Radio

Simone A. D’Auria

Tesina di Maturità

La Radio

Liceo Scientifico Statale

Enrico Fermi - Bologna -

Classe 5F

Anno scolastico 2007/2008

Sommario

• Cenni storici....................................................................................................................................3
• Biografia di Guglielmo Marconi......................................................................................3
• Evoluzione dell’invenzione di Marconi...........................................................................4
• Comunicazione tramite onde radio...............................................................................................5
• Onde elettromagnetiche e onde radio...............................................................................5
• La prima radio: la radio a galena.................................................................................................7
• Antenne.............................................................................................................................7
• Sintonia...........................................................................................................................10
• Accorgimenti per aumentare la selettività 14
• Modulazione d’ampiezza (AM).....................................................................................15
• Modulazione di Frequenza (FM)....................................................................................17
• Trasmissioni radio stereofoniche e informazioni RDS 18
• Schema elettrico.............................................................................................................21
• Dimensionamento dei componenti.................................................................................21
• Costruzione del ricevitore...............................................................................................23
• Bibliografia....................................................................................................................................25

2

Cenni storici

Biografia di Guglielmo Marconi

Nacque a Bologna il 25 aprile 1874. Figlio di Giuseppe Marconi, un proprietario terriero vissuto nelle campagne di Pontecchio (BO). Vedovo con un figlio conobbe una giovane irlandese Annie Jameson, nipote del fondatore della storica distilleria Jameson & Sons in visita in Italia per studiare bel canto. Se ne innamorò e la sposò il 16 aprile 1864 a Boulogne-sur-Mer (Francia).

Nel 1909 Guglielmo Marconi fu il primo Italiano a vincere il Premio Nobel per la Fisica: anche se ottenuto in giovane età – Marconi aveva 35 anni – quel premio giunse al termine di un programma straordinariamente intenso di lavoro durato poco meno di 15 anni. Tutto era iniziato nel laboratorio della casa paterna – Villa Griffone, situata sulle colline bolognesi – con i primi esperimenti di telegrafia senza fili, ma poi teatro del periodo pionieristico delle radiocomunicazioni furono le coste Atlantiche: la Gran Bretagna fu la seconda casa dell’inventore ma fu la prima dell’imprenditore Marconi, l’Irlanda – terra da cui proveniva la madre – ospitò importanti stazioni per i primi collegamenti transatlantici, il Canada e gli Stati Uniti videro trionfare il giovane visionario italiano che tra il 1901 e il 1903 riuscì – tra polemiche, scetticismo e grande meraviglia – a ricevere i primi segnali radiotelegrafici che avevano superato quell’enorme ostacolo naturale che era appunto l’Oceano Atlantico.

Una tappa fondamentale fu l’inaugurazione del primo regolare servizio pubblico di radiotelegrafia attraverso l’Atlantico, nell’ottobre del 1907. Il radio soccorso diede eccezionale prova in occasione del salvataggio dei passeggeri a bordo del transatlantico Republic nel gennaio 1909, nel quale grandi meriti ebbe l’operatore radiotelegrafico Binns che lavorava per la Compagnia Marconi. E proprio in quell’anno iniziato con i clamori di quel salvataggio Marconi vinse – condividendolo con lo scienziato tedesco Karl Ferdinand Braun – il Nobel per la Fisica “a riconoscimento del contributo dato allo sviluppo della telegrafia senza fili”.

La carriera di Marconi durò ancora a lungo e in decine di occasioni egli fu celebrato in quanto simbolo vivente delle radiocomunicazioni, ma non vi è dubbio che il conferimento del Premio Nobel fu un momento fondamentale per un personaggio che aveva avviato, a soli 21 anni, una vera e propria rivoluzione nelle telecomunicazioni e che dedicò l’intera carriera agli sviluppi della Radio combinando doti scientifiche e qualità imprenditoriali, grandi intuizioni e straordinaria determinazione.

Queste caratteristiche costituiscono oggi, a un secolo di distanza, un esempio di grande positività in tempi di serrata competizione globale. E’ questo un elemento che rende il personaggio Marconi assai interessante in un’epoca contrassegnata da tecnologie riconducibili agli sviluppi della sua invenzione. L’attualità del Marconi inventore e imprenditore e la grande importanza delle radiocomunicazioni nella nostra vita quotidiana costituiscono motivi fondamentali per la preparazione di un programma di iniziative che culmini con l’appuntamento del centenario del conferimento a Marconi del Premio Nobel che cadrà nel dicembre 2009. Il programma che la Fondazione Marconi sta mettendo a punto rappresenta una grande occasione per l’Italia e le sue istituzioni scientifiche, per il territorio di origine di Guglielmo Marconi e naturalmente si avvarrà di prestigiose collaborazioni internazionali per celebrare un personaggio cosmopolita la cui invenzione e i relativi sviluppi di essa – vale la pena sottolineare – rappresentano un potente strumento a disposizione dell’umanità.

3

Evoluzione dell’invenzione di Marconi

Guglielmo Marconi aveva fatto i primi esperimenti di trasmissione a distanza nel 1895 e ottenuto un collegamento fra l’Inghilterra e la Francia nel 1897. Nel 1901 realizzò la prima trasmissione transoceanica, che apriva la via alle comunicazioni su scala “globale”; si trattava di telegrafo in codice “digitale” (alfabeto Morse) – e non era broadcasting, comunicazione diffusa: né Marconi né altri in quel periodo avevano immaginato che potesse nascere qualcosa come la radio.

Le “radiodiffusioni” sono un concetto completamente diverso dal “telegrafo senza fili” e si svilupparono vent’anni più tardi: la prima emittente radiofonica nacque nel 1920 negli Stati Uniti mentre negli anni seguenti la radio si diffuse in Europa (in Italia nel 1924) diventando così un mezzo di comunicazione di massa: il grande pubblico si forniva di apparecchi riceventi con cui seguiva i programmi radiofonici trasmessi dalle poche emittenti allora esistenti. E’ evidente quindi che a pochi soggetti attivi corrisponde una massa assai numerosa di ascoltatori passivi.

In America, e soprattutto negli Stati Uniti si svilupparono presto un gran numero di emittenti che si finanziavano con gli introiti delle pubblicità. In Europa invece vigeva il monopolio pubblico: una compagnia statale era addetta alla fornitura del servizio radiofonico e si finanziava grazie al contributo dei cittadini riscosso sotto forma di “abbonamento” (analogamente all’attuale canone RAI). In Italia durante il periodo fascista il servizio era affidato alla URI (Unione Radiofonica Italiana) che iniziò ufficialmente la sua attività nell’ottobre 1924.

La radio svolse un importantissimo ruolo di informazione di massa durante la seconda guerra mondiale soprattutto in Italia dove all’inizio della guerra erano diffusi poco più di un milione di apparecchi: nonostante la ridotta diffusione di apparecchi radiofonici il popolo si sentiva direttamente partecipe di eventi che solo pochi potevano vedere di persona. Negli Stati Uniti il presidente Roosevelt pronunciò molti suoi discorsi alla radio in modo da assicurarsi una campagna politica capillare; in Italia il 9 maggio 1936 Benito Mussolini pronunciava il “discorso di proclamazione dell’Impero fascista” che passò alla storia come più alto successo propagandistico del fascismo: per l’occasione furono posti degli altoparlanti nelle più grandi piazze d’Italia in modo da permettere anche a chi non avesse apparecchi radiofonici di ascoltare il discorso.

Oltre al ruolo di informazione e politico la radio diventò la colonna sonora di milioni di persone con la musica, i varietà e le trasmissioni radiofoniche di intrattenimento.

Nel corso degli anni trenta fu messa a punto la tecnologia della televisione e cominciò la diffusione dei primi apparecchi televisivi. Nel 1938 la seconda guerra mondiale era ormai alle porte quando in Italia furono realizzate le prime trasmissioni televisive sperimentali; lo sviluppo di questo nuovo mezzo di comunicazione si arrestò temporaneamente durante il conflitto mentre la radio ebbe un boom inaspettato. Dopo la guerra la televisione ebbe rapidamente il successo che meritava e nel 1954 si ebbero le prime trasmissioni televisive anche in Italia.

Col passare degli anni la televisione ha assorbito dalla radio tutte le forme di comunicazione esistenti: cinema, musica, teatro e intrattenimenti di piazza valorizzando così anche gli aspetti più umili della cultura popolare e proponendosi come la naturale evoluzione della radio stessa mentre il cinema perdeva sempre di più il suo pubblico.

Nel frattempo la radiofonia non fu completamente soppiantata (come qualcuno ipotizzò all’avvento della televisione) ma assunse funzioni diverse: perse il suo carattere familiare divenendo così mezzo di comunicazione individuale: la scoperta dei semiconduttori e il progredire delle tecnologie permise la realizzazione di apparecchi portatili mentre il pubblico diventava molto variabile a seconda delle fasce orarie, analogamente a come accade oggi per la televisione.

La casa non era più un luogo di raccoglimento protetto dalla comunicazione pubblica, che fino ad allora aveva come teatro la piazza, ma era costantemente collegata con il resto del mondo attraverso la rete telefonica, e poteva accogliere i messaggi più disparati dalla televisione e dalla radio.

4

Comunicazione tramite onde radio

Onde elettromagnetiche e onde radio

La propagazione delle onde elettromagnetiche è governata dalle leggi di Maxwell della circuitazione del campo elettrico e del campo magnetico:

 

   



d E



d B  

  

  

e B d s i

  



E d s  

0 ch 0 dt

dt  

Dove la prima equazione rappresenta la legge dell’induzione di Faraday e la seconda è la sintesi matematica del teorema di Ampere - Maxwell, teorema che rappresenta il frutto di una ricerca di simmetria tra campi elettrici e magnetici.

Le soluzioni di queste equazioni sono funzioni d’onda per il campo elettrico e per il campo magnetico:

 



 

E E sen kx t

m  



 

B B sen kx t

m



Dove è il numero d’onda e è la pulsazione dell’onda.

k

L’esperimento dell’induzione elettromagnetica, rappresentato in figura, è di per sé un esempio di trasmissione di energia elettrica senza l’interposizione di un conduttore: nel circuito indotto, pur essendo isolato dal circuito induttore, si genera una fem indotta. E’ da notare inoltre che la propagazione avviene solo se c’è una variazione nel tempo delle grandezze elettriche nel circuito induttore, questo fatto diventa caratteristico nella trasmissione radiofonica dal momento che le stazioni si identificano proprio per mezzo della loro frequenza.

Le onde elettromagnetiche sono dunque la propagazione di campi elettrici e magnetici che si concatenano a vicenda secondo le equazioni di Maxwell. A partire da questo presupposto si possono spiegare alcuni fenomeni caratteristici che differenziano le onde elettromagnetiche dalle onde meccaniche:

• La propagazione dell’onda elettromagnetica può avvenire anche nel vuoto.
• Qualunque siano le proprietà meccanico/fisiche del luogo in cui si propaga l’onda (non possiamo parlare di mezzo), essa non varia la sua velocità di propagazione in modo consistente: questa è infatti molto prossima alla velocità di propagazione della luce,



8 1

 

3 10 m s

• Il campo elettromagnetico non è un mezzo dispersivo, quindi la potenza dell’onda è costante in ogni punto dello spazio.

Come le onde meccaniche, anche le onde elettromagnetiche sono caratterizzate da una frequenza e da una lunghezza d’onda; per le onde elettromagnetiche la lunghezza d’onda è sempre inversamente proporzionale alla frequenza per mezzo di una costante fisica: la velocità della luce c.

5

La classificazione delle onde elettromagnetiche viene fatta a partire dalla loro lunghezza d’onda; di seguito è riportato lo spettro completo delle onde elettromagnetiche e le relative lunghezze d’onda, ordinate in modo crescente.