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
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