Forza ed eleganza del magnetismo
Maurizio Zani
Corso di orientamento, Politecnico di Milano
Lab. di sperimentazione
didattica ST2
2/16
Maurizio Zani
Juri Chechi, il signore degli anelli
L'esercizio perfetto, Olimpiadi di Atlanta, 1996
3/16
Maurizio Zani
Il metodo
Realizzazione
Progetto
Squadra
Jade Belt Bridge (Beijing, China)
L'apprendimento come progetto
Realizzazione
Apprendimento (ovunque)
1. Learning is an experience, not a download
•
Involve the students
in
the
learning
approach; they must be engaged in the
experience
2. Learning happens everywhere & everytime
• Open your fantasy, evaluating what may
be the best way to reach the learning
goals
3. Learning takes care of materials & methods
• Choice the appropriate combination, in
order to make learning achievements
more effective
The 3 rules of learning
http://www.mauriziozani.it/wp/?p=6473
credits voce femminile: Lucia Ganzer
Metodo sperimentale: scienza
Fisica
•
fino al 1600: filosofia naturale (perché la natura si comporta così, opinioni)
• dal XVII secolo (Galilei): scienza (come la natura si comporta, misure)
Scienze
• scienze naturali (studiano fenomeni materiali: fisica, chimica...)
• scienze sociali (studiano interazioni sociali: psicologia, storia...)
Scienza
• come si studia (metodo sperimentale)
• cosa si studia (grandezze fisiche)
• come si descrive (matematica)
Metodo sperimentale: fisica
Fisica classica (legata alle sensazioni umane)
• meccanica: fisica del moto
• gravitazione: fisica planetaria
•
termodinamica: fisica del calore
• acustica: fisica del suono
• ottica: fisica della luce
• elettromagnetismo: fisica della radiazione
Fisica moderna (rientra nella precedente per condizioni classiche dei parametri)
•
fisica relativistica: alte velocità (velocità della luce)
•
fisica quantistica: basse dimensioni (costante di Planck)
•
fisica atomica: intimo della materia (elettroni, protoni, neutroni)
osservazione
modello
verifica
teoria
ipotesi
esperimento
opinioni
Metodo sperimentale: scienza
Il metodo sperimentale
1. La fisica non è la matematica
• Prima
la
comprensione del
fenomeno, poi la sua descrizione
analitica
2. Gli argomenti trattati si studiano sui
libri
• Non solo sui propri appunti, né
su quelli dei compagni
3. Non c’è scritto da nessuna parte che
la fisica sia noiosa, lasciatevi stupire
• Enjoy!
A
studiarla
e
a
insegnarla…
http://www.mauriziozani.it/wp/?p=3635
1. La fisica non è la matematica
• Prima
la presentazione del
fenomeno,
poi
la
sua
formalizzazione analitica
2. Il docente non è un libro di testo
• Serve
trasmettere anche
la
passione, non solo le nozioni
3.
Insegna
argomenti
che
non
chiederai all’esame
• La curiosità è tutto, talvolta si
deve essere imprevedibili…
http://www.mauriziozani.it/wp/?p=4884
Le 3 regole per studiare fisica
Le 3 regole per insegnare fisica
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Maurizio Zani
Il magnetismo
Magneto in «X-Men»
LE GRANDI RACCOLTE PER LA GIOVENTU’
MAGNETO
a cura di Maurizio Zani
Nelle migliori edicole...
N
2
4π
0
1 2
μ p p
F =
r
2
4π
0
1
2
μ p
=
p
r
1 2
= B p
F
F
S
r
effetto
(forza magnetica)
causa
(campo magnetico)
B1
F
F
soggetto
(polo magnetico)
p1
p2
N
N
I
B
B
teorema di equivalenza di Ampère
I
B
regola
della mano destra
magnete
spira
N
S
I
B
legge di Biot-Savart
B
I
regola della mano destra
I
B
I
B
spira
filo rettilineo
elettromagnete
I
B2 >> B1
B2 >> B1
B1
ferromagnete
magnete
I
B1
magnetizzazione
polarizzazione
come interagiscono?
bussola
F
M
traslazione
rotazione
B
B = 0.5 G = 0.00005 T
B = 0.5 T
Terra
magnete
B
condizioni statiche
B
non ferromagnete
magnete
condizioni dinamiche
t = 0.4 s
t = 2.5 s
t = 2.7 s
t = 5.5 s
P
B
B
B
correnti
di Foucault
I
tubo non conduttore
tubo conduttore
F
a = cost
v = cost
P
anti-gravità
B1
B2 < B1
B1
paramagnete
B2
B1
B2
F
F
F
F
magnete
carta & alluminio
B1
B2 < B1
B1
diamagnete
B2
B1
B2
F
F
F
F
magnete
grafite pirolitica @ 293 K
diamagnete perfetto
YBCO superconduttore @ 70 K
diamagnete perfetto
B2 = B1
B1
magnete
magnete
B1
B2 = B1
Grazie!
LE GRANDI RACCOLTE PER LA GIOVENTU’
MAGNETO
a cura di Maurizio Zani
Nelle migliori edicole...
LE GRANDI RACCOLTE PER LA GIOVENTU’
ELECTRO
a cura di Maurizio Zani