Campo magnetico di un filo e sistema di riferimento

Area riservata alla discussione di argomenti concettuali di fisica, non necessariamente legati ad uno specifico problema
Rispondi
Vinci
Messaggi: 33
Iscritto il: 4 set 2017, 9:49

Campo magnetico di un filo e sistema di riferimento

Messaggio da Vinci » 30 dic 2018, 18:10

Salve, ho un problema concettuale che non riesco a risolvere: se ho un filo conduttore infinito neutro percorso da una corrente, lo posso vedere come un reticolo di ioni positivi con degli elettroni che si muovono nella direzione del filo tutti con la stessa velocità media detta velocità di deriva. Questo filo genera attorno a sè un campo magnetico con linee di campo circolari. Se pongo un elettrone ad una qualsiasi distanza dal filo che si muove parallelo al filo con velocità costante uguale alla velocità di deriva e nello stesso verso degli elettroni del filo vedrò una forza agire sull'elettrone. Se però mi metto nel sistema di riferimento solidale con l'elettrone osserverò ancora la stessa corrente (vedrò gli ioni positivi muoversi in verso opposto) ma nessuna forza che agisce sull'elettrone in quanto è fermo.
Qualcuno può dirmi in cosa è sbagliato questo ragionamento? Cosa non sto considerando?

Pigkappa
Messaggi: 1655
Iscritto il: 11 gen 2009, 14:58
Località: Londra

Re: Campo magnetico di un filo e sistema di riferimento

Messaggio da Pigkappa » 31 dic 2018, 0:32

Distribuzioni di carica, correnti, campi elettrici e magnetici si trasformano in modo non ovvio quando si cambia sistema di riferimento. Le trasformazioni hanno a che fare con la relatività ristretta. Per approfondire puoi cercare online o guardare nei testi consigliati nel topic in evidenza nel forum (il Griffiths di elettrodinamica o il volume 2 del Berkeley o probabilmente le lezioni di Feynman).
"Per un laser, si passa da temperature positive a temperature negative non passando attraverso 0 K, ma passando attraverso l'infinito!" (cit.)
"Perché dovremmo pagare uno scienziato quando facciamo le migliori scarpe del mondo?" (cit.)

Vinci
Messaggi: 33
Iscritto il: 4 set 2017, 9:49

Re: Campo magnetico di un filo e sistema di riferimento

Messaggio da Vinci » 31 dic 2018, 10:23

Ma allora, le leggi dell'elettromgnetismo classico, che mi dicono che in un caso è presente una forza e nell'altro caso no, in quale dei due sistemi di riferimento mi dicono ciò che succede veramente? E perché prediligono un sistema di riferimento? Se in un esercizio mi avessero dato il primo caso e mi avessero chiesto se c'è una forza che agisce sull'elettrone, avrei detto si, ma nel secondo caso avrei detto no, non ci sarebbe stato nulla a farmi sospettare che avevo bisogno di concetti di relatività ristretta.

Pigkappa
Messaggi: 1655
Iscritto il: 11 gen 2009, 14:58
Località: Londra

Re: Campo magnetico di un filo e sistema di riferimento

Messaggio da Pigkappa » 1 gen 2019, 3:48

Le leggi dell'elettromagnetismo sono sempre valide (finché non va nel troppo piccolo o non si fanno cose troppo strane), ma i due casi di cui parli non descrivono la stessa situazione in due sistemi di riferimento diversi, perché il modo in cui hai fatto il cambio di sistema è sbagliato. Non ne sono sicuro, ma penso che una magagna derivi dal fatto che nel cambio di sistema devi considerare che cambiano le distanze tra i protoni (contrazione delle lunghezze in relatività) il che fa sì che ci sia un campo elettrico nel sistema in cui la particella è ferma. Non ricordo più granché su questi argomenti per cui ti consiglio di dare un'occhiata online oppure ai testi che ti ho consigliato. Il modo più semplice per accorgersi che ci vuole la relatività quando si cambia sistema comunque è proprio quello di chiedersi come sono dirette le forze in situazioni così, non c'era qualcosa di più ovvio che avresti potuto notare.
"Per un laser, si passa da temperature positive a temperature negative non passando attraverso 0 K, ma passando attraverso l'infinito!" (cit.)
"Perché dovremmo pagare uno scienziato quando facciamo le migliori scarpe del mondo?" (cit.)

Rispondi