Diapositiva 1 - Dipartimento di Matematica e Fisica

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III MODULO: MODELLI
DALL'INTUZIONE ALL'IMMAGINE
Componenti:
Dolcini Sara
Peri Alessandro
Rossi Valentino
Cos'è un modello?
“Un modello è un'astrazione selettiva della realtà”
Albert Einstein
Una rappresentazione concettuale del mondo reale o di
una sua parte, capace di spiegarne il funzionamento.
Spesso basati su ipotesi concettuali hanno lo scopo di
spiegare dei fenomeni che avvengono nella realtà.
Esperimenti di meccanica e acustica, la cui descrizione è strettamente collegata ad
altri sistemi complessi descritti dalla fisica quantistica:

Spettroscopio
Modello atomico di Bohr

Sonometro
Quantizzazione
Onde stazionarie
Modi di risonanza

“Carrelli”
L'evoluzione dell'atomo nella storia:
IPOTESI DI BOHR
1. gli elettroni di un atomo occupano solo precisi stati
corrispondenti a determinati valori energetici e sulle orbite
circolari in cui si trovano non emettono energia, l'orbita con
energia minore (più vicina al nucleo) è detta stato
fondamentale.
2. gli elettroni possono operare una transizione da un livello
energetico ad un altro emettendo o assorbendo radiazioni
luminose.
L'energia assorbita o emessa da un elettrone durante il passaggio di stato
quantizzato è data dalla formula scoperta da Max Planck:
Ogni elemento assorbe o emette radiazioni solo a caratteristiche lunghezze d'onda, che
identificano l'atomo stesso. Tali radiazioni si possono visualizzare come spettri discontinui
caratterizzati dalla presenza di righe situate in posizione definite.
Spettro di emissione dell'idrogeno(H):
Spettro di emissione dell'elio(He):
Spettro di emissione del mercurio(Hg):
Sonometro
Strumenti:
 Generatore di funzione
 Oscilloscopio
 Supporto munito di corda vibrante, munito di guida e rilevatore
 Pesi tarati
frequenze previste teoricamente (Hz)
312,8
469,2
625,5
782
938,4
1094,8
1251,2
1407,6
1565
frequenze ottenute sperimentalmente(Hz)
156,5
315,1
472,7
629
790
950
1113
1271
1442
1600
Non tutte i modi di vibrazione sono possibili,
ma entrano in risonanza con il sistema
quelle che hanno frequenze multiple della
prima armonica
Quantizzazione: le onde che entrano in
risonanza prendono il nome di onde
stazionarie.
1800
1600
Risultati teorici: blu
Risultati sperimentali:rosso
1400
1200
1000
f(Hz)
800
600
400
200
0
Riga 9
Riga 10
Riga 11
Riga 12
Riga 13
Riga 14
n armonica
Riga 15
Riga 16
Riga 17
Riga 18
Riga 19
Assorbimento “risonante” di energia da parte di un sistema fisico
Strumentazione:
 rotaia con carrello agganciato a due molle di pari lunghezza
 motore forzante
 Software Data Studio
 sensore radar
 generatore di corrente continua con voltometro
Picco di risonanza
30
25
20
A(cm)
15
10
5
0
0
2
4
6
ω (rad/s)
8
10
12
Avvicinandosi alla frequenza propria del sistema con la
frequenza della forzante notiamo un notevole aumento
dell'ampiezza dell'oscillazione. Questo è sintomo del
fatto che siamo in RISONANZA.
2
“Chiunque non rimanga scioccato dalla teoria quantistica non
ne ha compreso nemmeno una parola”
Niels Bohr
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