Indice

PRESENTAZIONE
PREMESSA
INTRODUZIONE
  • CAPITOLO 1
    LA RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA
    1. I fenomeni naturali
    2. Magnetismo ed elettricita'
    3. Gli esperimenti di Faraday e di Oersted
    4. L'elettricita' produce magnetismo
    5. La luce
    6. La spettroscopia
    7. La trasmissione della radiazione elettromagnetica
    8. Max Planck
    9. La luce bianca e i colori
    10. La luce attraverso il cosmo
    11. La radioastronomia
  • CAPITOLO 2
    IL LIVELLO SUBATOMICO
    1. I raggi catodici e i raggi X
    2. Il primo modello atomico
    3. La radioattivita' naturale
    4. Il modello atomico di Rutherford
    5. Considerazioni sui modelli
    6. Niels Bohr
    7. La coesione nella materia
    8. Il nucleo atomico
    9. Il numero atomico e la massa atomica
    10. Il difetto di massa e l'equivalenza massa-energia
    11. Il principio di esclusione di Pauli
    12. Fermioni e bosoni. Lo spin delle particelle
    13. Le stelle di neutroni
  • CAPITOLO 3
    FENOMENI DI NATURA QUANTISTICA
    1. I fenomeni quantistici
    2. L'effetto fotoelettrico
    3. L'effetto Compton
    4. L'emissione di radiazione laser
  • CAPITOLO 4
    LA QUANTOMECCANICA
    1. La nuova fisica
    2. Onde di probabilita'
    3. Nubi elettroniche
    4. Il principio di indeterminazione
    5. Il gatto di Schrödinger
    6. La costante di Planck
    7. La materia e l'antimateria
  • CAPITOLO 5
    LA RELATIVITA' RISTRETTA
    1. Il principio di relativita' di Galileo
    2. La propagazione delle onde sonore
    3. La teoria dell'etere
    4. "c" come velocita' assoluta
    5. La dilatazione del tempo
    6. Il decadimento del muone
    7. L'incremento relativistico della massa
  • LA RELATIVITA' GENERALE
    1. Il principio di covarianza generale
    2. Masse inerziali e masse gravitazionali
    3. Velocita' relativa e accelerazione assoluta
    4. Il postulato generale della relativita'
    5. Il campo gravitazionale curva la luce
    6. Il telescopio spaziale Hubble
    7. La geometria della relativita' generale
    8. L'incremento relativistico della massa
    9. Variabilita' della luce in un campo gravitazionale
    10. Il redshift cosmologico
    11. Il redshift gravitazionale
    12. Il campo gravitazionale e l'accelerazione rallentano il tempo
    13. Il paradosso dei gemelli
  • CAPITOLO 6
    LE PARTICELLE
    1. I tempi delle particelle
    2. Il tempo di dimezzamento
    3. La fisica dell'infinitamente piccolo
    4. Il contributo italiano alla fisica nucleare
    5. I rivelatori di particelle
    6. I raggi cosmici
    7. Il decadimento beta e il neutrino
    8. La particella piu' piccola
    9. Attraverso lo specchio
    10. La violazione della parita'
    11. Il futuro dell'universo
    12. I quark
  • CAPITOLO 7
    LE FORZE FONDAMENTALI
    1. Le forze fondamentali della natura
    2. La forza gravitazionale universale
    3. La legge di Galilei
    4. La massa newtoniana e la massa galileiana
    5. Massa e peso
    6. La forza nucleare o forza forte
    7. La forza debole
    8. Scambio di particelle
    9. L'azione della forza forte e della forza debole
    10. La scoperta di Carlo Rubbia
    11. L'antigravita'
  • CAPITOLO 8
    STELLE GALASSIE BUCHI NERI BIG BANG
    1. La polvere cosmica e le nebulose
    2. La nascita delle stelle
    3. La Via Lattea
    4. Stelle multiple e stelle variabili
    5. Classificazione delle stelle
    6. Novae e supernovae
    7. La luce bloccata
    8. La materia e lo spazio vuoto
    9. L'esistenza dei buchi neri
    10. La legge di Hubble
    11. I modelli di Friedmann
    12. I quasar
    13. Il redshift dei quasar
CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE
GLOSSARIO
BIBLIOGRAFIA
INDICE ANALITICO

Presentazione

Premessa


Rappresentazione schematica di un atomo di elio in scala del tutto arbitraria.
Nel dettaglio ingrandito, il nucleo e' formato con particelle in moto a velocita' relativistiche, cioe' comparabili con la velocita' della luce.
I due elettroni non perdono energia nel percorrere le loro traiettorie e la scia e' una finzione grafica.
Il principio di esclusione assicura che i due elettroni non potranno mai trovarsi in una identica posizione possedendo contemporaneamente la stessa velocita' entro i limiti imposti dal principio di indeterminazione.
Nella figura gli elettroni percorrono orbite meccaniche in verde e la struttura del nucleo e' stata amplificata indicando protoni in rosso e neutroni in azzurro.
Il campo gravitazionale generato dalla massa centrale, che curva lo spazio circostante,
e' un esempio di campo tensionale, anche se nella figura, che e' tridimensionale,
sono rappresentati dei vettori.
La spettroscopia aiuta a comprendere la composizione delle stelle e degli oggetti celesti.
Ad esempio, la stella doppia ad eclisse denominata dagli astronomi Beta Lyrae, a mille anni luce dalla Terra, e' un sistema binario costituita da una stella biancoazzurra piu' grande e da una stella biancogialla piu' piccola.
Entrambe hanno massa superiore a quella del del Sole e ruotano intorno ad un comune baricentro.
La fortissima gravita' che i due corpi esercitano reciprocamente, essendo distanti solo 50 milioni di chilometri, ha trasformato le sfere in ellissoidi per un effetto di marea.
Nel piano centrale si sviluppano due enormi ponti di materia gassosa, che fuoriescono da ciascuna stella attirati l'una verso l'altra.
Le due stelle sono circondate da una grandissima spirale rossa di gas luminoso, costituito da idrogeno ionizzato che, con volute sempre piu' ampie, si disperde nello spazio per centinaia di milioni di chilometri per effetto della forza centrifuga.
Nell'effetto fotoelettrico i fotoni si comportano come particelle di luce (in celeste).
Quando essi colpiscono la superficie di un metallo come lo zinco, gli elettroni superficiali degli atomi di zinco (in viola) vengono eccitati, e se l'energia loro trasmessa e' adeguata, possono assumerne in quantita' sufficiente a sfuggire dal metallo.
Il flusso di elettroni liberati (in verde) produce elettricita' che puo' far muovere l'ago di un esposimetro o far aprire le porte di un supermercato (cellule fotoelettriche).

Rappresentazione schematica di uno sciame di particelle generato dalla collisione di un raggio cosmico primario, ad esempio un protone relativistico che si scontra con un protone dell'alta atmosfera.
Le particelle decadendo producono altre particelle oppure si scontrano con le particelle della bassa atmosfera.
Molte particelle non raggiungono il suolo, altre come i muoni ed i neutrini rispettivamente penetrano o attraversano il pianeta.

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