laboratorio elettra

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Author: foster

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Laboratorio Elettra. CONCETTI FONDAMENTALI. PRESENTAZIONE LABORATORIO ELETTRA. ATOMO. FORZE. CAMPI. INTERAZIONI TRA MASSE. PRINCIPI DELLA DINAMICA. I MOTI. ESPERIMENTO. INDIETRO. elettroni. nucleo. Atomi. L’atomo è la più piccola parte di un elemento. Entrambi presenti nel nucleo. - PowerPoint PPT Presentation

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  • ATOMOINTERAZIONI TRA MASSECAMPIFORZEESPERIMENTOINDIETROI MOTIPRINCIPI DELLA DINAMICA

  • Latomo la pi piccola parte di un elementoElettroni (negativi)Entrambi presenti nel nucleoLe particelle principalmente utilizzate negli acceleratori sono gli elettroni e i positroni (anti-elettroni)Protoni (positivi)Neutroni (neutri)disposti intorno al nucleo secondo livelli energeticiAVANTI

  • Per trasportare un elettrone da un guscio ad un altro, bisogna dargli una quantit di energia.Dopo lelettrone tender a ritornare nella sua posizione iniziale. Quando torner ceder energia.Questa energia unenergia luminosa (radiazione)E = h * n Dove h una costante (detta di Plank) e n la frequenzaANIMAZIONEAPPROFONDIMENTO SULLA FREQUENZAINDIETRO

  • INDIETRO

  • Ogni radiazione ha una frequenza e una lunghezza donda particolariLa frequenza come grandezza fisica corrisponde allinverso del tempon = 1/TPeriodo = tempo che il pendolo (o un fenomeno che si ripete con le stesse caratteristiche) impiega a compiere unoscillazione (o a ripetere le stesse caratteristiche). Se impiega 2 sec la frequenza sec-1 mezza oscillazione a sec.LA FREQUENZA INDICA QUANTI EVENTI COMPIUTI AVVENGONO (SI RIPETONO) IN UNUNITA DI TEMPOINDIETROANIMAZIONE

  • INDIETROSTART

  • Teoria del tuttoGUTForza elettrodeboleGeV10210151019INDIETRO

  • elettrici : accelerano le particelle cambiando il modulo;magnetici : accelerano le particelle cambiando la loro direzione.CAMPI ELETTRICICAMPI MAGNETICIAPPROFONDIMENTO SUI CAMPIINDIETRO

  • Il campo la perturbazione di uno spazio circostante una carica/massa.La perturbazione un disturbo che si propaga (influsso che si diffonde nello spazio circostante la sorgente.Il campo un tramite della forza che c tra due oggetti;La velocit di propagazione del campo quella della luce.Campo quella grandezza fisica astratta che in grado di scatenare la reazione ( un intermediario)AVANTI

  • le linee sono punto per punto tangenti al vettore campo;Il numero delle linee deve essere proporzionale allintensit del campo per unit di superficie. (+ sono le linee + intenso il campo)Convenzionalmente:Per la carica positiva le frecce si indicano uscentiPer quella negativa entranti.Se invece abbiamo una massa solo entranti perch le masse possono solo attrarsi, non respingersi. AVANTI

  • Non sono vettori, rappresentano la successione di punti di applicazione del vettore.Pi sono le linee pi intenso il campo.INDIETROCAMPO PIU INTENSO

  • Quando una particella viene sparata con una certa velocit allinterno dal campo elettromagnetica questa viene accelerata e ,se positiva, devier verso il basso, se negativa, verso lalto.+-Nel campo una particella viene accelerata nella direzione delle linee di campo.Cliccare per lanimazioneCliccare per la 2a lanimazioneINDIETROAPPROFONDIMENTO: CONDENSATORE

  • Se una particella carica viene sparata con velocit V allinterno del campo si osserva che la particela segue una traiettoria circolare.Nel campo entrante gira in SENSO ORARIO, in quello uscente in SENSO ANTIORARIO.Cliccare per far partire lanimazioneCliccare per far partire la 2a animazioneAVANTI

  • Magneti naturali (calamite)Campi magnetici generati dal passaggio di corrente in un filo conduttoreESEMPIOINDIETRO

  • I 2 elettrodi sono collegati tramite conduttori al generatore di energiaAllinterno di questo elettromagnete vengono prodottI degli elettroni che successivamente girano seguendo una traiettoria circolareLelettromagnete accelera la particella per leffetto del campo magnetico. Questo prodotto dai fili di rame che si trovano intorno allarmatura pi esterna.Elettrodi Abbiamo disegnato una freccia a doppio senso, poich a seconda che il campo sia entrante o uscente, le particelle possono girare in senso orario o antiorario.INDIETRO

  • Il corpo m1 esercita sul corpo m2 una forza e viceversa.Queste forze sono centrali,infatti la direzione di applicazione costituita dalla retta che congiunge i centri di massa.I due corpi non interagiscono subito. La velocit con cui la massa m influisce sulla massa c la velocit della luce.INDIETRO

  • PROCEDIMENTO:Generatore era carico. Abbiamo pescato con (1) la carica dal generatore e avvicinandolo alla pallina di stagnola, questa stata attratta e dopo il contatto si allontanata.Prima del contatto: polarizzazione: le carche della pallina tendono a spostarsi dalla parte pi vicina a (1).Durante il contatto: si spostano le caricheDopo il contatto: si allontanano perch hanno la stessa carica.SPIEGAZIONEINDIETRO

  • Induzione: si verifica in un corpo neutro quando viene avvicinato un altro corpo carico e nel primo si spostano gli elettroni.Corpo carico : quando ha acquistato o ceduto elettroni.Si usano i metalli perch sono conduttori quindi, avendo lultimo guscio non saturo, tendono a liberare elettroniIl tipo di carica non cambia, sia che sia negativa sia che sia positiva, basta che un corpo sia pi carico dellaltro.Ne- = p+INDIETRO

  • Tutte le linee del campo sono parallele ed E costante.Il condensatore pu accelerare una particella una massa in grado di accelerare unaltra massa.Tra le 2 armature esiste un differenza di potenziale. DVLa differenza di potenziale in grado di accelerare una carica.INDIETRO

  • M.C.U(moto circolare uniforme)M.R.U.(moto rettilineo uniforme)M.R.U.A.(moto rettilineo uniformemente accelerato)INDIETRO

  • Un moto R.U. quando la traiettoria rettilinea e la velocit costante.AVANTIGRAFICI del M.R.U.

  • INDIETRO

  • INDIETRO

  • Un moto R.U.A quando segue una traiettoria rettilinea e la sua velocit cambia uniformemente in modulo. AVANTIGRAFICI del M.R.U.A.

  • 2 Principio della dinamica: Fest = m * aDS = 1/2 a* Dt + V0*DtVf2 - Vi2 = 2aDSINDIETROL = F DS

  • INDIETRO

  • Un moto C.U. quando la traiettoria descrive una circonferenza e la velocit si mantiene costante in modulo, ma la sua direzione (della velocit) varia da punto a punto essendo tangente alla circonferenza.ABCDAVANTI

  • Un corpo che si muove in M.C.U. (es: una pallina attaccata a un filo) quando verr lasciato, seguir un traiettoria tangente dal punto di rilascioANIMAZIONEAVANTI

  • TRAIETTORIA SEGUITAINDIETRO

  • BACKHAB = vettore spostamento DSLaccelerazione tende ad avere la direzione del raggio (verso il centro della circonferenza)PERCHE LACCELERAZIONE TENDE AD AVERE LA DIREZIONE DEL RAGGIO???AVANTI

  • DV se B si avvicina sempre di pi al triangolo AHK tende ad essere sempre pi piccolo.Il triangolo tende a essere perpendicolareIl verso di DV tende ad essere perpendicolare alla tangentePoich laccelerazione un prodotto vettoriale che deriva dalla velocit anche essa tende ad essere perpendicolare alla tangenteQuindi tende ad avere la direzione del raggioINDIETROCliccare per far avvicinare B ad A.

  • VA = VBDV : V = DS : rCoincide con la velocit istantanea della velocit fuori dal limiteAVANTI

  • V costante in modulo quindi il quoziente tra spazio percorso e tempo impiegato a percorrerlo sempre ugualeoPPAASe si muove OP, anche A si muove.Poich A e P si muovono insieme, passa lo stesso tempo quindi rimane invariato.VP > VAPerch il raggio di P maggiore del raggio di ArP = rPPrch uguale per entrambeINDIETRO

  • INDIETRO

  • Se su un corpo agiscono forze equilibrate, il corpo permane in uno stato di inerzia.INDIETRO

  • Se su un corpo agiscono forze non equilibrate, il corpo il corpo si muove con unaccelerazione (variazione di velocit).INDIETRO

  • Ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria.INDIETROANALISI IMMAGINELa validit del 3 principio generale; esso valido in qualsiasi interazione, anche se questa non implica necessariamente contatto (es: gravit)

  • Il cavallo per muoversi deve spingere con i piedi il pavimento con una forza FAB (azione) e il pavimento reagisce con la forza (reazione) FBA.Il cavallo tira la corda con la forza FDA e la corda reagisce sul cavallo con la forza FDA.Infine la corda tira la pietra C con la forza FDC e questa reagisce sulla corda con la forza FCD.INDIETRO

  • CHE COSE ELETTRALA STORIASUDDIVISIONEINDIETRO

  • In questo laboratorio si effettua RICERCA APPLICATA: cio gli esperimenti proposti devono essere finalizzati a qualcosa.Inoltre, ogni esperimento proposto non pu avere fini applicativi bellici.ELETTRA E UN LABORATORIO PER LA PRODUZIONE DI LUCE DI SINCROTRONE DI TERZA GENERAZIONE (UNO DEI MIGLIORI IN CIRCOLAZIONE)INDIETRO

  • IL PROGETTO DI QUESTO LABORATORIO RISALE AGLI ANNI 60, QUANDO ARRIVARONO DEI FINANZIAMENTI DALLA FRANCIA. NEL 86 ARRIVARONO DEI FINANZIAMENTI DALLITALIA, MA LA SUA COSTRUZIONE INIZIO SOLO NEL 1992 E DURO UN ANNO.INDIETRO

  • Questo laboratorio si divide in 3 parti:Gli edifici esterni: sono edifici tecnici come officina meccanica, torri di raffreddamento, trasformatori della sottostazione elettrica, etcArea sperimentale: esterna allanello (che circondato da blocchi di cemento).Qui arriva il prodotto degli elettroni.Sala computer :laboratorio di controllo.AVANTI

  • Lacceleratore diviso in 2 parti:Acceleratore lineare ( L-LINAC )Acceleratore circolareAVANTI

  • L-LINAC SIGNIFICA LINEAR ACCELERETORNEL L-LINAC VENGONO PRODOTTI, DA UN FILAMENTO INCANDESCENTE, GLI ELETTRONI. QUESTI VENGONO ACCELERATI, ATTRAVERSO UNA SERIE DI SCATOLE CON CAMPO ELETTRICO DISPOSTE UNA DOPO LALTRA, FINO AD ARRIVARE QUASI ALLA VELOCITA DELLA LUCE. DOPODICHE GLI ELETTRONI PRODOTTI PASSANO NELLANELLO DI ACCUMULAZIONE (ACCELERATORE CIRCOLARE.).ANIMAZIONE L-LINACINDIETRO

  • STARTCAMPO ELETTRICOSorgente di elettroniINDIETRO

  • E ANCHE DETTO ANELLO DI ACCUMULAZIONE.AL SUO INTERNO GLI ELETTRONI CONTINUANO A GIRARE PRODUCENDO LUCE DI SINCROTRONE.HA LE STESSE CARATTERISTICHE DEL L-LINAC MA ATTRAVERSO CAMPI MAGNETICI, APPOSITAMENTE COMBINATI, PERMETTE AL FASCIO DI SEGUIRE UNA TRAITTORIA CIRCOLARE. FUNZIONAMENTO

  • NEL SINCROTRONE SONO PRESENTI SIA CAMPI MAGNETICI CHE ELETTRICI.I PRIMI DEVIANO IL FASCIO FACENDOGLI SEGUIRE UNA TRAITTORIA CIRCOLARE, I SECONDI ACCELERANO IL FASCIO CHE DOPO IL PASSAGGIO NEI CAMPI MAGNETICI AVEVA PERSO ENERGIA.OGNI QUALVOLTA IL FASCIO VIENE DEVIATO, EMETTE LUCE DETTA DI SINCROTRONE, CHE VIENE POI STUDIATA DA GRUPPI DI FISICI. ANIMAZIONE

  • ONDULATOREIMMAGINELINACSORGENTE DI ELETTRONILUCE DI SINCROTRONEANELLO DI ACCUMULAZIONECAMPI ELETTRICIMAGNETESTARTINDIETRO

  • Londulatore (composto da magneti alternati) serve a far seguire al fascio di elettroni una traiettoria a serpentina.ANIMAZIONEAPPROFONDIMENTO FASCIO DI ELETTRONIINDIETRO

  • STARTINTANTO

    INDIETRORISULTATO

  • Il movimento del fascio di elettroni condizionato dai campi elettrico e magnetico, opportunamente combinati.Ampiezza oscillazione mantenuta costante.Quando lampiezza della oscillazioni costante, incrementa lintensit di emissione (di energia), perch si sommano tutte le traiettorie tangente.AVANTI

  • il campo ha una traiettoria verticale serpentina, il fascio seguir una traiettoria serpentina orizzontale. il campo ha traiettoria serpentina orizzontale, il fascio seguir una traiettoria serpentina verticale. ci sono 2 campi, 1 con traiettoria serpentina verticale e laltro con traiettoria serpentina verticale, il fascio di elettroni seguir una traiettoria a spirale.INDIETRO

  • Nellacceleratore circolare il fascio di elettroni continua a girare emanando radiazioni di sincrotrone.Tra raggi UV e raggi X molliLa luce prodotta dagli elettroni formata da fotoni. Di questo fascio si sceglie una sola lunghezza donda(colore) usando il monocromatore.Il fascio cos ottenuto(di un solo colore) passa per altre macchine.Manipolato attraverso speciali specchi(con superfici concave). Questi hanno angoli di incidenza molto vicini allo 0 e devono essere continuamente raffreddati poich il fascio molto caldo possiede unenergia tale da poter rompere lo specchio.Radiazione di sincrotroneRadiazione elettromagneticaLuce (fascio cilindrico)Segue linea rettaAVANTIMONOCROMATORE

  • 2 CLASSI DI ESPERIMENTO (fotoelettrico e strutturale)MAMMOGRAFIADIFFRAZIONEINDIETRO

  • C lasse strutturale: si studia la posizione degli atomi in vari materiali (usando difrazione e rifrazione) .Esperimenti di effetto fotoelettrico:ogni atomo che assorbe energia emette fotoelettroni, quindi si possono capire le propriet della materia.Il fascio viene fatto scontrare contro un oggetto ; a seconda della struttura atomica delloggetto i fotoni vengono deviati con traiettorie precise.Un computer calcola lintensit e langolo dei fotoni deviati.Un altro computer ricrea la mappa di ci che successo e trova la posizione degli atomi delloggetto.Questa tecnica utilizzata nellindustria farmaceutica.Questa tecnica utilizzata soprattutto in radiografia.Si sceglie una lunghezza donda che viene sparata contro una parte del corpo: a seconda del tipo di lunghezza donda reagisce un determinato tipo di tessuto.Alla fine si avr una mappa con tutti i dettagli.INDIETRO

  • L EFFETTO RELATIVISTICO DI LORENTZ, DENOMINATO EFFETTO DOPPLER, RIDUCE LA LUNGHEZZA D ONDA DA UN FATTORE DI 6000 A 8000 RIUSCENDO AD INDIVIDUARE IL TUMORE IN UNA FASE INIZIALE AL SENO CON UNA DISPERSIONE DI RADIAZIONE ECCEZIONALMENTE MINORE RISPETTO ALL EMISSIONE RADIOATTIVA DEI RAGGI-X.INDIETRO

  • LA DIFFRAZIONE E LA PROPAGAZIONE NON RETTILINEA DELLA LUCE DI SINCROTRONE PASSANTE ATTRAVERSO SOTTILI FENDITURE, SOLCHI E PROTUBERANZE O INCIDENTE SUL CONTORNO DEGLI OGGETTI.A CAUSA DELL PICCOLISSIMA LUNGHEZZA DONDA E POSSIBILE OSSERVARE STRUTTURE DELLA DIMENSIONE DI UN MILIONESIMO DI MILLIMETRO.INDIETRO

  • Il monocromatore una macchina (una sorta di cristallo) che sceglie una sola lunghezza donda del fascio.A seconda dellangolo con cui viene colpito, esce dalla macchina un solo colore (difrazione).Dopo essere passato nel monocromatore, il fascio attraversa altre macchine che cambiano a seconda delluso che se ne deve fare.INDIETROIMMAGINE

  • INDIETRO

  • Allinterno del tubo serve mantenere il vuoto perch gli elettroni sono particelle leggere e piccole e tendono a combinarsi rapidamente con ioni vaganti.Anche quando si arriva a 10-9 millibar rimangono residui gassosi attaccati alle pareti.Per togliere ogni elemento che potrebbe ostacolare il passaggio degli elettroni,si riscalda la camera.Poi si riempie di azoto liquido che impedisce che si inquini, mantenendola pulita.INDIETRO