Ciao Maxwell.
Non a caso parlo di densità di energia e non a caso parlo di campo elettromagnetico. L'obiezione avanzata da Hidde è dovuta forse al pregiudizio secondo il quale la velocità luce corrisponde a chissà quale energia, ma forse il fatto è che dimenticate che la luce non possiede massa... L'equazione proposta da Lowrence definisce un'energia cinetica relativa al moto di un corpo dotato di massa, quindi non può essere adottata nel caso di un'onda elettromagnetica. Era questa infatti la mia domanda, ovvero scoprire quale equazione può trovare l'energia trasmessa
dal moto dell'onda, da non confondere invece con quella
intrinseca dell'onda, cioè quella relativa alla sua frequenza.
Se qualcuno poi dovesse ancora asserire che la velocità di un'onda non porta energia cinetica lo rimando all'esperimento, che ormai è un classico di ogni liceo scientifico, sulla
pressione di radiazione, ovvero di come un raggio di luce trasporta anche quantità di moto...
Per chi ancora non capisce bene di cosa sto parlando vi faccio un esempio matematico:
La quantità di moto si trova con la seguente equazione:
p=U/c (in caso di assorbimento totale dell'onda da parte della superficie)
p=2xU/c (in caso di riflessione totale)
Supponiamo che un fascio di luce laser con un flusso di energia S=10W/m2 incida per 1 ora su uno specchio piano perfettamente riflettente di area A=1m2. A questo punto possono essere ricavati due valori distinti, ovvero la quantità di moto U trasmessa allo specchio e la forza esercitata dal fascio laser.
La quantità di moto si trova in questo modo:
U = S x A = 10W/m2 x 1m2 x 3600s = 36000 Joule [energia riflessa dallo specchio]
p = 2U/c = 2 x (36000 Joule / 300000000 m/s) = 0.00024 Kg x m/s
dalla seconda legge di Newton, la forza media esercitata sullo specchio è uguale alla quantità di moto per unità di tempo impartita in media allo specchio, cioè:
F = p/t = (0,00024 Kg x m/s) / (3600 s) = 0,000000067 Newton
Questa forza è debolissima, confrontabile con il peso di un granellino di sale.
Quale sarà dunque l'energia cinetica di un'onda in quanto tale, definibile come energia intrinseca di un'onda?
A voi le indagini...
Edited by magonirico - 17/1/2005, 20:50
