Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: I gas sono conduttori a tutti gli effetti?

Prendiamo un circuito a corrente continua e lo chiudiamo su un tubo contente 
gas rarefatti che si conmportano quindi come conduttori, almenmo in presenza 
di una tensione applicata.
Mentre la corrente circola (e quindi il gas si comporta da conduttore) 
sottoponiamo il tubo a un campo magnetico variabile e perpendicolare allo 
stesso. Se fosse un conduttore metallico ai suoi estremi si creerebbe una 
f.e.m. indotta.
Ma nel gas che succede?
Nel tubo non collegato ad un circuito direi che non succede niente perch� le 
cariche sono ferme. Ma adesso sono in moto per la tensione applicata. Credo 
che subiscano per la forza di Lorentz una deflessione che le manda "a 
sbattere" contro le pareti del tubo ma non una f.e.m. alle estremit� del 
tubo.
Inoltre lungo il tubo contenente il gas si creano vari strati (3 mi sembra 
di cui uno � plasma) in cui avvengono fenomeni fisici diversi e quindi si 
dovrebbe vedere cosa accade in ognuno di essi. 
 


 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)

 Ma nel gas che succede?
 
Succede quello che in certi casi viene utilizzato per estrarre energia
dai gas caldi (mi sembra che qualcuno lo abbia studiato anche per gas
a non elevatissima temperatura come quelli di scarico dei motori auto,
ma non sono sicurissimo): le particelle cariche del gas ionizzato
(ioni positivi ed elettroni) vengono separate, si scaricano ad
elettrodi opposti e (se il circuito viene richiuso) il sistema genera
una f.e.m. e quindi corrente elettrica.
 
Qualcosa del genere, ma all'incontrario, utilizzando l'energia
elettrica prodotta da un generatore, puo' spingere dei gas ionizzati;
vedi "magnetoidrodinamica"; nel film "Caccia a Ottobre Rosso" si da'
ad intendere (o sono io che l'ho inteso cosi' per qualche motivo :-) )
che la propulsione "silenziosa" del sottomarino russo sia proprio di
questo tipo (segno che sono stati fatti *almeno* studi in merito).
 
--
cometa_luminosa
 
 
 
 

 qui non ho capito molto bene
 
Se ci sono strati diversi lungo il tubo, la variazione di campo magnetico 
pu� dare effetti diversi perch� agisce su mezzi con caratteristiche fisiche 
diverse. 
 


Mhhhhh...... sei sicuro? E' una congettura o una certezza? Riusciresti a 
citarmi una fonte con dei disegni? Io parlo di gas a temperaura normale 
(tipo quella di un tubo al neon) non di fenomeni estremi. Perch� se torno ai 
miei ricordi di scuola sull'induzione magnetica si parla di un "conduttore 
retilineo che taglia le linee di forza di un campo magnetico". E un gas con 
cariche elttriche gi� separate e in moto mi sembra una cosa diversa. Ci 
vorrebbe un disegno. Anche perch� certamente c'� una forza di deflessione 
verso le pareti del tubo. Se, per effetto della variazione del campo 
magnetico c'� anche una forza verso le estremit� del tubo dovremmo quanto 
meno sommare le 2 forze........ 
 

 (tipo quella di un tubo al neon) non di fenomeni estremi. 
 
Secondo te a che temperatura e' il gas eccitato dentro un tubo al neon? Cosi', per capire di cosa stai parlando.
 
http://dma.ing.uniroma1.it/users/m_ener_c1/Conversione_Diretta_MHD.pdf
 
 
http://www.fisicamente.net/SCI_SOC/NUCLEARE_cap8.pdf
 
(vai al capitolo 2 " Conversione magnetoidrodinamica (MHD)")
 
--
BlueRay = cometa_luminosa


 
Conserver� questo interessante file di cui ho letto solo qualcosa. Non 
conoscevo neppure l'esistenza di questo tipo di generatori (e mi chiedo dove 
si usano dal momneto che non esistono in natura flussi di gas ionizzato da 
incanalare in un campo magnetico). Tuttavia il problema che ponevo era 
diverso.
Prendiamo la prima immagine dove � spiegato il principio di funzionamento 
(che poi corrisponde alla deflessione di cui abbiamo parlato nei precdenti 
post), e supponiamo che il magnete oscilli perpendicolarmente al tubo che 
conduce il gas. Ai capi del tubo si crea una f.e.m.? 
 


 
scusa, ma tu hai citato la forza di Lorentz. I tre vettori 
(direzione corrente, campo magnetico, e forza risultante) 
sono tutte ortogonali tra loro. Come penseresti di orientare 
il campo magnetico per fare in modo che la forza applicata 
alle cariche sia parallela alla direzione in cui giï¿œ si 
muovono ?



Prendi la prima immagine del file postato da Blueray.
http://dma.ing.uniroma1.it/users/m_ener_c1/Conversione_Diretta_MHD.pdf
 
Il magnete � fisso e c'� un flusso di gas ionizzato spinto dall'esterno e 
quello che succede � pacifico.
Io mi domandfo cosa succede esattamente in quella situazione se il magnete, 
invece di essere fisso, si muove orizzonatlmente e perpendicolarmente al 
tubo; si genera una f.em. ai capi del tubo (oltre i fenomeni descritti nel 
testo che comunque rimangono)? Tieni presente che se al posto del tubo ci 
fosse una filo metallico certamente avremmo una f.e.m. Si mtratta di vedere 
se le cariche elttriche del gas si comportano come le cariche elettriche dei 
metralli. Probailmente si ma non lo so. 
 

 metralli. Probailmente si ma non lo so.
 
direi di si, salvo il fatto che hanno qualsiasi grado di 
libertï¿œ traslazionale, mentre in un conduttore rettilineo 
macroscopicamente possono solo andare in una direzione utile.
Poi c'ï¿œ anche la differenza del doppio segno degli ioni, che 
crea sempre due correnti distinte.


 metralli. Probailmente si ma non lo so.
E' curioso che tu abbia dei dubbi in proposito: la conosci l'eq. di
Maxwell
 
rot E = -@B/@t ?
 
Che cosa dice? Dice che in presenza di un campo magnetico dip. dal
tempo si genera un campo elettrico *non conservativo*, la cui
circuitazione su una curva chiusa ti d� la f.e.m. indotta.
Ma il campo c'� anche se non esiste alcun circuito, e agisce anche su
cariche libere.
 
Forse la prova pi� evidente consiste nell'acceleratore di elettroni
noto come /betatrone/.
Non posso ora dartene una descrizione chiara e comprensibile, ma il
principio di funzionamento � proprio quello che dicevo sopra.
Puoi pensarlo come un trasformatore che al posto del secondario ha uno
spazio vuoto dove possono circolare elettroni, che vengono accelerati
dal campo elettrico indotto dal campo magnetico variabile dovuto al
primario.
 
 
-- 
Elio Fabri

 possono solo andare in una direzione utile.
 
Per� le 2 risposte mi sembrano in contraddizione. Se le cariche elettriche 
del gas si comportano come gli elettroni di un metallo allora nella 
sitiuazione ipotizzata avremmo una f.e.m. ai capi del tubo di gas (lasciamo 
perdere poi che faccia circolare corrente o meno, se no complichiamo 
ulteriormente il discorso).
Per� mi domando se metodologicamente questo discorso abbia senso. Se nessuno 
� in grado di citare studi gi� fatti facciamo solo congetture, magari 
logiche e sensate ma pur sempre congetture. Invece si dovrebbe fare una 
sperimentazione, e farlo bene non � semplice.
 
Una volta feci un esperimento (non ricordo bene cosa volevo vedere). Misi su 
un tavolo in legno una bacinella di acqua e a 0.5 cm dal pelo dell'acqua 
arrivava l'alta tensione prodotta dalla bobina presente sulla macchina a 
benzina (adesso le fanno ancora cos�?) mentre l'altro capo era lascaito 
sulla massa della macchina. Contrariamente alle previsioni  scoccavano 
scintille tra il filo elettrrico e il pelo dell'acqua. Cio� il circuito, 
(sia pure ad alt� tensione) si chiudeva attraversando una serie di materiali 
isolanti (soprattutto 80 cm delle gambe di legno del tavolo e i copertoni 
della macchina). Tu l'avresti mai creduto? 
 


 
Infatti il punto era proprio questo: se il campo elettrico si genera sempre 
o solo in certe circostanze.
Riconosco di non conoscere le equazioni di Maxwell nei minimi dettagli.
D'altronde questo � un Ng di fisica non "di fisici" ed � fisica anche una 
mela che cade dall'albero nella sua banalit� ma anche nel suo fascino quando 
se ne scoprono le ragioni scientifiche. I fisci pi� bravi avranno la 
pazienza di spendere qualche parola a favore di quelli meno bravi o dei 
semplici appassionati e questo render� la loro opera e quella del Ng ancora 
pi� meritoria.
E d'altra parte se ci fossero solo fisici molto bravi a discutere di 
argomenti di frontiera diventerebbe un Ng arido e poco frequentato.
Comunque grazie.
 
 
 

 render� la loro opera e quella del Ng ancora pi� meritoria.
Da quanto ho detto sopra segue che non � questione di essere "bravi":
il fisico pi� scaciato (si dice a Roma) sa che cosa sono le eq. di
Maxwell non perch� � bravo, ma perch� ha dovuto superare certi esami.
Magari quello bravo lo riconsocerai da come sa spiegare...
 
Comunque, secondo me avresti fatto meglio a concentrarti sul problema,
invece di scrivere cose scontate sul NG, su chi ci partecipa, ecc.
Non puoi saperlo, ma io in questo NG ci sto da oltre 10 anni, e quindi
mi sono trovato a ragionare con persone di tutti i possibili livelli,
di cultura, d'intelligenza, di piacevolezza...
 
Tornando alla fisica, se accetti in un modo o nell'altro che il campo
elettrico c'� anche se non c'� il filo metallico, puoi se mai
chiederti: ma come facciamo a saperlo?
L'esempio del betatrone serviva a quello: � un'applicazione reale, che
funziona proprio grazie a quel campo "misterioso".
E la "misteriosa" eq. di Maxwell che ti avevo scritto dice proprio
questo: che ogni volta che c'� un campo magnetico che varia nel tempo,
nello stesso posto ci sar� anche un campo elettrico ("indotto").
 
C'� poi un'altra equazione, del solito Maxwell, che dice un'altra cosa:
come si produce un campo magnetico (in assenza di magneti permanenti)?
Risposta: ci sono due modi.
a) Filo percorso da corrente (e questo era gi� ben noto) o carica in
moto.
b) Campo elettrico variabile nel tempo.
Questo secondo modo � la grande scoperta di Maxwell, che mostra una
certa simmetria tra i due campi.
 
Ma c'� molto di pi�: Maxwell si accorge che dai due effetti:
- un campo magn. var. nel tempo genera un campo elettrico
- un campo elettr. var. nel tempo genera un campo magnetico
segue necessariamente l'esistenza delle /onde elettromagnetiche/,
che fin allora nessuno conosceva.
Poco dopo Hertz dimostra sperimentalmente che le onde e.m. esistono
davvero.
E sulle innumerevoli applicazioni che ne sono seguite non debbo certo
insistere...
 
Forse pu� bastare per dimostrare che quel campo el. indotto non � una
fantasia.
Che ne dici?
 
 
-- 
Elio Fabri


Lo sapevi che quando Marconi le propose al ministero delle poste italiano 
gli risposero che andava gi� bene il telegrafo e non gli interessava altro?
 
 

 D'altra parte io non ho informazioni sulle tue conoscenze,
 
 
In tanti anni, non ho mi capito a cosa serve avere informazioni
sulle conoscenze delle persone con cui si parla.
 
Le conoscenze della fisica cambiano continuamente.
In passato si consideravano di competenza della filosofia problemi
che poi la scienza ha assunto in proprio.  Nel corso del sette-ottocento
la scienza ha escluso dal suo campo di azione la vita, la ragione,
l'etica, l'estetica... dichiarandoli non scientifici.
Il confine delle competenze della scienza e' cambiato, cambia,
e cambiera'.
Probabilmente ci sono persone che hanno studiato e insegnato
e ora parlano solo "per partito preso". Oggi ci sono nuove
conoscenze, per esempio sul "vuoto" che vuoto non e',
come invece pensavano nell'ottocento.
 
A volte si vorrebbe conoscere anche se le conoscenze  dei
professori universitari sono aggiornate, oppure legate al loro
percorso scientifico, ottimo, ma  "datato".
 
Tuttavia, non ritengo che si possa  parlare con qualcuno
chiedendoli prima informazioni sulle sue conoscenze. E' offensivo.
Allora e' preferibile esporre i motivi per cui si e' a favore
di una ipotesi piuttosto che di un'altra.
 
Sara' poi l'interlocutore, se non e' all'altezza di capire quanto gli
viene detto, approfondire le motivazioni che gli sono state proposte.
 
 
 
 

 conoscenze. E' offensivo.
 
Ho la sensazione che tu stia pensando a tutt'altro genere
di problemi. Una persona intelligente non solo non lo
trova offensivo ma credo sia ben contenta di avere di
fronte qualcuno che ï¿œ capace entro certi limiti di
adattare il messaggio al proprio modo di capire.
 
ciao!
 
Apx.

 anni.
 
Esattamente. Ti � mai capitato di andare da medici che pensano di fare 
sfoggio della loro (presunta) bravura speigandoti la tua malttia in termini 
ultratcnici che tu ovviamente non puoi conoscere se non sei medico o 
biologo? Su di me provacono reazioni violente perch� non sono cattivi 
comunicatori, ma lo fanno apposta.
Perch� pesno che, almeno se l'interlocutore ha qualche consocenza di base, 
tutto sia "divulgabile", magari mettendo in guardia che quello che si dice � 
una approssimazione. 
 

 viene detto, approfondire le motivazioni che gli sono state proposte.
 
Ok, pero' in questo modo uno ci mette molto piu' tempo a ... correggere la mira.
 
--
cometa_luminosa


 
No. Non avete capito il dubbio che io ho sollevato.
 
Diciamo:
Uno fa una domanda o una affermazione durante una conferenza.
(un Gruppo di discussione, e' paragonabile ad una conferenza
ove i partecipanti sono molti)
Se qualcuno interviene per rispondere, lo fa solo
per parlare con il tizio che ha fatto la domanda? Penso di no.
Piuttosto per parlare con tutti coloro che ascoltano la sua risposta.
 
Voi invece date per scontato che si facciano dialoghi privati.
 
 

 interessava altro?
Pi� o meno s�.
E so anche che Marconi era ricco di famiglia e aveva la madre inglese.
Le due cose gli permisero di lavorare coi suoi mezzi e di trasferirsi
in Inghilterra, dove lo presero sul serio.
Anche perch� gli inglesi erano assai sensibili a tutto ci� che poteva
servire in mare: vedi 150 anni prima la storia di Harrison e del
cronometro di marina.
 
 
-- 
Elio Fabri

 Ho giï¿œ detto sopra.
CUT
 
ciao
CCCP



Non e' ne' una conferenza ne' un dialogo privato.
Non e' ne' una conferenza in quanto in un ng non si tratta *un solo*
tema, e in quanto chi vi partecipa (appunto) ha un retaggio culturale
molto disomogeneo; non e' un dialogo privato perche' possono
intervenire piu' persone.
In effetti anch'io molte volte do' risposte non "mirate", quando non
ho tanta voglia di fornire dettagli o perche' presumo che
risponderanno anche altri; se invece mi accorgo che sono abbastanza
solitario nel dialogo e l'argomento mi interessa e l'OP non e' un
troll, cerco di adattare la mia spiegazione alle sue conoscenze per
quanto ritengo possibile o utile.
 
--
cometa_luminosa

Gi�, ma nella scuola secondaria � tutt'altro che insolito sentir 
definire la fem di una batteria come "differenza di potenziale a 
circuito aperto"...
 
Paolo
 
Elio Fabri ha scritto:


 Voi invece date per scontato che si facciano dialoghi privati.
Niente affatto, come ho gi� detto.
Ma ripeto, ogni caso pu� essere diverso.
Certe volte (e questa era una) la domanda � precisa, ed � logico
concentrarsi sulla risposta al richiedente.
Anche sapendo (come io so) che una questione come quella pu� tornare
utile anche ad altri, pure se non intervengono.
 
Quello che invece non riesco a capire � il senso del tuo intervento.
O meglio, � chiaro che era solo polemico: della fisica "nun te ne p�
freg� de meno", come si dice a Roma.
Per cui forse ho anche fatto male a dedicarti del tempo.
 
 
-- 
Elio Fabri

 problema.
 
per me la magagna � che
Usenet non � fatto per scrivere
con la simbologia matematica.
Se uno dovesse non scrivere
ma dimostrare le equazioni di
Maxwell avrebbe difficolt�
gi� con la simbologia.
Allora se si pu� solo discutere
� logico che bisogna descrivere.
 
ciao
Massimo 

 cronometro di marina.
 
Beh... secondo me questo tipo di episodi spiega perch� l'Italia sta per 
andare in default er abbiamo la disoccupazione al 12% ma di questo dovremo 
parlare in tema di politica o economia. 
 

 fisicamente quella "corrente di spostamento"
 
C'e una variazione del campo elettrico.
 
E quindi un rot(B) = eps_0 @E/@t diverso da zero. Esattamente come 
avviene nelle onde EM. Che, non a caso, *non erano previste* nelle 
teorie che evitavano di parlare di campi e postulavano invece 
un'interazione diretta a distanza fra le sorgenti dei campi (cfr. Weber).
 
Quando si sa che per @E/@t=0 il campo magnetico e' nullo, nei casi 
simmetrici, 
p.es
. condensatore a dischi alimentato da due fili diritti, 
si trova facilmente che all'esterno del condensatore il campo magnetico 
dovuto a un certo rot(B) uniforme fra i dischi e' lo stesso di quello 
generato dalla corrente nel filo che varia la carica del condensatore e 
quindi il campo elettrico.
 
Credo che la locuzione "corrente di spostamento" debba occupare un posto 
d'onore nella top ten dei termini piu' fuorvianti della Fisica moderna, 
accanto a "contrazione delle lunghezze" e "dilatazione dei tempi".
 
 
-- 
TRu-TS
Buon vento e cieli sereni

 brevemente le grandezze campo elettrico, f.e.m e diffenza di potenziale?
 
Campo elettrico E in un punto dello spazio e' la forza che agisce su una 
carica esploratrice q immobile in quel punto, divisa per q. 
Sperimentalmente, e' indipendente da q.
 
FEM e' la circuitazione di E lungo un circuito chiuso C:
 
   integrale_C E x ds : E ed s vettori, x prodotto scalare.
 
E' il lavoro fatto dal campo elettrico su una carica unitaria che 
percorre una sola volta l'intero circuito tornando al punto di partenza.
 
Nei casi in cui il lavoro fatto dal campo elettrico su una carica 
unitaria che percorre una linea da un punto A a un punto B e' sempre lo 
stesso, qualsiasi sia il percorso, allora lo si chiama "differenza di 
potenziale" fra A e B. In questi casi la FEM lungo tutti i circuiti che 
passano sia per A che per B e' nullo, e il campo si dice conservativo.



 
 
-- 


 circolazione o circuitazione del vettore B lungo un percorso chiuso ?
 
No, e` il rotore di un campo in un punto, e a sua volta il rotore e` un 
vettore. Hai un campo vettoriale, applichi l'operatore di rotore e hai 
come risultato un altro campo vettoriale.
 
qui c'e` la definizione
 
http://mathworld.wolfram.com/Curl.html
 
 
L'integrale del rotore di B su una superficie da` la circuitazione del 
campo B lungo il perimetro della superficie (con qualche altra 
condizione che per il momento si puo` tralasciare).
 
-- 
 
Franco
 
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

 condizione che per il momento si puo` tralasciare).
 
uhm ... scusa, ma cos'ï¿œ il "perimetro di una superficie" ?
Si puï¿œ scegliere una qualunque sezione della stessa ?
Lo chiedo perchï¿œ ho inteso superficie solida e non 
bidimensionale (se ï¿œ la seconda, ï¿œ implicito che il 
perimetro sia determinato).
 
Dopo penso alla tua risposta, ma dispero di capirla bene, 
perchï¿œ avevo giï¿œ letto dei rotori ma c'ï¿œ qualcosa di non 
familiare ma non capisco cosa.
So, vagamente, che sono un qualcosa che distingue regioni di 
spazio irrotazionali o meno, dove ci sono o non ci sono 
vortici di qualche natura, ma ho le idee confuse :_(
 
cmq grazie



Non esattamente: il suo modulo e' il limite, per l'area che tende a
zero, della circuitazione *per unita' di area*, della regione piana il
cui bordo e' quel percorso chiuso.
In questo modo hai definito una quantita' che dipende da un singolo
punto dello spazio e non da una regione estesa. Per quanto riguarda
direzione e verso: la direzione e' ortogonale alla superficie piana
che hai preso, il verso e' in alto, se guardi la regione piana
contenente il circuito vedendo la circuitazione girare in senso
antiorario, viceversa verso il basso se in senso orario.
 
--
BlueRay


 
Il resto l'ho capito (salvo sempre i dettagli matematici), questo meno (il 
premio nobel è ancora lontano :-)).
Se in presenza di un campo elettrico una carica si muove da A a B, farà 
sempre lo stesso lavoro su quaalunque percosrso. Non vedo altre possibilità. 
Quindi f.e.m. e d.dd.p sono la stessa cosa (e i libri che ricordo ne parlano 
infatti come sinonimi). 
 

 sempre lo stesso lavoro su quaalunque percosrso.
 
...se il campo e' conservativo. Ma se non lo e', Il lavoro dipende dal
percorso.
 
--
cometa_luminosa

 infatti come sinonimi).
 
Sono imprecisi. Puoi usarli come sinonimi *in assenza* di campi 
magnetici variabili: 
p.es
, fra i contatti di una batteria, o anche fra i 
morsetti di una dinamo da bicicletta in rotazione (abbastanza schermata 
affinche', fuori, gli effetti delle variazioni del campo magnetico siano 
trascurabili). Ma *dentro* la dinamo, e in particolare nella bobina in 
cui viene generata la FEM, no.
