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Elettricità Elettricità

Prof. Antonello TintiProf. Antonello Tinti

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L’ambra se strofinata con un panno di lana si elettrizza, cioè si carica elettricamente,

ha la capacità di attirare altri corpi.

AMBRA strofinata

CORPO NON ELETTRIZZATO

Forza attrattiva

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VETRO VETRO

PLASTICA PLASTICA

VETRO PLASTICA

Tra i corpi elettrizzati si generano delle Tra i corpi elettrizzati si generano delle interazioni a distanza interazioni a distanza

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Esistono due tipi di carica elettrica

VETRO PLASTICA

Due corpi elettricamente carichi con lo stesso segno si respingono,

con segno diverso si attraggono(Dufay 1730)

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Da dove proviene la carica Da dove proviene la carica elettrica?elettrica?

Gli elettroni (carica negativa) sono presenti naturalmente in qualunque tipo

di materia.

Però osserviamo che esistono corpi non elettrizzati quindi privi di carica.

Allora… esisteranno all’interno della materia anche delle cariche elettriche positive (i protoni)

che equilibrano le cariche elettriche negative.

Si crea con lo strofinio oppure esiste già all’interno della materia?

Bisogna fare chiarezza sulla struttura della materiaBisogna fare chiarezza sulla struttura della materia

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Il modello atomico di Thomson

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Modello a panettone

Si immaginava che l’atomo fosse

formato da una sfera carica

positivamente in cui erano sparpagliati

come l’uvetta nel panettone le particelle

cariche negativamente

(gli elettroni).

In un atomo così fatto gli elettroni sono dispersi in un volume relativamente grande

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L’esperimento di Rutherford

Generatore di particelle alfa

Schermi di piombo Sottile lamina d’oro

Le particelle alfa sono piccole particelle molto veloci (1/10 della velocità della luce)

e con massa 10000 volte più grande di quella dell’elettrone

Se l’atomo fosse quello di Thomson le particelle alfa urtando la lamina

d’oro dovrebbero essere poco deviate o addirittura proseguire dritte

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“Era quasi altrettanto incredibile che vederci rimbalzare addosso un proiettile da 180 mm, dopo averlo sparato contro un pezzo di carta

velina”Ernest Rutherford

Invece accadde una cosa stranissimaEsse urtando gli atomi d’oro in minima parte rimbalzano e la

maggior parte proseguono avanti quasi senza subire deviazione.

È necessario ripensare il modello dell’atomo!!

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L’atomo fu ri-pensato costituito da:• un nucleo positivo piccolissimo (raggio 10-14m). • posto al centro di una sfera molto più grande (raggio 10-10m). • dove le cariche elettriche negative (gli elettroni) sono più o meno

uniformemente distribuite.

Il modello atomico di RutherfordIl modello atomico di Rutherford

NUCLEO (protoni e neutroni)

Elettroni -

+10-14

10-10

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Le particelle alfa (positive) che rimbalzano ritornando indietro sono quelle che colpiscono i nuclei (positivi) degli atomi d’oro.

La maggior parte delle particelle alfa proseguono dritte o poco deviate perché passano lontano dai nuclei dove la forza repulsiva è minore anche

perché attenuata dalla presenza degli elettroni negativi.

Nuclei d’oro

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Quindi un corpo si dice elettricamente neutro quando il numero delle cariche

positive è uguale al numero delle cariche negative

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+ +

+

Quindi un corpo si dice elettricamente positivo quando il numero delle cariche

positive è maggiore del numero delle cariche negative

Quindi un corpo si dice elettricamente negativo quando il numero delle cariche

positive è minore del numero delle cariche negative

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--+ +

+ +

+

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---+ +

+ +

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Un corpo si elettrizza perché c’è un trasferimento di cariche negative da un corpo

all’altro

In natura esistono due tipi di interazioni elettriche a distanza che si possono sviluppare tra corpi elettrizzati, indipendentemente dalla loro massa.

Interazione repulsiva

Interazione attrattiva

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La carica elettrica genera un campo

La carica elettrica è quindi una nuova grandezza fisica che, allo stesso modo della massa, modifica le

proprietà fisiche dello spazio circostante creando quello che i fisici chiamano campo elettrico.

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Campo elettrico radiale generato da cariche puntiformi

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La carica elettrica può essere definita solo a partire dal campo elettrico da essa generato.

Se osserviamo che una certa regione dello spazio è Se osserviamo che una certa regione dello spazio è sede di un campo elettrico allora ci sarà la carica sede di un campo elettrico allora ci sarà la carica

elettrica che genera il campo stesso.elettrica che genera il campo stesso.

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Conduttori e isolantiConduttori e isolanti

ConduttoriSostanze che permettono il passaggio delle cariche elettriche.

Metalli in genere, argento e rame in particolare.

IsolantiSostanze che non permettono il passaggio delle cariche

elettriche.Ambra, plastica, vetro …

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Sperimentalmente si trova che le cariche elettriche non si manifestano mai isolate, ma sempre in coppia

(dipolo elettrico)