Fisica 2 Elettrostatica

(1)

Fisica 2

Elettrostatica

1^a lezione

(2)

Programma della lezione

• Elettrizzazione per strofinio

• Tipi di cariche

• Azioni tra cariche

• Conservazione della carica

• Struttura elettrica della materia

• Misura della carica

• Unità di misura della carica

• Quantizzazione della carica

(3)

Elettrizzazione per contatto e strofinio. Tipi di cariche

• Due corpi possono scambiarsi carica se messi a contatto

• L’effetto e` maggiore se c’e` strofinio

– Ambra (bachelite) – pelliccia – Vetro – seta

• La carica non viene creata nel contatto o nello strofinio, ma trasferita da un oggetto all’altro

• Sperimentalmente i corpi si possono classificare in due categorie: equivalenti all’ambra o al vetro

• Convenzionalmente si è attribuita carica positiva al vetro e negativa all’ambra

• Alcuni corpi mantengono la carica senza particolari accorgimenti, altri non devono essere manipolati direttamente (metalli, suolo, acqua, corpo umano)

(4)

Serie triboelettrica

• Most positively charged +

• Human skin

• Leather

• Rabbit's fur

• Glass

• Quartz

• Mica

• Human hair

• Nylon

• Wool

• Lead

• Cat's fur

• Silk

• Aluminum Paper (Small positive charge)

• Cotton (No charge)

• 0

Steel (No charge)

Wood (Small negative charge) Lucite

Amber Sealing wax Acrylic Polystyrene Rubber balloon Resins

Hard rubber Nickel, Copper Sulfur

Brass, Silver Gold, Platinum Acetate, Rayon Synthetic rubber Polyester

Styrene (Styrofoam) Plastic wrap

Polyurethane

Polyethylene (like Scotch tape) Polypropylene

Vinyl (PVC) Silicon Teflon

Silicone rubber Ebonite

− Most negatively charged

(5)

Generatori triboelettrici

• I primi generatori di elettricita` si basavano sul questo fenomeno

– Von Guericke: sfera di zolfo

– Hawksbee e Winkler: sfera di vetro

• Caratterizzati da alte tensioni

(6)

Azioni fra cariche

• Corpi di carica omonima si respingono

• Corpi di carica eteronima si attraggono

• Leggi la cui validità è tratta dall’esperimento

(7)

Conservazione della carica totale

• La carica non viene creata nello strofinio, ma trasferita da un oggetto all’altro: il

bilancio è zero

• Quantisticamente la carica può venire

creata, ma solo in egual quantità positiva e negativa, di modo che la carica netta è

sempre zero

(8)

Struttura elettrica della materia

• Modernamente si è scoperto che la materia ordinaria è costituita da molecole e atomi elettricamente neutri

• Un atomo è costituito da un nucleo centrale carico positivamente e una ‘nube’ di elettroni carichi negativamente che lo circondano

• Un nucleo è costituito da protoni di carica +e e neutroni neutri

• Un elettrone ha carica -e

(9)

Dimensioni fisiche della carica Unità di misura

• Nel SI la carica non è una grandezza

fondamentale, ma è definita in termini di intensità di corrente

• L’unità di misura è il coulomb (C), definito in termini di ampere.

(10)

Quantizzazione della carica.

Relazione tra C ed e

• Millikan provò che in natura la carica è sempre un multiplo di un’unità fondamentale che è e.

• La relazione tra Coulomb e carica elementare è:

C

e  1 . 60  10

^¹⁹