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Fisica. Meccanica Quantistica

Lezioni di Matematica e Fisica dal MIT

23 Ott. 2009 | categoria Analisi, Einstein, Elettrostatica, Fisica, Fisica Nucleare, Matematica, Meccanica Quantistica, curve, energia, meccanica, ottica | Leggi tutto | Nessun commento

mitMateriali didattici on line a disposizione di tutti: sono i cosiddetti “open content”. Realizzati in questo caso dal prestigiosissimo MIT (Massachusetts Institute of Technology) statunitense.

Ci sono capitata perché spiegherò in classe la statica dei fluidi in Inglese, all’interno di un percorso interdisciplinare che prevede anche il compito in classe in Lingua. Ho trovato i testi nella sezione dedicata agli insegnanti insieme a materiale video delle lezioni vere e proprie (le farò vedere come esercizio di consolidamento dopo le mie spiegazioni).

Già che c’ero ho dato un’occhiata anche alla sezione di Matematica, intitolata “Calculus” e ho trovato – ad esempio – una semplice Applet Java che traccia il grafico di una funzione a partire dalla formula e che permette di seguire un punto in giallo lungo di esso (facile e intuitivo) o un’altra sull’interpretazione geometrica della derivata che man mano che ci si muove sul grafico della funzione, traccia anche il grafico della rispettiva derivata.

Per tornare alla Fisica, le risorse sono molte, guardate qui quanti video di lezioni si possono scaricare…

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Applet Java di Matematica e Fisica

14 Ott. 2009 | categoria Algebra, Analisi, Astronomia, Einstein, Elettrostatica, Fisica, Fisica Nucleare, Informatica, Matematica, Meccanica Quantistica, Trigonometria, astrofisica, curve, energia, geometria, iperspazio, numeri, ottica | Leggi tutto | 1 commento

Ho trovato in rete due pagine utilissime che hanno il pregio di racchiudere tante animazioni in Java interattive da sfruttare in classe. Alcune le conoscevo già, però averle tutte a disposizione in una pagina sola è molto più comodo! Le pagine web sono a cura del prof. Walter Fendt (tradotto dal Tedesco dal  Dr. Carlo Sansotta).

Ce n’è per tutti: dalla geometria piana alla trigonometria all’Analisi, numeri complessi e geometria sferica inclusi, per quanto riguarda la Matematica. In Fisica si spazia dalla Meccanica fino alla Fisica Nucleare. Insomma, è molto più facile far vedere in due secondi che cosa succede a un filo percorso da corrente immerso in un campo magnetico (con l’applet “Forza di Lorentz”) piuttosto che spiegarlo alla lavagna con dieci disegnini (fatti male, nel mio caso!): chiudi l’interrutore e il filo si sposa “così”, inverti i poli del magnete o il verso della corrente e il filo si sposta dall’altra parte! Dieci minuti di spiegazione risparmiata! Almeno, per me è così… anche se poi è importante saper descrivere con le parole precise quello che accade nell’esperimento, io credo che il primo passo nella comprensione si possa fare con questo aiuto “multimediale”.
:-)
Non ho trovato l’applet che lega il moto armonico al moto circolare uniforme (anche questa molto utile): la trovate a questo indirizzo.

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Teletrasporto

1 Lug. 2009 | categoria Fisica, Informatica, Meccanica Quantistica, nuove tecnologie | Leggi tutto | 3 commenti

Ho avuto la fortuna di assistere al primo teletrasporto della storia. Era il 1997 e stavo frequentando a Trieste il Master in Comunicazione della Scienza della Sissa, quando arrivò la notizia degli esperimenti di Francesco De Martini dell’Università La Sapienza di Roma e Anton Zeilinger dell’Università di Vienna. Fu un momento incredibile: gli scienziati erano risusciti a trasportare informazione fra fotoni istantaneamente!!

Tutto si basa sul fenomeno di entanglement, teorizzato già nel 1935 da Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen (autori dell’omonimo paradosso, chiamato con le loro iniziali EPR) che consiste in una specie di “legame” o telepatia fra oggetti quantistici anche lontanissimi fra loro, nati come “gemelli”. Ad esempio, se due fotoni all’inizio sono stati emessi con determinare caratteristiche (come una determinata fase e stato quantistico, il cosiddetto “stato di correlazione quantistica”), allora anche se dopo saranno separati, manterranno una sorta di legame indipendente dalla distanza: se si misurerà lo stato del primo, immediatamente sarà noto lo stato del secondo.
aczelIl fatto che un’informazione sia istantanea è stranissimo, perché sembra contraddire l’ipotesi di Einstein che nessun messaggio può viaggiare a velocità maggiori della luce. C’è un libro molto interessante che ho letto qualche anno fa, ma che spiega nei particolari questo fenomeno, è di Amir D. Aczel (autore anche del “Taccuino segreto di Cartesio”) e si intitola appunto “Entanglement”.
E per tirare fuori dal mio cassetto un altro ricordo personale, quando ero studentessa ebbi la fortuna di assistere a un seminario al Dipartimento di Matematica dell’Università di Milano, tenuto da Roger Penrose in persona. E mi ricordo che quando parlava di entanglement, aveva fatto un esempio bello e chiaro: se ad esempio qui da noi suonasse un campanello “ring the bell” allora avremmo la certezza che il suo campanello gemello sta suonando nello stesso istante, da qualche parte lontanissima nell’universo! Penrose parla di entanglement anche nel suo ultimo librone-summa “La strada che porta alla realtà”.

Dal 1997 si sono fatti altri passi sperimentali, non ultimo quello riportato sulla rivista Science a gennaio, dei ricercatori del Joint Quantum Institute e delle università del Maryland e del Michigan, che hanno ottenuto, per la prima volta, il trasferimento di un’informazione tra due atomi distanti un metro e isolati in trappole ad alto vuoto.
L’applicazione principale di questo fenomeno è la realizzazione di computer quantistici, che lo sfruttano per trasmettere l’informazione in maniera molto più veloce di quelli attuali. Staremo a vedere…

Vi segnalo un articolo sulla differenza fra scienza e fantascienza del teletrasporto, a cura del Cicap.

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L’esperimento delle due fenditure

5 Mag. 2009 | categoria Fisica, Meccanica Quantistica | Leggi tutto | Nessun commento

Oggi vi segnalo quattro minuti e 52 secondi di spiegazione. Sono entusiasta di questo filmato, è una esposizione chiara e semplice di fatti oscuri e difficili. Fatti sperimentali che hanno creato problemi a generazioni di fisici, perché vanno contro la logica comune: mostrano come un elettrone si comporti a volte come un’onda e a volte come una particella! Uno dei tanti aspetti incredibili del mondo dei quanti…

Ascoltiamo il Doctor Quantum parlarci in Inglese (ma è sottotitolato in Italiano, anche se consiglio magari la seconda volta di ascoltarlo e basta, così si impara anche un po’ di linguaggio tecnico!) e osserviamo le belle animazioni (le onde sono fantastiche viste dall’alto!) e dopo questi 5 minuti saremo di sicuro ancora più interessati a questo strano mondo!

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