mercoledì 21 ottobre 2020

Come volevasi dimostrare

Nel post precedente avevo espresso il mio scetticismo sulla tempesta Bárbara in arrivo. Nuovamente abbiamo avuto "alerta amarilla" per forte vento e forte pioggia, qua e là accompagnata da temporali.  In effetti di vento ce n'è stato, ha rotto rametti e grosse foglie di palma e fatto volare il tutto sulle strade, intralciando un po' il traffico, ma da noi per lo meno nulla di più.

Anche la agognata pioggia c'è stata in Tenerife solo praticamente a Santa Cruz e la vicina La Laguna.


quotidiano El Día del 21 ottobre 2020

Nell'isola della Palma Bárbara si è fatta sentire un po' di più, come si legge sopra (dopo tre anni di aridità!).

In Peninsula (Spagna continentale) invece la allerta era arancione (più grave) e c'è stato vento sui 130 km/h e pioggia anche di più di 70 litri per metro quadro. 

Da noi la situazione di ieri è stata questa.

Mattina: solo inumidito il marciapiede

 


Sera: bagnato tutto il marciapiede. Niente rivoli d'acqua che scendono lungo la strada o dalle grondaie.


Oggi siamo saliti al terreno sperando di trovare qualcosa di più. Anche lì la strada invasa dalla pinocha e foglie, ma quando abbiamo guardato il nostro "igrometro" (un vassoietto di plastica alto circa 4 centimetri che ci serve per misurare ad occhio quanto ha piovuto) abbiamo registrato meno di un centimetro. 

In effetti l'orto superficialmente era ben umido, non abbiamo dovuto annaffiare, ma raspando leggermente col dito la terra, appariva subito asciutta sotto il primo strato di due millimetri...


Be', per lo meno questa promessa e non mantenuta burrasca è servita a rinfrescare un po' l'aria, dai 28º in casa del lunedì siamo scesi oggi a 25º, per cui mi sono azzardata perfino ad accendere il forno per  fare una torta con le mie mele...



Ecco qua un tampone asintomatico con l'ultimo (per ora) DPCM

l'esperienza

la losna --ahemmm il fulmine

Signore pietà

pronto per la Rai

Andrea sulla Luna

idea regalo

teleTrump

uh! 'n tesseratto

'sti ragazzi, tutto il giorno a ...

selfie; speriamo funzioni

per Severanza (e tanti altri, tutti)

copyancolla ma cambia

qualcuno non mantiene le distanze!

e il virus fa preferenze

vi meriteresti questa!

aiuto spirituale

oppure questa

#ferragnez

e se invece
ma anche

e la nonna

tenersi aggiornati

bravo quasi quanto me

ariva l'ouin

e allora

biossido di carbonio, ne abbiamo?

approposito

chiaro no?

"questi idioti" dice il Donald

Benedetta hai visto?

modi diversi

intanto Silvio

provaci!

prima bozza

Bertolaso quando arriva?

io la mascherina

💥 Joe 💥 rockz! 💥 (ditelo alla Rai)

lo dice anche Richie

io il mouse

🔴🔵

lunedì 19 ottobre 2020

Quando mancano i cavalli...

 ...trottano gli asini, dice il proverbio.

In altre parole, bisogna accontentarsi di quello che si ha. 

Sabato mattina, nuvoloni sopra di noi, nuvoloni sul monte, nuvoloni in lontananza sul mare, era prevista pioggia e questa volta ci illudevamo veramente. Arrivati prima di dove inizia il bosco in effetti abbiamo visto la strada leggermente bagnata...  Poco più in là però la strada sotto le fronde dei pini era asciutta. Vabbe' dovevamo salire ancora un po', a volte a distanza di cento metri le condizioni atmosferiche sono diverse. 

No, pia illusione. Già al cancello abbiamo constatato che la terra era umida solo superficialmente, sotto i castagni neanche una goccia. 

La guazza non è riuscita a bagnare sotto le foglie delle zucche

Insomma, la solita "serenada". Vi chiederete che c'entra la serenata con la pioggia, non parliamo poi del sereno. Anche noi siamo rimasti interdetti la prima volta che abbiamo sentito questa parola (una  specie di etimologia "a contrariis" tipo "lucus a non lucendo"?).  No, vattelapesca che connessione ci vedono gli spagnoli, ma la "serenada" non è altro che la guazza (rugiada copiosa), molto frequente nella zona. 

Ci siamo quindi dovuti accontentare di non avere da annaffiare l'insalata ma solo gli agrumi. 

Insomma, quando manca la pioggia "trotta" la guazza!

Per fortuna questa guazza è stata sufficiente a bagnare almeno la superficie dello strato di "pinocha" e foglie secche e  residui vegetali triturati che prima dell'arrivo delle piogge si usa stendere sugli orti perché durante l'inverno macerandosi e maturando produca nuovo terriccio. La "pinocha" è fatta dagli  aghi secchi dei pini, stratificati nel tempo, la parte più vicina al terreno è piuttosto triturata e lavorata dalle intemperie  e a volte è già di per sé un terriccio.



Non appena nell'orto una coltivazione arriva alla sua fine naturale, si estirpano le piante ormai inservibili, si zappa per eliminare le erbacce e si cosparge bene uno strato di vegetali in decomposizione. Ad averlo, anche un poco di concime animale tipo cavallo (si compra in sacchi) o gallina. 

Poi però è indispensabile che anche la pioggia faccia la sua parte, mantenendo ben bagnato il tutto. E qui casca l'asino... (è sempre una questione di cavalli e di asini!)

Infatti da noi non piove praticamente più dalla primavera, ogni tanto c'è la guazza o poco più, ma i bacini di accumulazione che danno acqua alle coltivazioni ormai sono quasi all'asciutto. E meno male che non essendoci turismo (le poche centinaia di migranti che vengono ospitati negli hotel vuoti non fanno differenza) il solito immenso spreco d'acqua potabile si è ridotto! Anche la neve sul Teide quest'anno è stata scarsa e comunque filtrerà fino alle fonti e alle "galerías" solo l'anno prossimo almeno.

esempio di "galería"


Spiego. La "galería"  non è una galleria (che si chiama invece "túnel") è un cunicolo scavato nella montagna dall'uomo, anche per chilometri! fino ad arrivare a trovare l'acqua, che poi viene convogliata con tuberie fino a un "embalse" o bacino. Infatti qui sono rare le fonti di acqua che scaturisce direttamente all'aperto e con gli anni il fabbisogno d'acqua in quest'isola dedita al turismo e all'agricoltura è andato aumentando spaventosamente.

Ma ormai siamo abituati alla sottile perfidia di AEMET (l'agenzia meteorologica) che ogni tanto ci illude mettendoci in allarme giallo o addirittura arancio per l'iraddiddìo che ci pioverà in testa, mentre poi tutto si riduce al massimo a mezz'ora di pioggerella...
Esempio di allerta: pioggia (anche 15 litri al metro quadrato in un'ora!)  e vento (che può anche danneggiare i tralicci dell'elettricità, premunirsi!)



Cosa è successo veramente (il bordo del marciapiede vicino alla casa non è arrivato a bagnarsi):


E non hanno mica finito! Per domani:








sabato 10 ottobre 2020

Centenario

 


Oggi voglio ricordare il centenario della nascita dello scultore Piero Brolis (10/10/1920-14/6/1978), cui mi ha legato e mi lega un vincolo d'affetto.

Chi volesse approfondirne la conoscenza, può cercare su Wikipedia o in generale su internet (anche Amazon o e bay!). 

Qui vi presento solo alcune delle sue opere.

Dalla monumentale Via Crucis presso il Cimitero di Bergamo (altorilievo di 46 metri per due metri di altezza diviso  in due fasce)



Nella "deposizione" sono ravvisabili la moglie Franca e il figlio.

Un'opera giovanile 1955  "Il superstite" (ispirata da un fatto reale) - Museo Civico di Udine


Icaro, marmo, che si trova nel museo dei trasporti di Lucerna (Luzern Verkershaus der Schweiz)

 



"La caduta dell'uomo" 

"Ballerina seduta" esposta all'Ermitage di San Pietroburgo











"La droga" 1976





Il catalogo di una delle mostre 



Medaglia commemorativa del centenario, opera dell'allievo Alessandro Verdi, affermato scultore anch'egli. (foto di Cronaca Numismatica)


(l'autore della medaglia si è ispirato a una diffusa foto dello scultore Brolis, ma vi assicuro che era più bello!) Il disegno è un ritaglio da un autoritratto del 1950:





P.S. Avevo parlato di Brolis anche in questo post, di vari anni fa, scritto per un Carnevale della Chimica:    http://tamburoriparato.blogspot.com/2013/11/lincorruttibile-lega-davvero.html)


domenica 4 ottobre 2020

L'effetto fotoelettrico e l'effetto Auger

Cari lettori del Tamburo, il tema del prossimo Carnevale della Matematica (che verrà ospitato il 14 ottobre da Roberto Zanasi sul suo blog Gli studenti di oggi) avrà come tematica portante “Viaggi, anche interstellari, eros, thanatos, Bacco e Venere, e drammi vari”.

Ho voluto prendere spunto, in modo abbastanza particolare, dal primo pezzo di tema citato, quello dei viaggi, per potervi parlare di qualcosa di singolare che avviene nel mondo degli atomi e delle particelle: l’effetto Auger.
Infatti scopriremo un “viaggio forzato” degli elettroni negli atomi sottoposti ad alcune condizioni particolari.
Diciamo sin da subito che il suddetto effetto ha un ruolo estremamente rilevante nell’ambito della spettroscopia.
Cos’è la spettroscopia?
In parole povere la spettroscopia è lo studio dell’interazione tra materia e radiazione ed è diventata lo strumento più comune per studiare in modo rigoroso i materiali.
Evolvendo dalla dispersione prismatica della luce visibile, la spettroscopia moderna si fonda sull’interazione di fasci irradiati sui materiali.
Entro la metà del XX secolo, divenne ovvio che la composizione chimica delle superfici e delle interfacce nelle dimensioni atomiche determina svariate proprietà dei materiali.
Per esempio, la corrosione e l’ossidazione, usura e attrito e le proprietà elettroniche dipendono fortemente dalla microchimica della superficie e dell’interfaccia.
Si innescò dunque una crescente domanda per l’analisi nella scala dello strato atomico.
Ciò portò a un rapido sviluppo dei metodi dell’analisi delle superfici basati sulla spettroscopia a ioni ed elettroni.
La spettroscopia ad elettroni Auger (abbreviata AES) fu la primissima tecnica usata per l’analisi delle superfici dei solidi, seguita dalla spettroscopia fotoelettronica a raggi X (abbreviata XPS).
Affinché possiate comprendere in pieno cosa sia l’effetto Auger è necessario però che io compia un breve excursus sull’effetto fotoelettrico.
Una superficie (solitamente) metallica in alto vuoto, investita da una radiazione di frequenza sufficientemente elevata, emette elettroni.
Questo è l’effetto fotoelettrico.


L’effetto fotoelettrico venne osservato per la prima volta da Heinrich Hertz nel 1887.
Il vuoto è necessario affinché gli elettroni non collidano con un’atmosfera di molecole troppo densa.
Ci sono 3 osservazioni fondamentali (dovute essenzialmente agli esperimenti compiuti da Philipp Lenard nel 1902) da compiere in merito a tale fenomeno:

1) l’effetto ha luogo solo se la frequenza della radiazione incidente supera un certo valore di soglia ν0. Tale soglia fotoelettrica dipende dal metallo usato. L’emissione degli elettroni avviene istantaneamente a seguito dell’irraggiamento.


2) Gli elettroni escono dal metallo con un’energia cinetica che va da 0 a un certo valore massimo TM. Questo valore è direttamente proporzionale alla differenza tra la frequenza incidente ν e la frequenza di soglia ν₀ caratteristica del materiale. La costante di proporzionalità è la stessa costante h trovata da Planck per interpretare lo spettro del corpo nero (se volete saperne di più leggete qua):

3) Il numero di elettroni emesso per unità di tempo e di superficie (ossia la corrente elettronica) è proporzionale all’intensità della radiazione incidente (a parità) di frequenza, mentre l’energia degli elettroni emessi risulta indipendente da tale intensità.

L’interpretazione classica non riesce assolutamente a spiegare questo fenomeno.
Questo perché dal punto di vista dell’elettromagnetismo classico (che descriveva la maggior parte dei fenomeni noti sino al 1900) l’onda elettromagnetica trasmette energia in modo continuo.
Invece per interpretare correttamente il fenomeno serve il concetto di quanto, introdotto da Planck nel 1900.
Il mitico Albert Einstein, durante il suo “annus mirabilis”, cioè il 1905, ha proprio elaborato un’interpretazione dell’effetto fotoelettrico fondata sul quanto.
Ironia della sorte è che tale studio (un po’ meno noto al grande pubblico rispetto alla sua teoria della relatività, prima ristretta, poi generale) gli valse il Nobel per la Fisica nel 1921, mentre per la relatività non gli fu assegnato alcun premio!
Per Einstein la radiazione, nel processo di assorbimento, si comporta come se fosse composta da particelle, dette fotoni (termine reso popolare dal chimico Gilbert Newton Lewis nel 1926), con energia pari a:

dove ν è la frequenza del fotone.
Il flusso (cioè il numero) di fotoni è ovviamente proporzionale all’intensità dell’onda, per considerazioni energetiche.
Un elettrone viene emesso interagendo con un singolo fotone.
Per poter capire cosa sia l’effetto Auger ci serve anche introdurre la struttura elettronica di un materiale (per semplicità assumiamo sempre che sia un metallo).
Quella che segue è un’immagine che ben la rappresenta in modo generico.

Tutto quel rettangolo che vedete in basso va a rappresentare i cosiddetti livelli energetici di core. Essi rimangono immutati.
Gli elettroni di core sono chiamati in tal modo perché si trovano negli orbitali o livelli atomici ad energia più bassa, il che corrisponde ad essere più vicini al nucleo (core) e più legati all’atomo.
Indichiamo con la generica lettera E l’energia degli elettroni all’interno del metallo.
Possiamo poi definire uno 0 che corrisponde all’energia di vuoto (nella figura il vacuum level), ossia l’energia di elettroni che sono fermi (a riposo), appena fuori dalla superficie metallica. Al di sotto di tale energia avremo i vari livelli energetici.
Il livello di vuoto rappresenta l’ultimo livello corrispondente ad uno stato legato, ovvero tutti gli stati elettronici al di sotto del suddetto sono stati legati, cioè, in altre parole, l’elettrone è legato al materiale.
I livelli energetici al di sopra del livello di vuoto sono infatti corrispondenti ad elettroni che sono liberi di lasciare il materiale.
Pertanto gli elettroni fotoemessi sono elettroni che hanno livelli energetici al di sopra del livello di vuoto.
Se immaginiamo un elettrone al di sopra di tale livello, la differenza di energia tra il livello considerato e il livello di vuoto denota l’energia cinetica dell’elettrone che si sta allontanando indefinitamente dal materiale.
Se guardate bene, nel mezzo della figura c’è una linea tratteggiata. Beh questa è molto importante e va a designare il cosiddetto livello energetico di Fermi EF.
Ora allo zero assoluto (0 kelvin) avremo sostanzialmente che ciò che sta al di sotto del livello di Fermi sono livelli energetici occupati da elettroni, mentre andando al di sopra della suddetta linea troveremo tutti stati energetici vuoti.
Se però assumiamo una temperatura elevata, per esempio 1000 K, c’è una probabilità piccola (ma non nulla!) che, per eccitazione termica, qualche elettrone riesca a giungere sino al livello di vuoto.
Questi sono proprio gli elettroni che, avendo sufficiente energia, riescono a scappare dal potenziale attrattivo degli ioni del metallo e uscire dalla lamina creando una corrente termoionica.
Il discorso appena compiuto non è campato in aria a caso ma dipende da uno specifico strumento matematico che viene chiamato distribuzione di Fermi-Dirac.
Se ricordate, avevamo brevemente parlato del teorema spin-statistica in un post (cliccate qui).
Vi basti ora sapere (dato che i dettagli vanno ben oltre lo scopo puramente divulgativo del presente post) che quella di Fermi-Dirac è la statistica che governa le particelle chiamate fermioni (famiglia di cui l’elettrone fa appunto parte), mentre la statistica che regola i bosoni è detta di Bose-Einstein.
Ma nell’immagine di prima c’è da constatare la presenza di un ulteriore importante fattore: la funzione lavoro (o lavoro di estrazione) Φ.
È facile intuire che (assumendo E = 0 come livello di vuoto) essa è equivalente alla differenza E - EF, cioè alla distanza che sussiste tra il livello di vuoto e quello di Fermi.
La funzione Φ rappresenta dunque la minima barriera che gli elettroni devono superare per poter uscire dal materiale ed essere liberi di allontanarsi da esso.
Per quasi tutti i materiali essa è stimata dell’ordine di 4-5 elettronvolt.
Dovrebbe essere adesso chiaro che se l’energia di un singolo fotone è inferiore a questa quantità, esso non può estrarre alcun elettrone.
In tal modo viene compresa la soglia fotoelettrica a cui si faceva riferimento prima.
Inoltre è immediatamente spiegato il perché l’emissione avviene subito pure a intensità basse della radiazione incidente.
Infatti istantaneamente alcuni elettroni entrano in collisione con alcuni fotoni.
Anche l’osservazione 2) data all’inizio del post viene giustificata, giacché l’energia cinetica massima con cui l’elettrone esce è pari alla differenza tra l’energia del fotone incidente e la funzione lavoro.
In simboli la formula proposta da Einstein era:

La frequenza di soglia viene quindi interpretata come la frequenza minima che deve avere la radiazione affinché l’energia di un fotone sia almeno pari all’energia necessaria per estrarre un elettrone.
Gli elettroni escono con energie minori della massima in quanto perdono energia, dopo aver assorbito il fotone, dentro il solido, prima di uscire da esso.
L’analisi di tale distribuzione delle energie degli elettroni uscenti fornisce oggi un importante strumento per studiare la dinamica degli elettroni nei cristalli.
Infine, il numero di elettroni emessi è proporzionale al numero di fotoni incidenti, ovvero all’intensità dell’onda incidente, poiché tale è la probabilità che ha un elettrone di assorbire un fotone e venire liberato.
Questo numero è naturalmente indipendente dall’energia di ciascun fotone, cioè dalla frequenza della radiazione, mentre l’energia degli elettroni uscenti è indipendente dal numero di fotoni, ossia dall’intensità dell’onda incidente.
Siamo finalmente pronti per entrare nel vivo della narrazione.

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