Relatività e magnetismo

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PsiF
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Relatività e magnetismo

Messaggio da PsiF » 20 nov 2016, 14:27

Buongiorno a tutti;
Come si sa, quando in un filo rettilineo scorre della corrente elettrica una carica in moto in prossimità del filo stesso, parallelamente ad esso, risente di una forza chiamata forza magnetica che è riconducibile agli effetti relativistici di contrazione che il filo subisce nel sistema di riferimento della carica in moto. Mi stavo chiedendo: nel caso di un campo magnetico uniforme generato da, per esempio, due magneti, qual'è l'effetto relativistico (se è presente, ma credo che lo sia per la somiglianza dei due fenomeni) che porta la carica a sentire di questa forza? Cosa si "contrae" e cosa invece no? Nel caso del filo possiamo infatti considerare la contrazione delle cariche negative in moto all'interno di esse (per semplificare il fenomeno), cosa che porta ad una differente densità lineare di carica e dunque all'apparente "forza magnetica", che altro non è che una forza elettrica; nel magnete, cosa svolge il ruolo di queste cariche in moto?
Grazie in anticipo per le risposte.

Pigkappa
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Re: Relatività e magnetismo

Messaggio da Pigkappa » 4 dic 2016, 20:17

La domanda e' interessante e speravo qualcuno rispondesse ma non e' successo. Io non ho risposto finora perche' non so rispondere.

Un magnete e' generalmente composto da piccoli elementi di materia che hanno momento di dipolo magnetico intrinseco non nullo. Un modellino semplice per uno di questi e' un atomo composto da un nucleo con carica positiva ed elettroni che girano intorno ad esso con carica negativa. Questa configurazione e' simile a una spira percorsa da corrente e si sa che una spira composta da corrente genera un campo magnetico.

Campi elettrici e magnetici sono fondamentalmente la stessa cosa in relativita' ristretta - si veda qua. Chi non si specializza in questo campo spesso studia la formulazione covariante dell'elettromagnetismo nel vuoto mentre per interpretare materiali magnetizzati come proponi tu bisognerebbe sapere come funzionano queste cose nella materia. Sono convinto che ci sia una interpretazione anche in quel caso ma non e' detto sia semplice. E' il tipo di cosa che di sicuro scoprirai se fai fisica all'universita' e l'argomento ti interessa :) .
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PsiF
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Re: Relatività e magnetismo

Messaggio da PsiF » 4 dic 2016, 21:17

Immaginavo che la cosa fosse molto complicata e ti ringrazio tanto della risposta.
Il dubbio mi è proprio venuto tentando di dare una giustificazione relativistica ai fenomeni magnetici, e mi sono bloccato proprio a quel punto. Ho paura però che, dato che si tratta del solito reame dell'infinitamente piccolo, non sia coinvolta solo la relatività ma magari anche la meccanica quantistica. La stessa analogia con la spira mi confonde: nella spira si ha campo magnetico (credo) proprio perchè si han una contrazione della distanza tra le cariche elettriche dentro il filo, ma quando si ha, per esempio, una sola carica elementare (un elettrone) cosa diamine si contrae?. Magari se ne avrò la possibilità chiederò qualcosa al professore di elettromagnetismo.
Ti ringrazio ancora.

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