Ricerca

Il cielo come laboratorio

Anno scolastico 2024/2025

Progetto di attività caratterizzante l’area disciplinare scientifica, di arricchimento curricolare, di valorizzazione delle eccellenze.

Presentazione

Data

dal 1 Settembre 2024 al 6 Giugno 2025

Descrizione del progetto

Il progetto, in accordo con quanto previsto dal progetto del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Padova, prevede la seguente struttura:

FASE 1:

  • lezioni di due ore ciascuna, in orario pomeridiano, da tenersi presso il Liceo “G. Berto” sulle cinque unità didattiche del progetto. Le lezioni si svolgono tra ottobre e dicembre.  

FASE 2:

  •          1 lezione in orario pomeridiano completamente dedicata a test ed esercizi.
  • Test scritto (1 ora e 30’), in gennaio, per poter accedere agli stage osservativi. Il test è preparato dal Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Padova ed è somministrato contemporaneamente in tutte le scuole del Veneto partecipanti al progetto.

FASE 3:

Oltre all’arricchimento culturale offerto dalle lezioni, la possibilità di partecipare alla parte sperimentale degli stage osservativi viene data ad un numero ridotto di studenti che abbiano dimostrato un vero impegno, per tale motivo parteciperanno agli stage, fatte salve particolari situazioni contingenti,  i 24 studenti classificati ai primi 24 posti della graduatoria regionale del test di selezione, indipendentemente dalla scuola di provenienza e avendo conseguito un punteggio minimo di 60/100.

Il numero indicato e il punteggio minimo possono cambiare nel caso di risultati particolarmente buoni al test o nel caso di risultati peggiori dei valori mediamente riscontrati negli anni.

  •          Eventuale (dipende dall’esito del test di selezione) partecipazione agli stage osservativi: i 24 studenti selezionati partecipano in febbraio ad uno stage osservativo di tre giorni al telescopio da 122 cm presso l’Osservatorio Astrofisico di Asiago, Cima Pennar.

Al momento il pernottamento degli studenti e dei docenti accompagnatori è previsto negli appartamenti dell’osservatorio, forniti di biancheria. I pasti sono a carico dei singoli.

La frequenza ad almeno 5 delle 7 lezioni di teoria è necessaria per partecipare al test e per veder riconosciuta, a livello regionale, la frequenza.

A livello scolastico la frequenza sarà riconosciuta unicamente a coloro i quali, oltre alla frequenza a 5 degli 8 incontri, parteciperanno al test e conseguiranno un punteggio minimo di 20 punti su 100. La frequenza così riconosciuta dà diritto alla certificazione per il credito formativo scolastico.

PROGRAMMA PREVISTO:

1. La radiazione di corpo nero

  • La radiazione elettromagnetica, il concetto di flusso e di luminosità
  • Il corpo nero
  • Le leggi di Wien, Rayleigh-Jeans, Planck
  • La legge di Stefan-Boltzmann
  • Esempi di applicazioni astronomiche dell’emissione di corpo nero.

2. L’atomo di idrogeno

  • Modello di Bohr
  • Energia di legame dell’elettrone
  • Esperimento di Franck-Hertz
  • Formula di Rydberg-Ritz
  • Lo spettro dell’atomo di idrogeno
  • L’effetto fotoelettrico

3. Le magnitudini, i colori e gli spettri delle stelle

  • Le magnitudini apparenti e la formula di Pogson
  • La magnitudine assoluta e il modello di distanza
  • La classificazione spettrale delle stelle
  • La magnitudine in una banda fotometrica e l’indice di colore
  • Diagrammi H-R, colore-colore, colore-magnitudine
  • Cenni all’evoluzione stellare

4. Sistemi planetari

  • Le leggi di Keplero e il Teorema del Viriale
  • L’orbita di Mercurio e la Relatività Generale
  • I satelliti di Giove e la velocità della luce
  • Spettroscopia dei pianeti
  • I pianeti extrasolari e il metodo dei transiti

5. Nebulose e Galassie

  • Lo spettro continuo di emissione e di assorbimento
  • Cenni su fotoionizzazione, righe di ricombinazione e righe poribite
  • Misura della temperatura e della densità elettronica dei gas
  • Cenni sulla morfologia delle galassie e sulla classificazione di Hubble
  • La distanza delle Galassie e la legge di Hubble
  • I redshift e il calcolo delle velocità di recessione delle galassie
  • Significato della costante di Hubble
  • La materia oscura, prove della sua esistenza: curve di rotazione delle galassie e moto delle galassie negli ammassi galattici

Obiettivi

Si tratta di un percorso formativo fortemente interdisciplinare, che addestra all'uso del metodo sperimentale e induttivo-deduttivo per interpretare la realtà fisica. L'obiettivo è offrire strumenti teorici e pratici per capire in cosa consiste la ricerca in generale e in campo astrofisico in particolare, usando un linguaggio accessibile ma rigoroso. Tramite il contatto diretto con l'ambiente della ricerca, il progetto permette agli studenti di fare esperienze di fisica avanzata, utilizzando gli strumenti dei professionisti.

Partecipanti

Rivolto agli studenti di quarta e quinta superiore di tutti gli indirizzi

In collaborazione con

Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università degli Studi di Padova