soprattutto nell'altro forum ho chiesto più volte una *foto* dell'esperimento ma nessuno lo ha postato (e io non dubito che debbano esistere o perlomeno che l'esperimento venga fatto anche se io chiedo una *prova*).
La difficoltà che hai non dipende dalla cattiva volontà delle persone che non vogliono postarti le foto dell'esperimento. La difficoltà discende dal fatto che solo chi è impegnato con la didattica potrebbe avere a disposizione, già bello e pronto, un sistema dimostrativo che risponde alle tue richieste.
Io posso parlare solo per me, ma non credo che la situazione sia diversa per altri. Io ho effettuato personalmente alcuni esperimenti sull'induzione, incluso il test con la spira rotante in campo uniforme quando ero uno studente al secondo anno del corso di Fisica. Parlo del lontano 1972-1973. Con tutta evidenza, nei decenni a seguire non mi è mai passato per la mente di andare a ripetere un test didattico non particolarmente interessante.
Durante il corso di questa discussione, ho provato a chiedere al docente del corso di Esperimenti di Fisica II dell'Università (che si trova a circa 200 m dal mio Istituto) se avessero ancora in piedi quell'esperienza per gli studenti, in modo da postarti una foto del tutto e dei risultati. Purtroppo, gli anni sono trascorsi, di mezzo c'è stato un trasferimento della sede Universitaria e le esperienze proposte agli studenti sono cambiate. Del vecchio esperimento sull'induzione non c'è più traccia nemmeno negli armadi museo dell'Istituto di Fisica!
Di rimetterlo su non ci penso nemmeno. L'esperimento è concettualmente semplice ma richiede una buona accuratezza, il che significa un dispendio di tempo non trascurabile per accroccarlo.
Il perchè ci voglia tempo se devi costruirti tutto dovrebbero ormai esserti chiari.
Il problema non è quello di avere un campo sufficientemente uniforme da farti produrre un segnale sinusoidale quando fai ruotare la spira a velocità angolare costante. Questo è, per la verità, l'esperimento che in origine ti avevo proposto e che non pone alcuna difficoltà. Questo dovresti riuscire a riprodurlo tu (ma ti serve l'oscilloscopio). Questo esperimento, ovviamente, non ti dimostrerebbe che il campo è uniforme in tutto il volume del traferro. Ti dimostrerebbe soltanto che il campo è con ottima approssimazione uniforme nel volume esplorato dalla spira durante la sua rotazione. Cosa che dovrebbe essere sufficiente a farti comprendere su quali volumi tu sei autorizzato a dire che il campo è uniforme. Per la verità, non sarebbe nemmeno necessario che tu costruisca in casa nulla. Ti dovrebbe essere sufficiente procurarti un piccolo alternatorino commerciale a costi estremamente contenuti e analizzare la traccia del segnale con un oscilloscopio. Se la traccia ottenuta è rigorosamente sinusoidale (non semplicemente alternata) allora potrai dire che quella bobina ruota in un campo uniforme (altrimenti il segnale non sarebbe sinusoidale, come ben sai). Analizzare in dettaglio la forma del segnal non è un problema complicato. Se non ci riesci tu è sufficiente registrare la traccia e te la posso analizzare io con un lavoro che non richiede più di un paio di minuti e che ti dice immediatamente quanto sia uniforme il campo visto dalla spira. Molti oscilloscopi moderni, anche quelli a costi contenuti, sono interfacciabili con un PC per cui puoi registrare la traccia su un file, cosa che elimina la necessità di leggere punto per punto i valori dalla traccia fotografata sul monitor (metodo certamente non molto accurato).
Le cose si sono complicate quando tu hai iniziato a voler confrontare segnali registrati da bobine poste in posizioni diverse nello spazio, con traslazioni confrontabili se non superiori alla dimensione della bobina. O quando avresti voluto verificare l'assenza di segnale per una traslazione della bobina parallelamente a se stessa.
In pratica, tu hai iniziato a voler testare l'uniformità del campo in tutto il volume del traferro e non solo nel volume esplorato dalla spira durante la rotazione, che è una cosa un po' diversa.
Con questo approccio tu devi a priori realizzare le condizioni per un campo uniforme in tutto il traferro. Cosa possibile ma decisamente un po' più complicata.
Tu puoi realizzare queste condizioni se rispetti ciò che ti dicono le equazioni. La distanza tra i magneti deve essere molto minore delle dimensioni dei magneti. Cosa che impone immediatamente che la tua spira debba essere piccola. Ora, con magneti da 5 cm di lato dovresti ridurre molto la distanza tra i magneti. Oppure dovresti sagomare il profilo dei magneti in modo da compensare le distorsioni e produrre comunque un campo uniforme. Ma questo è decisamente fuori dalle tue possibilità. Tu che esperimento puoi fare? Tu puoi, come hai fatto, mettere i tuoi magneti ad una distanza relativa non superiore all'80% delle loro dimensioni, e poi mettere a ruotare in asse una spira di grandi dimensioni. Osserveresti un segnale che approssima estremamente bene una sinusoide. E questo significherebbe che hai approssimato sufficientemente bene l'alternatore ideale. Poi puo fare anche i test che hai fatto tu, cioè far ruotare una spira piccola in posizioni diverse nel traferro oppure traslarla avanti e indietro. Comunque, il tuo esperimento dovrebbe essere mirato ad osservare in quali posizioni il segnale si mantiene sinusoidale e quanto devi spostare la spira perchè il segnale si distorca. Certamente non puoi pensare di confrontare l'intensità di segnali ottenuti in posizioni molto diverse. In questa maniera tu vai a testare l'uniformità del campo in assoluto e non l'uniformità "locale" del campo sul volume esplorato dalla spira che ruota. Ma è il secondo esperimento quello che ti dice che stai rispettando la legge di Faraday per una spira ruotante in campo uniforme e non il primo. Stessa cosa per la traslazione avanti e indietro. Tu devi applicare traslazioni che siano più piccole della dimensione della tua spira, altrimenti non testi l'effetto dell'induzione su una spira prodotta da un campo uniforme, ma testi semplicemente la curvatura del tuo campo che, con una distanza tra i magneti molto grande è ridotta rispetto alla curvatura prodotta da un magnete singolo ma non è perfettamente annullata.
Poi, in questo esperimento, devi fare molta attenzione alla meccanica con la quale produci la traslazione. Non parlo solo delle vibrazioni ma parlo anche di altri campi magnetici che tu produci senza esserne consapevole.
Tu stai utilizzando un seghetto alternativo per produrre i tuo moto e questa purtroppo non è una scelta molto furba. Perchè tu hai masse metalliche in movimento sia rotazionale che traslazionale. E un metallo in movimento è del tutto equivalente ad una corrente elettrica per cui produce un campo magnetico, variabile nel tempo, del quale tu non sai nulla ma che la tua spira vede.
L'esperienza di Arago con un disco di rame messo in rotazione di cui parla Renzetti nel testo che ti ho postato te lo dice chiaramente. Ho trovato quest'altro link
http://museo.liceofoscarini.it/virtuale/apparago.phtml
dove l'esperienza di Arago è descritta in dettaglio. E' un'esperienza molto semplice ed istruttiva e metterla in atto è sicuramente alla tua portata senza spendere un patrimonio. E' decisamente un'esperienza sull'induzione e quindi rientra nei tuoi interessi. E' istruttiva, perchè ti fa toccare con mano cosa può esserci di sbagliato nei test che tu hai fatto. Certamente io non mi aspetto che il campo che hai prodotto nel traferro tra i due magnetoni sia rigorosamente uniforme. Però le distorsioni che uno dovrebbe dedurre dai tuoi risultati mi sembrano eccessive. Per cui, pur non potendone avere la certezza assoluta, ho il fondato sospetto che tu stia producendo campi variabili addizionale con il mandrino del tuo trapano o, peggio ancora, con il seghetto alternativo. Quando dico che i tuoi esperimenti sono un po' troppo grossolani non mi riferisco solo alla precisione con cui attui i movimenti ma soprattutto alla meccanica adottata per produrre i movimenti. Le masse metalliche in movimento devono essere eliminate o, per lo meno, essere rese trascurabili se non vuoi correre il rischio di produrre disturbi che falsino le tue letture.
Ora, credo che ti sia evidente come anche l'esperimento di Arago, anche se semplice da realizzare, non lo troverai facilmente postato da qualche parte. Ne ti sarà facile trovare qualcuno che abbia l'esperimento già preparato per fartene una foto e mostrartela. Non lo troverai sicuramente in un laboratorio di ricerca. E se volessi realizzarlo per mostrarti il tutto dovrei dedicare un po' di tempo alla costruzione. Figuriamoci se dovessi mettermi a costruire un alternatore didattico!
Se vuoi vedere un alternatore didattico all'opera che ti mostri immediatamente come funziona in pratica la legge di Faraday invece di chiedere che ti mostrino una foto nei vari forum dedicati alla Fisica, forse faresti prima a fare un giro nelle scuole secondarie della tua zona. Io credo che sia altamente probabile che in qualche laboratorio didattico di qualche scuola non lontano da te ci sia già bello e pronto quello che vorresti vedere.
Comunque, ti posto una foto di un alternatorino didattico che è commercializzato e che ho trovato in rete. Asseriscono che produce un segnale sinusoidale. Ovviamente io non lo ho mai avuto tra le mani e quindi non lo ho testato, ma non ho alcun motivo per non credere. Come vedi, questo modello non usa una singola spira ma anzi adotta una bobina decisamente lunga. Però utilizza un singolo magnete (evitando così problemi generati dalle possibili differenze se utilizzi due magneti distinti) e poi chiude il circuito magnetico con due armature (presumibilmente di ferro dolce) che cicondando quasi del tutto la spira rendono il campo all'interno notevolmente uniforme. Se non trovi nulla nella tua zona, probabilmente un oggetto di questo tipo rientra nelle tue possibilità costruttive. Non ti servono i magnetoni mostruosi che tu hai utilizzato, per cui puoi allineare tutto con accuratezza senza correre il rischio di perdere una mano! La risposta che ti fornirà quando osserverai la traccia all'oscilloscopio non è ambigua. Se il segnale sarà sinusoidale allora la spira ruota in un campo uniforme. Ovviamente, uniforme entro le tue sensibilità di lettura. L'uniformità assoluta rimane irraggiungibile.