Concetti Chiave
- Nel XIX secolo, la fisica elettrica si evolve grazie alla scoperta della pila di Volta, che consente un flusso costante di elettricità e una nuova era di sperimentazione.
- Faraday introduce il concetto di campo, sostituendo la visione meccanicistica con un modello di spazio continuo pieno di forze elettriche e magnetiche.
- Maxwell traduce matematicamente il concetto di Faraday, dimostrando che la luce può essere vista come un insieme di azioni elettromagnetiche.
- Maxwell si distacca dal meccanicismo tradizionale, utilizzando modelli meccanici diversi a seconda dei problemi indagati, senza cercare una funzione unificante.
- Le equazioni di Maxwell ridimensionano l'importanza dei modelli meccanici e aprono la strada a teorie moderne come quella della relatività di Einstein.
L'evoluzione della fisica elettrica
I fenomeni elettrici erano diventati, nell'Ottocento, un campo di indagine privilegiato per la fisica, grazie alla scoperta della pila di Volta che aveva permesso di ottenere un flusso costante di elettricità, non semplici scariche, e aveva avviato dunque un tipo di sperimentazione completamente nuova rispetto a quella settecentesca. Notevole importanza ebbe il lavoro sperimentale di Oersted e di Faraday, che, come si è già accennato, mise in rilievo i molteplici legami che connettono fenomeni elettrici e fenomeni magnetici, in precedenza considerati separati.
Qual è il concetto di campo di Faraday?
In particolare, Faraday introdusse un concetto che produceva una rottura decisa rispetto al meccanicismo: il concetto di campo. Mentre il mondo del meccanicismo era fondato sull'idea di particelle che agiscono a distanza entro uno spazio vuoto, il mondo immaginato da Faraday era costituito da uno spazio continuo in ogni suo punto, pieno di entità fisiche, le forze elettriche e magnetiche, che formano, per l'appunto, un campo di forze.
Maxwell e la luce elettromagnetica
Questa impostazione "continuistica" della natura venne tradotta matematicamente grazie al lavoro di Maxwell, il quale dimostrò anche come fosse plausibile identificare la luce con un insieme di azioni elettromagnetiche.
James Clerk Maxwell (1831-79) era, a suo modo, un meccanicista: egli riteneva, infatti, che la migliore spiegazione possibile di qualunque fenomeno fosse quella meccanica e tentò così di fornire una modellizzazione di questo tipo anche in campo elettromagnetico. Tuttavia il modo in cui egli condusse questo tentativo lo allontanò decisamente dal meccanicismo. Per quest'ultimo, Io si è detto, i modelli meccanici dovevano assolvere a una funzione unificante dei vari aspetti della fisica. Nell'opera di Maxwell, al contrario, sono presenti molti modelli meccanici del campo elettromagnetico, profondamente differenti tra di loro, a seconda del particolare problema indagato. Ciò non poteva piacere ai seguaci del meccanicismo ortodosso, che avversarono dunque l'opera di Maxwell. Quest'ultimo, da parte sua, era ben cosciente di operare al di fuori della tradizione meccanicistica: egli riteneva che il modello meccanico non dovesse avere alcuna funzione unificante: esso serviva solo come ausilio per la ricerca teorica, suggerendo utili analogie e aiutando l'immaginazione scientifica.
L'eredità delle equazioni di Maxwell
L'importanza del modello meccanico veniva dunque fortemente ridimensionata; in primo piano balzava piuttosto l'importanza delle equazioni matematiche di una teoria. Proprio le equazioni di Maxwell avrebbero riservato un pericolo ancora maggiore per il meccanicismo, aprendo la strada alla teoria einsteiniana della relatività.
Domande da interrogazione
- Qual è stata l'importanza della pila di Volta nell'evoluzione della fisica elettrica?
- Come ha rivoluzionato Faraday il concetto di interazione tra forze elettriche e magnetiche?
- In che modo Maxwell ha contribuito alla comprensione della luce elettromagnetica?
- Qual è l'eredità delle equazioni di Maxwell per la fisica moderna?
La pila di Volta ha segnato un punto di svolta nell'Ottocento, permettendo di ottenere un flusso costante di elettricità e avviando una nuova era di sperimentazione rispetto alle semplici scariche precedenti.
Faraday ha introdotto il concetto di campo, proponendo un modello in cui lo spazio è continuo e pieno di forze elettriche e magnetiche, contrariamente all'idea meccanicistica di particelle che agiscono a distanza.
Maxwell ha tradotto l'impostazione continuistica della natura in termini matematici, dimostrando che la luce può essere identificata come un insieme di azioni elettromagnetiche, allontanandosi dal meccanicismo tradizionale.
Le equazioni di Maxwell hanno ridimensionato l'importanza del modello meccanico, ponendo l'accento sulle equazioni matematiche e aprendo la strada alla teoria della relatività di Einstein, rappresentando un pericolo per il meccanicismo.
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