La radiazione che giunge dal Sole alla Terra è una
miscela di diverse radiazioni elettromagnetiche, con diverse
lunghezze d’onda. Le radiazioni con lunghezza d’onda
compresa tra 680 e 380 nanometri
(milionesimi di millimetro), sono percepite dall’occhio
umano come luce, per cui sono definite visibili. Quelle con
lunghezza d’onda tra 380 e 30 nanometri
sono definite ultraviolette e possono essere pericolose per
gli esseri viventi. Le radiazioni con lunghezza d’onda
compresa tra 680 nanometri
e 1 millimetro
sono definite infrarosse e vengono percepite come calore.
I materiali possono essere trasparenti oppure opachi in
funzione della lunghezza d’onda della radiazione
elettromagnetica. Il vetro comune, ad esempio, è trasparente
alle radiazioni visibili, ma è opaco alla radiazione
infrarosse e a quelle ultraviolette.
[materiale occorrente] [predisposizione
e acquisizione] [domande]
Materiale occorrente
| beuta di vetro |
| tappo di gomma col foro |
| base a treppiede |
| asta metallica 25 cm |
| morsetto |
| 2 sensori di temperatura |
| 1 lampada da 100 watt |
| calcolatrice grafica TI-89 |
| interfaccia CBL2 |
Predisposizione
e acquisizione
| 1 |
Infila uno dei due
sensori di temperatura nel foro del tappo di gomma
e con questo chiudi la beuta.
Fissa l’altro sensore all’asta con
treppiede per mezzo del morsetto. Regola la sua
altezza in modo che la sua punta si trovi alla
stessa altezza della punta del sensore chiuso all’interno
della beuta.
|
| 2 |
Avviato il programma PHYSICS,
predisponi perché possano essere utilizzati
due sensori di temperatura. Dovrai collegare il sensore
all’interno della beuta con la porta CH 1 dell’interfaccia,
e quello esterno alla porta CH 2.
Esegui il monitoraggio delle temperature e attendi
fino a quando sono eguali, poi prosegui. Nel MENU
PRINCIPALE, seleziona GRAFICO VS TEMPO e imposta
i seguenti parametri
- intervallo tra campionamenti: 1s;
- campionamenti: 600.
Alla domanda QUANDO TRACCIO? rispondi premendo
il tasto 2: DURANTE ACQUISIZIONE e disponi per
le seguenti opzioni: Ymin =
18 °C ; Ymax = 28 °C ; Yscl =
1.
Disponi la lampada da 100 W di fronte ai due sensori,
alla distanza di circa 20
cm.(Fig.) Accesa la lampada, dai inizio
all’acquisizione dei dati premendo il tasto
ENTER. Dopo circa 150 secondi,
spegni la lampada, che riaccenderai e spegnerai
a intervalli di 150 secondi.
Otterrai due grafici simili a quelli riportati
in figura:
 Linea
sottile: sensore interno alla beuta
Linea marcata:
sensore esterno
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Domande
- Basandoti sul primo tratto da 150 secondi
(il dì), misura la velocità di riscaldamento
nelle due condizioni sperimentali.
- Pensi che il vetro influenzi la quantità di
calore ricevuta dalla lampada?
- Basandoti sul secondo tratto da 150 secondi
(la notte), misura la velocità di raffreddamento
nelle due condizioni sperimentali.
- Pensi che il vetro influenzi la quantità di
calore dispersa dall’aria contenuta nella beuta?
- Tutti gli oggetti caldi emettono radiazione infrarossa,
in particolare l’aria calda contenuta nella beuta.
Cosa puoi dedurre sulla trasparenza del vetro alla radiazione
infrarossa?
- L'effetto "serra" consiste nel fatto che
l'energia della luce visibile attraversa il vetro che
racchiude la serra, viene assorbita dagli oggetti contenuti
nella serra e poi riemessa con lunghezza d'onda maggiore
(luce infrarossa) che non viene trasmessa all'esterno
dal vetro: il risultato è il riscaldamento all'iterno
della serra. Nell'atmosfera terrestre l'anidride carbonica
si comporta per la luce del sole come il vetro in una
serra, per questo l’immissione nell’atmosfera
terrestre di grandi quantità di anidride carbonica
aumenta l’effetto serra. Sulla base di questa considerazione
come ti spieghi che, pur essendo la Terra e la Luna approssimativamente
alla stessa distanza dal Sole, la temperatura della Terra
varia tra -45°C e 60°C e
quella della Luna varia tra –150°C e 130°C ?
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