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Esercizi
a pag. E69
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Lezione
Unità 9
6
l’elettricità
1
La carica elettrica
È un’esperienza nota a tutti: strofinata con una panno di lana, una bacchetta
di vetro acquista la proprietà di attirare piccoli corpi molto leggeri, come
capelli o pezzetti di carta. Questa proprietà della materia fu scoperta dagli
antichi greci e definita
elettricità
,
da
élektron
, termine con il quale era
indicata l’ambra. Per studiare questo fenomeno i fisici hanno introdotto una
nuova grandezza fisica scalare, la
carica elettrica
. Come la massa, la carica
elettrica non è qualcosa che si può osservare. La massa è stata introdotta per
quantificare i fenomeni dell’inerzia e della gravità; allo stesso modo la carica
elettrica consente la quantificazione dei fenomeni elettrici.
2
Cariche elettriche positive e negative
In
figura 22
è illustrato un semplice esperimento eseguito con quattro verghe,
due di PVC (cloruro di polivinile) e due di vetro. Strofinando con due panni
diversi una verga di PVC e una di vetro, e affacciando le parti
strofinate, si constata che tra di esse si esercita una forza
attrattiva. Ripetendo la prova con due verghe di materiale
uguale, si nota invece che la forza esercitata è repulsiva.
Per interpretare questo fenomeno si è ipotizzata l’esistenza di
due tipi di carica elettrica, che godono delle seguenti proprietà:
•
sono gli unici due tipi di carica elettrica;
•
corpi elettrizzati con carica di tipo diverso si attraggono;
•
corpi elettrizzati con carica dello stesso tipo si respingono;
•
un corpo è
elettrizzato
quando vi è squilibrio tra le cariche dei
due tipi in esso contenute, mentre è
elettricamente neutro
quando in esso vi è equilibrio tra le cariche dei due tipi;
•
per tradizione si definisce
positiva
la cariche elettrica che
insorge nel vetro, nel plexiglas ecc. se sono strofinati, e
negativa
quella che insorge nell’ambra, nel PVC ecc.
3
Il modello planetario dell’atomo
Importanti comportamenti della materia, come l’inerzia, la gravità,
l’elettricità, il magnetismo, possono essere studiati associando a essa la
proprietà di avere massa e carica elettrica. Scoprire come massa e carica sono
distribuite all’interno della materia ha costituito per la ricerca scientifica un
lungo e tortuoso cammino, durato molte decine di anni e ancora non del
tutto completato. La materia però è fatta di atomi, i quali hanno un diametro
medio dell’ordine di grandezza di 10
-
10
m; non è possibile quindi vedere
al loro interno. Ci si deve limitare a fare delle ipotesi, cioè a ideare dei
modelli, i quali per essere accettati devono essere compatibili con i risultati
sperimentali. Parecchi sono stati i modelli proposti negli ultimi secoli;
molti sono stati del tutto abbandonati, altri modificati in fasi successive,
alla luce di nuove scoperte. Qui ci limiteremo a illustrare per sommi capi
il cosiddetto
modello planetario
, proposto per la prima volta dal fisico
figura 22
Tra corpi elettrizzati
si verificano forze attrattive
o repulsive.
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