della vita Attività 2

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1 PIANO NAZIONALE LAUREE SCIENTIFICHE (PNLS1) la scienza per una migliore qualità della vita Attività 2

2 Attività 2 - Laboratorio PLS di Fisica dei Materiali DESCRIZIONE DELL'ATTIVITÀ Nome Attività / Titolo: Laboratorio PLS di Fisica dei Materiali Anno scolastico/accademico: 2010/2011 Referente / Responsabile attività: MASOERO Aldo : aldo.masoero@mfn.unipmn.it Collegamento con altre discipline: Fisica, Matematica 19/11/2010 pnls1 sdm 2

3 Parole chiave: superconduttività, levitazione, transizione Descrizione sintetica: Lo studio delle proprietà chimico-fisiche è un importante aspetto della scienza dei materiali perché collega la fase di progettazione di un oggetto o di una sostanza a quella di caratterizzazione, al fine di migliorarne qualità e prestazioni. 19/11/2010 pnls1 sdm 3

4 Il Laboratorio PLS1 proposto introduce alcuni esperimenti che riguardano la caratterizzazione fisica di un materiale superconduttore ad alta Tc. Lo studente viene introdotto all'esperimento con brevi nozioni di diamagnetismo e sulle proprietà elettriche del superconduttore fornite dal docente in aula. La prova sperimentale riguarda il rilievo della caratteristica di transizione R vs. T tra le fasi normale e superconduttiva di un superconduttore ad alta Tc. 19/11/2010 pnls1 sdm 4

5 Viene poi proposto lo svolgimento di un test semplice di superconduttività in pochi grammi di materiale, utilizzante un sistema a pendolo meccanico per la verifica del diamagnetismo. Allo studente viene infine mostrato in laboratorio il fenomeno della levitazione magnetica in campo magnetico di un superconduttore ad alta temperatura critica raffreddato alla temperatura dell'azoto liquido. 19/11/2010 pnls1 sdm 5

6 Una parte del Laboratorio di fisica dei materiali riguarda le prove meccaniche di trazione su materiali polimerici. Per diversi polimeri a differente orientazione delle catene molecolari sono determinate su macchina INSTRON (10 KN) il modulo elastico, il carico di snervamento e l'energia a rottura. Lo studente assistito dai docenti redigerà in gruppo un poster con i risultati, il migliore sarà premiato al termine del ciclo. 19/11/2010 pnls1 sdm 6

7 Tipologia attività laboratorio PLS se altro: Classi coinvolte: secondarie di secondo grado se si è scelto secondaria di secondo grado: classi 3 a, classe 4 a, classe 5 a Stima numero studenti coinvolti: 80 Stima numero insegnanti coinvolti: 4 Numero studenti coinvolti: - Numero insegnanti coinvolti: - 19/11/2010 pnls1 sdm 7

8 Note sull'attività: L'attività precedentemente svolta nel PLS2 riguardava la sola realizzazione dell'esperimento di levitazione. Nel nuovo Piano PLS1 vengono introdotti altri 2 esperimenti in laboratorio che hanno lo scopo di interessare e coinvolgere maggiormente lo studente sulle proprietà superconduttive dei materiali. Un primo esperimento riguarda la misura della caratteristica V-I di un superconduttore ad alta Tc durante la transizione resistiva. 19/11/2010 pnls1 sdm 8

9 Un secondo esperimento riguarda un metodo pratico di verifica delle proprietà superconduttive di pochi grammi di materiale. Riguardo all'esperimento di levitazione è prevista in questo piano la realizzazione di un sistema levitante ad elevata forza di sollevamento con nuovi superconduttori YBCO e linea di magneti al Ne-Fe-B lunga 1 m, e /o eventuale sistema di lancio. 19/11/2010 pnls1 sdm 9

10 Inserimento laboratorio PLS: Laboratorio già progettato e realizzato nel PLS precedente? No Obiettivi del laboratorio: Il Laboratorio è stato progettato e realizzato solo parzialmente nel PLS precedente. La parte nuova riguarda la esecuzione della misura caratteristica di transizione superconduttiva R vs T di un superconduttore ad alta Tc. 19/11/2010 pnls1 sdm 10

11 L'obiettivo del laboratorio è quello di trasferire agli studenti attraverso la sperimentazione e l'osservazione di fenomeni quali la levitazione magnetica competenze sulle proprietà elettriche e magnetiche di materiali superconduttori. 19/11/2010 pnls1 sdm 11

12 Modalità di verifica del raggiungimento degli obiettivi da parte di ciascuno studente: Numero previsto di ore per lo studente in presenza di docenti della scuola, dell'università, altri esperti: N /11/2010 pnls1 sdm 12

13 Note: La partecipazione al laboratorio PLS implica da parte dello studente una presenza attiva agli esperimenti per un tempo minimo di 8 ore complessive, 4 ore per ciascuno dei 2 esperimenti di superconduttività e di prove meccaniche su polimeri. 19/11/2010 pnls1 sdm 13

14 Numero di ore dedicate agli incontri congiunti università- scuola per la progettazione del laboratorio: - 19/11/2010 pnls1 sdm 14

15 Modalità di documentazione del laboratorio: - Numero di gruppi con modalità differenziate di realizzazione: - 19/11/2010 pnls1 sdm 15

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