Le tre lampadine della figura 9 sono collegate in parallelo: gli estremi di sinistra sono connessi tra loro e anche gli estremi di destra sono connessi tra loro. Lo schema posto a fianco mette in evidenza che la corrente si divide in tre rami...

Anche l’amperometro che misura l’intensità di corrente e il voltmetro che misura la differenza di potenziale hanno una propria resistenza (detta resistenza interna) e, nel corso di una misura, sono attraversati da corrente. Supponiamo di volere...

Nella formula (18) compare la funzione esponenziale \[ {y}={e}^{-\frac{t}{RC}} \] la cui derivata e il cui integrale definito sono dati dalle formule \[ \frac{{de}^{-\frac{t}{RC}}}{dt}=-\frac{1}{RC}{e}^{-\frac{t}{RC}} \] e...

Un altro modo per fornire energia agli elettroni di conduzione consiste nell’illuminare il metallo con luce visibile o ultravioletta, a seconda del metallo considerato (figura 13). La luce trasporta energia che può essere assorbita dagli...

Per esplorare le proprietà di un campo magnetico utilizziamo il magnete di prova, cioè un piccolo ago magnetico, che genera un campo abbastanza debole da non disturbare quello dovuto al sistema che intendiamo esaminare. Se poniamo un magnetino di...

Calcoliamo il valore del momento della forza magnetica su una spira rettangolare. Per permettere alla corrente di circolare occorrono dei fili che collegano la spira a un generatore esterno (figura 18). Ma nei due fili di ingresso e uscita...

Consideriamo ora, come mostra la figura 6, una carica q che viene emessa con una velocità \( \vec{v} \) che forma un angolo a generico con il campo magnetico \( \vec{B} \).   In questo caso è conveniente scomporre \( \vec{v} \) in due...

Il fenomeno della magnetizzazione residua è utilizzato nella realizzazione di memorie magnetiche digitali. In un computer tutte le informazioni sono rappresentate da una sequenza di 0 e 1 (l’«alfabeto» del computer è composto da due soli...

Nel vuoto, due campi \( { {\vec{{ E}}}} \) e \( { {\vec{{ B}}}} \) costanti nel tempo determinano delle densità volumiche di energia elettrica e magnetica date, rispettivamente, dalle formule \[...

Nelle trasmissioni televisive analogiche il contenuto (audio e video) da riprodurre è codificato in modo analogo a quello delle trasmissioni radio: la parte video è modulata in ampiezza, quella audio è modulata in frequenza ed entrambe le...

La dilatazione relativistica del tempo prevista dalla teoria di Einstein non vale solo per gli orologi, ma per tutti i fenomeni naturali, compresi le reazioni chimiche e i processi biologici. Consideriamo l’astronauta Bruno dell’esempio...

L’annichilazione di due particelle, con emissione di energia, è alla base del funzionamento di un esame diagnostico che si chiama Tomografia a Emissione di Positoni (PET, Positron Emission Tomography) e che permette di visualizzare i tumori....

In dinamica relativistica si dimostra che, per un corpo che ha massa di riposo m0 e velocità v, la quantità E/c e le tre componenti della quantità di moto possono essere considerati come le quattro componenti (E/c, px, py, pz ) di un unico vettore...

Possiamo considerare un’onda elettromagnetica come un orologio, i cui «ticchettii» sono i successivi periodi di oscillazione. Perciò il fenomeno del redshift gravitazionale può essere interpretato in altro modo: gli orologi che si trovano in...

Per descrivere il comportamento chimico degli atomi occorre aggiungere un’ultima ipotesi (principio di esclusione di Pauli): su una stessa orbita non possono muoversi più di due elettroni. Per l’atomo di berillio (che ha quattro...

On Halloween, four teenagers drove to a haunted house located out in the countryside. As their car started into a curve, the driver saw a deer in the middle of the road. Franticly swerving and braking the driver put the car into a slide. Thanks to...

Abbiamo detto che la probabilità di trovare una particella nell’intorno di un punto dello spazio è proporzionale al quadrato dell’ampiezza di probabilità secondo l’equazione (4). In realtà le cose sono un po’ più complicate, anche se la...

Un elettrone che percorre un’orbita chiusa equivale a una spira percorsa da corrente. Un ago magnetico, immerso in un campo \( \vec{{B}} \), tende a ruotare fino a essere parallelo al vettore campo magnetico. Analogamente, una spira percorsa...

Nel 1926 E. Fermi e P.A.M. Dirac mostrarono, indipendentemente, che esiste un secondo tipo di statistica quantistica che, da allora, è detta statistica di Fermi-Dirac. Essa descrive sistemi statistici composti da particelle subatomiche con spin...

Immaginiamo di applicare al cristallo un campo elettrico; per il principio di esclusione di Pauli, gli elettroni possono acquistare energia dal campo soltanto se vi sono a disposizione livelli di energia poco superiore e non occupati. Se tutti i...

Il numero atomico Z è la carta di identità di un atomo: tutti gli atomi di idrogeno hanno un nucleo con un protone, tutti gli atomi di elio hanno un nucleo con due protoni e così via. Il numero di neutroni, invece, può variare. Il nucleo di...

  Enrico Fermi nasce a Roma il 29 settembre 1901. Impara presto a leggere e scrivere e dimostra una memoria eccezionale. Da ragazzo studia per suo conto testi scientifici, sotto la guida di un amico del padre, Adolfo Amidei, e compie esperimenti...

Per spiegare tutti i fenomeni che accadono nella crosta terrestre, quando la si osserva su grande scala, si usa il modello della tettonica delle placche (o tettonica a zolle, dal greco τέκτων, tektōn = costruttore). Si spiegano così...

Le teorie delle stringhe godono di una nuova forma di simmetria che è detta supersimmetria, in breve SUSY: per ogni tipo di particella-forza nota esiste un (nuovo) tipo di particella-materia e viceversa   Così, a partire dai venticinque tipi...

Il secondo principio della dinamica, o legge fondamentale della dinamica, secondo cui  la forza è uguale alla massa per l’accelerazione.   Visto che la formula (4) è una relazione tra vettori, forza e accelerazione hanno la stessa...

Per il primo principio della dinamica, si tratta del moto che si ottiene quando un punto materiale in movimento è soggetto a una forza totale nulla. Dal punto di vista matematico, è caratterizzato dal fatto che la sua velocità media, misurata su...

Si chiama gittata la distanza che separa il punto di partenza di un corpo lanciato in direzione obliqua, verso l’alto, dal punto in cui esso torna al suolo. Dal momento che la traiettoria parabolica è simmetrica rispetto all’asse verticale...

La curva che compare nel grafico spazio-tempo del moto armonico disegnata dal sensore di posizione si chiama cosinusoide. L’abbiamo ottenuta scegliendo un sistema di riferimento in cui l’origine s = 0 m è posta al centro dell’oscillazione e...

Consideriamo un punto materiale che possiede un’energia cinetica K1. Per effetto del lavoro W compiuto da una forza, il moto del punto materiale cambia fino ad avere una nuova energia cinetica K2. La relazione tra le grandezze K1, K2 e W è data dal...

L'energia cinetica e le energie potenziali gravitazionali ed elastica non sono le uniche forme di energia conosciute. L’esperienza mostra che, se si tiene conto di tutte le forme di energia che mano a mano si sono scoperte (l’energia interna,...

Una corrente si dice stazionaria quando la sua portata, attraverso qualunque sezione della conduttura, è costante nel tempo. Mentre apriamo un rubinetto la corrente non è stazionaria, perché il volume d’acqua emesso ogni secondo aumenta nel...

Consideriamo i volumetti di fluido che attraversano la sezione trasversale (figura 3). In un intervallo di tempo Δt, i volumetti percorrono la distanza l = vΔt. Quindi, nel tempo Δt la superficie di area S è attraversata da un volume \[ \Delta...

Tutti gli automobilisti sanno per esperienza che, per mantenere costante la velocità dell’automobile all’aumentare della velocità, occorre una maggiore quantità di carburante, poiché aumentano anche le forze di attrito che il motore deve...

Quando la densità della sfera è confrontabile con quella del fluido in cui essa si muove, diventa importante tenere conto anche della spinta di Archimede che agisce, verso l’alto, sulla sfera che cade (figura 10). Se la sfera ha raggio r e volume...

Simulazioni di fisica, schede di lavoro, prove di verifica e altre risorse da usare a scuola e a casa

Light is part of the electromagnetic spectrum, which includes visible light, microwaves, radio waves, x-rays, and gamma gays. In the late 1600s, important questions were raised, asking whether light is made up of particles or waves. Sir Isaac Newton...

Relativity begins with a modest question: how does your physics relate to my physics if we are moving relative to each other? Galileo gave one answer: we find exactly the same laws of mechanics if our relative speed is constant. Newton said the same...

Un tappo di spumante o una palla magica, lanciati obliquamente verso l’alto, seguono con buona approssimazione un moto parabolico. Se l’attrito esercitato dall’aria su un oggetto in movimento (per esempio un pallone) non è trascurabile, la...

Ci sono voluti duemila anni per giungere ai moderni princìpi della meccanica; solo centocinquanta per i princìpi dell’elettromagnetismo e ancor meno per arrivare alla fisica moderna. Cosa c’è che non va con la meccanica? Forse la sua apparente...

Dalle formule (8) e (9) si vede che, nel Sistema Internazionale, l’unità di misura del potenziale elettrico è il J/C (joule fratto coulomb). Tale unità è chiamata anche volt (V) in onore di Alessandro Volta: \[...

Possiamo visualizzare il campo magnetico mettendo della limatura di ferro vicino a una calamita. La limatura di ferro disegna delle linee che si accumulano sui poli della calamita. Questo accade perché ogni frammento di ferro si magnetizza e...

Avvolgendo un solenoide attorno a un nucleo di ferro speciale si ottiene un elettromagnete (figura 23).  Un elettromagnete si comporta come una calamita che è messa in funzione a comando, azionando un interruttore. Quando nel solenoide circola...

Per semplificare la formula (4) introduciamo due nuovi simboli. Il primo simbolo è \[ \mathrm{\beta}=\frac{v}{c} \] β è il rapporto tra il modulo v della velocità di un oggetto o di un sistema di riferimento e quello della velocità della luce...

Nel modello di Bohr ogni atomo è contraddistinto dal valore di Z, che si chiama numero atomico e rappresenta sia il numero degli elettroni presenti nell’atomo neutro, sia la carica del nucleo misurata come multiplo di e. Sappiamo già che l’atomo...

Questi sono argomenti familiari: all’avvicinarsi di ogni weekend le previsioni meteorologiche interessano tutti, mentre della climatologia si parla molto a causa del riscaldamento globale. Le equazioni dell’atmosfera terrestre sono note ma...

Il primo e il secondo principio della dinamica descrivono le proprietà meccaniche di un singolo oggetto. Ciò che accade quando due corpi interagiscono tra loro è spiegato dal terzo principio della dinamica o principio di azione e reazione: se un...

Per il secondo principio della dinamica, è il moto che si ottiene quando su un punto materiale, inizialmente fermo, agisce una forza costante. La sua caratteristica è che l’accelerazione del corpo in moviemeto si mantiene costante al trascorrere...

La stazione spaziale ISS mantiene la sua orbita (e non si perde nello spazio) grazie all’effetto della forza-peso che la «lega» alla Terra. Ma, allora, perché gli astronauti che si trovano all’interno della stazione appaiono senza peso? Per...

Una pallina che si muove di moto armonico si trova nel punto Q della sua traiettoria. Q è la proiezione di un punto P che si muove di moto circolare uniforme. Il vettore posizione \(\vec s\) di Q è il vettore che ha origine nel centro di oscillazione...