Cariche elettriche e forza di Coulomb

1. Carica elettrica2. Elettrizzazione dei corpi 3. Isolanti e conduttori4. Elettroscopio 5. Forza di Coulomb6. Conservazione della carica 7. Quantizzazione della carica

una storia che inizia cosi’: 2500 anni fa i greci conoscevano le proprieta’ dell’ ήλεκτρον , che noi chiamiamo ambra ...

Elettrizzazione per strofinio(sbarretta di ambra o di plastica e panno di lana)

Perche’ succede questo?

ISOLANTI

La struttura di un atomoATOMO

Che vuol dire ione positivo He+?l’atomo ha perso un elettrone

Che vuol dire ione negativo He-?L’atomo ha tre elettroni, ne ha uno in piu’

Calcolo della carica totale di un atomo di He neutro

La carica elementare

Particelle subatomiche(neutrone, protone, elettrone)

Carica elettrica = 0C

Elettrone

Vetro e ambra elettrizzati (gli uguali si respingono, gli opposti si attraggono)

ISOLANTI

Elettrizzazione del vetro per strofinio

I conduttori non si elettrizzano per strofinio a meno che ...

CONDUTTORI

1) 2)

3) 4)

Forse i guanti di plastica fanno la differenza?

I conduttori si elettrizzano per contatto e ...

... la carica elettrica si distribuisce equamente ...

... se i conduttori hanno la stessa forma e la stessa dimensione

CONDUTTORI

Induzione

Attrazione elettrostatica tra inducente e indotto

ATTENZIONE

Il corpo indotto rimane neutro

Il corpo inducente non perde la sua carica

CONDUTTORI

PolarizzazioneATTENZIONE

Il corpo polarizzato rimane neutro

Il corpo inducente non perde la sua carica

ISOLANTI

Polarizzazione per orientamento delle molecole dell’isolante oppure per deformazione e orientamento delle stesse molecole

Molecole di carta deformarte e orientate

Elettroscopio

serve per ‘vedere’ le cariche elettriche, se ha una scala graduata si chiama elettrometro e serve per misurare

Forza di Coulomb221

041

rqqF

Definizione dell’unita’ di misura della carica elettrica, C coulomb

Cqq 121 mr 1

NmCC

CmNF 9

22

29 109

111109

Due cariche elettriche sono di 1 C se, poste a distanza di 1 m nel vuoto, si attraggono o si respingono con una forza di 9.109 N.

costante dielettrica del vuoto

2

29

0

10941

CNm

2

212

0 10854,8NmC

Bilancia di torsione di Coulomb1785

Confronto tra forza elettrica e forza gravitazionale nell’atomo di H

Ceqq ep19106.1 Kgme

31101.9 Kgmp27107.1

mrH11103.5

NFel8102.8

NFgrav47

. 106.3

mrp15101

1039 volte maggiore!

dati

atomo di idrogeno

39

.

10grav

el

FF

Forza fra due cariche in un dielettrico

mr F

F0

r costante dielettrica relativa del materiale, adimensionale, maggiore di 1

801,2

00059,1

acqua

paraffina

aria

Conservazione della carica elettrica

La carica elettrica totale dell’universo e’ costante. Nessun processo fisico puo’ determinare un aumento o una diminuzione della quantita’ totale di carica dell’Universo

In un sistema isolato la carica totale e’ costante

Quantizzazione della carica elettrica

Qualunque quantita’ di carica e’ un multiplo intero della carica elementare

Q+ = + N . e Q - = - N . e