Lungheza d'onda di De Broglie
Immagino che tra tutte le domande che potevo trovare su questo argomento questa sia la più stupida, ma amen....
Mi è sorta leggendo le prove sperimentali per evidenziare la natura ondulatoria di alcune particelle, ad esempio l'esperiento di Young. Per poter osservare la formazione delle frange di inteferenza, le fenditure devono avere uno spessore confrontabile con la lunghezza d'onda, immagino voglia dire circa dello stesso ordine di grandezza. E questo vale per qualunque tipo di onda. Ma mi pare che si presenti un problema nel caso delle onde associate alle particelle. Prendendo un flusso di ipotetiche particelle, o meglio di atomi vista la domanda, con una certa lunghezza d'onda prevista dall'equazione di De Broglie: per svolgere l'esperienza ci occorrono fenditure con le caratteristiche di cui sopra. Ma se lo spessore di queste fenditure risulta minore delle dimensioni degli atomi che stiamo usando, (in parole molto povere l'atomo da lì non dovrebbe poter passare), si osservano lo stesso le frange di interferenza? Cioè, c'è qualche scrauso motivo quantistico per cui questi atomi passano "lo stesso"
? Perchè sul libro ragionano solo su lunghezza d'onda e dimensioni degli ostacoli, mai di dimensioni della particella. Anche se ora scrivendo così mi viene in mente che in una esperienza in cui stiamo evidenziando la natura ondulatoria non dobbiamo pensare contemporaneamente alle caratteristiche della particella....
Citando dal libro le parole di Bohr:
"Gli aspetti d'onda e particella di un'entità quantistica sono entrambi necessati per una descrizione completa. Tuttavia, i due aspetti non possono essere rilevati simultaneamente in un singolo esperimento. L'aspetto che si rivela è quello determinato dalla natura dell'esperimento che si conduce"
Ma in questo esperimento sembra ci siano le premesse per evidenziare entrambi gli aspetti, o meglio, ovviamente se ne evidenzierà uno solo, ma non so quale.
Quindi magari si può riformulare meglio la domanda: in una esperienza come quella che ho ipotizzato, emerge la natura corpuscolare (gli atomi non passano) o quella ondulatoria (si formano le frange)?
grazie grazie grazie
Mi è sorta leggendo le prove sperimentali per evidenziare la natura ondulatoria di alcune particelle, ad esempio l'esperiento di Young. Per poter osservare la formazione delle frange di inteferenza, le fenditure devono avere uno spessore confrontabile con la lunghezza d'onda, immagino voglia dire circa dello stesso ordine di grandezza. E questo vale per qualunque tipo di onda. Ma mi pare che si presenti un problema nel caso delle onde associate alle particelle. Prendendo un flusso di ipotetiche particelle, o meglio di atomi vista la domanda, con una certa lunghezza d'onda prevista dall'equazione di De Broglie: per svolgere l'esperienza ci occorrono fenditure con le caratteristiche di cui sopra. Ma se lo spessore di queste fenditure risulta minore delle dimensioni degli atomi che stiamo usando, (in parole molto povere l'atomo da lì non dovrebbe poter passare), si osservano lo stesso le frange di interferenza? Cioè, c'è qualche scrauso motivo quantistico per cui questi atomi passano "lo stesso"
? Perchè sul libro ragionano solo su lunghezza d'onda e dimensioni degli ostacoli, mai di dimensioni della particella. Anche se ora scrivendo così mi viene in mente che in una esperienza in cui stiamo evidenziando la natura ondulatoria non dobbiamo pensare contemporaneamente alle caratteristiche della particella....Citando dal libro le parole di Bohr:
"Gli aspetti d'onda e particella di un'entità quantistica sono entrambi necessati per una descrizione completa. Tuttavia, i due aspetti non possono essere rilevati simultaneamente in un singolo esperimento. L'aspetto che si rivela è quello determinato dalla natura dell'esperimento che si conduce"
Ma in questo esperimento sembra ci siano le premesse per evidenziare entrambi gli aspetti, o meglio, ovviamente se ne evidenzierà uno solo, ma non so quale.
Quindi magari si può riformulare meglio la domanda: in una esperienza come quella che ho ipotizzato, emerge la natura corpuscolare (gli atomi non passano) o quella ondulatoria (si formano le frange)?
grazie grazie grazie
Risposte
semplicemente il tuo esperimento non ha senso fisico, in particolare:
come puoi creare delle fenditure di dimensioni inferiori di quelle di un atomo?
nota che anche l'esperimento di diffrazione degli elettroni attraverso due fenditure (che spesso si cita per la descrizione alla Feynmann della MQ) non è affatto un esperimento fisico, ma solo concettuale: anche tali fenditure sarebbero irrealizzabili.
la natura ondulatoria degli elettroni si evidenzia con la diffrazione contro un reticolo cristallino (esperimento di Davisson-Germer, che fornisce un pattern simile a quello dei raggi X), non certo attraverso le due fenditure.
"strangolatoremancino":
Ma se lo spessore di queste fenditure risulta minore delle dimensioni degli atomi che stiamo usando, (in parole molto povere l'atomo da lì non dovrebbe poter passare), si osservano lo stesso le frange di interferenza?
come puoi creare delle fenditure di dimensioni inferiori di quelle di un atomo?
nota che anche l'esperimento di diffrazione degli elettroni attraverso due fenditure (che spesso si cita per la descrizione alla Feynmann della MQ) non è affatto un esperimento fisico, ma solo concettuale: anche tali fenditure sarebbero irrealizzabili.
la natura ondulatoria degli elettroni si evidenzia con la diffrazione contro un reticolo cristallino (esperimento di Davisson-Germer, che fornisce un pattern simile a quello dei raggi X), non certo attraverso le due fenditure.
Ok, non parliamo di atomi ecc, ma parlando in termini più ipotetici se diciamo un "qualcosa" con una certa lunghezza d'onda che viene fatto passare attraverso una fenditura di spessore opportuno e questo spessore presenta i problemi già sopra espressi, cosa dovrebbe succedere? Per le caratteristiche ondulatorie si dovrebbero formare le frange, per le caratteristiche del corpuscolo, la dimensione in questo caso, tali corpuscoli non potrebbero attraversare le fenditure. Dato che si può evidenziare un solo aspetto, quale dei due?
Lo so non è mai bello ragionare in termini ipotetici, senza tirare in ballo problemi realizzativi o non facendo esempi concreti, ma non sto dicendo di mettermi un diavoletto alla finestra in estate per farmi passare solo aria fresca
cioè, mi sembrava un esperimento mentale accettabile
però se non lo è per qualche motivo, oltre alle difficoltà realizzative, mi metto il cuore in pace
grassssie
Lo so non è mai bello ragionare in termini ipotetici, senza tirare in ballo problemi realizzativi o non facendo esempi concreti, ma non sto dicendo di mettermi un diavoletto alla finestra in estate per farmi passare solo aria fresca
cioè, mi sembrava un esperimento mentale accettabile
però se non lo è per qualche motivo, oltre alle difficoltà realizzative, mi metto il cuore in pace
grassssie
a me non sembra un esperimento mentale accettabile, non per via di "difficoltà realizzative" ma proprio per l'ordine di grandezza delle cose:
la costante di Planck è dell'ordine dei 10^-34 Js, è questo il punto. un oggetto macroscopico per cui tu possa parlare di "restare incastrato in una fenditura" avrà sempre una lunghezza di De Broglie che dire trascurabile è poco. se vai in dimensioni atomiche e subatomiche non ha invece senso parlare di fenditure come ti spiegavo sopra.
aspetta altri interventi e magari troverai pareri opposti ai miei.
ciao!
la costante di Planck è dell'ordine dei 10^-34 Js, è questo il punto. un oggetto macroscopico per cui tu possa parlare di "restare incastrato in una fenditura" avrà sempre una lunghezza di De Broglie che dire trascurabile è poco. se vai in dimensioni atomiche e subatomiche non ha invece senso parlare di fenditure come ti spiegavo sopra.
aspetta altri interventi e magari troverai pareri opposti ai miei.
ciao!
ok grazie mille per le risposte, e per la pazienza penso che suonino male alle orecchie di chi conosce la materia certe domande
diciamo che quando ho pensato a questa cosa immaginavo delle belle macromolecolone lente, ma ora sto più tranquillo
Comunque sono curioso di sentire altri commenti se ce ne sono, o anche insulti...
penso che suonino male alle orecchie di chi conosce la materia certe domandediciamo che quando ho pensato a questa cosa immaginavo delle belle macromolecolone lente, ma ora sto più tranquillo
Comunque sono curioso di sentire altri commenti se ce ne sono, o anche insulti...
Le dimensioni delle fenditure non devono essere dell'ordine dell'atomo, ma della lunghezza d'onda di De Broglie associata.
Comunque molte verifiche sperimentali sono state fatte sull'ipotesi di De Broglie. Ad esempio nell'esperimento di Davisson-Germer si è usato come reticolo di diffrazione un cristallo in cui era nota la distanza fra gli atomi del solido.
In ogni caso esperienze con fasci di elettroni fatti passare attraverso due fenditure o attraverso un foro hanno dato luogo a figure, rispettivamente, di interferenza e di diffrazione che provano la loro natura "anche" ondulatoria.
Un altro tipo di esperimenti molto interessanti fatti con sorgenti di fotoni, specchi semiriflettenti e rilevatori utilizzati con diverse geometrie, danno risultati sorprendenti circa la doppia natura di queste "particelle" particolari.
Puoi consultare su questo argomento il libro "Fisica atomica e quantistica" di Haken e Wolf e il noto Fisica 2 di Halliday, Resnick e Krane
Ciao
Comunque molte verifiche sperimentali sono state fatte sull'ipotesi di De Broglie. Ad esempio nell'esperimento di Davisson-Germer si è usato come reticolo di diffrazione un cristallo in cui era nota la distanza fra gli atomi del solido.
In ogni caso esperienze con fasci di elettroni fatti passare attraverso due fenditure o attraverso un foro hanno dato luogo a figure, rispettivamente, di interferenza e di diffrazione che provano la loro natura "anche" ondulatoria.
Un altro tipo di esperimenti molto interessanti fatti con sorgenti di fotoni, specchi semiriflettenti e rilevatori utilizzati con diverse geometrie, danno risultati sorprendenti circa la doppia natura di queste "particelle" particolari.
Puoi consultare su questo argomento il libro "Fisica atomica e quantistica" di Haken e Wolf e il noto Fisica 2 di Halliday, Resnick e Krane
Ciao
"Manuk":
Le dimensioni delle fenditure non devono essere dell'ordine dell'atomo, ma della lunghezza d'onda di De Broglie associata.
Comunque molte verifiche sperimentali sono state fatte sull'ipotesi di De Broglie. Ad esempio nell'esperimento di Davisson-Germer si è usato come reticolo di diffrazione un cristallo in cui era nota la distanza fra gli atomi del solido.
In ogni caso esperienze con fasci di elettroni fatti passare attraverso due fenditure o attraverso un foro hanno dato luogo a figure, rispettivamente, di interferenza e di diffrazione che provano la loro natura "anche" ondulatoria.
Un altro tipo di esperimenti molto interessanti fatti con sorgenti di fotoni, specchi semiriflettenti e rilevatori utilizzati con diverse geometrie, danno risultati sorprendenti circa la doppia natura di queste "particelle" particolari.
Puoi consultare su questo argomento il libro "Fisica atomica e quantistica" di Haken e Wolf e il noto Fisica 2 di Halliday, Resnick e Krane
Ciao
Grazie dell'interesse
comunque non stavo certo mettendo in dubbio le prove sperimentali della lunghezza d'onda di De Broglie. Se hai letto il mio era solo un dubbio su un esperimento ipotetico e leggermente impossibile.P.S. Non che abbia confronti con altri testi, ma il Fisica 2 di Halliday, Resnick e Krane (fregato a mio cugino che faceva ingegneria) l'ho usato quest'anno per studiare al posto del libro usato a scuola e mi ha aiutato molto ( o almeno per le cose che sono riuscito a capire)
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