domenica 20 novembre 2011

86. Velocità di fuga

La velocità di fuga è la velocità minima con la quale un oggetto senza propulsione deve muoversi per potersi allontanare indefinitamente da una sorgente di campo gravitazionale (trascurando altri fattori come l'attrito).
Si può dimostrare che il suo valore e’:


dove G e’ la costante di gravitazione universale, M ed R sono la massa ed il raggio del pianeta.
    
Sulla superficie della Terra la velocità di fuga è pari a circa 11,2 km/s (40.320 km/h),
su  Giove (pianeta più grande del sistema solare) e’ 59,5 km/s  ( 214.560 km/h)  e sulla  Luna  2,38 km/s ( 8.280 km/h).
Anche se elevate, questi valori sono 3 o 4 ordini di grandezza inferiori alla velocità della luce c.

Come confronto si possono considerare ad esempio le seguenti velocità:

velocità del suono a livello del mare                           340 m/s       ( 1.225 km/h)   
velocità di un proiettile sparato da un fucile M16        975 m/s       ( 3.510 km/h)    
velocità con cui orbita la Terra intorno al Sole          29,8 km/s   ( 107.280 km/h)     

Nel sistema solare sono presenti 8 pianeti:

Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove, Saturno, Urano e Nettuno;

il più grande e’ Giove (143.000 km di diametro), mentre il più piccolo e’ Mercurio (4.878 km di diametro)
Plutone non e’ nell’elenco in quanto e’ stato declassato a pianeta nano dalla risoluzione dell' I.A.U. (International Astronomical Union)  approvata il 24 Agosto 2006.
L' I.A.U. riconosce 5 pianeti nani: Cerere, Plutone, Haumea, Makemake ed Eris.

In particolare Cerere (952 km di diametro) è l'asteroide più massiccio della fascia principale del sistema solare; fu inoltre il primo ad essere scoperto, il 1º gennaio 1801 da Giuseppe Piazzi, e per mezzo secolo è stato considerato l'ottavo pianeta.  Johann Elert Bode pensò che Cerere fosse il "pianeta mancante" previsto da Johann Daniel Titius, orbitante fra Marte e Giove a una distanza, secondo la legge di Titius-Bode, di 419 milioni di chilometri (2,8 UA) dal Sole.
La legge di Titius-Bode è una formula empirica che descrive con buona approssimazione i valori dei semiassi maggiori  a  delle orbite dei pianeti del sistema solare (espressi in unità astronomiche) e viene espressa con la semplice formula:

dove n assume i valori  0, 1, 2, 4, 8, 16, …



La velocità di fuga per Cerere e’ 510 m/s, per cui un proiettile sparato da un fucile potrebbe fuggire dal pianeta, in quanto la sua velocità sarebbe quasi doppia di quella necessaria per abbandonare Cerere.


Nota:
In astronomia, l'unità astronomica (UA) è un'unità di misura pari alla distanza tra il pianeta Terra e il Sole.  Durante l'anno la distanza media è di 149.597.870 km.

venerdì 4 novembre 2011

85. Congressi Solvay

Un secolo orsono, il 30 ottobre 1911, Ernest Solvay (un industriale belga della soda) convocò a Bruxelles il Primo Consiglio internazionale di Fisica”, che in seguito diventeranno famosi come  Congressi Solvay.

Il tema del Consiglio era: La teoria dell'irraggiamento ed i quanti.
La presidenza venne affidata all’eminente fisico H.A.Lorentz.

Le relazioni dei partecipanti furono:
- la teoria dell'irraggiamento - Lorentz, Jeans, Warburg, Rubens, Planck, Sommerfeld,
- i calori specifici - Einstein, Nernst,
- le prove della realtà delle molecole - Perrin,
- la teoria cinetica dei gas - Knudsen,
- la resistenza elettrica alle basse temperature – Kamerlingh, Onnes,
- il magnetismo - Langevin.


La lista dei partecipanti conteneva nomi prestigiosi che avrebbero contribuito alla Fisica del XX secolo: Walther Nernst, Robert Goldschmidt, Max Planck, Marcel Brillouin, Heinrich Rubens, Arnold Sommerfeld, Hendrik Antoon Lorentz, Frederick Lindemann, Maurice de Broglie, Martin Knudsen, Emil Warburg, Jean-Baptiste Perrin, Friedrich Hasenöhrl, Georges Hostelet, Édouard Herzen, James Jeans, Wilhelm Wien, Ernest Rutherford, Marie Curie, Henri Poincaré, Heike Kamerlingh Onnes, Albert Einstein e Paul Langevin.

In totale (dal 1911 al 2008) vennero svolte  24 Conferenze di Fisica e (dal 1922 al 2010)  22 Conferenze di Chimica.

La più celebre e’ la quinta Conferenza (ottobre 1927):  Elettroni e fotoni, dove venne discusso principalmente di Meccanica Quantistica e che vide la presenza di 17 premi Nobel.


Anche qui la lista dei partecipanti conteneva nomi prestigiosi: A. Piccard, E. Henriot, P. Ehrenfest, É. Herzen, Th. de Donder, E. Schrödinger, E. Verschaffelt, W. Pauli, W. Heisenberg, R.H. Fowler, L. Brillouin, P. Debye, M. Knudsen, W.L. Bragg, H.A. Kramers, P.A.M. Dirac, A.H. Compton, L. de Broglie, M. Born, N. Bohr, I. Langmuir, M. Planck, M. Curie, H.A. Lorentz, A. Einstein, P. Langevin, Ch.E. Guye, C.T.R. Wilson, OW. Richardson


All’ottava Conferenza (1948):  Le particelle elementari,  partecipò anche il fisico italiano Giuseppe Occhialini (1907 – 1993) che collaborò a due scoperte fondamentali nel campo delle particelle elementari: prima, nel 1933, collaborò alla scoperta del positrone nei raggi cosmici presso il Cavendish Laboratory di Cambridge, sotto la guida di Patrick Blackett, attraverso l'uso delle camere di Wilson (camere a nebbia), poi, nel 1947, contribuì alla scoperta dei pioni, o mesoni Pi, in collaborazione con Cesare Lattes e Cecil Frank Powell, scoperta eseguita presso il Wills Laboratory di Bristol attraverso la tecnica delle tracce su lastra fotografica.

Dal 1952 Occhialini ricoprì la cattedra di Fisica Superiore dell’Università di Milano, dove trascorse il resto della vita. In quegli anni rifondò la Scuola di Fisica cosmica italiana favorendo, insieme ad Edoardo Amaldi, lo sviluppo dell’organizzazione per la ricerca spaziale europea, ora ESA (European Space Agency). Tra i suoi allievi si laureò a Milano nel 1954 Riccardo Giacconi, premio Nobel per la Fisica nel 2002.

Ai partecipanti venivano fornite copie delle foto commemorative dei Congressi stampate dai negativi originali e Occhialini espose le sue copie nella sala riunioni del “capannino di Astrofisica” in via Celoria, dove insieme alla moglie Constance (“Connie”) Dilworth ricopriva la cattedra di Fisica Superiore. Nei primi anni ’80 le foto vennero sostituite con copie anastatiche. Il settore di Astronomia e Astrofisica e’ stato in seguito trasferito presso l’Università degli Studi di Milano-Bicocca.

http://www.fondazioneocchialini.it/occhialini.html
http://rudimatematici-lescienze.blogautore.espresso.repubblica.it/2011/03/18/18-marzo-1690-buon-compleanno-christian/
http://astrosurf.com/luxorion/quantique-ondulatoire3.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Solvay_Conference

http://www.milanocittadellescienze.it/html/mostre/atomi/mostra-atomi.php


Valeria delle Cave, Giuseppe Occhialini, Muzzio, 2009