Come è il quanto
salve a tutti,
scusatemi se, per la maggioranza, il mio seguente dubbio è banale e dico delle imprecisioni:
sapendo (a proposito della quantizzazione dell'energia) che l'energia può esistere/essere trasmessa solo in forma di "pacchetti" discreti, definiti, limitati, detti appunto quanti e che il contenuto di Energia E di ogni quanto è direttamente proporzionale alla frequenza f della radiazione: E = h f
per cui il quanto dell'U.V. è, ad es., più energetico del quanto dell'I.R.,
allora in quale delle seguenti maniere potremmo "immaginare" il singolo quanto/pallina che costituisce i suddetti pacchetti?
a) tutti i quanti sono uguali tra loro (ad es. come se fossero tutte palline di ping pong uguali di dimensione ) ma di peso (=Energia) diversi: ritornando all'esempio precedente è come se il quanto I.R. fosse una normale pallina di ping pong di plastica (peso minore= minore energia) ed il quanto U.V. fosse un'identica pallina (come dimensione) ma di piombo (peso maggiore = Energia maggiore)
b) il quanto di ogni diversa radiazione (U.V,I.R., ecc.) è costituito da palline diverse per dimensione e/o peso:
ad es, l'IR è la suddetta pallina di plastica, un'altra pallina come una mela è l'U.V., ecc
c) tutti i singoli quanti di ogni singola radiazione sono diversi tra loro ma nel loro insieme contribuiscono a dare energia minore per l'I.R. ed energia maggiore per l'U.V.; per me, è la meno probabile.
Ringrazio anticipatamente per la risposta
scusatemi se, per la maggioranza, il mio seguente dubbio è banale e dico delle imprecisioni:
sapendo (a proposito della quantizzazione dell'energia) che l'energia può esistere/essere trasmessa solo in forma di "pacchetti" discreti, definiti, limitati, detti appunto quanti e che il contenuto di Energia E di ogni quanto è direttamente proporzionale alla frequenza f della radiazione: E = h f
per cui il quanto dell'U.V. è, ad es., più energetico del quanto dell'I.R.,
allora in quale delle seguenti maniere potremmo "immaginare" il singolo quanto/pallina che costituisce i suddetti pacchetti?
a) tutti i quanti sono uguali tra loro (ad es. come se fossero tutte palline di ping pong uguali di dimensione ) ma di peso (=Energia) diversi: ritornando all'esempio precedente è come se il quanto I.R. fosse una normale pallina di ping pong di plastica (peso minore= minore energia) ed il quanto U.V. fosse un'identica pallina (come dimensione) ma di piombo (peso maggiore = Energia maggiore)
b) il quanto di ogni diversa radiazione (U.V,I.R., ecc.) è costituito da palline diverse per dimensione e/o peso:
ad es, l'IR è la suddetta pallina di plastica, un'altra pallina come una mela è l'U.V., ecc
c) tutti i singoli quanti di ogni singola radiazione sono diversi tra loro ma nel loro insieme contribuiscono a dare energia minore per l'I.R. ed energia maggiore per l'U.V.; per me, è la meno probabile.
Ringrazio anticipatamente per la risposta
Risposte
al cenone della vigilia!? 
Propenderei per la prima, anche se immaginare una "dimensione" per un fotone è difficile. In realtà non hanno nemmeno una massa, però all'interno della tua "rappresentazione pittorica" ci può stare: tutti i fotoni si muovono alla stessa velocità, quindi quelli più massivi sono più energetici (E=1/2 m v^2).
Puoi leggere questo al riguardo:
http://fisicavolta.unipv.it/percorsi/pdf/black.pdf
La derivazione che si ottiene della formula che esprime la distribuzione dell'energia sulla frequenza per il corpo nero parte dal presupposto che i quanti siano indistinguibili (formula 19).
http://fisicavolta.unipv.it/percorsi/pdf/black.pdf
La derivazione che si ottiene della formula che esprime la distribuzione dell'energia sulla frequenza per il corpo nero parte dal presupposto che i quanti siano indistinguibili (formula 19).
grazie per le risposte e scusate le mie prossime imprecisioni o cavolate e la mia confusione.
Anche io sono stato sempre propenso per la prima "rappresentazione" per il fatto che, se il quanto è uguale (??????) o associabile/equivalente alla costante di Planck, o lo "considero" come tale:
h = E/f essendo una costante i quanti dovrebbero essere tutti uguali di dimensione ma di "energie massive (passatemi il termine, non so se esiste o l'ho "inventato") e frequenze" diverse (non so, comunque, quanto giusto possa essere questo mio ragionamento/ipotesi); comunque, se non sbaglio, questa h è detta quanto d'azione (anche se non riesco a capirne appieno il significato "d'azione" )
E' vero che per Planck, i fotoni non hanno nulla di materiale (cioè, non hanno massa, giusto?), però, nello stesso tempo, questi pacchetti, quanti, sono anche detti "corpuscoli" (è perciò che in modo non corretto mi sono rifatto alla "rappresentazione pittorica" di massa ed "energia massiva")
Per quanto riguarda l'indistinguibilità di Bose, anche se non ho letto tutto il pdf e con la dovuta attenzione e non so quanto ne possa capire appieno (è per questo che sto cercando una soluzione/immagine più semplice), mi sembra che l'indistiguibilità è un'ipotesi/considerazione personale/premessa di Bose (giusto??????); quindi non è la sola spiegazione/idea di "quanto" che si possa dare (???) o Immaginare (???), corretto? è per questo che ho considerato nel mio ragionamento "pseudomatematico" precedente (ripeto, non so quanto corretto) la formula più semplice h = E/f
P.S.: per favore, potreste darmi una risposta più semplice o con una "matematica più semplice"
ciao e scusate la mia ignoranza
Anche io sono stato sempre propenso per la prima "rappresentazione" per il fatto che, se il quanto è uguale (??????) o associabile/equivalente alla costante di Planck, o lo "considero" come tale:
h = E/f essendo una costante i quanti dovrebbero essere tutti uguali di dimensione ma di "energie massive (passatemi il termine, non so se esiste o l'ho "inventato") e frequenze" diverse (non so, comunque, quanto giusto possa essere questo mio ragionamento/ipotesi); comunque, se non sbaglio, questa h è detta quanto d'azione (anche se non riesco a capirne appieno il significato "d'azione" )
E' vero che per Planck, i fotoni non hanno nulla di materiale (cioè, non hanno massa, giusto?), però, nello stesso tempo, questi pacchetti, quanti, sono anche detti "corpuscoli" (è perciò che in modo non corretto mi sono rifatto alla "rappresentazione pittorica" di massa ed "energia massiva")
Per quanto riguarda l'indistinguibilità di Bose, anche se non ho letto tutto il pdf e con la dovuta attenzione e non so quanto ne possa capire appieno (è per questo che sto cercando una soluzione/immagine più semplice), mi sembra che l'indistiguibilità è un'ipotesi/considerazione personale/premessa di Bose (giusto??????); quindi non è la sola spiegazione/idea di "quanto" che si possa dare (???) o Immaginare (???), corretto? è per questo che ho considerato nel mio ragionamento "pseudomatematico" precedente (ripeto, non so quanto corretto) la formula più semplice h = E/f
P.S.: per favore, potreste darmi una risposta più semplice o con una "matematica più semplice"
ciao e scusate la mia ignoranza
Ciao e scusate se vi romperò le uova nel paniere 
Il problema della "visualizzazione" dei concetti fisici è importante e interessante. Qui vorrei solo fare una premessa generale. Non dobbiamo dimenticare due cose:
- non tutti i concetti fisici o matematici sono facilmente e fedelmente visualizzabili (pensiamo allo spazio-tempo quadridimensionale o, peggio ancora, uno spazio a 10 dimensioni, concetto che invece è perfettamente concepibile e trattabile matematicamente)
- tutto ciò che possiamo "visualizzare" è fortemente condizionato dai limiti della nostra esperienza sensoriale, limiti dovuti sia al nostro cervello in sé che alla nostra esperienza sensoriale pregressa. Per fare un esempio: un bambino esquimese mai uscito da un igloo non potrà mai "visualizzare" realisticamente la foresta amazzonica, per quanto fedelmente gliela descriviate.
Ciò premesso, è chiaro che visualizzare i concetti quantistici per gli esseri umani, è come visualizzare la foresta amazzonica per il bambino esaquimese mai uscito dall'igloo. Per la meccanica classica è tutto più semplice perché i concetti di traiettoria, velocità, punto, pallina, posizione ecc...sono concetti che ciascuno di noi ha in qualche modo sperimentato fin da bambino. Incaponirsi a voler usare questi stessi concetti per visualizzare il mondo quantistico, è come voler descrivere la foresta amazzonica (...quindi alberi, foglie, arbusti, cespugli, fiori, radici, scimmie, insetti uccelli, suoni, odori e colori...) in termini di cubetti di ghiaccio di varie dimensioni....non andate molto lontano.
E' noto a tutti il problema del dualismo onda-particella della meccanica quantistica, che non si risolve né con le particelle né con le onde ma con quell'ibrido indigesto per la nostra mente che è appunto la particella quantistica: è un compromesso abbastanza schifoso ma è quanto di meglio abbiamo a disposizione su cui aggrappare la nostra mente per visualizzare qualcosa. Tornando ai fotoni, mi dispiace deluderti, ma nessuna delle tue tre opzioni (ma in realtà nessuna opzione inchiodata al concetto di pallina) potra mai spiegare l'interferenza dei fotoni, così come nessuna opzione basata sul concetto di onda potrà mai spiegare la quantizzazione della sua energia. Gli stessi problemi, anzi, peggiori, si presentano a voler descrivere protoni ed elettroni (che hanno massa!) come particelle, (perché anche essi fanno interferenza!) o come onde (perché li possiamo "contare" benissimo uno ad uno come fossero palle da billiardo). Quindi o ci sorbiamo il concetto di particella quantistica (e cioè "un'affare" che si comporta sia da particella sia da onda) oppure si aggira il problema adottando l'atteggiamento tipico dei fisici di fronte a queste questioni, e cioè: invece di pensare a come visualizzare un ente fisico, ci si concentra solo sulle sue proprietà misurabili e sulle leggi fisiche che segue: se conosciamo le une e le altre, tutto sommato, non ci serve altro, anche se resta evidente che il bisogno psicologico di "vedere" qualcosa mentre pensiamo è una esigenza molto umana . Quindi, per concludere, potrei dire così: purché tu conosca bene tutte le proprietà e le leggi fisiche dei fotoni, te li puoi immaginare anche come tanti barattoli di fagioli, o come le marmellate della nonna e come i sette nani di biancaneve...è una questione di gusti
Il problema della "visualizzazione" dei concetti fisici è importante e interessante. Qui vorrei solo fare una premessa generale. Non dobbiamo dimenticare due cose:
- non tutti i concetti fisici o matematici sono facilmente e fedelmente visualizzabili (pensiamo allo spazio-tempo quadridimensionale o, peggio ancora, uno spazio a 10 dimensioni, concetto che invece è perfettamente concepibile e trattabile matematicamente)
- tutto ciò che possiamo "visualizzare" è fortemente condizionato dai limiti della nostra esperienza sensoriale, limiti dovuti sia al nostro cervello in sé che alla nostra esperienza sensoriale pregressa. Per fare un esempio: un bambino esquimese mai uscito da un igloo non potrà mai "visualizzare" realisticamente la foresta amazzonica, per quanto fedelmente gliela descriviate.
Ciò premesso, è chiaro che visualizzare i concetti quantistici per gli esseri umani, è come visualizzare la foresta amazzonica per il bambino esaquimese mai uscito dall'igloo. Per la meccanica classica è tutto più semplice perché i concetti di traiettoria, velocità, punto, pallina, posizione ecc...sono concetti che ciascuno di noi ha in qualche modo sperimentato fin da bambino. Incaponirsi a voler usare questi stessi concetti per visualizzare il mondo quantistico, è come voler descrivere la foresta amazzonica (...quindi alberi, foglie, arbusti, cespugli, fiori, radici, scimmie, insetti uccelli, suoni, odori e colori...) in termini di cubetti di ghiaccio di varie dimensioni....non andate molto lontano.
E' noto a tutti il problema del dualismo onda-particella della meccanica quantistica, che non si risolve né con le particelle né con le onde ma con quell'ibrido indigesto per la nostra mente che è appunto la particella quantistica: è un compromesso abbastanza schifoso ma è quanto di meglio abbiamo a disposizione su cui aggrappare la nostra mente per visualizzare qualcosa. Tornando ai fotoni, mi dispiace deluderti, ma nessuna delle tue tre opzioni (ma in realtà nessuna opzione inchiodata al concetto di pallina) potra mai spiegare l'interferenza dei fotoni, così come nessuna opzione basata sul concetto di onda potrà mai spiegare la quantizzazione della sua energia. Gli stessi problemi, anzi, peggiori, si presentano a voler descrivere protoni ed elettroni (che hanno massa!) come particelle, (perché anche essi fanno interferenza!) o come onde (perché li possiamo "contare" benissimo uno ad uno come fossero palle da billiardo). Quindi o ci sorbiamo il concetto di particella quantistica (e cioè "un'affare" che si comporta sia da particella sia da onda) oppure si aggira il problema adottando l'atteggiamento tipico dei fisici di fronte a queste questioni, e cioè: invece di pensare a come visualizzare un ente fisico, ci si concentra solo sulle sue proprietà misurabili e sulle leggi fisiche che segue: se conosciamo le une e le altre, tutto sommato, non ci serve altro, anche se resta evidente che il bisogno psicologico di "vedere" qualcosa mentre pensiamo è una esigenza molto umana
. Quindi, per concludere, potrei dire così: purché tu conosca bene tutte le proprietà e le leggi fisiche dei fotoni, te li puoi immaginare anche come tanti barattoli di fagioli, o come le marmellate della nonna e come i sette nani di biancaneve...è una questione di gusti
grazie mathbells del tuo contributo,
premesso che mi trovo d'accordo con quanto hai scritto e che mi era già chiaro,
la cosa che hai detto e che più ha centrato il problema è proprio quel "bisogno psicologico di "vedere" qualcosa mentre pensiamo" e che porti ad "accettare/affrontare serenamente" la complessità dell'argomento e proseguire "con meno dubbi" nell'approfondimento; è proprio quel "farsene una ragione" (e per cui ho detto "accettare") lo scoglio più grande da sormontare e che spinge a cercare un qualcosa, un'immagine che, anche se non è la perfezione, sia quanto più "reale" o "accettabile" (o quantomeno più accettabile che reale, o meglio ancora "familiare") in modo da rendere più fluido e convincente l'argomento, lo faccia "metabolizzare" ed accogliere con maggior persuasione.
E' per questo che sto cercando (già conscio di quanto hai scritto) un qualche "aiuto/idea accettabile" che mi consenta di "descrivere" l'argomento in modo da renderlo "comprensibile/convincente/accettabile" anche ad un ragazzo, ad esempio e con la consapevolezza che quanto stia dicendo non sia una cosa "campata in aria" o peggio ancora una baggianata.
ciao
premesso che mi trovo d'accordo con quanto hai scritto e che mi era già chiaro,
la cosa che hai detto e che più ha centrato il problema è proprio quel "bisogno psicologico di "vedere" qualcosa mentre pensiamo" e che porti ad "accettare/affrontare serenamente" la complessità dell'argomento e proseguire "con meno dubbi" nell'approfondimento; è proprio quel "farsene una ragione" (e per cui ho detto "accettare") lo scoglio più grande da sormontare e che spinge a cercare un qualcosa, un'immagine che, anche se non è la perfezione, sia quanto più "reale" o "accettabile" (o quantomeno più accettabile che reale, o meglio ancora "familiare") in modo da rendere più fluido e convincente l'argomento, lo faccia "metabolizzare" ed accogliere con maggior persuasione.
E' per questo che sto cercando (già conscio di quanto hai scritto) un qualche "aiuto/idea accettabile" che mi consenta di "descrivere" l'argomento in modo da renderlo "comprensibile/convincente/accettabile" anche ad un ragazzo, ad esempio e con la consapevolezza che quanto stia dicendo non sia una cosa "campata in aria" o peggio ancora una baggianata.
ciao
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