^^<<>>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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.