Maxwell e la teoria del campo elettromagnetico
Maxwell e la teoria del campo elettromagnetico
ago 13
James Clerk Maxwell fu un matematico e fisico scozzese divenuto famoso per aver elaborato una prima teoria moderna sull’elettromagnetismo; egli per primo dimostrò infatti che i campi elettrici, così come quelli magnetici, sono correlati e si propagano sotto forma di onde alla velocità della luce.
Le quattro equazioni
La sua teoria del campo elettromagnetico si sviluppa attraverso quattro equazioni, enunciate nel 1873 all’interno dell’opera “Trattato su elettricità e magnetismo”. In questo testo vengono definiti per la prima volta i rapporti tra campo elettrico e campo magnetico, la scoperta della connessione tra i due ambiti e la formulazione delle equazioni di Maxwell, aprirono le porte agli studi successivi sulle onde elettromagnetiche e all’elaborazione della nuova teoria di gravitazione di Einstein. Le quattro equazioni spiegano le dinamiche dei campi elettromagnetici e sono denominate: legge di Gauss, o teorema del flusso, secondo la quale il flusso del campo elettrico in un sistema chiuso dipende solamente dalla carica elettrica racchiusa al suo interno; legge di Faraday, anche detta legge di induzione elettromagnetica, mette in relazione elettricità e magnetismo ed è ancora oggi la base teorica su cui vengono costruiti motori elettrici e generatori di corrente. Abbiamo poi nuovamente la legge di Gauss, applicata questa volta al campo magnetico, e infine la legge di Ampère-Maxwell che descrive il rapporto proporzionale che intercorre fra campo elettrico e campo magnetico.
I campi elettromagnetici
Attraverso le quattro equazioni di Maxwell viene dimostrato che i campi elettrici producono a loro volta campi magnetici, vi sono descritte inoltre le modalità attraverso cui si sviluppa il rapporto fra loro. L’elettromagnetismo (anche detto “interazione elettromagnetica”) in Fisica viene descritto come una delle quattro forze fondamentali che strutturano l’Universo. L’interazione elettromagnetica avviene tramite i fotoni, particelle elementari di radiazione elettromagnetica la cui teorizzazione fu elaborata da Einstein. I fotoni hanno avuto un grande impiego nella produzione di laser e nel campo dell’ottica, ma rivestono un ruolo fondamentale anche nella fisica teorica. Pertanto risulta chiaro come la scoperta dell’esistenza dei campi elettromagnetici sia stata fondamentale non solo per i fisici, ma anche per le innovazioni tecnologiche al servizio di tutti.
Foto: EtiAmmos – Fotolia