LABORATORIO DI FISICA
SPERIMENTALE
MODELLI
Alessandro Cavalli, Alessandro Stringhi,
Carla Verdi
COS’È UN MODELLO?
I modelli permettono, attraverso
esperienze della meccanica
classica, di riscontrare analogie con
teorie della meccanica quantistica.
ESPERIENZE:
• Spettri di emissione
• Sonometro (corda vibrante)
• Carrelli in risonanza
SPETTRI DI EMISSIONE
OBIETTIVI:
• Constatare l’esistenza di orbitali con
livelli energetici ben definiti
• Collegare le frequenze diverse dello
spettro del visibile con i diversi colori
Lo spettroscopio:
Grafico dello spettro di
emissione del mercurio
Conclusioni:
• Gli elettroni viaggiano intorno al nucleo su
orbitali predefiniti caratterizzati da una
precisa frequenza
• ad ogni colore corrisponde una frequenza
SONOMETRO
OBIETTIVI:
• Constatare che la corda oscilla solo per
determinate frequenze.
• Trovare la frequenza fondamentale di
oscillazione e le armoniche
• Evidenziare l’analogia con il modello
atomico di Bohr
Il sonometro:
• Corda vibrante in tensione
• Generatore di frequenze
• Oscilloscopio
Grafico del sonometro:
Raccolta dati del sonometro
Conclusioni:
• Le armoniche hanno frequenza doppia,
tripla… rispetto a quella principale.
• Cambiando la tensione della corda, cambia la
frequenza di oscillazione
• Nel modello atomico di Bohr, gli elettroni
occupano orbitali con energie quantizzate
CARRELLI IN RISONANZA
OBIETTIVI:
• Studiare gli effetti che produce una forzante
sinusoidale sulla oscillazione di un corpo
• Vedere quando il sistema entra in risonanza,
e in cosa consiste
• Collegare l’esperienza con il modello atomico
di Bohr
Il sistema utilizzato:
•
•
•
•
Carrello oscillante tra due molle
Generatore di forzante sinusoidale
Interfaccia grafica
rotaia
Grafico dell’ampiezza di oscillazione in
funzione della pulsazione della forzante:
Raccolta dati della risonanza
Conclusioni:
• I dati misurati sperimentalmente mostrano che
l’ampiezza dell’oscillazione del carrello è
massima quando la pulsazione della forzante è
pari a quella propria del carrello. Per valori di ω
minori o maggiori l’oscillazione si smorza. Per
valori di ω prossimi si osserva il fenomeno dei
battimenti.
• Analogia con il modello atomico di Bohr:
l’elettrone, colpito da un fascio di luce, se entra in
risonanza passa a un livello energetico
superiore.