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L’elettroscopio a foglie è uno strumento che serve a rivelare la presenza di cariche elettriche su un corpo, fornendo anche valutazioni quantitative.

E’ un dispositivo costituito da un’asta verticale metallica che presenta all'estremità inferiore una sottilissima foglia, solitamente d'oro o di stagnola, racchiuse in contenitore con pareti in vetro, per evitare che correnti d'aria alterino il movimento della fogliolina stessa, e in quella superiore un piattello. In alcuni modelli sono presenti ai lati della fogliolina due piastre metalliche mobili, utilizzate per bloccarla durante gli spostamenti dello strumento o per scaricarla rapidamente dalla carica accumulata durante il funzionamento. Infine, una scala graduata tracciata sul vetro di protezione (o altre volte disposta internamente) consente una misura dello spostamento delle foglioline.

Il fenomeno si basa su una delle proprietà fondamentali dell'elettrostatica: corpi dotati di carica elettrica dello stesso segno si respingono, mentre quelli di segno diverso si attraggono. Se il piattello superiore è scarico, cioè privo di carica elettrica, la fogliolina, sottoposta solo alla forza di gravità, si dispone verticalmente. Se invece esso viene toccato con un corpo conduttore carico, una parte di questa carica viene distribuita dal conduttore al piattello. Di conseguenza, la foglia e la parte terminale dell’asta, entrambe collegate al piattello, si caricano dello stesso segno e si respingono: la foglia forma così un angolo che può essere misurato mediante la scala graduata.

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Una proprietà peculiare delle onde elettromagnetiche, comune a tutti i fenomeni ondulatori, è la loro capacità di deviare la traiettoria di propagazione dell’onda successivamente all’incontro con un ostacolo.

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Dalla dualità della luce quale onda-particella, sappiamo che, nell’attraversare una fenditura, essa non si propaga solo “in avanti”, come farebbe un corpuscolo materiale, ma tende a espandersi nello spazio, coprendo una regione ben più grande della fenditura attraverso la quale è passata, seguendo in questo caso una natura ondulatoria. Questo fenomeno prende il nome di diffrazione, e si manifesta quando le dimensioni degli ostacoli che l'onda incontra risultano paragonabili alla sua lunghezza d'onda. In maniera analoga, se la luce incontra un ostacolo sufficientemente piccolo, non si crea una zona d'ombra netta dietro a esso, perché la luce tende a “richiudersi” per ripristinare il fronte d'onda originario.

I risultati ottenuti da Young possono essere invece compresi facilmente ipotizzando che la luce si comporti come un’onda sul lago, che la luce sia un’onda che si diffonde nello spazio. L’esperimento di Young evidenzia il cosiddetto fenomeno di interferenza di due onde luminose, cioè della sovrapposizione di due onde luminose provenienti da due sorgenti coerenti (che emettono onde di eguale frequenza e mantengono inalterata la differenza di fase): dietro le due fenditure compaiono due onde che nelle zone in cui oscillano nella stessa direzione si rafforzano generando bande chiare (interferenza costruttiva), mentre nelle zone in cui oscillano in direzioni opposte si annullano a vicenda generando bande scure (interferenza distruttiva).

In ottica, la diffrazione di Fraunhofer (dal nome di Joseph von Fraunhofer), o diffrazione di campo lontano, è una forma di diffrazione dell'onda che si verifica quando le onde di campo vengono fatte passare attraverso un'apertura o una fenditura causando solo la modifica delle dimensioni di un'immagine dell'apertura osservata a causa di la posizione dell'osservazione in campo lontano e la natura sempre più planare delle onde diffratte in uscita che passano attraverso l'apertura.

La diffrazione di Fresnel o diffrazione di campo vicino è un processo di diffrazione che si verifica quando un'onda passa attraverso un'apertura e diffratta nel campo vicino, facendo sì che qualsiasi modello di diffrazione osservato differisca per dimensione e forma, a seconda della distanza tra l'apertura e la proiezione. Si verifica a causa della breve distanza in cui si propagano le onde diffratte, che si traduce in un numero di Fresnel maggiore di 1 (F > 1). Quando la distanza aumenta, le onde diffratte in uscita diventano planari e si verifica la diffrazione di Fraunhofer.

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Un calorimetro è un dispositivo utilizzato in calorimetria per misurare il flusso di calore durante una trasformazione, come calori specifici, calori latenti di fusione/ebollizione e calori di reazione. Se il calorimetro è formato da una miscela di due fasi di una stessa sostanza, esso è detto isotermico.

Il calorimetro delle mescolanze è costituito da un thermos in cui viene versata dell'acqua e la sostanza da esaminare; all'interno del calorimetro sono posti un termometro e un agitatore. Il calore specifico della sostanza viene dedotto dalla variazione di temperatura dell'acqua: a causa della non nulla capacità termica del calorimetro è necessario introdurre un equivalente in acqua del calorimetro, che tenga conto del calore assorbito o ceduto da esso durante la misura.

Il calorimetro a ghiaccio è un calorimetro isotermico formato da tre recipienti concentrici: nel più interno si colloca il corpo in esame; in quello intermedio il ghiaccio; in quello più esterno si colloca dell'altro ghiaccio che ha la funzione di isolante, evitando che il calore dell'ambiente esterno fonda il ghiaccio del recipiente intermedio. In base alla quantità d'acqua che fuoriesce dal recipiente intermedio mediante un apposito condotto si può misurare il calore fornito dal corpo nel contenitore più interno, ed eventualmente calcolarne il calore specifico.

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Il calorimetro di Bunsen è un calorimetro isotermico formato da un recipiente contenente acqua distillata, il cui fondo è connesso ad un tubo ripiegato a U contenente mercurio e terminante in un capillare. Una provetta, sulla quale è stato precedentemente fatto formare uno strato di ghiaccio, è posta all'interno del contenitore con l’acqua. Inserendo il corpo in esame la quantità di ghiaccio all'esterno della provetta può aumentare o diminuire in relazione al calore assorbito/ceduto dal corpo. La quantità di calore scambiato è quindi ottenuta a partire dalla variazione di volume dell'acqua, misurata dall'altezza del mercurio nel capillare.

La bomba calorimetrica di Mahler è un dispositivo che permette di misurare la quantità di calore liberata o assorbita durante una reazione che avviene a volume costante. La bomba calorimetrica è un reattore di acciaio in grado di resistere alle alte pressioni (fino a ~100 Bar) ed è quindi particolarmente adatta a studiare le reazioni di combustione in cui uno dei reagenti (O2) può essere introdotto ad alta pressione. La bomba ha una chiusura ermetica che impedisce la fuoriuscita dei prodotti di combustione. Il reattore è immerso in una grande quantità di acqua contenuta in un cestello. All'interno della bomba si brucia una quantità nota di sostanza. La combustione è innescata da una scintilla, prodotta facendo passare una corrente attraverso un filamento posto all'interno del reattore.

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Il pendolo di Foucault era un pendolo sferico composto da un cavo di oltre 60 m al quale era attaccata una sfera di 28 kg che fu appeso nel 1851 dal fisico francese Jean Bernard Léon Foucault alla cupola del Panthéon di Parigi per dimostrare con un esperimento l’esistenza della rotazione terrestre sfruttando la forza di Coriolis.

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Lasciando oscillare liberamente il pendolo, nel caso in cui la Terra fosse ferma, questo dovrebbe mantenere inalterato il proprio piano d’oscillazione, individuato in questo esperimento attraverso della sabbia disposta sotto il pendolo. Nel corso dell’esperimento, il fisico lasciò oscillare il pendolo e vide il piano d’oscillazione subiva una variazione nel tempo. Foucault dimostrò quindi che l’angolo che raggruppava queste linee era da mettere in relazione alla latitudine del luogo. A ogni latitudine della Terra, tranne che lungo la linea dell’equatore, dove l’angolo è nullo, si osserva che il piano di oscillazione del pendolo ruota lentamente. Al Polo Nord e al Polo Sud la rotazione avviene in un giorno siderale: il piano di oscillazione si mantiene fermo mentre la Terra ruota, in accordo con la legge del moto di Newton. Alle altre latitudini il piano di oscillazione ruota con un periodo R inversamente proporzionale al seno della latitudine stessa (α); a 45° la rotazione avviene ogni 1,4 giorni, a 30° ogni 2 giorni e così via: R=24hsin La rotazione avviene in senso orario nell'emisfero boreale e in senso antiorario nell'emisfero australe. Il pendolo di Foucault è impegnativo da costruire poiché piccole imprecisioni possono causare errori nell'oscillazione che mascherano l'effetto della rotazione terrestre. La resistenza dell'aria inoltre frena l'oscillazione; per questo motivo nei musei i pendoli incorporano un elettromagnete o altro dispositivo per mantenere in moto il sistema.

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