Che cos’è?
La sua storia
La legge di Coulomb
Maxwell &
l’elettromagnetismo
Dall’elettricità all’elettronica
Le proprietà dell’ambra
Che cos’è?
Caratteristiche
Faraday &
l’elettromagnetismo
Primi esperimenti
Applicazioni
Faraday & l’elettromagnetismo
Questo scienziato non seguì i canoni di studio ai quali tutti erano
sottoposti e fu forse per questo motivo che formulò ipotesi tanto originali;
nella sua ricerca delle definizioni riuscì a stabilire un nuovo modo con cui
guardare il mondo e cogliere, per ciascuna occasione, i concetti principali.
I fenomeni elettrici e magnetici studi fra cariche e correnti microscopiche,
come sosteneva André-Marie Ampère, ma un effetto macroscopico
dell’azione fra le linee nello spazio. L’approccio che ha gettato è stato
molto utili per la ricerca di un modello per descrivere le forze naturali, cosa
che ha particolarizzato tutta la fisica moderna ed a cui i fisici stanno
ancora lavorando.
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Caratteristiche:
Tutti i corpi magnetici presentano due poli, quello “nord” e quello “sud”; quando sono
uguali i corpi si respingono, quando sono diversi, invece, si attraggono. Se parliamo
di elettricità si dicono a carica negativa o positiva e, in questo caso possono esistere
l’uno indipendentemente dall’altro, mentre nel magnetismo non è così, infatti per
avere un’attrazione o una repulsione si necessita dell’utilizzo di due corpi (almeno).
All’interno di uno qualsiasi si ha la presenza di cariche e di poli; le prime sono sempre
presenti e rappresentano l’energia che ci permette di vivere, quando in un corpo gli
elettroni si spostano si ha la creazione di corrente e, dove non sono più presenti si
formano cariche positive. Nel secondo caso, se si è avuta la magnetizzazione di un
corpo di massa maggiore, questo ne attirerà altri con una minore e con carica
opposta o ai quali la passano così, per induzione, cioè senza contatto.
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Applicazioni:
Le applicazioni dei fenomeni magnetici sono numerose, l’elettrocalamita
ne è un esempio ed è alla base dei motori; per quanto riguarda
l’informatica troviamo collegamenti con la memoria dei nastri e dei dischi.
I trasporti hanno visto una grande evoluzione, il treno a lievitazione ne è la
prova, questo sfrutta la positività o negatività di ciascun polo, dato che
due uguali si respingono, permettendo così il transito.. Un altro campo
dove ha avuto successo è quello della medicina, infatti esiste la
Risonanza Magnetica.
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Primi esperimenti :
La bussola è la dimostrazione effettiva del magnetismo, le prime
risalgono al 1200, anche i primi studi esatti vennero condotti nel 1600 e
pubblicati nel “De magnete”, di William Gilbert. Lo scienziato, riuscì a
capire il comportamento dell’ago, immaginò la Terra come una
gigantesca calamita che attira l’ago verso il polo opposto (il nord),
provandolo poi tramite alcuni esperimenti, smentendo così le precedenti
ipotesi..
L'ago di una bussola si allinea col polo
nord magnetico terrestre; questo non
coincide esattamente con in nord
geografico, ma ad una zona del
Canada, precisamente la penisola del
Labrador (?).
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Il Magnetismo rappresenta tutti quei fenomeni che presentano cariche
elettriche n movimento. Ciascuna carica, muovendosi, crea intorno a sé un
campo, sia elettrico che magnetico, pertanto elettromagnetico. Anche il
comportamento magnetico delle calamite, noto fin dall’antichità, è spiegabile
in base alla definizione data; lo si può ricondurre infatti alla particolare
configurazione delle orbite elettroniche degli atomi di cui sono costituite, a
patto di riconoscere che ogni elettrone orbitante intorno al nucleo di un atomo
si comporta esattamente come una microscopica corrente elettrica. Come
possiamo osservare nell’immagine, la calamita sta attirando i framennti di
ferro disposti intorno, che si stanno allineando sin determinati punti, ossia le
lineette, che rappresentano le linee di forza (traiettorie delle cariche).
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Dall’elettricità all’elettronica
L'elettrone, che rappresenta la più piccola quantità
di carica osservabile, venne osservato per la prima
volta nel 1909 a Andrews Millikan. Da quel
momento in poi le conoscenze dell’elettricità sono
aumentate, tanto da arrivare a livello industriale
divenendo sempre migliori; si passò dall’uso
dell’elettricità come energia, grazie al lavoro di
tecnologi (come ad esempio Edison), alla creazione
di macchine elettroniche microscopiche, utili allo
sviluppo dell’attuale tecnologia.
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La legge di Couloumb
Coulomb studiò la forza
elettrostatica per mezzo di una
bilancia di torsione, in cui una
carica elettrica (q1) esercita una
forza su una seconda carica
(q2), posta all'estremità di
un'asta ruoteante. Misurando
l'intensità della forza, Coulomb
trovò che questa è direttamente
proporzionale alle due cariche e
inversamente al quadrato della
loro distanza. Ne risultò la legge
di Coulomb:
F = K q1*q2/r2, dove
(K indica una costante di
proporzionalità)
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La sua storia
La prima macchina in grado di creare cariche elettriche
venne fatta nel 1672 da Otto von Guericke, fisico tedesco. Si
trattava di una sfera di zolfo, fatta ruotare per mezzo di una
manovella, che si elettrizzava quando veniva toccata con la
mano. Lo scienziato francese Charles-François fu il primo a
riconoscere l'esistenza di due tipi diversi di carica elettrica:
positiva e
negativa. Nel 1745 fu introdotto
il primo condensatore, la
“Bottiglia di Leida”, un semplice
recipiente di vetro
ricoperto all'interno
e all'esterno da due fogli di carta stagnola.
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La Bottiglia di Leida
La bottiglia di leida è utilizzata per
far vedere il momento in cui si ha
la scarica elettrica; questa
consiste in una superficie di vetro
ai cui lati sono poste due superfici
di alluminio separate, alle quali è
collegato un filo conduttore, a sua
volta legato ad un produttore di
corrente. Quando viene interrotto
l’afflusso di energia e le due parti
vengono messe a contatto, si ha
una scarica, dovuta alle cariche
opposte.
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CHE COS’È?
L’elettricità è un fenomeno fisico che è presente in qualsiasi
corpo perché ciascun atomo ha un suo equilibrio fra protoni,
neutroni ed elettroni e, quando non lo si ha, si crea l’elettricità.
Questa è si sviluppa, infatti, col movimento degli elettroni (in
eccesso) all’interno di un determinato campo. Ne esistono due
tipi, l’elettrostatica (fenomeni puramente elettrici) e
l’elettrodinamica (impuri poiché presentano una componente
elettrica ed una magnetica).
Nell’immagine di fianco
possiamo osservare lo
svolgimento di un
esperimento realizzato dal
fisico Benjamin Franklin
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Maxwell & l’elettromagnetismo
È dalla teoria di Maxwell che è nata questa classe di fenomeni; dopo
alcuni esperimenti riuscì a capire la relazione fra le due categorie. Uno dei
primi che lo capì fu Hans, quando fece percorrere un conduttore da
corrente, osservando che intorno si formava un campo magnetico. Un’a
altro che ebbe la stessa intuizione fu André-Marie Ampère. I risultati di
Michael Faraday, che mostrò l’induzione elettromagnetica e definì il
concetto di “linea di forza”, essenziale al per la teoria di Maxwell e della
definizione di campo di forze.
L’importanza della sua idea sta nel fatto di aver dato un’adatta definizione
ai fenomeni elettrici e magnetici e, soprattutto, di poter determinare il tutto
tramite algoritmi e nel riuscire a spiegare le conseguenze e i diversi aspetti
assunti dai fenomeni elettromagnetici nei mezzi dielettrici (o non elettrici).
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Benjamin
Franklin
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L’ELETTRODINAMICA
L’elettrodinamica è una parte della fisica che studia il legame
elettro-magnetico, le cui prime teorie vennero espresse da Maxwell nel 1873; egli riuscì a
capirne il funzionamento grazie ad una deduzione, secondo lui, infatti, le onde
elettromagnetiche si propagavano alla velocità della luce, questo lo portò a pensare che anche
la luce ne fosse una. Per avere la conferma di questa grande scoperta si dovettero attendere
vent’anni, con il fisico Tedesco del fatto che le teorie fossero vere si dovette attendere fino a
vent’anni dopo, con il
fisico Tedesco
Hertz.
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L’ELETTROSTATICA
È un Fenomeno fisico che consiste nell’elettrizzazione temporanea di un
conduttore inizialmente neutro, grazie al suo semplice avvicinamento a un corpo
carico. Tale fenomeno è osservabile, ad esempio, se, avvicinando una bacchetta di
materiale isolante precedentemente elettrizzata a una sferetta metallica neutra
appesa a un filo libera di oscillare: senza che venga toccata, la sferetta si muove in
direzione della bacchetta.
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IL CAMPO
Il campo è un luogo delimitato
dalle linee di forza
(che determinano la
direzione del flusso
elettrico ) Nel quale.
avvengono
determinate reazioni;
ciascuno presenta la
carica spia che ne
dichiara l’esistenza.
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Le proprietà
dell’ambra
L’Ambra è una resina fossile che in passato veniva identificata come
proveniente dall’Europa settentrionale, precisamente dalla zona del Mar
Baltico, dove è presente in gran quantità, racchiudendo al suo interno
piccoli insetti, talvolta estinti. La parola da origine a quella elettrone, che
deriva dal greco elektron, il cui significato equivale al nome di questa
resina. Il motivo di tale scelta è che, se strofinata ad un corpo, questa si
elettrizza, attraendo corpi di massa minore; questo tipo di attrazione è
detta per strofinio; ne esistono due tipi, questo e quello per induzione, che
consiste nell’avvicinare due corpi, di cui uno elettrizzato e poter osservare
che l’uno passa energia all’altro, senza però toccarlo. L’induzione, sia nel
primo che nel secondo caso, è detta elettro-magnetica.
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