Prima di Einstein, radiazione elettromagnetica è stato considerato a comportarsi come cosa?
doc-12314
Prima della carta di Einstein, le radiazioni elettromagnetiche come la luce visibile si comportavano come un' onda: da qui l' uso dei termini "frequenza" e "lunghezza d' onda" per caratterizzare i diversi tipi di radiazioni. L' energia trasferita da un' onda in un dato tempo è chiamata la sua intensità. La luce di un faretto teatrale è più intensa della luce di una lampadina domestica; vale a dire che il faretto fornisce più energia per unità di tempo e per unità di spazio (e quindi consuma più elettricità) della lampadina ordinaria, anche se il colore della luce potrebbe essere molto simile. Anche altre onde, come il suono o le onde che si infrangono contro un lungomare, hanno la loro intensità. Tuttavia, il conto energia dell' effetto fotoelettrico non sembra essere d' accordo con la descrizione delle onde della luce.
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doc-12306
Riconosciuta per la prima volta nel 1900 da Max Planck, era originariamente la costante di proporzionalità tra l' incremento minimo di energia, E, di un ipotetico oscillatore caricato elettricamente in una cavità che conteneva radiazione del corpo nero, e la frequenza, f, della sua onda elettromagnetica associata. Nel 1905 il valore E, l' incremento minimo di energia di un ipotetico oscillatore, era teoricamente associato da Einstein con un elemento "quantistico" o minimo dell' energia dell' onda elettromagnetica stessa. La luce quantistica si comportava sotto certi aspetti come una particella elettricamente neutra, in contrasto con un' onda elettromagnetica. Alla fine fu chiamato il fotone.
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doc-12261
Albert Einstein ha proposto che le leggi della fisica si basino sul principio della relatività. Secondo questo principio, le regole della fisica devono essere le stesse per tutti gli osservatori, indipendentemente dal quadro di riferimento utilizzato, e la luce si propaga alla stessa velocità in tutti i quadri di riferimento. Questa teoria è stata motivata dalle equazioni di Maxwell, che mostrano che le onde elettromagnetiche si propagano nel vuoto alla velocità della luce. Tuttavia, le equazioni di Maxwell non danno alcuna indicazione di ciò che questa velocità è relativa. Prima di Einstein, si pensava che questa velocità fosse relativa ad un mezzo fisso, chiamato etere luminoso. Al contrario, la teoria della relatività speciale postula che la luce si propaghi alla velocità della luce in tutti i fotogrammi inerziali ed esamina le implicazioni di questo postulato.
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doc-12312
Il problema del corpo nero fu rivisitato nel 1905, quando Rayleigh e Jeans (da una parte) ed Einstein (d' altra parte) dimostrarono in modo indipendente che l' elettromagnetismo classico non poteva mai tenere conto dello spettro osservato. Queste prove sono comunemente note come "catastrofe ultravioletta", un nome coniato da Paul Ehrenfest nel 1911. Hanno contribuito enormemente (insieme al lavoro di Einstein sull' effetto fotoelettrico) a convincere i fisici che il postulato di Planck sui livelli di energia quantizzata era più di un semplice formalismo matematico. La prima conferenza Solvay del 1911 fu dedicata alla "teoria delle radiazioni e dei quanti". Max Planck ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisica del 1918 "in riconoscimento dei servizi resi per l' avanzamento della Fisica dalla sua scoperta di quanta di energia".
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doc-7965
La radiazione infrarossa è popolarmente conosciuta come "radiazione di calore"[citazione necessaria], ma la luce e le onde elettromagnetiche di qualsiasi frequenza riscalderanno superfici che li assorbono. La luce infrarossa proveniente dal Sole rappresenta il 49% del riscaldamento della Terra, mentre la restante parte è causata dalla luce visibile che viene assorbita e poi irradiata a lunghezze d' onda più lunghe. I laser a luce visibile o a emissione ultravioletta possono cartigliare la carta e gli oggetti incandescentemente caldi emettono radiazioni visibili. Gli oggetti a temperatura ambiente emetteranno radiazioni concentrate per lo più nella banda da 8 a 25 µm, ma questo non è distinto dall' emissione di luce visibile da parte di oggetti incandescenti e ultravioletti da parte di oggetti ancora più caldi (vedere il corpo nero e la legge dello spostamento di Wien).
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doc-12309
Negli ultimi anni del diciannovesimo secolo, Planck stava indagando sul problema delle radiazioni del corpo nero prima posto da Kirchhoff circa quarant' anni prima. E' risaputo che gli oggetti caldi si illuminano, e che gli oggetti più caldi si illuminano più di quelli più freddi. Il campo elettromagnetico obbedisce a leggi di movimento simili a una massa su una molla e può raggiungere l' equilibrio termico con atomi caldi. L' oggetto caldo in equilibrio con la luce assorbe la stessa quantità di luce che emette. Se l' oggetto è nero, cioè assorbe tutta la luce che lo colpisce, l' emissione di luce termica viene massimizzata.
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doc-12316
Niels Bohr introdusse il primo modello quantizzato dell' atomo nel 1913, nel tentativo di superare una grave lacuna del modello classico della Rutherford. In elettrodinamica classica, una carica che si muove in un cerchio dovrebbe irradiare radiazioni elettromagnetiche. Se quella carica fosse un elettrone che orbita intorno al nucleo, la radiazione lo farebbe perdere energia e precipitare a spirale nel nucleo. Bohr risolse questo paradosso con esplicito riferimento al lavoro di Planck: un elettrone in un atomo di Bohr avrebbe potuto avere solo determinate energie definite En Niels Bohr.
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doc-612
In fisica, il pensiero di Whitehead ha avuto una certa influenza. Egli ha articolato una visione che forse potrebbe essere considerata duplice alla relatività generale di Einstein, si veda la teoria della gravitazione di Whitehead. E' stato severamente criticato. Yutaka Tanaka, che suggerisce che la costante gravitazionale non è d' accordo con i risultati sperimentali, propone che il lavoro di Einstein non smentisce in realtà la formulazione di Whitehead. La visione di Whitehead è ormai obsoleta, con la scoperta delle onde gravitazionali. Essi sono fenonena osservata localmente che in gran parte violano il tipo di planarità locale dello spazio che Whitehead assume. Di conseguenza, la cosmologia di Whitehead deve essere considerata come un' approssimazione locale, e la sua assunzione di una geometria spazio-temporale uniforme, Minkowskian in particolare, come un' approssimazione spesso-localmente adeguata. Un' esatta sostituzione della cosmologia di Whitehead avrebbe dovuto ammettere una geometria riemanniana. Inoltre, sebbene Whitehead stesso abbia dato solo una considerazione secondaria alla teoria quantistica, la sua metafisica dei processi si è rivelata attraente per alcuni fisici in questo campo. Henry Stapp e David Bohm sono tra quelli il cui lavoro è stato influenzato da Whitehead.
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doc-9216
Comunemente chiamato' lampadine', le lampade sono la parte rimovibile e sostituibile di un apparecchio luminoso, che converte l' energia elettrica in radiazione elettromagnetica. Mentre le lampade sono state tradizionalmente classificate e commercializzate principalmente in termini di consumo energetico, espresso in watt, la proliferazione della tecnologia di illuminazione al di là della lampadina a incandescenza ha eliminato la corrispondenza della potenza watt alla quantità di luce prodotta. Ad esempio, una lampadina ad incandescenza da 60 W produce circa la stessa quantità di luce di una lampada fluorescente compatta da 13 Watt. Ognuna di queste tecnologie ha una diversa efficacia nel convertire l' energia elettrica in luce visibile. La luce visibile viene tipicamente misurata in lumen. Questa unità quantifica solo la radiazione visibile ed esclude i raggi infrarossi e ultravioletti invisibili. Una candela in cera produce nell' ordine di 13 lumen, una lampada incandescente da 60 watt produce circa 700 lumen e una lampada fluorescente compatta da 15 watt produce circa 800 lumen, ma la potenza effettiva varia in base al design specifico. La valutazione e l' enfasi sul marketing si sta spostando dal wattaggio alla produzione di lumen, per dare all' acquirente una base direttamente applicabile su cui selezionare una lampada.
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doc-7966
L' inseguimento infrarosso, noto anche come homing infrarosso, si riferisce ad un sistema passivo di guida missilistica, che utilizza l' emissione da un bersaglio di radiazione elettromagnetica nella parte infrarossa dello spettro per seguirlo. I missili che utilizzano la ricerca a infrarossi sono spesso chiamati "chi cerca calore", dal momento che l' infrarosso (IR) è appena sotto lo spettro visibile della luce in frequenza ed è irradiato fortemente da corpi caldi. Molti oggetti come le persone, i motori dei veicoli e gli aerei generano e trattengono calore e, come tali, sono particolarmente visibili nelle lunghezze d' onda infrarosse della luce rispetto agli oggetti sullo sfondo.
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doc-13488
Gli operatori ferroviari hanno tuttavia manifestato interesse per il ritorno all' uso della corrente continua con tensioni superiori a quelle utilizzate in precedenza. Allo stesso voltaggio, la corrente continua ha spesso meno perdite della corrente alternata, e per questo motivo la corrente continua ad alta tensione è già utilizzata su alcune linee di trasmissione di potenza di massa. DC evita le radiazioni elettromagnetiche intrinseche alla AC, e su una ferrovia questo riduce anche le interferenze con il segnalamento e le comunicazioni e mitiga i rischi ipotetici di campi elettromagnetici. DC evita anche i problemi del fattore di potenza di AC. Di particolare interesse per la rotaia è che DC può fornire una potenza costante con un unico filo senza messa a terra. La potenza costante con corrente alternata richiede una trasmissione trifase con almeno due conduttori senza messa a terra. Un' altra considerazione importante è che la corrente alternata trifase a frequenza di rete deve essere pianificata attentamente per evitare carichi di fase sbilanciati. Parti del sistema sono alimentate da diverse fasi, partendo dal presupposto che i carichi totali delle 3 fasi si compensino. Nei punti di interruzione di fase tra regioni alimentate da fasi diverse, sono necessarie lunghe pause di fornitura isolate per evitare che il materiale rotabile utilizzi più di un pantografo alla volta. Alcune linee ferroviarie hanno sperimentato il trifase ma la sua sostanziale complessità ha reso la pratica standard monofase nonostante l' interruzione del flusso di potenza che si verifica due volte ogni ciclo. Nell' Unione Sovietica è stata costruita una ferrovia sperimentale a 6 kV DC.
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