venerdì 2 ottobre 2009

Il Teorema di Poynting, essenza della Fisica

Oggi voglio parlare del Teorema di Poynting che per me rappresenta il più bel teorema di fisica e in esso ci trovo l'essenza di tutta la fisica stessa, intesa come modello matematico della più generica evoluzione del più generico sistema.
Nonostante la complessità della matematica con cui tale teorema è formulato è meraviglioso il semplice concetto che trasmette e la generalità di questo. Tale risultato può essere applicato infatti a qualsiasi fenomeno e dentro di se contiene il senso di come avviene l'evoluzione di qualsiasi sistema, dai campi di particelle elementari fino all'evoluzione delle stelle e delle galassie, passando per la semplice caduta di un sasso.
Dove risiede tutta questa apparente potenza del Teorema di Poynting? Perchè mi ostino a dire che secondo me è la più semplice essenza di tutta la fisica? La risposta sta nel fatto che esso esprime un 'Bilancio Energia', ed oramai sono tutti concordi con l'affermare che l'Energia è l'essenza ultima di tutti i fenomeni studiati e conosciuti.
Ma che cosa è un 'Bilancio'? Bè questo termine è comunemente utilizzato è conosciuto da chiunque, anche da chi di fisica non ha mai sentito parlare. Durante tutta la nostra vita facciamo i conti con i 'Bilanci', cosa incredibile è che ogni volta che lo facciamo, stiamo facendo della Fisica senza rendercene conto.
Così facciamo i conti con i nostri soldi e i nostri risparmi, facendo bilanci economici. Facciamo i conti con la benzina che ci vuole per arrivare in un certo luogo con l'auto, facendo bilanci, etc..
Tutti questi bilanci in ultima analisi hanno le stesse caratteristiche e sottintendono un'unico comportamento comune, quello stesso del Teorema di Pointyng e di tutti gli altri fenomeni fisici.
Qual'è questo comportamento? Lo spiego subito.
Noi immettiamo una certa quantità di un certo elemento all'interno di un sistema. Dentro il sistema questa quantità ha tre diversi destini che possono essere presenti insieme, oppure solo uno o anche solo due a seconda di che sistema consideriamo. La quantità immessa si distribuisce in questi tre destini, in modo che la somma delle tre quantità in cui si divide è pari alla quantità iniziale (una semplice somma).
I tre destini sono:
1) Una parte della quantità di elemento immessa nel sistema viene immagazzinata dentro il sistema andando ad aggiungersi a ciò che precendetemente era già immagazzinato;
2) Una parte si trasforma in qualcos'altro;
3) La parte rimanente fuoriesce dal sistema nella stessa forma in cui era entrata.
Indicanto con Tg la quantità immessa, Ti quella che si immagazzina, Tt quella che si trasforma e Tu quella che fuori esce ecco come si esprime il 'Bilancio':

Tg = Ti+Tt+Tu

Cosa più semplice non esiste.
Per oggi vi lascio a ragionare un pò su quanto fin qui scritto, la prossima volta mostrerò alcuni esempi...

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