L\u2019identificazione della luce come onda elettromagnetica, oggi In Fig. 1 \u00e8 presentato un generico segnale periodico (per chiarezza si mostra solo il primo periodo) scomponibile in serie di Fourier; \n Fig. 1. Segnale \n \n Fig. 2. Scomposizione Per una descrizione pi\u00f9 approfondita della trasformazione di \n Fig. 3. Spettro Il grafico puramente qualitativo di Fig. 3, chiamato spettro di ampiezza del Fig. 4. Segnali elettrici di natura differente possono essere Effettuando la trasformazione di Fourier dei singoli segnali Fig. 5. Spettri dei Il segnale somma S=A+B potrebbe allora essere trasmesso su un \n Fig. 6. Filtraggio Nel caso opposto in cui i segnali originari A e B, una volta \n \n Fig. 7. Interferenza In questo caso, l\u2019operazione di filtraggio non basta per \n Fig. 8. In caso di Fig. 9. Esempio di interferenza co-canale nel segnale televisivo: all’immagine\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Nel caso proposto dal lettore, i segnali luminosi Per creare interferenza su segnali luminosi in fibra ottica NOTE:<\/p>\n sulle onde elettromagnetiche vedi risposta precedente: http:\/\/www.vialattea.net\/esperti\/php\/risposta.php?num=6580<\/a>
\ncos\u00ec scontata, \u00e8 stata una delle pi\u00f9 grandi scoperte della fisica del XIX
\nsecolo ed \u00e8 grazie ai contributi scientifici di studiosi quali Maxwell (1831-1879)
\ned Hertz (1857-1894) che si \u00e8 finalmente compreso lo stretto legame esistente tra
\nl\u2019elettromagnetismo e la luce.
Per rispondere alla domanda del lettore, occorre fare cenno ad un concetto molto importante della teoria dei segnali.<\/o:p>
Ogni segnale di utilit\u00e0 pratica pu\u00f2 essere
\nscomposto (con ipotesi largamente verificate nella realt\u00e0 quotidiana) nelle sue
\ncomponenti frequenziali<\/i> cio\u00e8 pu\u00f2
\nessere considerato come la sovrapposizione di pi\u00f9 segnali puramente sinusoidali
\ncon opportune frequenze, ampiezze e sfasamenti.
Se il segnale originario era periodico, le sue componenti
\nfrequenziali (chiamate armoniche<\/span>) hanno frequenze ben distinte l\u2019una dalle
\naltre e si parla di scomposizione in serie di Fourier<\/span>; nel caso opposto di segnali aperiodici, le componenti frequenziali
\noccupano una gamma continua di frequenze dando luogo ad una trasformazione di Fourier<\/span>.<\/p>\n
\nla Fig. 2 evidenzia i primi nove termini della scomposizione: si osservino le frequenze crescenti delle armoniche e le differenti ampiezze.![\"\"](\"http:\/\/www.vialattea.net\/spaw\/image\/fisica\/signal.jpg(1).jpg\"\/)
<\/p>\n
\ngenerico di periodo T=1×10-3<\/sup> sec.<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/www.vialattea.net\/spaw\/image\/fisica\/armoniche(1).jpg\"\/)
<\/p>\n
\n(9 armoniche) del segnale di Fig. 1.<\/p>\n
\nFourier si rimanda a testi di teoria dei segnali, ad esempio [1]; qui basti ricordare che il segnale elettrico,
\noriginariamente descritto come una funzione della variabile tempo, pu\u00f2 essere
\nrappresentato in frequenza<\/i>, cio\u00e8 pu\u00f2
\nessere rappresentato come un\u2019insieme di sinusoidi con ampiezza variabile all\u2019interno
\ndi una banda di frequenze.<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/www.vialattea.net\/spaw\/image\/fisica\/spettro(2).jpg\"\/)
<\/p>\n
\ngenerico di un segnale aperiodico.
\nsegnale<\/span>, rappresenta la trasformazione di Fourier di un segnale aperiodico. Lo spettro si interpreta considerando che il segnale in esame pu\u00f2 essere \u201cimmaginato\u201d
\ncome la sovrapposizione di componenti sinusoidali con frequenza compresa tra gli estremi f1 ed f2. Ad ogni frequenza corrisponde una data ampiezza per cui, ad
\nesempio, la sinusoide alla frequenza f3 ha ampiezza A3, mentre la componete a frequenza f4 ha ampiezza nulla (cio\u00e8 \u00e8 assente dallo spettro del segnale).
\nL\u2019occupazione del segnale nel dominio della frequenza si chiama banda<\/span> del
\nsegnale e, per l\u2019esempio di figura, essa vale B=f2-f1 perch\u00e9 tutte le altre
\ncomponenti frequenziali hanno ampiezza nulla, cio\u00e8 non ricorrono nella
\nscomposizione (o trasformazione di Fourier).<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/www.vialattea.net\/spaw\/image\/fisica\/banda.jpg\"\/)
<\/p>\n
\nRappresentazione grafica di banda del segnale.<\/p>\n
\ntrasformati singolarmente per poi essere rappresentati sullo stesso diagramma
\nfrequenziale. Nel dominio del tempo il segnale somma che si origina
\ndalla sovrapposizione dei segnali di partenza A e B pu\u00f2 assumere un aspetto confuso
\ne dall\u2019andamento temporale non sempre \u00e8 possibile, o agevole, riconoscere ed
\nelaborare i due segnali originari.\u00a0 <\/span><\/p>\n
\ned analizzando lo spettro complessivo del segnale somma S=A+B, si possono
\nidentificare facilmente i due contributi A e B. Infatti le bande dei segnali
\noriginari sono distinte e non si sovrappongono: in questo caso si dice che i
\nsegnali A e B non interferiscono tra loro perch\u00e9 occupano bande differenti<\/span> (Fig. 5).<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/www.vialattea.net\/spaw\/image\/fisica\/spettroAB.jpg\"\/)
<\/p>\n
\nsegnali A e B non interferenti<\/p>\n
\ncanale di comunicazione e, al ricevitore, sarebbe possibile discernere tra i due
\ncontributi semplicemente permettendo il passaggio al alcune componenti
\nfrequenziali ed impedendolo ad altre, Fig. 6. L\u2019operazione cos\u00ec compiuta si dice
\nfiltraggio<\/span> e consente il recupero selettivo del segnale di interesse tra i
\nmolti (nell\u2019esempio solo due) a disposizione. Un\u2019operazione di filtraggio molto
\ncomune \u00e8, ad esempio, nella sintonia di un\u2019emittente radio o nella scelta di un
\ncanale televisivo: agendo sulla sintonia del ricevitore radio o sul telecomando
\ntv selezioniamo (o filtriamo) un solo canale tra i molti captati dall\u2019antenna.<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/www.vialattea.net\/spaw\/image\/fisica\/filtraggio_AB.jpg\"\/)
<\/p>\n
\ndel segnale B: l\u2019ombreggiatura rappresenta
la gamma di frequenze rimosse dal filtraggio.\u00a0\u00a0 <\/p>\n
\ntrasformati, siano scomposti in componenti frequenziali sovrapposte, lo spettro
\nrisultante non mostra pi\u00f9 una netta separazione dei due contributi. Si parla
\nallora di interferenza<\/span> tra i segnali A e B.<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/www.vialattea.net\/spaw\/image\/fisica\/interfeAB.jpg\"\/)
<\/o:p><\/p>\n
\ntra i segnali A e B: gli spettri di A e B contengono
componenti
\nfrequenziali comuni e si sovrappongono. <\/p>\n
\nrecuperare uno dei due segnali e ogni tentativo simile darebbe luogo ad un
\nsegnale risultante diverso dall\u2019originale desiderato: in Fig. 8, per consentire il passaggio del canale B, \u00e8 inevitabile permettere il passaggio anche a parte dello spettro di A.<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/www.vialattea.net\/spaw\/image\/fisica\/filtraggio_interfeAB.jpg\"\/)
<\/p>\n
\ninterferenza, il filtraggio del canale B non elimina tutte le componenti\u00a0
frequenziali del
\nsegnale A: anche a seguito di filtraggio di ha interferenza.<\/p>\n
\nsperimentiamo quotidianamente questa situazione nei casi in cui un\u2019emittente
\nradio viene captata con il classico fastidioso fruscio oppure si osservano
\ncanali televisivi con immagini di canali differenti in sottofondo, Fig. 9.<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/www.vialattea.net\/spaw\/image\/fisica\/interferenzatv.jpg\"\/)
<\/p>\n
principale si sovrappone un’immagine di sfondo che genera disturbo.<\/p>\n
\nall\u2019interno della fibra ottica danno luogo a spettri di ampiezza centrati su
\nfrequenze molto elevate (centinaia di THz, 1e12 Hz); i segnali elettrici su
\ncavo, che pure sono onde elettromagnetiche, o le onde radio stesse, hanno
\nspettri di frequenza variabili dalle decine di Hz (es. tensione della rete
\nelettrica domestica) ai GHz (1e9 Hz). Pertanto, pur essendo onde
\nelettromagnetiche, i comuni segnali elettrici o radio ed i segnali luminosi
\noccupano bande ben distinte tra loro e non c\u2019\u00e8 nessun pericolo di interferenza.\n<\/p>\n
\noccorre un secondo segnale luminoso sulla stessa banda; per limitare fenomeni
\ndi interferenza co-canale che possono sorgere durante la trasmissione ad
\nelevate potenze, le reti in fibra ottica sono progettate con opportuna cautela
\ned attentamente dimensionate.<\/p>\n