Luca Fiorani
Didattica
della fisica
Lettura commentata di
«Personaggi e scoperte della
fisica»
Luca Fiorani
Didattica della fisica
Lettura commentata di «Personaggi e
scoperte della fisica»
 Vol.
1, da p. 27 a p. 51
 Vol. 1, da p. 62 a p. 70 (fino a «dovevano renderlo
immortale» a riga 3 dal basso)
 Vol. 1, da p. 71 (da riga 1 dal basso) a p. 88 (fino
a riga 20)
 Vol. 1, da p. 90 a p. 94 (fino a «semimistici e
segreti» a riga 8 dal basso)
 Vol. 1, p. 104 (da riga 6)
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Lettura commentata di «Personaggi e
scoperte della fisica»
 Vol.
2, da p. 28 a p. 45
 Vol. 2, da p. 77 a p. 86 (fino a riga 6)
 Vol. 2, da p. 88 (da «la radiazione di» a riga 6) a
p. 89
 Vol. 2, da p. 90 (inizio ultima sezione) a p. 96 (fino
a riga 1)
 Vol. 2, da p. 97 (da riga 11) a p. 100
 Vol. 2, da p. 196 (da riga 3 dal basso) a p. 217
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Henri Becquerel, i Curie e la scoperta
della radioattività
 Röntgen
scopre i raggi X nel 1895
 Becquerel pensa che siano legati alla
fluorescenza
 Mette composti di U fluorescenti su una lastra
fotografica avvolta in carta nera
 Ripone il tutto in un cassetto aspettando una
giornata di sole
 Sviluppa la lastra per avere un controllo (senza
sole)
 La lastra era impressionata! E la colpa era di U.
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Henri Becquerel, i Curie e la scoperta
della radioattività
 Maria
Sklodowska (studentessa) conosce Pierre
Curie (insegnante) nel 1894 e lo sposa nel 1895
 Maria studia la radioattività per il suo dottorato
 La radioattività è una proprietà atomica
 I minerali naturali di U sono più radioattivi di quelli
sintetici: altri elementi radioattivi?
 Nell’aprile 1898 i Curie scoprono Po
 La radioattività decade esponenzialmente:
N=N0e-t/T (0.7×T è il tempo di dimezzamento)
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Henri Becquerel, i Curie e la scoperta
della radioattività
 Da
dove viene l’energia della radioattività?
 Nel settembre 1898 i Curie scoprono Ra
 Nel 1900, da una tonnellata di minerale,
ottengono abbastanza Ra (mescolato a Ba) per
studiarlo (Ra puro solo nel 1912)
 Nel 1903 i Curie vincono metà del Nobel per la
fisica (l’altra metà a Becquerel). Nel suo discorso
Pierre riconosce la pericolosità della radioattività.
 Nel 1904 Maria consegue il dottorato e Pierre
ottiene un posto alla Sorbona
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Henri Becquerel, i Curie e la scoperta
della radioattività
 Nel
1906 Pierre muore in un incidente stradale e
Maria prende il suo posto alla Sorbona
 Nel 1911 Maria vince il Nobel per la chimica
 Nel 1934 Irène Curie (figlia) e Frédéric Joliot
(genero) scoprono la radioattività artificiale
(condividendo il Nobel per la chimica nel 1935)
 Nel 1934 Maria muore in Svizzera
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Henri Becquerel, i Curie e la scoperta
della radioattività
 Nozioni
che lo studente dovrà possedere
all’esame (a livello elementare):



Raggi X
Fluorescenza
Radioattività
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Einstein: nuovi modi di pensare
 Nasce
a Ulm nel 1879 da ebrei tedeschi
 Ha un rapporto conflittuale con le istituzioni
scolastiche (al secondo tentativo è ammesso al
Politecnico di Zurigo)
 Nel 1900 si diploma
 Nel 1902 inizia a lavorare all’ufficio brevetti
 Nel 1905 pubblica tre lavori fondamentali su:



Effetto fotoelettrico
Moto browniano
Relatività ristretta
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Einstein: nuovi modi di pensare
 Relatività
ristretta
 Rivoluzione dei nostri concetti di spazio e tempo
 Teorie corpuscolare (Newton) e ondulatoria
(Huygens) della luce
 L’interferenza dà ragione a Huygens
 La luce come onda elettromagnetica (Maxwell)
 Teoria dell’etere
 Esperienza di Michelson e Morley: c è la stessa in
tutti i sistemi di riferimento (inaspettato)
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Einstein: nuovi modi di pensare
 Principio
di relatività (Galileo): «non è possibile
distinguere un sistema di riferimento da un altro
che si muove rispetto al primo di moto rettilineo
uniforme»
 Trasformazioni di Galileo (meccanica):
x’=x-vt
t’=t
 Trasformazioni
di Lorentz (elettromagnetismo):
x’=γ(x-vt)
t’=γ(t-xv/c2)
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Einstein: nuovi modi di pensare
 Conseguenze






del principio di relatività:
Due eventi simultanei per un osservatore possono
non esserlo per un altro
Paradosso dei gemelli
Cronotopo
Velocità limite
Massa variabile
Conservazione della massa-energia: E=mc2
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Einstein: nuovi modi di pensare
 Effetto
fotoelettrico
 Luce. Particella? Onda? Quanto!
 Planck: la luce è emessa in «quanti»
 Einstein: la luce esiste in «quanti»
 L’energia di un «quanto» è proporzionale alla
frequenza della luce tramite la costante di Planck
 Moto browniano
 «Prova» dell’esistenza degli atomi e delle
molecole
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Einstein: nuovi modi di pensare
 1909:
Università di Zurigo
 1911: Università di Praga
 1912: Politecnico di Zurigo
 1914: Università di Berlino
 Dal 1914 al 1916 lavora alla relatività generale
 La gravitazione viola il principio di relatività
 Principio di equivalenza (Galileo): «le masse
inerziale e gravitazionale sono uguali»
 Ascensore di Einstein
 Gravitazione come deformazione geometrica
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Einstein: nuovi modi di pensare
 1919:
la gravità devia la luce
 1921-22: Nobel
 1922: effetto Compton
 1933: Università di Priceton
 1939: lettera a Roosevelt
 Muore nel 1955
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Einstein: nuovi modi di pensare
 Nozioni
che lo studente dovrà possedere
all’esame (a livello elementare):





Effetto fotoelettrico
Moto browniano
Relatività ristretta
Interferenza delle onde
Relatività generale
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Enrico Fermi e l’energia atomica
 Nasce
a Roma nel 1901
 Fermi è studente modello e genio precoce
 1922: laurea alla Normale
 Corbino e Fermi, maestro e discepolo
 Borse, viaggi e cattedra di fisica teorica
 «I ragazzi di via Panisperna»
 1933: spiegazione del decadimento beta
 Radioattività artificiale da neutroni
 1934: bombardamento di U: transuranici? No!
Fissione nucleare (Hahn e Strassmann 1938).
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Enrico Fermi e l’energia atomica
 1934:
i neutroni lenti sono più efficaci
 1938: Nobel e fuga alla Columbia University
 Fissione nucleare e reazione a catena: bomba o
pila?
 Ma occorre arricchire U o produrre Pu
 Il Manhattan Project e il Los Alamos Laboratory
 2 dicembre 1942: prima reazione a catena
 16 luglio 1945: Trinity Test
 6 e 9 agosto 1945 Little Boy (U) e Fat Man (Pu)
 Muore nel 1954
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Enrico Fermi e l’energia atomica
 Nozioni
che lo studente dovrà possedere
all’esame (a livello elementare):






Decadimento beta
Radioattività artificiale
Neutroni
Fissione nucleare
Uranio
Plutonio
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Luca Fiorani
Didattica della fisica
Fine della lezione…
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