LA STORIA DELL AMALDI

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1 LA STORIA DELL AMALDI Questo libro è stato scritto nel ricordo di Ugo Amaldi (-), illustre matematico, uomo di grande fede e magnifico didatta che nel 0, presso la Zanichelli, pubblicò con Federigo Enriques (-) gli Elementi di geometria, primo di una lunga serie di testi di geometria e analisi usati per più di ottant anni nelle scuole secondarie di tutta Italia. Cinquant anni dopo, Ginestra Amaldi ed Edoardo Amaldi pubblicarono, per la Zanichelli, il Corso di fisica ad uso dei licei scientifici che portava il sottotitolo rielaborato da un testo di Enrico Fermi, testo che era stato pubblicato, sempre dalla Zanichelli, nel. Ginestra Amaldi (-), astronoma, ha pubblicato diversi libri di divulgazione scientifica rivolti ai giovani. Uno di essi, Questo nostro mondo, è stato tradotto in cinque lingue. Edoardo Amaldi (0-), scienziato di fama internazionale, è stato collaboratore di Fermi nella scuola di via Panisperna. Nel dopoguerra ha ricostruito la fisica italiana. Edoardo Amaldi è stato uno dei padri fondatori del CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), il prestigioso centro europeo per la ricerca nucleare, e ha contribuito alla creazione dell ESA (European Space Agency), l ente spaziale europeo. Ha dedicato gli ultimi decenni della sua vita alla ricerca delle onde gravitazionali. Dagli anni Cinquanta a oggi il libro di Edoardo e Ginestra ha avuto numerose edizioni e rifacimenti completi; io ne sono il solo autore da più di vent anni. Più di due milioni di studenti hanno studiato fisica sulle pagine di questi testi. La nuova edizione presenta una fisica ricca di esempi, di esercizi e di risorse multimediali che parlano dell esperienza quotidiana, con particolare attenzione alle competenze fondamentali per vivere nel mondo di oggi. È una fisica che vuole stimolare i giovani cittadini ad acquisire una visione scientifica del mondo, attraverso le spiegazioni semplici ma rigorose che hanno contraddistinto la storia degli «Amaldi». Ugo Amaldi Ginevra, febbraio 0 III

2 L INDuzIONE ELETTrOMagNETIca La corrente indotta 0 La legge di Faraday-Neumann PROBLEMA MODELLO Una batteria invisibile La legge di Lenz 0 Il separatore a induzione: un campo magnetico per prelevare l alluminio dai rifiuti L autoinduzione e la mutua induzione Apertura dell interruttore 0 Energia e densità di energia del campo magnetico PROBLEMA MODELLO Solenoide e condensatore I concetti e le leggi Domande e problemi 00 Test 00 VeRSo L esame 00 PDF PDF PDF PDF PDF La corrente alternata L alternatore 00 Il circuito Lc 00 PROBLEMA MODELLO Grandezze istantanee e grandezze medie 00 gli elementi circuitali fondamentali in corrente alternata 0 Un circuito ideale 0 I circuiti in corrente alternata 0 PROBLEMA MODELLO Il fenomeno della risonanza 0 PROBLEMA MODELLO Il circuito LC 0 Il trasformatore 0 PROBLEMA MODELLO Il caricatore del pc 00 I concetti e le leggi 0 Domande e problemi 0 0 Test 0 VeRSo L esame 00 PDF PDF PDF LE EquazIONI DI MaxwELL E LE ONDE ELETTrOMagNETIchE Dalla forza elettromotrice indotta al campo elettrico indotto 0 PROBLEMA MODELLO Campo elettrico indotto in una spira circolare 0 Il termine mancante 0 Corrente di spostamento in un condensatore 0 Le equazioni di Maxwell e il campo elettromagnetico 0 Le onde elettromagnetiche 0 Le onde elettromagnetiche piane 0 PROBLEMA MODELLO Irradiamento di un onda elettromagnetica 00 Le onde elettromagnetiche trasportano energia e quantità di moto 00 0 PROBLEMA MODELLO Tre filtri polarizzatori 0 La polarizzazione delle onde elettromagnetiche 0 Lo spettro elettromagnetico 0 Le parti dello spettro 00 La radio, i cellulari e la televisione 0 Il sistema NFC per pagare con lo smartphone 0 I concetti e le leggi 0 esperimenti con lo smartphone Vedere l invisibile 00 Domande e problemi 0 0 Test 0 VeRSo L esame 00 PDF PDF 0 PDF PDF PDF IV

3 La relatività DEL TEMPO E DELLO spazio Velocità della luce e sistemi di riferimento 0 PROBLEMA MODELLO Una nuova unità di misura delle distanze: il tempo-luce 0 L esperimento di Michelson-Morley 0 gli assiomi della teoria della relatività ristretta 0 La simultaneità 0 PROBLEMA MODELLO Simultaneo, non simultaneo 0 La dilatazione dei tempi 0 PROBLEMA MODELLO Quanto bisogna andare veloci per dilatare il tempo? 0 La contrazione delle lunghezze 0 L invarianza delle lunghezze in direzione perpendicolare al moto relativo 0 PROBLEMA MODELLO Gli effetti della contrazione delle lunghezze sulle figure geometriche Le trasformazioni di Lorentz PROBLEMA MODELLO Le coordinate spazio-temporali in due diversi sistemi di riferimento L effetto Doppler relativistico L effetto Doppler inverso e il mantello dell invisibilità 0 I concetti e le leggi Domande e problemi Test VeRSo L esame 0 Un esperimento famoso PROBLEMA MODELLO Un aereo in volo si accorcia? PROBLEMA MODELLO Un SOS spaziale Test PDF PDF PDF PDF PDF PDF 0 PDF PDF 0 La relatività ristretta L intervallo invariante PROBLEMA MODELLO L intervallo Il diagramma di Minkowski di due sistemi di riferimento Lo spazio-tempo PROBLEMA MODELLO Il paradosso dei gemelli La composizione relativistica delle velocità PROBLEMA MODELLO Fasci di particelle all interno di un acceleratore L equivalenza tra massa ed energia PROBLEMA MODELLO Una scissione nucleare spontanea 0 La PET: fisica relativistica per guardare dentro al corpo La dinamica relativistica PROBLEMA MODELLO Le correzioni relativistiche al moto di cariche elettriche in un campo elettrico I concetti e le leggi Domande e problemi Test PROBLEMA MODELLO Viaggio verso Vega PDF PDF PDF PDF PDF PDF VeRSo L esame La relatività generale Il problema della gravitazione PROBLEMA MODELLO L accelerazione di gravità apparente I princìpi della relatività generale le geometrie non euclidee gravità e curvatura dello spazio-tempo lo spazio tempo curvo e la luce Le onde gravitazionali I concetti e le leggi Domande e problemi Test VeRSo L esame La dilatazione gravitazionale dei tempi PDF PDF PDF PDF PDF V

4 La crisi DELLa FIsIca classica Il corpo nero e l ipotesi di Planck 0 PROBLEMA MODELLO Il colore delle stelle L effetto fotoelettrico Via gli elettroni dal tungsteno La quantizzazione della luce secondo Einstein PROBLEMA MODELLO e questo è quanto! L effetto compton 00 PROBLEMA MODELLO Tiro al bersaglio sull elettrone 0 0 Lo spettro dell atomo di idrogeno 0 L esperimento di rutherford 0 L esperimento di Millikan 0 PROBLEMA MODELLO La carica della microsfera 0 Il modello di Bohr I livelli energetici dell atomo di idrogeno L esperimento di Franck e hertz PROBLEMA MODELLO Il salto degli elettroni Gli atomi di Rydberg e il computer quantistico I concetti e le leggi 0 Domande e problemi 0 Test VeRSo L esame PDF PDF La FIsIca quantistica Le proprietà ondulatorie della materia 0 Il principio di indeterminazione di heisenberg PROBLEMA MODELLO L auto di de Broglie Il biliardo di Heisenberg Le onde di probabilità ampiezza di probabilità e principio di heisenberg Il microscopio a effetto tunnel Il principio di sovrapposizione 0 PROBLEMA MODELLO Gli elettroni e il traffico Il modello di Bohr esteso alle orbite ellittiche I numeri quantici degli elettroni atomici PROBLEMA MODELLO Onda su onda! gli atomi con molti elettroni I bosoni e i fermioni Il laser Fisica classica e fisica moderna I concetti e le leggi 0 Domande e problemi Test VeRSo L esame PDF PDF PDF PDF PDF La FIsIca NucLEarE I nuclei degli atomi PROBLEMA MODELLO All interno del nucleo di elio Le forze nucleari e l energia di legame dei nuclei Il nucleo di Litio La radioattività La legge del decadimento radioattivo PROBLEMA MODELLO Dal polonio al piombo L interazione debole 0 Le grandezze dosimetriche La medicina nucleare 00 La teragnostica 0 Le reazioni nucleari esoenergetiche 0 La fissione nucleare 0 PROBLEMA MODELLO Energia dalla fissione nucleare 0 Le centrali nucleari 0 La fusione nucleare 0 PROBLEMA MODELLO La fusione nucleare nel Sole I concetti e le leggi Domande e problemi Test VeRSo L esame PROBLEMA MODELLO Un lavoro sicuro? PDF PDF PDF VI

5 LE FrONTIErE DELLa FIsIca E LO stato solido Le frontiere I legami chimici nelle molecole e nei cristalli PROBLEMA MODELLO L energia di una molecola Le bande di energia nei solidi cristallini I semiconduttori Quanti elettroni saltano nella banda di conduzione? PROBLEMA MODELLO Densità di portatori di carica Il diodo a semiconduttore I transistor I concetti e le leggi Domande e problemi Test VeRSo L esame ParTIcELLE ELEMENTarI E BOsONE DI higgs L inizio della fisica delle particelle: il positone e il muone I neutrini Le particelle nucleari instabili 0 Il linac e il ciclotrone Le particelle-materia fondamentali Le forze elettromagnetica e forte 0 Tre forze e tre famiglie 0 di particelle-materia La forza debole neutra e la forza gravitazionale Il Modello standard Particelle, campi e pacchetti d onda 0 rottura della simmetria elettrodebole L accoppiamento e i raggi d azione delle tre forze L unificazione elettro-forte 0 I concetti e le leggi Domande e problemi Test PROBLEMA MODELLO Nuove particelle Elettrone contro protone PROBLEMA MODELLO Particella contro antiparticella PDF PDF PDF PDF PDF BIg BaNg E cosmogenesi I metodi in astrofisica 00 L espansione dell universo 0 Il modello del Big Bang 0 La radiazione cosmica di fondo 0 Energia oscura e materia oscura Il primo microsecondo di vita dell universo Il lungo cammino verso l unificazione sguardo d insieme all unificazione elettroforte 0 La forza gravitazionale e la decima unificazione 0 Le grandezze di Planck unificazioni globali: nuove proprietà dello spazio e multiverso Estensioni e unificazioni dei modelli e delle teorie Le costanti fisiche 0 Visione scientifica del mondo e realtà Domande e problemi Test PROBLEMA MODELLO Quant è lontana la galassia a spirale Ma? Un orologio a energia termica PROBLEMA MODELLO Un mediatore o l altro? PROBLEMA MODELLO La forza di Planck PDF PDF PDF PDF PDF 00 PDF 0 PDF NELL EBOOK: per ripassare IN MINUTI, un riassunto veloce di leggi e grandezze in italiano e in inglese; IN LABORATORIO: esperimenti di laboratorio filmati, per vedere da vicino come si fanno le misure e come si interpretano gli esperimenti; ESPERIMENTI VIRTUALI, da usare sul computer, per fare esperimenti simulando in modo interattivo i fenomeni; ANIMAZIONI (0 minuti), per esempio La legge di Lenz; FORMULE e DOMANDE E RISPOSTE IN INGLESE, per parlare di fisica con persone da tutto il mondo; MAPPE INTERATTIVE, per ripassare, con domande e risposte per l interrogazione. VII