Ho cercato cos� in giro per la rete dei buoni "appunti" di elettrostatica e
mi sono imbattuto nel sito
http://giano.fisica.unifi.it/dida/appunti/appunti.html
Sto studiando le membrane biologiche ed i potenziali di membrana. In
biofisica le cose sono presente cos�:
- la soluzione intracellulare � un corpo conduttore
- la membrana che avvolge la soluzione intracellulare � un isolante
- la soluzione extracellulare � un altro conduttore
Questa disposizione mi ricorda moltissimo il disegno di pag 9 del documento
http://giano.fisica.unifi.it/dida/appunti/pdf/capitolo-03.pdf.
Infatti una pompa ionica elettrogenica crea uno squilibrio di cariche tra i
due conduttori che cos� si caricano di segno opposto. A questo punto,
considerando che la soluzione extracellulare � messa a terra ed il
suopotenziale elettrico � il convenzionale potenziale "0", realmente tutto
diviene come nel disegno. Le cariche ugual ed opposte si dispongongono
sulle superfici dei conduttori, all'interfaccia tra ognuno di questi e
l'isolante (un condensatore, insomma), proprio come nell'immagine che ho
citato dove si mostrano le due superfici cariche separate dal vuoto, ma
potremmo metterci cmq (nella cavit� attorno alla carica interna) un isolante
qualsiasi. Il mio problema, che poi � la ragione per cui scrivo confidando
in una Vs. generosa risposta, � il seguente:
Nei libri di fisiologia viene ovunque descritto questo esperimento. Un
elettrodo di riferimento � posto a contatto con il potenziale zero
(soluzione extracellulare o superficie messa a terra del conduttore esterno
nel suo disegno); l'altro elettrodo viene introdotto nella cellula (ossia
trapassa l'isolante e senza creare flussi di cariche per via della rottura
del dielettrico - situazione ovv.te ideale - viene a contatto con il
conduttore carico interno). A questo punto appare una ddp che viene
registrata dallo strumento di misura. Fino a qui tutto bene. Anche io
infatti comprendo come tra la superficie carica del conduttore interno e la
superficie a terra di quello esterno vi possa essere una ddp. Il punto �
per� che in elettrofisiologia abbiamo a che fare con soluzioni ioniche e
quindi con conduttori di 2� specie e non abbiamo nessun problema a muovere
un elettrodo in ogni punto di queste. Cos�, anche dopo il contatto tra la
superficie del conduttore interno (appena superata la membrana coibente)
l'elettrodo pu� scendere pi� gi� ed esplorare ogni punto di questo.
Nonostante ci� l'apparecchio continua a segnare la ddp che segnava quando
l'elettrodo esploratore era ancora solo sulla sperficie del conduttore
carico interno. A questo punto non mi trovo pi�. Sicuramnete sto facendo
confusione con qualche concetto, ma non so con quale. Infatti, mi dico, il
campo elettrico dentro al conduttore interno � nullo (poiche per il teorema
di Gauss tutta la carica sta solo in superficie), e cos� come � possibile
che vi sia una ddp tra l'interno del conduttore interno e l'interno (o la
superficie esterna messa a terra) del conduttore carico esterno??? Insomma
se non c'� campo entro la superficie del conduttore carico interno come �
possibile che, sempre entro detta superficie, il potenziale elettrico sia
diverso da zero (per potervi essere una ddp con le porzioni a terra - e
quindi a pot. zero - del conduttore esterno)?
Nei libri che ho consultato leggo che fino a che l'elettrodo � dentro la ddp
� costante per il principio di equipotenzialit� dei conduttori carichi in
equilibrio elettrostatico. Ma questa affermazione non mi sembra che tenga
conto del fatto che l'isopotenzialit� � solo della superficie e non di tutto
lo spazio occupato dal conduttore carico (� cos�?). Allo stesso tempo per�
mi viene in mente una cosa molto intuitiva: ma forse non � vero che il
teorema di Gauss dice che il potenziale interno alla superficie carica �
zero, perch� se cos� fosse ci dovrebbe essere una ddp (e quindi un moto di
cariche) tra la superficie carica (che ha pot. non nullo) e l'interno del
conduttore! E cos� capisco di non aver capito il teorema di Gauss! Credo,
forse, che il mio errore possa essere questo:
assenza di campo = potenziale necessariamente uguale a 0!
Grazie a tutti!
Received on Thu Jan 29 2004 - 23:35:43 CET