Computation of impurity Green’s functions in the tight-binding scheme

Summary A general method to calculate electronic Green’s functions in the tight-binding scheme is presented. The integrations are systematically reduced to the irreducible volume of the first Brillouin zone, so that a very short time is necessary for the computer’s work. The importance of symmetry planes, lines and points is stressed.

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Riassunto Si presenta un metodo generale per il calcolo delle funzioni di Green elettroniche nell’approssimazione degli elettroni fortemente legati. Le integrazioni sono sistematicamente ridotte al volume irriducibile della prima zona di Brillouin, in modo da ridurre notevolmente il tempo di calcolo. Si mette in risalto l’importanza di piani, linee e punti di simmetria.

     

A new type of multiplicative core selector for extensive air shower arrays

Summary We have developed a new type of core selector for extensive air shower arrays which is able to locate in a short time the axis for each individual shower event. Basically, the device consists in two plastic scintillators separated by a layer of lead where the large number of high-energy electrons, characteristic of the core region, undergoes multiplication. The theory of the device and some preliminary experimental results are presented.

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Riassunto Si è sviluppato un nuovo tipo di selettore dei nuclei per i sistemi di rivelatori degli sciami estesi dell'aria che è in grado di localizzare in breve tempo l'asse di ciascuno sciame. Fondamentalmente, l'apparato consiste di due scintillatori separati da uno strato di piombo in cui il gran numero di elettroni di alta energia, caratteristici della regione del nucleo, subisce la moltiplicazione. Si presentano i principi teorici dell'apparato ed alcuni risultati sperimentali preliminari.

     

High-energy gravitational antennas: A theoretical approach

Summary Devices exploiting nuclear resonances are believed to be very promising in detecting weak gravitational-wave perturbations. The main difficulty with these systems is that the high-energy photons which induce the nuclear transitions need to travel over distances comparable with the gravity wave wave-lengths (∼100 km) in order to lead to the absorption the largest frequency shift, due to gravitational radiation. Here we show that, if these high-energy photons are not produced by nuclear de-excitation, but by inverse Compton scattering of laser light with ultrarelativistic electrons, a deviation from the resonant frequencies of the order of the gravity wave amplitude is still attained without the photon travel time being comparable with the gravitational-wave periods.

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Riassunto L'uso di apparati che sfruttano i processi di risonanza nucleare sembra essere promettente nella rivelazione delle onde gravitazionali. La difficoltà maggiore in questi apparati è che i fotoni di alta energia che inducono le risonanze devono viaggiare per distanze confrontabili con la lunghezza d'onda delle onde gravitazionali (∼100 km) per poter risentire della variazione di frequenza massima dovuta all'interazione con le onde gravitazionali. Qui si mostra che se questi fotoni di alta energia sono prodotti non dalla diseccitazione nucleare ma da urti Compton inverso di laser con particelle relativistiche, una deviazione dalla frequenza di risonanza dell'ordine dell'ampiezza delle onde gravitazionali è ottenuta senza che il tempo di volo dei fotoni sia confrontabile con il periodo delle onde gravitazionali stesse.

     

The proton-air cross-section at 1016 eV

Summary A study of the Čerenkov light lateral distribution function for cosmic-ray showers with energies of about 10¹⁶ eV has been used to determine the distribution of depths of shower maximum at these energies. This distribution has an exponential tail due to fluctuations in the depths of early interactions of the proton primary component. The form of this tail may be used to infer an inelastic proton-air cross-section of (590±70) mb at ≈10¹⁶ eV.

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Riassunto Si usa uno studio della distribuzione laterale della luce di Čerenkov per sciami cosmici con energie di circa 10¹⁶ eV per determinare la distribuzione di profondità del massimo degli sciami a queste energie. Questa distribuzione ha una coda esponenziale dovuta a fluttuazioni nelle profondità delle prime interazioni della componente protonica delle primarie. La forma di questa coda si può usare per inferire una sezione d'urto anelastica protone-aria di (590±70) mb a ≈10¹⁶ eV.

     

Classificazione automatica delle conformazioni delle anse degli anticorpi

Sommario: I siti di legame con l'antigene degli anticorpi sono costituiti principalmente da sei anse, le RDC (Regioni determinante la complementarietà). La conformazione della catena principale di cinque di queste anse è descritta dal modello delle “strutture canoniche”, secondo il quale le catene principali di queste anse possiedono un repertorio di conformazioni limitato e discreto. Le conformazioni osservate per l'ultima ansa (RDC3 della catena pesante) sono molto più variabili, e qui ci limitiamo a distinguere fra le conformazioni di questa regione più vicine all'impalcatura. Dato il rapido aumento nella popolazione di strutture delle immunoglobuline nella banca dati, sarebbe utile avere un metodo automatico per identificare le strutture canoniche di un anticorpo. Abbiamo scritto un programma che accetta in entrata le coordinate di una struttura di un anticorpo, e assegna le strutture canoniche delle anse. Il programma utilizza (1) un insieme delle strutture di anticorpi conosciute e la definizione delle RDC in tutte queste strutture, e (2) le coordinate degli esempi che ci forniscono la definizione di ciascuna struttura canonica.

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Classificazione automatica delle conformazioni delle anse degli anticorpi

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Ricevuto il 10 Agosto 1999     

Computation of theoreticalSH seismograms with a finite source

Summary We have generated complete theoretical seismograms, which include both body and surface waves, for realistic sources buried in a radially heterogeneous, anelastic, spherical Earth. The effect of the source finiteness on the time series, for a particular case, has been investigated by simulating rupture propagation along a fault plane with a series of point sources distributed along a straight line. On the time series, this source model seems to produce, by increasing the time duration of the rupture, a broadening of the body wave bursts, a shortening of the time lag between the phasesS andsS, and a decrease in the amplitude of body waves relative to surface waves.

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Riassunto Si generano sismogrammi teorici completi, comprendenti sia onde di volume chesuperficiali, relativi a sorgenti sismiche realistiche in una struttura terrestre sferica, radialmente eterogenea e anelastica. L'effetto delle dimensioni non infinitesime della sorgente è analizzato simulando la propagazione di una frattura lungo un piano di faglia per mezzo di una serie di ?punti sorgente? distribuiti lungo una linea retta. Questo tipo di sorgente produce, con l'aumentare del tempo di propagazione della frattura, uno spargimento del pacchetto delle onde di volume, un accorciamento dell'intervallo di tempo tra le fasiS edsS e una diminuzione dell'ampiezza delle onde di volume rispetto a quelle superficiali.

     

Some effects of elastic prestress within the Earth

Summary A dynamical theory, regarding the superposition of small deformations upon large ones, is applied to the study of the prestress effects in an isotropic medium. The primary configuration is in a dynamic state and no assumption is made regarding the smallness of time derivatives of the displacement field. In this framework, a reciprocity theorem is derived and the representation theorem for the displacement field is obtained in terms of the Green's function. Body force equivalents are derived in terms of the discontinuity of the displacement across the fault surface. The ray theory is briefly reviewed and applied to the study of seismic-wave propagation in homogeneous isotropic media. The prestressed configuration in proximity of the fault surface is treated as a perturbation on seismic waves and its effects are found to be of first order in the perturbation at the origin. The wave front equation and the nodal-surface equation for compressional waves are derived and both are found to suffer significant changes due to the perturbation.

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Riassunto Ci si serve di una teoria dinamica della sovrapposizione di piccole deformazioni su deformazioni grandi per studiare gli effetti del presforzo in un mezzo isotropo. La configurazione primarie è in uno stato dinamico e non si fa alcuna ipotesi sul valore della derivata temporale del campo degli spostamenti. In questo ambito si ottiene il teorema di reciprocità ed il teorema di rappresentazione per il campo degli spostamenti in termini della funzione di Green. Si ottengono le forze di massa equivalenti in funzione della discontinuità dello spostamento attraverso la superficie di faglia. Si passa brevemente in rassegna la teoria, dei raggi e si applica allo studio della propagazione di onde sismiche in mezzi isotropi ed omogenei. La configurazione presforzata in prossimità della superficie di faglia è trattata come una perturbazione sulle onde sismiche e si trova che i suoi effetti sono del primo ordine nella perturbazione all'origine. Si ottengono l'equazioni per i fronti d'onda e per le superfici nodali nel caso delle onde di compressione e si trova che entrambe subiscono variazioni significative dovute alla perturbazione.

     

Second-harmonic generation in centro-symmetric semiconductors

Summary The crystallographic dependence of optical-second-harmonic generation (SHG) in Si and Ge single crystals is obtained with 10 ps pulses at 527 nm and at incident fluences above the threshold for laser melting of the crystal lattice. We find that the experimentally observed dependence of SHG on crystal orientation remains unchanged up to the damage limit. Observed selection rules are analysed in terms of various possible contributions.

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Riassunto Generazione della seconda armonica ottica è ottenuta nei monocristalli di Si e Ge con impulsi laser di 10 ps, a 527 nm, e con densità di energia inpingente superiore all soglia per la fuzione del reticolo cristallino. Si osserva che la seconda armonica mantiene la propria dipendenza dall' orientazione cristallografica, indipendente dal valore della densità di energia che è incidente sulla superficie cristallina, fino alla soglia del danno. Il mutamento d'intensità di generazione a secondo orientazione cristallografica e piano di polarizzazione è stato analizzato in funzione di vari contributi probabili.

     

High-energy multiple muons viewed from the observation of gamma-ray families at mountain altitudes

Summary Based on the knowledge of the nature of primary cosmic rays inferred from the observations of gamma-ray family events with the largescale emulsion chamber experiments at Mt. Fuji and at Mt. Kanbala, the three-dimensional Monte Carlo simulation on the high-energy multiple-muon events has been carried out. By comparing the simulation results with the presently available observed ones, it is concluded that the hypothesis for the composition of primary cosmic rays being heavy-nuclei dominant, given from the analysis of gamma-ray family events, is quite consistent with the observed results on the lateral spread of multiple-muon events.

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Riassunto Si effettua la simulazione di Monte Carlo tridimensionale sugli eventi di muoni multipli ad alta energia, basandosi sulla conoscenza della natura dei raggi cosmici primari inferita dalle osservazioni degli eventi della famiglia di raggi gamma con gli esperimenti su larga scala della camera ad emulsione sul Monte Fuji e sul Monte Kanbala. Confrontando i risultati della simulazione con quelli osservati attualmente disponibili, si conclude che l'ipotesi della composizione dei raggi cosmici primari in cui predominano i nuclei pesanti, data dall'analisi degli eventi della famiglia di raggi gamma, risulta del tutto coerente con i risultati osservati sulla diffusione laterale degli eventi a muoni multipli.

     

Implications of the dilatancy-fluid diffusion theory for aftershock sequences

Summery The dilatancy-fluid diffusion (DFD) theory of the seismic mechanism, derived from studies of rock mechanics, describes the geophysical conditions for faulting in terms of two fundamental parameters: deviatoric stress and pore pressure. The latter allowed the time variable to be included, through a diffusive equation, in the theory of the seismic mechanism. The stress field in proximity of a slipped fault surface is here considered in some detail and its influence on dilatancy and fluid pressure is exploited in order to test the capability of the DFD theory of explaining the evolution in time and space of aftershock phenomena.

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Riassunto La teoria della dilatanza-diffusione fluida (DFD) del meccanismo sismico, ottenuta da studi di meccanica delle rocce, descrive le condizioni geofisiche per la creazione di una faglia attiva in termini di due parametri fondamentali: lo sforzo deviatorico e la pressione nei pori dovuta al fluido. Quest'ultima ha permesso di inserire, attraverso l'equazione di diffusione, il tempo come variabile nella teoria del meccanismo sismico. Si considera qui in dettaglio il campo di sforzo in prossimità della faglia dopo che si è verificato lo scivolamento, e la sua influenza sulla dilatanza e sulla pressione del fluido è analizzata per verificare la capacità della teoria DFD di spiegare l'evoluzione spazio-temporale degli aftershock.

     

A statistical approach to the serial condensation of amorphous clusters

Summary A numerical simulation is proposed of extended closepacked systems of hard spheres obtained by serial deposition. The process takes into account a random contribution to the growth of the aggregate; in this way, without using relaxation potential methods, it was possible to reproduce, even for large systems, the splitting of the second peak in the pair correlation function, evidenced both by experimental arrangements of hard spheres and by measurements on amorphous alloys.

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Riassunto Si presenta un metodo di simulazione numerica per la generazione di una struttura amorfa compatta basato sulla deposizione in sequenza di sfere rigide identiche. Il processo di crescita dell’aggregato è basato su criteri probabilitisci ed ha permesso di riprodurre, senza dover ricorrere a tecniche di rilassamento, lo sdoppiamento del secondo picco della funzione di correlazione delle coppie, presente sia nelle misure su metalli amorfi che negli aggregati sperimentali di sfere rigide.

     

Final-state effects on the assignment of boronK-shell spectra in BF3 molecules

Summary Extensive, bound-state calculations for the electronic ground state of the BF₃ molecule are reported and a simple model is employed to generate its ionic state associated with aK-shell vacancy in the boron atom. The rearrangement of the molecular-charge distribution that follows the initial ionization process is examined within the present model and its effect on the full boron X-ray absorption spectra is discussed. The inadequancy of band classifications which are based only on initialstate calculations in providing anything more than qualitative results is again observed and analysed.

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Riassunto Si riportano estesi calcoliab initio per gli stati elettronici legati della molecola del BF₃ nel suo stato fondamentale e si descrive un modello semplice che permette di ottenere gli stati ionici relativi ad una vacanza nel guscioK dell’atomo di boro. Si esaminano il processo di riarrangiamento della distribuzione di carica molecolare che ha luogo dopo la ionizzazione iniziale ed i suoi effetti sullo spettro di assorbimento X relativo all’atomo centrale. Si evidenzia ed analizza il valore puramente qualitativo di ogni assegnazione delle righe di assorbimento che sia basata unicamente sulla struttura dello stato iniziale non perturbato.

     

Local electronic structures at selected sites of intermetallic perovskites Mn3MeX (Me=divalent metal,X=N,C)

Summary We have measured the XANES (X-ray absorption near edge structure) spectra on the manganese and metal MeK-edges of the intermetallic perowskites Mn₃MeX (X=N, Me=Mn, Cu, Zn, Ga, Sn; X=C, Me=Ga, Sn) to investigate the distribution on the partial density of the empty states. The information on the local electronic structure at the two differents sites, obtained from the spectra in the first 10 eV above the onset, is discussed in terms of one-electron band model. The relative shape changes in the spectra between the different compounds are explained by the different magnitude of hybridization between the electronic states of different atoms and/or the filling of the empty band by the electrons supplied by the substituted metal. Moreover, information about the local geometrical structure has been obtained from the (10÷50) eV range of the spectra.

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Riassunto La distribuzione della densità parziale degli stati vuoti nelle perovskiti intermetalliche Mn₃MeX (X=N, Me=Mn, Cu, Zn, Ga, Sn; X=C, Me=Ga, Sn) è stata studiata mediante spettroscopia XANES (X-ray absorption near edge structure) alle soglieK del Mn e del metallo Me. Le informazioni sulla struttura elettronica locale di entrambi i siti, ottenute dall’analisi dei primi 10 eV degli spettri XANES, sono discussed in termini di un modello proposto. Il cambiamento relativo della forma negli spetttri dei diversi composti è posto in relazione alla differente ibridizzazione tra stati di atomi diversi e/o dal riempimento degli stati della banda vuota con elettroni forniti dal metallo sostituente. Sono state anche ottenute informazioni sulla struttura geometrica locale analizzando gli spettri nell’intervallo da 10 a 50 eV.

     

Atmospheric tides and periodic variations in the precipitation field

Summary The analysis of daily precipitation data at many weather stations in Alpes and Po Valley gives evidence of a “tidal” influence from luni-solar gravitational fields. Periodicities in the 13–15 and 27–30 day time interval have been frequently extracted from data series (ENEL data: 1970–1981 years; SMR data: 1961–1980 years), by using distinct methods. The tidal influence does not appear to be strictly constant with time, as the possible result of a modulation effect of luni-solar cycles having similar periods. Time variations of daily precipitation data as a function of some particular cycles show that gravitational tides affect heavy rainfalls more than mean precipitation values. The different contribution of “semi-monthly” oscillations with season underlines a more distinguishable regime of vertical motions in Winter with respect to Summer. In investigating joint effects of different luni-solar components, the inverse Fourier transform method points out superimposed influences in correspondence to some years (1966 and 1976), climatologically very interesting, and this might assist in the previsional studies of extreme precipitation.

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Riassunto I risultati delle analisi dei dati giornalieri di precipitazione, raccolti presso molte stazioni dell'arco alpino e della pianura padana (dati ENEL: anni 1970–1981 e dati SMR: anni 1961–1980) mettono in mostra un'influenza ?mareale? dei campi gravitazionali luni-solari. Anche utilizzando metodi distinti, è solitamente evidenziata la presenza di componenti periodiche nelle finestre temporali di 13–15 e 27–30 giorni. L'effetto mareale non appare rigidamente costante nel tempo, potendo risultare dalla modulazione di cicli luni-solari aventi periodi simili. Le variazioni nel tempo dei dati giornalieri di precipitazione in funzione di alcuni cicli particolari mostrano che l'influenza mareale ha un effetto maggiore sulle precipitazioni piú forti che non sui valori medi di precipitazione. Il diverso contributo di componenti ?semi-mensili? con la stagione sta ad indicare che l'azione di marea è meglio identificabile in inverno che non in estate. Nelle indagini sugli effetti congiunti di differenti componenti luni-solari, il metodo dell'antitrasformata di Fourier rivela influenze sovrapposte nel campo delle precipitazioni soprattutto in corrispondenza di alcuni anni particolarmente interessanti sotto il profilo climatologico (anni 1966 e 1976), e in tal senso questo metodo può essere utile in studi previsionali delle precipitazioni piú forti.

     

Spatial and temporal plasma inhomogeneity effects on the luminescence of highly excited GaAs/AlGaAs multiple quantum well structures

Summary The effects on the luminescence lineshape of the spatial and temporal inhomogeneities of the electron-hole plasma generated by strong laser pulses in GaAs/AlGaAs multiple quantum well structures are experimentally investigated. It is found that inhomogeneities strongly affect the luminescence spectra and must be taken into account for a correct interpretation of the experimental data. The lineshape of the luminescence spectra is analysed using a statistical model that includes, in a simple way, the spatial and temporal inhomogeneities of the laser pulses used for excitation. A fair agreement is obtained with the experimental data; at the same time the values of the fit parameters turn out to be rather sensitive to the model assumed for describing the inhomogeneities. Therefore, caution has to be used when inferring plasma properties, such as the carrier density and temperature, from a lineshape analysis.

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Riassunto Si presenta, in questo lavoro, uno studio sperimentale degli effetti delle disomogeneità spaziali e temporali nei plasmi di elettroni e lacune generati da impulsi laser potenti in strutture a buche quantiche di GaAs/AlGaAs. Si trova che tali disomogeneità modificano fortemente gli spettri di fotoluminescenza e devono quindi essere considerate per una corretta interpretazione dei dati sperimentali. La forma di riga degli spettri di luminescenza viene analizzata mediante un modello statistico che include, in modo semplice, le disomogeneità spaziali e temporali degli impulsi laser usati per l’eccitazione. Si ottiene un accordo soddisfacente con i dati sperimentali e si trova che i valori dei parametri ottenuti dal fit dipendono in modo sensibile dal modello assunto per la descrizione delle disomogeneità. Grande cautela deve essere quindi usata nel dedurre le proprietà del plasma fotogenerato a partire da una analisi delle forme di riga.

     

Electrostatic neutron-electron scattering

Summary We demonstrate that the electrostatic neutron-electron interaction, formed by the Schwinger and Foldy terms, leads to a cross-section in which the response function is the inverse dielectric function observed in X-ray scattering and electron loss experiments. The experimental conditions for scattering off the acoustic plasmon in metals are unobtainable at present and, at large scattering wave vectors, where the scattered intensity is proportional to the Compton profile, scattering is too weak to be useful. For intermediate scattering vectors, outside the first Brillouin zone, experimental restrictions are still severe although the experiment is feasible but we do not have relevant calculations of the dielectric function, for band structure models, from which to estimate the cross-section. Calculations available for the first Brillouin zone lead us to expect a significant and highly structured response.

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Riassunto Si dimostra che l’interazione elettrostatica neutrone-elettrone, formata dai termini, di Schwinger e Foldy, porta ad una sezione d’urto nella quale la funzione di risposta è la funzione dielettrica inversa osservata nella diffusione dei raggi X e negli esperimenti di perdita degli elettroni. Le condizioni sperimentali per lo scattering fuori dal plasmone acustico nei metalli sono al momento inottenibili e, per vettori d’onda di scattering molto grandi, in cui l’intensità di diffusione è proporzionale al profilo di Compton, la diffusione è troppo debole per essere utile. Per vettori di diffusione intermedi, fuori dalla prima zona di Brillouin, le restrizioni sperimentali sono aconra notevoli anche se l’esperimento è, fattibile, ma non abbiamo calcoli rilevanti della funzione dielettrica, per modelli di struttura di banda, dai quali calcolare la sezione d’urto. I calcoli utilizzabili per la prima zona di Brillouin portano ad attendersi un responso significativo e altamente strutturato.

     

Electron-molecule scattering processes

Summary The collisions of slow electrons (k ²<2 Ryd) with gaseous molecules provide a very powerful experimental tool for the study of molecular properties and for correlating their structural characteristics with the specific ways in which energy is exchanged and stored during each encounter between the impinging light charge and the various molecular degrees of freedom. In the present study a generalab initio approach is described for treating the various parts of the interaction occurring between the bound molecular electrons and those in the continuum of the probing beam. It is shown that the results found with this method are closely correlated with our knowledge of the molecular structure which thus bears great significance when interpreting collisional events involving simple molecular targets.

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Riassunto Le collisioni di elettroni lenti con molecole gassose forniscono un potente mezzo sperimentale per correlare specifiche proprietà molecolari con il comportamento dinamico del sistema e con i processi competitivi di deposizione selettiva di energia nei vari gradi di libertà molecolare. In questo studio si descrive un metodo completamente generale edab initio per trattare le varie componenti dell'interazione fra gli elettroni legati e quelli nel continuo del fascio incidente. Si mostra, per molecole polari come esempio iniziale, che tale metodo permette di correlare in modo chiaro le nostre conoscenze di struttura molecolare con il dettagliato comportamento dinamico del processo collisionale in questione.

     

A diffusion-kinetic approach for the physical understanding of solid-state silicide formation in thin and thick films

Summary The phase formation in planar binary systems is discussed in terms of the diffusion-kinetic approach. Application to Pt and Ni silicide thin and thick films confirms this approach and permits to interpret experimental data in terms of the physical mechanisms involved. A temperature-dependent critical thicknessW _c for the transition of a compound to its subsequent one is discussed and expressed in terms of the activation energies for the growth and reaction rate.

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Riassunto La formazione delle fasi in sistemi binari è analizzata in termini di un modello cinetico-diffusivo. L’analisi della cinetica di formazione dei siliciuri di Pt e Ni a film sottile e a film spesso secondo i meccanismi di diffusione permette d’interpretare i dati sperimentali. Si discute inoltre sullo spessore critico o di esistenza di un determinato composto e sulla transizione da un composto al successivo in funzione della temperatura che è sempre tale da interessare esclusivamente processi allo stato solido.

     

Measurements of the distribution of the flux of energy in the focus of a solar concentrator with visualization techniques

Summary This work analyses the setting-up of an optical head which allows the visualization of a section of the distribution of the flux of energy along the focal axis of optical systems in general and of solar concentrators in particular. A circular-type solar concentrator, with the reflector consisting of a plastic lamina aspirated by means of a pump, has been built. The distribution of the energy flux in the focus of this concentrator has been calculated by the theoretical method. Results are compared with experimental data obtained by means of the optical head.

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Riassunto Questo lavoro analizza la messa a punto di una testa ottica che consente la visualizazione di una sezione della distribuzione del flusso di energia lungo l'asse focale di sistemi ottici in generale e in particolare di concentratori solari. è stato realizzato un concentratore solare di tipo circolare, con riflettore costituito da una lamina di plastica aspirata mediante una pompa. La distribuzione del flusso energetico nel fuoco di questo concentratore è stata ricavata per via teorica. è stato fatto un confronto con misure sperimentali ottenute mediante la testa ottica.