Elettricità
Prof. Antonello Tinti
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L’ambra se strofinata con un panno di lana si elettrizza,
cioè si carica elettricamente,
ha la capacità di attirare altri corpi.
CORPO
NON ELETTRIZZATO
AMBRA
strofinata
Forza attrattiva
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Tra i corpi elettrizzati si generano delle
interazioni a distanza
VETRO
VETRO
PLASTICA
PLASTICA
PLASTICA
VETRO
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Esistono due tipi di carica elettrica
VETRO
PLASTICA
Due corpi elettricamente carichi
con lo stesso segno si respingono,
con segno diverso si attraggono
(Dufay 1730)
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Da dove proviene la carica
elettrica?
Si crea con lo strofinio oppure esiste già all’interno della materia?
Bisogna fare chiarezza sulla struttura della materia
Gli elettroni (carica negativa) sono
presenti naturalmente in qualunque tipo
di materia.
Però osserviamo che esistono
corpi non elettrizzati quindi privi di carica.
Allora…
esisteranno all’interno della materia anche
delle cariche elettriche positive (i protoni)
che equilibrano le cariche elettriche negative.
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Il modello atomico di Thomson
Si immaginava che l’atomo fosse
-
formato da una sfera carica
-
positivamente in cui erano sparpagliati
-
-
-
-
cariche negativamente
-
-
come l’uvetta nel panettone le particelle
(gli elettroni).
-
Modello a panettone
In un atomo così fatto gli elettroni sono
dispersi in un volume relativamente grande
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L’esperimento di Rutherford
Le particelle alfa sono piccole particelle
molto veloci (1/10 della velocità della luce)
e con massa 10000 volte più grande di
quella dell’elettrone
Generatore
di particelle alfa
Schermi di piombo
Sottile lamina d’oro
Se l’atomo fosse quello di Thomson
le particelle alfa urtando la lamina
d’oro dovrebbero essere poco deviate
o addirittura proseguire dritte
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-
-
- - - - - 8
Invece accadde una cosa stranissima
Esse urtando gli atomi d’oro in minima parte rimbalzano e la
maggior parte proseguono avanti quasi senza subire deviazione.
“Era quasi altrettanto incredibile che vederci rimbalzare
addosso un proiettile da 180 mm, dopo averlo sparato
contro un pezzo di carta velina”
Ernest Rutherford
È necessario ripensare il modello dell’atomo!!
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Il modello atomico di Rutherford
L’atomo fu ri-pensato costituito da:
•
•
•
un nucleo positivo piccolissimo (raggio 10-14m).
posto al centro di una sfera molto più grande (raggio 10-10m).
dove le cariche elettriche negative (gli elettroni) sono più o meno
uniformemente distribuite.
Elettroni
+
10-14
10-10
NUCLEO (protoni e neutroni)
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Le particelle alfa (positive) che rimbalzano ritornando indietro
sono quelle che colpiscono i nuclei (positivi) degli atomi d’oro.
La maggior parte delle particelle alfa proseguono dritte o poco deviate
perché passano lontano dai nuclei dove la forza repulsiva è minore
anche perché attenuata dalla presenza degli elettroni negativi.
Nuclei d’oro
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Quindi un corpo si dice elettricamente
neutro quando il numero delle cariche
positive è uguale al numero delle
cariche negative
Quindi un corpo si dice elettricamente
positivo quando il numero delle cariche
positive è maggiore del numero delle
cariche negative
Quindi un corpo si dice elettricamente
negativo quando il numero delle cariche
positive è minore del numero delle
cariche negative
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-+
-+
- +
- +
-+
-+
-+
- +
- +
+
-+
-+
- +
- +
-
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Un corpo si elettrizza perché c’è un
trasferimento di cariche negative da un corpo
all’altro
In natura esistono due tipi di interazioni elettriche a distanza che si possono
sviluppare tra corpi elettrizzati, indipendentemente dalla loro massa.
Interazione repulsiva
Interazione attrattiva
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La carica elettrica genera un campo
La carica elettrica è quindi una nuova grandezza
fisica che, allo stesso modo della massa, modifica le
proprietà fisiche dello spazio circostante creando
quello che i fisici chiamano campo elettrico.
Campo elettrico radiale generato da cariche puntiformi
+
-
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La carica elettrica può essere definita solo a partire dal
campo elettrico da essa generato.
Se osserviamo che una certa regione dello spazio è
sede di un campo elettrico allora ci sarà la carica
elettrica che genera il campo stesso.
+
-
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Conduttori e isolanti
Conduttori
Sostanze che permettono il passaggio delle cariche elettriche.
Metalli in genere, argento e rame in particolare.
Isolanti
Sostanze che non permettono il passaggio delle cariche
elettriche.
Ambra, plastica, vetro …
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Sperimentalmente si trova che le cariche elettriche non si
manifestano mai isolate, ma sempre in coppia
(dipolo elettrico)
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