Elettostatica Popietà fondamentale della mateia La Caica Elettica: (come la massa) 1- La Caica Elettica si conseva 2- La Caica Elettica elettica è quantizzata la caica di un nucleo di idogeno (potone) è e Ogni alta caica elettica è un multiplo inteo di e la caica di un elettone è -e L atomo di idogeno è neuto, cioé la sua caica è q H = e - e 0 < 10-20 e Il nucleo di Uanio ha caica q U = 92 e Nel Sistema Intenazionale e = 1.6 10-19 Coulomb 1
Consevazione della Caica e ν γ mean lifetime is geate than 4.6 10 26 yeas (90% Confidence Level) e anything n pνν mean lifetime > 6.4 10 24 yeas (68% CL) chage non-conseving decays < 8 10 27 (68% CL) of all neuton decays
V 20 e = 3.2 x 10-18 C
Legge di Coulomb 4
Pincipio di Sovaposizione 32 F tot 2 = F 12 + F 32 V
Quesito 1 (Gaa di 1 livello 11 Dicembe 2006) Due caiche elettiche puntifomi si tovano in posizioni definite da un asse di ascisse indicato in figua. La caica +2q si tova nel punto di ascissa x =+3a e la caica +q nel punto di ascissa x = 3a. In che punto dell asse si deve dispoe una caica +4q pechè il campo nell oigine O sia nullo?
Campo Elettico 7
Alcuni valoi tipici di E 8
Linee di Foza In ogni punto una linea di foza è tangente al campo elettico La linea di foza è solo una appesentazione geometica del campo, Indicandone: la diezione, il veso e l intensità µ (# linee)/(aea della supeficie ^ attavesata) Le linee di foza ( ) pe una caica puntifome positiva Le supefici ( ) otogonali alle linee di foza si dicono equipotenziali 9
Linee di Foza pe caiche uguali, ma di segno opposto Fammenti di mateiale dielettico si dispongono lungo le linee di foza del campo elettico 10
Potenziale Elettico - V 21 - V 12 = 0 1 2 Supefici Equipotenziali Lavoo f. appl. /caica = -S i E i dl i V 21 =- ò p1 p2 E dl 11
IL potenziale è il lavoo pe unità di caica compiuto conto le foze del campo pe spostae una caica da P 1 a P 2. P2 V 21 - - P1 P2 P1 1 2 2 1 Il campo elettostatico è consevativo
V ENERGIA POTENZIALE ELETTROSTATICA Il lavoo totale pe spostae un a caica Q ta due punti P 1 e P 2, ta i quali esiste una d.d.p. V 21 e data da U = Q V 21 q 2 12 23 q 1 q 3 13 U 1 æqq 1 2 qq 1 3 qq ö 3 2 = ç + + 4pe0 è 12 13 32 ø L Enegia Potenziale Elettostatica e il lavoo necessaio pe ealizzae una data distibuzione di caica
V 1 2 Ec = mcvc = U = edv 2 v c = 2 edv m m» 1840m Þ v» 43v p e e p c
Quantizzazione della Caica L espeienza di Millikan F visc = 6p hn http://www.aip.og/histoy/gap/millikan/millikan.html PSSC: FISICA,2, Cap. 28-4 15
V Ec = ed V» ed E 3 Ec Ec 10 ( J) E = = ed d -19 1 = 1.6 10 = 1 ev J e Volt
int = Q S Vol chiusa S chiusa Densità volumetica di caica s = Q g Aea piana chiusa g piana chiusa Densità supeficiale di caica g piana chiusa S
Flusso e Divegenza di un campo vettoiale N å i= 1! v! ds i N ¾¾ ¾ FS g! ( v) S g g 18
Legge di Gauss!! N å ( ) Tot in S E ds chiusa i ¾¾ ¾ F N S E = chiusa i= 1 e 0! Q N å i= 1! E! dsi N ¾¾ ¾ F S chiusa! ( E) = 0 La legge di Gauss si veifica speimentalmente vea anche pe caiche in moto 19
R/2 R L F Q ( ) Tot in S 3/2RQ S E = 113Vm e = L e = 0 0
Applicazione della Legge di Gauss R z E( ) y = ( ) ( ) Distibuzione volumetica adiale L invaianza della distibuzione pe otazioni attono a O O x E( ) = E( ) ˆ Q ( ) 1 Q F E = 4p E = Þ E = ( ) ( ) ( ) S ( ) 2 int int 2 e0 4pe0 ( ) Esempio ( ) ì 0 0 = í î 0 R R ( ) 0 3 E ì ï = í R 3e 0 ïî 2 /R 0 /3e 0
Conduttoi S ch iusa Q2 22
V qq q - q -3 q
D V = 1 4pe 0 Q R Q R V = 4pe0 D Qest = 2 Q
(induzione completa) Capacitoi Q = C DV Capacita 1 faad = 1Coulomb 1Volt d Condensatoe a facce piane paallele -Q -Q Q Q A Q/ A Q/ A 0 E = ÛD V = Ed = d e e 0 0 In pesenza di dielettico Cd = ec, e > 1 C = e A d
Enegia Elettostatica di un Condensatoe 1 2 1 ( ) U = C D V = 2 2 Q C 2
Coenti Elettiche Coente -1 ( C sec = Ampee ) Vettoe Densità di coente S chiusa F S chiusa! ( j) = 0 I = F Equazione! ( ) dqschiusa di Continuità S j = - chiusa S chiusa dt - - - - - - - - - - - - -- - - - - - +++++++++ +++++ 27
Resistenza Elettica J = s E Legge di Ohm micoscopica Conducibilita elettica 1 s = Resistivita S l J DV = s E R S = l Resistenza elettica di un conduttoe filifome RI =DV Legge diohm micoscopica