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Titolo: Fili percorsi da corrente e pennelli elettronici.

Nel pensare ad un filo percorso da corrente continua si tende ad immaginare
una fila di elettroni che si muove lungo il cavo, quasi il cavo fosse un
semplice tubo che non prende parte al fenomeno (vedi le analogie spesso
fatte con le condutture idrauliche).
Vedendola in questo modo l'analogia con un pennello elettronico viene
automatica.
Anche qui abbiamo una fila di elettroni in movimento.
Però, Ampere ci insegna che due fili paralleli percorsi da correnti nello
stesso verso si attraggono, mentre l'esperienza ci dice che il pennello
elettronico tende ad allargarsi, né d'altronde potrebbe essere diversamente
considerando che gli elettroni in un pennello sono grosso modo fermi gli uni
rispetto agli altri e cariche elettriche dello stesso segno si respingono.
Quindi l'analogia cade inesorabilmente.
Rimane però il problema di definire meglio la differenza.
Se qualcuno se la sente...
Ciao, Mauro.



	Allora, proviamoci...
Innanzi tutto, a mio avviso si sottovaluta l'effetto del reticolo
cristallino che in genere compone il conduttore : da quanto ricordo ("La
fisica di Feynman vol II-1 introduzione") un conduttore percorso da
corrente e' sostanzialmente neutro quindi gli unici effetti netti sono
quelli dovuti al campo magnetico (Se vuoi, puoi sbizzarrirti a vedere come
sono visti i campi elettrici/magnetici al variare dei s.r. e cercare di
ricostrirti la legge di Lorentz o Ampere...) che, sebbene siano in
intensita' minori di quelli elettrostatici in questo caso sono rilevanti.
Inoltre estrarre elettroni da un metallo non e' impresa banale e non basta
certo la debole repulsione e-e (Oltretutto schermata !) per fare
"schizzare via" gli elettroni radialmente. Il pennello di elettroni che tu
citi non ha "vincoli radiali" mentre nella hp. piu' "lassista" gli
elettroni in un metallo vivono in una buca di potenziale relativamente
profonda (Almeno a temp. ambiente...). Non so se ho risposto a quanto
"richiesto" e mi scuso per le probabili castronerie !
						Fabio.
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(O>   | Fabio Cavaliere
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rispetto agli altri e cariche elettriche dello stesso segno si respingono.
La forza di repulsione elettrica agisce anche fra gli elettroni
immersi nei due fili di rame, ma esistono anche le forze di attrazione
ioni-reticolo-filo1 elettroni-filo2, ioni-reticolo-filo2
elettroni-filo1, e la forza di repulsione ioni-reticolo-filo1
ioni-reticolo-filo2; complessivamente tali forze si annullano, il che
e' come dire che dato che i due fili hanno carica totale neutra, non
vi sono forze elettrostatiche.  Quindi le forze magnetiche sono
prevalenti.
Tali forze magnetiche, per analogia, dovrebbero agire anche nel caso
di due fasci di elettroni di verso concorde, ma e' chiaro che in
questo caso le forze elettriche repulsive sono di gran lunga
prevalenti.
Pero' qui francamente non riesco a interpretare la situazione:
A) Se ci mettiamo nel sistema di riferimento inerziale del
laboratorio, il fascio1 crea un campo di induzione magnetica B1 e gli
elettroni di fascio2 dovrebbero risentire di una forza qv x B1 diretta
verso fascio1; simmetricamente gli elettroni di fascio1 dovrebbero
risentire di una forza qv x B2 diretta verso fascio2.
B) Se pero' ci mettiamo nel sistema di riferimento inerziale di un
elettrone di fascio1, gli elettroni di fascio2 sono fermi e quindi
niente campo magnetico; analogamente se ci mettiamo nel sistema di
riferimento (coincidente) di un elettrone di fascio2.  Quindi niente
forze magnetiche!  Se vogliamo ammettere che le forze descritte in A)
esistano ancora mi pare necessario attribuirle a qualche altro
"fenomeno", ma quale?
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Marco Coletti
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 "fenomeno", ma quale?
Semplice: la contrazione relativistica delle distanze fa si' che nel
sistema del lab. gli elettroni di un fascio siano piu' vicini tra loro,
rispetto al riferimento in cui gli elettroni sono in quiete. Quindi nel
sistema del lab. non solo c'e' il campo magnetico, ma c'e' anche un
campo elettrico maggiore (perche' la densita' lineare di carica e'
maggiore); inutile dire che i due effetti si compensano esattamente,
sicche' la forza esercitata su di un elettrone nel sistema del lab. e
quella nel sistema di rif. dell'elettrone sono la stessa cosa (nel senso
che sono legate fra loro dall'opportuna trasformazione di Lorentz).
M.

 "fenomeno", ma quale?
 Il "fenomeno" che manca e' la teoria della relativita'. In effetti fu
proprio l'esame di problemi come questi che spinse Einstein a
formularla!
 Nel caso in esame, se ragioniamo come in B, su ogni elettrone agisce
solo campo elettrico: quello repulsivo generato dagli elettroni nel
fascio parallelo (quello degli el. nello stesso fascio si annulla per
simmetria). Su questo non ci piove.
 Nel caso A abbiamo anche un campo magnetico, perche' nel rif. del lab.
gli elettroni si muovono, e questo secondo campo tende a ridurre la
repulsione. Pero'... stando alla teoria della relativita' chi sta nel
rif. del lab. vede gli elettroni piu' ravvicinati per via della
contrazione delle lunghezze => la densita' di elettroni nei fili e'
maggiore => il campo elettrico non e' piu' lo stesso che nell' altro
riferimento, ma e' piu' grande. Facendo i conti dettagliati, si vede che
i due effetti (attrazione magnetica, aumentata repulsione
elettrostatica) si cancellano esattamente. I calcoli si possono trovare
sulla Fisica di Berkeley, vol. II.
 Nella rel. ristretta il campo magnetico non e' altro che un campo
elettrico trasformato secondo le trasf. di Lorentz. In questo senso,
Einstein completo' l'unificazione di elettricita' e magnetismo iniziata
nell' Ottocento.
-- 
To reply, replace "smartassi@triste" with "smargiassi@trieste"
in my e-mail address
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it:6163/~esmargia

Enrico SMARGIASSI ha scritto nel messaggio
Nel caso in esame, se ragioniamo come in B, su ogni elettrone agisce
solo campo elettrico: quello repulsivo generato dagli elettroni nel
fascio parallelo (quello degli el. nello stesso fascio si annulla per
simmetria). Su questo non ci piove.
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Come non ci piove, la discussione è stata avviata dal mio post in cui dicevo
appunto che in un fascio elettronico agiscono solo le forze repulsive,
tant'è vero che si allarga.
Qualsiasi radiotecnico ti potrà confermare che la lente magnetica
focalizzatrice del pennello elettronico serve proprio a correggere questo
allargamento.
Non vedo poi cosa c'entri la relatività, e le distanze ridotte tra gli
elettroni.
Questo problema esiste anche per pennelli lenti.
Prima di introdurre correzioni relativistiche dovremmo inquadrare bene il
problema dal punto di vista della relatività Newtoniana.
Come dico anche in un altro post non ancora pubblicato, sarebbe bene
stabilire per prima cosa se due pennelli elettronici paralleli e dello
stesso verso si attraggono, e soprattutto se nel caso fossero di verso
opposto si respingano.
Stabilito questo si potrà cominciare a ragionare.
Per quanto riguarda gli elettroni dello stesso fascio, ribadisco che si
respingono.
Ciao, Mauro.

 opposto si respingano.
 Fatto.


immediatamente che c'è` dispersione.