Presentazione di PowerPoint

1
LA SCOPERTA DELLE PARTICELLE SUBATOMICHE Laborato
rio di Fisica Nucleare Prof. E. Maina
Specializzande Bertolina Lucia
Di Maggio Luisa
Ferrari Trecate Irene
2
Contesto Classe 5a di liceo scientifico con
programma PNI
Tempi 6 ore di lezione 4 per poter spiegare
adeguatamente i concetti prefissati
2 ore da dedicare alle letture
proposte   Metodologia Lezioni a carattere
frontale. Lezione a carattere dialogato Lavori di
gruppo.
3
Prerequisiti Prerequisiti matematici         Il
calcolo algebrico         I logaritmi e le
funzioni esponenziali         Il calcolo delle
derivate   Prerequisiti fisici         Le leggi
del moto di Newton         La legge di
conservazione della quantità di moto         La
legge di conservazione dellenergia         La
forza elettrica e il campo elettrico         La
forza magnetica e il campo magnetico         Il
moto delle particelle cariche         Lo spettro
elettromagnetico e le sue radiazioni   Prerequisit
i chimici         Gli isotopi         Le
reazioni chimiche e il loro bilanciamento        
La massa atomica  
4
Obiettivi Obiettivi generali         Conoscere
aspetti di storia della fisica atomica        
Capire che la fisica non è una scienza immutabile
ma una scienza in continua
evoluzione e aggiornamento        
Conoscere le basi sperimentali dei vari concetti
fisici presentati         Leggere, capire ed
interpretare testi di fisica in lingua originale
(lingua inglese)   Obiettivi
specifici         Conoscere le basi sperimentali
e teoriche che portano alle scoperte degli
elettroni, del nucleo atomico, dei protoni
e dei neutroni.         Conoscere i dettagli
delle varie scoperte presentate, riuscendo a
coglierne gli aspetti
essenziali.         Conoscere e capire le
conseguenze delle scoperte presentate, dando loro
il giusto peso nella storia della
fisica.         Analizzare articoli scientifici
originali, cogliendone i punti essenziali e
capendo come si strutturavano le ricerche
scientifiche di inizio 1900.
5
Collegamenti interdisciplinari Lettura di testi
di fisica originali in collaborazione con il
docente di lingua inglese   Materiale e
sussidi Il libro di testo adottato Schede
preparate dal docente Le letture dei testi
originali   Valutazione Questionario, della
durata di unora, inerente gli argomenti trattati
e le letture storiche presentate, anche con
domande in lingua inglese
6
Presentazione dellargomento Lunità didattica
che tratteremo, sviluppata seguendo una linea
guida di tipo storico ? cronologico, tocca i
seguenti punti o       La scoperta
dellelettrone o       La scoperta del nucleo
o       I numeri atomici o       La scoperta
del protone o       La scoperta del neutrone
7
LA SCOPERTA DELLELETTRONE ( J. J. Thomson )
Nel tubo a raggi catodici le particelle passano
attraverso una regione di deflessione L1, in cui
sono soggette a forze elettriche o magnetiche,
agenti ad angolo retto rispetto alla loro
direzione originale, e che poi passano attraverso
una regione di drift L2, in cui si muovono
liberamente fino ad urtare il fondo del tubo
quando urtano il fondo appare un alone luminoso.
La formula ricavata risulta essere  
al fondo del tubo
Massa del raggio (velocità del
raggio)2
Deflessione dei raggi Forza
sul raggio L1 L2
8
Introducendo un campo elettrico
Deflessione dei raggi
Carica del raggio L1 L2
dovuto
ad Massa del raggio
(velocità del raggio)2  
Introducendo un campo magnetico
Deflessione dei raggi
Carica del raggio L1 L2

dovuto a
Massa del raggio velocità del
raggio
9
 
 
10
Rapporto calore carica elettrica
Calore ½ ?
massa ? (velocità)2
Carica depositata
Carica elettrica delle particelle
Gas in cathode Measured
ratio Mass x Velocity
Deduced Deduced
ray tube of heat energy
Electric charge
velocity mass/charge
to charge deposited
(Kg M/sec C)
(m/sec) ratio
(J/C)


(Kg/C)     Tube 1 Air
4.6 x 103
2.3x 10-4 4x 107 0.57x
10-11Air
1.8 x 104
3.5 x 10-4 108
0.34x 10-11Air
6.1 x 103
2.3 x 10-4 5.4x 107
0.43x 10-11Air
2.5 x 104
4.0 x 10-4 1.2x 108
0.32x 10-11Air
5.5 x 103
2.3 x 10-4 4.8x 107
0.48x 10-11Air
104
2 .85x 10-4 7x 107
0.4x 10-11Air 104
2.85 x 10-4
7x 107 0.4x
10-11Hydrogen
6 x 104 2.05x
10-4 6x 107 0.35x 10-11Hydrogen
2.1 x 104
4.6 x 10-4 9.2x 107
0.5x 10-11Carbon dioxide
8.4 x 103
2.6 x 10-4 7.5x 107
0.4x 10-11Carbon dioxide
1.47 x 104
3.4 x 10-4 8.5x 107 0.4x
10-11Carbon dioxide 3 x
104 4.8 x
10-4 1.3x 108 0.39x 10-11  

11
LA SCOPERTA DEL NUCLEO ( E. Rutherford)
Esperienza con Geiger e Marsden dello scattering
? (1911)
12
I NUMERI ATOMICI
E. Rutherford (1911)
13
H. G. Moseley (1913)
14
LA SCOPERTA DEL PROTONE (E. Rutherford)
7N14 2He4 ? 8O17 1H1
15
LA SCOPERTA DEL NEUTRONE (J. Chadwick)
Problema se latomo è fatto solo da protoni ed
elettroni, come mai A gt Z, ad eccezione
dellidrogeno?
I. Curie e F. Joliot
16
J. Chadwick (1932)
Velocità Velocità iniziale
Peso atomico raggio rinculo
raggio Peso
atomico raggio Peso atomico nucleo
di 2 ?
del ?
17
Calcolo della massa del neutrone
paraffina
a partire da
si ricava