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Titolo: Domanda sulla carica

Ho passato ore a cercare su enciclopedia alla mia domanda, ma o è troppo
ovvia, oppure io non l'ho capita. Io sto studiando a scuola i fenomeni
elettrici ed i fenomeni magnetici, però mi sorge una domanda secondo me
fondamentale ma a cui mi pare di non aver ancora trovato risposta. So che se
ho una carica nello spazio, questa genera un campo elettrico, quindi, se in
questo campo io mettessi un'altra carica, questa risentirebbe di una forza
(il cui vettore dipende dai segni delle cariche ecc...). Mi chiedevo però il
perchè di questo. In sostanza, riordinando le idee, mi sono accorto che la
mia domanda dovrebbe essere cosa sia effettivamente la carica. Intendo, cosa
significa che un elettrone ha una carica negativa? Perchè un protone ed un
elettrone si attraggono? Spero di non aver commesso errori troppo grossi nel
linguaggio e di essermi fatto capire.
Grazie mille a tutti e buona giornata.
Luca Carlon

 Grazie mille a tutti e buona giornata.
Io forse non ho capito bene la tua domanda.
Ma se e' come ho capito, mi sa un po' di metafisica.
"Perche'" le cariche si attraggono o si respingono, e "cosa sia"...
potresti allo stesso modo chiederti perche' le masse si attraggono...
La fisica non ti rispondera' a queste domande. O meglio, su cosa e' la
carica ti puo' dire qualcosa, ma tu, sempre se capisco bene, vuoi quella
che in filosofia si chiama "risposta ontologica", giusto? Vuoi
l'"essenza" della carica... beh, in fisica non trovi una risposta: trovi
una definizione. E sara' una definizione operativa, cioe' la definizione
deve contenere o indicare un modo di misurare la grandezza fisica che si
tenta di definire. Per dirla in modo scemo, come definizione di tempo
non va bene ad esempio "cio' che scorre indefinitamente, in un'unica
direzione, sempre uguale a se' stesso...". E ho l'impressione che tu
cerchi l'analogo di questo per la carica elettrica.
Se apri un libro di elettromagnetismo, scoprirai che la materia ti e'
introdotta in un modo diciamo "storico", cioe' ti spiega cosa e' la
carica tramite l'osservazione di alcuni fenomeni (ambra e lana...), e ti
da una prima definizione di carica tramite la forza di Coulomb che tu
citi;... poi vai avanti, ti parla di correnti, e vedi che ti definisce
la corrente a partire dalla forza che si esercita tra due fili, e dalla
corrente ti da una nuova definizione di carica (quindi come grandezza
derivata dalla corrente). Questo almeno e' l'approccio, credo, piu'
comune.
E per un fisico questo e' sufficiente.
Sui perche'... beh, se sei credente forse dovresti chiedere a chi abita
al piano di sopra.
Saluti
Woodridge
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 elettrone si attraggono? Spero di non aver commesso errori troppo
grossi nel
Il fatto che una carica sia positiva o negativa è un fatto totalmente
convenzionale: potevano chiamarsi Paola e Chiara o Alfa e Beta. La
carica elettrica è una proprietà intrinseca della materia e non
isappiamo che questa proprietà può manifestarsi in due modi differenti
(che chiamiamo + e -): particelle col medesmo "tipo " di proprietà si
respingono, mentre particelle con "tipi" opposti di questa proprietà si
attraggono, tutto qui! Questo, ovviamente, dal punto di vista della
fisica classica, quella cioè che tu stai studiando a scuola. Una volta
all'università poi, ne riparleremo... ;-)
Perceval

 Woodridge
Grazie mille di tutto, Luca Carlon.

 
http://www.scuoladifisica.it
Grazie mille anche a te, Luca Carlon.

 Perchè non gliel'hai detto tu? Forse non ne sei al corrente?
Gentile, grazie... :-)
No, non ho proprio pensato a questo semplicemente per il motivo che ho
esposto nella mia prima risposta, e cioe' che il suo "perche'?" mi
sapeva di metafisico, mi sapeva di un "perche' vero", non di un
"percome" (non so spiegarmi meglio... spero sia chiaro cio' che
intendo).
Leggendo il secondo post di Luca mi pare in effetti di capire che lui
invece cercava un qualche meccanismo. Chiedo venia, anche se, avendo
Luca detto di essere alle prime armi con lo studio della fisica, non so
quanto possa trovare "esauriente" questa risposta (bene ha detto qualcun
altro qui, Luca, di aspettare quando avrai approfondito gli studi).
Visto che ci siamo, vorrei aprire un inciso che non c'entra niente.
Pongo io una domanda.
Alla "scuola di pensiero" nella quale sono stato formato mi hanno
insegnato a considerare teorie come quella dei fotoni mediatori del
campo, e mille altre (se non tutte, ma certe piu' di altre... se mi
passate anche questa espressione), come dei modelli. Voglio dire, quelle
frasi scritte nel modo (verbale) indicativo... vanno bene? Intendo che,
almeno da un certo livello in poi (potrei dire quando ci si allontana
dal puramente fenomelogico), io sono abituato (da sperimentale, eh?) a
dire: "questo e' il modello... vero? falso? ma che significa? se
descrive bene l'osservazione, continuo ad adottarlo e provo a farci
qualche previsione... finche' un'osservazione non me lo contraddice
faccio cosi', quando cio' accade provo ad adattarlo, modificarlo, alla
peggio sostituirlo".
Alla luce di cio'... continuando nel gioco a capirci, sei sicuro che
quello al piano di sopra risponderebbe "perche' ci sono i fotoni
mediatori di forza elettromagnetica, e proprio cosi', stanno la' a fare
il loro compito"? Chiederei opinioni.


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 Grazie mille anche a te, Luca Carlon.


 elettroni? Oppure sto dicendo una stupidata?
Vedi, io quella risposta non te l'avrei mai data, anche se la conosco
fin troppo bene: tutti i libri divulgativi sono pieni di discorsi come
questo.
Il fatto e' che tu non sei in grado di capire in che senso (complicato,
e anche piuttosto discutibile) quel modo di esprimersi puo' essere
accettato, a che livello di analisi, ecc.
Forse non hai neppure la consapevolezza epistemologica dei diversi
livelli e ambiti d'interpretazione teorica che esistono nella fisica
(qualcosa del genere di cio' che Woodridge chiama "modelli", ma su
questo scrivero' un altro post).
Cerco di dirti qualcosa, ma non ti aspettare niente di profondo: il
mezzo non lo consente...
A un primo livello, la fisica dell'800 (anzi, iniziando gia' nel '700)
ha costruito uno schema esplicativo dei fenomeni elettrici, nel quale
esistono le cariche, tra le quali agiscono delle forze a distanza; e
questo lo sai. Per un certo tempo si pensa che la carica sia un "fluido"
imponderabile, esistente in due specie, ecc. Poi la "moda" dei fluidi
tramonta, ma che cosa sia la carica resta un problema aperto fino verso
la fine dell'800.
Intanto e' nato il concetto di campo elettrico (e magnetico) che nelle
mani di Faraday acquista consistenza: una specie di stato di tensione di
un qualche mezzo (quello che verra' chiamato "etere").
Come forse sai, Faraday guidato dalle sue intuizioni scopre una
fondamentale interazione tra fenomeni elettrici e magnetici: dopo la
scoperta di Oersted che le correnti producono campi magnetici, lui
scopre invece che una variazione di campo magnetico genera corrente
elettrica. Siamo ancora nella prima meta' dell'800.
Pian piano, col contributo di molti, le leggi generali delle relazioni
fra cariche e campi si precisano; e anche se nessuno *sa* che cosa sono
le cariche o i campi, diventa possibile mettere a frutto quelle leggi,
non solo per interpretare fenomeni noti, ma anche per scoprirne di
nuovi, e soprattutto per far partire quel grandioso sviluppo
dell'elettromagnetismo che contiene generatori, motori, telegrafo,
trasformatori, macchine elettriche di vario tipo, fino all'illuminazione
elettrica e alla trazione elettrica.
E' naturale che a questo punto molti fisici dicano: bene, non sappiamo
*che cosa sono cariche e campi*, ma accidenti, quello che sappiamo
funziona e come!
Nella seconda meta' dell'800 arriva Maxwell, il quale fa un altro passo:
sistema la struttura matematica delle leggi generali in una forma piu'
corretta e generale, e ne ricava che debbono esistere le *onde
elettromagnetiche* e che debbono viaggiare alla velocita' della luce.
Conclusione immediata: la luce consiste di onde e.m.
Le onde e.m. vengono trovate sperimentalmente, e inizia, pochi anni
dopo, l'era delle comunicazioni tramite onde e.m.: radiotelegrafo,
radiotelefono, ecc. ecc. ecc.
Fino a questo punto il quadro e' chiaro, soddisfacente, ha spiegato
molte cose, ha permesso molte invenzioni... Tutto bene.
Verso la fine dell'800 succedono cose nuove: la scoperta dell'elettrone
che porta all'affermazione della struttura "granulare" della carica
elettrica. Niente piu' fluido, ma tante minutissime particelle. E la
carica positiva? In un primo tempo non si sa che cosa sia e dove sia...
Ma la scoperta dell'elettrone obbliga a rivedere la teoria
elettromagnetica, interpretandola su scala microscopica. Pero' la teoria
in sostanza non cambia: le forze tra elettroni soddisfano sempre la
legge di Coulomb, modificata quando gli elettroni si muovono; si
chiarisce il modo come gli elettroni possono emettere o assorbire onde
e.m.
Ancora tutto bene, salvo che non si sa dove stiano le cariche
positive...
A questo punto arriva Planck, e comincia la "rivoluzione quantistica"
(siamo ormai al 1900). Ma il vero passo nuovo lo fa Einstein nel 1905,
quando dimostra che la radiazione e.m. deve consistere _di quanti
discreti_ (il nome "fotone" verra' introdotto parecchio dopo).
Poco dopo Rutherford scopre il nucleo atomico: la misteriosa carica
positiva... E subito cominciano altri guai: il modello atomico di
Rutherford sembra imposto dagli esperimenti, eppure non puo' stare in
se', letteralmente. Senza contare altri punti oscuri, sulle righe
spettrali, sulle proprieta' termodinamiche (calori specifici)...
Siamo arrivati alle soglie della teoria quantistica, e qui vorrei
fermarmi, perche' ho scritto tanto e non sono ancora arrivato ai fotoni
scambiati tra le cariche...
Dico solo che questa idea ha a che fare con un altro passo
dell'interpretazione teorica: la cosiddetta "elettrodinamica
quantistica". Siccome su questo ho gia' scritto tempo fa, prova a dare
un'occhiata a
http://www.df.unipi.it/~fabri
e cerca "Breve storia dell'elettrodinamica quantistica". Qualcosa
dovresti riuscire a capire...
Ma perche' ho scritto tutto questo? Solo per mostrarti che la tua
domanda ha una risposta assai complessa, e che chiunque ti risponda con
fotoni scambiati o frasi equivalenti ti sta solo prendendo in giro, nel
senso che non hai gli strumenti concettuali per capire di che cosa si
tratta: non potrai che fartene un'idea falsa.
Altri su questo punto la pensano diversamente; ma io la penso cosi'.
-------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
-------------------

 il loro compito"? Chiederei opinioni.
Sulla prima parte la mia opinione la sai gia': come teorico, sono meno
incline a ridurre tutto a "modelli". Naturalmente in un certo senso il
termine "modello" e' ineccepibile, in quanto indica che non vogliamo
dire come e' *veramente* il mondo, ma solo come noi sappiamo
rappresentarlo e comprenderlo.
Ma in un altro senso lo trovo riduttivo, in quanto sembra mettere un po'
troppe cose sullo stesso piano: dalle eq. di Maxwell, per restare in
argomento, al modello a elettroni liberi dei metalli. Per me sono cose
ben diverse.
Quanto alla parte finale, ossia alla domanda, non l'ho capita...


 ho tutta un'altra teoria dell'interazione elettormagnetica,
(cut)
L'impeto polemico mi ha fatto dire una stupidaggine.
la veerità è che la mia teoria prevede invecce i cosssidetti "fotoni
mediatori", anche se io non li chiamo così: è stata l'attenzione al solo
linguaggio a farmi dire quella cosa.
Per me il compo elettrico consiste in uno spazio in cui viaggiano, emessi
dal corpo carico, fotoni col "vettore elettrico sbilanciato (in avanti o
indietro, a seconda del segno della carica.
Per me sono fotoni_reali_ (per la QED sono invece "virtuali", cosa che
nessuno sa che significa e per la quale, anche, se non bastasse il resto,
e problematico ed è imbarazante parlarne), gli stessi che compongono la
raadiazione elettromagnetica, i quali hanno il vettore elettrioc
nonsbilanciato, ortogonale alla direzione di progazione.
Per ulteriori informazioni vedi qui.
http://www.scuoladifisica.it/Fisica%20Two%20Chapter%20Three.html
Ora, io mi chiedo.
La QED ha intuito in qualche modo che sono fotoni i mediatori del campo
elettrico, ed esiste una teoria (eretica)  che dice la stessa cosa
conferendo loro realtà. Perchè non viene presa in consideraizne?
Ciao.
 Luciano Buggio
 
http://www.scuoladifisica.it
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