PSSC [Physical Science Study Committee] (Fonte: Wikipedia e YouTube)

Il Physical Science Study Committee (PSSC) è stato un comitato scientifico istituito presso il Massachusetts Institute of Technology di Boston nel 1956 con lo scopo di sottoporre a revisione l'insegnamento della fisica nella scuola secondaria superiore.

Storia

A promuovere l'iniziativa di innovazione didattica, nell'autunno del 1956, fu un gruppo di professori universitari di fisica guidato da Jerrold Zacharias e Francis Friedman, entrambi docenti del MIT: la fondazione del Physical Science Study Committee (PSSC) aveva l'obiettivo di esaminare le modalità di insegnamento dei corsi introduttivi di fisica nella scuola secondaria superiore dopo che molti insegnanti avevano espresso la convinzione che i libri di testo utilizzati nelle High school non fossero in grado di stimolare l'interesse degli studenti per la materia, né di insegnare loro a pensare e risolvere i problemi con l'approccio di un fisico.

Nel 1957, dopo il successo sovietico dello Sputnik, negli Stati Uniti d'America era diffuso il timore che il sistema didattico statunitense non riuscisse a dare una buona preparazione in campo scientifico; interpretando questo timore, in risposta, il governo decise di aumentare i finanziamenti alla National Science Foundation a sostegno del PSSC. Negli stessi anni si andarono realizzando altri testi e manuali di fisica, di livello liceale e universitario, che intendevano innovare la presentazione dei materiali didattici i metodi tradizionali di insegnamento: tra questi manuali, vi era l'Harvard Project Physics (destinato a un pubblico liceale, frutto di un progetto sviluppato tra il 1962 e il 1972) e testi universitari come La fisica di Berkeley (anch'esso finanziato dalla NSF-National Science Foundation[1]), affidato a un gruppo di specialisti, e La fisica di Feynman (incentrata sulla peculiare personalità di Richard Feynman).

Corso di Fisica

Il materiale didattico creato dal gruppo di lavoro è stato progettato per sottolineare i  principi fondamentali della fisica in modo da favorire la comprensione anziché la memorizzazione, in modo da rendere la materia più interessante per gli studenti.

La prima edizione del testo di fisica per la scuola superiore è apparsa nel 1960 e le sono succedute molte edizioni; assieme al libro di testo, fu resa disponibile una guide per gli insegnanti, oltre a filmati, test standardizzati per la verifica, e istruzioni per la costruzione di apparati sperimentali non molto costosi progettati dal PSSC stesso.

Edizione italiana

La versione italiana del corso, condotta sull'edizione originale del 1960 (D.C. Heath & Co di Boston), fu pubblicata da Zanichelli Editore, in due volumi, nel 1961, con l'aggiunta di un terzo volume, diviso in due parti, inteso come guida per gli insegnanti[5]. La traduzione era di Vincenzo De Sabbata e Aulio Stura, la revisione del testo di Bruno FerrettiElio Fabri, Maria Ferretti[5].

I filmati didattici furono adattati in italiano a cura della ESSO italiana: nel 2005, venticinque di essi sono divenuti disponibili su supporto informatico, sotto il titolo La fisica secondo il PSSC, un cofanetto di quattro DVD curato da Federico Tibone e Giovanni Pezzi[6].

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01
Tempo e Orologi
durata: 26:58
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02
Lunghi Intervalli di Tempo
durata: 23:27
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03
La Dilatazione del Tempo
durata: 34:57
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04
Cambiamenti di Scala
durata: 21:49
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05
La Velocità Limite
durata: 36:41
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06
Sistemi di Riferimento
durata: 26:46
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07
Inerzia e Moto
durata: 25:17
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08
Le Forze
durata: 21:46
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09
L'Impulso Angolare
durata: 25:55
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10
Moti Periodici
durata: 31:56
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11
Eventi Casuali
durata: 29:58
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12
Energia Meccanica e Termica
durata: 21:05
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13
Secondo Principio della Termodinamica
durata: 26:00
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14
Introduzione all'Ottica
durata: 22:17
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15
I Fotoni
durata: 18:01
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16
La Pressione della Luce
durata: 40:14
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17
Interferenza di Fotoni
durata: 12:24
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18
L'Esperimento di Millikan
durata: 28:53
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19
L'Atomo di Rutherford
durata: 27:02
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20
L'Esp. di Frank e Hertz
durata: 28:49
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Legge di Gravitazione Universale (1d3)
durata: 9:52
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Legge di Gravitazione Universale (2d3)
durata: 9:51
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Legge di Gravitazione Universale (3d3)
durata: 9:58
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Legge di Coulomb (1d3)
durata: 9:58
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Legge di Coulomb (2d3)
durata: 9:51
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Legge di Coulomb (3d3)
durata: 9:11
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Le Onde EM - Lo spettro ElettroMagnetico (1d5)
durata: 4:55
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Le Onde EM - L'interferenza della Luce Visibile (2d5)
durata: 7:41
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Le Onde EM - L'interferenza dei Raggi X
(3d5)
durata: 5:00
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Le Onde EM - L'interferenza delle microonde (4d5)
durata: 7:32
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Le Onde EM - L'interferenza delle onde Radio (5d5)
durata: 6:44
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21
I Cristalli
durata: 23:35

EXTRA

INTERFERENZA DI ELETTRONI [L'ESPERIMENTO PIU' BELLO della Fisica] (sito web)

[fonte: Wikipedia]

L'esperimento della doppia fenditura utilizzando un fascio di elettroni fu eseguito per la prima volta da Claus Jönsson dell'Università di Tubinga nel 1961[5]. Fu quindi ripetuto nel 1974 a Bologna da Pier Giorgio MerliGianfranco Missiroli e Giulio Pozzi inviando un elettrone alla volta sulla lastra fotografica.[6] L'idea di Merli e dei suoi collaboratori fu quella di utilizzare un microscopio elettronico sia come interferometro sia come sorgente di elettroni, facendo passare gli stessi attraverso un biprisma elettronico, come originariamente concepito da Gottfried Möllenstedt. I risultati dell'esperimento del 1974, nonostante fossero stati pubblicati e nonostante fosse anche stato realizzato un documentario in proposito, andarono pressoché ignorati, tant'è che quando nel 1989 Akira Tonomura e collaboratori ripeterono l'esperimento li si considerò erroneamente i primi ad aver verificato questo risultato previsto dalla meccanica quantistica[7]. Nel 2002 la versione a singolo elettrone dell'esperimento fu votata come "l'esperimento più bello di sempre" dai lettori di Physics World[8]

Sempre al 1974 risalgono i primi esperimenti in cui si utilizzarono neutroni, dovuti ad Helmut Rauch,[9]. In questo caso si utilizzò un cristallo di silicio per sfruttare la diffrazione di Bragg ed avere due fasci neutronici coerenti da inviare all'interferometro.

L'interferometria con la tecnica delle due fenditure per le particelle ha raggiunto nel tempo livelli di eccezionalità. Nel 1999 Anton Zeilinger e i suoi collaboratori all'università di Vienna riuscirono ad effettuare l'esperimento di Young utilizzando molecole di fullerene[10] composte da 60 atomi di carbonio. L'eccezionalità dell'esperimento è dovuta al fatto che mai si era osservato il dualismo onda-corpuscolo con particelle di queste dimensioni.

Nel 2003 gli stessi autori hanno esteso l'esperimento di interferenza a molecole più pesanti, le tetrafenilporfirine o fluorofullereni con 60 atomi di carbonio e 48 di fluoro, confermando ancora una volta l'evidenza del dualismo[11][12].

Gli esperimenti sono proseguiti, sempre all'università di Vienna, sotto la direzione di Markus Arndt. La tecnica sperimentale sviluppata da questo autore fa uso di un interferometro di Talbot-Lau e costituisce una profonda innovazione nel campo dell'interferometria. Essa è stata in grado di dimostrare il dualismo onda-corpuscolo con oggetti molto vicini al mondo macroscopico. Nel 2012 al Vienna Center for Quantum Science and Technology questo gruppo di ricerca ha pubblicato uno studio che fa uso di ftalocianina e suoi derivati: queste molecole si sono rivelate le prime a esibire un comportamento quantistico alle rispettive scale di grandezza di 514 AMU e 1298 AMU[13]. Un esperimento del tipo "a doppia fenditura" ha reso visibile in tempo reale il dualismo onda-particella mostrando manifestazioni ondulatorie in un fascio coerente di particelle[13]. L'emersione della figura d'interferenza ha richiesto, oltre alla produzione di un fascio di particelle dotato della necessaria coerenza, anche l'eliminazione degli effetti distruttivi dovuti all'interazione delle particelle con le forze di Van der Waals[13]. Oltre alla valenza didattica e divulgativa (il formarsi della figura di interferenza è visibile in un video pubblicato su YouTube dagli stessi autori della ricerca[14]), l'esperimento riveste un certo interesse per la possibilità di indagare su molecole di grandezza simile o superiore e per la possibilità di esplorare i confini tra comportamento classico e comportamento quantistico[13].

Nel 2018 è stata ottenuta la prima dimostrazione di interferenza quantistica di antimateria dal gruppo guidato da M. Giammarchi al laboratorio positroni di R. Ferragut del Politecnico di Milano[15]

Download: [Versione AVI lingua italiana (394MB) - Versione mp4 lingua italiana (338MB)]

STREAMING

© 2020 by M. Recchi

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