Lezione di fisica in power point, sul campo gravitazionale ed elettrico, ne mostra le analogie e le differenze

2. PRESENTAZIONE DELLA LEZIONE REALIZZAZIONE

4. CONTENUTI Definizione di campo Campo gravitazionale Campo elettrico Linee di flusso Analogie e differenze Laboratorio Modelli atomici

6. Il caso più comune è quello del campo gravitazionale terrestre ma il concetto di campo ha carattere generale e lo troveremo ogni qualvolta si parlerà di forze che agiscono a distanza , come anche nel caso delle forze elettriche. COULOMB (1785) NEWTON(1687)

7. Campo gravitazionale In un dato punto dello spazio il vettore campo gravitazionale esprime la forza gravitazionale alla quale è soggetta la massa unitaria posta nel punto considerato . Per una massa puntiforme o a simmetria sferica: m0 = massa di prova estremamente piccola rispetto a M (per non perturbarne il campo) M = massa che genera il campo r = distanza dalla massa M (centro ) a cui calcolo il campo In prossimità della terra

12. Linee di flusso del campo gravitazionale Linee di flusso del campo elettrico Analogie e differenze

14. Campo gravitazionale Campo elettrostatico Sorgente Le masse Le cariche elettriche Azione Sempre attrattiva Attrattiva o repulsiva Costante di proporzionalità G è una costante universale estremamente piccola K dipende dal materiale. E’ estremamente grande Principio di sovrapposizione degli effetti SI SI Forze agenti a distanza SI SI

15. Il campo di gravitazione totale generato dalla terra e dalla luna E’ una somma di vettori !

16. Modelli atomici 1890 Atomo di THOMSON 1911 Atomo di RUTHERFORD 1913 Atomo di BOHR Teoria moderna

17. Esistenza di cariche negative all’interno dell’atomo L’atomo è una sfera massiccia di raggio  10 -10 m, carica positivamente in modo uniforme, in cui sono immerse cariche negative in numero tale da neutralizzare la carica complessiva IL MODELLO ATOMICO DI THOMSON

18. IL MODELLO DI RUTHERFORD (1911) Ipotizzò che l’atomo fosse costituito come un microscopico sistema solare, in cui gli elettroni, simili a pianeti, ruotassero attorno ad una massa positiva più tardi chiamata nucleo .

20. Se riteniamo che un elettrone ruoti attorno al nucleo di idrogeno 1) su un’orbita circolare, la sua energia potenziale è: Poiché dalle leggi della dinamica 2) la sua energia cinetica è: 3) e la sua energia totale è: 4) Dalla relazione di quantizzazione della quantità di moto 5) Breve trattazione matematica dell’atomo di Bohr

21. sostituendo nella 3) la velocità si ha: n =1,2,….. Per n = 1, si ha: prende il nome di raggio di Bohr e corrisponderebbe al raggio dell’orbita più interna dell’atomo di Idrogeno. L’energia diventa

23. Una particella in moto si può descrivere come un’onda di materia, avente lunghezza d’onda Per descrivere l’onda di materia si utilizza la funzione d’onda Che si trova come soluzione di una equazione di non facile soluzione .

24. Per una particella di massa m ed energia totale costante E in moto in direzione di x, in una regione che le conferisce una certa E potenziale, l’equazione da risolvere ha la forma Nel caso dell’elettrone bisogna considerare una equazione per il caso tridimensionale

25. La funzione d’onda non ha significato fisico, a noi interessa la normalizzata L’onda di materia è un’onda di probabilità nel senso che se si inserisce un rivelatore di particelle nell’onda, la probabilità di Rivelare una particella in un dato intervallo di tempo è proporzionale a Detta densità di probabilità. Gli orbitali corrispondono alle funzioni d’onda degli elettroni,rappresentano distribuzioni di probabilità.

26. Le energie associate ad ogni stato dell’atomo sono caratterizzate dal solo numero quantico n, non così per le funzioni d’onda che descrivono questi stati,che richiedono tre numeri quantici l è il “numero quantico secondario” m l è il”numero quantico magnetico” n è il “numero quantico principale” forma orientazione distanza dal nucleo

27. I numeri quantici sono utili per identificare gli stati di tutti i singoli elettroni che compongono un atomo m s è il numero quantico magnetico di spin Tutti gli stati con lo stesso valore di n formano uno strato. Tutti gli stati con gli stessi valori di n e l formano un sottostrato Tutti gli stati di un sottostrato hanno la stessa energia In un sottostrato ci sono 2(2l+1) stati.

28. Con lo scopo di dare un nome ai sottostrati, i valori di l sono rappresentati da lettere: Utilizzando l’aufbau possiamo trovare la configurazione elettronica degli atomi, che deve rispettare il principio di minima energia e quello di esclusione di Pauli

31. FINE