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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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