci, molecole marcate con radioisotopi di breve vita media. Al paziente viene iniettata una sostanza radiofarmacologica, con una vita media breve. La sostanza iniettata raggiunge l’organo che si vuole visualizzare (cuore, cervello etc...) ed emette positroni.
si usano inoltre raggi gamma per
trattamento postoperatorio di tumori (bombe al cesio e cobalto) e la sterilizzazione di presidi medicali
Gli effetti: eritemi,sterilità, leucopenie,anemie e neoplasie, ustioni, cancri e mutazioni genetiche, producono effetti simili a quelli dei raggi x
la dose di radiazioni(vale x tutte) sull'uomo è:
-proporzionale all'attività della sorgente e al tempo esposto
- inversamente proprorzionele al quadrato della distanza
- dipendente dall'energia dei raggi e dalle attenuazioni che subiscono questi prima di arrivare all'uomo

La nostra vista non è rappresentativa del "mondo vero".
Ogni specie ha sviluppato caratteristiche visive diverse e ognuna è la migliore per per loro.
Spettro dei colori di un display (RBG)
RGB è un modello di colori le cui specifiche sono
state descritte nel 1931 dalla CIE (Commission internationale de l'éclairage).
Tale modello di colori è di tipo additivo e si basa sui tre colori rosso (Red), verde (Green) e blu (Blue), da cui appunto il nome RGB.
Un'immagine può infatti essere scomposta, attraverso filtri o altre tecniche, in questi colori
base che miscelati tra loro danno quasi tutto lo spettro dei colori visibili, con l'eccezione delle porpore.
La scelta dei colori primari è correlata
alla fisiologia dell'occhio umano
Spettro di assorbimento
Lo studio di oggetti basato sullo spettro della luce visibile che essi emettono è chiamato spettroscopia; un importante campo di ricerca della spettroscopia si ritrova nell'astronomia, dove essa è fondamentale per l'analisi delle proprietà fisiche dei corpi celesti.
Perchè il cielo è blu?
E non è viola?
Il flusso magnetico attraverso una superficie gaussiana è sempre nullo
Cos'è una radiazione
E' un Meccanismo di trasferimento di energia da un punto all’altro dello spazio.
Il fenomeno è descrivibile come un processo ondulatorio associato allo spostamento di:
• quanti di energia (fotoni) privi di massa.
• particelle dotate di massa.

L'effetto Doppler prende il nome dal suo scopritore : Christian Andreas Doppler che nel 1845 verificò la sua scoperta con il seguente esperimento : si stese accanto ai binari della ferrovia e ascoltò il suono emesso da un vagone pieno di musicisti, mentre si avvicinava e mentre si allontanava. Doppler confermò che l'altezza del suono era più alta quando l'origine del suono si stava avvicinando, e invece più bassa quando si stava allontanando. Detto ciò l'effetto Doppler viene espresso come il fenomeno consistente nella varaiazione di frequenza delle onde emesse da una sorgente e percepita da un osservatore, quando sorgente e osservatore siano in moto l'una rispetto all'altra. Esso quindi si manifesta con un cambiamento apparente della frequenza o della lunghezza d'onda del segnale percepito dall'osservatore , che determina la variazione della tonalità del suono o del colore della luce. Una cosa molto importante da notare è il fatto che la frequenza del segnale emesso dalla sorgente non subisce variazioni e che l'effetto Doppler si verifica soltanto nella percezione del segnale luminoso o sonoro da parte dell'osservatore.Per le onde luminose il fenomeno è osservabile in modo sensibile con sorgenti astronomiche o atomiche che abbiano velocità sufficientemente elevata; nel caso astronomico l'effetto si manifesta come una variazione di lunghezze d'onda della luce emessa da una certa sostanza su un corpo celeste in movimento rispetto alle lunghezze d'onda emesse dalla stessa sostanza sulla Terra: lo spostamento può avvenire verso l'estremità rossa (redshift) o verso l'estremità blu (blushift) nella zona del visibile dello spettro elettromagnetico. Lo spostamento verso il rosso si ha quando l'osservatore e la sorgente di luce si allontanano l'uno rispetto all'altra per cui la luce viene ricevuta con una frequenza più bassa (lunghezza d'onda più alta) di quella avuta all'istante di emissione. Lo spostamento verso il blu si ha quando l'osservatore e la sorgente di luce si stanno avvicinano l'uno rispetto all'altra per cui la luce viene ricevuta con una frequenza più alta ( lunghezza d'onda più bassa) di quella avuta all'istante di emissione. Nei gas fortemente riscaldati si osserva un allargamento delle righe spettrali emesse: questo allargamento è dovuto al fatto che gli atomi che emettono quelle particolari righe si muovono in tutte le direzioni rispetto agli strumenti di osservazione, determinando piccole variazioni delle frequenze osservate.L'effetto Doppler comporta dei calcoli per le onde sonore, i quali, non possono essere applicati per le sorgenti luminose, infatti la luce non ha bisogno di un mezzo materiale per propagarsi e la sua velocità relativa alla sorgente o all'osservatore ha sempre il valore c (velocità della luce) qualunque sia il moto relativo di questi corpi. In astronomia l'effetto Doppler svolge un ruolo di massima importanza in quanto è l'unico mezzo che gli astronomi hanno a disposizione per ricavare informazioni riguardanti i corpi celesti (velocità radiale, composizione chimica e temperatura dell'atmosfera, velocità di rotazione e massa). L'elemento che porta queste informazioni è la radiazione elettromagnetica in genere, la luce in particolare. Ricapitolando, l'emissione luminosa di una stella attraversa il gas nella sua atmosfera; tale gasassorbe una determinata frequenza di luce, e nel derivante spettro di emissione vi sarà una bamda nera che rapprensenta la frequenza corrispondente assorbita. Quindi grazie all'effetto Doppler, per una stella in movimento si avrà lo spostamento di questa banda nera in relazione a quello del corpo celeste.Campi particolari: Medicina: Esame Doppler.In medicina l'esame che consente lo studio della velocità di scorrimento del sangue sfrutta l'effetto Doppler; in particolare viene utilizzata una sonda emittente-ricevente che invia onde elettromagnetiche a frequenza nota, tali onde, urtando con i globuli rossi (che scorrono nel sistema cardiocircolatorio) vengono riflesse e tornano alla sonda con una frequenza che è tanto più bassa quanto più veloce è il flusso sanguigno. In campo vascolare invece l'analisi del tracciato ottenuto con l'esame Doppler permette di rilevare con facilità anomalie del calibro o della parete dei vasi sanguigni esaminati. Altro esempio è l'ecocardiografia Doppler che sfrutta due sistemi di applicazione: Doppler continuo e Doppler pulzato. Il primo consente la misurazione dei flussianche di elevata velocità mentre il secondo consente una localizzazione spaziale precisa di un determinato flusso nel punto desiderato. L'ecocardiografia Doppler spettrale quindi utilizza gli ultrasuoni per rivelare la velocità, la direzione e il tipo di flusso nel sistema cariovascolare.Trasporti: Navigazione Doppleril metodo di navigazione stimata consente di conoscere esattamente la velocità rispetto al suolo e la direzione effettiva del moto di un aeroplano; questo metodo infatti permette di calcolare con precisione la componente longitudinaledel vento lungo la traiettoria (da cui si ottiene la velocità rispetto al suolo per somma o differenza con velocità vera rispetto all'aria) e la componente trasversale del vento, da cui si deduce l'angolo di deriva. Il sistema su cui si basa è autonomo (indipendente da apparati di radioassistenza al suolo)e consta di un'emissione da bordo dell'aereo, verso il basso, di quattro fasci di radio onde a coppie opposte. Queste radio onde raggiungono in suolo con concordanza di fase e, secondo l'effetto Doppler, si riflettono con una variazione frequenza che è in relazione diretta con la velocità dell'aereo. L'apparato ricevitore traduce le variazioni di frequenza fra ciascuna onda trasmessa e la corrispondente, riflessa in forza elettromotrice che aziona il dispositivo di comando di un motore elettrico collegato a un meccanismo elettromagnetico che muove l'antenna attorno a un asse verticale. La forza elettromotrice agisce fino a quando sussiste la differenza di frequenza fra onda emessa e onda ricevuta; questa si annulla quando l'asse dell'antenna è parallelo alla direzione del moto. Perciò l'angolo di cui ruota l'antenna è uguale all'angolo compreso fra la direzione della prua dell'aereo e la direzione del moto, vale a dire l'angolo di deriva. Un elaboratore calcola continuamente le velocità rispetto al suolo.
Il flusso magnetico complessivo attraverso l'intera superficie è l'integrale dei contributi delle componenti infinitesimali dΦB di tutti i punti della superficie.
L'effetto Doppler
L'effetto Doppler prende il nome dal suo scopritore : Christian Andreas Doppler che nel 1845 verificò la sua scoperta con il seguente esperimento : si stese accanto ai binari della ferrovia e ascoltò il suono emesso da un vagone pieno di musicisti, mentre si avvicinava e mentre si allontanava. Doppler confermò che l'altezza del suono era più alta quando l'origine del suono si stava avvicinando, e invece più bassa quando si stava allontanando. Detto ciò l'effetto Doppler viene espresso come il fenomeno consistente nella varaiazione di frequenza delle onde emesse da una sorgente e percepita da un osservatore, quando sorgente e osservatore siano in moto l'una rispetto all'altra
Medicina
Altro esempio è l'ecocardiografia Doppler che sfrutta due sistemi di applicazione: Doppler continuo e Doppler pulzato.
Trasporti: navigazione Doppler
Perché il cielo di notte è nero?
Per le onde luminose il fenomeno è osservabile in modo sensibile con sorgenti astronomiche o atomiche che abbiano velocità sufficientemente elevata; nel caso astronomico l'effetto si manifesta come una variazione di lunghezze d'onda della luce emessa da una certa sostanza su un corpo celeste in movimento rispetto alle lunghezze d'onda emesse dalla stessa sostanza sulla Terra: lo spostamento può avvenire verso l'estremità rossa (redshift) o verso l'estremità blu (blushift) nella zona del visibile dello spettro elettromagnetico. Lo spostamento verso il rosso si ha quando l'osservatore e la sorgente di luce si allontanano l'uno rispetto all'altra per cui la luce viene ricevuta con una frequenza più bassa (lunghezza d'onda più alta) di quella avuta all'istante di emissione. Lo spostamento verso il blu si ha quando l'osservatore e la sorgente di luce si stanno avvicinano l'uno rispetto all'altra per cui la luce viene ricevuta con una frequenza più alta ( lunghezza d'onda più bassa) di quella avuta all'istante di emissione.
Polarizzazione

Energia trasportata
In medicina l'esame che consente lo studio della velocità di scorrimento del sangue sfrutta l'effetto Doppler; in particolare viene utilizzata una sonda emittente-ricevente che invia onde elettromagnetiche a frequenza nota, tali onde, urtando con i globuli rossi (che scorrono nel sistema cardiocircolatorio) vengono riflesse e tornano alla sonda con una frequenza che è tanto più bassa quanto più veloce è il flusso sanguigno.
In campo vascolare invece l'analisi del tracciato ottenuto con l'esame Doppler permette di rilevare con facilità anomalie del calibro o della parete dei vasi sanguigni esaminati
Queste radio onde raggiungono in suolo con concordanza di fase e, secondo l'effetto Doppler, si riflettono con una variazione frequenza che è in relazione diretta con la velocità dell'aereo. L'apparato ricevitore traduce le variazioni di frequenza fra ciascuna onda trasmessa e la corrispondente, riflessa in forza elettromotrice che aziona il dispositivo di comando di un motore elettrico collegato a un meccanismo elettromagnetico che muove l'antenna attorno a un asse verticale.
Il metodo di navigazione stimata consente di conoscere esattamente la velocità rispetto al suolo e la direzione effettiva del moto di un aeroplano; questo metodo infatti permette di calcolare con precisione la componente longitudinaledel vento lungo la traiettoria (da cui si ottiene la velocità rispetto al suolo per somma o differenza con velocità vera rispetto all'aria) e la componente trasversale del vento, da cui si deduce l'angolo di deriva. Il sistema su cui si basa è autonomo (indipendente da apparati di radioassistenza al suolo)e consta di un'emissione da bordo dell'aereo, verso il basso, di quattro fasci di radio onde a coppie opposte.
La forza elettromotrice agisce fino a quando sussiste la differenza di frequenza fra onda emessa e onda ricevuta; questa si annulla quando l'asse dell'antenna è parallelo alla direzione del moto. Perciò l'angolo di cui ruota l'antenna è uguale all'angolo compreso fra la direzione della prua dell'aereo e la direzione del moto, vale a dire l'angolo di deriva. Un elaboratore calcola continuamente le velocità rispetto al suolo.


L' ultravioletto è una radiazione elettromagnetica di lunghezza d’onda compresa tra circa 100 e 400 nm, cioè nell’intervallo compreso tra la luce visibile ed i raggi X.
Le sorgenti principali di radiazioni ultraviolette sono il Sole, le lampade a vapori di mercurio e in generale i tubi a scarica nei gas. Inoltre possono essere emesse radiazioni ultraviolette per luminescenza (fluorescenza e fosforescenza) eccitando determinate sostanze con radiazioni di minore lunghezza d'onda, come raggi X. Lo spettro ultravioletto è dovuto a transizioni elettroniche.


La circuitazione del campo magnetico B lungo una qualsiasi curva chiusa è uguale al prodotto fra la permeabilità magnetica nel vuoto e la somma algebrica delle correnti concatenate con
L'onda elettromagnetica è trasversale
Non richiedere alcun mezzo per propagarsi
La frequenza è la stessa dell' oscillazione delle cariche elettriche nella sorgente
La lunghezza d'onda si lega alla frequenza mediante la relazione
c= f
Le correnti concatenate devono essere prese col segno positivo o negativo a seconda che vedano circolare intorno a sé la linea rispettivamente in senso antiorario o orario. Se la concatenazione di una corrente è multipla, la somma dovrà considerare ogni concatenazione.
La relazione sancisce il legame tra le correnti elettriche ed il campo magnetico da esse prodotto nel caso stazionario. Il fatto che tale integrale non sia nullo significa, per definizione, che il campo magnetico non è un campo conservativo, a differenza del campo elettrostatico o del campo gravitazionale.
APPLICAZIONI E RISCHI
Le applicazioni mediche sfruttano l'azione stimolante delle radiazioni sul metabolismo, sull'attività dell'ipofisi, del surrene, della tiroide, del midollo e sulla secrezione gastrica. Gli effetti biologici della radiazione ultravioletta hanno azione mutogena di tipo genetico. Si hanno anche azioni distruttive dirette sulle cellule e azione carcinogena. La luce UV è stata considerata un mutagene a livello cellulare già da più di un secolo(dal 1800). Esercitano diverse azioni biologiche a livello cutaneo. Una piccola quantità di luce del sole è essenziale per una buona salute: la vitamina D è prodotta con l'aiuto della luce del sole.
La luce ultravioletta può essere impiegata per il trattamento dell'acqua, dell'aria o delle superfici. Ogni applicazione richiede un trattamento UV individuale. La radiazione ultravioletta viene usata per la sterilizzazione dei materiali medici in quanto provoca alterazioni nel DNA o RNA ed è germicida poichè impedisce ai microorganismi di riprodursi ed essere dannosi (in inglese "Ultraviolet germicidal irradiation": UVGI)
...allora anche una variazione di flusso del campo elettrico genera un campo magnetico
Gran parte dei raggi B e dei raggi C sono assorbiti dallo strato di ozono dell'atmosfera, assorbite in misura crescente con il diminuire della lunghezza d'onda, prima di raggiungere la superficie della terra. Le radiazioni che raggiungono la terra sono poi assorbite in gran parte dai comuni vetri delle finestre, dalle impurità presenti nell'aria, come la polvere, l'acqua o il fumo, o sono filtrati dai tessuti che indossiamo.
La regione del visibile dello spettro non ha limiti ben definiti poiché la curva di sensibilità dell'occhio è asintotica sia per le lunghezze d'onda corte, sia per quelle lunghe per cui i limiti arbitrari sono stabiliti tra 430 nm e 690 nm
CONTROINDICAZIONI
i raggi X sono più pericolosi di altre radiazioni ionizzanti.
Le radiazioni ionizzanti sono pericolose perché per i loro effetti biologici
alterano le strutture chimiche di composti che regolano l’attività delle cellule.
modificano il DNA inducendo mutazioni genetiche, i danni possoni gravare anchesui figli(danni ereditari)
possono provocare: tumori, leucemie che possono masnifestarsi due anni dopo l'esposizione
un accorciamento della vita(in questo caso esposizione cronica).
Le cellule e i tessuti esposti a radiazioni ionizzanti subiscono lesioni che possono essere temporanee o permanenti a seconda della dose, della via di esposizione, della radiazione assorbita, e della sensibilità del tessuto irradiato; quelli piùsensibili sono quelli ad elevato ricambio cellulare( midollo osseo,la pelle, le mucose, gli spermatozoi). molto importante è non effettuare esami di questo tipo se si è in stato interessante in quanto potrebbe causare seri danni al feto.


Da uno studio condotto dalla National Academy of Science epubblicato sul giornale americano "Washington Post" (n. 25 giugno 2005) emerge che una persona su 1000 svilupperà il cancro dopo una sola esposizione alla TAC totale. La ricerca conclude dicendo che non esiste una soglia di esposizione sotto la quale bassi livelli di radiazione possano essere dimostrati innocui o benefici.
CONTROINDICAZIONI
una piccola curiosità
Queste radiazioni causano: eritemi,sterilità, leucopenie,anemie e neoplasie, ustioni, cancri e mutazioni genetiche, producono effetti simili a quelli dei raggi x
la dose di radiazioni(vale x tutte) sull'uomo è:
-proporzionale all'attività della sorgente e al tempo esposto
- inversamente proprorzionele al quadrato della distanza
- dipendente dall'energia dei raggi e dalle attenuazioni che subiscono questi prima di arrivare all'uomo

I raggi gamma sono stati utilizzati per esempio anche in agricoltura/alimentazione per mutare geneticamenteil grano ( e altri prodotti)questo per aumentare la produzione di chicchi per ogni spiga, ma questa mutazione genetica ha anche alterato aumentando il tenore di Glutine presente in quelle farine! E quindi sono aumentati i malati di problemi gastrointestinali e intollerenze al glutine. Queste radiazioni producono sui cibi, l'eliminazione degli enzimi delle frutta e della verdura che si trovano specie in superficie, inoltre che le alterazioni degli enzimi, della flora, del pH digestivo e della mucosa intestinale influenzano la salute, non soltanto a livello intestinale, ma anche a distanza in qualsiasi parte dell'organismo.

L’unità di misura utilizzata per quantificare la dose di radiazioni assorbita è il
gray (Gy)
. come si calcola:
dose assorbita= energia assorbita/ massa del materiale assorbente
-
Per dosi superiori a 5-6 Gy
la sopravvivenza è impossibile, la morte interviene nel 100% dei casi nel giro di pochi giorni, per diarrea emorragica grave e disidratazione o perché viene colpito in maniera rilevante il sistema nervoso centrale.
-
Tra i 2 e i 4,5 Gy
la mortalità rimane elevata. Si manifestano gravi danni alle cellule del sangue al livello del midollo osseo che le produce, causando emorragie, infezioni, anemia, danni all'apparato gastrointestinale, perdita di peso, lesioni alla pelle e ad altri tessuti, sterilità, danni fetali.
-
Tra 1 e 2 Gy
i sintomi sono attenuati e la mortalità è bassa, mentre per dosi
inferiori a 1 Gy
i disturbi acuti sono reversibili e la mortalità quasi nulla. L'assorbimento di radiazioni da parte di piccole parti del corpo provoca un danno localizzato, colpita soprattutto la pelle. Effetti ereditari

Per comprendere meglio i danni che questi raggi causano facciamo un piccolo paragone: Nel corso di dieci minuti di tintarella siamo bombardati da circa 3x10^23 fotoni, una quantità di particelle dieci miliardi vi volte più grande di quelle di una radiografia. Questo significa che non conta tanto il numero di fotoni dal quale siamo investiti, quanto la lunghezza d'onda della radiazione: dieci minuti passati sotto il sole senza crema protettiva possono causarci una scottatura, ma un minuto di raggi x sarebbe letale per qualsiasi essere vivente.
una piccola curiosità
sono in grado di attraversare i corpi opachi alla luce; possono determinare la comparsa di una debole luce blu-verde (“fluorescenza”) in alcuni minerali contenenti sali di zinco, platino e altri metalli pesanti
Visibile per noi...
Spe
ttro

elet
tro
ma
gne
tico

Cani: non sono sensibili a una buona parte dei colori. mettono bene a fuoco oggetti in movimento
Gatti: come i cani sono poco sensibili ai colori. vedono bene in presenza di poca luce
I crotalidi, come anche alcuni boa e certi pitoni: hanno "quattro occhi". i normaliocchi sensibili alle frequenze del visibile e hanno un altro
oragano sensibile a gli infrarossi.
Come funziona una radio?
Aleksandr Stepanovič Popov
Chi la inventò?
Nikola Tesla
Radio AM e radio FM
Le onde elettromagnetiche trasportano energia. Questa energia è trasportata dai campi elettrico e magnetico.
La densità di energia totale nel vuoto è la somma della densità di energia elettrica e magnetica
. l'energia ottenuta è istantanea e non media, per calcolare il valor medio della densità di energia bisogna calcolare i valori efficienti del campo elettrico e magnetico.
Il campo elettrico e magnetico trasportano la stessa quantità di energià per unità di volume.
Esiste una potenziale relazione tra campo magnetico ed elettrico
Per determinare l'energia trasposrtata da un onda mentre questa si muove nello spazio usiamo l
'irradiamento
.
Questo è il rapporto tra la potenza elettromagnetica che attravesra perpendicolarmente una superficie e l'area della superficie stessa.
L'irradiamento è dipendente dai campi elettrico e magnetico
AM:
Consiste nel modulare l'ampiezza del segnale radio che si intende utilizzare per la trasmissione (detto portante) in maniera proporzionale all'ampiezza del segnale che si intende trasmettere (modulante) e che contiene informazione.

I principali inconvenienti che si hanno sono da una parte l'estrema sensibilità ai disturbi ed alle condizioni di propagazione in quanto qualsiasi disturbo nonché le variazioni aleatorie dell'attenuazione offerte dal mezzo trasmissivo durante la propagazione, specie nel caso di canale radio, si vanno di fatto a sommare direttamente in ampiezza al segnale che si sta trasmettendo falsandone così il trasporto di informazione cioè introducendo errori, dall'altra la poca efficienza che richiede l'uso di potenze maggiori per coprire le stesse distanze.
Api e farfalle:cieche alle frequenze del rosso. percepisono gli ultravioetti emessi dai fiori.
FM:
Consiste nel modulare la frequenza del segnale radio che si intende utilizzare per la trasmissione (detto portante) in maniera proporzionale alla frequenza del segnale che si intende trasmettere(modulante).

Rispetto alla modulazione di ampiezza ha il vantaggio di essere molto meno sensibile ai disturbi e di permettere una trasmissione di miglior qualità. Ha inoltre un'efficienza energetica molto maggiore dato che la potenza del segnale modulato FM è esclusivamente quella della portante, il segnale di informazione cioè non richiede potenza aggiuntiva per essere trasmesso.
intervalli in cui vengono usati
il Rosso, il Verde e il Blu (RGB)
Monitor
Il monitor costituisce l’interfaccia privilegiata con l’operatore per la visualizzazione computerizzata di immagini. I monitor possono essere monocromatici o tricromatici. In commercio esistono monitor basati su tecnologie diverse: con tubo a raggi catodici , a cristalli liquidi , a plasma, elettroluminescenti, ecc.. Per riprodurre fedelmente un’immagine, un monitor deve possedere svariate caratteristiche che nessun monitor possiede ma quello a tubo a raggi catodici offre un buon compromesso.
Il monitor a colori è basato sulla sintesi additiva di tre colori fondamentali che avviene sulla retina dell’osservatore. Riferendoci alla tecnologia costruttiva più diffusa, quella detta delta shadowmask, lo schermo è ottenuto mediante depositi puntiformi di fosforo rosso,verde e blu nei vertici di un triangolo microscopico. Questa base tricromatica è ripetuta con opportune modalità su tutto lo schermo secondo un reticolo di punti. La base tricromatica determina l’elemento minimo di immagine che lo schermo propone e viene detta pixel.
Grazie alla loro caratteristica
trasversalità
le onde elettromagnetiche possono essere
polarizzate
. La polarizzazione di un'onda trasversale descrive la direzione di oscillazione, nel piano perpendicolare alla direzione di moto. Un'onda può essere polarizzata con un filtro detto
polarizzatore
(il più comune è commercialmente noto come polaroid, inventata da Edwin Land). La direzione dell'onda polarizzata si chiama
asse di trasmissione.
L'irradiamento, dato che l'onda ha perso la sua componente magnetica(polarizziamo la componente magnetica perconvenzione), è dimezzato.
E' possibile usare un secondo materiale polarizzatore per cambire la direzione e l'intensità dell'onda; questo secondo materiale è detto
analizzatore
, e posto di seguito al polarizzatore si oriente verso quest'ultimo secondo un angolo detto teta. Quindi sull'analizzatore il campo elettrico sarà uguale a
Excos^2teta
; di conseguenza l'irradiamento sull'analizzatore saràdirettamente proporzionale a
cos^2teta
.
Tuttora utilizzato, era indispensabile soprattutto prima dell'introduzione del GPS, del LORAN e del VOR, per determinare, per mezzo di radioricevitori direzionali, la posizione rispetto ad un punto di riferimento noto, il radiofaro stesso. Ciascun radiofaro è univocamente riconoscibile dal segnale emesso.
Esistono differenti tipi di radiofari. In aviazione è utilizzato il Non-directional Beacon (NDB) come guida per raggiungere gli aeroporti. Questi radiofari non sono più commissionati in previsione della loro sostituzione con tecnologie più moderne.
Dispersione cromatica
L’indice di diffrazione n
in un qualsiasi mezzo, eccetto il vuoto, dipende dalla lunghezza d’onda della luce. Quindi un raggio di luce che è formato da componenti con lunghezze d’onda differenti quando è rifratto le componenti del fascio di luce vengono separate. Per esaltare la separazione dei colori, si usa un prisma di vetro con sezione triangolare.
L'arcobaleno
L’esempio più affascinante di dispersione cromatica è l’arcobaleno. Quando la luce solare viene intercettata dalle goccioline d’acqua, parte della luce si rifrange quando penetra al loro interno, viene riflessa dalla superficie interna e poi rifratta all’esterno.
Gli angoli di deviazione sono differenti diversi per ogni frequenza della luce solare.
Tutti i raggi di luce bianca che incidono nella superficie subiscono questi fenomeni e vengono separati nei colori e deviati con un angolo a leggermente diverso uno dall'altro.
Perché l'arcobaleno ha forma semicircolare?
Le goccioline che da uno stesso osservatore sono viste sotto gli stessi angoli si trovano su un arco di cerchio con una apertura angolare di circa 42° in una sezione verticale del cielo: perciò la forma ad arco.
Due arcobaleni?
Le frequenze sfruttate dai satelliti per la trasmissione vanno dai 0,2 GHz ai 40 GHz.

Inoltre, più la frequenza è alta e più alta sarà l'attenuazione indotta dall'atmosfera e il rumore che si sommerà al segnale (questo richiede una potenza più alta, dunque più energia, per poter equilibrare il rapporto segnale/rumore).
Una frazione di luce può essere riflessa due volte all'interno della gocciolina e poi rifratta nell'aria a formare l'arcobaleno secondario che puoi osservare qualche volta. L'arco più interno (l'arcobaleno primario) risulta più splendente dell’altro, e gli archi colorati nel secondario si presentano in ordine inverso e che è osservabile sotto l'angolo di 50°
Se si diffrae un fascio di luce bianca lo spetro di emissione sarà continuo
In opportune condizioni si può osservare come molte sostanze diano luogo a due tipi di spettri non continui, ma caratterizzati dalla presenza di righe (righe spettrali): essi sono gli spettri di emissione a righe e gli spettri di assorbimento a righe.
Una sostanza gassosa a bassa pressione portata ad alta temperatura o sottoposta a scariche elettriche emette luce. analizzate se si osserva unospettro formato da una serie di righe nette di colori diversi su sfondo nero .
Se tra una sorgente di luce policromatica e la fenditura di uno spettroscopio si interpone un gas o un vapore più freddo rispetto alla temperatura della sorgente, si osserva che lo spettro continuo della sorgente è solcato da una serie di righe scure.
Bomba elettromagnetica
Una bomba elettromagnetica o bomba-E (E-bomb) è un'arma progettata per mettere fuori uso i componenti elettronici in un vasto raggio di azione mediante un impulso elettromagnetico o EMP (electro magnetic pulse).
L'aurora artificiale di sette minuti vista ad Honolulu e creata durante l'esperimento Starfish Prime, una esplosione nucleare nell'alta atmosfera realizzata nel corso dell'operazione Dominic il 9 luglio 1962.
Questo intenso flusso di energia elettromagnetica può essere generato per effetto Compton o fotoelettrico. In entrambi i casi si può avere generazione di elettroni ad alta energia ed è ipotizzabile l’impiego di ordigni esplosivi in grado di sfruttare questi fenomeni fisici stimolando l’emissione di elettroni dei materiali di cui sono costituiti o dei mezzi circostanti. Gli intensi campi elettrici e magnetici risultanti possono accoppiarsi con gli apparati elettrici o elettronici circostanti creando extracorrenti o picchi di tensione in grado di danneggiare i circuiti. Normalmente questo tipo di effetti associati alle esplosioni è nascosto dagli effetti della deflagrazione nel caso di esplosioni convenzionali, ma è più evidenziabile in raggi di azione molto più vasti nel caso di detonazioni nucleari o di ordigni progettati specificamente per generare una “onda d’urto elettromagnetica”.
Se tutto ciò può apparirvi incredibile, basta pensare ad un episodio avvenuto nel 1976:

nel settembre di quell'anno un pilota sovietico defezionò atterrando con un MiG-25 in Giappone. Gli esperti occidentali che esaminarono il velivolo rilevarono che l'elettronica di bordo era basata su valvole termoioniche ed i relativi apparati erano schermati da gabbie di Faraday. In altre parole: i progettisti sovietici erano ben coscienti del pericolo dell'impulso elettromagnetico ed avevano adattato i propri sistemi d'arma a tale eventualità.
Full transcript