Re: Risoluzione delle "asimmetrie che non sembrano conformi ai fenomeni"

From: Elio Fabri <elio.fabri_at_fastwebnet.it>
Date: Wed, 10 Feb 2021 11:21:32 +0100

Imparante ha scritto:
> Tra un po' arriva il periodo in cui i maturandi affrontano la teoria
> della relatività e quindi volevo ripassarla con un po' di anticipo.
Ho tardato un po' a rispondere, anche perché ci sono cose che non mi
sono chiare.
Ma prima di tutto lasciami dire che a mio parere non è necessario né
utile aspettare la fine dell'ultimo anno per preparare i ragazzi alla
relatività. Ci sono alcuni aspetti che sarebbe possibile toccare già
in terza.
Né mi pare buona cosa seguire un approccio "storico", che poi, come
dice Feynman in QED (pag. 20 della trad. italiana), non è mai tale, ma
è

"una specie di storia-mito convenzionale che i fisici raccontano ai
loro studenti, i quali la raccontano ai loro studenti, e che non è
necessariamente collegata all'effettivo sviluppo storico (a me
peraltro sconosciuto!)"

Del resto, si segue forse un appoccio storico quando s'insegna
meccanica, termodinamica, ottica, elettromagnetismo?
Perché lo si deve fare per la cosiddetta "fisica moderna", se non per
un'inerzia che ci trasciniamo da un secolo?

> Le asimmetrie del titolo sono, ovviamente, quelle a cui si riferisce
> Einstein nella "Elettrodinamica dei corpi in movimento".
>
> A parte la considerazione, se volete banale (ma non per me), che la
> genesi della RR non scaturisce dall'esperimento di Michelson e
> Morley, come viene fatto credere dalle esposizioni sui libri di
> fisica delle scuole superiori,
Ecco una questione fisica tutt'altro che risolta...
Lo stesso E. non è mai stato chiaro sul punto.
Però nella prima pagina del suo lavoro del 1905, quello dove parla
delle asimmetrie, subito dopo si legge:

"Esempi di tipo analogo, come pure i tentativi andati a vuoto di
constatare un moto della terra relativamente a 'mezzo luminoso' [...]"

Quali siano quei tentativi E. non dice, né cita nella bibliografia MM.
Ma che altro potrebbero essere? Non l'ho mai capito.

> quello che mi chiedevo è se questa asimmetria viene risolta dalla RR
> anche "conti alla mano" o se si tratta esclusivamente di un cambio
> di visione generale che ci permette di dire che l'asimmetria
> sparisce.
Ecco, non so se ho capito che cosa vorresti dire.

> In particolare l'esempio menzionato da Einstein si risolve
> semplicemente dicendo che non conta più se siamo solidali col magnete
> o col conduttore perché ciò che conta è il moto relativo (ma mi
> sembrerebbe un modo poco "fisico" di risolvere la faccenda) o se si
> dimostra effettivamente che le equazioni che descrivono il campo
> elettrico con la sua energia e le correnti del conduttore scritte nel
> sistema solidale col conduttore sono equivalenti alle equazioni della
> forza elettromotrice e delle correnti che si osservano nel sistema
> solidale col magnete.
Non vedo che cosa si dovrebbe dimostrare.
Le eq. di Maxwell sono relativistiche, ossia invarianti per trasf. di
Lorentz.
Detto in termini più fisici, sono valide in qualunque rif. inerziale,
come richiesto dal pr. di relatività.
(Ma a parte la richiesta generale, l'invarianza si dimostra
direttamente e facilmente.)
Dopo di che, ne segue che il fenomeno:
"se si muove un magnete rispetto a un conduttore, in questo si
manifesta una corrente indotta"
in quanto esperimento e fenomeno può esere descritto in qualsiasi rif.
inerziale, e spiegato usando le stesse leggi fisiche.
Nel rif. del conduttore, c'è un campo elettrico che spiega la corrente
in quanto applica una forza sulle cariche libere del conduttore.
Nel rif. del magnete, è la forza di Lorentz sulle cariche libere del
circuito che spiega l'origine della corrente.

Le spiegazioni sono diverse perché in due rif. diversi il fenomeno
viene descritto in modo diverso: ciò che si muove qua sta fermo là;
qua c'è un campo elettrico, là no, ecc.
Però le leggi fisiche sono le stesse.

> Aggiungo una domanda in coda: l'energia del campo elettrico attorno
> al magnete a cui Einstein fa riferimento nel primo sistema, dove va a
> finire nel secondo sistema, in cui si dice che alla forza
> elettromotrice "non corrisponde, di per sé, un'energia"?
Nel rif. del magnete il campo elettrico non c'è, ma c'è un campo
magnetico che ha energia.
Nel rif. del conduttore c'è ancora il campo magnetico, ma c'è pure un
campo elettrico.
Quello che si dovrebbe dimostrare è che l'energia totale del campo
e.m. (insieme col suo impulso) si trasformano correttamente.
La questione non è semplice, e non ricordo di averla mai vista
trattata.
Ma tieni comunque presente che nel rif. del conduttore il campo
magnetico *non è lo stesso* che nel rif. del magnete, e avrà energia
diversa.
Inoltre non ti devi aspettare che l'energia totale sia invariante: si
dimostra in generale che deve trasformarsi (insieme all'impulso) come
un q.vettore.

> Spero non sia una delle domande già viste sulla RR. Se sì mi scuso e
> cercherò meglio nei vecchi thread.
Per quanto mi riguarda puoi stare tranquillo: seguo questo NG da forse
20 anni, ma non ricordo mai tutto ciò di cui si è discusso.
E in ogni modo, mai come in questo caso vale il detto "repetita
juvant", dato che non sono mai veri e propri "repetita": c'è sempre
qualcosa di nuovo che salta fuori...
                          

-- 
Elio Fabri
Received on Wed Feb 10 2021 - 11:21:32 CET

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