Stage multidisciplinare “Le simmetrie”
PLS di Chimica, Geoscienze e Matematica – Scuola di Scienze – Università di Padova
19 giugno – 4 luglio 2017
Lo stage è dedicato a 48 studenti delle classi IV delle scuole secondarie di II grado ed è inserito nel Progetto Lauree Scientifiche dell’Ateneo di Padova. Lo scopo principale è quello di mostrare ai ragazzi come un concetto molto generale qual è quello di simmetria possa essere dapprima delineato e quindi studiato con rigore per mezzo della matematica, per essere successivamente applicato alle scienze geologiche e chimiche per descrivere e prevedere la struttura e le proprietà di sistemi naturali o artificiali di dimensioni estremamente variabili, che spaziano in diversi ordini di grandezza: da rocce e minerali di dimensioni macroscopiche a molecole di dimensioni microscopiche. L’attività didattica è affiancata da attività di laboratorio per lo studio e la caratterizzazione delle proprietà di simmetria dei minerali e dei sistemi molecolari.
Si è scelto questo argomento per la sua caratteristica di fondamentale trasversalità tra scienze diverse, in modo da offrire ai ragazzi una occasione d’orientamento universitario, attraverso la quale essi possano toccare con mano l’interazione scientifica tra diversi settori disciplinari nello studio di un comune problema.
Lo stage si è svolto nelle aule e nei laboratori didattici ed informatici dei dipartimenti di geoscienze, di chimica e di matematica dell’Università di Padova. Al termine dello stage, si è organizzata una visita guidata all’Orto Botanico (il più antico orto botanico universitario al mondo), con un occhio particolare alle simmetrie presenti nel mondo vegetale.
Docenti tutor
Prof. Riccardo Colpi (Dip. di Matematica “Tullio Levi-Civita”) – riccardo.colpi@unipd.it
Prof.ssa Laura Orian (Dip. di Scienze Chimiche) – laura.orian@unipd.it
Prof. Luciano Secco (Dip. di Geoscienze) – luciano.secco@unipd.it
Calendario e lezioni ai ragazzi
- Una prima introduzione alle simmetrie: armonia e simmetrie nell’universo
- Le trasformazioni isometriche che lasciano invariata una figura: l’esempio del quadrifoglio
- Le simmetrie si misurano attraverso le trasformazioni invarianti: gruppi di trasformazioni e matrici
- La simmetria nei cristalli
- Le traslazioni nei reticoli cristallini
- I reticoli ed i gruppi nei cristalli
- La chiralità molecolare
- Chimica e computer: il laboratorio virtuale
- Chimica e computer: principi di spettroscopia IR
- La simmetria molecolare
- La spettroscopia IR
- La polarimetria
- La spettroscopia Raman
- Ritorno alla matematica: una guida sintetica
- Richiami di geometria euclidea
- Il gruppo delle trasformazioni lineari ed il sottogruppo ortogonale
- Il gruppo euclideo delle isometrie piane
- Prodotti finali dei partecipanti (non ancora disponibile)
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