Problema — Fantafisica senza corrente di spostamento

Testo

Immagina che il termine di corrente di spostamento sparisca dalle equazioni di Maxwell. Cosa succederebbe alla propagazione delle onde elettromagnetiche nel vuoto? E al cielo notturno visto dalla Terra?

Soluzione

Il ruolo della corrente di spostamento. Il termine aggiunto da Maxwell alla legge di Ampère è $\varepsilon_0\frac{d\Phi_E}{dt}$ ed è ciò che permette a un campo elettrico variabile di generare un campo magnetico anche dove non scorre corrente reale (per esempio nel vuoto).

Senza quel termine. Se sparisse, un $\vv E$ variabile non genererebbe più un $\vv B$. Resterebbe solo la legge di Faraday ($\vv B$ variabile $\to\vv E$), ma la catena di reciproca generazione si spezzerebbe: manca uno dei due anelli.

Conseguenza sulle onde. Senza la rigenerazione reciproca dei campi, non esisterebbero onde EM che si propagano nel vuoto: niente luce, niente onde radio, niente WiFi, niente raggi X viaggianti nello spazio vuoto.

Il cielo notturno. La luce delle stelle e delle galassie attraversa lo spazio vuoto proprio come onda EM. Senza propagazione nel vuoto, quella luce non potrebbe raggiungerci: il cosmo sarebbe invisibile dalla Terra. Il cielo notturno apparirebbe completamente buio.

Sintesi $\varepsilon_0\,d\Phi_E/dt$ è l'ingrediente che chiude il ciclo $\vv E\leftrightarrow\vv B$. Toglierla significa $\ev{\text{nessuna onda EM nel vuoto} \Rightarrow \text{cielo buio}}$.

La corrente di spostamento

Collegamenti

Argomenti: Onde elettromagnetiche Concetti: Corrente di spostamento · Onda elettromagnetica Competenze: Analisi di casi limite e fantafisica