III MODULO: MODELLIIII MODULO: MODELLI

DALL'INTUZIONE ALL'IMMAGINEDALL'INTUZIONE ALL'IMMAGINE

Componenti:Componenti:Dolcini SaraDolcini SaraPeri AlessandroPeri AlessandroRossi ValentinoRossi Valentino

Cos'è un modello?

“Un modello è un'astrazione selettiva della realtà”

Albert Einstein

Una rappresentazione concettuale del mondo reale o di una sua parte, capace di spiegarne il funzionamento.

Spesso basati su ipotesi concettuali hanno lo scopo di spiegare dei fenomeni che avvengono nella realtà.

Esperimenti di meccanica e acustica, la cui descrizione è strettamente Esperimenti di meccanica e acustica, la cui descrizione è strettamente collegata ad altri sistemi complessi descritti dalla fisica quantistica:collegata ad altri sistemi complessi descritti dalla fisica quantistica:

Spettroscopio Spettroscopio

““Carrelli”Carrelli”

Modello atomico di Modello atomico di BohrBohr

SonometroSonometro Quantizzazione Onde Onde stazionariestazionarie

Modi di risonanza

L'evoluzione dell'atomo nella L'evoluzione dell'atomo nella storia:storia:

1.1. gli elettroni di un atomo occupano solo precisi stati gli elettroni di un atomo occupano solo precisi stati corrispondenti a determinati valori corrispondenti a determinati valori energetici e sulle orbite circolari in cui si trovano energetici e sulle orbite circolari in cui si trovano non emettono energia, l'orbita con energia minore (più non emettono energia, l'orbita con energia minore (più vicina al nucleo) è detta stato fondamentale. vicina al nucleo) è detta stato fondamentale.

2. gli elettroni possono operare una transizione da un livello 2. gli elettroni possono operare una transizione da un livello energetico ad un altro emettendo o assorbendo energetico ad un altro emettendo o assorbendo radiazioni luminose.radiazioni luminose.

IPOTESI DI BOHRIPOTESI DI BOHR

L'energia assorbita o emessa da un elettrone durante il L'energia assorbita o emessa da un elettrone durante il passaggio di stato quantizzato è data dalla formula scoperta da passaggio di stato quantizzato è data dalla formula scoperta da Max Planck:Max Planck:

Ogni elemento assorbe o emette radiazioni solo a caratteristiche lunghezze Ogni elemento assorbe o emette radiazioni solo a caratteristiche lunghezze d'onda, che identificano l'atomo stesso. Tali radiazioni si possono visualizzare d'onda, che identificano l'atomo stesso. Tali radiazioni si possono visualizzare come spettri discontinui caratterizzati dalla presenza di righe situate in come spettri discontinui caratterizzati dalla presenza di righe situate in posizione definite.posizione definite.

Spettro di emissione dell'idrogeno(H):

Spettro di emissione dell'elio(He):

Spettro di emissione del mercurio(Hg):

Sonometro

Strumenti: Generatore di funzione Oscilloscopio Supporto munito di corda vibrante, munito di guida e rilevatore Pesi tarati

156,5312,8 315,1469,2 472,7625,5 629

782 790938,4 950

1094,8 11131251,2 12711407,6 1442

1565 1600

Non tutte i modi di vibrazione sono possibili, ma entrano in risonanza con il sistema quelle che hanno frequenze multiple della prima armonica

Quantizzazione: le onde che entrano in risonanza prendono il nome di onde stazionarie.

frequenze previste teoricamente (Hz) frequenze ottenute sperimentalmente(Hz)

Riga 9 Riga 10 Riga 11 Riga 12 Riga 13 Riga 14 Riga 15 Riga 16 Riga 17 Riga 18 Riga 19

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Risultati teorici: bluRisultati teorici: bluRisultati sperimentali:rossoRisultati sperimentali:rosso

f(Hz)

n armonica

Assorbimento “risonante” di energia da parte di un sistema fisico

Strumentazione: rotaia con carrello agganciato a due molle di pari lunghezza motore forzante Software Data Studio sensore radar generatore di corrente continua con voltometro

0 2 4 6 8 10 120

5

10

15

20

25

30

ω (rad/s)

A(cm)

Picco di risonanza

Avvicinandosi alla frequenza propria del sistema Avvicinandosi alla frequenza propria del sistema con la frequenza della forzante notiamo un con la frequenza della forzante notiamo un notevole aumento dell'ampiezza notevole aumento dell'ampiezza dell'oscillazione. Questo è sintomo del fatto che dell'oscillazione. Questo è sintomo del fatto che siamo in RISONANZA.siamo in RISONANZA.

2

““Chiunque non rimanga scioccato dalla teoria Chiunque non rimanga scioccato dalla teoria quantistica non ne ha compreso nemmeno una parola”quantistica non ne ha compreso nemmeno una parola”

Niels BohrNiels Bohr