Re: Campo magnetico da elettrico?

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Thu, 20 Nov 2003 21:31:30 +0100

Piercarlo ha scritto:
> Questa faccenda mi ha dato la stura ad alcuni dubbi "collaterali":
Rispondero' a qualcosa, ma non a tutto.
Devi sapere che la lista dei post cui vorrei rispondere si allunga
sempre piu', e giocoforza debbo economizzare tempo e ridurre le lunghe
scariche di post che ogni tanto invio...

> Poniamo di avere una sfera sulla cui superficie � uniformemente
> distribuita omogeneaemente una carica elettrica di entit� qualsiasi.
>
> Immaginiamo che tale sfera ruoti attorno ad un asse ad una velocit�
> angolare qualsiasi ma costante (se vi va piacere immaginatevene pure
> una in cui la velocit� angolare acceleri ad un tasso costante: sono
> curioso di sapere cosa salta fuori! Se poi volete proprio divertirvi
> immaginatevi una terza sfera la cui velocit� angolare cambi tra due
> valori qualsiasi con la stessa legge di carica e scarica dei circuiti
> RC :-)
No, per carita'! Limitiamoci alla vel. angoalre costante...

> Domanda 1: Immaginando una carica elettrica posta esternamente a tale
> sfera rotante, posta ad una distanza sufficiente a vedere l'orizzonte
> massimo dalla sfera ma allo stesso tempo insufficiente per potere
> approssimare tale sfera ad un punto, come viene influenzata dal campo
> elettrico di questa?
Ammesso che la sfera resti sfera, non cambia niente.
Il campo elettrico esterno resta lo stesso.

> Suppongo che, visto che una sfera elettricamente carica ruota genera
> un campo magnetico parallelo al suo asse di rotazione, ci� c'entri
> qualcosa con "il punto di vista" della carica fissa esterno alla
> sfera.
Non capisco. Certo che c'e' un campo magnetico, ma se la carica esterna
e' ferma, non ne risente nessuna forza.

> Non mi � chiaro tuttavia se il campo magnetico sia in questo caso un
> fenomeno a s� stante (ovvero esista anche in assenza di una carica
> elettrica, in quiete o meno che sia, che interagisca con esso) oppure
> sia semplicemente un sinonimo di "momento generato da un campo
> elettrico rotante attorno a un asse" e che, in questo senso, il campo
> magnetico sia comunque sempre un modo di "apparire" rispetto agli
> osservatori esterni non tanto del campo elettrico in s� quanto del suo
> "muoversi", indipendentemente dalle forme che questo "muoversi" pu�
> assumere.
Come ho avuto occasione di scrivere appena ieri, a mio modo di vedere
i "modi di apparire agli ossservatori" non hanno posto in fisica.
Il campo elettrico non si "muove": non pensare alle linee di forza
come se fossero degli aghi infilzati nella sfera che ruota!
Nelle ipotesi che ho detto, il campo elettrico e' statico.
Inoltre c'e' un campo magnetico, che c'e' *di per se'*: per es. ha
un'energia, e per crearlo devi spendere quest'energia quando metti in
moto la sfera.

> Domanda 2: Mettendoci nei panni di un singolo elettrone o di un
> singolo ione che contribuisce al totale della carica elettrica
> presente sulla superficie della sfera. Ogni singola carica su di essa
> ha una velocit� angolare che dipende dalla distanza dall'asse di
> rotazione della sfera, massima all'equatore e nulla ai poli.
Veramente la vel. angolare e' la stessa dappertutto. Volevi dire
velocita' lineare o periferica.

> ... Che tipo di forza esercitano tra loro due cariche poste
> rispettivamente una al polo e l'altra all'equatore, o due agli
> antipodi polari, o due agli antipodi equatoriali oppure due posti ad
> una coppia di antipodi qualsiasi che non siano n� polari n�
> equatoriali (non devo sostenere nessun esame! mi basta un'idea di
> massima del comportamento di una coppia di cariche qualsiasi posta
> agli antipodi di questa sfera rotante la cui congiungente abbia un
> angolo qualsiasi rispetto all'asse di rotazione della sfera).
Beh, la formula generale non e' semplice, ma si costruisce cosi'.
1) La carica X produce in ogni punto dello spazio il suo campo
elettrico, che non e' proprio lo stesso come se fosse ferma, ma si sa
calcolare.
2) La stessa carica produce anche un campo magnetico, c.s.
3) La carica Y risente una forza che ha due termini: quello dovuto al
campo elettrico, che e' semplice: qE (con E vettore); poi quello
dovuto al campo magnetico, qv x B.
(Qui B indica il vettore del campo magnetico, v la velocita' della
carica Y, la "x" in mezzo e' il segno di prodotto vettore.)

> Domanda 3. Dubbio da chiarire: il sistema composto da una carica fissa
> e da una sfera elettricamente carica rotante attorno ad un asse
> irradia o no energia elettromagnetica?
Se la rotazione e' a vel. amgolare costante, la risposta e' no.
Se la vel. angolare varia, la risposta e' si', ma non c'entra niente
che ci sia la carica esterna.

> Domanda 4. Immaginiamo di poter caricare elettricamente un corpo
> rispetto ad un altro a piacere senza che si possa MAI raggiungere una
> intensit� di campo elettrico tale da provocare una scarica elettrica
> sotto qualunque forma. Ponendo l'attenzione al corpo che rimane
> caricato positivamente, � possibile arrivare ad un eccesso di cariche
> positive (atomi ionizzati) tale che la loro repulsione elettrostatica
> riesca a provocare, quando la forza di repulsione supera la forza dei
> suoi legami interni, la disintegrazione materiale del corpo stesso,
> polverizzandolo?
Nelle condizioni assolutamente irrealizzabili che poni come ipotesi,
la risposta sarebbe si'.
Ma e' anche banale: se levi tutti gli elettroni, certo i nuclei
restanti non potranno stare insieme.
Quindi non capisco il senso della domanda...
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Received on Thu Nov 20 2003 - 21:31:30 CET