Fisica 2 - Appunti

Programma/contenuti

Elettrostatica

Proprietà della carica elettrica. Legge di Coulomb e teorema di Gauss. Campo elettrostatico. Potenziale del campo elettrico. Conduttori ed isolanti. Distribuzioni continue di cariche.

Capacità elettrica. Correnti elettriche e conduzione nei metalli. Gradiente e divergenza. Pila voltaica.

Campo magnetico. Esperienza di Oersted. Campo di cariche elettriche in moto. Il campo magnetico come effetto relativistico.

Forze tra fili percorsi da correnti. Forza di Lorentz. Rotore. Induzione elettromagnetica ed applicazioni. Equazioni di Maxwell.

Campi elettrici e magnetici nella materia. Dipolo elettrico e sue caratteristiche. Polarizzazione nella materia. Dipolo magnetico e magnetizzazione. Diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo.

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Elettrostatica

Proprietà della carica elettrica. Legge di Coulomb e teorema di Gauss. Campo elettrostatico. Potenziale del campo elettrico. Conduttori ed isolanti. Distribuzioni continue di cariche.

Capacità elettrica. Correnti elettriche e conduzione nei metalli. Gradiente e divergenza. Pila voltaica.

Campo magnetico. Esperienza di Oersted. Campo di cariche elettriche in moto. Il campo magnetico come effetto relativistico.

Forze tra fili percorsi da correnti. Forza di Lorentz. Rotore. Induzione elettromagnetica ed applicazioni. Equazioni di Maxwell.

Campi elettrici e magnetici nella materia. Dipolo elettrico e sue caratteristiche. Polarizzazione nella materia. Dipolo magnetico e magnetizzazione. Diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo.

Fisica 2

Elettrostatica

La carica elettrica

Per lungo tempo si è trattato principalmente delle interazioni gravitazionali poiché sempre presenti in tutti i corpi.

Dunque le interazioni elettromagnetiche sono state taciute, trascurate poiché non tutti i corpi con manovra attivano l'una con l'altra.

Ci riguarda in tal fatto da principalmente i corpi in condizioni normali contengono tante cariche positive quante negative e sono dunque neutri poiché la carica complessiva è nulla.

Tuttavia il solo contatto tra corpi diversi può essere sufficiente per determinare un'interazione elettromagnetica già detta appunto “elettrizzazione per contatto”.

Da notare che in tal caso ci si può distinguere:

• Elettrizzazioni vetrosa a caricare positivamente (+) corpi come vetro
• Elettrizzazioni resinosa a caricare negativamente (-) corpi come resine, plastiche, metalli.

Se dunque si avvicina il corpo elettrizzato, a quello negativamente ne scaturisce una leggera differenza di potenziale a causare lo scambio elettrico.

Proprietà della carica elettrica

La carica elettrica è una caratteristica dei corpi e dispone delle seguenti proprietà:

• La carica elettrica è quantizzata (o discreta)

Dalla discussione sulla struttura atomica emerge che la carica elettrica è trasportata dai protoni e dagli elettroni.

Entrambi trasportano la stessa carica elettrica elementare ma di segno opposto:

Carica elettrone = -1,602 x 10^-19 C

Carica protone = +1,602 x 10^-19 C

C = Coulomb

Carica elettrica trasportati in

• La carica elettrica si conserva

Si tratta della quarta legge di conservazione (dopo energia, quantità di moto e momento angolare). Dunque in un sistema chiuso la quantità di carica nel sistema non cambia nel tempo:

dQ/dt = 0 ⇔ div ĵ = -∂ρ/∂t

Q: carica elettrica nel volume di integrazione

S: densità di flusso di carica

ρ: densità di carica

• Div ĵ: divergente di densità
• Prodursi di cariche
• Annullazione della materia in energia

La carica elettrica è invariante.

Dunque rimane costante indipendentemente dal moto relativo di riferimento.

Tubo a raggi catodici o di Crookes

Il tubo a raggi catodici è un contenitore di vetro con all'interno un gas rarefatto, un catodo(-) ed un anodo(+). La differenza di potenziale tra catodo ed anodo innesca il trasferimento di elettroni.

Gli elettroni possono trasferirsi da catodo ad anodo senza urtarli secondo moto rettilineo uniforme.

Gli elettroni, durante il loro moto rettilineo uniforme possono urtare le molecole del gas. Ne discende una deviazione della traiettoria degli elettroni ed una loro decelerazione la quale si manifesta in fasci luminosi di radiazioni.

Le radiazioni dunque sono particelle (e non onde)

Esperienza di Thomson

Tale esperienza con tubo di Crookes modificati con selezionatori di velocità, campi elettrico-magnetici applicati alle traiettorie selezionate con certe velocità e schermo fluorescente al termine.

F=9E+9vB

I raggi catodici (elettroni) selezionati, vengono deflessi per effetto del campo elettromagnetico. Dalla relazione dei gradi di defle