La teoria quantistica

garnak.olegovitc1
Salve Donbigg,
veramente ottimo il tuo copia e incolla da questa pagina http://www.tomshw.it/forum/scienza-e-te ... stica.html.
Vorrei sapere qual'è l'intento del tuo argomento, visto che fai domande alle quali tu stesso dai un a risposta...
Cordiali saluti

Risposte
giacor86
Beh magari l'autore è lui stesso visto che sempre un forum è. magari li scrive con un altro nick. E il suo intento mi sembra chiaro: una guida divulgativa sulla meccanica quantistica, di cui quello che abbiamo letto è solo un'introduzione.

garnak.olegovitc1
Salve a tutti,
allora mi posso limitare a copiare le risposte dell'altro forum giacchè non vi è copyright, progredendo con molta facilità nelle lampadine.. Io penso che si è venuta a creare una situazione strana ....
Cordiali saluti

Sk_Anonymous
@Donbigg
Non ti sembra un po' troppo "compilativo" quello che hai scritto? Inoltre, che cosa intendi per "articolo scientifico"?

Sk_Anonymous
Siamo oggi alla soglia di quello che amo definire "il sogno di Feynman",grandissimo fisico americano recentemente scomparso

Richard Feynman è morto nel 1988 , quindi 23 anni fa

forse questo scritto risale a molti anni addietro oppure il termine recentemente dovrebbe essere rivisto .

penso,ad esempio,ai semiconduttori,e quindi a tutta la tecnologia dei calcolatori che ne deriva,e ai superconduttori,tanto per citare alcuni sviluppi,per così dire,"sbalorditivi".

fai un pochino di confusione : la MQ serve solo a dare una spiegazione del loro funzionamento , le proprietà dei semiconduttori erano già note prima ,es. il primo diodo a semiconduttore risale al 1874

Fioravante Patrone1
"Donbigg":

Premesso ciò,chi fosse già a conoscenza degli argomenti da me trattati o non fosse interessato a tali tematiche è pregato di non postare,pena la sospensione della pubblicazione dei successivi articoli.

Cioè, vuoi dire che se continuassi a manifestare per iscritto il mio disinteresse per questi post potrei riuscire nell'intento di farti smettere? Interessante...

garnak.olegovitc1
Salve,

"Fioravante Patrone":

Cioè, vuoi dire che se continuassi a manifestare per iscritto il mio disinteresse per questi post potrei riuscire nell'intento di farti smettere? Interessante...


idem

Anche se preferirei copiare le risposte dell'altro forum aumentando i miei messaggi e di conseguenza anche le "lampadine". In più contribuisco nell'intento di farlo smettere. :-D :-D :-D
Cordiali saluti

garnak.olegovitc1
Salve Donbigg,
io aggiungerei anche questo (tratto dalla pagina: http://www.tomshw.it/forum/scienza-e-te ... stica.html)

Come è nato il concetto di "quanto" ?
Innanzitutto,dobbiamo considerare un fatto importantissimo,molto dibattuto in campo fisico fin dalla sua nascita,nel Seicento: la luce ha una duplice natura,ondulatoria e particellare.
In certi casi la luce si comporta come un'onda,in altri come un insieme di particelle (denominate fotoni,come vedremo in seguito).
Nel 1704 Newton pubblicò l'Ottica,in cui ipotizza che la luce sia costituita da un numero molto grande di particelle che si propagano in tutte le direzioni,in linea retta.
Tale modello descrive molto bene le proprietà dell'ottica geometrica,cioè i fenomeni della riflessione e della rifrazione della luce.
Nel 1690,prima della pubblicazione dell'Ottica da parte di Newton,l'olandese Huygens aveva pubblicato il "Trattato sulla luce",in cui ipotizzava,invece,che la luce fosse un'onda che si propagava in un mezzo,denominato etere,presente in tutto l'Universo.
Ricordo che le particelle sono materia in movimento mentre le onde trasportano energia e non materia.
Fino all'inizio del 1800 gli scienziati ritenevano valido il modello particellare di Newton perché descriveva efficacemente,oltre alla riflessione e alla rifrazione,la formazione delle ombre nette (infatti dove arrivano le particelle c'è luce,dove non arrivano c'è ombra) mentre giudicavano poco convincente il modello ondulatorio di Huygens poiché,anche se spiegava bene la riflessione e la rifrazione,non era ancora ben chiaro che tipo di perturbazione fosse la luce né che tipo di mezzo fosse l'etere.
Nel 1801 l'inglese Young eseguì un esperimento (analogo a quello delle onde sull'acqua),divenuto celebre come il problema delle due fenditure,in cui dimostrava come i fenomeni dell'interferenza luminosa e della diffrazione fossero interamente spiegati tramite la teoria ondulatoria,avvalorando così l'ipotesi di Huygens.
A conferma dei risultati degli studi di Young sull'interferenza arrivò nel 1850 la dimostrazione,fatta da Foucault,che la velocità della luce nei mezzi materiali trasparenti,come l'acqua,è minore di quella nel vuoto,confermando ulteriormente il modello ondulatorio.
In base alla previsione teorica di Newton,infatti,la velocità di propagazione della luce in un mezzo trasparente è tanto più grande quanto più grande è l'indice di rifrazione del mezzo (cioè nell'acqua,ad esempio,la velocità della luce è maggiore di quella nel vuoto),mentre Huygens giungeva ad una previsione opposta e cioè che la velocità di propagazione della luce in un mezzo trasparente è tanto minore quanto più grande è l'indice di rifrazione del mezzo.
Alla fine del 1800 con il lavoro di Maxwell,il quale scoprì,per via teorica,che la luce è un'onda elettromagnetica la cui perturbazione è costituita da campi elettrici e magnetici che si propagano anche nel vuoto,il modello ondulatorio si impose del tutto.
Nel 1905,però,il quadro si complicò di nuovo.
Einstein,confermando l'ipotesi di Planck del 1900 riguardo al concetto di "quanto di azione",scoprì che la luce,incidendo su un metallo,provoca l'emissione di elettroni (effetto fotoelettrico),comportandosi come se fosse costituita da "granuli di energia",in seguito denominati fotoni.
In tal modo Einstein riconfermava la natura particellare della luce.
Non c'è contrasto tra i due modelli,ondulatorio e particellare,poiché descrivono caratteristiche diverse della luce: nella propagazione la luce si comporta come un'onda,
nell'interazione con la materia attraverso scambi di energia (emissione ed assorbimento) essa si comporta come un insieme di corpuscoli.
Sappiamo che la luce visibile è soltanto quella parte dello spettro elettromagnetico che è compresa tra i 400nm e i 750nm di lunghezza d'onda,ma non è l'unico tipo di radiazione: i raggi X,le onde radio,i raggi ultravioletti e altri tipi di onde sono simili alla luce "visibile" ma di frequenza diversa.
Frequenza e lunghezza d'onda sono grandezze inversamente proporzionali (all'aumentare dell'una diminuisce l'altra) e legate alla velocità della luce dalla relazione: l = c/f (l=lunghezza d'onda in m - c=velocità della luce nel vuoto in m/s - f=frequenza in Hertz).
Ma come si è arrivati all'ipotesi quantistica di Planck ?
E' noto che un corpo la cui temperatura si trovi al di sopra dei 0 K (corrispondente a -273.15°C,lo zero assoluto misurato in kelvin) emette energia sotto forma di irradiamento,una delle forme di propagazione del calore.
L'irradiamento consiste in una emissione di onde elettromagnetiche di diverse lunghezze d'onda e quindi di diverse frequenze: per studiare in laboratorio il fenomeno dell'irradiamento è utile proporre un modello ideale di corpo emettitore,con delle caratteristiche del tutto peculiari,denominato "corpo nero".
Le caratteristiche del corpo nero sono:
1) la capacità di assorbire completamente onde elettromagnetiche di tutte le lunghezze d'onda;
2) lo spettro di frequenza (cioè la variazione della distribuzione dell'energia in funzione della lunghezza d'onda) dipende esclusivamente dalla temperatura del corpo e non dalla sua composizione chimico-fisica (forma,superficie,ecc...).
In natura non esiste un corpo perfettamente nero,cioè perfettamente assorbente,ma tale modello può essere approssimato a livello sperimentale da un oggetto cavo,mantenuto in equilibrio termodinamico,le cui pareti interne ed esterne vengono annerite con nero fumo,in modo tale da assorbire il 97%-98% della radiazione incidente,e che presenta un piccolo foro da cui la radiazione può entrare ma non uscire (in realtà una percentuale trascurabile di radiazione riesce ad uscire).
Le caratteristiche della radiazione del corpo nero possono essere descritte da due leggi di fisica classica: la legge di Stefan-Boltzmann e la legge dello spostamento di Wien.
La legge di Stefan-Boltzmann mostra,tramite un grafico (vedi link) con le lunghezze d'onda (o le frequenze) in ascissa e la radianza (potenza irradiata per unità di superficie W/m^2) in ordinata,che l'intensità di irradiamento aumenta in proporzione al crescere della quarta potenza della temperatura (ossia se raddoppia la temperatura,la radianza spettrale aumenta di 16 volte).
Lo stesso grafico della distribuzione spettrale permette di osservare,secondo la legge di Wien,che,al crescere della temperatura T,la lunghezza d'onda massima,cioè quella a cui corrisponde il massimo della curva (picco spettrale) si sposta verso lunghezze d'onda minori,ossia verso frequenze sempre più alte.
Ad esempio,alla temperatura di 830 K corrisponde un picco spettrale a lunghezza d'onda di 3.5 * 10^(-6) m (3.5 micrometri) mentre a temperature superiori a 1000 K si hanno dei picchi di emissione nella banda del visibile (cioè a lunghezze d'onda inferiori a 0.75 * 10^(-6) m (0.75 micrometri).
Per lunghezze d'onda tendenti a zero,gli spettri scendono rapidamente a zero,cioè si ha una radianza spettrale tendente a zero.
Questa caratteristica mise in crisi i fisici alla fine del 1800.
Perché ?
Rayleigh e Jeans,in particolare,avevano infatti utilizzato il principio di equipartizione dell'energia (che prevede che le onde racchiuse all'interno
della cavità abbiano tutte la stessa energia) per spiegare l'emissione e l'assorbimento di radiazioni del corpo nero ed avevano ottenuto degli spettri che,anziché scendere a zero a piccole lunghezze d'onda,crescevano fino all'infinito !
In altre parole,c'era una notevole discrepanza rispetto ai valori ricavati sperimentalmente: vi era accordo solo alle basse frequenze (cioè per grandi lunghezze d'onda), mentre alle alte frequenze ciò non accadeva.
Questa falsificazione delle previsioni teoriche di Rayleigh e Jeans da parte dei dati empirici fu definita da Gamow come "catastrofe ultravioletta".
Il 14 Dicembre del 1900 nasce,con la presentazione dei risultati degli studi di Planck sulla distribuzione spettrale del corpo nero,la fisica moderna.
Studiando l'incongruenza della formula di Rayleigh e Jeans rispetto ai dati sperimentali,Planck modificò tale formula,tramite un artificio algebrico,in modo da farla "combaciare" al grafico che descriveva i risultati empirici.
Questa formula,denominata legge di Planck,è corretta anche per le alte frequenze poiché a frequenze tendenti ad infinito corrisponde un'energia tendente a zero.
Il passaggio matematico fondamentale consiste nella sostituzione degli integrali relativi all'energia (quindi calcoli svolti in presenza di grandezze continue) con sommatorie discrete,presupponendo quindi che l'energia fosse una variabile discontinua.
Tutto ciò condusse Planck a formulare l'ipotesi,in seguito rivelatasi fondata,secondo cui un qualunque sistema fisico,che si evolve nel tempo,possiede solo valori totali di energia E tali da rispettare la relazione E = n*h*f,in cui f è la frequenza di oscillazione del sistema,h è la costante di Planck (6.63*10^(-34) J*s) ed n è il numero quantico.
Il numero quantico principale n determina l'energia di un elettrone e quindi dell'orbitale in cui si trova (altri numeri quantici caratterizzano la forma,la dimensione e l'orientamento degli orbitali).
Proprio il numero quantico n dimostra che l'energia totale E è un multiplo della grandezza h*f,che rappresenta quindi il valore del quanto di energia.
Gli stati energetici permessi,multipli interi di h*f,sono denominati stati quantici.
L'ipotesi quantistica apparve allo stesso Planck come una costruzione astratta che non comportava un mutamento radicale nella concezione della realtà.
In un certo senso,Planck fu "costretto" ad introdurre il quanto d'azione nel momento in cui si rese conto che non vi erano altre vie per dare una spiegazione teorica dei fenomeni dell'irradiamento.
Ma l'idea di energia quantizzata e di stati quantici sarà fondamentale per i successivi sviluppi della fisica,in particolare per lo studio dell'effetto fotoelettrico di Einstein (per il quale ricevette il premio Nobel nel 1921) e per il modello atomico di Bohr.
Grazie e,come sempre,buona lettura

P.S. Per approfondimenti: Corpo nero - Wikipedia


Sto, ovviamente, scherzando

A te la parte finale.

Cordiali saluti

P.S.=Spero che ciò non ti porti a non postare altri articoli, soprattutto la parte finale di questo, ma non facevi prima a postare la pagina web?...

Sk_Anonymous
@Donbigg
Ripeto la mia domanda: che cosa intendi per pubblicazione di articoli scientifici? :roll:

garnak.olegovitc1
Salve Donbigg,

"Donbigg":
Il thread è stato "inquinato" da persone che non solo mancano delle più basilari norme di netiquette ma,cosa ben più grave,hanno dimostrato l'assenza assoluta di rispetto nei miei riguardi.


vorrei sapere a chi ti riferisci.. io non ho fatto offese a nessuno, ho ribadito, solamente, che stavo scherzando; ma a prescindere se scherzavo o meno, il mio messaggio non è una forma di inquinamento giacchè sui messaggi dei forum non vi è alcun copyright quindi sono libero di scrivere tutto ciò che è attinente all'argomento.. mi sembra di non aver violato alcuna regola del forum, se invece l'avessi fatto allora mi assumo la mia responsabilità come tu ti assumi la tua dinanzi ad offese del genere. Che il tutto da me detto venga preso come una constatazione di fatto e non altro.
Cordiali saluti

garnak.olegovitc1
Salve,

"speculor":
@Donbigg
Ripeto la mia domanda: che cosa intendi per pubblicazione di articoli scientifici? :roll:


già, bella domanda speculor. :D :smt023
Cordiali saluti

Sk_Anonymous
@garnak.olegovitc
Sai, io non ho mai pubblicato un bel nulla ma, se fosse bastato questo, sarei diventato un articolista di tutto rispetto. :-D

garnak.olegovitc1
Salve speculor,

"speculor":
@garnak.olegovitc
Sai, io non ho mai pubblicato un bel nulla ma, se fosse bastato questo, sarei diventato un articolista di tutto rispetto. :-D


:smt023 :smt023

Cordiali saluti

gugo82
@Donbigg: Se proprio vuoi pubblicare qualcosa, prova a scrivere un articolo per la rivista del sito.

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