martedì 30 aprile 2013

CARNEVALE DELLA FISICA #42: PERSONAGGI E SCOPERTE DELLA FISICA MODERNA


"È impossibile intrappolare la fisica moderna facendole predire una qualunque cosa con determinismo perfetto, perché tratta con le probabilità fin dall'inizio." Sir Arthur Eddington



Benvenuti alla 42° edizione del Carnevale della Fisica!
È passato esattamente un anno dall'edizione n.30, ospitata sempre qui, dedicata allo spazio.
Il tema della presente edizione è invece "Personaggi e scoperte della Fisica moderna, da Planck e Einstein all'LHC".
È facile notare come sia una tematica ad ampio respiro, ricca di sfaccettature da analizzare.
La storia della Fisica moderna incomincia assieme all'inizio di un nuovo secolo: nel 1900.
Che diavolo è accaduto nel 1900?
Beh, tante cose: Sigmund Freud pubblicò l'imponente opera L'interpretazione dei sogni, Lyman Frank Baum diede alle stampe il famoso romanzo Il meraviglioso mago di Oz, nacque il grande compositore di colonne sonore Alfred Newman, morì Eugenio Beltrami, il matematico della pseudosfera, e molto, moltissimo altro ancora.



Tuttavia, nessuno di questi importanti avvenimenti fu tanto significativo quanto ciò che fece il fisico tedesco Max Planck nel medesimo anno.
Planck aprì la strada alla più importante diramazione della Fisica moderna, assieme alla Relatività Generale: la Meccanica Quantistica.
Cercherò di tracciare (a mo' di introduzione al Carnevale), per quanto possibile, una breve storia della Fisica moderna (non aspettatevi quindi che sia esaustiva; spero solo che risulti interessante e piacevole).
Come vedrete, ho maggiormente focalizzato l'attenzione sull'incipit della storia, la nascita della Fisica moderna, per poi proseguire un po' più rapidamente (altrimenti l'introduzione non finisce più!) verso il resto della lunga storia.

giovedì 25 aprile 2013

CARNEVALE DELLA FISICA N.42: 2° E ULTIMA CALL FOR PAPERS

Mancano soltanto 5 giorni all'appuntamento con l'edizione n.42 del Carnevale della Fisica, che verrà ospitata su questo blog.

La tematica portante è, vi ricordo, "Personaggi e scoperte della Fisica moderna, da Planck e Einstein all'LHC".
Ricordo pure che tale tematica non è assolutamente vincolante: sono graditissimi, come sempre, anche contributi fuori tema, a patto che abbiano comunque attinenze con la Fisica.

martedì 23 aprile 2013

IL PRINCIPE DEI QUANTI: LOUIS DE BROGLIE

La prima metà del XX secolo è stata indubbiamente, almeno per quanto concerne la Fisica, l'epoca della relatività e dei quanti.
Una sfilza di personalità geniali (Bohr, Heisenberg, Schrödinger, Planck, ecc.) e di sensazionali scoperte nell'ambito della teoria quantistica si è susseguita.
Fra questi fondamentali personaggi, tuttavia, va annoverato sicuramente anche quello (meno conosciuto al grande pubblico) di Louis de Broglie.




















Andremo pertanto a tracciare una biografia di questo importante fisico francese e a parlare dei suoi fondamentali contributi allo sviluppo della teoria dei quanti.

giovedì 18 aprile 2013

LA CATALISI E LA SUA STORIA

Velocità!



Asserire che la velocità è un concetto importantissimo in Fisica sarebbe veramente riduttivo.
Anche in campo musicale la velocità rappresenta qualcosa di decisamente rilevante, dato che la velocità di esecuzione può fornire cambiamenti significativi ad un brano.
Ad esempio, ascoltate quanta differenza sussiste tra queste 2 splendide interpretazioni della famosa canzone Fly me to the moon:





La prima versione, cantata da Brenda Lee, è una vera e propria ballad, mentre la seconda (più famosa), interpretata da Frank Sinatra, è decisamente più ritmata e swing!
E cosa possiamo dire invece della velocità per quanto concerne la Chimica?
Pure in tal ambito la velocità designa un concetto fondamentale, tanto che esiste persino un ramo specifico chiamato cinetica chimica!
Essa si occupa di studiare la velocità con cui avviene una reazione chimica e i vari fattori in grado di influenzarla.
D'altronde, le reazioni chimiche non procedono tutte con la medesima velocità.
Un'esplosione, ad esempio, è una reazione rapidissima in quanto si verifica in una frazione di secondo.
E a proposito di esplosioni, riporto questo simpaticissimo video relativo alle disavventure di Willy il Coyote:



Ma vanno annoverate ovviamente anche le reazioni più lente, come la maturazione di ortaggi e frutti, la quale richiede qualche giorno, oppure la formazione della ruggine, che può richiedere addirittura qualche mese.














Ma cos'è esattamente la velocità di una reazione chimica?
Se in meccanica classica la velocità media di un corpo in moto è definita come:




cioè il rapporto tra la variazione della posizione (lo spostamento) e l'intervallo di tempo in cui essa è avvenuta, in Chimica la velocità media di una reazione viene definita come:




In poche parole, trattasi del rapporto tra la variazione di concentrazione di una sostanza e l'intervallo di tempo in cui tale variazione si verifica.
Specificando meglio, la velocità di reazione esprime la diminuzione nel tempo della concentrazione di un reagente, oppure l'aumento nel tempo della concentrazione di un prodotto (di reazione).
Ma cos'è nello specifico la concentrazione?
Semplice: data una miscela chimica, la concentrazione di un componente nella miscela non è altro che il rapporto tra la quantità del componente prescelto e la quantità totale di tutti i componenti della miscela (compreso quello considerato).
Per fare un esempio banale, in un bicchiere d'acqua e zucchero la concentrazione dello zucchero (rappresentante ciò che viene chiamato soluto) è il rapporto tra la quantità di zucchero presente e la quantità totale della soluzione, formata da zucchero + acqua (il solvente).
A proposito di concentrazioni, vi consiglio di visionare il seguente video:



Come abbiamo detto all'inizio, la cinetica chimica si occupa di studiare non solo la velocità delle reazioni, ma pure i fattori che influiscono su di essa.
Quali sono questi fattori?
Ve ne sono 5 fondamentali:

1) natura delle sostanze reagenti;
2) temperatura;
3) concentrazione dei reagenti;
4) superficie di contatto;
5) presenza di catalizzatori.

E proprio su questi ultimi focalizzeremo la nostra attenzione in questo post.

venerdì 5 aprile 2013

LIMITI LOGARITMICI E ASINTOTI OBLIQUI

Questo post è una risposta diretta ai quesiti presenti nel post "Limiti logaritmici" di Gianluigi Filippelli, sul blog Dropsea.
Gianluigi propone la seguente funzione di natura logaritmica:



e chiede di risolvere 2 esercizi in merito ad essa:

1) trovare n naturale tale che

 


esiste ed è finito.

2) mostrare che, per trovare l'asintoto obliquo si possono utilizzare indifferentemente il limite che definisce proprio gli asintoti obliqui, cioè il seguente:




e questo particolare limite:




dove f'(x) indica la derivata prima della funzione.

Proviamo allora a risolvere questi 2 interessanti esercizi, che ci danno occasione di sfruttare alcuni concetti di analisi matematica già descritti in questo blog.

lunedì 1 aprile 2013

CARNEVALE DELLA FISICA N.42: 1° CALL FOR PAPERS

Da un paio di giorni è uscito il Carnevale della Fisica n.41, sul blog Il poliedrico di Umberto Genovese, a cui hanno preso parte 10 bloggers per un totale di 20 contributi.
Ora, come vi avevo anticipato qui, il testimone passa al sottoscritto!
Il 30 aprile, infatti, il blog Scienza e Musica ospiterà il Carnevale della Fisica n.42 con la seguente tematica portante (come sempre non vincolante): "Personaggi e scoperte della Fisica moderna, da Planck e Einstein all'LHC".
Un tema veramente molto ampio, che spero catturi il vostro interesse.