La dimostrazione in Fisica - Dipartimento di Fisica e Geologia
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Dimostrazione ed esperimenti in Fisica In the matter of physics, the first lessons should contain nothing but what is experimental and interesting to see. A pretty experiment is in itself often more valuable than twenty formulae extracted from our minds.* Albert Einstein *A. Luca Gammaitoni Moszkowski, Conversations with Einstein, page 67, Horizon Press (1970). Dipartimento di Fisica Universita’ di Perugia Il duro lavoro quotidiano dello scienziato … Il significato dei termini ♦ Legge fisica ♦ Principio fisico ♦ Teoria Fisica ♦ Teorema ♦ Dimostrazione Legge Fisica ♦ Esempio: La seconda legge di Keplero L’area spazzata dal raggio vettore e’ proporzionale al tempo impiegato a descriverla oppure il raggio che unisce il Sole al pianeta copre aree uguali in tempi uguali. La legge tende a legare fatti noti (e solo quelli) Principio Fisico ♦ Esempio: Il secondo principio della termodinamica La costanza della velocita’ della luce Il principio di conservazione dell’energia Tende a negare la possibilita’ che accada qualcosa (anche su fatti non ancora noti) La legge tende a legare fatti noti (e solo quelli) Teoria Fisica ♦ Esempio: Teoria del campo elettromagnetico Termodinamica Meccanica Classica, quantistica, … E’ una raccolta di leggi e di principi che si riferiscono ad un determinato insieme di fenomeni o di oggetti del mondo naturale. Teorema ♦ Esempio: Teorema di conservazione della quantita’ di moto Teorema di fluttuazione - dissipazione Di solito si hanno i teoremi all’interno di una teoria. Per avere teoremi ho bisogni di definire degli assiomi a fondamento della teoria Mostrare … e dimostrare luoghi comuni sugli esperimenti ♦ Un esperimento non è una dimostrazione ♦ Un esperimento è parte del processo di osservazione ♦ Un esperimento non dimostra la validita’ di una legge, ma può dimostrarne la non validita’ (falsificabilità delle teorie fisiche) Falsificabilita’… ♦ Un uomo sulla mongolfiera … ♦ Una teoria e’ tanto piu’ utile quanto piu’ puo’ essere sottoposta a verifica ♦ Una teoria non verificabile è anche non predittiva. Esempio: “tutto dipende da tutto” ♦ L’esperimento e’ l’osservazione della natura “in modo controllato”. Modelli fisici e matematica… matematica ♦ Il modello come punto di partenza nella formulazione della legge … Esempio: i fenomeni della fisica dello stato solido E’ possibile una descrizione non matematica delle leggi naturali? ♦ La fisica della complessita’ ♦ Le rappresentazioni dei modelli e le predizioni ottenibili Physics is like sex: sure, it may give some practical results, but that's not why we do it Richard Feynman
