elettricità e magnetismo - cl. 3 - introduzione

Gentilissimi, una Nonna, che conosco, mi ha chiesto di inserire appunti sull'argomento "elettricità e magnetismo". Ecco, solo per Voi, tali appunti introduttivi.

ELETTRICITA’ E MAGNETISMO

ELETTRICITA’: qualsiasi fenomeno che coinvolga le INTERAZIONI ELETTROMAGNETICHE.

L’interazione elettromagnetica è una delle 4 forze fondamentali dell’universo. Le altre forze universali sono:

·         forza gravitazionale: in buona approssimazione è data dalla Legge di Newton, che già conoscete

·         forza nucleare debole: è la forza che interviene quando decade un nucleo radioattivo. Per esempio quando l’uranio, poco per volta, diventa piombo. Il tempo in cui avviene questa “trasformazione” si misura mediante il TEMPO DI DECADIMENTO.

La legge relativa è la seguente:

N(t) = N₀ e ^{– ʎt}

in cui:

N(t) = è il numero di atomi radioattivi presenti in un certo istante t

N₀ = è il numero di atomi radioattivi iniziali

e = lo conoscete benissimo: è il numero di Neper, ossia, circa, 2,718281…

“Ti aiuterà a ricordar la quantità e” è la frase per ricordare alcuni decimali del numero di Neper. Provate a contare il numero di lettere della frase!

ʎ = è il tempo di decadimento e dipende dal tipo di sostanza radioattiva considerata

t = è il tempo trascorso dal momento iniziale

La forza nucleare debole si percepisce su distanze molto piccole (distanze subatomiche).

·         forza nucleare forte: è la forza che “tiene attaccati” i quark. I quark sono le particelle che formano protoni e neutroni, ossia il nucleo degli atomi. È molto intensa ma agisce su brevissime distanze all’interno dei nuclei atomici

·         forza elettromagnetica: determina le proprietà chimiche degli atomi e delle molecole. Dipende dalle “particelle di luce”, i FOTONI.

Alcuni scienziati che hanno studiato l’elettricità furono:

TALETE: studiò l’elettricità statica. Dimostrò che “ogni triangolo inscritto in una semicirconferenza è un triangolo rettangolo” (Teorema di Talete)

GILBERT: studiando l’ambra, inventò il termine “elettrico”, prendendo dal nome dell’ambra in greco

FRANKLIN: famoso per il suo esperimento (mooolto pericoloso) sui fulmini. Inventò, per questo, il parafulmine

COULOMB: formulò la Legge di Coulomb. Tale legge era già stata proposta da Priestley.

Ecco la Legge di Coulomb:

F = k (c₁xc₂)

               r ²

F = forza di attrazione elettrica

k = costante, detta di Coulomb

c₁ e c₂ = carica elettrica dei due corpi

r  = distanza tra i due corpi

Questa legge dice che due cariche di segno opposto si attraggono, mentre due cariche di segno uguale si respingono.

FARADAY: scoprì che, muovendo un magnete (una calamita) attorno ad un filo elettrico si produce una corrente elettrica. Da questo principio, inventò la dinamo. Scoprì pure che le cariche elettriche si distribuiscono solo all’esterno Di un corpo conduttore e non al suo interno (GABBIA DI FARADAY)

GALVANI: studiando le rane, scoprì che i nervi conducono elettricità

VOLTA: ideò il primo generatore di elettricità, la PILA

OHM: scoprì le Leggi di Ohm.

PRIMA LEGGE DI OHM

V = R I

V = differenza di potenziale elettrico

R = resistenza elettrica

I = intensità di corrente elettrica

SECONDA LEGGE DI OHM

R = ρ   l

            A

R = resistenza elettrica

ρ = resistività elettrica

l = lunghezza del conduttore (lunghezza del filo)

A = sezione del conduttore (area della sezione del filo)

OERSTED: studiò le relazioni tra elettricità e magnetismo. Ipotizzo che fossero due aspetti della stessa forza (“elettromagnetismo”)

AMPERE: confermò matematicamente che OERSTED aveva ragione

MAXWELL: ipotizzò che luce, elettricità e magnetismo fossero aspetti del medesimo fenomeno. Formulò le 4 Equazioni di Maxwell, mediante cui furono unificati tutti gli studi sulle onde elettromagnetiche (come avrete sicuramente compreso, luce compresa).

In attesa di ulteriori appunti e approfondimenti...

NR, Nonna Restituente