Campo Elettrico in una resistenza.
Ho il seguente dubbio.
Se colleghiamo una pila a secco (di quelle usate in commercio) con una resistenza vi sarà una corrente di elettroni che scorre dal polo negativo della pila a quello positivo, affinchè nella resistenza scorra corrente ci deve essere un Campo Elettrico E e sappiamo che tale campo che fornisce energia agli elettroni è dovuto alla pila. Ragionando su ciò che succede oggettivamente sulla resistenza dobbiamo ipotizzare che per permettere l'esistenza del campo E nella resistenza ci deve essere ad una estremità di essa un accumulo di carica totale positiva ed all'altra estremità un accumulo di carica totale negativa. Ciò deve succedere in qualsiasi circuito composto da varie resistenze e quindi è giusto affermare che lungo uno qualsiasi di questi circuiti la distribuzione (densità) linerare di carica lungo il circuito non è costante?
Grazie anticipate,
saluti a tutti
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Se colleghiamo una pila a secco (di quelle usate in commercio) con una resistenza vi sarà una corrente di elettroni che scorre dal polo negativo della pila a quello positivo, affinchè nella resistenza scorra corrente ci deve essere un Campo Elettrico E e sappiamo che tale campo che fornisce energia agli elettroni è dovuto alla pila. Ragionando su ciò che succede oggettivamente sulla resistenza dobbiamo ipotizzare che per permettere l'esistenza del campo E nella resistenza ci deve essere ad una estremità di essa un accumulo di carica totale positiva ed all'altra estremità un accumulo di carica totale negativa. Ciò deve succedere in qualsiasi circuito composto da varie resistenze e quindi è giusto affermare che lungo uno qualsiasi di questi circuiti la distribuzione (densità) linerare di carica lungo il circuito non è costante?
Grazie anticipate,
saluti a tutti
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Risposte
Il campo elettrico, presente all' interno della resistenza e che possiamo considerare uniforme, non è dovuto a particolari concentrazioni di cariche di segno opposto all' inizio ed alla fine della resistenza (campo elettrostatico) Fra i due estremi della resistenza c' è una differenza di potenziale (grazie alla pila) che provoca sia il campo elettrico che la corrente elettrica.
Un parallelo idraulico. L' acqua che cade attraverso una condotta che scende da una diga sfrutta un campo gravitazionale fra due diversi livelli altimetrici. Ma posso anche costruire una stessa condotta, metterla in orizzontale, far scorrere l' acqua al suo interno grazie ad una pompa. All' inizio ed alla fine della condotta non ho alcun accumulo speciale di acqua.
Non sono sicuro che la mia spiegazione faciliti o complichi! Con simpatia.
Un parallelo idraulico. L' acqua che cade attraverso una condotta che scende da una diga sfrutta un campo gravitazionale fra due diversi livelli altimetrici. Ma posso anche costruire una stessa condotta, metterla in orizzontale, far scorrere l' acqua al suo interno grazie ad una pompa. All' inizio ed alla fine della condotta non ho alcun accumulo speciale di acqua.
Non sono sicuro che la mia spiegazione faciliti o complichi! Con simpatia.
Squark
la densità di carica dà luogo alla divergenza del campo elettrico (prima equazione di Maxwell), non alla sua esistenza. L'accumulo di carica che tu supponi agli estremi del conduttore non è necessario per spiegare la corrente in conduttore con resistenza non nulla, perché per questo è sufficiente l'esistenza del campo elettrico, anche se uniforme.
la densità di carica dà luogo alla divergenza del campo elettrico (prima equazione di Maxwell), non alla sua esistenza. L'accumulo di carica che tu supponi agli estremi del conduttore non è necessario per spiegare la corrente in conduttore con resistenza non nulla, perché per questo è sufficiente l'esistenza del campo elettrico, anche se uniforme.
Grazie intanto ad entrambi per le risposte.
Mi rivolgo in particolare a 'Topi'.
Tu dici che: 'Fra i due estremi della resistenza c' è una differenza di potenziale (grazie alla pila) che provoca sia il campo elettrico che la corrente elettrica.'
Da quanto ne so io non è affatto una d.d.p. che genera un campo elettrico ma è esattamente il contrario: è la presenza di un campo elettrico che fa lavoro e quindi genera una d.d.p. (che è la misura del lavoro fatto su una carica positiva unitaria da parte di un campo elettrico).
Da quanto ne so io due sono i modi che possano generare un campo elettrico nella resistenza:
il primo sistema è quello che vi sia un campo magnetico variabile che genera un campo elettrico indotto in base alla legge di Faraday-Henry e non mi sembra che faccia al caso nostro. Il secondo sistema è quello che vi sia una carica positiva da una parte e una carica negativa dall'altra che danno origine al campo elettrico nello spazio circostante e questa mi sembra l'ipotesi più plausibile nel nostro caso.
Anche se, rifacendomi al tuo esempio della pompa idraulica, la pila 'pompa' elettroni verso il polo negativo e li sottrae al polo positivo accade che al polo negativo gli elettroni si concentrano dando origine ad una bella carica negativa in quel luogo e così al polo positivo della pila si concentra una bella carica positiva: potrebbero essere tali due cariche opposte che generano il campo elettrico lungo il circuito ma in questo caso esse genererebbero un campo elettrico in tutto lo spazio circostante i poli della pila.
A presto,
Un saluto
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Mi rivolgo in particolare a 'Topi'.
Tu dici che: 'Fra i due estremi della resistenza c' è una differenza di potenziale (grazie alla pila) che provoca sia il campo elettrico che la corrente elettrica.'
Da quanto ne so io non è affatto una d.d.p. che genera un campo elettrico ma è esattamente il contrario: è la presenza di un campo elettrico che fa lavoro e quindi genera una d.d.p. (che è la misura del lavoro fatto su una carica positiva unitaria da parte di un campo elettrico).
Da quanto ne so io due sono i modi che possano generare un campo elettrico nella resistenza:
il primo sistema è quello che vi sia un campo magnetico variabile che genera un campo elettrico indotto in base alla legge di Faraday-Henry e non mi sembra che faccia al caso nostro. Il secondo sistema è quello che vi sia una carica positiva da una parte e una carica negativa dall'altra che danno origine al campo elettrico nello spazio circostante e questa mi sembra l'ipotesi più plausibile nel nostro caso.
Anche se, rifacendomi al tuo esempio della pompa idraulica, la pila 'pompa' elettroni verso il polo negativo e li sottrae al polo positivo accade che al polo negativo gli elettroni si concentrano dando origine ad una bella carica negativa in quel luogo e così al polo positivo della pila si concentra una bella carica positiva: potrebbero essere tali due cariche opposte che generano il campo elettrico lungo il circuito ma in questo caso esse genererebbero un campo elettrico in tutto lo spazio circostante i poli della pila.
A presto,
Un saluto
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Squark
rifletti sul fatto che la ddp è pre-esistente rispetto al filo che si chiude sui due poli della pila. Che vuol dire?
rifletti sul fatto che la ddp è pre-esistente rispetto al filo che si chiude sui due poli della pila. Che vuol dire?
Ai poli della pila non c' è alcun accumulo di cariche eletriche, nè quando il circuito è chiuso da una resistenza, nè quando è libera, in aria.
Se avvicini dei coriandoli, non noterai l' effetto di cariche elettrostatiche.
Se tocchi un polo con un metallo, questo non mostra di essersi caricato a sua volta.
saluti
Se avvicini dei coriandoli, non noterai l' effetto di cariche elettrostatiche.
Se tocchi un polo con un metallo, questo non mostra di essersi caricato a sua volta.
saluti
D'accordo 'Topi' ma allora torniamo al punto di partenza: il campo elettrico presente nella resistenza com'è che viene creato fisicamente?
Come avevo detto due sono le ipotesi per spiegare la presenza di un campo elettrico (a meno che la pila non generi il campo elettrico nella resistenza per magia!!!!
))) )
1) O c'è un campo magnetico variabile che induce un campo elettrico nella resistenza ma non mi sembra il caso di considerare questa ipotesi.
2) O c'è una distribuzione lineare non costante di carica lungo la resistenza che genera il campo elettrico lungo la resistenza stessa, mi spiego meglio: se partiamo dall'estremità A della resistenza collegata al polo negativo della pila e procediamo verso l'altra estremità B e se consideriamo piccoli pezzetti dl (differenziale di 'elle') di resistenza, dovremmo osservare che dopo ogni dl la carica positiva presente nella sezione della resistenza va aumentando. Quindi agli estremi di ogni dl di resistenza vi è una differenza di quantità di carica presente che genera in quel dl il campo elettrico E, ciò vale per tutti i dl della resistenza che andiamo a considerare e quindi in tutta la resistenza ci sarà il campo E. Quindi, secondo questa ipotesi, nella resistenza (ed in tutto il circuito) vi deve essere una distribuzione lineare non uniforme di carica (cioè la carica presente nelle varie sezioni della resistenza non è uguale per tutte le sezioni, osserviamo che tale carica presente in ogni sezione è dovuta sia agli elettroni che scorrono e generano la corrente sia agli ioni positivi fissi del metallo).
Grazie ancora per le risposte,
un saluto.
Come avevo detto due sono le ipotesi per spiegare la presenza di un campo elettrico (a meno che la pila non generi il campo elettrico nella resistenza per magia!!!!
))) )1) O c'è un campo magnetico variabile che induce un campo elettrico nella resistenza ma non mi sembra il caso di considerare questa ipotesi.
2) O c'è una distribuzione lineare non costante di carica lungo la resistenza che genera il campo elettrico lungo la resistenza stessa, mi spiego meglio: se partiamo dall'estremità A della resistenza collegata al polo negativo della pila e procediamo verso l'altra estremità B e se consideriamo piccoli pezzetti dl (differenziale di 'elle') di resistenza, dovremmo osservare che dopo ogni dl la carica positiva presente nella sezione della resistenza va aumentando. Quindi agli estremi di ogni dl di resistenza vi è una differenza di quantità di carica presente che genera in quel dl il campo elettrico E, ciò vale per tutti i dl della resistenza che andiamo a considerare e quindi in tutta la resistenza ci sarà il campo E. Quindi, secondo questa ipotesi, nella resistenza (ed in tutto il circuito) vi deve essere una distribuzione lineare non uniforme di carica (cioè la carica presente nelle varie sezioni della resistenza non è uguale per tutte le sezioni, osserviamo che tale carica presente in ogni sezione è dovuta sia agli elettroni che scorrono e generano la corrente sia agli ioni positivi fissi del metallo).
Grazie ancora per le risposte,
un saluto.
E' un argomento molto difficile !!!
La teoria di Maxwell non è sufficiente perchè è stata creata prima che si sapesse che la materia è costituita da atomi. Si pensi che è dopo il 1905 (quando Einstein (ancora lui ...) spiega il moto browniano) che la comunità scientifica comincia a prendere in seria considerazione la possibilità che la materia sia costituita da atomi ...
La chiave per comprendere il fenomeno è, secondo me, appunto una visione atomica della realtà : quindi ci vuole la meccanica quantistica.
Grossolanamente, io la vedrei così.
E' vero che al polo (-) della pila non c'è un "reale" addensamento di elettroni ed al polo (+) una reale "rarefazione" di elettroni, ma è come se ci fossero ...
Vi è una "tendenza a spingere" gli elettroni lungo il conduttore da parte degli elettroni stessi nei confronti dei vicini. Questa "tendenza" è tenuta attiva dalle reazioni elettrochimiche (altro argomento molto difficile ...) che avvengono nella pila appena chiudo il circuito.
E' come una reazione a catena. Gli elettroni quasi-liberi (quelli degli ultimi orbitali dei metalli) vicini al polo (-) si sentono spinti verso la direzione opposta ed a loro volta spingoni gli elettroni (liberi) vicini ecc. ecc. ...
Alla fine, in pratica, è come se nel conduttore si instaurasse un campo elettrico uniforme in cui però le cariche si muovono con velocità costante a causa della resistenza (concetto peraltro, così mi risulta, estraneo alle equazioni di Maxwell stesse, perchè tipicamente concetto di fisica statistica). Direi allora che Maxwell fornisce la possibilità di vedere le cose in maniera macroscopica, facendo la "media" dei fenomeni microscopici che avvengono dentro il conduttore ... e che sono descritti dalla meccanica quantistica ...
La teoria di Maxwell non è sufficiente perchè è stata creata prima che si sapesse che la materia è costituita da atomi. Si pensi che è dopo il 1905 (quando Einstein (ancora lui ...) spiega il moto browniano) che la comunità scientifica comincia a prendere in seria considerazione la possibilità che la materia sia costituita da atomi ...
La chiave per comprendere il fenomeno è, secondo me, appunto una visione atomica della realtà : quindi ci vuole la meccanica quantistica.
Grossolanamente, io la vedrei così.
E' vero che al polo (-) della pila non c'è un "reale" addensamento di elettroni ed al polo (+) una reale "rarefazione" di elettroni, ma è come se ci fossero ...
Vi è una "tendenza a spingere" gli elettroni lungo il conduttore da parte degli elettroni stessi nei confronti dei vicini. Questa "tendenza" è tenuta attiva dalle reazioni elettrochimiche (altro argomento molto difficile ...) che avvengono nella pila appena chiudo il circuito.
E' come una reazione a catena. Gli elettroni quasi-liberi (quelli degli ultimi orbitali dei metalli) vicini al polo (-) si sentono spinti verso la direzione opposta ed a loro volta spingoni gli elettroni (liberi) vicini ecc. ecc. ...
Alla fine, in pratica, è come se nel conduttore si instaurasse un campo elettrico uniforme in cui però le cariche si muovono con velocità costante a causa della resistenza (concetto peraltro, così mi risulta, estraneo alle equazioni di Maxwell stesse, perchè tipicamente concetto di fisica statistica). Direi allora che Maxwell fornisce la possibilità di vedere le cose in maniera macroscopica, facendo la "media" dei fenomeni microscopici che avvengono dentro il conduttore ... e che sono descritti dalla meccanica quantistica ...
non sono convinto che per spiegare il fenomeno serva la meccanica quantistica; è sufficiente un po' di elettrochimica e di elettrologia (tutto in ambito classico).
Intanto suggerisco di rivedere come funziona una pila. Vedrete che, quando si creano i presupposti per una reazione di ossidoriduzione in coppie di elementi collegati elettrochimicamente, sugli elettrodi si crea realmente un accumulo di carica, e questo accumulo, se diverso sui due elettrodi, determina la differenza di potenziale. Per capire questo fenomeno è molto istruttiva e facilmente intuibile la cella galvanica. Se andate a vedere come funziona, vedrete che in ogni semielemento, tra elettrodo e elettrolita si stabilisce una differenza di potenziale dovuta all'accumulo di carica sull'elettrodo, guidata dalla tendenza maggiore o minore del matallo ad ossidarsi e ad andare in soluzione (potenziale di riduzione), ed alla concentrazione dei suoi ioni nell'elettrolita. Ripeto, in ogni semielemento si ha un accumulo di carica sull'elettrodo. E' questo accumulo che determina la ddp tra lo stesso e l'elettrolita fino a che non si annulla la tendenza del metallo ad andare in soluzione o, viceversa, dello ione positivo a depositarsi sull'elettrodo. Quando i due semielementi vengono messi in collegamento tramite ponte salino e chiusi su una resistenza, circola corrente. Il fatto che tra gli elettrodi ci fosse una ddp prima della chiusura del circuito vuol dire che nello spazio circostante esiste un campo elettrostatico, che integrato tra un elettrodo e l'altro vale la ddp delle cella. Se in questo spazio immergo un filo conduttore con le estremità prossime agli elettrodi (ma senza contatto), per effetto dell'induzione elettrostatica avremo una separazione di carica nel filo (che si dispone sulla sua superfice), fino a che al suo interno non si ripristina un campo elettrostatico nullo. In questa situazione, se andiamo a considerare un percorso che porta da un elettrodo all'altro passanto nel filo, la ddp la si gioca tutta nello spazio esistente tra elettrodi ed estremità del filo, dove, per induzione, sull'estremità del filo ci sarà una carica di segno opposto rispetto a quella dell'elettrodo.
Cosa succede se stabiliamo un contatto tra elettrodi e filo? E' semplice: la carica posta sulla superfice dell'estremità del filo tenderebbe ad annullarsi con la carica di segno opposto dell'elettrodo (è come un contatto a massa). La pila, però, è in grado di ripristinare l'equilibrio momentaneamente rotto (tramite scambio di ioni coll'elettrolita) e di imporre il potenziale all'elettrodo (tramite accumulo di carica). Quindi, il campo elettrico che prima del contatto andava da un polo all'altro attraverso l'aria, può ora passare anche all'interno del conduttore, perché se questo volesse separare le cariche per induzione elettrostatica (annullando al suo interno il campo), si ritroverebbe messo a massa sugli elettrodi. Come vedete, il problema posto sull'accumulo di carica agli estremi del filo è proprio sbagliato, perché è ammissibile solo in condizioni di mancanza di contatto, e per effetto dell'induzione elettrostatica. Dovete considerare che il fenomeno dell'induzione elettrostatica, e della connessa separazione delle cariche, si verifica proprio in condizioni di assenza di correnti all'interno del conduttore, e la riallocazione della carica sulla superfice dello stesso avviene proprio fino ad annullamento del campo all'interno del conduttore. Quando il filo è chiuso sugli elettrodi, la condizione di campo elettrico nullo all'interno del conduttore viene a mancare, perché sono possibili correnti elettriche. Insomma, l'errore a monte di questo topic sta nell'applicare categorie dell'elettrostatica quando si è in presenza di correnti.
Intanto suggerisco di rivedere come funziona una pila. Vedrete che, quando si creano i presupposti per una reazione di ossidoriduzione in coppie di elementi collegati elettrochimicamente, sugli elettrodi si crea realmente un accumulo di carica, e questo accumulo, se diverso sui due elettrodi, determina la differenza di potenziale. Per capire questo fenomeno è molto istruttiva e facilmente intuibile la cella galvanica. Se andate a vedere come funziona, vedrete che in ogni semielemento, tra elettrodo e elettrolita si stabilisce una differenza di potenziale dovuta all'accumulo di carica sull'elettrodo, guidata dalla tendenza maggiore o minore del matallo ad ossidarsi e ad andare in soluzione (potenziale di riduzione), ed alla concentrazione dei suoi ioni nell'elettrolita. Ripeto, in ogni semielemento si ha un accumulo di carica sull'elettrodo. E' questo accumulo che determina la ddp tra lo stesso e l'elettrolita fino a che non si annulla la tendenza del metallo ad andare in soluzione o, viceversa, dello ione positivo a depositarsi sull'elettrodo. Quando i due semielementi vengono messi in collegamento tramite ponte salino e chiusi su una resistenza, circola corrente. Il fatto che tra gli elettrodi ci fosse una ddp prima della chiusura del circuito vuol dire che nello spazio circostante esiste un campo elettrostatico, che integrato tra un elettrodo e l'altro vale la ddp delle cella. Se in questo spazio immergo un filo conduttore con le estremità prossime agli elettrodi (ma senza contatto), per effetto dell'induzione elettrostatica avremo una separazione di carica nel filo (che si dispone sulla sua superfice), fino a che al suo interno non si ripristina un campo elettrostatico nullo. In questa situazione, se andiamo a considerare un percorso che porta da un elettrodo all'altro passanto nel filo, la ddp la si gioca tutta nello spazio esistente tra elettrodi ed estremità del filo, dove, per induzione, sull'estremità del filo ci sarà una carica di segno opposto rispetto a quella dell'elettrodo.
Cosa succede se stabiliamo un contatto tra elettrodi e filo? E' semplice: la carica posta sulla superfice dell'estremità del filo tenderebbe ad annullarsi con la carica di segno opposto dell'elettrodo (è come un contatto a massa). La pila, però, è in grado di ripristinare l'equilibrio momentaneamente rotto (tramite scambio di ioni coll'elettrolita) e di imporre il potenziale all'elettrodo (tramite accumulo di carica). Quindi, il campo elettrico che prima del contatto andava da un polo all'altro attraverso l'aria, può ora passare anche all'interno del conduttore, perché se questo volesse separare le cariche per induzione elettrostatica (annullando al suo interno il campo), si ritroverebbe messo a massa sugli elettrodi. Come vedete, il problema posto sull'accumulo di carica agli estremi del filo è proprio sbagliato, perché è ammissibile solo in condizioni di mancanza di contatto, e per effetto dell'induzione elettrostatica. Dovete considerare che il fenomeno dell'induzione elettrostatica, e della connessa separazione delle cariche, si verifica proprio in condizioni di assenza di correnti all'interno del conduttore, e la riallocazione della carica sulla superfice dello stesso avviene proprio fino ad annullamento del campo all'interno del conduttore. Quando il filo è chiuso sugli elettrodi, la condizione di campo elettrico nullo all'interno del conduttore viene a mancare, perché sono possibili correnti elettriche. Insomma, l'errore a monte di questo topic sta nell'applicare categorie dell'elettrostatica quando si è in presenza di correnti.
Beh, penso che spiegare i fenomeni atomici senza la MQ si rinuncia a molto ...
La descrizione approfondita di una semplice corrente in un conduttore di rame si fa con complicate equazioni quantistiche dove i "protagonisti" sono gli elettroni e le corrispondenti "lacune".
Con questo approccio si definisce e si capisce come si forma il campo E dentro il conduttore oltre al moto degli elettroni ecc.
Se si suppone E esistente a priori (senza spiegare la sua formazione), il seguente modello statistico classico spiega le leggi di Ohm e di Joule.
L'idea che c'è alla base è "correre in mezzo alla folla".
Consideriamo un reticolo regolare cubico con spigolo L ed N elettroni liberi per unità di volume.
Gli elettroni avranno allora un libero cammino medio dell'ordine di L.
Essi avranno anche una sezione d'urto con i centri del reticolo che dipende da molti fattori fra cui la temperatura. Maggiore temperatura, maggiore agitazione del centri del reticolo (atomi), maggiore sezione d'urto.
Adesso facciamo partire un elettrone accelerato da E (moto uniformemente accelerato) fino a quando incontra un centro del reticolo. Allora avviene un urto nel quale viene rilasciato al reticolo una certa energia. In questo modo l'elettrone praticamente si ferma per poi ripartire ed avere un altro urto.
Microscopicamente, un elettrone procede quimdi a scatti. Mediamente, con velocità costante.
Viene anche rilasciata energia al reticolo che si scalda ...
Questo modellino non è difficile da formalizzare. Chi si vuole cimentare ...
La descrizione approfondita di una semplice corrente in un conduttore di rame si fa con complicate equazioni quantistiche dove i "protagonisti" sono gli elettroni e le corrispondenti "lacune".
Con questo approccio si definisce e si capisce come si forma il campo E dentro il conduttore oltre al moto degli elettroni ecc.
Se si suppone E esistente a priori (senza spiegare la sua formazione), il seguente modello statistico classico spiega le leggi di Ohm e di Joule.
L'idea che c'è alla base è "correre in mezzo alla folla".
Consideriamo un reticolo regolare cubico con spigolo L ed N elettroni liberi per unità di volume.
Gli elettroni avranno allora un libero cammino medio dell'ordine di L.
Essi avranno anche una sezione d'urto con i centri del reticolo che dipende da molti fattori fra cui la temperatura. Maggiore temperatura, maggiore agitazione del centri del reticolo (atomi), maggiore sezione d'urto.
Adesso facciamo partire un elettrone accelerato da E (moto uniformemente accelerato) fino a quando incontra un centro del reticolo. Allora avviene un urto nel quale viene rilasciato al reticolo una certa energia. In questo modo l'elettrone praticamente si ferma per poi ripartire ed avere un altro urto.
Microscopicamente, un elettrone procede quimdi a scatti. Mediamente, con velocità costante.
Viene anche rilasciata energia al reticolo che si scalda ...
Questo modellino non è difficile da formalizzare. Chi si vuole cimentare ...
Due posts fa ho affermato che ai poli di una batteria (a circuito aperto) non vi è un reale addensamento di carica. Ci ho ripensato (e così concordo con kinder) e rettifico quanto detto (anche se questo non modifica ciò che ho scritto nel seguito). A circuito aperto, al polo (-) vi è un reale addensamento di elettroni mentre al polo (+) vi è un reale addensamento di lacune.
Quello che però a me risulta (da studi fatti molto anni fa e purtroppo più "aggiornati") è che il campo E che si instaura dentro il conduttore a circuito chiuso non è lo stesso presente in "aria" a circuito aperto (qui, invece, sono in disaccordo con kinder, se ho capito bene il suo ottimo post).
A circuito aperto (in aria), il campo E è quello formato da due cariche elettrostatiche di segno opposto poste su due conduttori (i poli della batteria) di una data foggia ad una certa distanza fra loro. Direi una sorta di dipolo o di condensatore.
A circuito chiuso (nel conduttore), il campo E è quello che si genera a causa degli urti degli elettroni "spinti" dalla pila.
Mi sembrano due cose diverse ...
ps. una considerazione interessante. Gli elettroni liberi di un conduttore si dovrebbero comportare come un gas di fermioni che soddisfano quindi la statistica di Fermi-Dirac.
Altra considerazione. La spiegazione della conducibilità elettrica è strettamente legata alla spiegazione della conducibilità termica. Dipende tutto da come si muovono gli elettroni.
Quello che però a me risulta (da studi fatti molto anni fa e purtroppo più "aggiornati") è che il campo E che si instaura dentro il conduttore a circuito chiuso non è lo stesso presente in "aria" a circuito aperto (qui, invece, sono in disaccordo con kinder, se ho capito bene il suo ottimo post).
A circuito aperto (in aria), il campo E è quello formato da due cariche elettrostatiche di segno opposto poste su due conduttori (i poli della batteria) di una data foggia ad una certa distanza fra loro. Direi una sorta di dipolo o di condensatore.
A circuito chiuso (nel conduttore), il campo E è quello che si genera a causa degli urti degli elettroni "spinti" dalla pila.
Mi sembrano due cose diverse ...
ps. una considerazione interessante. Gli elettroni liberi di un conduttore si dovrebbero comportare come un gas di fermioni che soddisfano quindi la statistica di Fermi-Dirac.
Altra considerazione. La spiegazione della conducibilità elettrica è strettamente legata alla spiegazione della conducibilità termica. Dipende tutto da come si muovono gli elettroni.
Grazie a tutti per avermi illuminato! Quindi a circuito aperto le cariche ci sono. E mi permetto di proporre la formula per calcolare quante ce ne sono:
Q=C*V dove V è il voltaggio nominale della pila e C la capacità del sistema condensatore costituita dai due poli metallici immersi in aria. Dico bene? Quindi una quantità minima ma non trascurabile.
E quindi se tocchiamo un metallo non isolato (come unrubinetto) anche con un solo polo della pila, questa cede cariche ed a lungo andare si scarica! Quante "toccate" mi sono concesse prima di scaricare la pila?
Topi
Q=C*V dove V è il voltaggio nominale della pila e C la capacità del sistema condensatore costituita dai due poli metallici immersi in aria. Dico bene? Quindi una quantità minima ma non trascurabile.
E quindi se tocchiamo un metallo non isolato (come unrubinetto) anche con un solo polo della pila, questa cede cariche ed a lungo andare si scarica! Quante "toccate" mi sono concesse prima di scaricare la pila?
Topi
"arriama":
...
Quello che però a me risulta (da studi fatti molto anni fa e purtroppo più "aggiornati") è che il campo E che si instaura dentro il conduttore a circuito chiuso non è lo stesso presente in "aria" a circuito aperto (qui, invece, sono in disaccordo con kinder, se ho capito bene il suo ottimo post).
A circuito aperto (in aria), il campo E è quello formato da due cariche elettrostatiche di segno opposto poste su due conduttori (i poli della batteria) di una data foggia ad una certa distanza fra loro. Direi una sorta di dipolo o di condensatore.
A circuito chiuso (nel conduttore), il campo E è quello che si genera a causa degli urti degli elettroni "spinti" dalla pila.
Mi sembrano due cose diverse ...
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Infatti, non mi sembra di aver detto che il campo elettrico sia lo stesso di quello in aria. Tra l'altro, il campo elettrico nel filo è uguale al prodotto della densità di corrente per la resistività del materiale. Ciò vuol dire che se il filo è di sezione costante, la densità di corrente è costante, quindi anche il campo elettrico, e pari a $(ddp)/L$, in cui $L$ è la lunghezza del filo.
Grazie ancora per la disponibilità, questo problema che ho posto sembra più difficile da capire di quello che si potrebbe pensare di primo acchito.
1) Per Arriama
se tu mi spieghi la corrente degli elettroni nella resistenza con la fisica quantistica non posso dirti nulla perchè non conosco la quantistica. Quello che ho capito è che in fisica quantistica il moto degli elettroni può essere spiegato con una sorta di 'spinta' tra di loro senza che vi sia oggettivamente un campo elettrico, è così?
2) Per Kinder
prima dello studio della fisica quantistica esistevano già i circuiti e vi erano (e vi sono) certamenti dei modelli di fisica classica che spiegavano in qualche modo il banale circuito che ho proposto quindi, come dici tu, il fenomeno da me indicato deve poter essere spiegato con l'elettrologia e l'elettrochimica.
Tu dici che a circuito aperto ai poli della pila vi è un addensamento di cariche opposte e che quando avviciniamo i capi della resistenza ai poli della batteria senza toccarli si creano delle cariche opposte ai capi della resistenza per induzione elettrostatica: ti faccio notare che l'induzione elettrostatica si crea quando in un campo elettrico si pone un materiale isolante come accade in un condensatore a piastre, nel caso in cui in un campo E si mette un conduttore non si parla di induzione elettrostatica perchè appunto il conduttore non è un isolante. Ad ogni modo in questo caso le cariche (elettroni) del conduttore si dispongono solo sulla superficie del metallo (in particolare sulle punte), tendono a determinare un campo elettrico nullo dentro il conduttore e tendono a creare un campo che si oppone al campo esterno in modo che in condizioni di equilibrio non vi sia moto di cariche nel conduttore stesso. Comunque probabilmente in tale situazione, come tu dici, ai poli della pila vi è addensamento di cariche e ai capi della resistenza vi è addensamento di cariche opposte a quelle dei poli della batteria ai quali i capi del conduttore sono vicini.
Credo ancora che tu abbia ragione quando dici che unendo la resistenza ai poli della batteria si verifica un fenomeno 'transitorio' in cui le cariche presenti ai capi della resistenza si scaricano sui poli della batteria e la batteria tende a ripristinare le cariche ai suoi poli.
Poi tu sostieni:
'Quindi, il campo elettrico che prima del contatto andava da un polo all'altro attraverso l'aria, può ora passare anche all'interno del conduttore, perché se questo volesse separare le cariche per induzione elettrostatica (annullando al suo interno il campo), si ritroverebbe messo a massa sugli elettrodi.'
Qui non sono d'accordo perchè il conduttore non può assolutamente separare le cariche per induzione elettrostatica in quanto è in contatto con i poli della batteria e quindi è in contatto con delle cariche (solo un isolante in contatto con una carica va incontro ad induzione elettrostatica perchè non conduce corrente).
Non essendoci quindi l'induzione elettrostatica e la conseguente messa a massa da parte del conduttore siamo nella situazione in cui la resistenza è collegata ai poli della batteria, la carica elettrostatica che era presente ai capi del conduttore si è scaricata sui poli della pila, la pila ha ripristinato le cariche ai suoi poli e poi? Cosa succede poi? Non dovrebbe accadere che le cariche restano stabili e costanti (finchè il circuito è chiuso) ai poli della batteria e che queste cariche determinino un campo elettrico sia nell'aria sia nel conduttore? (Il campo E presente nell'aria non condurrebbe corrente perchè nell'aria non vi sono cariche mentre nella resistenza il campo dovuto alle cariche presenti ai poli della pila condurrebbe la corrente poichè nel conduttore vi sono elettroni liberi).
Cosa ne pensi Kinder? (Forse non ho capito bene nei dettagli la parte finale del tuo penultimo post)
Un saluto e grazie a tutti
1) Per Arriama
se tu mi spieghi la corrente degli elettroni nella resistenza con la fisica quantistica non posso dirti nulla perchè non conosco la quantistica. Quello che ho capito è che in fisica quantistica il moto degli elettroni può essere spiegato con una sorta di 'spinta' tra di loro senza che vi sia oggettivamente un campo elettrico, è così?
2) Per Kinder
prima dello studio della fisica quantistica esistevano già i circuiti e vi erano (e vi sono) certamenti dei modelli di fisica classica che spiegavano in qualche modo il banale circuito che ho proposto quindi, come dici tu, il fenomeno da me indicato deve poter essere spiegato con l'elettrologia e l'elettrochimica.
Tu dici che a circuito aperto ai poli della pila vi è un addensamento di cariche opposte e che quando avviciniamo i capi della resistenza ai poli della batteria senza toccarli si creano delle cariche opposte ai capi della resistenza per induzione elettrostatica: ti faccio notare che l'induzione elettrostatica si crea quando in un campo elettrico si pone un materiale isolante come accade in un condensatore a piastre, nel caso in cui in un campo E si mette un conduttore non si parla di induzione elettrostatica perchè appunto il conduttore non è un isolante. Ad ogni modo in questo caso le cariche (elettroni) del conduttore si dispongono solo sulla superficie del metallo (in particolare sulle punte), tendono a determinare un campo elettrico nullo dentro il conduttore e tendono a creare un campo che si oppone al campo esterno in modo che in condizioni di equilibrio non vi sia moto di cariche nel conduttore stesso. Comunque probabilmente in tale situazione, come tu dici, ai poli della pila vi è addensamento di cariche e ai capi della resistenza vi è addensamento di cariche opposte a quelle dei poli della batteria ai quali i capi del conduttore sono vicini.
Credo ancora che tu abbia ragione quando dici che unendo la resistenza ai poli della batteria si verifica un fenomeno 'transitorio' in cui le cariche presenti ai capi della resistenza si scaricano sui poli della batteria e la batteria tende a ripristinare le cariche ai suoi poli.
Poi tu sostieni:
'Quindi, il campo elettrico che prima del contatto andava da un polo all'altro attraverso l'aria, può ora passare anche all'interno del conduttore, perché se questo volesse separare le cariche per induzione elettrostatica (annullando al suo interno il campo), si ritroverebbe messo a massa sugli elettrodi.'
Qui non sono d'accordo perchè il conduttore non può assolutamente separare le cariche per induzione elettrostatica in quanto è in contatto con i poli della batteria e quindi è in contatto con delle cariche (solo un isolante in contatto con una carica va incontro ad induzione elettrostatica perchè non conduce corrente).
Non essendoci quindi l'induzione elettrostatica e la conseguente messa a massa da parte del conduttore siamo nella situazione in cui la resistenza è collegata ai poli della batteria, la carica elettrostatica che era presente ai capi del conduttore si è scaricata sui poli della pila, la pila ha ripristinato le cariche ai suoi poli e poi? Cosa succede poi? Non dovrebbe accadere che le cariche restano stabili e costanti (finchè il circuito è chiuso) ai poli della batteria e che queste cariche determinino un campo elettrico sia nell'aria sia nel conduttore? (Il campo E presente nell'aria non condurrebbe corrente perchè nell'aria non vi sono cariche mentre nella resistenza il campo dovuto alle cariche presenti ai poli della pila condurrebbe la corrente poichè nel conduttore vi sono elettroni liberi).
Cosa ne pensi Kinder? (Forse non ho capito bene nei dettagli la parte finale del tuo penultimo post)
Un saluto e grazie a tutti
Secondo me, la MQ serve per spiegare nei minimi dettagli la condicibilità elettrica (e termica) nei conduttori.
Si può avere anche una spiegazione classica, ovviamente, che della quantistica è una approssimazione.
Il modellino statistico che ho proposto, infatti, è completamente classico ... e può spigare con ottima approssimazione quello che succede in realtà.
Se uso un amperometro da 1 mA di sensibilità, poi, la descrizione quantistica è del tutto superflua ...
La MQ (oltre che per capire nel minimo dettaglio i fenomeni in generale) è indispensabile invece in fenomeni limite come la superconduttività ecc. Per quei fenomeni non vi è spiegazione classica ...
Credo che il campo elettrico in un conduttore collegato ad una batteria (ma anche ad una dinamo ecc.) sia "fisicamente" creato dalle "spinte" che gli elettroni ricevono e trasmettono ai vicini. Si tratta di urti diciamo (scusa la libertà di espressione) "elettrici" ... se mando un elettrone addosso ad una altro, essi non vengono a contatto, ma, a causa della forza repulsiva fra loro, il secondo scapperà via come fosse spinto da un "campo elettrico locale". Se fai la somma su tutti gli elettroni di tutti questi campi elettrici locali e fai la media (rispetto al numero degli elettroni e nel tempo), trovi un campo uniforme E ... che è quello che si presuppone esista nel conduttore ... e che semplifica i ragionamenti ed i calcoli ...
Si può avere anche una spiegazione classica, ovviamente, che della quantistica è una approssimazione.
Il modellino statistico che ho proposto, infatti, è completamente classico ... e può spigare con ottima approssimazione quello che succede in realtà.
Se uso un amperometro da 1 mA di sensibilità, poi, la descrizione quantistica è del tutto superflua ...
La MQ (oltre che per capire nel minimo dettaglio i fenomeni in generale) è indispensabile invece in fenomeni limite come la superconduttività ecc. Per quei fenomeni non vi è spiegazione classica ...
Credo che il campo elettrico in un conduttore collegato ad una batteria (ma anche ad una dinamo ecc.) sia "fisicamente" creato dalle "spinte" che gli elettroni ricevono e trasmettono ai vicini. Si tratta di urti diciamo (scusa la libertà di espressione) "elettrici" ... se mando un elettrone addosso ad una altro, essi non vengono a contatto, ma, a causa della forza repulsiva fra loro, il secondo scapperà via come fosse spinto da un "campo elettrico locale". Se fai la somma su tutti gli elettroni di tutti questi campi elettrici locali e fai la media (rispetto al numero degli elettroni e nel tempo), trovi un campo uniforme E ... che è quello che si presuppone esista nel conduttore ... e che semplifica i ragionamenti ed i calcoli ...
Quindi se ho capito bene con la MQ abbiamo una rivoluzione delle interpretazioni e modelli della fisica classica rispetto al campo elettrico. In fisica classica si ragiona dicendo che gli elettroni si muovono a causa della presenza di un campo elettrico, in MQ invece è esattamente il contrario cioè gli elettroni si muovono in base a delle 'spinte' (di cui ignoro la causa perchè non conosco la MQ) e solo apparentemente questo loro moto è determinato da una forza che i fisici classici hanno chiamato forza elettrica e che divisa per la carica di prova dà quello che hanno chiamato campo elettrico. In sostanza voglio dire che il modello del campo elettrico andava bene per i fisici clasici per spiegare i fenomeni elettrici mentre in MQ è irrilevante ed acquistano importanza altri modelli come quello delle 'spinte' degli elettroni a cui tu fai riferimento. Ma se ciò è vero cioè se il modello del campo elettrico in MQ è irrilevante come si spiega in MQ una onda elettromagnetica che nella visione classica è spiegata come un interlacciarsi di campo elettrico e magnetico nel vuoto senza la presenza di alcuna carica elettrica? Anche nel caso dell'onda elettromagnetica la MQ riesce a fare a meno della ipotesi del campo elettrico?
Grazie ancora,
ciao.
Grazie ancora,
ciao.
Beh, no. Il campo elettrico esiste anche in MQ, solo che è, ovviamente, quantizzato, cioè ha uno spettro energetico discreto e molte altre caratteristiche.
La MQ, però tende a quella classica per h-tagliato tendente a zero, cioè, in soldoni, se ci si accontenta di una bassa precisione.
Ho voluto sottolineare l'importanza della MQ in questo fenomeno della conduzione perchè, secondo me, aiuta a capire meglio. Se però non se ne conoscono le fondamenta (della MQ), è meglio continuare ad usare il modello classico che è spesso sufficiente per farsi una prima idea.
Io volevo semplicemente mettere l'accento su "come" si forma il campo elettrico dentro il conduttore così come me l'immagino io, cercando di "vedere" il microcosmo del conduttore con occhi da ... Nembo Kid (il nome di Superman quando ero giovane) ...
Il generatore di tensione mette in moto gli elettroni i quali "spingono" i successivi e tutti quanti saltano da un orbitale esterno all'altro degli atomi che costituiscono il reticolo del metallo.
Saltando da un orbitale all'altro, incalzati da quelli che vengono dietro, comunicano energia agli atomi del reticolo (così come ho esposto nel mio precedente modello approssimato che è, ribadisco, assolutamente classico).
Queste spinte sono dovute alla repulsione elettrica (quindi del campo elettrico che, ovviamente, esiste in ogni modello classico o quantistico che sia) fra gli elettroni.
Per quanto riguarda la radiazione elettromagnetica, nella MQ essa è formata da fotoni, sorta di "particelle" di energia $E = h*f$, dove h è la costante di Plank ed f è la frequenza del fotone (come vedi, questa "strana" particella conserva la natura ondulatoria perchè, per la MQ, vige il dualismo onda-corpuscolo).
Un fotone viene emesso e/o assorbito da un elettrone quando passa da un livello energetico all'altro o viceversa.
Nel conduttore, quindi, a causa di questo "spingere" e "saltare" degli elettroni, si formano anche molti fotoni che viaggiano dentro il conduttore e vanno anche fuori (come tutti sanno si genera attorno al conduttore un campo magnetico ...).
Beh, insomma, un mondo molto "movimentato" ma sicuramente ... interessante ...
ps. pensierino finale ed estemporaneo : senza la MQ un atomo non potrebbe neppure esistere ... o meglio, siccome un atomo è quello che è, MQ o non MQ, è meglio dire che senza la MQ noi non potremmo neppure spiegarci come fa ad esistere un atomo ...
Secondo Maxwell, un elettrone che ruota attorno ad un nucleo emette radiazione (perchè in moto accelerato) e quindi perde energia, per cui è inesorabilmente destinato a cadere nel nucleo ...
La MQ, però tende a quella classica per h-tagliato tendente a zero, cioè, in soldoni, se ci si accontenta di una bassa precisione.
Ho voluto sottolineare l'importanza della MQ in questo fenomeno della conduzione perchè, secondo me, aiuta a capire meglio. Se però non se ne conoscono le fondamenta (della MQ), è meglio continuare ad usare il modello classico che è spesso sufficiente per farsi una prima idea.
Io volevo semplicemente mettere l'accento su "come" si forma il campo elettrico dentro il conduttore così come me l'immagino io, cercando di "vedere" il microcosmo del conduttore con occhi da ... Nembo Kid (il nome di Superman quando ero giovane) ...
Il generatore di tensione mette in moto gli elettroni i quali "spingono" i successivi e tutti quanti saltano da un orbitale esterno all'altro degli atomi che costituiscono il reticolo del metallo.
Saltando da un orbitale all'altro, incalzati da quelli che vengono dietro, comunicano energia agli atomi del reticolo (così come ho esposto nel mio precedente modello approssimato che è, ribadisco, assolutamente classico).
Queste spinte sono dovute alla repulsione elettrica (quindi del campo elettrico che, ovviamente, esiste in ogni modello classico o quantistico che sia) fra gli elettroni.
Per quanto riguarda la radiazione elettromagnetica, nella MQ essa è formata da fotoni, sorta di "particelle" di energia $E = h*f$, dove h è la costante di Plank ed f è la frequenza del fotone (come vedi, questa "strana" particella conserva la natura ondulatoria perchè, per la MQ, vige il dualismo onda-corpuscolo).
Un fotone viene emesso e/o assorbito da un elettrone quando passa da un livello energetico all'altro o viceversa.
Nel conduttore, quindi, a causa di questo "spingere" e "saltare" degli elettroni, si formano anche molti fotoni che viaggiano dentro il conduttore e vanno anche fuori (come tutti sanno si genera attorno al conduttore un campo magnetico ...).
Beh, insomma, un mondo molto "movimentato" ma sicuramente ... interessante ...
ps. pensierino finale ed estemporaneo : senza la MQ un atomo non potrebbe neppure esistere ... o meglio, siccome un atomo è quello che è, MQ o non MQ, è meglio dire che senza la MQ noi non potremmo neppure spiegarci come fa ad esistere un atomo ...
Secondo Maxwell, un elettrone che ruota attorno ad un nucleo emette radiazione (perchè in moto accelerato) e quindi perde energia, per cui è inesorabilmente destinato a cadere nel nucleo ...
ps.
senza parlare del fatto che senza la MQ non si può capire come si forma un legame chimico, un reticolo solido, perchè gli elettroni più esterni dei metalli sono quasi-liberi, perchè invece gli elettroni esterni dei non metalli è fatica staccarli dai loro atomi (per cui certi materiali sono isolanti) ecc. ecc.
Insomma, la MQ ci fornisce una descrizione del microcosmo molto accurata ... e pensando che essa si basa su principi probabilistici (o addirittura che negano la possibilità di "conoscere" con precisione la realtà, come il principio di indeterminazione), questo è proprio sorprendente ...
senza parlare del fatto che senza la MQ non si può capire come si forma un legame chimico, un reticolo solido, perchè gli elettroni più esterni dei metalli sono quasi-liberi, perchè invece gli elettroni esterni dei non metalli è fatica staccarli dai loro atomi (per cui certi materiali sono isolanti) ecc. ecc.
Insomma, la MQ ci fornisce una descrizione del microcosmo molto accurata ... e pensando che essa si basa su principi probabilistici (o addirittura che negano la possibilità di "conoscere" con precisione la realtà, come il principio di indeterminazione), questo è proprio sorprendente ...
"Squark":
...
2) Per Kinder
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Tu dici che a circuito aperto ai poli della pila vi è un addensamento di cariche opposte e che quando avviciniamo i capi della resistenza ai poli della batteria senza toccarli si creano delle cariche opposte ai capi della resistenza per induzione elettrostatica: ti faccio notare che l'induzione elettrostatica si crea quando in un campo elettrico si pone un materiale isolante come accade in un condensatore a piastre, nel caso in cui in un campo E si mette un conduttore non si parla di induzione elettrostatica perchè appunto il conduttore non è un isolante.
...
Qui non sono d'accordo perchè il conduttore non può assolutamente separare le cariche per induzione elettrostatica in quanto è in contatto con i poli della batteria e quindi è in contatto con delle cariche (solo un isolante in contatto con una carica va incontro ad induzione elettrostatica perchè non conduce corrente).
Non essendoci quindi l'induzione elettrostatica e la conseguente messa a massa da parte del conduttore siamo nella situazione in cui la resistenza è collegata ai poli della batteria, la carica elettrostatica che era presente ai capi del conduttore si è scaricata sui poli della pila, la pila ha ripristinato le cariche ai suoi poli e poi? Cosa succede poi? Non dovrebbe accadere che le cariche restano stabili e costanti (finchè il circuito è chiuso) ai poli della batteria e che queste cariche determinino un campo elettrico sia nell'aria sia nel conduttore? (Il campo E presente nell'aria non condurrebbe corrente perchè nell'aria non vi sono cariche mentre nella resistenza il campo dovuto alle cariche presenti ai poli della pila condurrebbe la corrente poichè nel conduttore vi sono elettroni liberi).
Cosa ne pensi Kinder? (Forse non ho capito bene nei dettagli la parte finale del tuo penultimo post)
Non hai inteso correttamente alcuni miei passaggi perché non hai acquisito correttamente il concetto di induzione elettrostatica che, mi sembra, confondi forse con la polarizzazione che si presenta nei dielettrici. Ti suggerisco, se non l'hai già fatto, di rivedere sia i conduttori (e l'induzione elettrostatica) sia i dielettrici (e la polarizzazione).
Pe consentire una migliore comprensione di questi fenomeni offro il seguente spunto: cosa succede se immergo un filo conduttore percorso da corrente, in uno spazio sede di un campo elettrostatico? Qual'è i campo elettrico all'interno del filo? Cosa si può dire sulla distribuzione di carica nel/sul filo?
https://www.matematicamente.it/f/viewtopic.php?t=14713
Interessante ed utile per la discussione che si porta avanti qui.
Interessante ed utile per la discussione che si porta avanti qui.
1) Per Arriama
D'accordo, per capire in dettaglio il problema da me proposto la MQ si presterebbe sicuramente meglio ma non conoscendola mi accontenterei di conoscere e capire il problema secondo il modello della fisica classica. Ed io volevo appunto sapere secondo tale modello come viene spiegato (come si forma) il campo elettrico nella resistenza.
Tu hai parlato di 'principio di indeterminazione di Heisenberg' ed io so che in Fisica Quantistica vi sono altre 'indeterminazioni', ad esempio una particella subnucleare può assumere diversi stati quantici e per descrivere tale fenomeno si parla di 'funzione d'onda' che indica la probabilità che una subparticella assuma uno stato quantico, quando un fisico, tramite una opportuna strumentazione, cerca di sapere in quale stato si trova una subparticella allora la influenza, la 'funzione d'onda' collassa e la particella si presenterà in un preciso stato quantico. Quello che volevo chiederti è: questa 'indeterminazione' dello stato quantico in cui si trova la subparticella è oggettiva, cioè è reale nella natura, o invece è solo apparente in quanto i fisici ancora non hanno un metodo che permette di osservare lo stato quantico preciso della subparticella senza influenzarla? Mi spiego meglio: se noi potessimo osservare la subparticella senza influenzarla in alcun modo la vedremmo occupare uno stato quantico preciso o la vedremmo 'occupare contemporaneamente' tutti i suoi stati quantici possibili? Insomma, l'indeterminazione dello stato quantico che assume la subparticella è una indeterminazione che presenta la natura (perchè nel microcosmo la natura è così) o è una indeterminazione dovuta al fatto che i fisici non riescono a stabilire lo stato assunto dalla subparticella senza influenzarla e quindi essi, i fisici, cercano di studiare il fenomeno con un modello che introduce una 'funzione d'onda' e una indeterminazione relativa alla subparticella?
2) Per Kinder
Si, in effetti mi sono spiegato male: il termine 'induzione', almeno nel mio libro di fisica, si riferisce all'induzione elettromagnetica legata alla legge di Faraday-Henry ed ai campi magnetici variabili, in realtà quando un conduttore o isolante si pone in un campo elettrico non si parla di induzione ma di polarizzazione, solo che la polarizzazione dei conduttori è molto diversa dalla polarizzazione dei dielettrici.
Quindi la batteria non collegata ad alcunchè presenta una carica positiva al polo + ed una negativa al polo -, quando i capi della resistenza vengono avvicinati ai poli della batteria si crea una separazione di cariche nella resistenza dovuta alla polarizzazione (o come la chiami tu alla induzione elettrostatica), quando, poi, la resistenza viene posta a contatto con i poli della batteria la carica elettrostatica della resistenza si scarica sulla pila e poi cosa succede? Quali altri fenomeni transitori si verificano prima di giungere alla situazione costante di regime? E nella situazione di regime cosa e come crea il campo elettrico uniforme nella resistenza? Naturalmente queste domande devono trovare risposta nel modello classico della fisica e noi vogliamo accontentarci di esso per spiegare il problema non conoscendo i modelli della fisica quantistica.
Per quanto riguarda il tuo spunto che hai citato alla fine del post io credo che se nel conduttore c'è una corrente costante dentro di esso ci deve essere un campo elettrico uniforme, se il conduttore viene immerso in un campo elettrostatico tale campo sarà presente anche nel cinduttore (naturalmente calcolato con una certa 'epsilon con r' che dipende dalla suscettibilità elettrica del conduttore). Il campo applicato dall'esterno si somma vettorialmente al campo presente all'interno del conduttore e può succedere di tutto a seconda della direzione ed intensità del campo esterno: può darsi che la corrente nel filo cambia verso o diventa zero o può darsi che si verifica una specie di effetto Hall cioè gli elettroni continuano a scorrere nel filo ma si spostano tutti su un lato o sull'altro della superficie del conduttore.
D'accordo, per capire in dettaglio il problema da me proposto la MQ si presterebbe sicuramente meglio ma non conoscendola mi accontenterei di conoscere e capire il problema secondo il modello della fisica classica. Ed io volevo appunto sapere secondo tale modello come viene spiegato (come si forma) il campo elettrico nella resistenza.
Tu hai parlato di 'principio di indeterminazione di Heisenberg' ed io so che in Fisica Quantistica vi sono altre 'indeterminazioni', ad esempio una particella subnucleare può assumere diversi stati quantici e per descrivere tale fenomeno si parla di 'funzione d'onda' che indica la probabilità che una subparticella assuma uno stato quantico, quando un fisico, tramite una opportuna strumentazione, cerca di sapere in quale stato si trova una subparticella allora la influenza, la 'funzione d'onda' collassa e la particella si presenterà in un preciso stato quantico. Quello che volevo chiederti è: questa 'indeterminazione' dello stato quantico in cui si trova la subparticella è oggettiva, cioè è reale nella natura, o invece è solo apparente in quanto i fisici ancora non hanno un metodo che permette di osservare lo stato quantico preciso della subparticella senza influenzarla? Mi spiego meglio: se noi potessimo osservare la subparticella senza influenzarla in alcun modo la vedremmo occupare uno stato quantico preciso o la vedremmo 'occupare contemporaneamente' tutti i suoi stati quantici possibili? Insomma, l'indeterminazione dello stato quantico che assume la subparticella è una indeterminazione che presenta la natura (perchè nel microcosmo la natura è così) o è una indeterminazione dovuta al fatto che i fisici non riescono a stabilire lo stato assunto dalla subparticella senza influenzarla e quindi essi, i fisici, cercano di studiare il fenomeno con un modello che introduce una 'funzione d'onda' e una indeterminazione relativa alla subparticella?
2) Per Kinder
Si, in effetti mi sono spiegato male: il termine 'induzione', almeno nel mio libro di fisica, si riferisce all'induzione elettromagnetica legata alla legge di Faraday-Henry ed ai campi magnetici variabili, in realtà quando un conduttore o isolante si pone in un campo elettrico non si parla di induzione ma di polarizzazione, solo che la polarizzazione dei conduttori è molto diversa dalla polarizzazione dei dielettrici.
Quindi la batteria non collegata ad alcunchè presenta una carica positiva al polo + ed una negativa al polo -, quando i capi della resistenza vengono avvicinati ai poli della batteria si crea una separazione di cariche nella resistenza dovuta alla polarizzazione (o come la chiami tu alla induzione elettrostatica), quando, poi, la resistenza viene posta a contatto con i poli della batteria la carica elettrostatica della resistenza si scarica sulla pila e poi cosa succede? Quali altri fenomeni transitori si verificano prima di giungere alla situazione costante di regime? E nella situazione di regime cosa e come crea il campo elettrico uniforme nella resistenza? Naturalmente queste domande devono trovare risposta nel modello classico della fisica e noi vogliamo accontentarci di esso per spiegare il problema non conoscendo i modelli della fisica quantistica.
Per quanto riguarda il tuo spunto che hai citato alla fine del post io credo che se nel conduttore c'è una corrente costante dentro di esso ci deve essere un campo elettrico uniforme, se il conduttore viene immerso in un campo elettrostatico tale campo sarà presente anche nel cinduttore (naturalmente calcolato con una certa 'epsilon con r' che dipende dalla suscettibilità elettrica del conduttore). Il campo applicato dall'esterno si somma vettorialmente al campo presente all'interno del conduttore e può succedere di tutto a seconda della direzione ed intensità del campo esterno: può darsi che la corrente nel filo cambia verso o diventa zero o può darsi che si verifica una specie di effetto Hall cioè gli elettroni continuano a scorrere nel filo ma si spostano tutti su un lato o sull'altro della superficie del conduttore.
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