IPhO 2017 Internazionale Sperimentale

⚠️ Il PDF disponibile è il foglio risposte (answer sheet) del Problema sperimentale AE1 dell’IPhO 2017 (versione italiana). Riporta la struttura dei quesiti, le tabelle dati e i grafici da compilare, ma non l’intero testo introduttivo con il setup sperimentale. Lo svolgimento completo richiede il foglio del testo originale (non presente in questo archivio).

Titolo: Determinazione del gradiente dell’indice di rifrazione e del coefficiente di diffusione di una soluzione salina mediante misure di deflessione della luce laser (10 punti).

Le misure vengono ripetute per tre concentrazioni iniziali della soluzione: $C_0=23$, $28$, $33\mathrm{g}/150\mathrm{mL}$.

A. Misurazione del gradiente dell’indice di rifrazione di una soluzione salina (4.5 punti)

• A.1 (1.2 pt): Consegnare il foglio di carta millimetrata con il grafico della deflessione della luce laser per ciascuna concentrazione.
• A.2 (1.5 pt): Compilare la Tabella 1 con le grandezze ${\delta }_i$, ${\xi }_i$, $Z_0$, $d$, $Z$ (in cm) per ciascuna concentrazione (fino a 20 dati).
• A.3 (1.5 pt): Compilare la Tabella 2 con $Y_i$ (cm) e $dn/dY$, e tracciare il grafico di $\frac{dn}{dY}$ in funzione di $Y$ per ciascuna concentrazione.

B. Coefficiente di diffusione di una soluzione salina

• B.1 (0.9 pt): Forma linearizzata dell’equazione (3) del testo.
• B.2 (1.8 pt): Compilare la Tabella 3 e tracciarne il grafico (per ciascuna concentrazione); determinare la pendenza del grafico.
• B.3 (1.5 pt): Determinare il coefficiente di diffusione $D$ per ciascuna concentrazione ($C_0=23,28,33\mathrm{g}/150\mathrm{mL}$).

C. Diffusione non lineare (1.3 punti)

• C.1 (1.3 pt): Tracciare il grafico di $D$ in funzione di $C_0$ e determinare il tasso con cui varia il coefficiente di diffusione rispetto alla variazione della concentrazione della soluzione salina.

Topic: Geometric Optics, Fluid Mechanics Metodi: Graph Linearization, Calculus-Integration, Experimental Data Analysis Competenze: Experimental Data Analysis, Graph Linearization, Curve Fitting Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.1 Soluzione: Soluzioni (PDF)

Il PDF disponibile è il foglio risposte (pagina di risposta) del Problema sperimentale AE1 dell’IPhO 2017 (versione italiana). Riporta la struttura delle domande, la tabella dati e il grafico da compilare, ma non l’intero testo introduttivo con l’impostazione sperimentale. Lo svolgimento completo richiede il foglio del testo originale (non presente in questo archivio).

Titolo: Determinazione del gradiente dell’indice di refrazione e del coefficiente di diffusione di una soluzione salina mediante misure di deflessione della luce laser * (10 punti).

Le misure vengono ripetute per tre concentrazioni iniziali della soluzione: $C_0=23$, $28$, $33\mathrm{g}/150\mathrm{mL}$.

A. Misurazione del gradiente dell’indice di rifrazione di una soluzione salina (4.5 punti)

• A.1 (MSK1/) (1.2 p): Consegna il foglio di carta millimetrica con il grafico della deflessione della luce laser per ciascuna concentrazione.
• **A.2 ** (1.5 p): Compilare la tabella 1 con la grandezza ${\delta }_i$, ${\xi }_i$, $Z_0$, $d$, $Z$ (in cm) per ciascuna concentrazione (fino a 20 dati).
• A.3 ** (1.5 p): Compilare la tabella 2 con $Y_i$ (cm) e $dn/dY$, e tracciare il grafico di $\frac{dn}{dY}$ in funzione di $Y$ per ciascuna concentrazione.

B. Coefficiente di diffusione di una soluzione salina

• B.1 (0,9 pct): Forma linearizzata dell’equazione (3) del testo.
• B.2 (MSK1/>) (1.8 p): compilare la tabella 3 e tracciare il grafico (per ciascuna concentrazione); determinare la pendenza del grafico.
• **B.3 ** (1.5 p): Determina il coefficiente di diffusione $D$ per ciascuna concentrazione ($C_0=23,28,33\mathrm{g}/150\mathrm{mL}$).

C. Diffusione non lineare (1,3 punti)

• **C.1 ** (1.3 p): Tracciare il grafico di $D$ in funzione di $C_0$ e determinare il tasso con il quale il coefficiente di diffusione varia rispetto alla variazione della concentrazione della soluzione salina.

Topic: Geometric Optics, Fluid Mechanics Metodi: Graph Linearization, Calculus-Integration, Experimental Data Analysis Competenze: Experimental Data Analysis, Graph Linearization, Curve Fitting Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.1 Soluzione: Soluzioni (PDF)