Riflessione delle Onde Elettromagnetiche
Quando un’onda elettromagnetica incontra un confine tra due diversi mezzi, come aria e vetro, parte dell’onda viene riflessa indietro nel primo mezzo, mentre una parte viene trasmessa nel secondo mezzo. Questo fenomeno è noto come riflessione. La riflessione delle onde elettromagnetiche può essere compresa utilizzando le leggi della riflessione e le proprietà delle onde.
Leggi della Riflessione
Ci sono due leggi primarie della riflessione:
- L’angolo di incidenza (θi) è uguale all’angolo di riflessione (θr). In altre parole, quando un’onda elettromagnetica colpisce una superficie, sarà riflessa dalla superficie con lo stesso angolo con cui si è avvicinata.
- L’onda incidente, la normale alla superficie e l’onda riflessa giacciono tutti nello stesso piano.
Variazione di Fase
Quando un’onda elettromagnetica viene riflessa, le sue componenti di campo elettrico e magnetico possono subire un cambiamento di fase a seconda delle proprietà dei mezzi al confine. Questo cambiamento di fase è importante per comprendere il comportamento dell’onda riflessa e qualsiasi interferenza che può verificarsi con altre onde.
Coeficiente di Riflessione
Il coefficiente di riflessione (R) rappresenta la frazione della potenza incidente che viene riflessa al confine. Può essere calcolato utilizzando le equazioni di Fresnel, che tengono conto degli angoli di incidenza e riflessione, così come le proprietà dei due mezzi (come i loro indici di rifrazione). Per incidenza normale (θi = θr = 0), il coefficiente di riflessione per il campo elettrico (anche detto coefficiente di riflessione dell’ampiezza) può essere calcolato utilizzando la seguente formula:
R = |(n1 – n2) / (n1 + n2)|2
dove n1 e n2 sono gli indici di rifrazione dei primi e secondi mezzi, rispettivamente. Per incidenze non normali, le equazioni di Fresnel diventano più complesse e dipendono dalla polarizzazione dell’onda incidente.
Polarizzazione e Equazioni di Fresnel
L’onda incidente può essere scomposta in due polarizzazioni ortogonali: elettrica trasversale (TE) e magnetica trasversale (TM). Le equazioni di Fresnel per le onde polarizzate TE e TM forniranno coefficienti di riflessione diversi per ciascuna polarizzazione.
Applicazioni Pratiche
La riflessione delle onde elettromagnetiche ha molte applicazioni pratiche, come nei sistemi radar, nei sistemi di comunicazione, nell’ottica e nel telerilevamento.
