Schema globale

LIVELLO 0 : LA FORMA DELLA TERRA

la Terra è sferica e noi vi abitiamo tutto intorno

LIVELLO 1 : LA FORMA DELLA TERRA

la forma della Terra e la nostra posizione rispetto ad essa

LIVELLO 2 : DIREZIONE

eliminare il concetto di una direzione assoluta nello spazio

LIVELLO 3 : LA GRAVITÀ

vedi anche schema a blocchi ASP - Smith pag. 279

come e in quale direzione agisce la gravità terrestre (non verso il suolo ma verso il centro della Terra)

ESTENSIONE: moto dei proiettili, velocità di fuga, orbite (bilancio gravità - forza centrifuga)
L'atmosfera terrestre: fluido di particelle (visione microscopica-macroscopica) soggette alla gravità (velocità minore della velocità di fuga)
L'atmosfera è limitata nello spazio, lo spazio è vuoto, non c'è aria

---> LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE:

ATTENZIONE: qui bisogna introdurre anche le tre leggi di Newton e la differenza tra peso e massa (esempio della bilancia sulla Luna)

la gravità non è dovuta alla pressione dell'aria e non richiede mezzi materiali per potersi esercitare
la gravità agisce su tutti i corpi
agisce nella direzione della retta congiungente i due corpi
dipende dalla massa e dalla densità dei corpi
è reciproca, e quello che decide quale oggetto si muove intorno all'altro o quale oggetto cade verso l'altro è la massa relativa
la stessa forza è responsabile sia della caduta dei gravi che delle orbite

LIVELLO 4 : FENOMENI PERIODICI (TERRA, LUNA E SOLE)

è la Terra che ruota, non la sfera celeste o il Sole (---> RELATIVITÀ DEL MOTO)
l'asse di rotazione è inclinato rispetto ai raggi solari
circolo di illuminazione; conseguenze rotazione + inclinazione
tempi scala della rotazione terrestre

LIVELLO 5 : FENOMENI PERIODICI (TERRA, LUNA E SOLE)

la Terra orbita intorno al Sole
---> RELATIVITÀ DEL MOTO
---> LA TERRA NON È IL CENTRO DEL MOTO
rivoluzione + inclinazione dell'asse terrestre = stagioni
tempo scala della rivoluzione (--->TEMPI SCALA)
l'orbita terrestre, descrizione; bilancio tra forza centrifuga e attrazione gravitazionale
eclittica, equatore celeste e legame con le coordinate terrestri
(--->perché il moto sempbra cos&igrav; lento ---> SCALE DI DISTANZA)

LIVELLO 6 : FENOMENI PERIODICI (TERRA, LUNA E SOLE)

causa delle fasi lunari (posizione relativa Terra - Sole - Luna)
l'orbita della Luna:
periodo (---> TEMPI SCALA)
il calendario (rotazione, fasi lunari, rivoluzione = giorno, mese e anno)
distanza (--- > SCALE DI DISTANZA)
bilancio forza di gravità - forza centrifuga
legame tra dimensioni apparenti, assolute e distanza
cono d'ombra; le eclissi

ESTENSIONE:

la Luna: decrizione, massa, dimensioni (---> SCALE DI GRANDEZZA), il suolo,i crateri, ecc..
le maree

RIEPILOGO CONCETTI IMPORTANTI

la Terra è sferica
non esiste una direzione assoluta nel cosmo
il moto è relativo
la Terra non è il centro del moto (dell'Universo)
la gravità agisce lungo la congiungente tra due corpi e dipende dalla loro massa e dalla loro distanza
la grvaità è responsabile sia della caduta dei gravi sulla Terra che dell'esistenza delle orbite
distanze e tempi implicati (far notare che al crescere della distanza orbitale cresce il periodo); come mai il moto ci apparecosì lento

IL SISTEMA SOLARE

definizione di stelle e pianeti
sistema solare = insieme del Sole + tutti i corpi celesti legati gravitazionalmente al Sole in orbite chiuse
le orbite: LE TRE LEGGI DI KEPLERO (far notare anche la differenza che c'è nelle scienze tra interpretazione e descrizione di un fenomeno: le leggi di keplero sono una descrizione, la legge di gravitazione universale un'interpretazione)
- legare con legge di gravitazione universale
- bilancio attrazione gravitazionale - forza centrifuga
- i parametri di un'orbita
- l'orbita è relativa
- l'orbitare di un corpo intorno ad un altro è un fenomeno universale, che deriva dalla loro RECIPROCA attrazione gravitazionale (non riguarda solo la Terra)
descrizione dei pianeti in modo il più più possibile COMPARATIVO rispetto alla Terra:
dimensioni, orbite e periodo orbitale (insistere su scale e dimensioni relative e su come si legano i diversi periodi e le distanze dei pianeti con la 3^a legge di Keplero (---> SCALE DI DISTANZA, DI GRANDEZZA E DI TEMPO)
massa, composizione suolo, atmosfera, satelliti, anelli... (anelli = fluido di tante piccole particelle di roccia ---> macro e micro)
asteroidi, comete: analogie e differenze con i pianeti, descrizione fenomenologica
la pressione: cos'è e come contrasta la gravità (esempio del pistone e del coperchio sulla pentola)
la formazione del sistema solare per aggregazione di particelle di gas (---> altro modi di agire della gravità) e collasso, rottura del bilancio tra pressione e gravità

RIEPILOGO CONCETTI IMPORTANTI

l'orbita di un corpo intorno ad un altro è un fenomeno universale che dipende solo dalla reciproca attrazione gravitazionale, non dal tipo di corpo né dal mezzo interposto
le leggi di Keplero, relazione della terza legge con distanza e periodi dei pianeti
i pianeti non emettono luce propria e sono più piccoli delle stelle

LA RADIAZIONE

esperimento del prisma: la luce che ci sembra di un solo colore è in realtà composta da diversi colori (definire le lunghezze d'onda e lo spettro)
che cos'è la radiazione (una forma di energia viene trasportata dalla radiazione; sottolineare che è solo un modello descrittivo); definizione di lunghezza d'onda e frequenza (esempio della corda)
al crescere dell'energia coinvolta cresce la frequenza (ancora esempio della corda)
al crescere dell'energia coinvolta il colore si sposta dal rosso verso il blu (esempio del metallo incandescente)
la radiazione rossa ha una frequenza minore della radiazione blu
la luce non è solo nella banda ottica
la luce viaggia in linea retta in ogni direzione finché non colpisce un oggetto
la luce viene riflessa, rifratta o assorbita
l'Universo come sistema vuoto con stelle come tante "lampadine puntiformi" che emettono luce in tutte le direzioni
la luce viaggia con velocità finita (conseguenze)
legge 1/r²

LE STELLE

Natura delle stelle e produzione di energia

le stelle emettono luce
il Sole è una stella; NON È una stella particolare, è solo la più vicina
il Sole è l'unica stella del Sistema Solare
la luce viene emessa a spese di altre forme di energia (insistere sulla conservazione dell'energia)
il Sole e le altre stelle emettono luce a spese della propria massa
la fusione nucleare: le stelle producono tutti gli elementi chimico a partire dal solo idrogeno
le stelle sono sfere di gas incandescente
il colore di una stella cambia con la temperatura superficiale
anche se un corpo ci appare di un certo colore, in realtà non emette una sola lunghezza d'onda, ma un insieme di lunghezze d'onda
una stella non emette solo nell'ottico, ma anche in altre bande
Richiamo: anche i pianeti, le comete e i satelliti emettono anche in altre bande
le stelle hanno luminosità apparenti diverrse perché : 1) sono intrinsecamente più o meno luminose e/o 2) sono poste a distanze diverse
quanto sono lontane le stelle : la parallasse
masse e dimesnioni delle stelle, dimensioni relative (---> SCALE DI GRANDEZZA); l'Universo è "vuoto"
relazione massa - raggio - luminosità

Evoluzione delle stelle

una stella nasce e muore, non è eterna
come si forma una stella (aggregazione del gas = uno dei modi di agire della gravità)
la nube (macro) è l'aggregazione di tante particelle di gas (micro)
equilibrio idrostatico e bilancio termico nelle stelle
più alte sono la massa e la luminosità e minore è la vita di una stella (il destino dipende dalla massa)
tempi scala dell'evoluzione stellare (come mai possiamo osservare sia stelle appena nate che stelle vecchie... esempio della popolazione umana)
una stella muore quando esaurisce il suo combustibile
cosa succede quando una stella muore
massa piccola ---> si spegne lentamente
massa grande ---> manca equilibrio idrostatico e subisce instabilità
nane bianche, supernovae, stelle di neutroni, buchi neri: descrizione e loro dimensioni relative (---> SCALE DI GRANDEZZA)
il materiale emesso dalle stelle, ricco di metalli, viene usato per produrne altre o pianeti (riciclo)
il Sole come stella: che tipo di stella è, massa e dimensioni relativamente ai pianeti e alle altre stelle (---> SCALE DI GRANDEZZA)
il destino del Sole e del Sistema Solare

Distribuzione, moti e distanze delle stelle

paradosso di Olbers
distribuzione delle stelle e aggregazione su diverse scale (ammassi, galassie)
la Via Lattea
la Galassia ha una dimensione finita
la Galassia non è tutto l'Universo
struttura e moto di rotazione della Galassia; i moti delle stelle sono relativi; la rotazione non è rigida; come mai il moto di rotazione delle stelle appare così lento; legame periodo della rotazione galattica - distanze coinvolte (---> SCALE DI DISTANZA E TEMPO)
bilancio tra il moto di rotazione e lo schiacciamento del disco galattico (analogia gas - fluido di stelle)

RIEPILOGO CONCETTI IMPORTANTI

la luce viene emessa a spese di un'altra forma di energia
il colore delle stelle dipende dalla loro temperatura superficiale
le stelle nascono e muoiono
il destino delle stelle dipende dalla loro massa (e quindi dalla loro luminosità)
legame massa - raggio - luminosità
le stelle ci appaiono più o meno luminose perché lo sono intrinsecamente e/o perché si trovano a distanze diverse
la Galassia è un agglomerato di stelle, a diverse distanze da noi
le stelle si muovono l'una rispetto all'altra perché ruotano in modo non rigido attorno al centro della Galassia

LE GALASSIE E L'UNIVERSO

legame tra micro e macro, tra galassia nel suo insieme e fluido di stelle
la nostra non è l'unica galassia (nebulose = galassie distanti)
le galassie esterne non ci sembrano tali perché sono distanti
quanto distano le galassie dalla nostra (min - max) (---> SCALE DI DISTANZA)
la velocità della luce è finita ---> più lontano guardiamo, più andiamo indietro nel tempo
che cos'&eghrave; una galassia; la luce che una galassia emette è la somma dei contributi di tutte le sue stelle
anche una galassia non emette solo nell'ottico, ma anche in altre lunghezze d'onda
relazione massa - raggio - luminosità
tipi morfologici e classificazione delle galassie
aggregazione delle galassie: gruppi, ammassi e superammassi (---> su quale SCALA DI DISTANZA)
ESTENSIONE: l'aggregazione nell'Universo è gerarchica; più grande è la scala di distanza a cui si osserva, più grandi sono gli oggetti che si aggregano; l'aggregazione è uno dei modi di agire della gravità
moti delle galassie (peculiari e di espansione)
il Big Bang: l'Universo ha avuto un inizio
è lo spazio che si espande (esempio del palloncino)
destino finale dell'Universo
il redshift
la nostra galassia non è ferma, ma partecipa al moto di espansione dell'Universo
la Galassia non è il centro dell'espansione

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Last modified: Jun 24, 1997