• Non ci sono risultati.

LE EQUAZIONI DI MAXWELL

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Condividi "LE EQUAZIONI DI MAXWELL"

Copied!
14
0
0

Testo completo

(1)

LE EQUAZIONI DI MAXWELL

Zaccone Ugo IV^B

Liceo Scientifico E. Majorana

(2)

IL FISICO

James Clerk Maxwell (1831– 1879) fu un fisico e matematico scozzese.

Nel 1855 iniziò ad occuparsi di elettromagnetismo, tenendo ben presente le esperienze portate avanti dagli scienziati che lo

avevano preceduto.

È nella sua opera finale “Treatise on Electricity and Magnetism”,

preceduto da ben 3 memoriali, che egli raggruppa il complesso

di teorie riguardanti il campo elettromagnetico.

(3)

L’ IMPORTANZA DELLE EQUAZIONI

Le equazioni di Maxwell rappresentano la sintesi matematica della teoria del campo elettrico e del campo magnetico.

Questa sintesi ha consentito di descrivere in modo semplice fenomeni naturali apparentemente diversi tra di loro e di prevederne l’esistenza di nuovi. Maxwell la realizzò usando sole quattro equazioni per la

descrizione di fenomeni elettrici, magnetici e ottici.

L’attrazione e la repulsione tra le cariche elettriche e tra i magneti, la luce, le onde radio, i raggi X e molti altri fenomeni appaiono come manifestazioni di un’unica forza elettromagnetica.

Le quattro equazioni esprimono in forma matematica le proprietà di tale forza.

(4)

I PRECEDENTI

Le equazioni di Maxwell sono state ottenute dallo sviluppo di equazioni già note. Le conoscenze sui fenomeni elettrici e magnetici, sulle quali Maxwell inizia a lavorare, sono racchiuse in tre leggi fondamentali.

1. Legge di Coulomb 2. Legge di Ampère

3. Legge di Legge di Faraday – Neumann – Lenz

(5)

LE TRE LEGGI

1. LEGGE DI COULOMB

(6)

LE TRE LEGGI

2. LEGGE DI AMPÈRE

(7)

LE TRE LEGGI

3. LEGGE DI FARADAY-NEUMANN-

LENZ

(8)

..VERSO LE EQUAZIONI

La reinterpretazione di Maxwell porta all’unificazione dei fenomeni elettrici e di quelli magnetici mediante un nuovo campo: il campo elettromagnetico.

La formulazione delle equazioni di Maxwell si fonda su due concetti: il flusso e la circuitazione. Ogni campo vettoriale, come quello elettrico e quello magnetico, viene rappresentato con delle linee di campo.

Il flusso e la circuitazione sono due grandezze che

caratterizzano in modo univoco il campo vettoriale.

(9)

PRIMA EQUAZIONE DI MAXWELL

Teorema di Gauss per il campo elettrico

Il flusso del campo elettrico E attraverso una

qualunque superficie chiusa S (detta anche superficie gaussiana), è direttamente proporzionale alla somma algebrica delle cariche in essa

contenute

(10)

SECONDA EQUAZIONE DI MAXWELL

Teorema di Gauss per il campo magnetico

Il flusso del campo magnetico B attraverso una

qualunque superficie chiusa S è nullo:

(11)

TERZA EQUAZIONE DI MAXWELL

Legge di Faraday – Neumann – Lenz

La circuitazione del campo elettrico lungo una linea chiusa ℓ è uguale alla variazione del flusso del

campo magnetico attraverso una qualunque

superficie S che ha la linea ℓ come bordo.

(12)

QUARTA LEGGE DI MAXWELL

Legge di Ampère – Maxwell

La circuitazione del campo magnetico lungo una linea chiusa ℓ è direttamente proporzionale alla

somma della corrente di conduzione e alla corrente

di spostamento, concatenate con la linea ℓ.

(13)

IN SINTESI..

(14)

IL CAMPO ELETTROMAGNETICO

Una delle conseguenze delle equazioni di Maxwell è

l’esistenza del campo elettromagnetico che si propaga per mezzo delle cosiddette onde elettromagnetiche.

Esse altro non sono che un campo elettrico e un campo magnetico che oscillano su piani

perpendicolari e in fase tra di loro (cioè quando uno dei due campi è massimo, è massimo anche

l’altro, quando uno è minimo è

minimo anche l’altro).

Riferimenti

Documenti correlati

Figura 2: Interpretazione del flusso del vettore di Poynting come trasferimento di energia per conduzione a una parte di circuito situata al di fuori del dominio D.. Il

L’influenza positiva, apparentemente contro- intuitiva, della temperatura sulle proprietà magnetiche dell’acciaio magnetico fino a 300°C, è evidentemente da attribuirsi al ruolo

Negli anni successivi alle scoperte di questi due scienziati, il fisico scozzese James Clerk Maxwell formulò la sua teoria del campo elettromagnetico, secondo cui

La somma algebrica di due o più numeri relativi non cambia cambiando  l’ordine degli addendi. In una somma algebrica i numeri opposti possono essere soppressi

• E’ il luogo degli zeri di una funzione data:?. (tutti i punti p

Cominciamo dalla superficie S 1 che è tagliata dal circuito ed è quindi attraversata dalla corrente di conduzione I(t) (dovuta alla scarica del condensatore); possiamo

X A direttamente proporzionale alla somma di tutte le cariche contenute all'interno della superficie.. B inversamente proporzionale alla somma di tutte le cariche presenti

3. Una auto viaggia a forte velocità e supera un’auto della Polizia che si sposta a 25 m/s. L’auto riflette le onde verso l’auto della Polizia che misura una frequenza minore di