P
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
WORK SHOP FINALE PLS FISICA
29 MAGGIO 2015
UNINA MONTE SANT’ANGELO
NAPOLI
Liceo scientifico-linguistico
Cuoco-Campanella
Napoli
PLS FISICA UNINA
a.s. 2014-2015
Attività di laboratorio e master class
Presentazione dei lavori
P
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
ATTIVITÀ SVOLTE
P
L
S
F
I
MISURA DELLA PRONTEZZA DI UN TERMOMETRO
Leggi fisiche applicate a un problema pratico …
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
Francesco Giordano
O
Mariachiara Pascucci
L
Valerio volpe
I
P
L
S
F
I
Scopo dell’esperienza
Misurare la prontezza di un termometro
S
I
C
A
La prontezza del termometro è il tempo necessario perché
lo strumento reagisca alla «sollecitazione» termica.
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
Il termometro di uso quotidiano, viene definito termometro
“clinico” e ha una prontezza di circa 4-5 minuti.
Per il nostro esperimento useremo invece un termometro
da laboratorio, il cui tempo caratteristico è molto minore di
quello del termometro clinico circa (1/4) di secondo.
P
L
S
F
ANALISI DEL MODELLO MATEMATICO
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I

P
ALCUNE CONSIDERAZIONI
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I

P
STRUMENTI E MATERIALI
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I

P
PROCEDIMENTO DI MISURA
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I

P
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I

P
L
S
F
PRESENTAZIONE DEI DATI SPERIMENTALI
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
Tabella dei valori di t (s) e T(°C)
Andamento esponenziale della temperatura T
in funzione del tempo t
P
L
MODELLIZZAZIONE MATEMATICA
S
F
I
S
t 

T (t )  1001  e  


I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I

se
T2  100 °C
e
T1  0 °C
P
ELABORAZIONE SPERIMENTALE DEI DATI MISURATI
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I

P
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I

P
L
BREVI CONSIDERAZIONI SUI RISULTATI SPERIMENTALI
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I

P
L
S
MISURA DELLO SPESSORE DI UN CAPELLO
F
I
S
I
Fenomeno della diffrazione della luce
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
Massimo Festosi
Angelo Andrea Serafini
P
L
LA LUCE COME ONDA
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I

P
LA DIFFRAZIONE
L
S
F
I
S
I

L’interferenza è la sovrapposizione di più onde
in uno stesso punto dello spazio.

La diffrazione avviene quando un’onda
investe un ostacolo.
Quando le dimensioni dell’ostacolo sono
confrontabili con la lunghezza d’onda
dell’onda incidente si manifesta il fenomeno
della diffrazione della luce.
Per il principio di Hyugens ogni punto della
fenditura diventa una sorgente di onde
sferiche e si ha interferenza.
C
A
2
0
1
5

N
A
P
O
L
I

P
L’ESPERIMENTO
L
S
F
I
S
I
C
Si può sfruttare questo fenomeno facendo incidere luce monocromatica su un capello.
I bordi del capello diventano multi sorgenti, dando luogo all’interferenza e si osserveranno
frange di diffrazioni simili a quelle rappresentate in figura.

Massimo centrale (banda centrale larga)
2

Massimi secondari (bande che affiancano la centrale, più sottili)
0

Minimi (bande scure)
A
1
5
N
A
P
O
L
I
P
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
APPARATO SPERIMENTALE
A
1 Laser a diodo con emissione intorno a 640 nm
P
1 sostegno per il posizionamento del capello
O
L
I
1 schermo d’osservazione
1 righello e .. ovviamente un capello.
capello
laser
D
Banco ottico
P
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
PROCEDIMENTO
P
L
S
F
I
S
I
C

A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
RISULTATI DELLE MISURE
P
L
S
L’esperimento fu ideato dal fisico britannico Sir Joseph John Thomson, vincitore del
premio Nobel per la fisica nel 1906
F
I
S
I
C
La misura di e/m
Mondo macro e micro a confronto
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
Davide Pitirollo
Leonardo Sito
P
SCOPO DELL’ESPERIMENTO
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
 Per
fare ciò sfruttiamo il fatto che, quando un elettrone si muove in un
campo magnetico uniforme con velocità inziale costante e
perpendicolare alla direzione del vettore campo, percorre una traiettoria
circolare.
 Per
visualizzare il fascio di elettroni si usa un tubo a fascio filiforme.
 L’esperienza
si basa sull’applicazione della II legge di Newton e
la legge di conservazione dell’energia.
P
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
DESCRIZIONE DELL’APPARATO SPERIMENTALE
Il tubo a fascio filiforme è costituito da un’ampolla di vetro di
forma sferica, contenente idrogeno a bassa pressione (circa
10‐5 bar).
Un filamento di tungsteno posto all’interno del tubo viene
portato all’incandescenza e per effetto termoionico
produce l’emissione di elettroni.
Gli elettroni vengono accelerati da una differenza di
potenziale (fino a 301,8 V (misurato sperimentalmente)
che si applica tra il filamento e un anodo posto sopra il
filamento.
Linee di campo magnetico
L’ampolla è collocata al centro di una coppia di bobine
di Helmholtz che, percorse da una corrente (I),
producono nella zona del tubo un campo di induzione
magnetica (B) uniforme.
P
L
S
DESCRIZIONE DEL FENOMENO OSSERVATO
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
La scia visualizzata a sinistra è dovuta all’eccitazione delle molecole
d’idrogeno al passaggio degli elettroni, la successiva diseccitazione
comporta l’emissione di fotoni, rendendo visibile la traiettoria
elettronica.
Tramite un sistema a traguardo ottico si misura il raggio di curvatura,
che dipende dal campo magnetico controllato dalla corrente che
circola nelle bobine di Helmholtz
P
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
LA FISICA DELL’ESPERIMENTO
P
L
S
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
LA FISICA DEL PROBLEMA
DALLE LEGGI FISICHE ALLE MISURE
Sfruttando la perpendicolarità tra la direzione della velocità iniziale del fascio elettronico e la
direzione del campo magnetico, si regolano l’intensità della corrente che produce il campo
magnetico e la tensione acceleratrice fino ad ottenere che il fascio di elettroni percorra una
traiettoria circolare di diametro D.
ELABORAZIONE DEI DATI SPERIMENTALI
I(A)
D(m)
1,15
1,34
1,49
1,61
1,75
1,85
1,93
0,101
0,087
0,077
0,069
0,063
0,058
0,054
e/m
errore
2,22E+11
1,68E+09
1/I (A‾¹)
V(V)
0,869565217 301,8
0,746268657
0,67114094
0,621118012
0,571428571
0,540540541
0,518134715
Valore
Errore
Pendenza
Intercetta
0,133911899 -0,014102647
0,003782223 0,002491046
0,996027196 0,00116134
1253,556822
5
P
L
S
Interpretazione dei dati e confronto con il valore «atteso»
F
I
S
I
C
A
2
0
1
5
N
A
P
O
L
I
grazie