Esercizio per IV F

Mentre sono impegnato nella verifica nell'altra classe, seguire lo svolgimento di questo esercizio
a cura del prof. Walter Lewin.
Mostra come calcolare con il metodo delle  componenti dei vettori il campo elettrico dovuto a due cariche elettriche.
Link: https://www.youtube.com/watch?v=ZUYfbV-m9gw&list=PLyQSN7X0ro200pTRGPkPp4kBEzFrSbZ3c&index=1


al ritorno in classe mi aspetto domande e commenti.

Simulazione linee di campo

Materiale provvisorio Laboratorio matematica

Materiale Laboratorio Bicocca:

I lezione: Socrate e i quadrati di area doppia (da "La matematica in cucina" di Enrico Giusti, Boringhieri)
II lezione: La distanza del Taxista (link)

La Contrazione delle lunghezze con l'orologio luce

In relatività siamo arrivati alle trasformazioni di Lorentz. Per motivi di tempo non potrò introdurre l'uso dei diagrammi di Minkowski. Abbiamo ricavato la contrazione delle lunghezze molto velocemente tramite le trasformazioni di Lorentz, ma, come mi piace ripetere, è come sparare ad un uccellino con un cannone. La dimostrazione ha comunque permesso di specificare il senso di lunghezza  a riposo e misura di una lunghezza di un oggetto in movimento. In quest'ultimo caso la misura dei due estremi deve essere effettuata allo stesso istante.

Allego qui una dimostrazione molto bella della contrazione delle lunghezze, ottenuta con un orologio di luce e a partire dal principio della costanza della velocità della luce e dalla dilatazione dei tempi.
Per gli studenti: da studiare e meditare.

Contrazione delle lunghezze (pdf)

Stimare la velocità della luce con il forno a microonde

Un esperimento molto semplice e allo stesso tempo sorprendente è la stima della velocità della luce con un forno a microonde. In rete si trovano molte risorse, tra cui questo video di Quantizzando che consiglio: https://www.youtube.com/watch?v=OKTwAkQcvP8&t=23s 

L'esperimento si presta bene ad essere proposto in quinta quando si arriva alle onde elettromagnetiche oppure anche in quarta dopo aver trattato le onde stazionarie e la luce. Occorre fare qualche prova dei tempi di azione del microonde e di potenza dello stesso. Io ho provato sia con la cioccolata che con del formaggio (taleggio). 

La prova migliore è la seguente (tempo circa 20 secondi a potenza max del microonde 750 W):

Si possono notare le due zone in cui l'intensità dell'onda è massima. L'onda stazionaria del microonde può schematizzarsi così (da quantizzando):

L'etichetta del mio forno a microonde fornisce il dato sulla frequenza delle onde: 2450 MHz . L'etichetta è collocata posteriormente o sotto. 

Per stimare la distanza tra il massimo e il minimo (o viceversa) ho considerato i punti medi delle zone di formaggio fuso della prima foto. Tale distanza corrisponde  a mezza lunghezza d'onda.

Sviluppando i calcoli si ottiene: 257250000 km/s, con un errore di circa il 15 %.

L'errore si può provare a limitare cercando di estrarre il formaggio o la cioccolata appena si forma la zona di fusione, in modo che non sia troppo ampia. Ma la precisione sperimentale non è lo scopo di questo esperimento. Per realizzare l'esperimento a scuola occorre qualche preparativo (non ultimo il formaggio!), chi volesse può provare a proporre agli studenti l'esperimento utilizzando i dati e le foto che ho qui fornito, come se fosse un semplice esercizio (resta solo da  individuare la distanza che corrisponde a mezza lunghezza d'onda dalla foto e poi calcolare la velocità note la lunghezza d'onda e la frequenza).

In basso le foto dei primi tentativi meno riusciti:

Introduzione alla relatività

(post in divenire)

L'articolo originale di Einstein: articolo 1905

Il problema più grande per Einstein (slide del prof. Carlo Cosmelli, Univ. La Sapienza,Roma):

La costanza della velocità della luce:

Onde: Effetto Doppler, Interferenza, etc.

Una figura da capire a fondo sull'interferenza di due sorgenti in fase:
https://slideplayer.com/slide/4888058/16/images/17/Two+sources+in+phase+in+the+same+medium.jpg

L'app sull'interferenza di Phet: https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-interference/latest/wave-interference_it.html

Sheldon Copper sull'effetto Doppler: https://www.youtube.com/watch?v=z0EaoilzgGE

Materiale accessorio: Teorema di Fourier (Cenni): http://fisicaondemusica.unimore.it/Teorema_di_Fourier.html

Principio di Huygens: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/huygen.html

e la seguente spiegazione della diffrazione, su cui torneremo:
"In accordo col principio di Huygens-Fresnel, dopo che la luce ha attraversato una fenditura, ogni punto della fenditura si comporta come se fosse a sua volta una sorgente di onde circolari e queste onde interagiscono tra loro mediante il fenomeno dell’interferenza. La diffrazione `e in effetti l’interferenza tra le diverse parti dell’onda che avviene dopo che l’onda stessa ha incontrato un ostacolo" (da PLS Fisica, Roma La Sapienza)

Si ricomincia con il blog! Lo spettro elettromagnetico

Nota: A scuola utilizzo google classroom per condividere materiale, assegnare compiti, indicare link etc. Funziona molto bene, ma non è automatico trasferire poi il materiale di anno in anno.
Per cui riprovo ad utilizzare questo blog, cercando di adattarlo alle necessità didattiche, affiancando l'utilizzo di classroom.

Con le classi quinte siamo alle onde elettromagnetiche.
Per quanto riguarda l'assorbimento dell'atmosfera terrestre è sempre utile questa immagine
Ecco una immagine fantastica della NASA con la nostra Galassia vista alle varie lunghezze d'onda.
https://asd.gsfc.nasa.gov/archive/mwmw/images/mwmw_11a.pdf

Sulla pressione esercitata dalla luce, il progetto della Breakthrough foundation: Video

Oppure quest'altro più approfondito.