Re: Esperimento di Millican

From: Tommaso Russo, Trieste <trusso_at_tin.it>
Date: Fri, 10 Aug 2012 16:48:24 +0200

Il 06/08/2012 20:40, Giovanni1958 ha scritto:
> ...trovo molto anti intuitivo la
> presenza di una forza costante nello spazio che separa due armature nel
> verso della distanza tra esse. Chiaramente dovr� andarmi a vedere lo studio
> della composizione delle forze in presenza di superfici cariche.

Non e' nemmeno necessario considerare 2 armature, ne basta una sola,
considerando uno spazio di altezza abbastanza piccola al di sopra di
essa. "Abbastanza piccola" significa << dell'estensione della piastra,
ma comunque >> della distanza interatomica nel reticolo cristallino del
metallo. Il fatto che in tale spazio il campo elettrico sia uniforme e'
una conseguenza diretta del teorema di Gauss:

http://it.wikipedia.org/wiki/Applicazioni_del_teorema_del_flusso#Strato_conduttore

(Qui si parla di "un piano infinito di materiale conduttore", ma il
risultato vale con ottima approssimazione per un piano di estensione >>
della distanza da esso).

La dimostrazione diretta (o la dimostrazione del teorema di Gauss) e'
abbastanza semplice, ma richiede una certa familiarita' con gli angoli
solidi e gli integrali: dovresti, al solito, specificare quanto ne sai e
sei in grado di capire.

Come spiegazione "intuitiva", puoi pensare che una carica situata a
piccolissima distanza sopra il centro di un'armatura carica risente
della forza, attrattiva o repulsiva, delle sole cariche sottostanti: le
cariche piu' distanti esercitano forze elettrostatiche quasi
esclusivamente orizzontali, che si annullano l'una con l'altra.
Aumentando la distanza dal piano, la forza esercitata dalle cariche
sottostanti diminuisce (con il quadrato della distanza), ma acquistano
via via importanza le componenti verticali (e concordi) delle forze
esercitate dalle cariche piu' distanti: Il calcolo esatto mostra che i
due effetti si compensano perfettamente.


> Volevo chiederti: analoga situazione � esplicabile per un campo magnetico e
> per un campo gravitazionale?

Mutata mutandis, cioe' parecchie cose.

Monopoli magnetici con cui caricare un condensatore non e' facile
trovarli, ho cercato dappertutto in garage e in cantina, ma niente...
tuttavia, una o due "superfici polari" magnetiche si realizzano facilmente:

http://www.vias.org/matsch_capmag/matsch_caps_magnetics_chap3_11.html

nel traferro (air gap), se molto piu' largo che alto, o comunque a
piccola distanza dalla superficie polare, il campo magnetico e' uniforme
con ottima approssimazione.

Un risultato molto simile si ottiene al centro di una bobina di
Helmholtz. Le vedi nelle foto:
http://www.fisicachimica.it/lorentz.htm


Nel caso gravitazionale, i monopoli esistono eccome, ma hanno tutti
carica gravitazionale dello stesso segno: per cui, condensatori, nisba.

Tuttavia, in uno spazio abbastanza piccolo (come quello di un granaio,
per esempio), il campo gravitazionale terrestre puo' essere considerato
uniforme con ottima approssimazione: due fili a piombo risultano
paralleli, ed una massa appesa a un dinamometro allunga la molla ovunque
allo stesso modo.


> Ovvero, immaginando di riuscire a creare un campo magnetico uniforme e ampio
> tra due chiamiamole superfici polari per analogia con il condensatore, la
> forza esercitata dal campo magnetico su una particella magnetica immersa in
> suddetto campo subisce la medesima condizione? Chiaramente riconosco che un
> corpo/particella magnetica � alquanto diversa da una particella carica che �
> in se � omopolare.( escludendo al momento il caso dei monopoli magnetici).

Se un campo magnetico e' uniforme lo si puo' constatare esplorandolo con
piccoli aghi di bussola soggetti a una forza di richiamo: con una molla
da bilanciere, per esempio; o semplicemente facendoli piu' pesanti da
una parte.


> Stessa sorte si potrebbe immaginare a parit� di condizioni nel caso di campi
> gravitazionali? Questa � sicuramente una condizione molto affine
> all'elettrone/particella carica, immerso/a in un campo elettrico di un
> condensatore.

Diciamo che e' una condizione molto affine a quella di un essere umano
appeso in qualsiasi posizione all'interno di un hangar :-)


> Grazie nuovamente, spero in un'ulteriore risposta, ciao.

Ma guarda che nei NG rispondono anche altri, eh :-)


--
TRu-TS
Buon vento e cieli sereni
Received on Fri Aug 10 2012 - 16:48:24 CEST

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