EQUAZIONI DI MAXWELL, CORRENTE DI SPOSTAMENTO, ONDE ELETTROMAGNETICHE, VELOCITÀ DELLA LUCE

In questo corso vedremo insieme le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche.
Le equazioni di Maxwell descrivono il comportamento del campo magnetico e del campo elettrico sia in condizioni statiche sia in condizioni dinamiche.
La prima di queste equazioni ci dice che il flusso del campo elettrico è pari alla sommatoria delle cariche interne diviso la costante dielettrica. (nota anche come teorema di Gauss per il campo elettrico)
In sostanza ci dice che le sorgenti delle linee di campo elettrico sono le cariche elettriche stesse sia quelle positive che quelle negative. La seconda equazione ci dice che la circuitazione del campo elettrico è pari alla variazione del flusso del campo magnetico nel tempo. (nota come legge di Faraday-Neumann-Lenz).
La terza equazione ci dice che il flusso di un campo magnetico attraverso una superficie chiusa è pari a zero. (nota anche come teorema di Gauss per il campo magnetico). Questo ci fa comprendere come non esistano monopoli magnetici in natura.
L’ultima equazione (Teorema di Ampere-Maxwell) che riguarda la circuitazione del campo magnetico ci svela che essa è pari al valore della corrente concatenata ma addizionato con il termine definito corrente di spostamento. Questa aggiunta completa anche il caso in cui la circuitazione del campo magnetico avvenga su una linea chiusa posta tra le due armature di un condensatore che si sta caricando.
Dopo avere esplorato per bene tutti I significati di questo Sistema di equazioni che regola I fenomeni elettrici e magnetici ci spostiamo sull’ argomento delle onde elettromagnetiche. Essa è in sostanza una variazione di campo elettrico nello spazio che richiama a sua volta una variazione di campo magnetico nel piano perpendicolare alla variazione iniziale. Queste variazioni si richiamano in continuazione senza mai fermarsi e il risultato è un’onda che si propaga nello spazio indefinitamente. Ricordo che la definizione di onda è una perturbazione che si propaga nello spazio e nel tempo trasportando energia e quantità di moto. Un’onda elettromagnetica ha una velocità di propagazione nel vuoto che è pari al reciproco della radice quadrata del prodotto tra la costante dielettrica del vuoto e la permeabilità magnetica del vuoto. Questa incredibile formula sembra “poter parlarci” e “suggerire” che la natura stessa della luce (onda elettromagnetica) è costituita da questi due ingredienti: il campo elettrico e il campo magnetico. Vedremo infine l’energia trasportata da un’onda elettromagnetica piana e la ricezione di una onda elettromagnetica (apparecchi radio) in cui variando o il valore della capacità o il valore della induttanza si modifica la frequenza di risonanza del circuito e si riceve la frequenza che rende minima l’impedenza.