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LA STORIA DELL'ELETTROMAGNETISMO

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Gregorio Manaresi

on 19 December 2014

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LA STORIA DELL'ELETTROMAGNETISMO
Le prime interazioni tra magneti e correnti elettriche
Ruolo di Hertz e Maxwell nel capire le interazioni tra magneti e correnti elettriche
Ruolo di Righi e Marconi nello studio delle applicazioni dell'elettromagne-tismo
JAMES CLERK MAXWELL
Edimburgo, 13 giugno 1831- Cambridge, 5 novembre 1879;
1864: “A dinamical theory of the electromagnetic field”-compaiono per la prima volta le 4 equazioni di Maxwell;
1873: “Treatise on electricity and magnetism”, migliora le 4 equazioni.
VITA
LA TEORIA
La teoria di Maxwell prevedeva l'esistenza di onde elettromagnetiche generate da cariche oscillanti.
(Questa teoria fu poi sperimentata da maxwell).
MA...PRIMA?
Prima di Maxwell esistevano 3 scienze distinte dei fenomeni elettromagnetici: elettrostatica, mangetismo, galvanismo.
Siméon-Denis Poisson
Nel 1920 scoprì che un filo percorso da corrente devia un ago magnetico nelle vicinanze, in misura proporzionale all'intensità della corrente --> Legame tra elettricità e magnetismo.
André-Marie Ampère
Ampère formulò una teoria nella quale esprimeva la forza con la quale due fili paralleli a distanza r, percorsi da corrente, si attraggono o si respingono. --> Il magnetismo è un fenomeno derivato dall'elettricità.
Michael Faraday
Faraday scoprì che muovendo un magnete dentro una bobina si produce una corrente indotta--> accertò così che si possono produrre correnti elettriche partendo dal campo magnetico.
Ruolo di Maxwell
Maxwell cercò di creare formule matematiche dalle scoperte di Farady, così nacque la teoria moderna di
elettromagnetismo.
Teoria di Maxwell
Maxwell diceva che utto fosse dovuto al materiale isolante tra le due armature del condensatore di un circuito: applicando un campo elettrico esterno, le cariche positive dell’isolante andavano verso l’armatura negativa, e viceversa. In caso di corrente alternata, ci sarebbe stato un moto continuo di cariche tra le due armature così creando un campo magnetico variabile.

Elettromagnetismo
“Quella parte di spazio che contiene e circonda i corpi nella condizione elettrica o magnetica”, nel quale le interazioni elettromagnetiche si propagano “senza supporre l’esistenza di forze capaci di agire direttamente a distanze sensibili”. Una variazione di corrente induce un campo magnetico e viceversa.

HEINRICH RUDOLF HERTZ
Amburgo, 22 febbraio 1857- Bonn, 1 gennaio 1894;
1866: Iniziò gli studi che lo porteranno alla scoperta delle onde elettromagnetiche "Hertziane";
1886: Primi risultati;
VITA
L'intuizione
Hertz capì che per produrre onde elettromagnetiche necessitava di:
un circuito a corrente alternata ad altissima frequenza (per fare in modo che tale circuito fosse in grado di irradiare);
Trovare un rilevatore adatto (un filo metallico circolare con una piccola apertura nella quale appariva una scintilla quando veniva eccitato da un'onda elettromagnetica.

Grazie a questo circuito Hertz misurò la lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica, ne dimostrò la natura ondulatoria, e provò che tali onde viaggiano alla velocità della luce.
Radiazione elettromagnetica
Hertz diceva che la sua era solo una conferma delle teorie di Maxwell, e non avrebbero avuto alcuna applicazione pratica
Errate deduzioni
AUGUSTO RIGHI
GUGLIELMO MARCONI
Bologna, 27 agosto 1850-Bologna 8 giugno 1920.
Il suo lavoro si concentrò sullo studio delle proprietà delle onde elettromagnetiche
Augusto Righi
Obiettivo
Il suo obiettivo principale era quello di trovare conferma sperimentale nella teoria elettromagnetica della luce di maxwell: i fenomeni luminosi sono della stessa materia fisica dei fenomeni elettrici e dei magnetici, quindi obbediscono alle stesse leggi.
Avendo intuito che ulteriori progressi sugli esperimenti di Hertz, erano possibili soltanto con l'uso dionde più corte, utilizzò per ottenerle un diverso oscillatore detto oscillatore a sfere.
L'osillatore a sfere divenne popolare dopo essere stato impiegato nei primi esperimenti di radiotelegrafia da Guglielmo Marconi che lo conobbe quando, ventenne, seguiva le lezioni di RIghi a Bologna.
Guglielmo Marconi
Bologna, 25 aprile 1874-Roma, 20 luglio 1937
Si interessò subito alle onde elettromagnetiche e alla loro possibile applicazione, pensando alla comunicazione.
Grazie a Marconi si sono sviluppati strumenti di comunicazione a distanza la cui evoluzione ha portato alla sviluppo dei moderni sistemi di radiocomunicazione. (Radio, televisione, sistemi wireless)
Essendo un autodidatta, Marconi si basò molto sulle onde elettromagnetiche che furono scoperte nel 1886 da Hertz
Nel 1922 aveva ipotizzato la possibilità di trovare navi in mezzo alla nebbia grazie alla rilevazione dell'eco delle nde lanciate verso di esse.
Il 26 luglio del 1934 realizzò il collegamento radiotelegrafico tra l'Elettra e il radiofaro di Sestri Levante in onde di 63cm.
MICHAEL FARADAY
E' stato un chimico ed un fisico britannico, ha contribuito allo dell'elettromagnetismo e dell'elettrochimica.
Inventò la gabbia di Faradday e il Becco di Bunsen.
Scoprì le leggi di Faraday dell'elettrochimica,l'elettrolisi, il diamagnetismo, e l'effetto Faraday (induzione elettromagnetica).
Meriti
Cenni sulla vita
Iniziò a lavorare a 13 anni in una libreria, dove lesse molti libri, tra cui "The improvement of the mind and Conversation in chemistry" che lo spinse ad interessarsi di scienza, in particolare di chimica e studio dell'elettricità.
All'età di 20 anni, iniziò a seguire le lezioni del chimico e fisico britannico Humphry Davy.
Faraday inviò le note prese durante le lezioni al chimico, ed esso, infortunato, decise di assumere Faraday come assistente. Così venne in contatto con molti altri scienziati e approfondì le sue conoscenze in materia.
ELETTRICITA'
Dopo che Orsted scoprì il fenomeno dell'elettromagnetismo, Davy e Wollaston cercarono di creare un motore elettrico.
Dopo aver parlato con i due, Faraday costruì due dispositivi per produrre una
rotazione elettromagnetica
Rotazione elettromagnetica
La rotazione elettromagnetica è un moto circolare continuo causato dalla forza magnetica attorno ad un filo immerso in un bagno di mercurio. Se un magnete viene posto all'interno del mercurio, il filo ruoterà attorno al magnete se alimentato con la corrente da una batteria chimica
Induzione Elettromagnetica
Muovendo un magnete intorno un cappio di filo, nel filo passa corrente. Stessa cosa succede se si muove un selenoide sopra ad un magnete fermo. --> questo lo portò a dimostrare che un campo magnetico variabile produce un campo elettrico, espresso tramite la legge di Faraday-Neumann-Lenz.
Faraday utilizzò succesivamente tale principio per costruire la dinamo.
Esperimento di Orsted
Orsted osservò che avvicinando una bussola magnetica ad un filo elettrci, l'ago si muoveva in pro.
Molto sorpreso da ciò, realizzò un circuito con filo conduttore con direzione nord-sud fissata dai poli geografici, mise l'ago al di sotto del circuito e notò che esso si era indirizzato spontaneamente lungo la stessa direzione del filo. Successivamente chiuse il circuito e notò che appena la corrente passava per il conduttore, l'ago magnetico deviava la propria direzione e se la corrente fornita era di alta intensità, la direzione diventa perpendicolare a quella del filo.
Conclusione
Un conduttore percorso da cariche elettriche in movimento genera nello spazio circostante un campo magnetico e se la corrente è abbastanza intensa, l'ago punta in direzione perpendicolare alla direzione del filo.
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