Introduzione al metodo scientifico

Il metodo scientifico
Metodo basato su misure ed esperimenti
Lo scopo è una descrizione OGGETTIVA e
QUANTITATIVA dei fenomeni naturali che
osserviamo
La FISICA si basa sulla MISURA delle
GRANDEZZE FISICHE implicate nelle LEGGI che
regolano i fenomeni naturali
Si può parlare di GRANDEZZA FISICA solo quando è
possibile darne la sua DEFINIZIONE OPERATIVA
La DEFINIZIONE OPERATIVA indica, esplicitamente
o implicitamente, il modo con cui MISURARE la
grandezza in questione.
La grandezza fisica è indissolubilmente legata al
suo modo di essere misurata.
La MISURA è una tecnica mediante la quale
associamo ad una grandezza fisica un valore
numerico con la sua unità di misura
Esistono metodi di misura DIRETTI e metodi di
misura INDIRETTI
Fra le tante possibili grandezze fisiche, è opportuno
individuare solo un piccolo gruppo di grandezze,
dette FONDAMENTALI, per le quali la MISURA si
basa sul confronto diretto con un campione e dalle
quali far poi discendere i metodi di misura di tutte le
altre grandezze fisiche
I campioni devono essere INVARIABILI,
RIPRODUCIBILI, PRECISI ed UNIVERSALI
Grandezze fondamentali e rispettive unità di misura
nel Sistema Internazionale (SI)
TEMPO
Secondo
s
MASSA
Chilogrammo
kg
LUNGHEZZA
Metro
m
QUANTITA’ DI MATERIA
Mole
mol
TEMPERATURA
Kelvin
K
CORRENTE ELETTRICA
Ampere
A
INTENSITA’ LUMINOSA
Candela
cd
TEMPO (1967 CGPM): 1 secondo è il tempo
necessario alla luce (di una specifica lunghezza
d’onda) emessa da un atomo di Ce133 per
effettuare oltre 9 miliardi di oscillazioni
(9192631770)
LUNGHEZZA (1983 CGPM): 1 metro è la
lunghezza che la luce percorre nel vuoto in un
intervallo di tempi pari a 1/ trecentomila secondi
(1 / 299792458 s)
MASSA (1889 CGPM): 1 chilogrammo è la
massa di un cilindro di plarino-iridio conservato
a Sevres (Parigi)
Un sistema
comprende:
di
unità
di
misura
L’insieme delle grandezze fisiche fondamentali
con i loro campioni.
Un metodo per
SOTTOMULTIPLI
ottenere
MULTIPLI
e
SOTTOMULTIPLI
10-0=1
10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
Potenze del 10 - sottomultipli
DECI
CENTI
MILLI
MICRO
NANO
PICO
FEMTO
d
c
m

n
p
f
0
10
We arrived at our starting
point.
We could reach it with our
arms...
-1
10
1 Decimetro
Getting closer
at 10 cm ...We
can delineate
the leaves.
-2
10
1 Centímetro
At this distance
it is possible to
observe the
structure
of the leaf.
-3
10
1 Millímetro
The cellular
structures start
showing...
-6
10
1 micrón
The nucleus
of the cell is
visible.
-9
10
10 Angstroms
...the
chromosómes
blocks can be
studied.
-10
10
1 Angstrom
It appears like
clouds of
electrons... These
are carbon átoms
that formed our
world.
You could notice the
resemblance of the
microcosmos with
the macrocosmos...
-12
10
1 Picómetro
An inmense empty space
between the nucleous and
the electron orbits...
-15
10
1 Fentómetro
Here we are in the field
of the scientific
imagination, face to
face with a proton.
-16
10
100 Atómeters
Examine the ‘quark’
partícules
There is nowhere
more to go...
At the limits of
current scientific
knowledge .
This is the limit of
matter...
MULTIPLI
10-0=1
101
102
103
106
109
1012
1015
Potenze del 10 - multipli
DECA
ETTO
CHILO
MEGA
GIGA
TERA
PETA
da
h
k
M
G
T
P
0
10
1 meter
Distance
to a bunch
of leaves,
in the
garden
1
10
10 meters
Start our trip
upwards ....
We could see
the foliage.
2
10
100 meters
At this distance
we can see the
limits of the
forest and the
edifications
3
10
1 km
We will pass
from meters to
kilometers..
Now it is
possible to
jump with a
parachute ...
6
10
1.000 km
Typical sight
from a satellite
9
10
1 millón de km
The Earth
and the
Moon’s órbit
in white....
12
10
1 billón de km
Órbits of:
Mercury, Venus,
Earth, Mars and
Júpiter.
15
10
1 trillón de km
The Sun now is
a small star in
the middle of
thousands of
stars...
16
10
1 light-year
At one light-year
the little Sun star
is very small
Esempi
•Raggio del protone = 10-15 m
•Raggio dell’atomo di idrogeno = 5 10-11 m
•Altezza dell’Everest = 9 103 m
•Raggio della Terra = 6 106 m
•Raggio della nostra galassia = 6 1019 m
•Massa dell’elettrone = 9 10-31 kg
•Massa di un granello di polvere = 7 10-10 kg
•Massa della Terra = 6 1024 kg
•Massa del Sole 2 1030 kg
In fisica le misure di grandezze fisiche possono essere espresse da
numeri molto grandi o da numeri molto piccoli