LA FISICA  
NELLA  
SCUOLA  

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Elio Fabri Presentazione (R. Govoni)   Premessa  Lezione 1 Introduzione Relatività e scuola secondaria Tempo solare e tempo siderale Non uniformità della rotazione terrestre La soriella di Zanzibar Gli orologi al quarzo Il tempo delle effemeridi e il tempo atomico Effetti relativistici in astronomia Discussione Problemi e discussione Lezione 2 Gli orologi atomici Virtù degli orologi atomici Orologi come strumenti fisici Il tempo assoluto La matematizzazione del tempo Lo spazio assoluto Le unità di lunghezza Spazio e geometria euclidea Un indizio trascurato La deflessione della luce Nota didattica Problemi Risposte Lezione 3 Sistemi di riferimento Riferimenti in moto relativo Esempi di riferimenti Mandiamo in pensione gli "osservatori" Il principio d'inerzia Il principio di relatività Composizione e indipendenza dei movimenti Discussione Ruolo del laboratorio Le frontiere della ricerca Problemi e discussione Lezione 4 Come e perché il moto dei proiettili L'accelerazione è sempre costante! Cambiamo riferimento Il moto dei proiettili e la relatività Galileo e il PR Il PR vale solo per la meccanica? Che cosa ha detto Einstein? A che punto si può parlare del PR? Ma Einstein come ci arriva? Basi sperimentali del PR Il Global Positioning System Il paradosso del condensatore Problemi Risposte Lezione 5 Il principio di equivalenza Si può chiedere perché? Illustrazioni sperimentali Riferimenti in caduta libera Il problema del palloncino Verifiche storiche del PE Problemi Risposte Lezione 6 Le verifiche moderne del PE Gli esperimenti di Eötvös Gli esperimenti di Dicke e Braginskij I laser sulla Luna La "quinta forza" PE debole e PE forte Il nuovo paradigma Problemi Risposte Lezione 7 La deflessione gravitazionale "in grande" Lenti gravitazionali Le verifiche "classiche" della RG Nota didattica Problemi Risposte Lezione 8 L'esperimento di Hafele e Keating Discussione dell'esperimento Ma il ritardo è genuino? La marcia di un orologio non dipende dal suo moto Ma gli orologi non sono in riferimenti inerziali! Il tempo assoluto non esiste L'orologio a luce Il tempo proprio Tempo proprio e geometria dello spazio-tempo Diagrammi spazio-temporali Parentesi sulle trasformazioni di Lorentz Tempo proprio in un moto qualunque Il tempo proprio come "lunghezza" nello spazio-tempo Il paradosso dei gemelli Da Newton ad Einstein: breve commento Problemi Discussione dei problemi Lezione 9 Spiegazione dell'esperimento H-K Vita media dei muoni in un anello di accumulazione È davvero difficile la geometria dello spazio-tempo? Muoni dai raggi cosmici L'esperimento di Briatore e Leschiutta La realtà è diversa dalla sua rappresentazione Esperimento B-L e redshift gravitazionale Lo spazio-tempo è curvo Problemi Risposte Lezione 10 Redshift e GPS Forze di marea e curvatura dello spazio-tempo Le forze di marea sono la causa delle maree Le maree reali sono complicate Maree e curvatura Come misurare la curvatura La deviazione delle geodetiche Deviazione delle geodetiche nello spazio-tempo Curvatura dello spazio-tempo attorno alla Terra Curvatura e B-L Problemi Risposte Riassumendo e guardando avanti Lezione 11 Premessa I principi della dinamica relativistica Il terzo principio La simultaneità è relativa Come salvare la conservazione della quantità di moto La legge dell'angolo retto... ...non vale in relatività Quantità di moto e velocità limite Problemi Risposte Lezione 12 L'impulso relativistico L'impulso relativistico e il secondo principio L'energia Proprietà dell'energia relativistica Considerazioni didattiche Dimostrazione della (12-3) Problemi Risposte Lezione 13 L'inerzia dell'energia Un esperimento con i proiettili Un esperimento con la radiazione La massa non si conserva negli urti anelastici Qualche obiezione Significato di E = Mc2 La pressione di radiazione Problemi Risposte Lezione 14 La cosiddetta "massa relativistica": prima parte La formula più citata e meno capita di tutta la fisica La cosiddetta "massa relativistica": seconda parte La massa relativistica: un errore didattico Un esempio: il decadimento del K0 Che cosa vuol dire "conservazione della massa"? La massa non è additiva Esempio di una reazione chimica La massa relativistica nel decadimento del K0 La "trasformazione di massa in energia" Problemi Risposte Lezione 15 L'Universo: dati di osservazione La scala delle distanze: la parallasse La distanza ricavata dalla luminosità Variabili regolari e novæ Le galassie lontane La massa delle galassie e la densità di materia La massa mancante La legge di Hubble La costante di Hubble Unità di misura e valore di H Relatività dell'effetto di espansione Problemi Risposte Lezione 16 I modelli cosmologici Il principio cosmologico Il problema del tempo Il modello di universo a curvatura costante Digressioe sugli spazi a curvatura costante Le coordinate comoventi Cinematica e dinamica cosmologica Il redshift cosmologico Redshift ed espansione La legge di Hubble come approssimazione Significato cosmologico di H, il problema dell'estrapolazione Due obiezioni Problemi Risposte Lezione 17 La dinamica cosmologica Le equazioni di evoluzione Il problema della singolarità iniziale Evoluzione della densità di materia La radiazione elettromagnetica cosmica La scoperta della radiazione di fondo Universo aperto o chiuso? Il futuro dell'Universo Cose non dette e problemi aperti Problemi Risposte Conclusione Appendice 1: dialogo sulla massa relativistica Appendice 2: Costanti e grandezze utili Appendice 3: Una sperimentazione di relatività

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