Programma completo - Fisica II

Atomi e Cariche

Studiavano prima l'elettrostatica e la magnetostatica in modo indipendente e poi ne studiavano le relazioni.

Un elettrone ha carica quantizzata e e = 1.6·10^-19 C ed ha massa m_e ≈ 9.10^-31 kg.

Modelli Atomici:

Thomson, Rutherford

Principio di Indeterminazione di Heisenberg: ΔE·Δp ≈ ℏ

Non possiamo conoscere (con precisione) contemporaneamente l'energia e la posizione di un elettrone.

Creazione di Carica

Soprattutto isolanti: Strofino: Strofiniamo un oggetto (isolante sulla lana (es.)) accade che uno di questi si ionizza (acquista e perde elettroni). Se prendiamo un conduttore invece l'effetto è più debole perché le cariche acquistate e perse si dispongono uniformemente lungo la bacchetta anziché concentrarsi nella parte strofinata.

Isolante → Conduttore →

Contatto: mettendo in contatto un corpo carico con uno neutro gli elettroni si posano (passano) sul corpo neutro e quindi generano una forza e se puliti (2 corpi)

Solo per conduttori:

Induzione: avvicinando un corpo carico ad uno neutro (senza contatto) sul corpo neutro le cariche si dispongono in modo che i 2 corpi si attraggano. Tale forza d'attraz. è anche m_e se li allontaniamo.

Solo per isolanti:

Polarizzazione: non crea carica! Però si crea il dipolo, quindi anche se l'atomo resta neutro, le cariche est. si dispongono rispetto al neg.

I conduttori hanno cariche libere di muoversi; gas/scattoni e traboc.

ATOMI E CARICHE

Studieremo prima l'elettrostatica e la magnetostatica in modo indipendente e poi ne studieremo le relazioni.

Un elettrone ha carica quantizzata e: e = 1.6 · 10^-19 C ed ha massa: e = 9.10^-31 kg

Modelli Atomici

THOMSON

RUTHERFORD

Principio di Indeterminazione di Heisenberg: ΔEΔp > |

Non possiamo conoscere (con precisione) contemporaneamente l'energia e la posizione di un elettrone.

Creazioni di Carica

Soprattutto isolanti:

Strofinio: strofinando un oggetto (isolante) sulla lana (es.) accade che uno degli oggetti si ionizza (acquista e perde elettroni).

Se prendiamo un conduttore invece, l'effetto è più debole perché le cariche acquistate (perse) si dispongono uniformemente lungo la bacchetta anziché concentrarsi sulla parte strofinata.

Contatto:

Mettendo in contatto un corpo carico con uno neutro, gli elettroni (es. negativi), si dispongono sul corpo neutro e quindi, generando una forza che respinge anche i 2 oggetti.

Induzione:

Avvicinando un corpo carico ad uno neutro (senza contatto) sul corpo neutro le cariche si dispongono in modo che i 2 corpi si attraggano. Tale forza si allontana appena non li allontaniamo.

Polarizzazione: non crea carica!

Però si crea il dipolo, quindi, anche se l'atomo resta neutro, le cariche si dispongono opposte da ambe le parti. I conduttori hanno cariche libere di muoversi; gli isolanti no.

Definizione approssimativa di nabla (∇)

L'operatore nabla è così definito: ∇ = (∂/∂x, ∂/∂y, ∂/∂z).

• Se applico ∇ ad uno scalare allora ottengo le 3 derivate parziali lungo i 3 assi. Ad esempio con la Temperatura:
  • ∇T = (∂T/∂x, ∂T/∂y, ∂T/∂z) Gradiente
• Se applico ∇ ad un vettore A:
  • Prodotto scalare: ∇·A = ∂Ax/∂x + ∂Ay/∂y + ∂Az/∂z Divergenza (è uno scalare)
  • Prodotto vettoriale: ∇×A = (∂Az/∂y - ∂Ay/∂z)i + (∂Ax/∂z - ∂Az/∂x)j + (∂Ay/∂x - ∂Ax/∂y)k Rotore (di A)

Atomi:

m_protoni ≈ m_neutroni ≠ 2000 m_elettroni (m = masse) m⁰ di massa

r_e^- ≤ 10^-17 (e sicuramente < l_H; r_nucl = r₀ . A^1/3 (r = raggio; r₀ = costante ≅ 0,50 fermi)

Creazione di carica

Quando strofino un conduttore, fornisco energia cinetica e quindi poiché le cariche sono libere di muoversi, aumenta la Temperatura.

La Forza Elettrostatica

Conducibilità → σ = 1/ρ _e Resistenza

Definizione operativa di carica (Esempio dell'elettroscopio a foglie)

Elettroscopio

Foglie di oro leggerissime

Contenitore chiuso isolante

Avvicinando all'elettroscopio un corpo carico, esso a sua volta si elettrizza e si genera una forza di repulsione tra le foglie.

Pendolo con carica

La relazione angolo-carica non è lineare

x piccoli angoli

T + F_el = P = 0

Dalla legge d