laboratorio di fisica sperimentale - Dipartimento di Matematica e Fisica
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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.
