Problema — Antenne TV e polarizzazione

Testo

Perché le antenne televisive devono essere orientate in un certo modo (verticali o orizzontali) per ricevere bene il segnale? Cosa significa che un’onda elettromagnetica è “polarizzata”?

Soluzione

Che cos’è la polarizzazione. In un’onda elettromagnetica piana il campo elettrico $\vv E$ oscilla lungo una direzione ben precisa, perpendicolare alla direzione di propagazione. Dire che l’onda è polarizzata significa proprio che $\vv E$ oscilla sempre lungo la stessa direzione (per esempio verticale oppure orizzontale). La direzione di oscillazione di $\vv E$ definisce la direzione di polarizzazione dell’onda.

Come funziona l’antenna. Un’antenna a stilo è un conduttore rettilineo. Il campo elettrico dell’onda che arriva mette in moto gli elettroni liberi del conduttore lungo l’asse dell’antenna: nasce così una forza elettromotrice indotta che costituisce il segnale ricevuto.

• Se l’antenna è parallela a $\vv E$, la componente del campo lungo il filo è massima e la fem indotta è massima: ricezione ottima.
• Se l’antenna è perpendicolare a $\vv E$, la componente lungo il filo è nulla e la fem indotta è nulla: nessun segnale.

In generale, se $\theta$ è l’angolo tra l’antenna e $\vv E$, la componente utile del campo va come $\cos\theta$ e la potenza ricevuta come $\cos^2\theta$ (stessa dipendenza della legge di Malus).

Conclusione. L’antenna va allineata alla direzione di polarizzazione della trasmittente: se la stazione trasmette con polarizzazione verticale, l’antenna deve essere verticale; se orizzontale, orizzontale.

$\ev{\text{ricezione massima quando antenna} \parallel \vv E\text{ (polarizzazione trasmittente), nulla se} \perp}$

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Argomenti: Onde elettromagnetiche Concetti: Polarizzazione e legge di Malus · Onda elettromagnetica