Liceo Scientifico Statale Francesco Cecioni Livorno
Primi passi verso l'astronomia - Corso 2005-06
Collaboratori:
A. Bigi, A. Bracci, E. Guadagnini, G. Paffuti, S. Shore,
G. Torelli, P. Turriani.
Studenti partecipanti delle classi quarta e
quinta.
Aspetti organizzativi. Il corso si compone di una serie di incontri, per un totale di circa 20 ore, durante i quali gli studenti svolgono attivita' di laboratorio relativamente alle principali proprieta' dei fenomeni ottici e ondulatori e compiono osservazioni astronomiche. Gli incontri, ciascuno della durata di circa due ore, si svolgono presso il Liceo Scientifico F. Cecioni di Livorno o
presso il Dipartimento di Fisica E. Fermi di Pisa. Infine, gli studenti partecipano ad uno stage di due giorni presso l'osservatorio di Asiago, in cui svolgono osservazioni astronomiche ed analisi dati.
Finalita' del corso. Si intende assecondare e sviluppare l'interesse scientifico degli studenti mediante attivita' di laboratorio atta a stimolare l'utilizzo del metodo scientifco come strumento logico di indagine e l'attitudine alla ricerca. I principali concetti che vengono considerati sono quelli legati ai fenomeni ondulatori, all'ottica ed alle nozioni elementari di astronomia e astrofisica.
Sommario delle attivita'. Siccome quasi tutta l'informazione che possiamo ottenere su stelle e pianeti si ricava analizzando la luce proveniente da questi corpi, un aspetto importante del corso riguarda le studio delle proprieta' della luce.
Sono stati considerati inizialmente alcuni fenomeni caratteristici delle onde meccaniche e dell'acqua. In particolare, gli argomenti trattati comprendono: funzionamento dell'ondoscopio; stimolazione e rivelazione di onde nel mezzo, onde piane, frequenza, lunghezza d'onda, misura della velocita' di propagazione; stroboscopio e lampada stroboscopica; misura della dipendenza della velocita' di propagazione dalla profondita' dell'acqua; onde piane, a frequenza determinata, che propagano in due regioni con profondita' diverse; angoli di incidenza e di rifrazione, misura dell'indice di rifrazione; verifica che il rapporto dei seni degli angoli di incidenza e di rifrazione coincide col rapporto delle velocita' di propagazione delle onde nelle due regioni; onde meccaniche in una molla, principio di sovrapposizione; osservazione e misure di diffrazione ed interferenza per onde nell'ondoscopio.
Poi si sono osservate e misurate la dispersione della luce in un prisma, la diffrazione e l'interferenza della luce. Si sono considerate onde longitudinali e trasversali, e' stata osservata la polarizzazione della luce tramite l'uso di polaroid. Nel passaggio della luce da due polaroid, si e' misurato l'intensita' della luce che passa in funzione dell'agolo tra gli assi dei polaroid (Legge di Malus).
Si sono osservati gli spettri di emissione di vari elementi e lo spettro della luce emessa da una scarica elettrica in aria. E' stato trattato il funzionamento di un telescopio riflettore e rifrattore; sono state effettuate alcune osservazioni della Luna, di stelle e pianeti. La corrispondenza tra temperatura e colore e' stata menzionata, cosi' come il concetto di luminosita'. Si e' analizzato lo spettro di emissione del sole. Sono state fatte osservazioni di vari corpi celesti; si sono effettuate esperienze di elaborazione dati ed analisi di segnali in astrofisica.
Appunti