Campo


Il campo è una funzione a 3 variabili (coordinate spaziali).

L’idea di campo nasce per le interazioni a distanza→ risentono di modificazioni dello spazio. La forza esercitata da un corpo su un’altra forza è mediata dal campo.
Per definire il campo bisogna utilizzare una carica di prova (q) piccolissima E=f/q
E è visualizzato con le linee di flusso (faraday)

Il campo apre, nel 1800, all’elettromagnetismo (Maxwell) che unisce in un unico fenomeno
-elettricità (elettrostatica)
-Magnetismo
-Ottica (luce)
Le onde elettromagnetiche, infatti, sono perturbazioni dinamiche del campo che si propagano come un onda, alla velocità della luce (c=300.000 km/s)
-Onde della luce
-Onde radio
-Raggi x, ultravioletti…

Con la meccanica quantistica il fotone, mediatore delle forza elettrica, ha una doppia natura
-Onda
-particella

La relatività ristretta nasce da
-principio di relatività (nato da Galileo): non è possibile definire un moto assoluto→ nella fisica si utilizzano sistemi di riferimento inerziale, in cui corpi si muovono di moto rettilineo uniforme uno rispetto all’altro (inerzia: resistenza a variare il prorpio stato di moto); mentre in assenza di forze tutti i corpi mantengono un moto rettilineo uniforme.

Trasformazioni galileiane

-Equazioni di Maxwell dell’ettromagnetismo→ c= costante universale, velocità a cui si propagano le onde in TUTTI i sistemi di riferimento (cozzando con il principio di relatività)

→ le leggi della fisica si devono poter esprimere nello stesso modo in ogni sistema di riferimento inerziale, dovendo abbandonare il concetto di simultaneità, pensare alla durata e alla distanza come relativi all’osservatore
→Le trasformazioni galileiane, che non funzionano per c, devono essere sostituite dalle trasformazioni di Lorentz.

Le trasformazioni di Loretntz implicano
-che la velocità non si ottiene da una semplice somma delle velocità, ma attraverso una funzione complessa dalla quale risulta che c= costante universale.
-Che c è la velocità limite non raggiungibile da corpi dotati di massa inerziale.

-dilatazione dei tempi: il tempo dipende dalla velocità del sistema di riferimento, il tempo è dilatato in un sistema in movimento rispetto a uno di quiete.
-contrazione delle lunghezze: la lunghezza dipende dalla velocità del sistema di riferimento, l'oggetto in movimento risulta più corto dell'oggetto fermo
→ lo spazio e il tempo sono un unico sistema di riferimento in cui l’evento ha 4 dimensioni e le trasformazioni di Loretnz sono rotazioni dello spazio (x,y,z,t). La successione temporale è definita solo da connessioni causali.

La relatività implica che, aumentando la velocità, aumenti anche la massa in modo da limitare la velocità di qualunque corpo a una velocità inferiore a quella della luce.

Il lavoro può aumentare sia la massa sia l’energia cinetica, avvicinandosi a c va ad aumentare la massa invece della velocità.
Da ciò si è derivata l’equivalenza massa-energia per cui
-la massa è convertibile in molta energia (reazioni nucleari, bombe atomiche, onde gravitazionali che per essere rilevabili devono coinvolgere molta energia, recentemente collisione di 2 buchi neri ha trasformato istantaneamente una massa enorme in energia)
-molta energia è convertibile in una piccola massa (creazione di coppie particella-antiparticella)
→l’universo è un campo di energia che, quando molto concentrata, forma la massa

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