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Laboratori estivi 2012 Percorso: ATOMO Andrea Baccolo, Caterina Pezzaioli, Elisa Ceppelli, Mattia Tosi Giulia Boifava, Ilaria Ottonelli, Paolo Rota, Vanezza.

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Presentazione sul tema: "Laboratori estivi 2012 Percorso: ATOMO Andrea Baccolo, Caterina Pezzaioli, Elisa Ceppelli, Mattia Tosi Giulia Boifava, Ilaria Ottonelli, Paolo Rota, Vanezza."— Transcript della presentazione:

1 Laboratori estivi 2012 Percorso: ATOMO Andrea Baccolo, Caterina Pezzaioli, Elisa Ceppelli, Mattia Tosi Giulia Boifava, Ilaria Ottonelli, Paolo Rota, Vanezza Scalmana Maddalena Dimofte, Sara Cavagnini, Silvia Savoldi, Tiziano Freddi, Valeria Montini

2 Joseph John Thomson COME NASCE UNO SCIENZIATO? LESPERIMENTO

3 Joseph John Thomson nacque a Cheetham Hill il 18 dicembre del Si iscrisse nell'Owens College di Manchester nel 1870 e successivanmente, incoraggiato dal professore di matematica, riuscì ad entrare al Trinity College. Il 22 gennaio del 1890, sposò Rose Elisabeth. Nel 1896 Thomson si recò in America per un corso di quattro conferenze che riassumevano le sue ricerche. I testi di queste conferenze furono in seguito pubblicati in Discharge of Electricity through Gases (1897). Al suo ritorno si dedicò al miglior lavoro della propria vita, uno studio originale sui raggi catodici, che culminò nella scoperta dell'elettrone, che fu annunciata in una conferenza serale al Royal Institution, il 30 aprile del 1897.

4 LESPERIMENTO … Cosa serve? 1 Bulbo di vetro con all'interno elio Misurare e calcolare il rapporto tra carica e massa dell'elettrone Obbiettivo: 2 Bobine di Helmholtz Catodo, anodo, regolatore di corrente e filamento metallico 2 Generatori 1 Amperometro

5 Una volta regolata la strumentazione si genera un flusso di elettroni uscenti dal catodo Il flusso viene deviato dal campo magnetico prodotto dalle bobine di Helmholtz, assumendo una forma circolare (come nella figura a fianco). Se si agisce sul generatore di tensione si modifica la velocità degli elettroni e intervenendo sul regolatore di corrente si varia il campo generato dalle bobine, variando così la dimensione del cerchio formato dal flusso di elettroni, del quale poi viene registrato il raggio.

6 Ma l'unica forza presente nel sistema è quella data dalla Forza di Lorentz (F=qvBsinα) generata dalle bobine Quindi, considerando α uguale a 90°: ma=qvB Inoltre sapendo che: B=(Nμ 0 I)/R(5/4) 3/2 ; q=e; e v 2 =(2eV)/m Si può affermare che il rapporto tre carica e massa dell'elettrone risulta: e/m=(2V)/(B 2 R 2 ) Per capire come si muovono gli elettroni viene applicato il Secondo principio della dinamica newtoniana: F=ma

7 Noi abbiamo ottenuto questi risultati: Per concludere, facendo una media dei valori ottenuti dalle misurazioni, il risultato è stato 2, C/Kg, che, tenendo conto di un possibile errore di ± 8, C/Kg, si avvicina al valore ideale di 1, C/Kg

8 Ernest Rutherford (Barone di Nelson)

9 Nel 1911 Ernest Rutherford annuncia la sua scoperta della struttura dellatomo, Nel 1908,hanno assegnato il premio Nobel per la chimica, per sue le ricerche sulla disintegrazione degli elementi e la chimica delle sostanze radioattive. Nei primi anni della sua carriera a Cambridge nel laboratorio di J. J. Thompson, che proprio in quel periodo scopre lelettrone, e in seguito allUniversità McGill a Montreal, Rutherford ha trovato la spiegazione della natura della radioattività e ha mostrato che produce due tipi di radiazioni, da lui chiamate raggi α e β. Di origine neozelandese, arriva in Inghilterra nel 1895 a 24 anni con una borsa di studio: la sua carriera si svolgerà tutta fuori dalla sua patria. Dopo il periodo canadese, nel 1907 torna in Inghilterra allUniversità di Manchester. Qui, con i suoi assistenti Geiger e Marsden, realizza lesperimento che gli permette di elaborare il modello atomico.

10 Nel 1917 raggiunge il terzo risultato importante della sua carriera: per primo riesce a trasformare un elemento chimico in un altro, in particolare lazoto in ossigeno. Lantico sogno degli alchimisti è realizzato. Nel 1919 torna a Cambridge, dove nel decennio successivo raccoglie intorno a sé un gruppo di ricercatori che arriverà a importanti risultati sotto la sua guida e ispirazione. Tra questi Chadwick, lo scopritore del neutrone, e Cockroft e Walton, che realizzano il primo acceleratore ad alta tensione. Rutherford muore nel Così recitava il suo necrologio sul New York Times: E dato a pochi uomini di raggiungere limmortalità e ancora meno sono coloro a cui è concesso raggiungere lOlimpo mentre sono in vita. A Lord Rutherford sono riuscite entrambe le cose.

11 ESPERIMENTO DI RUTHERFORD MATERIALI UTILIZZATI: Americio radioattivo che emette particelle ; una lamina d'oro ed una di alluminio; rilevatore di particelle mobile. OBIETTIVO: Verificare che il numero di particelle sia funzione dell'angolo formato dal rilevatore ( ) con la direzione del fascio secondo la formula:

12 PROCEDIMENTO Creazione del vuoto nella camera sperimentale. Posizionamento del rilevatore secondo un angolo noto. Conteggio delle particelle rilevate nel tempo ad ogni angolazione.

13 PRIMO SET Lamina d'oro (Au, Z=79) di spessore 2 micrometri.

14 SECONDO SET Lamina d'alluminio (Al, Z=13) di spessore 7 micrometri.

15 Nel nucleo è concentrata tutta la carica positiva dellatomo e la gran parte della massa di esso. Raggio dellatomo cm. Raggio del nucleo cm. La carica del nucleo corrisponde al numero dei protoni che contiene e viene chiamata numero atomico. Gli elettroni vengono trattenuti dal nucleo mediante forze di natura elettrostatica (coulombiane). MODELLO ATOMICO DI RUTHERFORD

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17 L'assorbimento della luce

18 La Luce La luce fino alla fine dell'ottocento veniva considerata unonda. Tuttavia questo schema non riusciva a spiegare completamente i fenomeni che riguardavano la luce. Fu introdotta anche una seconda teoria che considera la luce anche come un corpuscolo.

19 Lo spettro visibile è quella parte dello spettro elettromagnetico che va indicativamente dai 300 ai 750 nm. Il fisico inglese Isaac Newton dimostrò che la luce, che vediamo bianca, è in realt à composta dai colori dello spettro solare fecendo passare un raggio di luce attraverso un prisma di cristallo. Il colore e' una percezione di precise frequenze di luce proveniente da un oggetto; il colore non è una propriet à del corpo stesso. A ciascuna frequenza della luce visibile è associato un determinato colore. La scomposizione della luce

20 Assorbimento interazione con onde elettromagnetiche Interazione = colore bastoncelli e coni

21 Registrare la radiazione della lampada (I 0 ) inviando la luce uscente dal monocromatore direttamente senza filtrarla. Registrare le radiazioni della luce trasmessa (I t ) filtrando la luce con alcuni vetrini colorati. Il confronto fra i due spettri: -notando quali regioni dello spettro incidente risultano assorbite -calcolando il coefficiente di trasmissione (T=I t /I 0 ). Lesperimento

22 Assorbimento della luce Lampada allo xenon manovella monocromatore Fibra otticavetrino Sensore dellintensità della luce trasmessa Display dellIntensità della luce in mW

23 Il monocromatore

24 Spettrometro sperimentale In questo esperimento non compare più il monocromatore, in quanto lo spettrometro digitale è in grado di scomporre autonomamente la luce. Questo permette di ottenere lo spettro della luce incidente e gli spettri di trasmissione dei vari vetrini in modo molto più rapido e di provarne agevolmente varie combinazioni. Si possono quindi acquisire vari spettri di trasmissione e confrontarli sia con quello della sorgente che fra di loro.

25 Intensità delle onde Trasmesse

26 Coefficiente di Trasmissione


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