Interazione delle onde elettromagnetiche con la materia
Salve a tutti,
Premetto che sono uno studente del terzo anno di ingegneria elettronica e non sono un fisico, tuttavia ho pensato che fosse più adeguato postare le seguenti questioni nella sezione di fisica per una spiegazione "fisica" più convincente. Vorrei sapere se qualcuno è in grado di chiarirmi dei dubbi riguardanti le interazioni dei campi con la materia, in particolare il motivo per cui la radiazione elettromagnetica a frequenze ottiche (o più in generale dalle otticche in su) si attenua molto più rapidamente nell'aria rispetto alla radiazione a radiofrequenza (3 kHz-300 GHz). In tutti i corsi seguiti fin'ora i professori mi hanno sempre detto che per le comunicazioni radiomobili, le applicazioni radar, i sistemi gsm, ecc... la banda di frequenze più adeguata è proprio quella di cui sopra. La giustificazione che viene data è che le onde elettromagnetiche a queste frequenze, in particolare le microonde (utilizzate anche per comunicazioni satellitari a grande distanza), si attenuano molto di meno nell'aria rispetto ad elettromagnetiche a frequenza diversa. L'unica attenuazione che ci è stata spiegata nei vari corsi (trascurando quella geometrica) è quella legata all'effetto pelle in cui il coefficiente di attenuazione è proporzionale alla radice della frequenza e alla radice della conducibilità del mezzo in cui le onde si propagano. Se però l'attenuazione fosse legata soltanto a queste due quantità l'opzione migliore sembrerebbe quella di abbassare il più possibile la frequenza, cosa che per una diversa serie di motivi sarebbe assurda. So già che la questione posta in maniera molto grossolana e confusionaria, ma a me serve solo una spiegazione intuitiva e non una qualche dimostrazione rigorosa.
Premetto che sono uno studente del terzo anno di ingegneria elettronica e non sono un fisico, tuttavia ho pensato che fosse più adeguato postare le seguenti questioni nella sezione di fisica per una spiegazione "fisica" più convincente. Vorrei sapere se qualcuno è in grado di chiarirmi dei dubbi riguardanti le interazioni dei campi con la materia, in particolare il motivo per cui la radiazione elettromagnetica a frequenze ottiche (o più in generale dalle otticche in su) si attenua molto più rapidamente nell'aria rispetto alla radiazione a radiofrequenza (3 kHz-300 GHz). In tutti i corsi seguiti fin'ora i professori mi hanno sempre detto che per le comunicazioni radiomobili, le applicazioni radar, i sistemi gsm, ecc... la banda di frequenze più adeguata è proprio quella di cui sopra. La giustificazione che viene data è che le onde elettromagnetiche a queste frequenze, in particolare le microonde (utilizzate anche per comunicazioni satellitari a grande distanza), si attenuano molto di meno nell'aria rispetto ad elettromagnetiche a frequenza diversa. L'unica attenuazione che ci è stata spiegata nei vari corsi (trascurando quella geometrica) è quella legata all'effetto pelle in cui il coefficiente di attenuazione è proporzionale alla radice della frequenza e alla radice della conducibilità del mezzo in cui le onde si propagano. Se però l'attenuazione fosse legata soltanto a queste due quantità l'opzione migliore sembrerebbe quella di abbassare il più possibile la frequenza, cosa che per una diversa serie di motivi sarebbe assurda. So già che la questione posta in maniera molto grossolana e confusionaria, ma a me serve solo una spiegazione intuitiva e non una qualche dimostrazione rigorosa.
Risposte
L’atmosfera è un dielettrico composto di gas, e l’onda elettromagnetica interagisce con le molecole (che non sono elettricamente uniformi), e ad alte frequenze addirittura con le strutture atomiche, disperdendo energia in calore. Ti segnalo, fra i tanti, un paio di link di approfondimento.
https://it.wikipedia.org/wiki/Permittiv ... _elettrica
http://www.elettra2000.it/vdegliesposti ... osfera.pdf
https://it.wikipedia.org/wiki/Permittiv ... _elettrica
http://www.elettra2000.it/vdegliesposti ... osfera.pdf
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