La Polarizzazione e i Materiali Isolanti
Anche gli isolanti (o dielettrici) reagiscono alla presenza di cariche elettriche, ma in modo diverso dai conduttori. Quando avvicini un oggetto carico a un isolante, gli atomi si deformano leggermente: il nucleo positivo e la nuvola elettronica si separano creando piccoli dipoli. Questo fenomeno si chiama polarizzazione per deformazione.
Alcuni isolanti, come l'acqua, sono formati da molecole già asimmetriche chiamate dielettrici polari. In presenza di un campo elettrico, queste molecole si orientano tutte nella stessa direzione attraverso la polarizzazione per orientamento. È per questo che la carta neutra viene attratta da una bacchetta di plastica elettrizzata!
La costante dielettrica relativa (εᵣ) ci dice quanto un materiale riduce la forza elettrica rispetto al vuoto. Il vuoto ha εᵣ = 1 per definizione, mentre tutti i materiali hanno valori maggiori di 1. La formula diventa: F = F₀/εᵣ, dove F₀ è la forza nel vuoto.
La costante dielettrica assoluta ε = ε₀ × εᵣ ci permette di scrivere la legge di Coulomb in qualsiasi mezzo: F = (1/4πε) × ∣Q1∣∣Q2∣/r2.
🌊 Esempio pratico: L'acqua ha εᵣ ≈ 81, quindi la forza tra due cariche nell'acqua è 81 volte più debole che nell'aria!