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Un autovelox per la luce. E luce fu. … Per i Greci:. Interesse per la natura della luce e per il meccanismo della visione con un complesso intreccio di approcci metafisici, fisici e fisiologici. Primo esempio significativo di matematizzazione di un fenomeno fisico attraverso la geometria. .

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Presentation Transcript
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Un autovelox per

la luce

Liceo Scientifico “G. Aselli”

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E luce fu...

Liceo Scientifico “G. Aselli”

per i greci
…Per i Greci:
  • Interesse per la natura della luce e per il meccanismo della visione con un complesso intreccio di approcci metafisici, fisici e fisiologici.
  • Primo esempio significativo di matematizzazione di un fenomeno fisico attraverso la geometria.

Liceo Scientifico “G. Aselli”

per il medioevo
… Per il Medioevo
  • Il mondo arabo raccoglie l’ampia eredità della cultura greca anche in questo campo e la ampia attraverso l’opera di Alhazen e di Avicenna (X-XI secolo), con i quali si va affermando la distinzione tra lumen e lux.

Liceo Scientifico “G. Aselli”

per il rinascimento
… Per il Rinascimento:
  • con Leonardo da Vinci e altri, gli oggetti pratici, come la camera oscura e le lenti, acquistano un contenuto eminentemente teorico.

Liceo Scientifico “G. Aselli”

per keplero e galileo
… Per Keplero e Galileo:
  • con le loro opere, il terreno su cui si affrontano i problemi di ottica diventa decisamente fisico.
  • L’attenzione è rivolta ai risultati sperimentali, ai metodi matematici con cui si interpretano e all’uso degli strumenti nell’indagine sperimentale.
  • L’interpretazione dei fenomeni luminosi viene fondata sulla base della geometria euclidea e sul concetto fisico-matematico di raggio di luce.
metodi di determinazione nella storia
Metodi di determinazione nella storia
  • Velocità della luce: finita e infinita
  • Galileo concluse che la velocità della luce era straordinariamente elevata.
  • Roemer stabilì che la luce si propagava con velocità finita.
  • Fizeau misurò la velocità della luce.
  • Foucault misurò la velocità della luce entro le mura di un laboratorio.

Liceo Scientifico “G. Aselli”

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Arrivarono alle conclusioni che la velocità della luce è di circa

(per la precisione 299 792 458 m/s)

Liceo Scientifico “G. Aselli”

galileo galilei
Galileo Galilei:
  • concezione della natura come ordine oggettivo e causalmente strutturato di relazioni governate da leggi;
  • concezione della scienza come sapere sperimentale – matematico;
  • intuì che la velocità della luce non poteva essere infinita, ma i suoi tentativi per misurarla furono infruttuosi.
l esperimento di galileo
L’esperimento di Galileo:
  • insieme ad un assistente, prese una lanterna schermata e andò sulla cima di due colline che distavano un miglio. Galileo scoprì la sua lanterna, e l'assistente, non appena vide la luce, scoprì a sua volta la lanterna. Galileo avrebbe quindi dovuto misurare il tempo necessario per vedere la luce dall'altra collina.
  • A quel punto era sufficiente dividere la distanza per il tempo per ottenere la velocità della luce.
  • Ovviamente l’esperimento non portò ad alcun risultato, questo perché la velocità della luce è troppo grande per essere misurata in questo modo.
ole r mer aarhus 25 settembre 1644 copenaghen 19 settembre 1710
Ole Rømer: (Aarhus, 25 settembre1644 – Copenaghen, 19 settembre1710)
  • lavorò inizialmente come assistente del matematico Erasmus Bartholin a Copenaghen.
  • L’incontro con l’astronomo Jean Picard gli consentì di effettuare le misurazioni delle eclissi di Io, un satellite di Giove.
  • Come matematico introdusse il primo sistema nazionale per i pesi e le misure. Sviluppò anche la prima scala delle temperature.
l esperimento di roemer
L’esperimento di Roemer
  • La prima valutazione quantitativa della velocità della luce fu attraverso un esperimento che utilizzava come “lanterna” un satellite di Giove e come distanza quella esistente fra questo pianeta e la Terra.
  • Roemer, convinto che la luce dovesse impiegare un certo tempo per propagarsi da un punto all’altro dello spazio, fu il primo a capire che il ritardo con cui la luna di Giove appariva quando la Terra veniva a trovarsi più lontana da Giove era dovuto al tempo impiegato dalla luce per percorrere la maggiore distanza fra i due pianeti.
  • valutò che la somma di tutti i ritardi fosse circa 22 minuti. Tale intervallo di tempo corrisponde al tempo impiegato dalla luce a percorre il diametro dell’orbita

terrestre, ritenuto a quel tempo di .

armand fizeau parigi 23 settembre 1819 venteuil 18 settembre 1896
Armand Fizeau:(Parigi, 23 settembre1819 – Venteuil, 18 settembre1896)
  • I suoi primi lavori furono svolti in collaborazione con Léon Foucault.
  • Realizzò la prima misura diretta della velocità della luce nell'aria grazie a un dispositivo basato su specchi e un disco dentato.
  • Fizeau rivelò inoltre l'applicabilità dell'effetto Doppler, un cambiamento apparente della frequenza o della lunghezza d'onda di un'onda percepita da un osservatore che si trova in movimento rispetto alla sorgente delle onde.
l esperimento di fizeau
L’esperimento di Fizeau:
  • Un sottile fascio luminoso proveniente da una sorgente S, dopo essere stato in parte trasmesso e in parte riflesso da uno specchio semiriflettente A, incide sul bordo di una ruota dentata R.
  • La luce che passa tra due denti della ruota incontra, ad una distanza d, pari, per esempio, a 10 Km, lo specchio B, dove si riflette tornando indietro.
  • Se la ruota è ferma, il raggio di ritorno passa attraverso lo stesso vano e colpisce di nuovo lo specchio A; qui la luce viene parzialmente trasmessa arrivando così fino all’osservatore.
  • Se la ruota gira con una velocità angolare ω tale che , nel tempo

impiegato dalla luce per percorrere due volte la

distanza d, a un vano si sostituisce il dente successivo, il raggio riflesso non giunge più all’osservatore, che perciò non percepisce la luce.

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Indichiamo con n il numero dei denti e quindi anche il numero dei vani.
  • Se dunque nel tempo un dente della ruota si porta sulla posizione dove era inizialmente un vano, il tempo che impiega il dente per compiere un giro completo, cioè il

periodo T di rotazione della ruota, è

  • da cui, poiché è segue: cioè
  • Poiché è anche e quindi:
  • Nota la velocità angolare ω della ruota e il numero n dei denti, misurando d, si ricava dunque la velocità della luce. Il valore trovato da Fizeau con questo metodo fu di 313300 km/s.
jean bernard l on foucault parigi 18 settembre 1819 11 febbraio 1868
Jean Bernard Léon Foucault:(Parigi18 settembre1819 – 11 febbraio1868)
  • fisicofrancese conosciuto per l'invenzione del pendolo, oggi noto con il suo nome, che serve a dimostrare la rotazione della Terra.
  • Inventò il giroscopio. Scoprì le correnti indotte.
  • I suoi primi anni di studio furono dedicati alla medicina ma il giovane si appassionò alla fisica.
  • Fece una serie di esperienze sulla luce. Il suo interesse spaziò anche verso l'interferenza dei raggi infrarossi ed alla polarizzazione cromatica della luce.
l esperimento di foucault
L’esperimento di Foucault:
  • migliorò l’esperienza di Fizeau sostituendo la ruota dentata con uno specchio rotante.
  • Progettò il suo esperimento in modo da condurre tutte le misure in laboratorio.
  • Egli trovò, per la velocità della luce nell’aria, il valore di 298000 km/s.
  • Con lo stesso dispositivo stabilì che la velocità di propagazione della luce nell’acqua è uguale a circa ¾ della velocità di propagazione dell’aria.
  • Il metodo di Foucault, ulteriormente perfezionato da Albert Michelson nel 1923, condusse ad una misura della velocità della luce pari a 299792,5 km/s, ossia ad un valore ancora più vicino a quello attualmente accettato.
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Lodi Rizzini Daniele
  • Marchi Lorenza
  • Rossi Maddalena
  • Valerani Luca
  • Voltini Giulia

Liceo Scientifico “G. Aselli”

bibliografia e sitografia
Bibliografia e sitografia:
  • M.E. Bergamaschini, P. Marazzini, L. Mazzoni

L’indagine del mondo fisico, Onde e luce - Vol. D

Carlo Signorelli Editore

  • A. Caforio, A. Ferilli

Fisica 2

Le Monnier

  • http://it.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei
  • http://it.wikipedia.org/wiki/Ole_R%C3%B8mer
  • http://it.wikipedia.org/wiki/Hippolyte_Fizeau
  • http://it.wikipedia.org/wiki/Jean_Bernard_L%C3%A9on_Foucault

Liceo Scientifico “G. Aselli”