Campo (fisica)
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
 |
Questa voce riguardante un argomento di fisica non è ancora stata tradotta completamente dalla lingua inglese. Terminala o riscrivila tu.
Nota: il testo da tradurre potrebbe essere nascosto: vai in modifica per visualizzarlo. |
 |
In fisica, un campo è una funzione che assegna una quantità fisica ad ogni punto dello spazio (o, più generalmente dello spaziotempo).
I campi sono rappresentati matematicamente come scalari, vettoriali e tensoriale. Per esempio, il campo gravitazionale può essere modellizzato come campo vettoriale dove un vettore indica l'accelerazione esercitata su una massa per ogni punto. Altri esempi possono essere il campo di temperatura o quello della pressione atmosferica, che sono spesso illustrati tramite le isoterme e le isobare collegando i punti che hanno rispettivamente la stessa temperatura o pressione.
Indice |
[modifica] Teoria dei campi
La teoria dei campi si riferisce alla costruzione della dinamica di un campo, cioè conoscere come varia un campo col tempo. Di solito questo viene fatta scrivendo una Lagrangiana o una Hamiltoniana di campo, e trattando esse come in meccanica classica (o in meccanica quantistica) come un sistema con infiniti gradi di libertà. La teoria risultante può essere classica o quantistica.
In fisica moderna, i campi più studiati sono quelli relativi alle forze fondamentali.
[modifica] Campi classici
Ci sono numerosi esempi di campi classici. La dinamica di questi campi è di solito specificata dalla densità di Lagrangiana in termini di componenti del campo; la dinamica può essere ottenuta usando il pricipio d'azione.
Michael Faraday per primo capì l'importanza del campo come oggetto fisico, durante la sua ricerca sul magnetismo. Egli capì che il campo elettrico e magnetico non erano solo campi di forza che influenzavano il moto delle particelle, ma avevano un'interpretazione fisica reale, perché essi possono trasportare energia.
Queste idee portarono alla creazione, da parte di [[James Clerk Maxwell, della prima teoria unificata dei campi con l'introduzione dele equazioni per il campo elettromagnetico. La versione moderna di queste equazioni sono chiamate equazioni di Maxwell. Alla fine del diciannovesimo secolo il campo elettromagnetico fu capito come una collezione di due campi vettoriale nello spazio. Oggi, questo è raggruppato in un singolo campo tensoriale del secondo ordine nello spaziotempo.
La teoria della gravità di Einstein, chiamata relatività generale, è un altro esempio di una teoria di campo. Qui il campo principale è un tensore metrico, un campo tensoriale del secondo ordine nello spaziotempo.
[modifica] Simmetrie dei campi
Un modo conveniente per classificare i campi (classici e quantistici) sono le simmetrie che possiedono. Le simmetrie sono di due tipi:
[modifica] Simmetrie spazio temporali
I campi sono spesso classificati per il loro comportamento trasformazioni dello spaziotempo:
- Campo scalare (come quello della temperatura) i cui valori sono dati da una singola variabile per ogni punto dello spazio. Questi valori non cambiano sotto trasformazioni spaziali.
- Campo vettoriale (come il campo di forze). Le componenti di questo campo cambiano sotto rotazione come dei vettori polari.
- Campo tensoriale (come il tensore di sforzo di un cristallo), specificato da un tensore per ogni punto dello spazio.
- i campi di spinori sono utili in teoria quantistica dei campi
Nella relatività vale una classificazione simile, ad accezione che i campi scalari, vettoriali e tensoriali sono definiti rispetto alla simmetria di Poincaré dello spaziotempo.
[modifica] Simmetrie interne
I campi possono avere simmetrie interne oltre a quelle spaziotemporali.
[modifica] Voci correlate
- Elasticità
- Campo elettromagnetico
- Fluidodinamica
- Teoria di gauge
- Relatività generale
- Equazioni di Maxwell
- Fisica delle particelle
- Teoria quantistica dei campi
- Modello standard
- Simmetrie in fisica
- Teoria dei campi scalare
