BREVE STORIA DELL'ELETTROMAGNETISMO
550 a. Cristo
Talete di Mileto descrive le proprieta' elettriche dell'ambra
e della magnetite
UN PEZZO DI PLASTICA SI
COMPORTA COME L'AMBRA
LA BUSSOLA ERA NOTA A
- Flavio Gioia
- i Vichinghi
- i Cinesi
MA ESSI NON SAPEVANO CHE INDICA IL NORD PER LA PRESENZA
DEL CAMPO MAGNETICO TERRESTRE
1600
William Gilbert, medico di
corte di Elisabetta I pubblica
il“ De Magnete ,magnetisque
corpibus et de magno magnete
tellure”.
In questa opera descrive numerosi esperimenti eseguiti su di un modello del
campo magnetico terrestre ricostruito in laboratorio.
Con questi esperimenti spiega il funzionamento della bussola .
In questo stesso lavoro Gilbert studia l'elettricita' statica generata dall'ambra,
e dal nome greco di questo materiale (ελεκτρον :electron) conia il termine
forza elettrica.
In particolare Gilbert osserva:
L’esistenza dei poli e l’impossibilità di
separare i poli
L’attrazione e la repulsione dei poli
La magnetizzazione per induzione
L’effetto della temperatura
L’inclinazione del campo magnetico terrestre
PRIMA MACCHINA ELETTROSTATICA
PRIMO SISTEMMA DI ACCUMULO
DI CARICHE ELETTRICHE
1729 Stephen Gray introdusse il concetto di sostanze isolanti e
conduttrici; mostro' che anche queste ultime possono essere
elettrizzate se isolate dal terreno e da altri corpi.
Nel
Tale esperienza divenne successivamente di moda e fece il giro di
tutti i salotti aristocratici dell'epoca, rendendo l'elettricità di dominio
pubblico.
Dilettanti, praticoni e ciarlatani e anche alcuni fisici cominciarono a
fare esperimenti sempre più appariscenti e si cominciò a studiare se
gli uomini si elettrizzavano più o meno facilmente delle donne, i
giovani dei vecchi.
l medico veneziano Eusebio Sguario:“ Appena si conobbe che
tanto era il potere che aveva l'elettricità sui corpi umani, che subito
si cercò s'ella avrebbe mai potuto per buona volontà apportare
qualche sollievo ai mancamenti della salute.
Ai pochi medici coscienziosi, molti altri se ne aggiunsero, specie in
Italia, con l'unico scopo di trarre facili guadagni; ben pochi malanni
venivano curati a prescindere dalla terapia elettrica. “
Tutti i giornali italiani si riempivano di guarigioni miracolose che
non avevano altro fondamento che l'entusiasmo, per non dire la
malafede, di coloro che le facevano pubblicare.
NIHIL SUB SOLE NOVI
Benjamin Franklin (1706-1790) individua
che le cariche elettriche sono positive e
negative.
Per verificare l'ipotesi che i fulmini fossero di
natura elettrica compie nel 1752 un
esperimento famosissimo: fa volare durante
un temporale un aquilone munito di una
punta metallica alla quale aveva attaccato
un filo di seta in grado di condurre l'elettricità
fino ad una chiave metallica sospesa usata
per caricare una bottiglia di Leida.
Charles Augustine de Coulomb (1736-1806) determina
quantitativamente le forze tra due cariche elettriche
Per misurare le forze del campo elettrico impiega un dispositivo
di sua invenzione, la bilancia di torsione.
Luigi Galvani (1737-1798)
formula la teoria dell’elettricità
animale.
Suppone che l'elettricità sia
presente nei muscoli della rana.
Alessandro Volta (1745-1827), inizialmente concorda con la
teoria di Galvani, ma successivamente la contrasta .
Nel 1800 realizza la pila elettrica
Georg Simon Ohm (1789 - 1854)
studia la trasmissione
dell'elettricità nei corpi conduttori
ed enuncia le sue famose leggi nel
1827.
Hans Cristian Oersted (1777-1851) scopre
l’interazione tra un filo percorso da
corrente ed un ago magnetico nel 1820.
André – Marie Ampère (1775 - 1836)
scopre le leggi d’interazione tra fili conduttori
attraversati da una corrente.
Faraday, Neumann e Lenz formulano la legge sull’induzione
magnetica
Michael Faraday (1791 – 1867) introduce il concetto di linee di
forza:
“Le
linee di campo magnetico divengono visibili quando si
cosparge limatura di ferro nelle vicinanze di un conduttore di
elettrcicita'.”
LINEE DI FORZA DEL CAMPO ELETTRICO
TRA DUE CONDUTTORI PARALLELI
J. Clerk Maxwell (1831-1879)
introdusse il concetto di campo:
“Il campo elettromagnetico è
quella parte di spazio che
contiene e circonda i corpi in
condizioni elettriche e
magnetiche.
“L’energia dei fenomeni
elettromagnetici risiede nel campo
elettromagnetico, nello spazio
circondante i corpi elettrizzati e
magnetizzati.
La materia ponderabile non è
indispensabile all’esistenza
delle linee di forza
La sintesi di Maxwell
Maxwell ipotizzò e dimostro' teoricamente che, come un
campo magnetico variabile genera un campo elettrico,
così un campo elettrico variabile genera un campo
magnetico.
Un campo magnetico variabile genera un campo elettrico
a sua volta variabile, che genera un campo magnetico
variabile e così via. Il risultato è una successione di
impulsi elettromagnetici cioè un’onda elettromagnetica
Le ipotesi di Maxwell portano come conseguenza la
possibilità di produrre onde elettromagnetiche.
Il fisico tedesco Heinrich Rudolf
Hertz (1857 - 1894) riuscì
nel 1888 a generare onde
elettromagnetiche e a verificare le
previsioni teoriche di Maxwell.
Con questi strumenti Hertz poté
misurare la lunghezza d'onda della
radiazione elettromagnetica,
dimostrandone la natura
ondulatoria.
Augusto Righi (1850 –1920) confermò i
risultati già ottenuti da Hertz a convalida
della teoria elettromagnetica di Maxwell e
svolse ricerche pionieristichenel campo
delle microonde.
Guglielmo Marconi (1874 - 1937), intuì per primo la possibilità di
collegamenti a distanza senza fili utilizzando le onde
elettromagnetiche.
Agosto 1895 – Marconi Inventa il sistema antenna-terra; arrivando
a coprire la distanza di 2400 m.
12 Dicembre 1901 Vengono ricevuti i primi segnali attraverso l'Atlantico, da
Poldhu a St.John's (Terranova) 3400 km
1 Dicembre 1909 : A Marconi viene assegnato il premio
nobel per la fisica
L'Elettromagnetismo si basa su:
3 LEGGI SPERMENTALI
Charles Augustine de Coulomb (1736-1806): Legge sulle
forze tra cariche elettriche
Hans Christian Oersted (1777-1851): effetti magnetici
delle correnti
Michael Faraday (1791-1867): induzione elettromagnetica
e
sul genio di James Clerk Maxwell (1831-1879) che
unifica le tre leggi e ne aggiunge una quarta nel suo “
Treatise on electricity and magnetism”.
●
Heinrich Hertz (1857-1894)
“ Se mi chiedete cos'e' la teoria dell'elettromagnetismo la
risposta piu' completa e':
“L'Elettromagnetismo e' il sistema delle 4 equazioni di
Maxwell”
Albert Einstein nel 1905 con la teoria della relativita'
rivoluziona la Meccanica Classica ma conferma le leggi
dell'Elettromagnetismo:
In particolare la velocita' c della luce ( e piu' in generale delle
onde elettromagnetiche ) e' indipendente dallo stato di moto
del sistema di riferimento
25 secoli di ricerche
dalle prime osservazioni fenomenologiche (Talete, VI
secolo a.C.) alla formalizzazione teorica (Maxwell
1865), alla estensione relativistica (Einstein, 1965) e a
quella quantistica (Dirac) .
L'elettromagnetismo rappresenta nel suo insieme, uno
dei massimi raggiungimenti della mente umana:
- teoria di grande eleganza,
- grande forza di sintesi
- grande capacità di predizione
- applicazioni in tutti i settori tecnologici
Applicazioni dell' elettromagnetismo
0 - 300 Hz
Trasporto, distribuzione e utilizzazione dell’energia elettrica.(50 Hz)
Saldatura delle fratture ossee
3 kHz – 300 kHz
Trasmissioni marittime.
Magnetoterapia
300 kHz – 3 MHz
Saldatura, fusione, tempera,sterilizzazione,
Apparati per terapia ad ultrasuoni
radio AM, radio amatoriali, radionavigazione.
3 MHz – 300MHz
Processi industriali( Essicamento, incollaggio, saldatura)
Radio, TV VHF
trasmettitori mobili e portatili,
Marconiterapia.
Risonanza magnetica ( insieme ad un campo magnetico statico)
300 MHz – 3 GHz
Industrie alimentari,
TV UHF, radar metereologici, telefonia cellulare,
forni a microonde
Radarterapia
Ipertemia a microonde
3 GHz – 300GHz
Ponti radio, stazioni satellitari,
radar per il controllo del traffico aereo.
trasmissioni digitali
Frequenze ottiche
Comunicazioni ottiche ,Termografia IR, Laser
