Francesco Bevacqua, Liceo Vico 1 aprile 2011 Museo di Fisica Via Mezzocannone, 8 Napoli Il concetto...

Francesco Bevacqua, Liceo Vico 1 aprile 2011

Museo di FisicaVia Mezzocannone, 8Napoli

Il concetto di misura nel laboratorio didattico ottocentesco e nel moderno laboratorio on line:

Le esperienze di M. Melloni sul calore radiante ed i problemi della taratura degli strumenti

Dott. Francesco Bevacqua


Introduzione

Il calore radiante

Misure sulla termopila di M. Melloni

Conclusioni

Indice della presentazione:


Presso il Liceo Classico “G. B.Vico” di Napoli, è in corso di realizzazione un Museo di Fisica.Di notevole valore storico è la strumentaria presente nel Gabinetto di Fisica. La prima azione di valorizzazione della collezione riguarda il ripristino degli strumenti relativi allo studio della

radiazione infrarossa.


I sistemi utilizzati nell’800 per studi sull’infrarosso, “TERMOCROSI, (da termon, calore e crosis, colorazione) presenti nel Museo sono:

• Termopila• Galvanometro astatico• Cubo di Leslie• Piastra di Rame• Lucerna di Locatelli• Banco di Melloni completo di accessori


Termopila

Cubo di Leslie Strumento universale(Sostituisce il Galvanometro)


Lampada di Stefan-Boltzmann(Permette di estendere lo studio

alle alte temperature)


Il banco detto “di Melloni”, strumento utilizzato per i primo studi sul calore radiante, richiedeva una delicata operazione di taratura e predisposizione dello strumento per lavorare in regime di linearità. Per effettuare questa operazione era necessaria la duplicazione di alcuni componenti. In tutte le collezioni visitate, non si sono trovate queste condizioni. È chiaro che lo strumento funzionava ma solo per determinazioni qualitative.

Considerazioni sugli strumenti..


In particolare, per utilizzare la termopila in regime di linearità Melloni usava l’accorgimento di porre una seconda sorgente in posizione opposta alla sorgente in misura. In questo modo riusciva ad avere tra le due facce della termopila una piccola differenza di temperatura, e quindi ad avere una risposta lineare con la sollecitazione.

Con la animazione seguente capiremo meglio ….



Sorgente 1

Sorgente 2

Configurazione 1

Galvanometro

Termopila



Sorgente 1

Sorgente 2

Configurazione 2

Galvanometro

Termopila



Nella Memoria “.. Sur la trasmission libre de la chaleur rayonnante par different corps solides e liquides, <<Ann. De Chim. Et de Phys.>>, LIII, p. 5, 1833 Melloni si pone il problema del riscaldamento dei pezzi del banco durante gli esperimenti.Verifica a tal fine, se il termomoltiplicatore segnala un passaggio di corrente se la sorgente è schermata da diversi materiali*.

* Vedi P. Codastefano, E. Schettino - Il modo di sperimentare di un grande fisico italiano dell’800 Macedonio Melloni

Banco detto “del Melloni”


Banco detto del Melloni

Noi abbiamo provato a misurare la temperatura in diversi punti della termopila per verificare se durante la misura c’erano parti di questa che si riscaldavano rendendo non corretta la misura….



Banco detto del Melloni

Noi abbiamo provato a misurare la temperatura in diversi punti della termopila per verificare se durante la misura c’erano parti di questa che si riscaldavano rendendo non corretta la misura….


Schermo

SorgenteTermopila

Ganot, trattato elementare di Fisica - 1863



Sorgente Termopila

Datalogger

Qu

ad

mu

ltimetro


Temperatura termopila lato cubo

Temperatura termopila lato opposto

Temperatura ambiente

1

2 3

Verifica del funzionamento di una termopila



Commento al grafico

Nella zona contrassegnata con un 1 cerchiato (primi 90 sec di funzionamento del sistema) vediamo come varia la temperatura sulle due facce della termopila. Si nota un lieve aumento della temperatura anche della faccia opposta a quella che “vede” la sorgente.

Lato termopila Tempo (s) Delta temp. (°C)

Lato sorgente

Lato sorgente

Lato opposto

Lato opposto

90

90

360

360

0,12

0,06

0,95

0,33

Per un tempo più lungo (circa 6 minuti) si nota un aumento della temperatura della faccia non esposta alla sorgente della termopila significativo (0,33 °C). Questo sposta lo strumento nella regione di non linearità, quindi non più affidabile per effettuare delle misure di calore radiante.



Conclusioni ….

Francesco Bevacqua, Liceo Vico 1 aprile 2011 Museo di Fisica Via Mezzocannone, 8 Napoli Il concetto...

Documents

Transcript of Francesco Bevacqua, Liceo Vico 1 aprile 2011 Museo di Fisica Via Mezzocannone, 8 Napoli Il concetto...