^^<<>>Esame di fisica. Indirizzo Scientifico Tecnologico Progetto Brocca. A.S. 2004 tema 1.

Radiazione termica. 2004 tema 1.

Se si scalda l'estremita' di una barra di ferro, si nota che essa emette inizialmente una radiazione termica che e' percepita dalla pelle ma non dagli occhi. Se si continua a far aumentare la temperatura, l'estremita' della barra diventa luminosa; il colore e' prima rosso e poi, aumentando ancora la temperatura, tende al bianco.

1. Analizzare il fenomeno descritto e fornire una spiegazione fisica delle varie fasi che portano dalla iniziale emissione termica a quella luminosa, prima rossa e poi bianca.
2. Collegare il fenomeno descritto alle ricerche riguardanti la curva d'emissione della radiazione elettromagnetica del corpo nero che portarono Planck, nel 1900, a formulare l'ipotesi del quanto di energia. Descrivere il problema affrontato da Planck e la sua ipotesi finale.
3. Descrivere l'evoluzione del concetto di quanto di energia fino ad arrivare al concetto di fotone, introdotto da Einstein, e utilizzato nel 1905 per spiegare l'effetto fotoelettrico e, successivamente, l'effetto Compton. Fornire una spiegazione fisica dei due effetti.
4. Calcolare, in eV e in J, l'energia trasportata da un fotone proveniente da una lampada che emette luce gialla di lunghezza d'onda λ= 600 nm.
5. Una piccola lastra di rame, di massa m = 20 g e calore specifico c = 0,092 kcal/(kg*°C), aumenta la sua temperatura di 2 °C perche' investita dalla radiazione infrarossa proveniente da una stufa. Sapendo che la frequenza della radiazione e'  υ= 3*10¹³ Hz, calcolare il numero dei fotoni che hanno interagito con il rame provocandone il riscaldamento.