ALCUNE TEMATICHE
COINVOLTE NELL’ESPERIENZA
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GABBIA DI FARADAY
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INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
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ONDE ELETTROMAGNETICHE LIBERE E STAZIONARIE
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SCARICA ELETTRICA E IONIZZAZIONE IN ARIA E NEI GAS
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CONDUZIONE ELETTRICA NEI METALLI (rame, alluminio)
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SCARICA ELETTRICA NEI DIELETTRICI (teflon, polistirolo)
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PLASMA (plasmoidi, filamenti, jet, etc.)
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EFFETTO DELLE PUNTE, EFFETTO CORONA
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ARCO VOLTAICO
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CIRCUITI OSCILLANTI (produzione delle microonde, produzione di correnti ad altissima frequenza)
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ANTENNA A DIPOLO ELETTRICO
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EFFETTO TERMO-ELETTRONICO/TERMOIONICO
Spettro delle onde
elettromagnetiche
Un esempio di produzione di
onde elettromagnetiche:
oscillatore di Hertz
Un generatore di onde radio (Heinrich Hertz, 1887)
Un dispositivo per la
produzione di microonde
Il magnetron (John Randall & Harry Boot, 1940)
Alcune applicazioni:
- radar
- forno a microonde
cavità rf (circuito RLC)
elettrone
campo elettrico (cavità)
campo magnetico (cavità)
antenna + guida d’onda
campo magnetico (magnete)
filamento incandescente (catodo)
potenziale nullo (anodo)
Sotto l’azione delle microonde
L’acqua è una molecola
polare, ossia ha un momento
di dipolo elettrico non nullo.
Sotto l’azione del campo
elettrico oscillante, il dipolo si
ri-orienta continuamente.
Nell’acqua liquida “libera” tale moto avviene con
una frequenza dell’ordine dei GHz.
Frequenza tipica della radiazione nei forni a microonde: 2450 MHz
Plasma
densità
(m−3)
temperatura
(eV)
dimensione
(m)
lunghezza
di Debye
(m)
frequenza
di plasma
(Hz)
gas
interstellare
106
0.01
1019
0.7
104
vento
solare
107
10
1011
7
3 × 104
corona
solare
1012
102
107
0.07
107
interno
del sole
1032
103
7 × 108
2 × 10-11
1017
plasma
termonucleare
1020
104
10
7 × 10-5
1011
scarica
ad arco
1020
1
0.1
7 × 10-7
1011
fulmine
1024
2
103
10-8
1012
ionosfera
1012
0.1
104
2 × 10-3
107
Proprietà
Gas
Conducibilità Molto bassa
elettrica
Plasma
Molto alta
Per molti scopi, il campo elettrico in un plasma può essere considerato
come nullo (a parte il campo elettrico ambipolare). Quando una corrente
fluisce nel plasma, c'è una caduta di potenziale (anche se piccola);
gradienti di densità sono associati a un campo elettrico.
La possibilità di condurre corrente elettrica fa sì che il plasma risponda
molto bene a campi magnetici, formando una varietà enorme di fenomeni,
come filamenti, jets, e strutture coerenti.
Fenomeni collettivi sono molto comuni, perché il campo elettromagnetico
è un'interazione a lungo raggio.
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•
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Specie
indipendenti
Una
Due o più
Elettroni, ioni, e atomi neutri possono essere distinti in base alla loro
velocità e temperatura. L'interazione fra queste specie porta a fenomeni
dissipativi (viscosità, resistività), e all'insorgere di onde e instabilità.
Distribuzione
di velocità
Maxwell
Può essere non-Maxwelliana
Mentre le collisioni tendono a portare a una distribuzione di equilibrio
Maxwelliana, i campi elettrici possono influenzare le velocità delle
particelle differentemente, dando origine a fenomeni come gli elettroni
runaway.
Interazioni
Binarie
Collettive
Collisioni a due Ogni particella interagisce contemporaneamente con molte particelle. Le
corpi sono la
interazioni collettive sono più importanti di quelle binarie.
norma.
