Che cosa ci insegna l'elettromagnetismo maxwelliano?
L'elettromagnetismo maxwelliano, nella presentazione/interpretazione che ne
viene data abitualmente, ci insegna a essere furbi e opportunisti,
considerando fisicamente valido quello che di volta in volta fa pi� comodo.
Mi spiego meglio, esaminando due casi, che tratter� basandomi
sull'assunzione, correntemente ritenuta valida al di sopra di ogni dubbio,
che il campo e.m. sia un oggetto fisico (cio� un oggetto realmente
esistente, dotato di energia e quantit� di moto):
1) conduttore alimentato da un generatore di corrente continua;
2) antenna a dipolo alimentata da un generatore di corrente alternata.
Nel caso del conduttore, il generatore deve fornire l'energia necessaria per
far circolare la corrente, e, poich� il campo e.m. � un oggetto fisico, deve
anche fornire al campo l'energia che, sottoforma di flusso del vettore di
Poynting, entra nel conduttore.
Nel caso dell'antenna, il generatore deve fornire l'energia necessaria a
fare oscillare la corrente, e, poich� il campo e.m. � un oggetto fisico,
deve anche fornire al campo l'energia che, sottoforma di flusso del vettore
di Poynting, esce dall'antenna irraggiandosi nello spazio circostante.
Ma dove sta la furberia?
Sta nel fatto che, per evitare il paradosso dei raddoppi dell'energia
fornita dai generatori, occorre evitare, nel caso 1), di considerare il
flusso di energia entrante e "vedere" solo l'energia necessaria a fare
circolare la corrente, mentre nel caso 2) occorre evitare di considerare
l'energia necessaria a far oscillare la corrente, e "vedere" solo il flusso
di energia irradiata dall'antenna.
Non � una furbata?
Di fatto ragionare da furbo significa considerare il campo e.m. a volte un
oggetto fisico (flusso del vettore di Poynting in uscita dall'antenna) e a
volte un oggetto matematico (flusso inesistente del vettore di Poynting
entrante nel conduttore), a seconda della comodit�: in questo modo si
evitano i raddoppi.
Come � possibile che nessuno se ne accorga? Che nessuno si accorga che
questo succede in qualunque dispositivo/circuito elettromagnetico?
Ad esempio, nel processo di carica di un condensatore, il generatore deve
fornire l'energia per spostare le cariche da un'armatura all'altra, e,
contemporaneamente, l'energia che, sottoforma di flusso del vettore di
Poynting, entra nello spazio fra le armature, come correttamente spiega
Feynman nel suo universalmente noto trattato (The Feynman Lectures on
Physics, vol. 2, cap. 27), senza tuttavia "chiudere" il discorso mettendo in
evidenza il raddoppio della fornitura di energia. Di certo, perch� aveva
gi� nella testa altri pensieri (l'Elettrodinamica quantistica).
Tutti questi problemi scompaiono se si assume che il campo e.m. sia un
oggetto matematico, cio� sia uno strumento matematico utilizzabile per
descrivere classicamente (per quanto � possibile) fenomeni fisici
quantistici (lo scambio di fotoni).
Questa per� non � una variazione interpretativa da poco: per riassestare
l'elettromagnetismo maxwelliano dopo averla adottata occorre fare qualche
ragionamento.
Io ho provato a farlo. I miei ragionamenti si trovano in
http://fisicarivisitata.wordpress.com/
Saluti
Enrico Borghi
Received on Mon Dec 10 2012 - 09:47:04 CET