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1 Interferometro M. Giovanna Guarguaglini Liceo Ulisse Dini Pisa www.liceodini.it M. Giovanna Guarguaglini Liceo Ulisse Dini Pisa www.liceodini.it Domus.

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Presentazione sul tema: "1 Interferometro M. Giovanna Guarguaglini Liceo Ulisse Dini Pisa www.liceodini.it M. Giovanna Guarguaglini Liceo Ulisse Dini Pisa www.liceodini.it Domus."— Transcript della presentazione:

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2 1 Interferometro M. Giovanna Guarguaglini Liceo Ulisse Dini Pisa M. Giovanna Guarguaglini Liceo Ulisse Dini Pisa Domus Galileiana Giocando con la fisica e la matematica 21 Ottobre 2005

3 2 Il nostro interferometro

4 3 Costruito da studenti delle classi 4 a A e 4 a C con la supervisione delle professoresse Guarguaglini e Stampacchia

5 4 Interferometro Esperienza realizzata dagli studenti nella Ludoteca Scientifica il 29 Aprile 2004, con la guida del prof. Carlo Bradaschia, che lha ideata. Il prof. Bradaschia è coordinatore del settore rilevatori dellesperimento VIRGO, in fase di costruzione, a cura dell I.N.F.N., a Cascina, località Santo Stefano di Macerata.

6 5 Onde e interferenza λ A + onda in fase = Interferenza costruttiva (Onda con ampiezza doppia) + onda sfasata di λ/2 = Interferenza distruttiva

7 6 Lente divergente Specchio perpendicolare Specchio obliquo laser Schema della struttura dellinterferometro Specchio semitrasparente a 45°

8 7 Procedura per la costruzione di un interferometro laser da 100 Tracciare gli assi ortogonali dellinterferometro e tracciare le posizioni dei supporti (squadrette) Preparare le staffe e fare sul banco i fori per le viti Tracciare laltezza (40mm) del fascio di luce sulle squadrette Costruire il supporto regolabile Montare gli specchi terminali sulle squadrette (autoadesivi, poi colla epossidica) Montare lo specchio semiriflettente e lente divergente nel portalente Montare il laser sulla squadretta e disporlo sul banco Montare schermo sulla squadretta e disporlo sul banco Posizionare primo specchio terminale e allinearlo col laser Posizionare secondo specchio terminale (supporto regolabile) Posizionare specchio semiriflettente e centrare accuratamente il fascio riflesso sul secondo specchio terminale Orientare il secondo specchio terminale (fascio riflesso centrato su specchio semiriflettente e fasci coincidenti sullo schermo) Posizionare la lente divergente fra schermo e specchio semiriflettente, vicino allo specchio Orientare finemente (con le viti) il secondo specchio terminale in modo da vedere le frange di interferenza.

9 8..Applicazioni pratiche dellinterferometro MISURAZIONE DI ONDE GRAVITAZIONALI Le sfuggenti onde gravitazionali sono perturbazioni della curvatura dello spazio-tempo generate da corpi materiali in movimento accelerato: possono essere considerate analoghe alle onde elettromagnetiche emesse da particelle cariche in movimento accelerato. Previste dalla teoria della Relatività di Einstein Individuate indirettamente da Taylor e Hulse (Nobel nel 93) Non ancora osservate direttamente (in quanto sono perturbazioni molto deboli)

10 9 IL PROGETTO VIRGO Rivelatore di onde gravitazionali Costituito da due bracci ortogonali lunghi 3 km ciascuna (anche se il cammino ottico è di circa 100 km per effetto delle riflessioni multiple) Sfrutta il principio dellinterferometro di Michelson Può rilevare unonda gravitazionale per il fenomeno dellinterferenza Particolare attenzione al portare al minimo le perturbazioni esterne

11 10 Hanno partecipato: Bertini Lorenzo Biondi Bianca Biver Chiara Koci Ina Malfatti Francesco Mengali Alberto Mintchev Stefano Panettieri Enrico Sisi Fabio Soscia Gian-Luca Vallini Livia

12 11 Misurazione dellindice di rifrazione di un gas Camera a vuoto in cui possiamo immettere aria a pressione variabile La velocità della luce subirà una variazione v= c/i Lo spostamento delle frange sullo schermo ci consente di ricavare lindice di rifrazione

13 12 Il nostro interferometro

14 13 Il sito di Virgo a Cascina - Pisa

15 14 XV Settimana della Cultura Scientifica XV Settimana della Cultura Scientifica Si certifica che lalunno Fabio Sisi della classe V A ha partecipato ai lavori del Laboratorio Interferometro: lacchiappaonde gravitazionali nellambito delliniziativa SCIENZA?... Al Dini ! per n°50 ore su un totale di n°50 ore Il responsabile

16 15 La sfera celeste e stata studiata per mezzo di radiazioni elettromagnetiche, dovute a temperatura, carica, magnetismo delle stelle: limmagine delluniverso Le onde gravitazionali, di natura completamente diversa, sono dovute alla massa dei corpi celesti. Possono portare informazioni totalmente nuove e sconosciute: il suono delluniverso Osservare le onde gravitazionali puo essere paragonato ad alzare per la prima volta il volume del televisore, mentre si assiste ad un concerto Alzare il volume del televisore

17 16 Virgo - lEdificio Centrale

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19 18 ALBERT MICHELSON ( ) EDWARD MORLEY ( ) Albert Michelson ( ) ed Edward Morley ( ) pensarono di effettuare una doppia misurazione della velocità della luce, con un interferometro (molto simile a quello in funzione nel nostro laboratorio!), nella direzione del moto terrestre e in direzione opposta. Lo scopo era quello di confrontare i due risultati e di provare il moto della Terra attraverso l'etere (un materiale inventato molto particolare che doveva permettere la trasmissione delle onde). Il risultato negativo dellesperienza spazzò via letere e portò a concludere che la velocità della luce non subisce alcuna influenza da parte del moto terrestre. Una spiegazione consiste nel supporre che la velocità della luce sia sempre la stessa in tutte le direzioni, indipendentemente dallo stato di moto dell'osservatore. Michelson ottenne comunque un netto miglioramento nella precisione della misura di c=( ± 4) km/s (1927). MorleyMichelson

20 19 ALBERT EINSTEIN ( ) Albert Einstein ( ) nel formulare il suo principio di relatività ha assunto proprio che la velocità della luce sia sempre la stessa in tutte le direzioni, indipendentemente dallo stato di moto dell'osservatore.

21 20 BIBLIOGRAFIA Microsoft Encarta Enciclopedia SISSA Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati Liceo "Giacomo Leopardi "- RECANATI EGO European Gravitational Observatory Università del Piemonte Orientale Amedeo Avogadro - Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali Sito del prof. Franco Maria Boschetto Wikipedia - Enciclopedia su internet gratuita Antonio Gandolfi Gruppo Storia della Fisica dell'AIF Liceo classico G. D. Romagnosi, Parma

22 21 Interferometro con scatolotti

23 22 Misurazione dellindice di rifrazione di un gas Camera a vuoto in cui possiamo immettere aria a pressione variabile La velocità della luce subirà una variazione v= c/i Lo spostamento delle frange sullo schermo ci consente di ricavare lindice di rifrazione

24 23 Esempio di interferenza costruttiva tra scuola, università e ricerca! M. Giovanna Guarguaglini Liceo Ulisse Dini Pisa M. Giovanna Guarguaglini Liceo Ulisse Dini Pisa Domus Galileiana Giocando con la fisica e la matematica 21 Ottobre 2005


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