Franz Ernst Neumann

Fisico e mineralogista — Franz Ernst Neumann (1798–1895) fu un fisico e mineralogista tedesco, per gran parte della vita professore all’Università di Königsberg. Combattente adolescente a Waterloo, studiò poi mineralogia e cristallografia prima di dedicarsi alla fisica matematica. Nel 1845–1847 formulò in forma matematica rigorosa la legge dell’induzione elettromagnetica, esprimendo la forza elettromotrice indotta come derivata del flusso magnetico concatenato e introducendo il concetto di coefficiente di mutua induzione. Diede contributi fondamentali alla fisica dei cristalli con il celebre “principio di Neumann”, secondo cui le proprietà fisiche di un cristallo possiedono almeno la simmetria del suo reticolo, e all’ottica e alla teoria del calore (legge di Neumann–Kopp sui calori specifici). Insieme al matematico Carl Gustav Jacob Jacobi fondò a Königsberg il primo seminario di fisica matematica, formando una generazione di fisici teorici tedeschi e contribuendo a fare della Germania la culla della fisica teorica.

Curiosità

Con Jacobi diede vita al celebre seminario matematico-fisico di Königsberg, considerato il modello da cui nacque la moderna fisica teorica come disciplina accademica.

Teorie e contributi

• Legge dell’induzione (forma di Neumann) — La f.e.m. indotta è pari all’opposto della variazione temporale del flusso magnetico concatenato: $\varepsilon = -\dfrac{d\Phi_B}{dt}$.
• Mutua induzione — Introduce il coefficiente di mutua induzione tramite la formula di Neumann: $M=\dfrac{\mu_0}{4\pi}\oint\!\oint \dfrac{d\vec l\cdot d\vec l'}{r}$.
• Principio di Neumann — Le proprietà fisiche di un cristallo hanno almeno la simmetria del gruppo puntuale del cristallo.
• Legge di Neumann–Kopp — Il calore specifico molare di un composto solido è circa la somma dei calori specifici degli elementi costituenti.

Presente nei capitoli

18 19 Z

Atomi collegati

14 atomi collegati.

18 Induzione elettromagnetica

• La risoluzione di Faraday
• Circuitazione di E e legge di Faraday-Neumann-Lenz
• Il generatore fittizio
• Traccia per risolvere un problema di induzione
• La legge di Lenz come principio autonomo
• Il segno meno di Lenz
• L’alternatore e la FEM sinusoidale
• Quando il campo elettrico smette di essere conservativo

19 Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche

• Le quattro equazioni (prima versione, incompleta)
• La corrente di spostamento
• Le quattro equazioni di Maxwell
• Il trasformatore

Z Appendice — Maturità

• Sbarretta in campo magnetico: induzione, dinamica ed energia
• Formule chiave — Elettromagnetismo