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La luce delle stelle Riflettori puntati sul simbolo per eccellenza del Natale, Muse ispiratrici di poeti, sognatori e perch é no? anche di cantanti: le.

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Presentazione sul tema: "La luce delle stelle Riflettori puntati sul simbolo per eccellenza del Natale, Muse ispiratrici di poeti, sognatori e perch é no? anche di cantanti: le."— Transcript della presentazione:

1 La luce delle stelle Riflettori puntati sul simbolo per eccellenza del Natale, Muse ispiratrici di poeti, sognatori e perch é no? anche di cantanti: le stelle. I ragazzi della Pirandello, in occasione delle festivit à, propongono il loro messaggio di auguri, di rinascita di antichi positivi valori. Chi non ha mai sentito almeno una volta parlare delle stelle? O in un modo o nell altro la stella rappresenta sempre quella luce che si riflette nei nostri occhi quando la sera, alzando lo sguardo al cielo, la vediamo brillare. 1

2 La stella è luce...ed è proprio quella luce che illumina il cielo,... altrimenti buio! Un Natale come rinascita di colore e luce è quello che vogliamo immaginare e regalare a tutti. Per questo rivolgiamo la nostra attenzione alle stelle, osservandone i caratteri fisico scientifici, per giungere, metaforicamente, alla declamazione dei versi di grandi poeti della letteratura italiana e straniera come Virgilio, Dante, Pascoli, Lawrence, Hugo... 2

3 Vogliamo trasmettere quel messaggio di luce, di calore, di energia, di amore, di solidarietà, di comprensione, di amicizia, di speranza che sono il vero volto del Natale e che soli possono creare una società migliore, degna della grandiosa opera di Dio! 3

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21 La luce riflessionerifrazioneSoleStelle 21

22 La luce La luce è il fenomeno fisico che permette la visione degli oggetti. Lo studio della luce, associato a quello dei meccanismi della visione, è antichissimo, ma solo a partire dalla fine del XVII sec. cominciarono a essere elaborati modelli su basi scientifiche nel tentativo di interpretare la natura dei fenomeni luminosi, ponendo così le fondamenta dell'ottica. Alla fine del XVII sec. coesistevano due teorie interpretative della luce: una teoria ondulatoria e una teoria corpuscolare. 22

23 Secondo la teoria ondulatoria, dovuta al fisico olandese C. Huygens ( ), la luce veniva considerata come un insieme di onde dovute alla vibrazione di un mezzo non precisato, l'etere, che riempiva l'Universo; alle sue differenze di frequenza erano associati i diversi colori. 23

24 La teoria corpuscolare, formulata da Newton, più o meno nello stesso periodo, sosteneva che la luce fosse composta di corpuscoli di massa diversa (da cui deriverebbe la differenza di colore), che si propagano in linea retta. Inizialmente la teoria corpuscolare di Newton godette di maggiori favori per la sua semplicità e per la difficoltà di definire e misurare l'etere, ma quando, all'inizio del XIX sec., vennero studiati i fenomeni dell'interferenza e della diffrazione, tipici dei fenomeni ondulatori, la teoria ondulatoria si impose su quella corpuscolare.fenomeni ondulatori 24

25 . Nella seconda metà dell'800, scoprendo che il campo elettromagnetico si propaga per onde (dovute alle oscillazioni del campo elettrico e del campo magnetico) la cui velocità di propagazione nel vuoto coincide con la velocità della luce, Maxwell avanzò l'ipotesi tuttora valida che: la luce fosse un tipo di onda elettromagnetica appartenente a un particolare intervallo di frequenza. Poiché i campi elettrico e magnetico vibrano su piani perpendicolari tra loro e perpendicolari alla direzione del raggio, le onde luminose sono onde trasversali, che si propagano in linea retta nel vuoto alla velocità di circa m/s. 25

26 La luce rappresenta quella porzione di radiazione elettromagnetica alla quale è sensibile l'occhio umano. 26

27 le leggi della riflessione e rifrazione la riflessione Quando un raggio luminoso incontra la superficie di separazione di due mezzi trasparenti (ad esempio abbiamo un raggio di luce che si propaga nell'aria e che incontra la superficie dell'acqua) accade che esso, definito raggio incidente, dia luogo a due raggi di cui uno chiamato raggio riflesso, l'altro raggio rifratto. Il primo "rimbalza" sulla superficie di separazione e continua a propagarsi nel primo mezzo (nel nostro caso l'aria), il secondo penetra nel secondo mezzo (l'acqua) ma prosegue in una direzione leggermente diversa a quella iniziale. 27

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29 la rifrazione se il raggio passa da un mezzo meno denso (aria) ad uno più denso (acqua) il raggio rifratto si avvicinerà alla normale e l'angolo di rifrazione è minore dell'angolo di incidenza. Se passa da un mezzo più denso in uno meno denso (per esempio dal diamante all'acqua) il raggio si allontana dalla normale e l'angolo di rifrazione è maggiore di quello di incidenza 29

30 Il comportamento del raggio rifratto è descritto da due leggi: il raggio incidente, quello rifratto e la normale alla superficie di separazione dei due mezzi giacciono nello stesso piano. il rapporto tra i segmenti dei due raggi è costante e dipende solo dai due mezzi nei quali passa la luce. Questa legge stabilisce una relazione tra l'angolo di incidenza e quello di rifrazione. Infatti indica che aumentando l'angolo di incidenza aumenta anche l'angolo di rifrazione ma in modo che il rapporto tra i due raggi rimanga sempre uguale. 30

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32 Specchio e luce Uno specchio è una superficie riflettente sufficientemente lucida da permettere la riflessione di immagini. Il tipo più noto è lo specchio piano, di uso quotidiano, ma specchi sono usati in molte applicazioni e diverse forme 32

33 Sole e stelle Le stelle sono corpi celesti di grandi dimensioni composte di gas caldo che emettono radiazioni elettromagnetiche per effetto delle reazioni nucleari che avvengono all interno. La stella più vicina al nostro pianeta è il Sole e dopo di questa vengono Proxima Centauri e Alfa Centauri. Con la sola eccezione del Sole, le stelle sembrano fisse sulla sfera celeste; in realtà si muovono molto velocemente. La distanza tra un corpo celeste e l'altro si misura in anni luce (la distanza che un raggio di luce percorre in un anno). Un'altra unità di misura molto usata per la distanza delle stelle è il Parsec pari a 3,26 anni luce. La temperatura interna delle stelle è di milioni di gradi, mentre quella esterna varia dal colore della luce emessa: 33

34 lucegradi rossa2000°- 3500° arancione3500°- 5000° gialla5000°- 7500° bianca7500° ° azzurra12000° ° e oltre 34

35 Vita di una stella Durante la sua "vita" una stella passa attraverso varie tappe: Nascita Le stelle si sono formate come il Sole. Anche queste all'inizio, sono ammassi di gas e sono dette nebulose, man mano queste cominciano a contrarsi fino a formare al loro interno un nucleo detto protostella. A questo punto si originano le reazioni di fusione nucleare e la stella si accende. La contrazione cessa, la stella trova l'equilibrio fra le forze di gravità e le forze dei gas che tendono a risalire. 35

36 Evoluzione Le stelle rimangono stabili per milioni o miliardi di anni. Quando l'idrogeno termina inizia la fusione dell'elio in carbonio, e la stella si espande diventando una gigante rossa. In seguito la stella va incontro a fasi successive di contrazione e di espansione; così si innescano reazioni di fusione che producono nuclei sempre più pesanti fino a formare quello del ferro. A questo punto, le reazioni di fusione si arrestano. 36

37 Morte La stella ormai è soggetta all'azione del suo peso (collasso gravitazionale). Se la stella ha una massa simile a quella del Sole, diviene una nana bianca che continuerà a risplendere finché non diventerà un corpo freddo e scuro: una nana nera. Alcune volte invece la nane bianche tornano a risplendere dando luogo alle cosiddette novae. 37

38 Le stelle più grandi del Sole si contraggono fino ad esplodere aumentando la loro luminosità di miliardi di volte e sono dette supernovae. Buona parte della massa però si disperde nello spazio e gli elettroni e protoni si riuniscono producendo neutroni: si formano così stelle a neutroni o pulsar. Il nome pulsar deriva dal fatto che queste stelle diffondono nello spazio una specie di pulsazione. Le stelle ancora più grandi dopo l'esplosione come supernova si contraggono e raggiungono dimensioni piccolissime che non permettono alla luce di sfuggire. Un corpo di queste caratteristiche è chiamato buco nero. 38

39 Poichè si ammette oggi che l'età del Sole è di circa 5 miliardi di anni, ciò significa che ha compiuto sino ad ora poco più di 22 rivoluzioni galattiche. A differenza della maggior parte delle stelle della Via Lattea, che frequentemente appartengono a sistemi binari o multipli, la nostra è una stella singola. Il Sole è la stella centrale del nostro sistema planetario ed intorno ad esso ruotano i nove pianeti conosciuti, a distanze comprese tra 46 milioni di km ( Mercurio) e 7,4 miliardi di km (Plutone). La distanza media Terra-Sole è invece pari a 149,6 milioni di km 39

40 Costituzione del Sole Dall'esame della densità e conoscendo le altissime temperature della sua superficie (5750 gradi Kelvin, è una stella di classe G2 ed appartiene alla sequenza principale), si può affermare che Sole deve essere allo stato aeriforme nella parte esterna; procedendo verso l'interno i gas devono essere sottoposti a pressioni sempre crescenti, cosicché essi si avvicinerebbero allo stato liquido. 40

41 Nulla si conosce sul nucleo solare, perciò le indagini si limitano alla fotosfera, che è la parte luminosa a noi visibile e all'atmosfera che la circonda e che può essere esaminata durante le eclissi, quando cioè la luna copre la massima parte del disco solare e perciò l'atmosfera non è più abbagliata dalla fotosfera. Concludendo, la struttura solare si può schematizzare così: nucleo fotosfera (con macchie e facole) atmosfera (stato di inversione, cromosfera, corona solare) 41

42 Una stella puo' essere definita come un'enorme sfera autogravitante di gas caldissimo (principalmente idrogeno ed elio), che produce energia attraverso un processo di fusione nucleare e la riemette sotto forma di radiazione. Le stelle si trovano a distanze immense dal nostro sistema solare, cosi' ci appaiono come piccoli puntini luminosi nel cielo. Esse costituiscono la componente principale delle galassie, che sono agglomerati di miliardi di stelle grandi e piccole, di nubi di gas e polvere. 42

43 Le costellazioni Le stelle ci appaiono sulla sfera celeste raggruppate in insiemi, detti costellazioni. A molte stelle gli astronomi hanno attribuito nomi propri, per lo più di origine greca, araba o latina. Altre vengono classificate con il nome della costellazione a cui appartengono e una lettera dell'alfabeto greco. Questa lettera indica la luminosita' relativa a quella delle altre stelle della stessa costellazione. Ad esempio, Alfa Tauri e' la stella piu' brillante della costellazione del Toro, Beta Tauri la seconda, e cosi' via. Altre ancora prendono il nome da particolari cataloghi nei quali sono classificate 43

44 I colori delle stelle Già ad un primo sguardo ci si accorge che ogni stella ha un suo colore. Dal rosso scuro all'arancione, dal giallo al bianco, dall'azzurro chiaro al blu zaffiro. Non è soltanto un fatto estetico. Quei colori hanno anche un preciso significato fisico, ci dicono a quale temperatura si trova la superficie della stella e quindi quali sono le sue caratteristiche chimiche. Il colore infatti secondo la "legge di Wien", varia in funzione della temperatura del gas che emette la luce. 44

45 Una stella normale esprimerà la sua energia soprattutto sotto forma di luce, dall'azzurro per le stelle più calde (circa 30 mila gradi) al rosso per le più fredde (3 mila gradi). Stelle molto calde emetteranno nell'ultravioletto e oggetti a temperature altissime brilleranno soprattutto in raggi X e gamma. 45

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47 Tipo O: stelle azzurro - bianche molto luminose e massicce, con temperatura tra i 40 e i 20 mila gradi. Vi compaiono con evidenza le righe spettrali dell'elio e di altri atomi più volte ionizzati, cioè privi di vari elettroni. Deboli le righe dell'idrogeno perchè questo gas è quasi completamente ionizzato Tipo B: temperatura da 20 a 10 mila gradi; gli atomi metallici sono ancora molto ionizzati, diminuiscono le righe dell'elio e aumentano quelle dell'idrogeno. Rigel e Bellatrix, entrambe nella costellazione di Orione, appartengono a questa categoria. 47

48 Tipo A: la temperatura è compresa tra i 10 e i 7 mila gradi. Ancora intense le righe dell'idrogeno (Serie di Balmer) raggiungono il massimo di intensità; incominciano ad emergere le righe del calcio ionizzato. Certe stelle di questa classe hanno rivelato campi magnetici molto intensi. Sirio e Castore sono stelle di classe A. Tipo F: la loro temperatura è tra i 7 e i 6 mila gradi. Ancora intense le righe dell'idrogeno. Accanto alle righe del calcio ionizzato appaiono quelle del calcio neutro. Esempi di stelle appartenenti a questa categoria: Mirfak nella costellazione di Perseo e Procione nel Cane minore. Tipo G: è la classe dove si colloca il sole. La temperatura va da 6000 a 4800°. Nello spettro tendono a diminuire le righe di Balmer dell' idrogeno. Scomparse le righe dell'elio, vengono in evidenza quelle dei metalli. Alla classe G appartengono Capella nella costellazione dell'Auriga 48

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