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 Visita al TEM