Esperienze di laboratorio di Fisica: ultrasuoni, elettrostatica, fotovoltaico e circuiti

PREMESSA: La presente relazione è stata elaborata sulla base degli argomenti trattati durante

il corso e delle attività svolte in laboratorio. Per l’approfondimento teorico e la ricostruzione

delle esperienze descritte sono stati utilizzati materiali di supporto quali registrazioni delle

lezioni, video didattici reperiti online, fotografie delle dimostrazioni e ettuate in laboratorio e

contenuti di approfondimento consultati tramite fonti online. Ilari Martina | TAE (821029)

Terzo elaborato del laboratorio svolto

Determinazione della velocità di propagazione degli ultrasuoni in un materiale

Le onde elastiche rappresentano una perturbazione che si propaga all’interno di un mezzo

materiale trasportando energia senza trasporto netto di materia. La velocità di propagazione

dipende dalle proprietà fisiche del materiale attraversato, in particolare dalla sua densità e

dalla sua rigidità. La tecnica ultrasonica è largamente utilizzata nel controllo non distruttivo

dei materiali, poiché permette di individuare eventuali difetti interni senza danneggiare il

campione. Il campione è stato sottoposto a una misura mediante trasduttori ad ultrasuoni

posti sulle superfici opposte. Per migliorare la trasmissione del segnale è stato applicato un

gel di accoppiamento, utile a eliminare gli strati d’aria che ostacolano il passaggio delle onde.

Misurando lo spessore del campione e il tempo necessario all’impulso ultrasonico per

attraversarlo è stato possibile calcolare la velocità di propagazione.

Il modulo elastico rappresenta la capacità di un materiale di opporsi alle deformazioni

elastiche. Valori elevati indicano materiali rigidi, mentre valori più bassi sono tipici di materiali

più deformabili.

Questa metodologia viene impiegata anche nel settore alimentare per la caratterizzazione

meccanica di alcuni materiali da imballaggio e nel monitoraggio di strutture industriali.

L’esperienza ha dimostrato come la presenza del gel di accoppiamento migliori sensibilmente

la qualità della misura, riducendo la dispersione del segnale ultrasonico e consentendo una

valutazione più accurata delle proprietà meccaniche del materiale.

Osservazione dei fenomeni fisici mediante sfera al plasma

Il plasma è definito come il quarto stato della materia. Si forma quando un gas riceve

su iciente energia da ionizzarsi, producendo una miscela di elettroni liberi e ioni positivi.

La sfera al plasma contiene gas nobili a bassa pressione sottoposti a un campo elettrico ad

alta tensione e alta frequenza.

Durante l’esperienza sono stati osservati:

a. Formazione di scariche luminose

b. I filamenti luminosi che si estendono d