Bollitore tibetano
Fisica del 1900
VITA MEDIA o
<<TEMPO SCALA>>
RISERVA
ENERGETICA
di una stella
(masse delle particelle)
POTENZA
IRRADIATA
Michelson
In Fisica oramai,
è soltanto questione di
mettere a posto…
la sesta cifra decimale!
Nel cielo azzurro della Fisica
ci sono soltanto più
due “nuvolette”…
Lord Kelvin
in realtà…
realtà…
scuri nuvoloni si stavano addensando nei Cieli di
fine ‘800
30-6-1 99 9
P U N T A D ’A R B E L L A
Radici della Fisica del ‘900…
900…
ovvero le due nuvolette!
Emissione di un
“corpo nero”
Effetto fotoelettrico
Spettri a righe
FISICA
QUANTISTICA
Costanza velocità della luce
Relatività di Galileo non vera
per l’elettromagnetismo
RELATIVITA’
Fisica del ‘900
FISICA
QUANTISTICA
RELATIVITA'
Attuali filoni di ricerca,
ovvero...
stiamo lavorando per voi !
*decadimento del protone
*ricerca onde gravitazionali
*fusione controllata
*rilevamento di quarks isolati
FISICA delle
PARTICELLE ELEMENTARI
Fatti sperimentali
(ultimi 10 anni):
1994: scoperta quark top
1998:aaamassa neutrino
10/2/2000: prova sperimentale
dei quark isolati!
2003: aa SNO - oscillazione
neutrino
H. Becquerel - 1896
α
Decadimento ALFA: nuclei di elio
A
X
Z
→
n
A →
X
Z
A–4 +
4
Y
He
Z–2
2
p
A + e- + ν
Y
Z +1
e
Decadimento BETA: elettroni
VITA MEDIA o TEMPO SCALA
Tempo Scala =
Riserva energetica
"Luminosità solare"
LUMINOSITA’ SOLARE
=
ENERGIA EMESSA AL SECONDO
IN TUTTE LE DIREZIONI!
(POTENZA)
CALORIE AL MINUTO
o
KILOWATT
COSTANTE SOLARE
=
ENERGIA AL SECONDO SU CM2
Calorie = c M ∆t
calorie
2calorie
=
FΘ =
2
tempo *area
minuto *cm
(Puillet – 1812)
L = 4*1026W
dTS
LUMINOSITA’
=
F Θ * 4π
πdTS2
α =
70°
60°
CLEAR BLUE SKY
2,5
2
1,7
1,5
1,3
1,3
AVERAGE SKY
4,2
3,5
2,6
2,1
1,8
1,6
SLIGHTLY VEILED
5,3
4,3
3,2
2,5
2,2
2
α
α
50°
40°
30°
25°
ENERGIA CHIMICA
1°)
(CARBONE) ⇒ TΘ = 5300anni !
2°) ACCRESCIMENTO METEORITICO
(MAYER) ⇒ ∆MΘ non osservate
FONTI
ENERGETICHE
(PRIME IPOTESI)3°) CONTRAZIONE GRAVITAZIONALE
(HELMHOLTZ − 1854) ⇒ TΘ = 108 anni
4°)
DECADIMENTI RADIOATTIVI
(POINCARE' inizi 1900)
a
1 IDEA ! RUTHERFORD 1903
L’ipotesi
vincente:
ENERGIA 1° MODELLO : WILSON 1916
NUCLEARE
RISULTA:
∆Ε = 8 per mille del “Core” =
= 0,008 MΘ /10
Ovvero un vecchio… tubo catodico!
M=qBr/v
Massa
PROTONE
(10-24 g)
Massa
NEUTRONE
(10-24 g)
BERILLIO 4Be8
(10-24 g)
1,6725
1,6748
13,2934
4 PROTONI
4 NEUTRONI
Massa
13,3892
DIFETTO di MASSA ∆M
o
ENERGIA di LEGAME ∆E
P+
p
P+
n
E
p
n
P+
aCiclo P - Pa
P+
∆M
238 A
∆M si chiama Energia di Legame
∆E
perché è l’energia
che si deve fornire dall’esterno
per spezzare il nucleo in TUTTI
i suoi “nucleoni”
∆E/A
A
60
FUSIONE
FISSIONE
FUSIONE: A < 60
∆E
=6
A
A= 4
∆E
=7
A
A = 12
⇒
∆ E = 84 MeV
⇒ ∆ETOTALE = 72MeV
Reazioni ESOTERMICHE:
(∆E/A)FINALE > (∆E/A)INIZIALE
(Fissione: A>60)
∆E
=8
A
A=100
∆E
=7
A
A = 200
⇒
∆ E = 1400
⇒ ∆ETOTALE = 1600
(1kg _ U ~ 2700t _ C )
Reazioni ESOTERMICHE:
(∆E/A)FINALE > (∆E/A)INIZIALE
ESERCIZI:
1) CONVERSIONE MASSA ENERGIA:
E = ∆Mc2
(in Joule se uso le unità del S.I.)
∆Ε(Joule)
= ∆Μ(
∆Μ(kg)∗(300.000.000)
)∗(300.000.000)2(m/s)
∆Ε(
2) MASSE CALCOLATE IN “ELETTRONVOLT” (eV):
N.B. 1 ELETTRONVOLT =
ENERGIA DI 1 ELETTRONE CHE
ATTRAVERSA UNA DDP DI 1 VOLT
Calcolo l’energia (in Joule) di un elettrone (q = 1,60*10-19C)
che attraversa la ddp di 1 Volt:
1eV=q∆
∆V = 1,60*10-19C*1V = 1,60*10-19Joule
Dunque:
1 eV = 1,60*10-19Joule
∆Ε(Joule)
/ 1,60*10-19Joule = ∆Ε(eV)
∆Ε(
∆Ε(
ESERCIZIO 1: dalla massa in g di 4 protoni, calcolare il difetto di
massa in MeV dell’elio. Risulta ∆Ε = 29,6ΜeV
29,6Μ
ESERCIZIO 2: sapendo che la massa solare è M=3*1033g e che le
reazioni interessano un “CORE” centrale di (1/10)M, e che
4protoni forniscono 29,6MeV,
calcolare la riserva energetica totale della “nostra” stella.
SE FONDENDO 4 PROTONI OTTENGO 29,6 MeV
ALLORA
(4Mp)MeV : 29,6 = (1/10)M : ∆Ε(TOT)
∆Ε(
Conclusione…
VITA MEDIA = (14 ± 3)MILIARDI DI ANNI
Oh…good!
Skylab 1976
100%
H
O16
He4
C12
tempo
Variazione della composizione stellare nel tempo
VITA MEDIA = (14 ± 3)MILIARDI DI ANNI
Sudbury Neutrino
Observatory
2003
“oscillazione
Neutrino”
Dati tecnici:
1000 t di acqua pesante
2 km di profondità
9600 Fotomoltiplicatori
“LUNA” 2004
“Opera”
“Borexino”
I Protagonisti:
…Alpha Beta Gamma!!!
G. GAMOW
H
e
r
m
a
n
A
L
P
H
E
R
H. Bethe
1906 - 2005
IE
Z
A
R
G
PER
E!
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x
a
p
coto
La scuola dovrebbe avere come fine
quello di formare personalità armoniose,
non specialisti. …
Se una persona è padrona
dei principi fondamentali del proprio settore,
ha imparato a pensare e a lavorare
indipendentemente,
troverà sicuramente la propria strada
ed inoltre sarà in grado di adattarsi
al progresso e ai mutamenti
più di una persona
la cui istruzione consiste principalmente
nell’acquisizione di una conoscenza
particolareggiata.
A l b e r t E i n s t e i n , …….
Pensieri degli anni difficili, 1936
Spettro di emissione
Spettro di assorbimento
10
20
30
Spettro continuo
Fisica “ Quantistica ” = Tiro a Segno !
( Fisica Classica = … Bocce! )
Spettro di “emissione” continuo
Spettri di
emissione
a “righe”
Spettro di “assorbimento”
del Sole
