Le onde Hertziane

Le onde hertziane non sono altro che le onde elettromagnetiche scoperte per la prima volta nel 1885 dallo scienziato tedesco Henrich Hertz. In onore del suo scopritore queste onde furono chiamate “hertziane” e, sempre in suo onore, fu deciso di misurare la frequenza in unità di hertz (uguale ad un ciclo al secondo e col simbolo Hz).

Non sarebbero possibili i cellulari, le trasmissioni satellitari e persino i forni a microonde se queste onde non esistessero. Di più, oggi siamo circondati da oggetti che ne sfruttano le caratteristiche: quando ci colleghiamo ad un WI-Fi, o accendiamo uno strumento bluetooth, o ci colleghiamo ad una trasmissione satellitare non facciamo altro che trasmetterci onde elettromagnetiche ed anche la luce che attiva la nostra retina è semplicemente un’onda elettromagnetica ad altissima frequenza.

Noi siamo immersi inconsapevolmente in un oceano di onde hertziane, l’universo tutto non è altro che materia galleggiante in uno spazio tutt’altro che vuoto: è pieno di onde elettromagnetiche.

Naturalmente questa non è la sede dello studio teorico che sta alla base di questo complesso argomento, ma vedremo di capire, sempre nello spirito di “come funzionano” che l’argomento può essere sviscerato in modo semplice.

Cominciamo col dire che la prima applicazione pratica della scoperta di Hertz fu il telegrafo senza filo messo a punto da Guglielmo Marconi nel 1895 che utilizzava per connettersi ad un apparecchio ricevente le onde radio; così chiameremo da qui in avanti le onde hertziane. Con quell’invenzione si è aperta la strada alla diffusione della radio prima e di una enorme marea di applicazioni per arrivare all’internet di oggi. E pensare che in poco più di cento anni siamo passati a muovere un martelletto ad una distanza di un kilometro per arrivare a telecomandare la navicella Curiosity che se ne va in giro sul suolo di Marte.

Vediamo di capire come con le onde radio riusciamo a trasportare voce, immagini ed oggi anche qualsiasi dato e cominciamo proprio con il primo strumento diventato popolare grazie a loro: la radio.

La domanda che qualche volta mi viene posta, domanda dall’apparenza ingenua, e la cui risposta sarà oggetto qui di una spiegazione semplice, consiste in: “ma come è possibile che intorno a me arrivino migliaia di onde e come fanno a trasportare ciascuna i loro messaggi e come riesco a carpire solo quelle che mi interessano? E come è possibile che non facciano un bel pandemonio fra di loro?”.

Per capirlo occorre andare a scoprire come funzionavano le prime radio, quelle che all’inizio del secolo scorso, e che ricevevano a distanza la voce inviata attraverso un’onda radio che partiva da una lontana stazione trasmittente.

Si deve sapere che il segnale che arriva all’antenna non possono essere ascoltate così come arrivano. Si tratta di onde elettromagnetiche ad alta frequenza, frequenza non udibile e molto più alta addirittura degli ultrasuoni.

Cosa succede nell’apparecchio radio per rendere il suono udibile? Semplicemente tira fuori dall’onda radio, onda che i tecnici chiamano portante, il segnale audio che le onde radio trasportano.

Questo segnale audio raggiunge l’altoparlante o la cuffia che facendo vibrare l’aria rende il suono udibile dal nostro orecchio.


Possiamo rappresentare le onde radio come un cavallo che trasporta un cavaliere, cioè il segnale audio, e che insieme partono dalla stazione radio che sta trasmettendo. Quando il cavallo col cavaliere arriva alla meta, cioè all’antenna, entra nella radio e trova un primo circuito “sintonizzatore”, cioè un circuito elettronico opportunamente studiato per lasciar passare la sola onda radio che ci interessa.

Le onde che arrivano all’antenna infatti sono molte, cioè l’antenna raccoglie le portanti emesse da tutte le stazioni radio che si trovano nei dintorni, ad esempio radio 1 e Radio 2.

Superato il sintonizzatore quest’unica onda radio ad alta frequenza entra in un secondo stadio, detto rivelatore, che separa il segnale trasportato dall’onda radio stessa.

onde hertziane

Se infatti si vuole ricevere una specifica stazione, ad esempio solo Radio 1, ed eliminare le altre sovrapposte, si deve “sintonizzare” la Radio ruotando l’apposita manopola e ponendola nella posizione corretta. Uscita dal primo stadio la nostra onda è ancora ad alta frequenza e si porta a cavallo il segnale audio (audio 1) partito dalla stazione trasmittente. Ma subito incontra un secondo stadio che filtra il segnale in arrivo dividendo la portante ad alta frequenza dal segnale audio a bassa frequenza lasciando passare solo quest’ultimo.

In genere il segnale audio a questo punto è pulito ma molto debole per cui gli stadi seguenti, realizzati con valvole termoioniche o transistor, amplificano questo segnale audio e lo inviano all’altoparlante da dove siamo in grado di ascoltare.

Con questo semplice esempio abbiamo visto come tecnicamente possiamo prendere un’onda radio e farle cavalcare sopra l’informazione che vogliamo, nel nostro caso mediante quella che si chiama modulazione d’ampiezza.

Col tempo gli scienziati hanno studiato metodi molto sofisticati per poter far cavalcare a quel povero cavallo di un’onda elettromagnetica il massimo numero di informazioni e così è nata la modulazione di frequenza, la digitalizzazione dei segnali e la portante radio è aumentata sempre più in frequenza passando dai cento kilohertz delle onde lunghe dell’inizio del secolo scorso alle frequenze millimetriche satellitari di oggi che superano i 10 Gighertz, cioè diecimila volte superiori alle precedenti e si deve sapere che tanto più la frequenza è alta tanto più numerosi sono i canali utilizzabili.

Per comprendere i giganteschi passi avanti che si sono fatti basta considerare che siamo riuscite ultimamente ad usare come portante addirittura la luce la cui frequenza è a sua volta diecimila volte superiore a quella satellitare e … su una tale cavallo si possono trasportare miglia di canali televisivi ada lata definizione.

Ecco a cosa servono le onde hertziane queste impalpabili entità che girano intorno a noi e che collegano tutto quanto ci circonda, dallo smartphone al televisore, dal computer al WiFi, dal Bluetooth al pollo nel microonde.

Tratto da: Sette brevi lezioni di tecnologia 2 – Rev 2: GPS, Laser, Fibre Ottiche, LED, Microchip, Transistor, Legge di Moore, spiegate in modo semplice per tutti (Come funziona).

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