Transcript Storia dell*Elettromagnetismo Classico

Introduzione alla Storia
dell’Elettromagnetismo
Classico
Fabio Bevilacqua
Dipartimento di Fisica “A.Volta”
Università di Pavia
•
Elettromagnetismo Classico
La ripartizione classica della Storia dell'E.C.
corrisponde a otto fasi:
• a) la fase baconiana nel seicento e settecento,
culminante con la formulazione della legge di
Volta nel 1784 e di Coulomb nel 1785
• b) gli sviluppi
potenziale
della
teoria
matematica
del
• c) la scoperta della pila, le esperienze di Oersted
e le leggi di Biot-Savart e di Ohm
• d) l'opera
di
Ampère
e
lo
sviluppo
dell'elettrodinamica, cioè il filone newtoniano
nell'elettromagnetismo in particolare con Weber in
Germania
Elettromagnetismo Classico
• e) lo sviluppo delle idee di Faraday e
Maxwell in Inghilterra e della teoria
dell'azione a contatto
• f) il
dibattito
nella
seconda
metà
dell'ottocento tra le concezioni inglese e
tedesca
dell'azione
per
contatto
e
dell'azione a distanza
• g) la soluzione del dibattito con la sintesi di
Lorentz
• h) lo sviluppo della teoria della relatività a
partire dalla teoria dell'elettrone di Lorentz.
Sommario
•
Introduzione metodologica
•
Sperimentazioni baconiane
•
Due quantificazioni: Volta e
Coulomb (tensione e forza)
•
Maxwell, etere e corrente di
spostamento
•
Weber, Clausius e i potenziali
elettrodinamici
•
Helmholtz e la soluzione formale
•
C.Neumann, V.Lorenz e l’azione a
distanza ritardata
•
Due modelli: azione a contatto e a
distanza); schema
•
La teoria matematica del potenziale
(tabella)
•
Poynting, Planck e l’energia locale
•
Oersted, Biot e Savart, Ampère
•
Hertz: esperimenti e modelli
•
Ohm e i circuiti
•
•
Faraday e l’azione a contatto
Michelson-Morley e l’etere
trascinato
•
Forze elettromotrici e
ponderomotrici
•
J.J. Thomson e l’elettrone
•
Lorentz e la sintesi
•
Einstein e le asimmetrie teoriche
•
L’induzione unipolare
•
5 libri di testo avanzati
•
•
Neumann, Fechner, Weber,
Kircchoff: azione a distanza
Helmholtz e la conservazione
dell’energia
Un’elaborazione di Holton
Baconian electricity
Coulomb e Volta
Legge derivante dalla
gravitazione newtoniana:
azioni a distanza nello
spazio vuoto
Azioni “ in-tensive ” di
probabile derivazione
leibniziana
Teoria matematica (del potenziale)
Oersted, Biot e Savart, Ampère
Azione per contatto : calore e
teoria ondulatoria della luce
• Fourier: si applicano alla termologia le equazioni
differenziali alle derivate parziali, il calore non si
trasmette a distanza, ma le temperature variano
con continuità nello spazio
• Fresnel: si sviluppa la teoria ondulatoria della
luce, lo spazio si riempie di un’etere luminifero,
elastico, come supporto delle onde luminose
Ohm
Azione per contatto : linee di
forza e « stato elettrotonico »
Azione a distanza nel vuoto, sia
gravitazionale sia elettrica
Weber
Clausius
Maxwell
[A] Magnetic induction
B = rot A

[B] Electromotive force
E  v  B  A  
[C] Mechanical force
F  I  B  e E  m 
[D] Magnetization
B = H + 4πJ
[E] Electric currents
[F] Current of conduction
[G] Electric displacement
[H] True currents
4πI = rot H
I' = CE
D = (1/4π)KE

I  I'  D
Le equazioni di Maxwell
Maxwell: 1873 Treatise
C.Neumann, V.Lorenz e l’azione a
distanza ritardata
Poynting, Planck e l’energia locale
Hertz: 1892
La misura della massa
dell’elettrone
E.Rutherford e J.J.Thomson
Max von Laue e Wilhelm
Roengten
1907
1895
Lorentz: la Teoria degli Elettroni
E+P=D
Libri di testo e memorie originali
• Planck
• Sommerfeld
• Pauli
• Landau
• Feynman
Advanced Textbooks: a bonus
Priv ile ge d
infe rence
Basic
assumptions
Planck
1922
Somme rfe ld
1948
Pauli
1949
Landau
1956
De duction
De duction
Induction
De duction
M axwell's
e quations
Experiments
PCE
"exp."
Basic
Quantitie s
M ode ls
Re ality of
dime nsions
Contents
PLA
"exp."
Fields
Contiguous
action
No
Statics
Steady
Curr.
Quasi Stat.
Dyn.
M ov .:He rtz
1890
Lor. and
Einst.
quoted
Contiguous
action
Feynman
1963
Pote ntials
Duality
De layed
action at a
distance
Statics
Steady
Curr.
Quasi
Stat.
Dyn.
Re fuse d
ded. from
Spe c. Rel.+
Coul.
Coul.law
re de duced
from
del.act. at a
dist.
Ye s
M axw.Eq.
Statics
Steady Curr.
Quasi Stat.
Dyn.
M ov :Spec.Rel
Spe cial
re lativ ity