Pietro Vischia: h=c=±1=±i=±2
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Luce e corrente: sono differenti?

Natura della luce

Come sicuramente saprete, la luce ha una duplice natura: interagendo con gli oggetti (come la retina del vostro occhio) si comporta come un corpuscolo, mentre viaggiando liberamente si comporta come un'onda.
In questo articolo tralascieremo tale questione quantistica, poiché essa non interviene in modo sostanziale nelle argomentazioni presentate: qui dunque consideriamo la luce come un'onda, trascurando gli effetti corpuscolari.
La luce è dunque un’onda, e più precisamente un’onda elettromagnetica, ossia un’oscillazione dei campi elettrico e magnetico. È oltre gli scopi di tale articolo entrare nel dettaglio delle onde elettromagnetiche, quindi vi basti sapere che un’onda elettromagnetica è a tutti gli effetti una oscillazione di campi (a livello banale un campo è una regione di spazio in cui sono presenti delle forze. I campi elettrico e magnetico hanno in più delle proprietà che li rendono particolarmente descrivibili matematicamente). Più in particolare, tali oscillazioni dei due campi sono in particolare relazione tra loro, cosa che spiegherò in articoli futuri.
Bene, siamo dunque giunti ad evidenziare che la luce è un’onda elettromagnetica, dunque un’oscillazione di campo.

La corrente elettrica

Veniamo ora alla corrente elettrica: sicuramente vi sarà stata descritta come un moto ordinato di cariche elettriche attraverso un materiale conduttore (diciamo un metallo). Saprete anche che la corrente provoca campi elettromagnetici, come potete agevolmente osservare mettendo della limatura di ferro su un foglio e avvicinando ad essa un filo percorso da corrente. Se avete un telefono (in cui passa corrente) e un telefono cellulare, avrete anche notato che il funzionamento del cellulare influenza (scariche che si sentono quando vengono usati vicini) quello del telefono fisso: questo, se ci pensate, significa che un campo elettromagnetico influenza la corrente elettrica. In effetti, quindi, consideriamo la faccenda sotto un altro punto di vista: la corrente che scorre nella rete elettrica di casa vostra (di solito 220V, 50Hz) è un campo elettromagnetico.

Filo metallico e campi elettromagnetici

Consideriamo dunque un filo metallico, diciamo di rame: se lo illuminate con una lampadina, la luce della lampadina verrà riflessa. Il metallo è infatti lucente: questo significa che la luce rimbalza su di esso senza entrarvi.
Se ora colleghiamo i capi del filo ad una presa della rete elettrica (NON FATELO, è pericoloso, sono necessari accorgimenti particolari), la corrente scorrerà attraverso il filo, e potremo "rivelarla" con strumenti appositi (amperometri e voltmetri).
Bene. Non avete fatto un salto sulla sedia? Non avete notato un fatto assai strano?
La luce è un campo elettromagnetico, la corrente è un campo elettromagnetico, eppure la luce viene riflessa, mentre la corrente scorre NEL metallo!!!. Questo è sorprendente, non trovate?
Dopo la sorpresa iniziale, forse inizierete a chiedervi: «Bene, se hanno comportamenti diversi, avranno qualcosa che le differenzia, vediamo di capire cosa». Questa domanda è un esempio di mentalità scientifica.
Effettivamente, a ben vedere, l’unica differenza tra la luce e la corrente della rete elettrica di casa vostra è la FREQUENZA. La luce è un campo che oscilla ad una frequenza compresa tra le decine e le centinaia di THz (Tera-Herz, 1012 Herz), mentre la corrente elettrica è un campo che oscilla alla frequenza di 50 Herz.

Conclusioni: opacità e trasparenza

Siamo quindi giunti alla conclusione che un’onda elettromagnetica interagisce con un metallo a seconda della propria frequenza: ad alte frequenze l’ onda sarà riflessa, mentre a basse frequenze l’onda potrà entrare nel metallo e scorrere in esso. Se ci pensate, questo fenomeno è esattamente quello che giustifica il diverso comportamento dei materiali nei confronti delle onde (vetro trasparente alla luce visibile, quarzo trasparente agli ultravioletti, un pezzo di ferro è essenzialmente opaco, e così via)
Interessante, no? In effetti, la Fisica ci dice che qualunque onda elettromagnetica entra in un metallo: la frequenza dell’onda stabilisce quanto potrà entrare. Frequenze alte penetreranno solo per spessori trascurabili, mentre a frequenze molto basse il campo scorre liberamente nel metallo.

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