Radiazionee Materia Lo spettrodicorponero

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1 Radiazionee Mateia Lo spettodicoponeo

2 La RadiazioneElettomagnetica B Φ = E 1 chiusa dl = ( ) Tot. E Φ chiusa dl = µ I ( B) = d Φ 1 dt ( B) d dt Q + ε ε in chiusa Φ ( E )

3 Legge di Gauss N ( ) Tot in E ds chiusa i Φ N E = chiusa i= 1 ε Q N i= 1 E ds i Φ N chiusa ( E) = La legge di Gauss si veifica speimentalmente vea anchepe caiche in moto 3

4 LeggediGauss Foza dicoulomb

5 Foza ta caiche e Campo Magnetico F qiv d F Tot = qv B + qe 5

6 Divegenza di B 1 I B B B ( ) Φ B = 3 B B B I 6

7 Induzione Elettomagnetica Espeienze di Faaday (1831) 7

8 B non unifome = 8

9 Legge di Faaday Neumann -Lenz f fem = dφ dt ( B) fem = ωb sin ( ωt) E dl = dφ dt ( B) 9

10 Legge di Ampée B dl i i N i= 1,..., N Cicuitazione del campo magnetico B dl B dl = µ I i Coenti concatenate con la cuva = µ ( i 1 + i -i 3 ) B dl = µ Φ ( J ) 1

11 La coente di spostamento di Maxwell I I V R t / RC ( t) e = B dl = µ I( t) = µ Φ ( j ) Legge di Ampée è abitaia!! Φ ( j ) = B Ma dl???? j spost I spost Φ j cond dφ chiusa ( E ) = ε = Φ ε dt ( ) j + j = cond de dt = Φ spost ( j ) spost 11

12 Oscillazioni del campo E.M. Cavità isonante Oscillatoe LC L t C I t dt Q t ( ') ' ( ) dφ ( B) di I = = = L C C dt dt dt LC I = I sin( ω t + φ ) ω = d I 1 d I 1 = = I dt LC 1 LC 1

13 Equazione delle Onde B E d s dφ B dφ = B d s = µ ε dt dt E ds = ( E + de ) h E h = E h de B ds = ( B + db) h + B h = h db dx B+ db Φ B = ( B)( h dx) db de db h de = h dx = dt dx dt dφ E de Φ E = ( E)( h dx) = h dx dt dt E B = E E x t = µ ε B E x t = µ ε x t h db = µ ε h 1 µ ε = c dx de dt c = m/s 13

14 Onde Elettomagnetiche e Luce Onde Hetziane (1887) f 1 c NON INVARIANTE OTTO TRAFORMAZIONI DI GALILEI f t = 14

15 Caatteistiche pincipali delle Onde EM Onde tasvesali POLARIZZAZIONE E E kx t E = = m sin ( ω ) B = Bm sin ( kx ωt) c m B m Numeo d onda: k = π / λ Fequenza angolae: ω = π / T ω = c k Legge di dispesione Densità di enegia 1 cµ Em E qm = I = E qm B ue = εe = ε ( cb) = ε B = = u µ µ ε Flusso di enegia istantanea 1 = E cµ 1 = E B µ V. Poynting 15 B

16 Taspoto di enegia e momento p Una sogente puntifome emette onde elettomagnetiche sfeiche: F incidente = P potenza I = = aea 4π enegia/tempo potenza = = aea aea I = U t A ist U = IA t I A I A = a s s o b i m e n t o t o t a l e F = i f l e s s i o n e t o t a l e c c F p = p e s s i o n e d i a d i a z i o n e A I c p iflessa incidente F p p ist p = t I = c

17 ogenti di adiazione (pimaie ) Lampadina ad incandescenza Convete enegia elettica in temica e quindi adiante. Tubo al neon e fulmini Convetono enegia elettica in enegia di ionizzazione e poi adiante. ole e stelle Convete enegia nucleae in adiante. Fiamma Auoe Convete enegia chimica (combustione) Convete enegia cinetica in enegia adiante. in enegia di eccitazione in enegia adiante. 17

18 Lo petto E.M. Visibile 1666 Newton dispede la luce visibile con un pisma. Il visibile è podotto da tansizioni degli elettoni in atomi e molecole e da copi molto caldi Infaosso 18 Heschel mosta che la adiazione solae si estende nell infaosso. L infaosso è podotto da tansizioni otazionali e vibazionali. delle molecole e da copi caldi. Ultavioletto (UV) 181 Ritte in modo analogo all IR scope la luce ultavioletta. L UV è podotto da tansizioni elettoniche di atomi ionizzati. Onde adio e micoonde 1885 Hetz scope le onde adio. Le onde adio sono podotte da dispositivi elettici e elettonici, da adiazione di fondo cosmico e alla adiazione di fenamento. Raggi X e Raggi Roentgen scope i aggi X Ruthefod identifica i aggi I aggi X sono podotti nelle tansizioni elettoniche negli atomi di elettoni di shell intene. I aggi sono podotti nelle eazioni nucleai. 18

19 Caatteistiche dello spetto 19

20 petti disceti e continui Mesagne, 1/4/8

21 emissione Iaggiamento e tasmissione assobimento iflessione Radiatoe Pefetto CORPO NERO e = α «pe ogni sostanza il compotamento ispetto all'emissione e all'assobimento, a paità di tempeatue, è il medesimo» II Pincipio della Temodinamica Assobitoe Pefetto CORPO NERO P emiss = f ( T )

22 . Campo E.M. in unacavita Numeodimodiin unacavita Numeo di modi/volume lungh. d onda Densita di enegia/lungh.d onda Equipatizione dell enegia Legge di Rayleigh - Jeans

23 petto di Copo Neo E = hν ε ( ν ) ν T L.Wien λmaxt = m K tatistica Boltzmann Ipotesi di Planck (19): pe ogni data fequenza, il sistema mateiale può scambiae con la adiazione multipli intei di un quanto fondamentale E = hν ε ( ν ) e hν hν k T B 3 1 3

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