2 LE QUATTRO FORZE FONDAMENTALI DELLA NATURA · FONDAMENTALI DELLA NATURA 184. Fisica Generale I...

Fisica Generale I Universita di Bergamo

2 LE QUATTRO FORZEFONDAMENTALI DELLA NATURA

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⇧ Forza elettromagnetica

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? Raggio massimo di interazione: 1

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? Intensita: 10�2

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? Intensita: 10�2

? Particelle (quanti) scambiate: fotoni

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? Intensita: 10�2

? Particelle (quanti) scambiate: fotoni

? Particelle su cui agisce: particelle con caricaelettrica, ad es. leptoni e quark

I184


� Fenomenologia:

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� Fenomenologia:

• struttura della materia: legami reticolari, molecolari,atomici; coesione di solidi, liquidi e gas

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� Fenomenologia:


• tutti i fenomeni chimici

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� Fenomenologia:



• cambiamenti di stato

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� Fenomenologia:




• calore; macchine termiche; processi termodinamici

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� Fenomenologia:




• calore; macchine termiche; processi termodinamici

• luce; onde elettromagnetiche: raggi �, X, ultravioletti,infrarossi, microonde, onde radio-TV; maser; laser I

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• vita ed attivita fisiologiche umane, animali e vegetali:crescita e degenerazione cellulare, attivita muscolare e motocorporeo, metabolismo, digestione, respirazione, attivitacardiaca, attivita cerebrale, attivita sensoriali, etc.

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• telecomunicazioni (radiotrasmissione, TV, telefono, retiinformatiche, fibre ottiche, etc.)

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• superconduttori; semiconduttori

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• energia elettrica, elettrodomestici

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• elettronica

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• elettronica

• hardware informatico (calcolatori, computers, etc.) I

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• mezzi di trasporto motorizzati in aria, terra, acqua e spazio(autoveicoli, aerei, treni, navi, razzi)

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• fenomeni acustici

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• fenomeni elastici

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• attriti e viscosita

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• fenomeni geologici

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• magnetismo naturale (pianeti, stelle, pulsars) ed artificiale(calamite)

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• magnetismo naturale (pianeti, stelle, pulsars) ed artificiale(calamite)

• processi elettromagnetici nei nuclei I

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• reazioni elettromagnetiche tra particelle elementari

185



• radioattivita di tipo �

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• decadimenti elettromagnetici di particelle (es. pione neutro⇡0, particelle ⌘0, ⌃0, ⌅0, etc.)

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• decadimenti elettromagnetici di particelle (es. pione neutro⇡0, particelle ⌘0, ⌃0, ⌅0, etc.)

• raggi cosmici, venti stellari

I

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⇧ Forza debole

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⇧ Forza debole

? Raggio massimo di interazione: ⇠ 10�15cm

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⇧ Forza debole


? Intensita: 10�5

186


⇧ Forza debole


? Intensita: 10�5

? Particelle (quanti) scambiate: W+, W�, Z0

186


⇧ Forza debole


? Intensita: 10�5

? Particelle (quanti) scambiate: W+, W�, Z0

? Particelle su cui agisce: particelle con caricadebole, ad es. leptoni e quark, purche “sinistrorsi”

I

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� Fenomenologia:

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� Fenomenologia:

• reazioni nucleari deboli; processi termonucleari deboliall’interno delle stelle

187


� Fenomenologia:


• reazioni deboli tra particelle elementari

187


� Fenomenologia:




187


� Fenomenologia:




• decadimenti deboli di particelle (es. neutrone, muone, pionecarico ⇡±, particelle ⌧ , ⌃±, ⌅�, etc.)

187


� Fenomenologia:





• raggi cosmici

187


� Fenomenologia:





• raggi cosmici

• neutrini stellari oscillanti, astronomia neutrinica I

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⇧ Forza forte

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⇧ Forza forte


188


⇧ Forza forte


? Intensita: 1

188


⇧ Forza forte


? Intensita: 1

? Particelle (quanti) scambiate: gluoni (otto tipidiversi)

188


⇧ Forza forte


? Intensita: 1

? Particelle (quanti) scambiate: gluoni (otto tipidiversi)

? Particelle su cui agisce: particelle con caricadi colore, ad es. quark (ma non leptoni)

I

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� Fenomenologia:

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� Fenomenologia:

• coesione nucleare: legami tra i nucleoni nei nuclei

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� Fenomenologia:


• coesione nucleonica: legami tra i quark nei nucleoni

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� Fenomenologia:



• reazioni nucleari forti; processi termonucleari forti all’internodelle stelle

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� Fenomenologia:




• reazioni forti tra particelle elementari

189


� Fenomenologia:





• radioattivita di tipo ↵

189


� Fenomenologia:





• radioattivita di tipo ↵

• decadimenti forti di particelle (es. risonanze ⇢, !) I189


• raggi cosmici I

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⇧ Forza gravitazionale

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191




? Intensita: 10�39

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? Particelle (quanti) scambiate: gravitoni,gravitini

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? Particelle (quanti) scambiate: gravitoni,gravitini

? Particelle su cui agisce: tutte

I

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� Fenomenologia:

• attrazione reciproca di tutti i corpi

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� Fenomenologia:


• gravitazione universale: rotazione dei satelliti attorno aipianeti, dei pianeti attorno alle stelle, delle stelle attorno alcentro galattico

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� Fenomenologia:



• peso dei corpi

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� Fenomenologia:



• peso dei corpi

• origine delle stelle e dei pianeti per collasso gravitazionale dinubi di gas interstellare

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� Fenomenologia:



• peso dei corpi

• origine delle stelle e dei pianeti per collasso gravitazionale dinubi di gas interstellare

• collasso gravitazionale delle stelle: nane bianche, brune,nere; stelle di neutroni; buchi neri e bianchi I

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• curvatura e distorsione dello spazio

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• dilatazione temporale di origine gravitazionale

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• onde gravitazionali

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• espansione dell’Universo (legge di Hubble)

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• eventuale chiusura dell’Universo, determinazione delledimensioni dell’Universo

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• eventuale chiusura dell’Universo, determinazione delledimensioni dell’Universo

• inizio e fine del tempo I

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