Lezione 1: che cos’è la fisica? La parola fisica deriva dal greco φύσις [physis] che significa natura, ergo la fisica è quella branca della scienza che studia la natura o i fenomeni naturali, ovvero tutti quegli eventi che possono essere descritti attraverso grandezze fisiche. Lo scopo della fisica è quello di stabilire principi e leggi che regolano e prevedono i fenomeni naturali.
Ad un certo punto della storia l’uomo ha voluto descrivere i fenomeni naturali in maniera scientifica, ovvero quantificando le osservazioni definendo alcune caratteristiche misurabili chiamate grandezze fisiche ( per esempio lunghezza, durata, energia etc.). Queste non sono oggetti tangibili ma sono dei concetti della nostra mente che sono in stretta correlazione con i sistemi materiali dei quali si vuole studiare il comportamento.
Due esempi per le grandezze fisiche possono essere il secondo (s), che è in correlazione con il tempo, e il metro (m), che è in stretta correlazione con lo spazio.
Le definizioni di secondo e metro sono state codificate dalla convenzione internazionale del 1967, sono abbastanza pittoresche e le riporto per dovere di cronaca:
- il secondo (s) è l’intervallo di tempo durante il quale avvengono 9.192.631.770 oscillazioni di un orologio al cesio,
- il metro (m) è la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un 299792458-esimo di secondo.
Sempre per dovere di cronaca ricordo che l’orologio al cesio è un orologio atomico molto preciso e sfrutta fenomeni che avvengono a livello atomico e che si ripetono con estrema regolarità.
La storia del metro è un po’ più antica, infatti a partire dal 1889 l’unità di misura della distanza veniva assunta come la distanza tra due sottili incisioni fatte su una barretta di platino-iridio conservata presso il Bureau International des Poids et Mesures a Sèvres, presso Parigi. Solo nel 1983, quasi un secolo dopo, si decise che il campione del metro non poteva essere riprodotto con accuratezza e così si pensò di utilizzare un fenomeno molto più stabile e preciso: la luce.
Per descrivere tutti i fenomeni naturali occorrono tante unità di misura quante sono le grandezze fisiche da misurare (lunghezza, durata, massa, temperatura, potenza, forza etc).
Diverse unità di misura sono collegate tra loro e per questo si è deciso di sceglierne un piccolo numero, chiamate unità fondamentali, da cui poter ricavare tutte le altre. L’insieme di queste unità costituiscono il Sistema Internazionale di Unità, chiamato più semplicemente Sistema internazionale (SI); è costituito da sette unità fondamentali riportate nella tabella seguente.
|
Sistema internazionale (SI) |
|||
|
Grandezza fisica |
Simbolo della grandezza |
Nome dell’unità |
Simbolo dell’unità |
|
Lunghezza |
l |
metro |
m |
|
Massa |
m |
kilogrammo |
Kg |
|
Intervallo di tempo |
t |
secondo |
s |
|
Intensità di corrente elettrica |
i |
Ampere |
A |
|
Temperatura |
T |
Kelvin |
k |
|
Intensità luminosa |
lv |
Candela |
cd |
|
Quantità di sostanza |
n |
Mole |
mol |
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