Fisica - le forme di energia

Energia

L’energia è tutto ciò che può essere trasformato in lavoro o fornire calore. La sua unità di misura è il Joule (Kg m² s^-2).

Energia cinetica e potenziale

Energia cinetica: energia posseduta da un corpo in movimento. E = ½ mv²

Energia potenziale: posseduta da un corpo in un campo di energia potenziale.

• Es: elettrostatica, carica - carica.
• Gravitazionale: massa – massa.
• Relativistica: E = mc², c = velocità della luce, 3 10⁸ ms^-1.

Energia elettrostatica

Energia elettrostatica posseduta da un corpo carico in un campo di potenziale elettrico.

q q q q

Leggi dell’elettrostatica: E F 2r r²

• Cariche di uguale segno si respingono.
• Cariche di segno opposto si attraggono.
• Energia elettrostatica di un elettrone (e) in un atomo con nucleo di carica Ze: E Ze er.

Le varie forme di energie si possono trasformare l’una nell’altra (legge della conservazione dell’energia) o in calore o in lavoro.

Luce ed energia

Luce: natura corpuscolare, natura ondulatoria.

La luce è una radiazione elettromagnetica.

Un’onda elettromagnetica è costituita da campi elettrici (E) e magnetici (H) che oscillano in direzioni perpendicolari tra loro e perpendicolari anche alla direzione nella quale l'onda si propaga.

y H: campo magnetico

x E esercita una forza su una particella carica in movimento.

H E: campo elettrico esercita una forza su una particella carica.

z

Onde

• Lunghezza d’onda (λ): è la distanza tra due picchi successivi.
• Frequenza (ν): è il numero di picchi che passano in un dato punto in un secondo e si esprime in hertz (Hz = s^-1).
• Ampiezza: massimo valore assunto da E o H.
• λ ν: onda luminosa.

Tutte le onde possono essere descritte mediante la loro lunghezza d'onda, frequenza, velocità e ampiezza.

λ ν Direzione

• Lunghezza d’onda (λ): è la distanza tra due picchi successivi.
• Frequenza (ν): è il numero di picchi che passano in un dato punto in un secondo e si esprime in hertz (Hz = s^-1).
• Ampiezza: massimo valore assunto da E o H.
• λ ν = c, c velocità della luce.

Luce

Spettro: insieme di radiazioni monocromatiche.

Energia della radiazione luminosa: E = hν.

Alta energia. Bassa energia. Luce.

Luce visibile è compresa tra 400 nm e 700 nm (violetto – rosso).

Alta energia. Bassa energia.

Onda luminosa: y x E λ ν H Direzione z.

λ: lunghezza d’onda. ν: frequenza.