Le grandi Scoperte di inizio '900

I primi anni del ‘900 furono segnati da grandi scoperte in tutti i campi scientifici. In questo post analizzeremo in particolare l’analisi dei fenomeni magnetici in fisica, la teoria della deriva dei continenti di Wagner in geografia e la legge di Hubble in astronomia.

Fisica

Magneti e Correnti

Il fisico danese Oersted scoprì, attraverso l’uso di un filo percorso da corrente e una bussola, che il filo percorso da corrente produce un campo magnetico. In questo caso le linee del campo sono circonferenze concentriche con centro nel filo, con direzione tangente al vettore campo e il verso è dato dalla regola della mano destra, in cui il pollice rappresenta l’intensità di corrente.

Faraday

Faraday partendo dall’esperienza di Oersted aveva dimostrato mettendo un filo percorso da corrente collegato ad un dinamometro tra due espansioni polari, che un filo percorso da corrente subisce una forza perpendicolare alla lunghezza del filo sia alle linee del campo magnetico e il cui verso è dato dalla regola della mano destra, in cui il pollice rappresenta l’intensità i, le dita il campo magnetico B e la forza è uscente dal palmo della mano.

Linee Del Campo Magnetico

Le linee del campo magnetico servono ad individuare meglio il campo e derivano dal comportamento della limatura di ferro posta su un cartoncino a contatto con una calamita. Esse sono in ogni punto tangenti al vettore campo magnetico, escono dai poli NORD ed entrano nei poli SUD, la loro densità è direttamente proporzionale all’intensità del campo.

Legge Di Ampere

Ampere, attraverso un esperimento condotto tramite due fili percorsi da corrente, teorizzò che la forza che agisce su un tratto di filo l è direttamente proporzionale alle due correnti che circolano e inversamente proporzionale alla distanza tra i due fili. La relazione è:

B = ki/R

 Dove k è mucon0/2pigreco. Mucon0 è la costante di permeabilità magnetica nel vuoto, con unità di misura N/A^2

Ampere e Coulomb

Una corrente ha intensità di un Ampere se circolando in due fili molto lunghi percorsi da corrente, paralleli e posti a una distanza di un metro tra loro, provoca una forza di 2x10^-7N su ogni tratto del filo lungo un metro.

Una carica ha valore di un Coulomb quando attraversa in un secondo una sezione di filo percorsa da una corrente di intensità di 1 A.

Geografia

Agli inizi del ‘900 il meteorologo Wegener ipotizzò che in passato i continenti fossero uniti tra loro (Pangea) e che si fossero separati solo in seguito. A sostegno di questa ipotesi addusse il ritrovamento di fossili di uno stesso dinosauro sulle coste americane e africane (prova paleontologica), la corrispondenza tra alcune catene montuose poste in continenti diversi (prova morfologica) e la presenza di depositi glaciali in Africa e di zone carbonifere in Inghilterra (prova paleo - climatica) . Tuttavia egli non aveva alcuna idea su quale fosse stata la causa di questa deriva. il supercontinente si frantumò in placche che si sono allontanate nel rispetto della legge di Ferrel.

Astronomia

In astronomia la Legge di Hubble, scoperta da Edwin Hubble nel 1929, descrive la relazione lineare che vi è tra il redshift (termine usato per designare lo "spostamento verso il rosso") della luce emessa dalle galassie e la loro distanza: spiegando che tanto maggiore è la distanza della galassia e tanto maggiore sarà il suo redshift. In forma matematica la legge di Hubble può essere espressa come:

z = DH_{0 / c}

dove z è il redshift misurato della galassia, D è la sua distanza, c è la velocità della luce e H₀ è la costante di Hubble, il cui valore attualmente stimato è attorno a 2.176 aHz (67.15 km/Mpc s).

La legge empirica di Hubble è un'importante conferma osservativa della soluzione delle equazioni di Albert Einstein che si ottiene ipotizzando un universo omogeneo in espansione; sotto queste ipotesi Georges Lemaître aveva dedotto nel 1927 per via teorica una legge, strettamente lineare, che afferma che la velocità di recessione v è direttamente proporzionale alla distanza D (tanto maggiore è la distanza tra due galassie e tanto più alta è la loro velocità di allontanamento reciproco), esprimibile matematicamente con:

v = H₀D