Cercasi esperto di fisica

[Marko Ramius]

Salve a tutti, mi ritrovo in una situazione non molto bella purtroppo, ho per le mani delle formule che purtroppo non riesco a capire troppo bene, ma ho la necessità di utilizzarle...
Si tratta di formule per il calcolo della forza dovuta alla pressione solare su una vela
Qui riporto le immagini con su le formule:





Se qualcuno avesse la buona volontà di spiegarmi quei passaggi gliene sarei estremamente grato

Ciao

[hibone]

potresti indicare quali sono i tuoi dubbi?

il documento calcola la forza come derivata della quantita di moto rispetto al tempo... separando le variabili determina la variazione infinitesima della quantità di moto come forza per dt a questo punto

calcola il valor medio della forza nel tempo poi calcola la differenza di quantità di moto e infine scrive la forza in funzione della quantità di fotoni che colpisce la superficie ortogonale alla direzione della forza...

nel secondo foglio
esprime la densità dipotenza irradiata come onda sferica (potenza su superficie), che colpisce la vela, e la ripropone come numero di fotoni per energia del fotone...
a questo punto ricava l'espressione della forza in funzione del numero di elettroni, approssimando una "ri emissione del fotone con lo stesso angolo" in modo che sia una situazione isotropa...

Non che sia semplice ci mancherebbe, però sarebbe più utile per approfondire...

[Marko Ramius]

Ti ringrazio molto per la risposta già ora ho capito molte più cose
Però mi restano ancora dei dubbi:
non riesco a capire cosa siano quei (1+R) e (1-R), con R che è un coefficiente di riflessione
non capisco nemmeno cosa sia quella A vettoriale... è un'area?
l'ultima è come ha fatto ad ottenere la formula F=p*c*d*S*cos(teta)A?

Grazie ancora

Beati voi che riuscite a capire ste robe

[Lucrezio]

La quantità di moto trasportata dai campi si può scrivere utilizzando il tensore degli sforzi di Maxwell... è un po' laborioso, ma è meccanico!
Non ho a portata gli appunti di elettrodinamica o il Jackson, eventualmente lunedì potrei provare a recuperare un po' di materiale

[hibone]

Originariamente inviato da Lucrezio

La quantità di moto trasportata dai campi si può scrivere utilizzando il tensore degli sforzi di Maxwell... è un po' laborioso, ma è meccanico!
Non ho a portata gli appunti di elettrodinamica o il Jackson, eventualmente lunedì potrei provare a recuperare un po' di materiale

mode on...
si può parlare anche di quantità di moto trasportata da campi? alla quantità di moto dei fotoni riesco ad arrivarci... ma definirla per un campo va al di la delle mie facoltà mentali..
per caso ti appoggi alla dualità onda/particella?!
mode off

Però mi restano ancora dei dubbi:
non riesco a capire cosa siano quei (1+R) e (1-R), con R che è un coefficiente di riflessione

immagino che un po di intraprendenza sarebbe apprezzata
cercando "coefficiente di riflessione" abbiamo
http://it.wikipedia.org/wiki/Leggi_di_Fresnel

da cui il coefficiente di riflessione è il rapporto tra onda riflessa e onda incidente...
da cui 1-R è la frazione di onda che attraversa la superficie...

non capisco nemmeno cosa sia quella A vettoriale... è un'area?

no. è il fattore costituito da seno più coseno che moltiplica p quando scrive DP= p2-p1 e prosegue...

l'ultima è come ha fatto ad ottenere la formula F=p*c*d*S*cos(teta)A?

i fotoni che colpiscono la vela in un intervallo Dt sono c*Dt*cos(teta)
mi sembra chiaro il perchè siano questi...

S è la superficie...
P*A è Dp
d dovrebbe essere il numero di fotoni stando a quello che dice dopo...
metti insieme le cose ottieni la formula

[Lucrezio]

Originariamente inviato da hibone

mode on...
si può parlare anche di quantità di moto trasportata da campi? alla quantità di moto dei fotoni riesco ad arrivarci... ma definirla per un campo va al di la delle mie facoltà mentali..
per caso ti appoggi alla dualità onda/particella?!
mode off

La quantita' di moto trasportata da un campo e' un concetto classico!
Appena metto le mani sui miei appunti scrivo qualcosa
P.S.: preparatevi perche' sono una barca di conti...

[Marko Ramius]

Originariamente inviato da Lucrezio

La quantità di moto trasportata dai campi si può scrivere utilizzando il tensore degli sforzi di Maxwell... è un po' laborioso, ma è meccanico!
Non ho a portata gli appunti di elettrodinamica o il Jackson, eventualmente lunedì potrei provare a recuperare un po' di materiale

Ti ringrazio, ma non disturbarti lunedì purtroppo non penso di averne più bisogno poi forse ora sto iniziando a capire quelle formule con l'aiuto di hibone

Originariamente inviato da hibone

immagino che un po di intraprendenza sarebbe apprezzata
cercando "coefficiente di riflessione" abbiamo
http://it.wikipedia.org/wiki/Leggi_di_Fresnel

da cui il coefficiente di riflessione è il rapporto tra onda riflessa e onda incidente...
da cui 1-R è la frazione di onda che attraversa la superficie...

Bene, quindi tutto (1-R) è il coefficiente... non l'avevo proprio capito. Io avevo cercato un po' in giro qualcosa sulla riflessione, ma non ho trovato quelle cose.
In ogni caso mi sono letto un po' il link che mi hai dato, ma ancora non capisco da dove arrivi (1+R)
se è una cosa complicata lascia pure stare

no. è il fattore costituito da seno più coseno che moltiplica p quando scrive DP= p2-p1 e prosegue...

Ok, quindi è una semplificazione che usa lui

i fotoni che colpiscono la vela in un intervallo Dt sono c*Dt*cos(teta)
mi sembra chiaro il perchè siano questi...

certo, chiarissimo

S è la superficie...
P*A è Dp
d dovrebbe essere il numero di fotoni stando a quello che dice dopo...
metti insieme le cose ottieni la formula

Che mettendoli assieme si ottenga la formula non c'è dubbio però non vedo da dove arriva e ho provato a fare l'analisi dimensionale, ma questa non mi torna...

Grazie per l'estrema pazienza e disponibilità

[Lucrezio]

Ho trovato un ottimo pdf (di un professore che conosco, davvero in gamba ) sul tensore degli sforzi di Maxwell.
Richiede un po' di fatica perché il formalismo è piuttosto pesante, ma è uno strumento generale e potentissimo!
http://www.science.unitn.it/~traini/...Tensor2007.pdf

[Marko Ramius]

Originariamente inviato da Lucrezio

Ho trovato un ottimo pdf (di un professore che conosco, davvero in gamba ) sul tensore degli sforzi di Maxwell.
Richiede un po' di fatica perché il formalismo è piuttosto pesante, ma è uno strumento generale e potentissimo!
http://www.science.unitn.it/~traini/...Tensor2007.pdf

Ti ringrazio per questo documento ma purtroppo devo ammettere che è ben oltre le mie capacità. Dopo l'enunciazione delle leggi di Maxwell e della forza di Lorentz non ci ho capito più nulla
grazie lo stesso

Colpa mia, forse dovevo specificare fin da subito che faccio la quinta liceo, siate buoni con me, il livello di preparazione che ci forniscono è quello che è

Ciao

[Lucrezio]

Originariamente inviato da Marko Ramius

Ti ringrazio per questo documento ma purtroppo devo ammettere che è ben oltre le mie capacità. Dopo l'enunciazione delle leggi di Maxwell e della forza di Lorentz non ci ho capito più nulla
grazie lo stesso

Colpa mia, forse dovevo specificare fin da subito che faccio la quinta liceo, siate buoni con me, il livello di preparazione che ci forniscono è quello che è

Ciao

Ops
Pensavo che stessi preparando fisica II all'università
Beh, allora... come non detto, scusami

[T3d]

Originariamente inviato da Lucrezio

Ops
Pensavo che stessi preparando fisica II all'università
Beh, allora... come non detto, scusami

ehi... l'hai detto come se esistessero solo due moduli di fisica all'uni. perchè io mi devo studiare fisica a, b, c, d... z?

[Lucrezio]

Originariamente inviato da T3d

ehi... l'hai detto come se esistessero solo due moduli di fisica all'uni. perchè io mi devo studiare fisica a, b, c, d... z?

Uff... come siete segosi voi fisici
Fisica I = meccanica e termodinamica
Fisica II = Elettromagnetismo


Una volta era tutto più semplice...

Visto che passi di qui perché non lo spieghi tu il tensore degli sforzi, dato che sei giovane e fresco di studi, invece che costringere un povero chimico a rispolverare i suoi appunti
Poi ci metto una parola buona con Chiara.....

[hibone]

Originariamente inviato da Lucrezio

Ho trovato un ottimo pdf (di un professore che conosco, davvero in gamba ) sul tensore degli sforzi di Maxwell.
Richiede un po' di fatica perché il formalismo è piuttosto pesante, ma è uno strumento generale e potentissimo!
http://www.science.unitn.it/~traini/...Tensor2007.pdf

a me il pdf ha interessato, eppure nè in fisica II ne in Campi elettromagnetici l'argomento è stato preso in esame o quantomeno non me ne ricordo

PS. Barcata di conti?! esagerato!

Bene, quindi tutto (1-R) è il coefficiente... non l'avevo proprio capito. Io avevo cercato un po' in giro qualcosa sulla riflessione, ma non ho trovato quelle cose.
In ogni caso mi sono letto un po' il link che mi hai dato, ma ancora non capisco da dove arrivi (1+R)
se è una cosa complicata lascia pure stare

è una cosa abbastanza semplice basta sviluppare i conti: l'autore calcola una differenza tra pi e pf, e trattandosi di due vettori li decompone nelle componenti tangente e ortogonale alla superficie se scrivi in forma analitica i due vettori come somma di termini "modulo*versore", osservi che il contributo lungo X di pf ha segno negativo (perchè?!) e quindi -(-R) diventa +R

non limitarti a leggere le formule, tieni a mente a chi si riferisce pi e a chi si riferisce pf e, per conseguenza, quale sia il loro ruolo

Che mettendoli assieme si ottenga la formula non c'è dubbio però non vedo da dove arriva e ho provato a fare l'analisi dimensionale, ma questa non mi torna...

prova a farlo all'indietro

la formula era questa... ( perdona la fantasia ma con opera il latex è pedante )

<F>=p*A*c*d*S*cos@
P*A=-Dp (formula di prima)
c*Dt*cos@ (fotoni che colpiscono la vela in un intervallo Dt )
d è il numero di fotoni per unità di tempo e unità di superficie che attraversano la vela.

dato che per isolare il contributo dei fotoni per unità di tempo manca Dt moltiplico e divido

<F>= (-Dp)*(c*Dt*cos@)*S*(d/Dt)

da cui la forza è proporzionale alla superficie della vela, alla quantità di moto netta del campo, al numero di fotoni per unità di tempo, al numero di fotoni per unità di superficie...

Ps. non sono un esperto in materia, per cui cerco di spiegarti a braccio quello che ci ho capito, prendilo col beneficio del dubbio... Dio Lucrezio semmai confermerà o smentirà...

se guardi lo schema sul secondo foglio ti dice che per un'onda sferica la densità di potenza si riduce all'aumentare del raggio, in quanto la potenza della sorgente non varia ma varia la superficie che la racchiude, ( gauss)
e guarda caso il raggio è la distanza tra sorgente e vela...

quindi anche il numero di fotoni che attraversano la sfera per unità di superficie diminuisce all'aumentare del raggio.
http://it.wikipedia.org/wiki/Fotone

a questo punto immagina una "unità" di superficie, un quadratino, ortogonale alla direzione dei fotoni, in un intervallo di tempo Dt i fotoni che lo attraversano coprono una distanza pari a c*Dt

quindi i fotoni per unità di tempo e unità di superficie, li puoi pensare come racchiusi in un "volumetto" lungo (c*Dt)*(superficie unitaria)

il concetto sopra per il quale la potenza si riduce all'aumentare del raggio ti dice allora che se tu il volume lo prendi a distanze sempre maggiori dalla sorgente, il numero di fotoni che ci son dentro si riduce...

ora poichè un fotone porta una forza pari a -Dp=p*A, la somma complessiva della forza la ottieni come N° fotoni*superficie*cos@ dove il cos@ ti serve per prendere solo i fotoni che incidono normalmente alla vela...