Esperimento di Christian Oersted (Dk, 1777-1867)
una corrente elettrica è sorgente di un campo magnetico:
Esperimento di André-Marie Ampère (FR,1775-1836)
forza tra due fili rettilinei e paralleli attraversati da una corrente elettrica:
- - -
LINEE DI CAMPO o linee di forza di un campo vettoriale:
1) sono più fitte dove il campo è più intenso (criterio di Faraday, indicano il modulo del vettore campo in quel punto)
2) sono linee orientate la cui tangente è diretta come il campo in quel punto
(indicano direzione e verso)
3) non si intersecano mai (altrimenti non sarebbe unica la retta tangente) - nel caso del campo gravitazionale sono dirette verso il centro di massa
- nel caso del campo elettrico sono dirette dalla cariche positive verso quelle negative
- nel caso del campo magnetico sono dirette dal polo nord verso il polo sud
- - -
Linee di campo magnetico generate da un magnete
Linee di campo magnetico generate da una spira circolare percorsa da corrente
Linee di campo magnetico generate da un solenoide percorso da corrente
“la verità scientifica dovrebbe essere presentata in diverse forme e dovrebbe essere considerata parimenti scientifica che si presenti
nella veste vigorosa e nella vivida colorazione di una immagine fisica oppure nella sottigliezza e nel pallore di un’espressione simbolica”
(the Scientific Papers of J.C.Maxwell, 1890)
- - -
Tra molto tempo – per esempio tra diecimila anni – non c'è dubbio che la scoperta delle equazioni di Maxwell sarà giudicato l'evento più significativo del XIX secolo. La guerra civile americana apparirà insignificante e provinciale se paragonata a questo importante evento scientifico della medesima decade. Richard Feynman (USA, 1918-1988)
Lorenzo Baglioni - La Teoria della Relatività (feat Fiesta Ferrero)
capitolo 21: LA TEORIA DELLA RELATIVITA' RISTRETTA
Una volta i giornali dicevano che c'erano solo dodici persone in grado di capirela teoria della relatività. Io credo che non sia mai stato così. Può essere che per un po' la capisse solo Einstein, perchè prima di scrivere il suo articolo lui era il solo ad aver capito come stavano le cose, ma, dopo che la gente ebbe letto il suo articolo, molti capirono la teoria della relatività in un modo o nell'altro; certamente più di dodici. Invece credo di poter dire con sicurezza che nessuno capisce la meccanica quantistica perciò, se vi riesce, evitate di continuare a domandarvi: "ma come fa ad essere così?", Richar Feynman (la legge fisica)
immagini ottenute con uno spettorscopio "casalingo" a reticolo di diffrazione:
spettro ottenuto dalla luce di una lampada a basso consumo:
- - -
la radiazione di corpo nero:
- tutti i corpi, qualunque sia la loro temperatura, emettono continuamente onde elettromagnetiche. (cfr. visione notturna) (talvolta anche nel visibile)
- Per determinare le caratteristiche di tali emissioni, alla fine dell'ottocento, i fisici iniziarono a studiare in modo sistematico le proprietà di emissione della radiazione elettromagnetica da parte di un "corpo nero"
- un "corpo nero" è un qualsiasi oggetto che assorbe tutta la radiazione elettromagnetica che lo colpisce, senza rifletterla (per questo è detto "nero")
- Assorbendo tutta l'energia incidente, per la legge di conservazione dell'energia il corpo nero re-irradia tutta l'energia assorbita
- in natura non esistono corpi che soddisfano perfettamente tale caratteristica
Lo spettro (intensità o densità della radiazione emessa in funzione della lunghezza d'onda o della frequenza)
di un corpo nero è uno spettro dalla forma a campana tale che:
1. la distribuzione dell'energia della radiazione emessa da un corpo nero NON dipende dal materiale con cui è costituito il corpo
2. all'aumentare della temperatura aumenta l'area sottesa dalla curva (aumenta l'energia emessa dal corpo)
3. all'aumentare della temperatura il picco della curva si sposta verso lunghezze d'onda minori (o frequenze maggiori)
Click to Run
L'ipotesi di quantizzazione di Planck: l'interazione fra radiazione e materia avviene per scambio di pacchetti discreti di energia detti "quanti"
Planck fece uso di un modello in cui il corpo nero è composto da un gran numero di oscillatori atomici, ciascuno dei quali emette e assrobe onde elettromagnetiche.
per ottenere l'accordo tra curve teoriche e sperimentali, Plank ipotizzò che l'energia E di un oscillatore atomico avesse solo i valori discreti E=hf, 2hf, 3hf...
E=n·hf
dove h=6,62·10-34J·s è la costante di Planck
(n è un numero naturale e f la frequenza della radiazione)
“… quando un raggio luminoso uscente da un punto si propaga, l’energia non si distribuisce in modo continuo in uno spazio via via più grande; essa consiste invece in un numero finito di quanti di energia, localizzati in punti dello spazio, i quali si muovono senza dividersi e possono essere assorbiti e generati solo nella loro interezza”.
modelli dell'atomo di idrogeno:
Clicca per eseguire
Effetto Fotoelettrico:
Clicca per eseguire
Einstein, applicando il principio di conservazione dell'energia, propose la seguente equazione:
h·f=KMAX+W0
se un fotone ha energia superiore a W0, l'energia in eccesso appare come energia cinetica dell'elettrone espulso,
quindi gli elettroni meno legati sono quelli che vengono espulsi con energia cinetica KMAX
tabella da completare utilizzando la simulazione del PHET:
metallo
simbolo
λ0 rilevata
dal simulatore
W0 in J
W0 in eV
Argento
Ag
7,57·10-19J
4,73eV
Sodio
Na
Zinco
Zn
λ0 =284nm
6,99·10-19J
4,37eV
Rame
Cu
λ0 =262nm
7,58·10-19J
4,73eV
Platino
Pt
λ0 =284nm
6,33eV
Calcio
Ca
λ0 =406nm
3,05eV
????
????
λ0 =320nm
3,877eV
- - -
un fotone (termine coniato nel 1926 dal fisico statunitense Gilbert Newton Lewis per indicare i quanti di luce) possiede energia
tuttavia un fotone è diverso da una normale particella:
- viaggia alla velocità c rispetto a qualsiasi sistema di riferimento
- non può mai essere fermo → è privo di energia a riposo e quindi di massa (m=0)
la quantità di moto di un fotone è si ricava dalla relazioneponendo m=0
e quindi:
- - -
Effetto Compton è un fenomeno di scattering interpretabile come un urto elastico (cioè uno scambio di quantità di moto) tra un fotone ed un elettrone
- - -
Lunghezza d'onda di De Broglie :
h=6,626·10-34J·s è la costante di Planck
p=γ·m·v è la quantità di moto relativistica della particella
"Se in qualche cataclisma andassero perdute tutte le conoscenze scientifiche, e una sola frase potesse essere tramandata alle generazioni successive, quale enunciato conterrebbe la maggiore informazione possibile nel minor numero di parole? Io credo che si tratti dell'ipotesi atomica, seconda la quale tutte le cose sono fatte di [...] piccole particelle in perpetuo movimento che si attraggono a breve distanza, ma si respingono se pressate le une contro le altre. In questa singola frase c'è un'enorme quantità di informazione sul mondo che ci circonda, se soltanto ci si riflette sopra con un po' di immaginazione." Richard Feynman (USA, 1918-1988) ....