Discussione: Onde scalari

Originariamente inviata da maxwelliano

A) conduttore perfetto la roccia? Scherzi?
B) guide d'onda i cunicoli? Ammettendo che le pareti siano conduttori (miniera di rame, ad es.) , per divenire guida d'onda le pareti dovrebbero distare fra loro almeno di mezza lunghezza d'onda,

Io ragionavo qualitativamente... Dunque, vediamo con qualche numero.

A) Buon conduttore o buon dielettrico? Come faccio a distinguere? Dalla teoria (confermata nella pratica), mediante il parametro σ/(ω*ε). Se esso è >> 1, allora il materiale può essere considerato un buon conduttore. Viceversa, se è << 1, allora buon dielettrico.
Sul Paraboni, D'Amico, Radiopropagazione, trovo che un generico "terreno roccioso" ha σ = 10^(-3) S/m e εr = 4.
Pertanto, il terreno roccioso può essere considerato un buon conduttore per le pulsazioni tali che
ω << σ/ε = 10^(-3)/(4*ε0) = 28,235 Mrad/s
ω << 28,235 Mrad/s
ovvero
f < 28,235 Mrad/s / (10*2*π rad) = 449,4 kHz
f < 449,4 kHz

Invece, per f > 44,94 MHz la roccia sarà approssimabile a un buon dielettrico.
Nelle frequenze intermedie, il comportamento è "misto".

B) Infatti, parlavo al condizionale... Le condizioni per avere propagazione a grande distanza in una guida d'onda non sono quelle che hai detto tu. È sufficiente:
1) avere una cavità conduttrice riempita di almeno un dielettrico, con la possibilità di contenere anche più conduttori al suo interno;
2) irradiare in guida una frequenza superiore alla frequenza di taglio del modo fondamentale della guida.

Per semplificare, supponiamo che un cunicolo sia a sezione quadrata. In questo caso, i modi fondamentali della guida sono 2 (sono degeneri): il TE10 e il TE01. Essi hanno frequenza di taglio pari a
fcTE10,01 = c/(2*a) = c0/(2*a)
perché supponiamo che il dielettrico sia l'aria (allora c = c0).
a = dimensione del cunicolo; in un'immagine vedo che c'è il minatore coll'apparecchio che se ne sta in piedi; allora stimiamo 2 m.
Quindi fcTE10,01 = 74,9 MHz.
Quindi, se le pareti dei cunicoli fossero perfettamente conduttrici a tale frequenza, allora i cunicoli costituirebbero una guida d'onda. Purtroppo al punto A) ho calcolato che per f > 44,94 MHz la roccia si comporta da buon dielettrico, anziché da buon conduttore. Ne consegue che la propagazione non può essere guidata su grandi distanze.

A meno che:
- i binari delle gallerie (e/o altre strutture metalliche) non aumentino decisamente la conduttività elettrica equivalente delle pareti;
- non si tratti di una miniera ricchissima di un qualche metallo (come appunto suggerivi tu);
- esista una struttura metallica lungo gallerie, isolata elettricamente dalle pareti, la quale permetterebbe la propagazione anche di modi TEM (altrimenti impossibili). Ricordo una proprietà importantissima dei TEM in guida: hanno frequenza di taglio nulla!

Tutto ciò comunque non toglie che sia possibile una trasmissione guidata, sebbene inefficiente, su brevi distanze a causa dell'attenuazione che si ha sotto il taglio.

P.S. Sto trascurando la possibile dispersione, perché:
1) non ho il diagramma di dispersione della "roccia generica";
2) i calcoli diventano presto ingestibili a mano.

Originariamente inviata da sandro-meg

Sistemi precedenti si basano sulla induzione magnetica ( Cave Radio )

Ecco, questo è un altro sistema ancora, basato sulla ricezione di onde evanescenti, perché nel link:
- si dice di disporre la spira parallelamente al terreno;
- si trasmette a 87 kHz, quindi la roccia è senz'altro approssimabile a un buon conduttore (come spiegato prima).
A questo punto è facile calcolare lo spessore di penetrazione
δ = √( 2 / (ω*μ*σ) ) = √( 2 / (2*π*87*10^3*μ0*10^(-3)) ) = 54 m.
L'onda, dopo esser penetrata in 54 m di spessore di roccia, ha perso 8,68 dB in potenza. Il decadimento è esponenziale.

Bisogna intenderci innanzitutto: la trasmissione attraverso la roccia , come nella profondità del mare, è possibile solo a bassissime frequenze, massimo qualche kilohertz. Ed a quella frequenza con una guida vuota le pareti sono quelle che dico io.
Te invece supponi troppe facilitazioni: certo che se ad esempio trasmetti sui fili della corrente (current carrier) hai ragione .

"Io ragionavo qualitativamente... "

ok. Anch'io.

".... Le condizioni per avere propagazione a grande distanza in una guida d'onda non sono quelle che hai detto tu. È sufficiente:
1) avere una cavità conduttrice riempita di almeno un dielettrico, con la possibilità di contenere anche più conduttori al suo interno;
..."

è questione di parole. In radio le guide sono solo quelle vuote, e le pareti conduttore : quella che te chiami guida in realtà è una linea (in radio)

"...2) irradiare in guida una frequenza superiore alla frequenza di taglio del modo fondamentale della guida..."

intendiamoci una buona volta: se parli di una LINEA la frequenza di taglio è 0. Se è una GUIDA D'ONDA la frequenza di taglio è quando la distanza fra le pareti è eguale o maggiore di mezza lunghezza d'onda.
Per trasmettere un kilohertz in una guida poniamo di 2 metri di lato, che è già una galleria, la lunghezza d'onda di taglio sarebbe di 4 metri, cioè 75 MHz.

Quello strumento potrebbe lavorare quindi su quella portante.

Per penetrare attraverso la roccia però devi scendere di 10.000 volte.

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Due parole su Tesla. Egli non s'accorse di avere fatto la prima trasmittente radio quando alimentò una torre isolata da terra con un alternatore multipolare generante 10 KHz di centinaia di kilowatt PER TRASMETTERE ENERGIA, ignorando i segnali (viceversa di Marconi).

Hey stiamo andando OT con polemiche inutili... se volete apriamo una discussione sul magnelink parlando di come potrebbe funzionare e spostiamo li tutti i msg sopra. Comuque non funziona tramite 'guide d'onda virtuali' come potete intuire nei depliant della azienda. Le trasmissioni avvengono anche tra la superficie e il fondo della miniera attraverso la sola roccia perche' i cunicoli sono crollati.
mine.jpg
Certo mi piacerebbe che stiano utilizzando principi ideati da Tesla ma.... ne dubito fortemente.