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Liceo Scientifico Leonardo da Vinci Reggio Cal Docenti : Comi Silvana e Angela Misiano.

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Presentazione sul tema: "Liceo Scientifico Leonardo da Vinci Reggio Cal Docenti : Comi Silvana e Angela Misiano."— Transcript della presentazione:

1 Liceo Scientifico Leonardo da Vinci Reggio Cal Docenti : Comi Silvana e Angela Misiano

2 Motivazioni Gli occhi e i colori della notte La pluridisciplinarietà come esigenza culturale ancora prima che pedagogico-didattica Lastronomia come laboratorio della molteciplità del reale, come esempio di disciplina trasversale che garantisce lautentica pluridisciplinarietà, ovvero la trasversalità delle competenze Limportanza del dato motivo che deve accompagnare qualsiasi processo di insegnamento

3 In questa prospettiva le discipline si configurano come mappe: concettuali per comprendere e organizzative per orientarsi nellinterpretare lesperienza. I saperi disciplinari si attivano in modo funzionale ai bisogni e trovano capacità operativa nei diversi contesti. Per lapprendimento scientifico Si deve porre attenzione a mettere in atto strategie per produrre il cambiamento concettuale dal senso comune al sapere scientifico

4 Metodologia di lavoro per la costruzione del modulo Brainstorming del gruppo per la scelta del modulo da sviluppare Scelta del titolo per il modulo da sviluppare Motivazioni della scelta da parte Collocazione dei contenuti in ambiti disciplinari Collocazione dei contenuti nelle singole discipline Divisione del modulo in Unità di Apprendimento Collocazione dei contenuti nelle Unità di Apprendimento

5 FISICA Quantità di radiazioni: La luminosità delle stelle; Qualità delle radiazioni: i colori delle stelle: differenti colori, differenti magnitudini; Dallindice di colore alla temperatura; Le stelle sono distanti: ma quanto?; delle Parametri fondamentali stelle; La spettroscopia: un nuovo modo di conoscere il Mondo; Classificazione spettrale ed evoluzione delle stelle; Paradosso di Olbers. Ammassi globulari,evoluzione dellUniversoevoluzione delle stelle; Paradosso di Olbers. LATINO Lucrezio Le radici dellessere Cicerone Dalla terra al sogno Virgilio Notturni Ovidio Paesaggio Manilio Il cammino della scienza Seneca Locchio che indaga Storia dellarte Trouvelot Limmaginario cosmologico Van Gogh Munch Lo spazialismo Lo spazio infinito La fotografia lunare Renzo Piano Larchitettura dello spazio Filosofia Nietzsche Leterno ritorno-Lo spazio buio Freud Il luogo oscuro Bergson Il tempo della coscienza e Il tempo della scienza Bradley (Linfinita) catena dellessere Passaggio tra terra e cielo Popper Teoria dei tre mondi MUSICA Strauss La musica del viaggio nello spazio Pierrot Lunaire Shoenberg Notte trasfigurata Ligeti Lux aeterna Beatles Blackbird Battiato Mondi Lontanissimi Vecchioni Verrà la notte ed avrà i tuoi occhi Letteratura Straniera (Inglese) G.H. Wells Viaggio verso la luna Tagore G.A. Gibran Le loro notti T.S. Eliot C.S. Lewis Tra cielo e terra A. Clarke Lodissea nello spazioLodissea nello spazio Ferlinghetti Il paradosso di OlbersIl paradosso di Olbers ITALIANO Leopardi Pastore errante dellAsia Novalis Inni alla notte Pascoli Gelsomino Notturno Ungaretti Mi illumino di immenso Montale Ho contemplato dalla Luna Calvino La distanza della Luna Campana Vagare nella notte Quasimodo sera Dante Verso il Cielo

6 Gli Occhi ed i colori della notte Obiettivo formativo Sviluppare a livelli via, via più avanzati,capacità di analisi e di uso personale delle strutture complesse che caratterizzano la conoscenza utilizzando con proprietà gli strumenti concettuali e lessicali specifici delle discipline Gli Occhi ed i colori della notte Obiettivo formativo Sviluppare a livelli via, via più avanzati,capacità di analisi e di uso personale delle strutture complesse che caratterizzano la conoscenza utilizzando con proprietà gli strumenti concettuali e lessicali specifici delle discipline Italiano OBIETTIVI DI CONOSCENZA: Riconoscere i caratteri specifici dei testi Utilizzare gli strumenti fondamentali per la interpretazione delle opere letterarie Cogliere il contenuto informativo e il messaggio del testo letterario insieme con le specificità della sua lingua OBIETTIVI DI ABILITA: Acquisire consapevolezza del processo storico di formazione e sviluppo della civiltà letteraria italiana, in relazione alle condizioni culturali e socio-politiche generali..Collocare i testi nella tradizione letteraria e nel contesto storico di riferimento Storia dellArte OBIETTIVI DI CONOSCENZA: Comprendere la prevalenza della soggettività nellespressione figurativa, lutilizzo del linguaggio simbolico e la progressiva autonomia dellarte rispetto alla rappresentazione della realtà e della natura. OBIETTIVI DI ABILITA Conoscere gli apporti delle scienze e nella rappresentazioni figurative Filosofia OBIETTIVI DI CONOSCENZA: Acquisire elementi concettuali di base sugli aspetti classificatori della realta. Definire le categorie logiche con cui si configura lo schema della cultura:gnoseologia, estetica, etica, politica, antropologia. Esercitare la riflessione critica sulle diverse forme del sapere e sul loro senso Sviluppare la disponibilità al confronto delle idee e dei ragionamenti. OBIETTIVI DI ABILITA: Usare strategie argomentative e procedure logiche Confrontare e contestualizzare le differenti risposte dei filosofi allo stesso problema Musica OBIETTIVI DI CONOSCENZA: Conoscere i generi e gli stili. Contestualizzare storicamente e stilisticamente i repertori studiati OBIETTIVI DI ABILITA: Cogliere analogie e differenze tra i vari linguaggi Trasferire le conoscenze storico-sociali acquisite nel contesto creativo ed esecutivo di ogni studente Lingua e Lettaratura Inglese OBIETTIVI DI CONOSCENZA: Comprendere in modo globale e dettagliato testi letterari che trattano di contenuti caratterizzanti il liceo scientifico Riconoscere i caratteri specifici dei testi OBIETTIVI DI ABILITA Riconoscere lo scopo e i meccanismi di coesione e di coerenza di un testo Fisica OBIETTIVI DI CONOSCENZA: Descrivere i fatti sperimentali su cui si basano i modelli sulllevoluzione stellare e sullorigine ed espansione dellUniverso OBIETTIVI DI ABILITA: Interpretare i colori della luce visibile in termini di frequenze e di lunghezze donda. Confrontare gli spettri di elementi chimici con alcuni spettri stellari Latino OBIETTIVI DELLA CONOSCENZA: Riconoscere i rapporti del mondo latino, e, in generale, del mondo classico, con la cultura moderna e contemporanea Riconoscere i rapporti del mondo latino antico con la cultura moderna e contemporanea OBIETTIVI DI ABILITA: Comprendere e interpretare testi latini Individuare generi, tipologie testuali e tradizioni letterarie

7 OlbersParadox And I heard the learned astronomer whose name was Henrich Olbers speaking to use across the centuries about how he observed with naked eye how in the sky there were some few stars close up and the further away he looked the more of them there were of stars with infinite numbers of clusters in myriad Milky Ways & myriad nebulae E io udii il colto astronomo il cui nome era Henrich Olbers parlare con noi attraverso i secoli sul suo modo di osservare ad occhio nudo sul fatto che in cielo ci fossero poche stelle vicine e più spingeva lontano lo sguardo più erano numerose con numeri infiniti di grappoli di stelle in miriadi di Vie Lattee & miriadi di nebulose

8 got here yet which is why we still So that from this we may deduce in the infinite that in the infinite distances there must be a place where all is light and that the light from that high place where all is light simply hasnt have night Da questo si può dedurre che nelle distanze infinite ci deve essere un posto dove tutto è luce e che la luce viene da quellalto luogo dove tutto è luce semplicemente non è ancora arrivata quisemplicemente non è ancora arrivata qui ragione per cui abbiamo ancora la notte ragione per cui abbiamo ancora la notte

9 But when at last that light arrives when at last it does get here Night the part of day we now call Night will have a white sky will have a white sky with little black with little black dots in it little black holes where once were stars Ma quando quella luce finalmente arriva quando finalmente arriva qui la parte del giorno che ora chiamiamo Notte avrà un cielo bianco con piccoli puntini neri piccoli buchi neri dove un tempo erano le stelle

10 And then in that symbolic so poetic place which will be ours well be our own true shadows and our own illumination on a sunset earth E allora in quel posto simbolico così pieno di poesia che ci apparterrà noi saremo le vere ombre di noi stessi e la nostra stessa illuminazione su una terra al tramonto torna

11 2001 odissea nello spazio. This glorious apparition, Bowman knew, was a globular cluster. He was looking upon something that no human eye had ever seen, save as a smudge of light in the field of a telescope. He could not remember the distance to the nearest known cluster, but he was sure that there was none within a thousand light-years of the Solar System Questa apparizione maestosa, Bowman lo sapeva, era un ammasso globulare. Egli stava contemplando qualcosa che nessuno sguardo umano aveva mai veduto, tranne che come una chiazza luminosa nel campo dei telescopi. Non riusciva a ricordare la distanza tra la Terra e il più vicino ammasso stellare conosciuto, ma era certo che non ve ne fosse alcuno entro un migliaio di anni- luce dal sistema solareera un ammasso globulare.

12 CLARKE The light became brighter and bluer; it began to spread along the edge of the sun, whose blood-red hues paled swiftly by comparison. It was almost, Bowman told himself, smiling at the absurdity of the thought, as if he were watching sunrise-on a sun. And so indeed he was.Above the burning Horizon lifted something no larger than a star,but so brilliant that the eye could not bear to look upon it.A mere point of blue-white radiance,like an electric arc, was moving at unbelievable speed across the face of the great sun La luce divenne più vivida e più azzurra; incominciò a diffondersi lungo lorlo del sole, le cui sfumature rosso-sangue impallidirono ben presto al confronto. Sembrava quasi, si disse Bowman, sorridendo dellassurdità di quella riflessione, di assistere al levar del sole… su un sole.di assistere al levar del sole… su un sole. Ed era così, effettivamente. Sopra lorizzonte ardente si sollevò qualcosa che non sembrava più grande di una stella, ma la cui luminosità era tale che gli occhi non sopportavano di guardarla. Un mero punto di radiosità blu-bianca, simile ad un arco elettrico, si stava spostando a incredibile velocità sulla superficie del grande astro torna

13 Sonata n ° 6 (Sonata delle stelle) Allegro, Mikolajus Ciurlionis, Le origini delluniverso, la pluralità dei mondi, la rappresentazione del sole come astro che rende visibili le cose, che ordina lo spazio a partire da un centro assoluto e lo fa gravitare intorno a sé, segnano la storia dellarte moderna che necessita di ridefinire il rapporto che lega luomo al cosmo, attraverso la scienza, la filosofia o il misticismo.

14 Limpero delle luci René Magritte, 1954 Ho rappresentato un paesaggio notturno ed un cielo come lo vediamo di giorno. vediamo di giorno. Magritte sembra infatti dividere il mondo in due metà bipolari: notte e giorno, reale ed irreale, dentro e fuori.

15 Dino Campana:la notte Solitaria troneggiava ora la notte accesa in tutto il suo brulicame di stelle e di fiamme. Avanti come una mostruosa ferita profondava una via. Ai lati dellangolo delle porte, bianche cariatidi di un cielo artificiale sognavano il viso poggiato alla palma.. E ancora sullo sfondo le Alpi il bianco delicato mistero, nel mio ricordo saccese la purità della lampada stellare, brillò la luce della sera ….brillò la luce della sera …. Dalla Pampa si udì chiaramente un balzare uno scalpitare di cavalli selvaggi, il vento si udì chiaramente levarsi, lo scalpitare parve perdersi sordo nellinfinito. Nel quadro della porta aperta le stelle brillarono rosse e calde nella lontananza: lombra delle selvagge nellombrale stelle brillarono rosse

16 Dante Quale nei plenilunii sereni 25 Trivia ride tra le ninfe etterne che dipingon lo ciel per tutti i seni vidisopra migliaia di lucerne un sol che tutte quante laccendea, come fa l nostro le viste superne; e per la viva luce trasparea la lucente sustanza tanto chiara nel viso mio, che non la sostenea. 33

17 Somnium Scipionis (VI.16)... «Ex quo omnia mihi contemplanti praecla-ra cetera et mirabilia videbantur. Erant autem eae stellae, quas numquam ex hoc loco vidimus, et eae magnitudines omnium, quas esse numquam suspicati sumus, ex quibus erat ea minima, quae, ultima a caelo, citima a terris, luce lucebat aliena. Stellarum autem globi terrae magnitudinem facile vincebant. Iam ipsa terra ita mihi parva visa est, ut me imperii nostri, quo quasi punctum eius attingimus, paeniteret». (VI.16) … «A me, che contemplavo tutto da quel luogo, tutto il resto sembrava straordinario e meraviglioso. Cerano, infatti, quelle stelle che mai da questo luogo abbiamo visto, e la grandezza di tutte quante era tale quale mai abbiamo immaginato, tra le quali la stella più piccola, la più lontana dal cielo, la più vicina alla terra risplendeva di luce non sua. Le sfere delle stelle, poi, superavano facilmente la grandezza della terra. A quel punto anzi la terra stessa mi parve così piccola che mi si strinse il cuore al pensiero del nostro impero, con il quale ne tocchiamo appena un punto».

18 Virgilio :passi scelti …….et iam nox umida caelo praecipitat suadentque cadentia siderea somnos (vv8-9) Vertitur interea caelum et ruit Oceano nox involvens umbra magna terramque polunque Myrmidonumque dolos;…(vv ) Vix ea fatus erat senior,subitoque fragore intonuit laevum,et de caelo lapsa per umbras stella facem ducens multa cum luce cucurrit. (vv ) ( e già lumida notte precipita dal cielo, le stelle,tramontando,ci persuadono al sonno Intanto il cielo gira su se stesso,la notte erompe dallOceano avvolgendo di fitta tenebra terra e cielo e inganni dei Mirmidoni Aveva appena parlato che subito da sinistra rullò il tuono e una stella caduta dal firmamento corse attraverso la notte tracciando una scia luminosa:

19 Morale di Stella Predestinata a unorbita di stella, cosa timporta, stella, tutto il buio? Vola beata in mezzo a questo tempo! La sua miseria ti sia estranea, ignota! Del mondo più remoto è la tua luce: pietà devessere per te peccato! Solo una legge hai: essere pura! di Friedrich Nietzsche

20 Evoluzione stellare La spiegazione Fisica

21 Paradosso di Olbers

22 L'Universo in espansione ed il paradosso di Olbers e Chésaux Nel 1720 E. Halley, il famoso astronomo scopritore della omonima cometa, affermava: "se il numero delle stelle fisse fosse infinito l'intera superficie del cielo, la sfera apparente, sarebbe luminosa B en prima delle osservazioni di Hubble, Olbers e Chésaux si chiesero: come mai il cielo notturno non appare brillante come la superficie del Sole? Questa, in apparenza, così strana domanda sorge spontanea nel caso in cui si ritenga che l'Universo possa contenere un numero infinito di stelle.

23 Possibili soluzioni al paradosso se l'Universo è statico : 1.La materia interstellare (intesa come "polvere") non ci permette di vedere le stelle lontane 2.l'Universo contiene un numero finito di stelle 3. Le distribuzione delle stelle non è uniforme per cui se ne potrebbe avere in un numero infinito ma queste si nasconderebbero a vicenda se l'Universo è in espansione Le stelle distanti hanno la loro "luce" spostata verso il rosso che risulta oscurata rispetto all'osservatore locale se l'Universo è giovane La luce delle stelle "distanti" non ci ha ancora raggiunto In realtà però la spiegazione più convincente sembra legata ad una combinazione tra la bassa densità di stelle e l'espansione dell'Universo. Torna

24 Ammassi Globulari Un ammasso globulare è un aggregato di un numero molto grande di stelle, fino a qualche milione, estremamente compatto e di forma sferica. Le stelle più brillanti di un ammasso globulare sono generalmente di colore rossastro. Nella nostra e nelle altre galassie gli ammassi globulari si trovano in una regione sferica che circonda la Galassia, l'alone (halo), come mostrato in figura

25 Amassi Globulari Gli ammassi globulari sono poveri di materia interstellare, per cui in essi il processo di formazione stellare è inibito. Si conclude che gli ammassi globulari costituiscono una Popolazione stellare vecchia. Gli ammassi globulari sono molto importanti perché si sono formati durante le prime fasi evolutive delle galassie. In qualche modo essi contengono la storia dell'Universo. Gli ammassi globulari sono costituiti da stelle di Popolazione II In figura M13Popolazione stellare

26 Ammassi Globulari Le immagini di M13 ed M15,qui riprodotto, mostrano due ammassi globulari della nostra galassia,il loro nome deriva dal catalogo di oggetti nebulari compilato da Messier all'inizio del XIX secolo Si noti la perfetta simmetria che mostrano le due associazioni stellari: procedendo dall'esterno verso l'interno le stelle si fanno via via più fitte, sino a quando, nella zona centrale, non sono più separabili le une dalle altre. Vi sono oltre cento ammassi globulari nella nostra galassia, ognuno dei quali contiene un numero di stelle che va da a

27 CAMPO STELLARE NELLA VIA LATTEA Le stelle sono eterne? Nascono e muoiono? Come si può rispondere alla domanda, posto che levoluzione di una singola stella non è osservabile direttamente?

28 DETERMINAZIONE DELLE LUMINOSITA STELLARI Nota la luminosità del Sole, quella delle stelle è calcolabile quando se ne conosca la magnitudine assoluta; operando il confronto con i rispettivi valori solari, si ottiene M - Mo = - 2,5 log(L/Lo) con Mo = +4,72 (magnitudine assoluta del Sole) e Lo = 3.84 x J/s la luminosità del Sole. Esempio: SOLE: Mo = ; Lo = 3.84 x J/s = 1 Lo SIRIO:M = +1.29; L = 9.04 x J/s = 23.5 Lo

29 DETERMINAZIONE DELLE LUMINOSITA DEL SOLE Si definisce Luminosità L l'energia che la stella emette in un secondo da tutta la sua superficie su tutte le lunghezze d'onda. Questo dato si ottiene abbastanza facilmente nel caso del Sole tramite la costante solare. La costante solare, C, è definita come l'energia che incide nell'unità di tempo su un metro quadrato di superficie esposto perpendicolarmente alla linea di vista, fuori dall'atmosfera terrestre, posto alla distanza media della Terra dal Sole. Le misure danno per la costante solare un valore pari a C = (J/s)/m 2 = W/m 2. Dal valore della costante solare si ricava quello della luminosità del Sole. Questa è semplicemente data dalla costante solare moltiplicata per la superficie di una sfera di raggio d, uguale all'Unità Astronomica: L 0 = C · 4 d 2 = 3,84 x J/s

30 Determinazione delle masse stellari Il Sistema della Kruger 60 L'orbita di una delle stelle di un sistema binario visuale rispetto all'altra si determina con successive osservazioni fotografiche. Lo studio del moto orbitale delle due componenti di un sistema binario permette di determinare la massa delle due stelle (III Legge di Keplero formalizzata da Newton).

31 Curve di Planck Le stelle emettono radiazione e. m. in accordo con leggi del corpo nero. Lemissione di corpo nero è descritta da famiglia di curve (curve di Plank), una per ciascuna temperatura. Il massimo dellemissione si sposta verso lunghezze donda più corte allaumentare della temperatura (Legge di Wien: T =costante = 0,29 cm K)(Legge di Wien Stelle rosse hanno temperature minori (T K) delle bianco azzurre (T K)

32 Indice di colore Lindice di colore è la differenza delle magnitudini determinate con filtri centrati su colori diversi. La differenza delle magnitudini in due colori diversi dipende dalla particolare curva di Planck. La misura dellindice di colore fornisce la temperatura superficiale di una stella. La magnitudine di una stella è proporzionale allarea sottesa dalla curva di Planck relativa alla temperatura superficiale della stella

33 Indice di colore: simulazione I trapezi 1,2,A,B e 3,4,A,B che sottendono la retta y = x hanno rispettivamente aree 1,5 e 3,5. La loro differenza è 2 I trapezi 1,2,C,D e 3,4,C,D che sottendono la retta y = 2x hanno rispettivamente aree 3 e 7. La loro differenza è 4. Lindice di colore, come differenza di magnitudini determinate con due filtri diversi aventi la stessa banda passante, identifica la curva di Planck che le sottende e quindi la temperatura superficiale della stella oggetto della misura. La determinazione di una differenza di aree, a parità di base, identifica la retta che le sottende.

34 POPOLAZIONI STELLARI Ad evoluzione nel tempo suggerita da quadro osservativo si accompagna evoluzione chimica Dati osservativi sugli elementi pesanti (Z = percentuale in massa degli elementi più pesanti dellElio, detti metalli, presi nel loro complesso): Z alone < Z disco. Tipicamente: Z alone = ; Z disco = SOLE: Z = 2 x ELEMENTI PIU' VECCHI SONO CARENTI DI METALLI Modificazione di composizione chimica con età POPOLAZIONI STELLARI POPOLAZIONE I: disco galattico; stelle giovani; giganti blu; abbondanze solari di metalli; ammassi aperti POPOLAZIONE II: alone galattico; stelle anziane; giganti rosse; carenza di metalli; ammassi globulari

35 I DIAGRAMMI HR Gli ammassi stellari costituiscono un campione di stelle omogenee per età e per composizione chimica.ammassi stellari Il diagramma HR delle stelle in un intorno di 10 pc (32 a.l.) Campione non omogeneo per composizione chimica ed età. Popolazioni stellari diverse danno luogo a diagrammi HR diversi

36 SOVRAPPOSIZIONE DI VARI DIAGRAMMI HR DI AMMASSI IN AMMASSI APERTI SVILUPPO SEMPRE PIU' ACCENTUATO DI RAMO GIGANTI BLU VERSO RAMO GIGANTI ROSSE DEGLI AMMASSI GLOBULARI Evoluzione temporale di stelle degli Ammassi aperti tende alla formazione di Giganti rosse a cominciare dalla Alta S.P. QUADRO EVOLUTIVO STELLARE: Formazione di stella da materia interstellare evoluzione verso gigante rossa a partire da alta S. P. arricchimento di metalli. materia interstellare

37 PARAMETRI STELLARI SOLE MASSAM 0 = 2x10 30 kg RAGGIOR 0 = 7x10 8 m ( km) TEMPERATURA. SUP. T 0 = 5780 °K LUMINOSITA L 0 = 4x10 26 J/sec = 4x10 26 Watt DENSITA' MEDIA = Kg/m 3 COMPOSIZIONE CHIMICA:X = 0.73; Y = 0.25; Z = 0.02 X, Y, Z percentuali in peso per Idrogeno, Elio, Altri elementi (metalli) STELLE MASSAM = M o RAGGIOR = R 0 TEMPERATURA. SUP. T = °K LUMINOSITA L = L 0 COMPOSIZIONE CHIMICAcome SOLE (a parte gli elementi pesanti) RELAZIONE (M - L) L M 3 5

38 LE FONTI DELLENERGIA STELLARE LA FONTE DI ENERGIA DEVE ESSERE IN GRADO DI ALIMENTARE L'IRRAGGIAMENTO PER TUTTO IL TEMPO DI VITA DEL SOLE. IPOTESI: ETA' DEL SOLE = ETA DELLA TERRA. NEL SECOLO SCORSO L'ETA' DELLA TERRA ERA STIMATA INTORNO A QUALCHE MILIONE DI ANNI PER ALIMENTARE L'IRRAGGIAMENO SOLARE PER QUESTO TEMPO SONO SUFFICIENTI VARI MECCANISMI: CADUTA DI METEORITI, PROCESSI CHIMICI, CONTRAZIONE GRAVITAZIONALE. LA DATAZIONE DELLE ROCCE CON METODI RADIOATTIVI FORNISCE PER L'ETA' DELLA TERRA IL VALORE DI CIRCA 4,5 MILIARDI DI ANNI. L'UNICA FONTE POSSIBILE E' QUELLA DOVUTA ALLA FUSIONE NUCLEARE : E = m c 2 (c = Km/s) SE UN DECIMO DELLA MASSA DI IDROGENO CONTENUTA NEL SOLE PARTECIPA A REAZIONI NUCLEARI CON PRODUZIONE DI ELIO, LA FONTE DI ENERGIA BASTA PER CIRCA 7 MILIARDI DI ANNI.

39 CONDIZIONI PER LEQUILIBRIO STELLARE STIME DEI VALORI CENTRALI PER PRESSIONE E TEMPERATURA Struttura gassosa in quanto forze antagoniste nei solidi troppo deboli per contrastare gravità di grandi masse gas perfetto in quanto la elevata o completa ionizzazione aumenta volume a disposizione delle particelle. Equazione dei gas perfetti : Nel caso stellare è preferibile far comparire la densità piuttosto che il volume V. Poiché la massa totale M = n, con peso di una mole, si ha:

40 Stima delle pressioni e temperature centrali Una stima della pressione centrale può essere ottenuta utilizzando la legge di Stevino P = g h, che esprime la pressione sul fondo di un recipiente, utilizzando i valori medi per e g e per h metà del raggio stellare. Nel caso solare, per valori medi della massa e del raggio (metà della massa solare M 0 e metà del raggio solare R 0 )si ha: Con questo valore della pressione centrale, lequazione di stato dei gas perfetti fornisce il valore: Avendo assunto per il peso medio di una mole di gas solare (protoni ed elettroni liberi) uguale al peso di metà di una mole di idrogeno e quindi = 0,5 x Kg.

41 LE PRINCIPALI REAZIONI TERMONUCLEARI La reazione p - p Attraverso successivi passaggi, la fusione di quattro protoni forma un nucleo di Elio. E necessaria una temperatura dellordine di K. La reazione 3 La fusione di due nuclei di Elio forma un nucleo di Berillio, instabile. A temperature dellordine di K si ha costantemente Elio in presenza di Berillio. La fusione dei due produce Carbonio

42 IL CICLO DI FORMAZIONE STELLARE Nelleconomia dellUniverso le stelle sono lambiente entro il quale si formano gli elementi chimici SUPERNOVA FUSIONE ELIO (Carbonio, Ossigeno) Gigante Rossa FUSIONE C,O (Silicio, Zolfo) M > 0,1M NANA BRUNA FUSIONE SILICIO…. (…FERRO) MATERIA INTERSTELLARE CONTRAZIONE GRAVITAZIONALE REAZIONI NUCLEARI STELLA (su sequenza principale) FUSIONE IDROGENO (Elio) M > 1,44 M M < 0,5 M NANA BIANCA GR crab

43 Le stelle sono colorate Le stelle non hanno tutte lo stesso colore.Il colore di una stella, dipende dalla temperatura della sua superficie :le stelle di colore diverso hanno temperature superficiali differenti. Le stelle blu sono più calde di quelle bianche ; la temperatura superficiale delle prime arriva fino a °C, quella delle seconde a °C. Le stelle bianche sono più calde, in superficie, di quelle gialle che a loro volta sono più calde delle arancioni. Le stelle rosse, con la loro temperatura superficiale di 3000 °C, sono le stelle più fredde.

44 Il colore delle stelle Si scopre che lintensità del- lemissione nei vari colori cam- bia con la tem- peratura della stella, quindi: Colore diverso significa temperatura diversa

45 Le stelle di Orione

46 INTERNO DI STELLA DI 1 MASSA SOLARE

47 La struttura di una stella nella fase di pre- supernova

48 LEVOLUZIONE DEL SOLE Nella fase di Gigante rossa e più ancora nella fase di Nebulosa planetaria, il Sole ingloberà tutto il sistema planetario

49 LA GALASSIA GALASSIA LOCALE: Tipo spirale Diametro: 30 Kpc; Spessore: 300 pc Bracci a spirale ricchi di materia interstellare Piano equatoriale = DISCO Altre zone intorno = ALONE Alone povero di materia interstellare

50 MATERIA INTERSTELLARE

51 Gli ammassi stellari Ammassi Aperti (es. Pleiadi) Stelle più luminose BLU (T > °K) Disco galattico Materia interstellare ancora possibili processi di formazione stellare Ammassi Globulari (es. M3 ) Stelle più luminose ROSSE (T = °K). Alone galattico Alone galattico Povero di gas In alone inibito il processo di formazione stellare (manca materia) Predominio giganti rosse = STRUTTURE ANZIANE Predominio giganti blu = STRUTTURE GIOVANI AMMASSI APERTI (in Disco) più' giovani AMMASSI GLOBULARI (in Alone) più vecchi

52 SPETTRI DI EMISSIONE E DI ASSORBIMENTO Spettro di emissione Spettro di assorbimento Spettro continuo

53 SPETTRI STELLARI Gli spettri delle stelle sono spettri di assorbimento. La fotosfera stellare, che si trova ad una temperatura di varie migliaia di gradi genera lo spettro continuo ed i gas che sono presenti nell'atmosfera della stella, più esterna, generano le righe di assorbimento nello spettro.. Le righe spettrale sono caratteristiche dei gas che compongono le atmosfere e consentono quindi di acquisire informazioni di fondamentale importanza sulle loro condizioni fisiche.

54 Le giganti rosse

55 Crab Nebula La Crab nebula, una delle più intense radiosorgenti, è costituita da gas in espansione dopo levento supernova osservato dagli astronomi cinesi nel Al centro della nebulosa vi è una pulsar, associata ad una stella di neutroni in rapida rotazione, nocciolo residuo della supernova

56 La Nostra Esperienza :linquinamento luminoso

57 Spettro luminoso di lampade ai Vapori di Mercurio

58 Spettro luminoso di lampade ai Vapori di Sodio a Bassa Pressione

59 Spettro luminoso di lampade ai Vapori di Mercurio

60 Spettro di Rigel fotografato in città

61 ALLEGATI Allegato n°1 - Cartine celesti ) Inquinamento Luminoso : Orione fotografato dalla Città e da Gambarie

62 Alcuni testi di riferimento Notte stellata Limpero delle luci René Magritte, 1954Limpero delle luci René Magritte, 1954 Sonata n ° 6 (Sonata delle stelle) Allegro, Mikolajus Ciurlionis, 1908Sonata n ° 6 (Sonata delle stelle) Allegro, Mikolajus Ciurlionis, 1908 Van Gogh Gyorgy Ligeti Weather Report Franco Battiato Gyorgy Ligeti

63 Alcuni testi di riferimento Lawrence Ferlinghetti ( Yonkers, New York 1919 vivente )Lawrence Ferlinghetti ( Yonkers, Paradox Olbers: commento alla poesiaParadox Olbers: commento Arthur Clarke

64 Testi di riferimento Il De Repubblica (Somnium ScipionisIl De Repubblica (Somnium Virgilio Dino Campana Dante

65 Esercizi di Fisica Stima delle pressioni e temperature centrali di una stella Determinazoni delle masse stellari DETERMINAZIONE DELLE LUMINOSITA STELLARI Qual è la distanza di una stella, se la sua parallasse è p=0".275. Esprimere la distanza in parsec, in anni luce ed in chilometri. La galassia di Andromeda (M31=NGC224) ha magnitudini apparente ed assoluta rispettivamente pari a: m=3.47; M= Calcolare la sua distanza dalla Terra in parsec e in anni luce. Utilizzando la legge di Hubble, trovare la distanza di galassie che si stanno allontanando da noi ad una velocità pari al 1) 20% e 2) 30% della velocità della luce c.


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