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La Teoria di Maxwell

• Lavoro Realizzato da Beatrice Trio• a.a 2010• Università Campus Bio-medico di Roma• Facoltà di Medicina e Chirurgia• Corso di Laurea in Scienza dell’Alimentazione

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Indice

• Bibliografia……………………… pag 3

• Introduzione alla Teoria di Maxwell pag 4

• Biografia pag 5

• I Campi nello Spazio pag 8

• Legame Maxwell–Sincrotrone pag 13

• Riassunto pag 14

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Bibliografia

• Giancoli Douglas C., Fisica. Con fisica moderna, seconda edizione, CEA, 2007.

• La Grande Enciclopedia. Vol. VIII, “Conquiste dell’uomo: Scienza e Tecnica”

Federico Motta Editore 2007

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La Teoria di Maxwell

• Questa vignetta è la chiara rappresentazione di due fenomeni lampanti:

• - Come si propaga un’onda• - Pluto è ignaro dell’esistenza di una teoria completa ed elegante

enunciata da un signore scozzese di nome James Clerk Maxwell

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Biografia:chi fu Maxwell?

• Nato il 13 giugno 1831 ad Edimburgo

• Elaborò la prima teoria moderna dell’elettromagnetismo compendiando in un'unica teoria introdotta dalle 4 equazioni di Maxwell (1873)

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• La fede cristiana di Maxwell si manifesta anche nell'approccio alla sua attività scientifica. Egli stesso si dichiarava, infatti, un "lettore del libro della natura".

• Secondo Maxwell, tale libro si mostra agli occhi dello scienziato come ordinato e armonioso, rivelando l'infinita potenza e saggezza di Dio nella sua irraggiungibile ed eterna verità.

• Maxwell giustificava la conoscibilità della natura e il successo della scienza ovvero la capacità dell'uomo di elaborare una scienza che sapesse predicare alcune verità sulla natura, attraverso un atto di fede . Infatti, egli sosteneva che “Dio avesse creato mente umana e natura in corrispondenza”

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• Frequentò la prestigiosa Accademia di Edimburgo • Si laureò al Trinitiy College di Cambridge nel 1854 e

rimase al college come insegnante fino al 1856. • 1873 pubblica “a treatise on Electricity and

Magnetism”opera contenente le quattro equazioni che aprirono una nuova prospettiva nella fisica moderna.

• In questo periodo pubblicò due articoli che rivelarono le sue capacità: "Sulle linee di forza di Faraday" e "Sull'equilibrio dei solidi elastici".

• A Cambridge conobbe Williams Thomson conosciuto come Lord Kelvin.

• Mori a Cambridge nel 1879

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Campi nello spazio

• Se un magnete si muove vicino a un conduttore, in quest’ultimo si induce una corrente: un campo magnetico in movimento genera un campo elettrico. E se vicino al magnete in movimento non c’è un conduttore,cosa succede al campo elettrico?Continuerà ad esistere o la sua esistenza è legata alla presenza del conduttore?

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• Nella seconda metà dell’Ottocento ,un fisico inglese Jeams Clerk Maxwell partì dalla supposizione che il campo elettrico si generasse comunque.

• Sviluppando la sua idea arrivò a formulare quella che oggi è definita come la miglior teoria scientifica per la sua precisione, generalità e capacità di previsione.

• Maxwell asserì che:un campo magnetico variabile dovrebbe generare un campo elettrico variabile,il quale a sua volta dovrebbe generare un campo magnetico variabile,e così via. Risultò un fenomeno non molto diverso dalle onde di pressione corrispondenti ai suoni.

• Un campo magnetico variabile avrebbe potuto generare una serie di capi in allontanamento dalla sorgente,con un comportamento simile a quelli di un’onda.

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• Maxwell analizzò le teorie di Oersted e Faraday le quali gli permisero di formulare Le Leggi di Campo

• Cosa voleva sostenere Maxwell con queste leggi?

I. Intorno a un campo magnetico variabile si generano,perpendicolarmente al campo stesso,linee chiuse di campo elettrico ( PRIMA LEGGE)

II. Intorno ad un campo elettrico variabile si generano linee chiuse di campi magnetici(SECONDA LEGGE).

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• Maxwell delineò cosi quattro equazioni matematiche .• Con questo sistema di equazioni Maxwell governò

l’evoluzione spaziale e temporale dei campi elettromagnetici.

• Queste Leggi formano una sintesi della Legge di Gauss(legge di gravitazione classica) e della Legge di Ampere (elettromagnetismo) arrivando alla fusione di campo elettrico e campo magnetico: campo campo elettromagnetico.elettromagnetico.

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• L’equazioni di Maxwell descrivono la propagazione di onde trasversali, poiché esse sono la risultante dei campi elettrici e magnetici che si presentano sempre perpendicolari tra di loro.

• E’ interessante sapere che vi è l’esistenza di una macchina : il sincrotrone

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Qual è la funzione del sincrotrone?

• Il sincrotrone è una macchina che permette di accelerare la velocità di elettroni e protoni fino a portarli ad un valore elevatissimo di energia

A destra: sincrotrone di Saclay, in Francia

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• Riassumendo

• Maxwell ipotizzò il generarsi di una catena nella quale a un campo magnetico variabile segue un campo elettrico variabile che viene a sua volta seguito da un campo magnetico variabile e così via.

• La catena di campi che si forma può staccarsi dalle cariche elettriche che l’hanno generata,propagandosi nello spazio.

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• Maxwell provò a calcolare la velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche e s’accorse che era pari a quella della luce: dunque la luce stessa è un’onda elettromagnetica

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