Indice

1. RTL - L’oscillatore massa-molla (4 ore)
2. Misura della velocità della luce (5 ore)
3. Percorso Massa Energia (10 ore)
4. Esperimenti di fisica moderna (4 ore)
5. Onde elettromagnetiche: un percorso dalle equazioni di Maxwell – Danilo Catena (10 ore)
6. Percorso sulle proprietà termiche – Gruppo URDF (5/10/15/20 ore)
7. Percorso sulle proprietà ottiche – Gruppo URDF (5/10/15 ore)
8. Percorso sull'utilizzo del cellulare per le misure – Gruppo URDF (5/10/15 ore)
9. Percorso sulla spettroscopia e diffrazione – Gruppo URDF
10. Esperimenti di circuitazione e flusso dei campi elettrici e magnetici – Gruppo URDF (5 ore)
11. Proprietà chimiche: legami chimici e solubilità (concetti chimici: legami negli alogenuri, solubilità e reazioni chimiche) – Unità URDF (5 ore)
12. Capire le onde elettromagnetiche – Danilo Catena (3 ore)
13. Meccanica quantistica – Gruppo URDF (6/12 ore)
14. Fenomeni termici e risparmio energetico – Alessandra De Angelis (6 ore)
15. Percorsi di ottica basati su esperimenti – Gruppo URDF (4/8/11 ore)
16. Verso una visione quantistica della realtà – Giacomo Zuccarini (14 ore)
17. Dal fotone al computer quantistico – Giacomo Zuccarini (22 ore)

RTL - L’oscillatore massa-molla

4 ore

• Tipo di intervento: Lezioni + attività laboratoriali
• Periodo: marzo – maggio 2024
• Luogo: Università di Udine e/o scuola
• Numerosità: una classe alla volta per possibili 2 turni

Misura della velocità della luce

5 ore

• Seminario sulla storia del concetto di velocità della luce e della sua misura
• Introduzione alle attività laboratoriali
• Misura della velocità della luce in aria e nel plexiglass con il metodo dello spostamento di fase
• Misura della velocità della luce in acqua mediante la misura della lunghezza del cammino ottico.

L’attività si svolge presso:

• I laboratori di Fisica dell’Università di Udine (massima numerosità di studenti 30)
• Le scuole richiedenti (con un minimo supporto di materiale, per numerosità di studenti superiore a 30, si prevede una attività sperimentale dalla cattedra, con un’analisi dei dati raccolti)

Percorso Massa Energia

10 ore

Percorso didattico basato su esperimenti mentali, analisi di dati sperimentali, video YouTube. Il percorso non consiste in una introduzione classica alla relatività ristretta, con il suo aspetto formale o geometrico, ma parte dai concetti fondanti e introduce una generalizzazione dei principi di conservazione della quantità di moto e dell’energia nel contesto dei fenomeni relativistici.

Esperimenti di fisica moderna

4 ore

• Esperimenti di:
  • Frank – Hertz
  • Rapporto carica/massa dell’elettrone
  • Effetto fotoelettrico (con laboratorio remoto)
• L’attività si svolge presso i laboratori dell’Università di Udine (massima numerosità di studenti 20)
• Periodo: novembre 2023 – febbraio 2024

Onde elettromagnetiche: un percorso dalle equazioni di Maxwell

Danilo Catena
15 ore

• Lezioni + attività laboratoriali
• Luogo: Università di Udine e scuola
• Numerosità: 2/3 classi

Percorso sulle proprietà termiche

Gruppo URDF
5/10/15/20 ore

Attività gestite dai membri URDF Marisa Michelini, Aycin Unal, Alessandra Deangelis, Danilo Catena

• Modulo sulla Conducibilità Termica (5 ore)
• Modulo sulla Dilatazione Termica e Calore Specifico (5 ore)
• Modulo sull’Energia (5 ore)
• Modulo sul Risparmio Energetico applicato alla vita di tutti i giorni (5 ore)
• Attività laboratoriale (si prevede che gli studenti progettino e realizzino gli esperimenti proposti dal docente in modo da acquisire una autonomia progettuale)
• Periodo di disponibilità: novembre, dicembre 2023 e da febbraio 2024
• Luogo in cui svolgere l’attività: presso l’Università oppure presso la scuola richiedente (provincia di Udine)

Percorso sulle proprietà ottiche

Gruppo URDF
5/10/15 ore

Attività gestite dai membri URDF Marisa Michelini, Aycin Unal, Alessandra Deangelis, Danilo Catena

• Modulo sulla Ottica di Base (5 ore)
• Modulo sulla Rifrazione (5 ore)
• Modulo sulla Spettroscopia (5 ore)
• Attività laboratoriale (si prevede che gli studenti progettino e realizzino gli esperimenti proposti dal docente in modo da acquisire una autonomia progettuale)
• Periodo di disponibilità: novembre, dicembre 2023 e da febbraio 2024
• Luogo in cui svolgere l’attività: presso l’Università oppure presso la scuola richiedente (provincia di Udine)

Percorso sull'utilizzo del cellulare per le misure

Gruppo URDF
5/10/15 ore

Attività gestite dai membri URDF Marisa Michelini, Aycin Unal, Alessandra Deangelis, Danilo Catena

• Modulo sulle Misure di Meccanica (5 ore)
• Modulo sulle Misure di Ottica (5 ore)
• Modulo sulle Misure di Acustica (5ore)
• Attività laboratoriale (si prevede che gli studenti progettino e realizzino gli esperimenti proposti dal docente in modo da acquisire una autonomia progettuale)
• Periodo di disponibilità: novembre, dicembre 2023 e da febbraio 2024
• Luogo in cui svolgere l’attività: presso l’Università oppure presso la scuola richiedente (provincia di Udine)

Percorso sulla spettroscopia e diffrazione

Gruppo URDF

Attività gestite dai membri URDF Marisa Michelini, Aycin Unal, Alessandra Deangelis, Danilo Catena

• Attività laboratoriale (si prevede che gli studenti progettino e realizzino una loro versione degli esperimenti proposti dal docente in modo da acquisire una autonomia progettuale)
• Periodo: novembre, dicembre 2023 e da febbraio 2024

Esperimenti di circuitazione e flusso dei campi elettrici e magnetici

Gruppo URDF
5 ore

• Docenti: Danilo Catena, Marisa Michelini
• Tipo di intervento: Lezioni + attività laboratoriali
• Luogo: Università di Udine e/o scuola
• Numerosità: una classe alla volta per possibili 2 turni

Proprietà chimiche: legami chimici e solubilità (concetti chimici: legami negli alogenuri, solubilità e reazioni chimiche)

Unità URDF
5 ore

Attività gestite dai membri URDF Marisa Michelini, Laura Decio

• Lezione e attività di laboratorio
• Periodo di disponibilità a svolgere l’attività: marzo – giugno 2024
• Luogo in cui svolgere l’attività: presso la scuola richiedente, sia in Regione, sia fuori Regione
• Numerosità massima studenti per singolo incontro/intervento: una classe

Capire le onde elettromagnetiche

Danilo Catena
3 ore

Discutiamo i principali errori di apprendimento sulle onde elettromagnetiche.

Meccanica quantistica

Gruppo URDF
6-12 ore

Moduli didattici di diversa durata (6 – 12 ore) a scelta su:

1. i concetti fondanti della meccanica quantistica a partire da esperimenti sulla polarizzazione ottica;
2. giocare a fare i fisici teorici con esperimenti ideali a singolo fotone mediante simulazione;
3. dai fondamenti concettuali della meccanica quantistica ai q-bit e la seconda rivoluzione quantistica

Fenomeni termici e risparmio energetico

Alessandra De Angelis
6 ore

Esperimenti di base e analisi di coibentazione degli edifici per la sostenibilità.

Percorsi di ottica basati su esperimenti

Gruppo URDF
4/8/11 ore

In sequenza esperimenti su:

• Ottica geometrica (4 ore)
• Diffrazione (4 ore)
• Polarizzazione (3 ore)

Verso una visione quantistica della realtà

Giacomo Zuccarini
14 ore

Lezioni di 2 ore ciascuna

Lezione 1: dalla polarizzazione della luce alla misurazione quantistica

Lezione 2: relazioni tra proprietà e tra osservabili, misurazioni di x e v, misurazioni su atomo idrogenoide

Lezione 3: lo stato di un sistema e il suo formalismo; stato di polarizzazione del fotone; stato dell’atomo idrogenoide in termini di numeri quantici.

Lezione 4: sovrapposizione quantistica; sovrapposizione di stati del fotone; sovrapposizione di stati dell’atomo idrogenoide, normalizzazione

Lezione 5: propagazione e interferenza quantistica; modello quantistico per il fotone e per l’elettrone

Lezione 6: l’entanglement di modi del singolo fotone e l’entanglement non locale tra diversi sistemi. Applicazioni tecnologiche e problemi aperti

Verifica finale

Dal fotone al computer quantistico

Giacomo Zuccarini
22 ore

Lezioni tipicamente di 2 ore- Il percorso si dirama ad un certo punto  in due rami/gruppi

Lezione 1: dalla polarizzazione della luce alla misurazione quantistica

Lezione 2: relazioni tra proprietà, misurazioni di x e v, osservabili, misurazioni su atomo idrogenoide, tabelle di riepilogo, stato

Lezione 3: sovrapposizione quantistica e propagazione

Lezione 4: entanglement (1h)

Lezione 5: introduzione alla logica e al calcolo classico, transizione a quello quantistico

Lezione 6: costruzione di un modello di computazione basato sulla polarizzazione: porte e circuiti

Lezione 7: costruzione di un modello di computazione basato sui cammini: porte e circuiti ottici

Lezione 8: costruzione di un modello di computazione multiqubit sulle due codifiche del fotone (1h)

Lezione 9: esercizi di calcolo e di progettazione circuiti ottici (1h)

Lezione 10: il gatto di Schroedinger (1h)

Gruppo 1: crittografia classica e quantistica

Gruppo 2: la struttura degli algoritmi quantistici e relativo vantaggio (algoritmo di Deutsch)

Gruppo 1: teletrasporto quantistico

Gruppo 2: algoritmo di ricerca di Grover

• Opzionale: laboratorio di ottica.
• Verifica finale (2h)

Indice

1. Einstein e la teoria quantistica: realismo e antirealismo, località e nonlocalità – Prof. Sebastiano Sonego (2 ore)
2. Tempo e spazio in relatività – Prof. Sebastiano Sonego (2 ore)
3. Gravitazione e spaziotempo: dal principio d’inerzia alle onde gravitazionali – Prof. Sebastiano Sonego (2 ore)
4. La conduzione elettrica: il passaggio dalla visione semiclassica alla quantistica – Giuseppe Fera (2 ore)

Einstein e la teoria quantistica: realismo e antirealismo, località e nonlocalità

Prof. Sebastiano Sonego
2 ore

Le critiche mosse da Einstein all’interpretazione “ortodossa” della meccanica quantistica sono assai sottili e istruttive e conducono a importanti riflessioni su concetti fondamentali come quelli di località e realtà fisica. Nel corso dell’esposizione, verranno discussi i motivi che inducono a ritenere la meccanica quantistica una teoria incompleta, per concludere con una presentazione delle diseguaglianze di Bell, che impongono vincoli severi a ogni possibile tentativo di un suo completamento.

Tempo e spazio in relatività

Prof. Sebastiano Sonego
2 ore

Lo sviluppo della teoria della relatività ristretta ha imposto una radicale revisione delle nozioni tradizionali di tempo e spazio, riconoscendo la dipendenza dagli osservatori delle misure di durata e distanza, e la necessità di una loro fusione in un unico concetto di spaziotempo. Nella relatività generale, quest’ultimo acquista inoltre un carattere dinamico e fornisce la base per lo sviluppo di una teoria geometrica della gravitazione. Nell’esposizione verranno ripercorse le tappe principali di questo affascinante percorso intellettuale, partendo dalle idee di base fino a giungere alle più recenti congetture.

Gravitazione e spaziotempo: dal principio d’inerzia alle onde gravitazionali

Prof. Sebastiano Sonego
2 ore

Oltre a possedere una fortissima carica innovativa, la teoria della relatività generale gioca un ruolo essenziale nel dare significato ai concetti più basilari sui quali si fonda l’intera fisica. Partendo da problemi concettuali già presenti nella dinamica newtoniana, si ripercorrerà il cammino concettuale che conduce a una descrizione della gravitazione in termini di geometria dello spaziotempo. Fra le innumerevoli conseguenze della teoria, focalizzeremo l’attenzione sulla previsione dell’esistenza di onde gravitazionali — increspature nella geometria che si propagano alla velocità della luce.

La conduzione elettrica: il passaggio dalla visione semiclassica alla quantistica

Giuseppe Fera
2 ore

• Periodo di disponibilità a svolgere l’attività: ottobre 2023 – giugno 2024
• Luogo in cui svolgere l’attività: Università, Udine, provincia di Udine, Veneto (eccetto provincia Belluno)
• Numerosità massima studenti (classi quarte e quinte)

Unità di ricerca in didattica della fisica

Archivio seminari e laboratori 2024-2025