venerdì 12 ottobre 2012

Una lezione che termina al bar...della scuola


Questa lezione può andar bene quando i ragazzi sono stanchi. E' leggera, priva di matematica e interessante. 
Si tratta di affrontare il problema di cosa succede su una sfera conduttrice cava quando si pone al suo interno una carica, per esempio, positiva.
Sintetizzando, gli elettroni di conduzione del conduttore saranno attirati dalla carica positiva e si distribuiranno sulla superficie interna della sfera, compariranno quindi cariche positive sbilanciate sulla superficie interna. Presto si raggiungerà l'equilibrio (condizione di minimo dell'energia potenziale). All'equilibrio il campo elettrico interno alla sfera sarà nullo (E_int =0), altrimenti le cariche libere accelererebbero. All'interno le cariche negative saranno più dense in prossimità della carica "perturbatrice" q+ (distribuzione non uniforme). 
E all'esterno come saranno distribuite le cariche positive?
Uniformemente! Perchè il campo nullo della sfera disaccoppia totalmente le cariche sulla superficie interna da quelle all'esterno (non vi sono forze elettriche che attraversano il conduttore dalla cavità verso l'esterno). 
Allora è interessante notare che muovendo di moto armonico la carica q+ nella cavità, anche se la distribuzione negativa cambierà sulla sup. interna quella esterna rimarrà immutata. Altrimenti detto: nessuno dall'esterno potrebbe accorgersene. Le onde e.m. emesse dalla carica oscillante non sarebbero percepibili dall'esterno. 
A questo punto si potrà invitare la classe al bar della scuola per effettuare un esperimento che avvalori quanto appena detto. Al bar ci si farà prestare un pezzo di carta d'alluminio e si porrà al suo interno un cellulare A che stia chiamando un cellulare B esterno. Appena si chiuderà la pellicola d'alluminio intorno al cellulare chiamante, il cellulare B perderà la chiamata. Trovandosi al bar verrà "spontaneo" porre il cellulare A in un micro-onde (ovviamente spento) e si noterà che il cellulare B non perderà la chiamata. Come mai?

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