Fisica Termica e Quantistica

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Questions and Answers

Chi ha formulato l'ipotesi quantistica riguardo alla quantizzazione dell'energia?

Isaac Newton

Albert Einstein

Niels Bohr

Max Planck (correct)

Cosa descrive la formula di Planck sulla radiazione termica?

La radiazione non può essere assorbita.

La potenza emessa è distribuita in funzione delle lunghezze d'onda. (correct)

L'energia emessa è sempre costante indipendentemente dalla temperatura.

La radiazione è emessa solo a una lunghezza d'onda fissa.

Quale legge è stata confermata da Einstein nel 1905 riguardo alla radiazione?

Legge di Wien

Effetto fotoelettrico (correct)

Legge di Stefan-Boltzmann

Catastrofe ultravioletta

Qual è l'elemento discreto di energia associato alla frequenza f secondo l'ipotesi di Planck?

$n h f$ (D) Signup and view all the answers

Cosa avviene quando i risonatori assorbono energia dall'esterno?

Iniziano ad oscillare e emettono radiazione. (B) Signup and view all the answers

Quale dei seguenti meccanismi di propagazione del calore avviene per contatto diretto tra le molecole?

Conduzione (C) Signup and view all the answers

Quale dei seguenti casi è un esempio di convezione?

L'aria calda che sale da un radiatore (A) Signup and view all the answers

Qual è il modo in cui il Sole trasferisce calore alla Terra?

Irraggiamento termico (A) Signup and view all the answers

Cosa avviene all'aria quando un corpo caldo la riscalda?

Diventa più leggera e sale (C) Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio l'irraggiamento?

Consiste nella trasmissione di calore tramite onde (C) Signup and view all the answers

In quale situazione non si verifica la conduzione del calore?

Quando il calore passa dall'aria a un oggetto (A) Signup and view all the answers

Quale legge descrive la radiazione termica emessa dagli oggetti?

Legge di Wien (D) Signup and view all the answers

Quale fenomeno è influenzato dalla posizione geografica rispetto al Sole?

Irraggiamento solare (A) Signup and view all the answers

Qual è l'effetto dell'inclinazione dell'asse di rotazione della Terra sulle stagioni?

Cambia l'angolo di incidenza dei raggi solari. (B) Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni riguardo l'irraggiamento è corretta?

Non necessita di un mezzo per propagarsi. (D) Signup and view all the answers

Cosa accade all'emisfero in inverno riguardo alla radiazione solare ricevuta?

I raggi colpiscono con un'angolazione maggiore. (C) Signup and view all the answers

Quali sostanze presenti nell'atmosfera assorbono i raggi ad alta frequenza?

Ossigeno e azoto. (A) Signup and view all the answers

Qual è la lunghezza d'onda della radiazione termica che si estende nell'intervallo infrarosso?

Tra 10−2 µm e 102 µm. (B) Signup and view all the answers

Qual è la caratteristica della radiazione solare diretta?

Raggiunge il suolo senza interruzioni. (C) Signup and view all the answers

A quale frequenza corrisponde il colore blu secondo le lunghezze d'onda della luce visibile?

631-668 THz. (A) Signup and view all the answers

Cosa rappresenta un corpo nero in termini di assorbimento della radiazione?

Un corpo che assorbe il 100% della radiazione. (A) Signup and view all the answers

Qual è una delle modalità di interazione della radiazione solare con l'atmosfera?

Alcuni raggi vengono deviati e non raggiungono il suolo. (A) Signup and view all the answers

Quale affermazione è corretta riguardo all'atmosfera terrestre?

È spessa circa 80 km lungo la verticale. (B) Signup and view all the answers

A quale temperatura può un corpo nero emettere radiazione?

A qualsiasi temperatura superiore allo zero assoluto. (D) Signup and view all the answers

Cosa determina l'irraggiamento termico di un emisfero?

L'angolo di incidenza dei raggi solari. (C) Signup and view all the answers

Qual è l'intervallo di frequenza della radiazione ultravioletta?

749 THz – 30 PHz. (D) Signup and view all the answers

Quale tipo di radiazione raggiunge il suolo dopo essere stata deviata?

Radiazione diffusa. (C) Signup and view all the answers

Quali dei seguenti colori ha una frequenza più alta?

Blu. (C) Signup and view all the answers

Qual è il contributo dello scambio termico per irraggiamento rispetto a conduzione e convezione a basse temperature?

È trascurabile rispetto a conduzione e convezione. (D) Signup and view all the answers

Che cos'è l'indice della massa d'aria (AM)?

Il rapporto tra la massa d'aria effettivamente attraversata e quella minima che verrebbe attraversata. (A) Signup and view all the answers

Qual è la definizione di costante solare?

L'energia solare radiante che arriva sulla superficie superiore dell'atmosfera terrestre per unità di superficie e di tempo. (D) Signup and view all the answers

Qual è il valore medio della costante solare?

1370 W/m² (C) Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente la radiazione solare diffusa?

E' l'insieme dei raggi solari deviati dai gas presenti in atmosfera. (C) Signup and view all the answers

Quando la costante solare raggiunge il suo valore massimo?

Durante l'inverno. (B) Signup and view all the answers

Che cosa significa l'angolo di azimut solare (γ)?

L'angolo orizzontale tra la direzione del sud e la proiezione dei raggi solari. (D) Signup and view all the answers

Perché la costante solare non è precisamente costante?

Perché l'orbita della Terra attorno al Sole è ellittica. (B) Signup and view all the answers

Cosa rappresenta la declinazione (δ) nel contesto della posizione del Sole?

L'angolo formato dalla congiungente sole-terra con il piano equatoriale. (C) Signup and view all the answers

Quale misura rappresenta la distanza media della Terra dal Sole?

149,6 milioni di km. (C) Signup and view all the answers

Quale di queste affermazioni è vera riguardo alla radiazione solare riflessa (Albedo)?

E' maggiore in presenza di superfici riflettenti. (D) Signup and view all the answers

Cosa indica l'altezza (α) in relazione al Sole?

L'angolo verticale che la direzione del Sole forma con il piano orizzontale. (A) Signup and view all the answers

Qual è l'angolo di inclinazione dell'asse terrestre?

23,5° (D) Signup and view all the answers

Come si definisce la latitudine (φ)?

L'angolo formato dalla congiungente punto di osservazione con il centro della Terra e il piano dell'equatore. (B) Signup and view all the answers

Durante quali mesi avviene la massima distanza tra la Terra e il Sole?

Mesi estivi. (C) Signup and view all the answers

Nel diagramma solare, quale aspetto rappresenta l'angolo azimutale solare (γ)?

L'angolo formato tra la proiezione dei raggi solari e la direzione del sud. (D) Signup and view all the answers

Quale dei seguenti fattori determina le stagioni della Terra?

L'inclinazione dell'asse terrestre. (A) Signup and view all the answers

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Study Notes

Energia Solare

La propagazione del calore avviene tramite conduzione, convezione e irraggiamento.
La conduzione è la trasmissione di calore tra corpi a contatto senza spostamento delle molecole.
La convezione è la trasmissione di calore nei fluidi (liquidi e gas) attraverso lo spostamento delle molecole.
L'irraggiamento è la trasmissione di calore senza contatto diretto tramite onde o radiazioni.
L'irraggiamento termico è l'emissione di onde elettromagnetiche da atomi e molecole eccitati termicamente.
Legge di Wien: la frequenza massima della radiazione emessa da un corpo nero è proporzionale alla temperatura assoluta.
Legge di Stefan-Boltzmann: la potenza emessa da un corpo nero è proporzionale alla quarta potenza della temperatura assoluta.
Legge di Planck: l'energia emessa da un corpo nero ad una certa temperatura T è distribuita in funzione della frequenza e l'energia di ciascun elemento è proporzionale alla frequenza.

Il Sole

Il Sole è una stella nana gialla dove avvengono reazioni termonucleari a catena.
Il Sole possiede una massa di 1,989 x 10^30 kg.
Il Sole possiede un raggio di circa 6,963 x 10^8 m.
La temperatura superficiale del Sole è di 5778 K.
La lunghezza d'onda massima di emissione del Sole è di 500 nm.

Diagrammi Solari

I diagrammi solari rappresentano il moto apparente del Sole nella sfera celeste proiettato su un piano.
I diagrammi mostreranno l'altezza solare e l'azimut solare per diverse latitudini in differenti giorni dell'anno.

Radiazione Solare

L'atmosfera terrestre assorbe alcuni raggi di luce solare a diverse frequenze (UV, γ ecc.).
La radiazione solare subisce una diluizione durante il suo viaggio verso la Terra.
La radiazione solare che raggiunge la parte superiore dell'atmosfera è principalmente composta da ultravioletti, parte dello spettro visibile e infrarossi.
La costante solare è l'energia solare radiante per unità di superficie e di tempo che arriva sulla parte superiore dell'atmosfera terrestre perpendicolare al raggio solare..
La costante solare non è costante perché l'orbita terrestre attorno al sole è ellittica.

Dipendenza dalla posizione

La quantità di energia che raggiunge la superficie terrestre dipende dall'inclinazione dei raggi solari, dall'altezza del Sole e da fattori atmosferici.
I valori dell'altezza (a), dell'azimut (γ), della declinazione (δ) e della latitudine (φ) possono essere determinati con diagrammi e formule apposite.

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