Fig. 1 Riproduzione dell oscillazione di un onda elettromagnetica.

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2 Un elettrone immobile genera, a causa della sua carica, una forza elettrica nello spazio circostante il campo elettrico. Supponiamo ora di far oscillare avanti e indietro l'elettrone: il campo elettrico nei punti circostanti viene perturbato a causa del cambiamento di distanza dall elettrone durante la sua oscillazione. La variazione di campo elettrico genera un campo magnetico. Queste oscillazioni del campo elettrico, quindi anche del campo magnetico, perpendicolari su di loro si propagano dall'elettrone generando le onde elettromagnetiche. Fig. 1 Riproduzione dell oscillazione di un onda elettromagnetica.

3 Le onde elettromagnetiche hanno natura corpuscolare e ondulatoria e l insieme delle radiazioni elettromagnetiche viene definito spettro elettromagnetico, che si divide in regioni spettrali e le radiazioni percepibili all occhio umano appartengono alla regione del visibile compresa tra 700 nm e 400 nm.

4 Coulomb Hertz Tesla Einstein Nel 1865 formulò che le onde elettromagnetiche si propagano solo con vibrazioni trasversali (come la luce) Nel 1895 concepì ed attuò l'idea di applicare le scoperte di Hertz per trasmettere segnali a distanza Nel 1900 introdusse la teoria dei quanti, ovvero dei pacchetti di energia Nel 1787 ha cominciato con la ricerca scientifica su elettricità ed elettromagnetismo Maxwell Dimostrò l esistenza delle onde elettromagnetiche, in particolare le radio-onde Marconi Nel 1899 scoprì la trasmissione senza fili a grandi distanze Planck Nel 1923 affermò che la luce è costituita da un flusso di particelle di energia, chiamate fotoni

5 Verso la radio La radio è la tecnologia elettronica che utilizza le onde elettromagnetiche, la cui frequenza è al di sotto di quella della luce visibile, per le telecomunicazioni o alcuni altri scopi come la localizzazione di oggetti. Fig. 1 Prima stazione di trasmissione Fig. 2 Marconi nel 1945 trasmette per la prima volta da New York. Fig. 3 La prima radio realizzata da Marconi.

6 Maxwell scrisse la teoria per la descrizione del fenomeno delle onde elettromagnetiche, nel suo "Trattato di elettricità e magnetismo (1873) (rocchetto di Ruhmkorff). Nel 1888, Heinrich Hertz costruì un apparato per la trasmissione e la ricezione di onde elettromagnetiche mettendo in pratica la teoria di Maxwell. Hertz usando dei semplici circuiti elettrici nei quali venivano create delle scariche elettriche ad alta frequenza, riuscì a rilevare queste onde elettromagnetiche. Hertz realizzò così il primo oscillatore in grado di irradiare onde elettromagnetiche rilevabili a breve distanza: infatti funzionava a una distanza di 5m e ad una frequenza di 60 MHz. Fig. 2 Hertz costruì un apparecchio composto di due sfere metalliche. Una corrente elettrica che scorre nel circuito fa sì che le sfere girino alternativamente caricandosi di corrente. Hertz afferma che una scintilla salta da una sfera ad un altra, quando si carica abbastanza.

7 Riconduciamo le origini della radio al 1895, quando Guglielmo Marconi mise a punto un primissimo telegrafo senza fili detto radiotelegrafo. Il giovane Marconi dimostrò un grande interesse per le discipline scientifiche e dunque, grazie ai suoi studi, pensò di trasmettere e ricevere le onde Hertziane. Questo gettò le basi per lo sviluppo e il perfezionamento della radiocomunicazione.

8 In seguito a innumerevoli esperimenti eseguiti nella villa paterna, riuscì a realizzare un apparecchio capace di inviare segnali a distanza da quasi 2400 chilometri; nel 1897 fondò la Marconi's Wireless Telegraph Company, sicuro di essere riuscito nell'intento di farsi brevettare la propria invenzione in Inghilterra. Un onore per Marconi, premio Nobel per la fisica nel 1909, vedere impiegato il proprio sistema di radiocollegamento dalle navi italiane e inglesi, e nel più grande transatlantico del mondo, il Titanic, il cui affondamento costò la vita a 1523 persone (circa 700 si salvarono grazie al sistema radio di bordo che ha consentito di chiedere i soccorsi).

9 Un'antenna è un dispositivo atto a irradiare o a captare/ricevere onde elettromagnetiche. In pratica le antenne convertono il campo elettromagnetico che ricevono in un segnale elettrico, oppure viceversa irradiano, sotto forma di campo elettromagnetico. Il loro utilizzo è diffuso quindi nei ponti radio, nelle stazioni radio base di telefonia mobile, nelle infrastrutture di radiodiffusione e telediffusione sia terrestri che satellitari, in tutte le applicazioni di telerilevamento a sensori attivi e nelle applicazioni radar.

10 Alcune delle prime antenne rudimentali furono costruite da Heinrich Hertz nei suoi esperimenti volti a dimostrare l'esistenza delle onde elettromagnetiche, previste dalla teoria di James Clerk Maxwell. Il termine antenna deriva dalla parola marinaresca che indica il lungo palo, trasverso rispetto all'albero, che sostiene in alto la vela quadra o latina. L'estensione dal significato originale è dovuta allo stesso Marconi quando osservò che, appendendo uno dei due terminali dell'oscillatore su un alto palo, i segnali trasmessi potevano coprire distanze molto maggiori.

11 Le antenne si basano sul principio fisico dell'irradiazione e della ricezione elettromagnetica: correnti elettriche variabili nel tempo che scorrono su un conduttore irradiano onde elettromagnetiche alla stessa frequenza ovvero generano un segnale elettromagnetico. Questa trasmissione consente di sfruttare le antenne nelle applicazioni di radiocomunicazioni. Qualsiasi antenna può funzionare sia come antenna trasmittente che come antenna ricevente.

12 Per ciascun tipo di antenna è possibile analizzare il campo elettromagnetico emesso dalle correnti che lo generano. In generale questo campo può essere suddiviso in campo di induzione (si registra nella zona più prossima all'antenna) e campo di radiazione (il campo si propaga all'infinito). Dal punto di vista applicativo si possono distinguere antenne per la ricezione televisiva, antenne per le telecomunicazioni satellitari, antenne per ponti radio, antenne per stazioni radio base in reti cellulari, antenne per applicazioni spaziali, antenne per cellulari, cordless, modem Wi-Fi, apparecchi radio.

13 Il nome fotóne è dato dal "quanto" associato a un'onda elettromagnetica (in particolare luminosa) nel quadro della meccanica quantistica: è una particella neutra che si propaga nel vuoto, con una energia che dipende dalla sua frequenza. Nel corso dei secoli, la curiosità dell'uomo circa l'effettiva composizione della luce è sempre stata viva. Sulla sua natura sono state fatte molteplici ipotesi: si è sostenuto prima che fosse un'onda, poi che fosse composta da piccolissimi corpuscoli, e così via.

14 Agli inizi del 1900 il fisico Max Planck giunse alla conclusione che per spiegare correttamente gli esiti degli esperimenti, era necessario "quantizzare" gli effetti delle radiazioni. Era cioè necessario trattare gli effetti della radiazione elettromagnetica e quindi dello scambio di energia nelle particelle, come se fossero portati da delle particelle. Tra gli esperimenti inspiegabili qualora si pensi alla luce come ad un'onda luminosa, vi era l'effetto fotoelettrico. Fig. 1 Ciò che aveva già osservato Hertz, prima che si affermasse il concetto di elettrone.

15 Nel 1905 Albert Einstein riuscì a spiegarlo, supponendo che la luce fosse composta di corpuscoli elementari, i "quanti di energia" o fotoni e che questi, nei loro urti con gli atomi, trasmettessero agli elettroni periferici un'energia tale da provocarne l'emissione ed il conseguente effetto fotoelettrico. Effetto fotoelettrico è un fenomeno che si manifesta con l'emissione di particelle elettricamente cariche da parte di un corpo esposto a onde luminose o a radiazioni elettromagnetiche di varia frequenza. Nel cosiddetto effetto fotoelettrico esterno gli elettroni vengono emessi dalla superficie di un conduttore metallico (o da un gas) in seguito all'assorbimento dell'energia trasportata dalla luce incidente sulla superficie stessa. L'effetto è sfruttato nella cellula fotoelettrica, in cui gli elettroni emessi da uno dei due poli della cellula, il fotocatodo, migrano verso l'altro polo, l'anodo, per effetto di un campo elettrico applicato.

16 E' un dispositivo elettronico basato sull'effetto fotoelettrico per la rilevazione della luce e della sua intensità. Quando il catodo K, carico negativamente, viene illuminato dalla radiazione luminosa L, emette elettroni, che sono attratti dall'anodo A, carico positivamente. In questo modo si crea all'interno del circuito, in cui è inserita la cellula fotoelettrica, una corrente elettrica, la cui intensità è proporzionale all'intensità dell'illuminazione. Se qualcosa (un oggetto, una persona) si interpone tra la sorgente luminosa e il catodo, quest'ultimo non emette più elettroni e la corrente si interrompe. La cellula fotoelettrica è utilizzata nei dispositivi di allarme (l'interruzione di un raggio luminoso provoca un segnale acustico), o nei cancelli ad apertura automatizzata.

17 Figura 1. Modellino in fase iniziale Figura 2-3. Modellino in fase di costruzione Figura 4. Modellino terminato

18 Denominazione corrente e gergale dell insieme dei disturbi e dei fenomeni dannosi connessi con la presenza nell ambiente di campi elettromagnetici generati da apparecchiature e impianti elettrici ed elettronici, utilizzati sia per il trasporto dell energia, sia per telecomunicazioni. Le problematiche dell inquinamento elettromagnetico riguardano sia i campi elettromagnetici a bassa frequenza sia quelli ad alta frequenza. I primi, in cui i campi elettrici e magnetici debbono essere esaminati separatamente, vanno considerati per l estensione delle linee elettriche a livelli di tensione sempre più elevati; i secondi, per lo sviluppo dell industria delle telecomunicazioni, come nel caso della telefonia cellulare, hanno effetti che toccano da vicino la vita quotidiana dei cittadini.

19 I campi elettromagnetici interagiscono con il corpo umano con effetti a breve termine i quali, a seconda della frequenza, comprendono sia la stimolazione di cellule di tessuti nervosi e muscolari eccitabili elettricamente sia il riscaldamento. Particolare attenzione è stata riservata agli effetti del campo elettromagnetico irradiato dai telefoni cellulari, che, per la loro posizione durante l uso, provocano intensità di campo relativamente forti in vicinanza dell orecchio.

20 Per difendere i siti abitativi: Fate eseguire una accurata misurazione delle onde elettromagnetiche sia esterne che interne alla vostra abitazione. Scegliete, con il consiglio di un esperto, i materiali e le tecnologie per la protezione elettromagnetica ed i consigli di protezione (distanza di sicurezza) che vi permetteranno di abbattere notevolmente l' elettrosmog. Fate eseguire dei test comparativi sull' efficacia della schermatura prima e dopo l' intervento di bonifica. Onde elettromagnetiche

21 Per difendersi dalle radiazioni, sono state sviluppate delle protezioni (elettrosmog tex) che vengono applicate alle finestre. L elettrosmog tex è una tenda che difende le persone dalle radiazioni elettromagnetiche. Un altro modo per difendersi dalle radiazioni è stato creato in Svezia dove il governo tramite il Servizio Sanitario Nazionale eroga fondi per l acquisto di uno speciale tipo di vernice isolante nera che scherma le abitazioni dalle radiazioni. Elettrosmog tex Fig. 1 Per proteggere le pareti, i soffitti ed i tetti contro radiazioni elettromagnetiche suggeriamo di usare la protezione delle vernici. Queste possono essere universalmente applicate e sono facili da trattare.

22 Secondo numerosi ricercatori, in presenza di campi elettromagnetici di intensità misurabile normalmente negli ambienti abitativi e di lavoro ed in relazione alla elettrosensibilità dei soggetti esposti, si riscontrano l'insorgenza di sintomi che vanno dall'astenia alla perdita di vitalità, perdita del sonno, carenze immunitarie, disturbi nervosi, stress,disturbi del ritmo cardiaco, depressione fino ad arrivare ad una più alta frequenza di infarti, disturbi della circolazione, complicazioni in gravidanza e si innalza il rischio di tumori al cervello e leucemie. Fig. Apparecchi elettronici dannosi per la salute dell uomo; ad esempio essi possono provocare effetti che vanno dalla cefalea al tumore.