Perchè un filo percorso da corrente genera un campo magnetico?

[Nick_931]

Ciao ragazzi. Avrei una domanda da porvi. Probabilmente è una domanda banale, ma non riesco a capire perchè gli elettroni in movimento generano un campo magnetico? Ciò che entra in gioco è lo spin, o altri fenomeni da ricercare nella meccanica quantistica?

[Sk_Anonymous]

Non è una domanda banale. Si può dire che Einstein, sempre lui, si pose questa e altre domande, su alcune incongruenze, meglio incompatibilità, che aveva rilevato nella teoria dell'elettromagnetismo di Maxwell, rispetto alla Meccanica Classica, e diede pure le risposte, nel suo famoso articolo "Sull'elettrodinamica del corpi in moto" del 1905. LA teoria della Relativita Ristretta è nata proprio da lí, detto così in due righe.

Se hai occasione di procurarti questo libro : "Sexl e Schmidt- Spaziotempo" (Boringhieri), ci trovi la spiegazione del motivo per cui una carica in moto genera un campo magnetico, approfondita pure con una certa dose di Matematica, nel capitolo sulla elettrodinamica relativistica. E non importa, a mio parere, che sia un libro "divulgativo" . È ottima divulgazione,credimi.

Ad un certo punto l'autore dice :

" La teoria della Relativita spiega le forze magnetiche mediante la contrazione di Lorentz della distanza delle cariche elettriche in movimento" .

Ad ogni modo penso che ogni buon testo di Elettrodinamica dovrebbe spiegarlo a sufficienza, se vuoi andare in profondità.

Ti dò alcuni suggerimenti, da cercare in rete :

"Andrea Carati e Luigi Galgani- Mecc Raz. cap 5 : Teoria della Relativita - parte seconda : Particelle in campo elettromagnetico"

"Dimitri Colferai : Appunti di Relativita speciale - Univ. di Firenze"

[Cmax1]

In modo più prosaico, si può dire che la gente ha storicamente rilevato che il campo elettrico è collegato a qualcosa che è stata chiamata carica elettrica, ed il campo magnetico al suo movimento, cioè alla corrente. Le equazioni di Maxwell nella forma usuale rappresentano la sintesi formale di questa teoria a base fenomenologica. Più o meno la stessa categoria di gente non ha impiegato molto ad accorgersi che una simile base poneva dei problemi: una carica può essere in movimento rispetto all'osservatore, ma può anche essere quest'ultimo ad esserlo rispetto alla carica, così da rilevare un campo magnetico che non risulterebbe invece nel sistema della carica. La spiegazione (o meglio lo sviluppo di un formalismo che renda conto di questa ambiguità) viene fornita nel contesto della Teoria della Relatività Ristretta (il cui articolo originale non a caso si riferisce all'elettrodinamica dei corpi in movimento). Il prezzo da pagare, chiarito successivamente, è che si deve rinunciare, in certi ambiti, ma nel mondo applicativo non ce n'è bisogno, a considerare campi elettrico e magnetico nel rassicurante formalismo dei vettori ma diventano componenti di un oggetto che si chiama tensore elettromagnetico. Oltre ai testi citati da navigatore, consiglierei anche l'eterno J.D. Jackson, Classical Electrodynamics. Può essere un po' ostico inizialmente, ma se frequenti Matematica o Fisica la fatica impiegata nei primi tempi è destinata a rivelarsi un buon investimento.

[Nick_931]

Vi ringrazio dei suggerimenti ho appena iniziato a studiare la parte della magnetostatica, quindi per il momento la forza di Lorentz, la legge di Biot e Savart, ecc.. sono semplicemente dedotte da fatti sperimentali a livello macroscopico. Con la relatività dovrebbe saltar fuori cosa accade realmente a livello microscopico

[Cmax1]

La relatività non chiarisce tanto cosa succede a livello microscopico, ma fornisce semplicemente (si fa per dire ...) un quadro concettuale in cui non c'è distinzione tra campo magnetico ed elettrico. La domanda iniziale Perchè un filo percorso da corrente genera un campo magnetico? si rivela così equivalente a Perché una carica genera un campo elettrico? Per approfondire cosa accade a livello microscopico (non voglio dire per capire) bisogna inoltrarsi nella teoria quantistica dei campi, ma è tutt'altro mestiere.

[Nick_931]

Ok chiaro =) vi ringrazio