Ma un'onda nel vuoto si attenua?

[ibramgaunt]

Scusate la mia ignoranza... non mi trovo con una cosa!so che le onde elettromagnetiche si attenuano laddove il mezzo di propagazione contenga elementi dissipativi! nel caso in cui ci troviamo nel vuoto le onde si propagano in linea retta senza attenuarsi giusto? ma allora perché la potenza del segnale è inversamente proporzionale alla distanza visto che a sua volta è legata al prodotto vettoriale di E e H che dipendono proprio dalla distanza? Se la potenza dipende dalla distanza le onde non dovrebbero attenuarsi? qual è il mio errore?

[elgiovo]

Penso tu ti riferisca alla formula di Friis:

$P_R/P_T=G_T(theta,phi)G_R(theta,phi)(lambda/(4pi r))^2$

(occhio, come puoi facilmente constatare la potenza del segnale in ricezione è inversamente proporzionale al quadrato della distanza).
Devi tenere in considerazione che un'antenna irradia potenza non solo in direzione dell'antenna in ricezione, ma anche in altre parti dello spazio. Ad esempio, un'antenna a dipolo presenta un diagramma di radiazione

$F(theta,phi)=(cos(pi/2 cos theta))/(sin theta)$,

che è una specie di "ciambella". Quindi la potenza ricevuta sarebbe la stessa di quella trasmessa se l'antenna ricevente fosse talmente estesa da raccogliere nello spazio tutta questa potenza irradiata, cosa alquanto inverosimile!

[ibramgaunt]

quindi anche nel vuoto un'onda si attenua? questo non riesco a capire.... io so che l'onda nel vuoto si propaga senza attenuarsi, ma se la potenza è inversamente proporzionale al quadrato della distanza come si spiega tutto ciò?

[elgiovo]

Nel vuoto l'onda non si attenua, ma "sparpaglia" la sua energia in dei fronti sferici di superficie crescente. Immagina di avere un'antenna puntiforme isotropica (irradia allo stesso modo in tutte le direzioni) all'interno di una sfera metallica senza perdite ($sigma = oo$). Allora tutta la potenza irradiata dal punto interno sarà raccolta dall'"antenna" sferica esterna. Una situazione del genere è assolutamente irrealizzabile nella realtà, infatti nei sistemi reali hai due antenne a dipolo puntate una verso l'altra. Capisci che la seconda antenna non avrà mai un'estensione tale da raccogliere tutta la potenza in uscita dalla prima (è per questo che si realizzano antenne altamente direttive, ma questa è un'altra storia).

[ibramgaunt]

grazie sei stato molto esaustivo, ho finalmente capito.

[boba74]

esatto, il segnale si propaga in tutte le direzioni. Siccome è l'energia totale a essere costante, l'intensità deve necessariamente calare con la distanza perchè più sei lontano e più la supericie raggiunta dal segnale è grande, e un'antenna puntiforme riceve solo una piccola quantità dell'energia totale.
Lo stesso vale con il suono: se sei lontano senti piano, non solo perchè l'energia si dissipa con l'aria, cioè anche quello, ma soprattutto perchè l'energia del suono si diffonde su una superficie via via maggiore.