La Teoria di Maxwell

1. 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

2. 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

3. 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

4. La Teoria di Maxwell • Questa vignetta è la chiara rappresentazione di due fenomenilampanti: • - 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

5. 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 diMaxwell (1873)

6. 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, eglisosteneva che “Dio avesse creato mente umana e natura in corrispondenza”

7. 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

8. Campi nello spazio • Se unmagnete simuove 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?

9. 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 definitacome la miglior teoria scientifica per la suaprecisione, 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.

10. 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? • Intorno a un campo magnetico variabile si generano,perpendicolarmente al campo stesso,linee chiuse di campo elettrico ( PRIMA LEGGE) • Intorno ad un campo elettrico variabile si generano linee chiuse di campi magnetici(SECONDA LEGGE).

11. 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 elettromagnetico.

12. 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

13. 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

14. 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.

15. 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