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Titolo: Validità della legge di Coulomb

Fino a quale distanza sia micro che macro si è dimostrata valida la legge di
coulomb, tolti gli effetti relativistici ?
Ovvero quali sono le distanze estreme di verifica della F = K C1C2 / D^2.
Per effetti relativistici intendo dovute alle masse.
Saluti
    Leonardo.

Giovanni -Darth Vader- Neiman
Studente di Fisica
Matricola 2730
Moderatore di It.Arti.Fumetti.Manga
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 piu' piccole di quelle usate da Cavendish per il calcolo di G.
Cavendish a quali distanze aveva osservato la legge di Newton ?
Grazie.
    Leonardo

 Si pensa quindi che anche a piccolissima distanza ci siano tali forze.
non ti seguo, scusa, perché non dovrebbero esserci? che poi siano di fatto
trascurabili è un altro paio di maniche, ma loro poverine ci sono, basta ci
sia massa per avere un campo gravitazionale.
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Giovanni -Darth Vader- Neiman
Moderatore di It.Arti.Fumetti.Manga
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Giovanni -Darth Vader- Neiman
Moderatore di It.Arti.Fumetti.Manga
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...
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il libro Halliday-Resnick-Krane (1994) dice: ''...a differenza della legge
di gravitazione di Newton, che puo' essere considerata una utile
approssimazione della piu' generale teoria della relativita', la legge di
Coulomb e' una relazione esatta per cariche stazionarie e non una utile
approssimazione di qualche teoria piu' generale. Essa si applica non solo
agli oggetti macroscopici, ma anche alle particelle puntiformi come gli
elettroni e i quark. La legge di Coulomb resta valida ai limiti quantistici
(per esempio nel caso della forza elettrostatica fra il protone e
l'elettrone nell'atomo di idrogeno). Quando le particelle cariche si muovono
a velocita' prossima a quella della luce, come negli acceleratori di
particelle ad alta energia, la legge di Coulomb non fornisce una descrizione
esatta della interazione elettromagnetica; in questi casi e' necessaria una
analisi piu' completa basata sulle equazioni di Maxwell.''
questo e' quanto dice il testo La fisica di Feynman (1963): ''Ora, questo
solleva un interessante problema: cosa sappiamo sull'esattezza della legge
di Coulomb in circostanze diverse? L'esperienza che ora abbiamo descritto
[si tratta della verifica che il campo elettrico all'interno di un coduttore
e' nullo] determina la dipendenza del campo dalla distanza per distanze di
qualche decina di centimetri. Ma che ne sara' per distanze interne ad un
atomo, per es. nell'atomo di idrogeno, nel quale pensiamo che l'elettrone
sia attratto dal nucleo secondo la stessa legge del quadrato inverso? E'
vero che si deve adoperare la meccanica quantistica per studiare l'aspetto
meccanico del comportamento dell'elettrone, ma la forza e' la solita forza
elettrostatica. Nella formulazione del problema occorre conoscere l'energia
potenziale dell'elettrone in funzione della distanza dal nucleo e la legge
di Coulomb da' un potenziale che varia come l'inverso della prima potenza
della distanza, Con quanta esattezza si conosce l'esponente per tali piccole
distanze? In seguito a misure molto precise eseguite nel 1947 da Lamb e
Retherford sulle posizioni relative dei livelli energetici dell'idrogeno
sappiamo che l'esponente e' corretto a meno di una parte su un miliardo
anche alla scala atomica, cioe' per distanze dell'ordine di un angstrom
(10^-8 centimetri). [...]
''Il medesimo esponente sara' corretto a distanze ancora piu' brevi? da
misure nel campo della fisica nucleare si trova che ci sono forze
elettrostatiche alle distanze nucleari tipiche, cioe' a circa 10^-13
centimetri, e che esse variano ancora approssimativamente come il quadrato
inverso. [...] Possiamo dunque ritenere che la legge di Coulomb e' ancora
valida, almeno in una certa misura, a distanze dell'ordine di 10^-13
centimetri.
''Cosa si puo' dire per 10^-14 centimetri? [...] I risultati sembrano
indicare che a queste distanze la legge viene meno. La forza elettrica
sembra che sia circa 10 volte troppo debole a distanze minori di 10^-14
centimetri. Qui ci sono due possibili spiegazioni. Una e' che la legge di
Coulomb non funzioni a distanze cosi' piccole; l'altra e' che i nostri
oggetti, elettroni e protoni, non siano cariche puntiformi. Forse
l'elettrone o il protone o tutti e due sono qualcosa di diffuso. I piu' fra
i fisici preferiscono pensare che la carica del protone e' diffusa. [...] E'
affatto verosimile che la carica del protone sia diffusa, ma la teoria dei
pioni e' ancora molto incompleta sicche' puo' anche essere cha la legge di
Coulomb cada in difetto a distanze molto piccole. Il problema e' ancora
aperto.''
A quanto sembra era giusta (in qualche misura) la seconda ipotesi che fa
Feynman e la legge di C. e' considerata esatta su tutte le scale.
Ciao, Lorenzo

 differenziale/integrale.
etc. etc.
Scusami, non centra nulla con il thread, ma a chi stavi rispondendo ?
A volte mi sembra di non vedere tutti gli interventi del news group.
Se stai rispondendo al thread in oggetto, allora ho qualche baco io nel pc,
altrimenti è solo una sensazione.
Grazie.
Scusami di nuovo, ciao.
        Leonardo

 10^-200000000 Angstrom? :)).. per es...
no, ma estrapolando, verrebbe proprio da dire di sì. Anche teoricamente non
vedo perché per piccole distanze non dovrebbe esistere un campo
gravitazionale. Se c'è una minima e singola massa c'è campo gravitazionale,
come se c'è una singola e minima carica (e) c'è campo elettrico; non capisco
la tua obiezione francamente. (nemmeno il senso della tua risposta, non
potevi essere più inerente :).


gravitazionale. 
Scusa, all'ora perche' l'interazione "forte" agisce solo a piccole
distanze? :)). Chi gli dice si smettere? Non e' come se fosse regolata
da una funzione non continua, o cmq non polinomiale?
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 da una funzione non continua, o cmq non polinomiale?
L'esempio non e' calzante!!
Noi sappiamo oggi che l'interazione forta agisce a piccole distanze e
questo e'
noto sperimentalmente, sappiamo anche che la gravita' esiste a grandi
distanze,
la misura e' avvenuta ad un minimo di 1mm. Non possiamo escludere che
essa, per qualche motivo,
non spiegabile con le leggi note, esiste a piccole distanze. Tuttavia i
nostri modelli
teorici sono concori nell'affermare che la gravita' agisce anche a
piccole distanze. 
Se andando a piccole distanze non sara' cosi' dovremo cambiare i nostri
modelli,
ma complessivamente possiamo senz'altro dire che "per quanto ne
sappiamo"
e "per quanto i nostri modelli sono corretti", la gravita' agisce anche
a piccole distanze.
Alla scienza bisogna consentire una capacita' di estrapolazione delle
leggi che la
costiuiscono, altrimenti non si costruirebbero mai teorie ma solo
modelli, il che e'
quanto mai riduttivo.


concettuale, delle sue leggi.
Saprai meglio di me che ogni legge ha un suo limite di applicabilita'.
Chi ti dice pero' che la legge di coulomb non ha limiti spaziali di
applicabilita'?


 applicabilita'?
Lo so benissimo ma i discorsi che stiamo facendo va su due binari
differenti.
E' verissimo che le leggi della fisica moderna sono applicabili a
fenomeni differenti,
tuttavia lo sforza della scienza e' quello di determinare un insieme di
principi 
applicabili ad ogni scala ci si va a mettere.
Prendiamo la relativita', requisito fondamentale e' che non spieghi la
natura solo ad alte velocita', ma anche a velocita' ridotte. Ossia che
si riduca alla
fisica classica nel limite non relativistico. Se cosi' non fosse nessuno
potrebbe
mai convincermi che che la relativita' e' corretta e la fisica classica
e' corretta,
sarebbero entrambe errate. Un principio di universalita' e' a mio avviso
alla base
della ricerca scientifica.
Consideriamo la MQ, sappiamo che e' matematicamente impossibile
descrivere un moto classico 
quantisticamente, tuttavia e' fondamentale che qualcuno si metta li' e
faccia vedere che nel limite classico la meccanica quantistica si riduce
a quella classica.
Ancora una volta la Mq sostituisce la fisica classica, perche', pur
essendo formalmente impossibile risolvere un problema classico
quantisticamente, la speranza di tutti e' che se queste difficolta'
fossero superate, allora la MQ porterebbe agli stessi risultati della
fisica classica.
Cosi' dicasi per la RG e cosi' via.
Non a caso quando si cercano nuove teorie si impongono dei postulati che
riguardano il limite 
classico delle teorie stesse. Per la MQ si riassume nel principio di
corrispondenza e
e tramite l'iconale si mostra come la MQ si riduca alla meccanica
classica, per la relativita' nel limite che per v<<c le trasformazioni
di lorentz si riducano a quelle di Galilei. Per la RG che nel limite di
piccole regioni spaziali e temporali
la metrica si riduca a quella della Relativita' ristretta. Tutti questi
limiti che vengono imposti alle teorie vanno nel senso di affermare che
ogni nuova teoria che spiega nuovi 
fenomeni deve spiegare anche i vecchi, altrimenti e' sbagliata!!
Questo desiderio di universalita' e' quello che ci spinge ad andare
avanti nella ricerca.
Altrimenti la scienza potrebbe fermarsi qui.
1) Sulla scala classica sappiamo fare tutto
2) su scala cosmologica ci pensa la RG
3) su scala atomica la MQ
4) su scala nucleare la fisica nucleare
5) su scala particellare il modello standard.
Meglio di cosi'??
Una teoria che tenga in se' tutto questo, e' questo che ci stiamo
affannando a costruire.
Altrimenti ritiriamo tutti i fondi e smettiamo di studiare, tanto
sappiamo tutto!!


Giovanni Neiman
Moderatore di IAFM
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