Elettromagnetismo
Apparecchio di OERSTED con spira circolare
DESCRIZIONE:
L'apparecchio consente di verificare le leggi che stabiliscono la direzione e il verso del campo magnetico generato da conduttori percorsi da corrente. Una spira costituita da uno spesso filo di costantana e disposta in un piano verticale è sorretta da una base rettangolare in PVC . All'interno della spira una piccola colonnina verticale sorregge un ago magnetico. In assenza di corrente l'ago si dispone sul piano del meridiano magnetico. Quando la corrente fluisce nel conduttore (spira), l'ago si orienta in modo parallelo alle linee di campo.
STRUMENTI:
- ago magnetico, spira verticale su basetta, alimentatore stabilizzato.( Ubicazione: aula E. AMALDI )
Bobina su base acrilica
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DESCRIZIONE:
Conduttore di corrente per dimostrare i campi magnetici di conduttori percorsi da corrente. Piastra di base in plastica con due jack di sicurezza da 4 mm. Dimensioni della piastra: 250x120x90 mm
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Descrizione mediante linee di campo magnetico creato all’interno di un solenoide a spirale.
STRUMENTI:
- BOBINA A SPIRALE. ( Ubicazione: aula E. AMALDI )
Tubo a fascio filiforme (forza di LORENTZ)
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DESCRIZIONE:
Tubo sferico di diametro pari a 175 mm contenente idrogeno, con cannone elettronico costituito da catodo a ossidi riscaldato indirettamente, cilindro di Wehnelt e anodo; è prevista inoltre una coppia di placche per la deviazione elettrostatica del raggio di elettroni. La pressione nell'interno del tubo è tale per cui il raggio elettronico prodotto dal sistema mantiene una forma di raggio nitido per l'intera sua lunghezza, con una tensione anodica di 200 V. Il campo magnetico omogeneo è generato da due bobine di Helmholtz, ognuna di 130 spire e di 150 mm di raggio, poste alla distanza di 150 mm. Con questo strumento è possibile lo studio dell'interazione fra campi magnetici continui e fasci elettronici (verifica della forza di Lorentz, deflessione fino ad ottenere un percorso chiuso) e dell'interazione con campi magnetici alternati; inoltre è possibile la misura del rapporto e/m mediante deflessione magnetica e la determinazione dell'ordine di grandezza della velocità degli elettroni.
STRUMENTI:
- tubo a raggio filiforme, alimentatore stabilizzato, magnete.( Ubicazione: aula E. AMALDI )
Diffrazione degli Elettroni
Esperimento: Diffrazione degli elettroni (230 V, 50/60 Hz)
Scopo: Osservazione della diffrazione degli elettroni sulla grafite policristallina e conferma della natura ondulatoria degli elettroni.
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DESCRIZIONE:
La diffrazione degli elettroni su una pellicola di grafite policristallina dimostra la natura ondulatoria degli elettroni. Sullo schermo fluorescente del tubo di diffrazione elettronica si osservano due anelli di diffrazione attorno a un punto centrale in direzione del fascio. Questi anelli sono da ricondurre alla diffrazione degli elettroni sui piani reticolari dei microcristalli della pellicola di grafite che soddisfano le condizioni di Bragg. L’osservazione è comparabile al risultato della diffrazione di Debye-Scherrer dei raggi X su una polvere di cristalli.
Induzione elettromagnetica
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DESCRIZIONE:
Lo strumento per la osservazione della induzione elettromagnetica è composto da una bobina costituita da un elevato numero di spire di un filo conduttore isolato elettricamente. Il flusso del campo magnetico generato da una corrente alternata nella bobina può essere concatenato ad un circuito elettrico esterno. Nel nostro caso il circuito è composto da una lampadina alla quale è collegato un filo elettrico che può essere avvolto in un certo numero di spire. Inserendo le spire del circuito nel solenoide si osserva che la lampadina si accende. E' possibile anche aumentare in modo graduale il numero di spire intorno al solenoide ed osservare che l'intensità luminosa della lampadina aumenta a sua volta.
STRUMENTI:
- solenoide, lampadina con spire, variatore di tensione.( Ubicazione: aula E. AMALDI )
Pendolo di WALTENHOFEN
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DESCRIZIONE:
Il pendolo di Waltenhofen viene utilizzato per la dimostrazione dell'azione di un freno a correnti parassite (correnti di Foucault). E' costituito da due aste pendolari lunghe 25 cm una con lastra di rame cromato piena e l'altra fessurata a pettine. Le aste, facilmente intercambiabili, oscillano attraversando il campo magnetico generato da un elettromagnete: mentre la lastra a pettine oscilla liberamente, quella piena viene bloccata energicamente.
STRUMENTI:
- pendolo di WALTENHOFEN.( Ubicazione: aula E. AMALDI )
Verifica della legge di Lenz
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DESCRIZIONE:
Lasciando cadere una massa a forma di cartuccia all'interno di un tubo (alluminio) di materiale conduttore di 1,5 metri di lunghezza, questa impiega circa 1 secondo per percorrere tutta l'asta. Se ripetiamo l'esperimento con una cartuccia dello stesso materiale, “ma in questa c’è un magnete permanente nella sua parte centrale ", questa cartuccia compirà il percorso in un tempo circa 10 volte superiore. Questo ritardo è dovuto alle correnti indotte nel tubo dal moto del magnete.
Secondo la legge di LENZ, la cartuccia (in parte magnetica) quando è in caduta viene rallentata dalle correnti indotte nel metallo del tubo, queste correnti generano un campo magnetico che esercita sul magnete una forza che si oppone al moto della stessa cartuccia.
L'interazione tra il magnete e il tubo può essere evidenziata appendendo il tubo stesso ad un dinamometro, che misurerà nel secondo caso una forza maggiore di quella corrispondente al peso del tubo.
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STRUMENTI:
- tubo di alluminio, cartuccia di alluminio (grammi 42), cartuccia di alluminio + magnete permanente (grammi 58), dinamometro.( Ubicazione: lab. L.E.D.)
Modello di magnete cubico
DESCRIZIONE:
Per dimostrare il comportamento dei reticoli cristallini dei materiali ferromagnetici, simulando i domini di Weiss, la saturazione, il ciclo d'isteresi, il punto di Curie e l'effetto prodotto dall'agitazione termica. L'apparato è costituito da 121 aghetti magnetici liberi di orientarsi, con base e copertura trasparenti. Per produrre un campo magnetico uniforme sul piano si utilizzano due grandi bobine di Helmholtz, al cui interno può essere posizionata una lavagna luminosa su cui si appoggia il reticolo. La retroproiezione permette di osservare le varie configurazioni che assumono gli aghetti al variare del campo magnetico prodotto dalle bobine.
STRUMENTI:
- magnete cubico, coppia di bobine toroidali, lavagna luminosa, alimentatore stabilizzato.( Ubicazione: lab. L.E.D.)
Super Levitron Magnetic Levitating
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DESCRIZIONE:
Questo giocattolo, molto affascinante, è composto da una trottola magnetica e da una piattaforma. All'interno della piattaforma sono disposti in maniera opportuna una serie di magneti.
Il campo magnetico generato da questi magneti è studiato in modo da permettere alla trottola di restare sospesa (levitare) a circa 3 centimetri di altezza sull'asse verticale della piattaforma.
Esiste infatti una zona in cui la forza generata dal campo magnetico (diretta verso l'alto) riesce a compensare la forza peso (diretta verso il basso), proprio come succede per i magneti che si respingono. L'equilibrio della trottola è stabilizzato grazie all'effetto giroscopico prodotto dalla rotazione (conservazione del momento angolare) e può durare molto a lungo grazie al fatto che l'attrito dell'aria è trascurabile.
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STRUMENTI:
- Super Levitron Magnetic Levitating. ( Ubicazione: lab. L.E.D.)
LINK:
3D Magnetic Field Observation Box
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DESCRIZIONE:
Questa scatola di osservazione acrilica sigillata rivela i campi magnetici come solo le presentazioni 3D possono fare. Con la limatura di ferro sospesa in una soluzione, si creano linee di forza tridimensionali semplicemente facendo cadere un magnete cilindrico nella camera centrale. Possono produrre interazioni sorprendenti tra i campi applicando altri magneti ai lati o alle estremità della scatola. Sebbene progettata per lo studio individuale, la scatola può essere posizionata su una lavagna luminosa per una dimostrazione bidimensionale senza limatura da pulire: cubo 3" x 3" x 3".
Attività e usi:
usa la scatola di osservazione del campo magnetico 3D per studiare i campi magnetici in tre dimensioni.
Guarda il campo da un singolo magnete fornito o avvicina il ferro o un altro magnete e guarda i risultati.
Avvicina un altro magnete alla scatola e inserisci la barra magnetica nel foro.
La polvere di ferro è magnetizzata in due aree che mostrano attrazione e repulsione delle forze magnetiche.
STRUMENTI:
- 3D Magnetic Field Observation Box ( Ubicazione: lab. L.E.D.)