Forze di contatto: interazione elettromagnetica

[tmox]

Buona sera.

Le cosiddette "forze di contatto" sono una manifestazione della forza elettromagnetica. Tuttavia non é necessario che i due corpi siano carichi elettrostaticamente affinché essi si scambino delle forze. Con quale meccanismo, allora, la forza elettromagnetica si manifesta tra due corpi messi a contatto? Da che distanza in poi inizia ad agire? E come mai questa forza sarà sempre di natura "repulsiva" e mai "attrattiva" (si pensi al bicchiere posato sul tavolo)?

[Sk_Anonymous]

La risposta nel modello semiclassico è che sì, è vero che i due corpi a contatto possono essere globalmente neutri ma gli elettroni periferici sulla superficie dei due corpi posti a contatto generano tra loro una forza repulsiva tale da generare appunto la forza di contatto. C'è più di un punto interrogativo in questo modello ed in effetti il vero motivo è da ricercare a livello quantistico, precisamente nel principio di esclusione di Pauli. Non possono esserci due elettroni nello stesso "luogo spaziale" con tutti i numeri quantici uguali. Quindi questa impossibilità fa sì che i due corpi si tengano ben separati gli uni dagli altri e non si fondano toccandosi. Lo stesso principio ma al contrario tiene insieme atomi diversi (e non ) poiché il legame chimico non è altro che una connessione tra particelle vicine con numeri quantici in parte differenti. Per una vera trattazione della questione dovresti consultare dei manuali di stato solido o quantistica applicata.

[tmox]

Grazie infinite! La repulsione in atto può essere comunque considerata come veicolata dal campo elettrico? Voglio dire, nel momento in cui le particelle sono troppo vicine, la loro interazione avverrà mediante il campo Elettrico al pari di particelle cariche?

[Sk_Anonymous]

Sì allora diciamo che l'interazione avviene mediante il campo elettromagnetico, ma per essere spiegata compiutamente necessita per forza della meccanica quantistica. La derivazione non è semplice, quindi non è qualcosa che si possa dimostrare in qualche riga ed anche la dimostrazione che la forza di Pauli non è una forza fondamentale richiede un po' presupposti. In genere sui testi di stato solido questa cosa occupa capitoli interi, quindi a parte queste informazioni molto generali non mi sento di dire altro, perché qualunque altra informazione addotta in breve sarebbe pesantemente incompleta.