induzione elettrostatica

[matteo_g]

Ciao, in sintesi l'induzione elettrostatica mi dice:

la carica elettrica di un conduttore viene redistribuita a causa della presenza di un oggetto carico nelle vicinanze.
Fino a qui ci siamo.

Il mio dubbio riguarda l'induzione elettrostatica completa:

Supponiamo di avere una sfera metallica carica Q ed un guscio sferico metallico neutro (cariche positive=cariche negative) che avvolge la sfera metallica senza toccarla.
Il libro mi dice che per il fenomeno dell'induzione si genera una carica Q sulla superficie esterna del guscio sferico.

Ma ritornando all'induzione elettrostatica essa mi dice che la cariche del corpo neutro (nel mio caso il guscio sferico) vengono ridistribuite.
Io non capisco perchè trovo sulla superficie esterna del guscio sferico la carica Q e non le varie cariche positive che compongono il guscio sferico stesso, dato che l'induzione elettrostatica mi dice che sono le cariche del corpo neutro a ridistribuirsi e non che sono le cariche del corpo carico a "passare" sul corpo neutro (so che quest'ultima frase è male espressa ma è per cercare di essere più chiaro)

Spero di essere stato chiaro.
Grazie!!

[mgrau]

Quando si dice che "si genera una carica Q sulla superficie esterna", si intende una carica con lo stesso valore Q, non materialmente "la stessa" carica Q che si trovava all'interno (dove peraltro si trova ancora).
Le cariche del guscio si ridistribuiscono: Q vanno all'esterno, e -Q all'interno

[matteo_g]

Ciao, sono d'accordo con quello che dici, ma non capisco perchè si dice che dovrebbe andare all'esterno una carica di valore Q (che è proprio il valore della carica netta contenuta nella sfera interna).

Supponiamo che:
la sfera sia carica +Q
il guscio sferico sia scarico (ed abbia quindi una quantità di carica -Q1 uguale alla quantità di carica +Q1).

il mio dubbio viene qua: non è che dovrebbero essere le cariche Q1 a ridistribuirsi, mandando le cariche Q1 positive sulla superficie esterna e quelle -Q1 sulla superficie interna (dato che vengono attratte)?
Non mi torna che sia una carica di valore +Q quella che vado a trovare sulla superficie esterna.

[mgrau]

E cos'è $Q_1$? Spero che tu non stia pensando al TOTALE delle cariche positive e negative presenti nel guscio neutro...
Perchè, se parliamo per esempio di Rame (numero atomico 29, peso atomico 63) allora 63 grammi contengono $6 * 10^23$ atomi, ossia $6*10^23 * 29$ elettroni (e protoni) con una carica complessiva di $6*10^23 * 29 * 1.6 * 10^(-19) C$ ossia circa 860.000 Coulomb, o se preferisci 13700 Coulomb/grammo...

[matteo_g]

Premetto, che ad oggi non so assolutamente niente di chimica generale e non ho fatto un liceo.

Esatto, sto pensando proprio che Q1 sia il numero totale di cariche positive ed anche il numero totale di cariche negative.
Supposte tutte di uguale valore in modulo.

Un corpo non si definisce elettricamente neutro anche quando la somma delle cariche positive e negative è pari a zero?
A patto che le cariche positive e negative abbiano ugual valore.

[mgrau]

Un corpo non si definisce elettricamente neutro anche quando la somma delle cariche positive e negative è pari a zero?

Certo. Ma questo non implica che quando c'è induzione si spostino TUTTE.
Comunque:
- Se al centro del guscio c'è una carica Q
- se, all'interno del guscio neutro, conduttore, che avvolge la carica Q, il campo è nullo
- dal teorema di Gauss, applicato ad una superficie che passi tutta nello spessore del guscio, segue che la carica totale dentro la superficie gaussiana è zero
- quindi, la carica sulla superficie interna del guscio è -Q
- e, poichè il guscio è neutro, la carica sulla superficie esterna è +Q

[matteo_g]

Ok grazie, il ragionamento pensandolo con Gauss mi è più chiaro.

ritornando alle cariche...
Perché dici che non si spostano tutte?

https://www.google.it/search?biw=823&bi ... k8aV-6xOcM:

ad esempio avvicinando una bacchetta carica negativamente ad un corpo neutro conduttore non sono tutte le cariche positive del corpo neutro ad avvicinarsi alla bacchetta (come in foto) ?

tu dici che si spostano tutte quando l'induzione è completa?

[matteo_g]

comunque il ragionamento applicando gauss mi torna, ma ancora non riesco a capire a livello teorico perchè non sono le cariche del guscio sferico a ridistribuirsi ma viene "nominato" il valore delle cariche della sfera interna.

su Wikipedia ho letto questo:



Secondo i nominativi che ho dato io prima dovrebbe, secondo il mio ragionamento, essere Q1 a ridistribuirsi e non Q.

[mgrau]

Vabbè, se vuoi, tutte le cariche del corpo neutro risentono inizialmente del campo elettrico, ma, dopo che una quantità Q (non Q1) si è spostata alla superficie, questa ridistribuzione è quel che serve ad annullare il campo all'interno del conduttore neutro, per cui non si sposta più niente

[matteo_g]

Ok, ora su questo ci siamo, ma ancora mi viene da pensare:

Come posso sapere se ci sono sufficienti cariche sul guscio sferico da arrivare a spostarne una quantità Q?

Dico se ad esempio Q1 fosse minore di Q.