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I MODELLI Cosa sono? Rappresentazione concettuale, spesso semplificata della realtà capace di spiegarne il funzionamento attraverso oggetti di uso comune.

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Presentazione sul tema: "I MODELLI Cosa sono? Rappresentazione concettuale, spesso semplificata della realtà capace di spiegarne il funzionamento attraverso oggetti di uso comune."— Transcript della presentazione:

1 I MODELLI Cosa sono? Rappresentazione concettuale, spesso semplificata della realtà capace di spiegarne il funzionamento attraverso oggetti di uso comune

2 DALL 800 AI GIORNI NOSTRI IL MODELLO ATOMICO DI THOMSON ATOMO:sfera omogenea carica di elettricità positiva in cui gli elettroni sono distribuiti in maniera uniforme e senza una disposizione spaziale particolare

3 IL MODELLO ATOMICO DI RHUTERFORD ATOMO: la massa e la carica positiva sono concentrate in una parte molto piccola di esso chiamata nucleo e gli elettroni orbitano a grande distanza dal nucleo

4 ATOMO: gli elettroni ruotano intorno al nucleo su alcune orbite circolari di raggio ben determinato. Finché un elettrone rimane nella sua orbita, non emette e non assorbe energia, se non quando passa da un livello allaltro IL MODELLO ATOMICO DI BOHR

5 MODELLO QUANTOMECCANICO Si abbandona il determinismo classico, e viene introdotto il concetto di orbitale, ossia la regione nella quale vi è la maggiore probabilità di individuare un elettrone

6 ESPERIENZE DI LABORATORIO ~ corda vibrantecorda vibrante ~ risonanza meccanicarisonanza meccanica ~ assorbimentoassorbimento ~ spettri a righespettri a righe

7 CORDA VIBRANTE ~ prerequisiti prerequisiti ~ strumenti strumenti ~ descrizione esperienzadescrizione esperienza ~ raccolta dati sperimentali raccolta dati sperimentali

8 ASSORBIMENTO ~ prerequisiti prerequisiti ~ strumenti strumenti ~ descrizione esperienzadescrizione esperienza ~ raccolta dati sperimentali raccolta dati sperimentali

9 RISONANZA MECCANICA ~ strumenti strumenti ~ descrizione esperienzadescrizione esperienza ~ raccolta dati sperimentali raccolta dati sperimentali

10 SPETTRI A RIGHE ~strumentistrumenti ~ descrizione esperienzadescrizione esperienza ~ raccolta dati sperimentali raccolta dati sperimentali

11 Ventre: punto di massima ampiezza raggiunto dalla corda Nodo: punto di ampiezza nulla Armoniche: frequenze di oscillazione della corda

12 STRUMENTI

13 SONOMETRO Il sonometro è uno strumento costituito da una corda in tensione sollecitata da una bobina utilizzata per fornire un impulso elettromagnetico che permette la vibrazione della corda stessa.

14 OSCILLOSCOPIO L'oscilloscopio è uno strumento di misura elettronico che consente di visualizzare, su un grafico bidimensionale, l'andamento temporale dei segnali elettrici.

15 DESCRIZIONE ESPERIENZA La corda viene fatta vibrare da una bobina inizialmente con frequenze casuali. Lo scopo è quello di trovare le frequenze delle varie armoniche, iniziando dalla fondamentale e procedendo quindi per gradi, osservando tramite loscilloscopio il raggiungimento della risonanza tra bobina e corda.

16 RACCOLTA DATI SPERIMENTALI

17 ASSORBIMENTO ~ prerequisitiprerequisiti ~ strumentistrumenti ~ descrizione esperienzadescrizione esperienza ~ raccolta dati sperimentali raccolta dati sperimentali

18 RISONANZA DI UN SISTEMA Strumenti: oscillatore armonico smorzato e forzato da un motorino

19 descrizione esperienza: leccitazione di un elettrone che passa ad un livello energetico superiore è abbinata ad una determinata frequenza.

20 Il comportamento di un elettrone può essere illustrato con un oscillatore armonico smorzato e forzato: il sistema del carrello ha una frequenza propria costituita dalla frequenza delle molle collegate al carrello. Ma forzando dallesterno il sistema si può modificare la frequenza di oscillazione secondo quanto esemplifica la curva di Lorentz:

21 Dati sperimentali: Nel raccogliere i dati sperimentali abbiamo cominciato forzando il sistema con una frequenza inferiore a quella propria delle molle. Così facendo la curva sale fino ad arrivare allapice, nel quale la frequenza propria del sistema è uguale a quella prodotta dal motorino. Questo è il momento in cui il sistema entra in risonanza. Successivamente, aumentando ulteriormente la frequenza impartita dal motore, otteniamo un calo della curva e il sistema esce dalla risonanza.

22 Dati raccolti sperimentalmente:

23 Curva di Lorentz ottenuta con i dati sperimentali:

24 Il reticolo di diffrazione è uno strumento usato per scomporre la luce nei colori che la costituiscono. Le onde luminose sono visibili alluomo entro certe frequenze e quindi lunghezze donda (dai 400 nm a 700 nm). Ogni colore si contraddistingue per la sua lunghezza donda.

25 STRUMENTI

26 RACCOLTA DATI SPERIMENTALI

27 Trasmittanza: rapporto tra intensità trasmessa ed intensità incidente

28 DESCRIZIONE ESPERIENZA La lampada allo xeno emette unintensa luce che attraversa il monocromatore; tramite una manopola è possibile regolare la lunghezza donda del colore desiderato. Tramite una fibra ottica viene portata la luce su un sensore, il quale, collegato ad un apposito strumento che visualizza le intensità della luce ai vari colori. In seguito, con i dati raccolti, è stato realizzato lo spettro (intensità in funzione delle lunghezze donda). Infine, ponendo filtri di diverso colore tra il sensore e la fonte luminosa, si è notato come certi colori vengano filtrati.

29 SPETTRO DELLA LAMPADA AD ELIO Strumenti: spettrometro lampada ad elio

30 Descrizione esperienza Attraverso lo spettrometro è possibile scomporre il fascio di luce emesso dalla lampada ad elio, come fa il prisma di vetro, nei suoi fasci costituenti in base alla frequenza sfruttando la diffrazione della luce. Ciò che si ottiene è così lo spettro di emissione dellelio.

31 Spettro dellelio: In accordo al modello di Bohr si vedono solo alcuni picchi corrispondenti a determinate lunghezze donda.

32 Raccolta dei dati sperimentali: L=d sen d=1667nm

33 Lesperimento non è stato completamente soddisfacente perché i colori che noi vedevamo nello spettro dellelio non corrispondevano sempre alle lunghezze donda che il computer rilevava: vedevamo colori che non avremmo dovuto vedere in quanto le lunghezze donda rilevate corrispondevano ad altri colori ad occhio nudo. Queste imprecisioni possono essere dovute a errori sistematici nella calibrazione dello strumento. Risultati ottenuti:


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