(wrong string) � della legge di Coulomb

From: Lorenzo Lodi <lodilory_at_tiscalinet.it>
Date: Sat, 24 Mar 2001 12:45:59 +0100

Osservatore ha scritto nel messaggio <3aae986e.0_at_news.dada.it>...
>Fino a quale distanza sia micro che macro si � dimostrata valida la legge
di
>coulomb, tolti gli effetti relativistici ?
>Ovvero quali sono le distanze estreme di verifica della F = K C1C2 / D^2.
>Per effetti relativistici intendo dovute alle masse.
>
>
>Saluti
> Leonardo.


il libro Halliday-Resnick-Krane (1994) dice: ''...a differenza della legge
di gravitazione di Newton, che puo' essere considerata una utile
approssimazione della piu' generale teoria della relativita', la legge di
Coulomb e' una relazione esatta per cariche stazionarie e non una utile
approssimazione di qualche teoria piu' generale. Essa si applica non solo
agli oggetti macroscopici, ma anche alle particelle puntiformi come gli
elettroni e i quark. La legge di Coulomb resta valida ai limiti quantistici
(per esempio nel caso della forza elettrostatica fra il protone e
l'elettrone nell'atomo di idrogeno). Quando le particelle cariche si muovono
a velocita' prossima a quella della luce, come negli acceleratori di
particelle ad alta energia, la legge di Coulomb non fornisce una descrizione
esatta della interazione elettromagnetica; in questi casi e' necessaria una
analisi piu' completa basata sulle equazioni di Maxwell.''
questo e' quanto dice il testo La fisica di Feynman (1963): ''Ora, questo
solleva un interessante problema: cosa sappiamo sull'esattezza della legge
di Coulomb in circostanze diverse? L'esperienza che ora abbiamo descritto
[si tratta della verifica che il campo elettrico all'interno di un coduttore
e' nullo] determina la dipendenza del campo dalla distanza per distanze di
qualche decina di centimetri. Ma che ne sara' per distanze interne ad un
atomo, per es. nell'atomo di idrogeno, nel quale pensiamo che l'elettrone
sia attratto dal nucleo secondo la stessa legge del quadrato inverso? E'
vero che si deve adoperare la meccanica quantistica per studiare l'aspetto
meccanico del comportamento dell'elettrone, ma la forza e' la solita forza
elettrostatica. Nella formulazione del problema occorre conoscere l'energia
potenziale dell'elettrone in funzione della distanza dal nucleo e la legge
di Coulomb da' un potenziale che varia come l'inverso della prima potenza
della distanza, Con quanta esattezza si conosce l'esponente per tali piccole
distanze? In seguito a misure molto precise eseguite nel 1947 da Lamb e
Retherford sulle posizioni relative dei livelli energetici dell'idrogeno
sappiamo che l'esponente e' corretto a meno di una parte su un miliardo
anche alla scala atomica, cioe' per distanze dell'ordine di un angstrom
(10^-8 centimetri). [...]
''Il medesimo esponente sara' corretto a distanze ancora piu' brevi? da
misure nel campo della fisica nucleare si trova che ci sono forze
elettrostatiche alle distanze nucleari tipiche, cioe' a circa 10^-13
centimetri, e che esse variano ancora approssimativamente come il quadrato
inverso. [...] Possiamo dunque ritenere che la legge di Coulomb e' ancora
valida, almeno in una certa misura, a distanze dell'ordine di 10^-13
centimetri.
''Cosa si puo' dire per 10^-14 centimetri? [...] I risultati sembrano
indicare che a queste distanze la legge viene meno. La forza elettrica
sembra che sia circa 10 volte troppo debole a distanze minori di 10^-14
centimetri. Qui ci sono due possibili spiegazioni. Una e' che la legge di
Coulomb non funzioni a distanze cosi' piccole; l'altra e' che i nostri
oggetti, elettroni e protoni, non siano cariche puntiformi. Forse
l'elettrone o il protone o tutti e due sono qualcosa di diffuso. I piu' fra
i fisici preferiscono pensare che la carica del protone e' diffusa. [...] E'
affatto verosimile che la carica del protone sia diffusa, ma la teoria dei
pioni e' ancora molto incompleta sicche' puo' anche essere cha la legge di
Coulomb cada in difetto a distanze molto piccole. Il problema e' ancora
aperto.''

A quanto sembra era giusta (in qualche misura) la seconda ipotesi che fa
Feynman e la legge di C. e' considerata esatta su tutte le scale.

Ciao, Lorenzo
Received on Sat Mar 24 2001 - 12:45:59 CET