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La legge di Planck
Planck , studiando la radiazione termica emessa da corpi neri, ipotizzò che l’energia della radiazione non fosse continua ma venisse trasmessa in piccole unità discrete, cioè quantizzata. Questo portava a considerarla formata da unità discrete individuali dette "quanti". Possiamo dare inizio con questo evento alla meccanica quantistica.
Nella sua teoria una radiazione elettromagnetica di frequenza ν è costituita da quanti di energia E tale che E=hν, dove h è la costante di Planck. -
Lenard: l'energia dipende dalla frequenza
Il fisico tedesco Lenard mostra come l'energia dei fotoelettroni non dipenda dall'intensità luminosa ma bensì dalla frequenza (lunghezza d'onda). L'intensità luminosa è invece determinante per il numero di elettroni strappati dalla superficie metallica, incide quindi sull'intensità di corrente. -
Einstein e l'effetto fotoelettrico
In accordo con quanto affermato da Planck, Einstein teorizzò la duplice natura della luce, onda-particella. Questa era infatti formata da quanti finiti di energia, denominati fotoni. L'effetto fotoelettrico mostra l'emissione di elettroni da parte di un corpo esposto a radiazioni elettromagnetiche. Questo si spiega in quanto i raggi luminosi, composto da particelle, incidono sulla superficie metallica e cedono parte della loro energia agli elettroni liberi, provocandone l'emissione. -
Modello atomico di Rutherford
Deduce che gli atomi sono costituiti da un nucleo denso, centrale e carico positivamente, con attorno una nuvola di elettroni -
Primo congresso Solvay
A Bruxelles, Ernest Solvay, ricco industriale, riunisce in congressi da lui organizzati ogni tre anni, le più grandi menti scientifiche dell'epoca. -
Modello atomico di Bohr
Studiando il modello atomico di Rutherford giunge ad altra conclusione: l'energia degli atomi anch'essa quantizzata e gli elettroni non sono liberi, bensì sussistono in determinate orbite discrete. Quando un elettrone cade in un'orbita più bassa emette un fotone, se sale lo assorbe. -
L'effetto Compton
Compton dà prova della natura quantistica della luce e di tutte le onde elettromagnetiche. Egli colpisce un foglio di graffite con un fascio di raggi X e ipotizza un'interazione tra fotone e elettrone e si manifestano le caratteristiche di un urto elastico. Il fotone infatti cedendo energia e deviando la sua traiettoria di un angolo "alfa" dà origine all'effetto. Einstein applaude questa trattazione, in accordo con il fatto che il fotone sia una particella. -
De Broglie e il dualismo particella-onda
Ispirato dalle scoperte di Einstein e Compton, avanza l'ipotesi che anche la materia possa avere una duplice natura. Si arriva quindi a descrivere l'elettrone come un pacchetto d'onda, ovvero la materia ha una sua funzione d'onda proprio come la luce.
La lunghezza d'onda si misura λ=h/p. -
Principio di esclusione di Pauli
Questo principio spiega su larga scala la stabilità della materia, definisce infatti che ogni orbitale atomico può contenere al massimo due elettroni rigorosamente di spin opposto. Ogni elettrone è determinato da 4 numeri quantici.
Grazie a ciò Bohr spiegherà poi lo spettro atomico. -
Schrödinger: meccanica ondulatoria
Viene pubblicata l'equazione di Schrödinger, introdotta basandosi sull'ipotesi di de Broglie dell’onda di materia. E' un’equazione d’onda che deve descrivere le onde materiali associate a una particella; illustra quindi le proprietà di vibrazioni dell'onda quantistica. -
La legge di Born
Interpretazione probabilistica della meccanica quantistica. Definisce la funzione d'onda come densità di probabilità. Afferma infatti che la densità di probabilità di trovare la particella in un dato punto è proporzionale al quadrato della grandezza della funzione d'onda della particella in quel punto. -
Principio di indeterminazione di Heisenberg
In accordo con la tesi probabilistica della fisica quantistica, egli afferma che non è possibile conoscere simultaneamente la velocità e la posizione di una particella quantistica. Questo fa si che ah un elettrone non si possano assegnare orbite definite, si ragiona quindi in termini di orbitale. Questo sarebbe la regione di spazio intorno al nucleo dove c'è un alta probabilità di trovare l'elettrone. -
Principio di complementarità di Bohr
Afferma che i due aspetti, corpuscolare e ondulatorio, non possono essere osservati contemporaneamente perché si escludono a vicenda. Diversi esperimenti hanno per esempio dimostrato che un elettrone si comporta da particella finché lo si guarda e da onda quando non lo si guarda più. -
La doppia fenditura di Davison e Germer
Ottennero tramite il loro esperimento la prova sperimentale del dualismo onda-corpuscolo sia della materia che della radiazione elettromagnetica. -
Period: to
V Congresso Solvay della Fisica
Tema: elettroni e fotoni, cioè materia e luce. Nasce la fisica quantistica.
Presidente: Lorentz -
Equazione di Dirac
Forse l'equazione più famosa e bella della fisica.
Enuncia: “Se due sistemi interagiscono tra loro per un certo periodo di tempo e poi vengono separati, non possono più essere descritti come due sistemi distinti, ma in qualche modo, diventano un unico sistema. In altri termini, quello che accade a uno di loro continua ad influenzare l’altro, anche se distanti chilometri o anni luce».
É il fenomeno quantistico anche detto dell’«entaglement». -
Neutrone di Pauli
Pauli postulò, nel tentativo di salvare il principio di conservazione dell’energia, che nel processo del decadimento beta, oltre a un elettrone venisse emessa anche una particella fantasma che portava con sé l’energia mancante.
Le proprietà della particella fantasma, inizialmente chiamata neutrone da Pauli, erano: carica zero, massa molto piccola -
Positroni di Dirac
Le particelle con carica elettrica positiva richieste dalla sua equazione sono oggetti nuovi, e li chiama "positroni". Sono come gli elettroni, ma hanno carica positiva. Sono un primo esempio di antiparticelle. -
Fermi e il neutrino
Fermi battezzò la particella di Pauli “neutrino” e la incorporò con successo nella teoria delle interazioni deboli da lui elaborata. Il neutrino si dimostrò una particella in pratica invisibile e infatti rimase tale per un quarto di secolo, fino a quando, nel 1956, fu rivelata in maniera convincente.
