Laboratorio di fisica moderna per il Laboratorio di

DALL’OTTICA GEOMETRICA AL TEM
Vedere l’invisibile
Laboratorio di fisica moderna per il
biennio/triennio dei Licei
Prof.ssa Annamaria Lisotti
Liceo Scientifico PNI “Sorbelli”
Pavullo, (MO)
Prof. Stefano Frabboni
Dipartimento di Fisica
Università di Modena e Reggio E.
Documentaria 2007
Modena, 7 settembre 2007
•
La classe:
•
Le motivazioni:
(III C scientifico PNIPNI corso di fisica quinquennale; I°
I quadrimestre)
– Non è mai troppo presto
presto… (Perché relegare la fisica moderna agli ultimi mesi della
-
•
quinta?) Possibilità di anticipare contenuti “importanti”, di aprire “finestre” sulla ricerca
attuale
Biennio sperimentale: naturale proseguimento (ottica geometrica)
Le scelte didattiche:
– Trattazioni “trasversali” VS scansione classica dei programmi
Æ necessità di anticipazioni rispetto alla trattazione sistematica
– Metodo basato sull’ indagine
VS metodo deduttivo.
– Forte caratterizzazione “hands on” VS matematizzazione….
…. e minds on (curiosità, progettualità, protagonismo…)
– L’uso dell’analogia : usare conoscenze elementari per comprendere
cose difficili : la diffrazione dalla luce all’elettrone/neutrone
all elettrone/neutrone .
Prerequisiti (… davvero
d
) minimi
• Tre formule …
– I=q/p ingrandimento
– 1/f=1/p+1/q legge delle lenti sottili
– W = L . λ legge della diffrazione
d
• Caratteristiche di una lente,
e costruzione dell’immagine in un sistema di lenti
• Frequenze e λ dello spettro elettromagnetico
• Un minimo di abilità in laboratorio
A scuola
• Materiali
M t i li ““poveri”,
i” di ffacile
il reperibilità
ibilità
• Semplicità dell’apparato sperimentale
• Esperienze d’ ”effetto”
• Più gruppi per lo stesso esperimento?
• Lavoro di “ricerca” guidata a casa?
• Prima o dopo? Preparazione o
approfondimento?
Una formula … tante situazioni
• W = dist. tra i minimi
• λ = lung. d’onda laser
• L = dist. schermo ostacolo
• d = diametro ostacoli
Misura diametro capello (diffrazione da fenditura)
W =
L . λ
. d
•Diffrazione come strumento di
misura dell’infinitamente
dell infinitamente piccolo
•Prime osservazioni circa le relazioni
oggetto/figura di diffrazione
Calcolo λ diodo
Calcolo λ laser tramite reticolo
•Ancora osservazioni circa le
relazioni oggetto/figura di
diffrazione
Misura distanza tra i solchi di un cd/dvd : diffrazione da reticolo
La sfida:quante e quali informazioni si possono ricavare
dalla figura di diffrazione?
•
Prime osservazioni su
quanto avviene nel
piano focale….
Sul banco ottico sarà
allora possibile vedere
alternativamente
immagine e figure di
diffrazione
semplicemente
p
cambiando la posizione
dello schermo Æ
microscopio
p “in
immagine” o “in
diffrazione”
Muovendo la seconda lente in modo che il suo
piano oggetto coincida
Æ
Æcon
il piano
i
iimmagine
i d
della
ll prima
i
llente
(obiettivo) si ottiene un’immagine ulteriormente
ingrandita del campione, che viene proiettata
sullo schermo. Il microscopio funziona “in
immagine”.
g
Æ con il piano focale posteriore della lente
obiettivo si ottiene un’immagine ingrandita della
figura di diffrazione che viene proiettata sullo
schermo Il microscopio funziona “in
schermo.
in
diffrazione”.
I tre banchi ottici
“ LUCE BIANCA E
SPETTROSCOPIA
“
“ CALIBRARE
UN RETICOLO” “
“ MICROSCOPIO A
PROIEZIONE E
INGRANDIMENTI”
“
Guarda un po’ chi si rivede!
O
Ovvero
la
l natura
t
ondulatoria
d l t i d
deglili elettroni
l tt i
Diffrazione ottica da reticolo
20 linee per mm
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