Quanti e corpo nero
Salve a tutti, sono nuovo del forum anche se lo visito spesso, quindi prima di tutto complimenti per il servizio che offrite.
In questo periodo stiamo affrontando la fisica quantistica e in particolare il corpo nero e l'ipotesi di Planck. Purtroppo non ho molto chiaro l'argomento anche perché i libri a disposizione sono molto approssimativo e superficiali. Ho cercato molto su internet e ho trovato sia spiegazioni molto banali e altre troppo complesse, che miportano solo a confusione. In particolare ho visto dei video in cui si spiegava molto bene il problema della catastrofe dell'ultravioletto dato che il numero di oscillatori diveniva sempre più grande all'aumentare di f e quindi anche l'energia (k*T) tendeva all'infinito. Quello che però non capisco è perchè ci possono essere infinite onde stazionari di lunghezza d'onda sempre più piccola (lamba/2, lambda/4 ecc...) o almeno questo è quello che ho capito dalla spiegazione e soprattutto perché l'ipotesi di Planck risolve questi problemi affermando che l'energia di ogni quanto è appunto quantizzata ed uguale ad h*f*n(numero di intero positivo) c'è alla fine l'ergia non può essere sempre infinita? Spero di essere stato abbastanza chiaro e che qualcuno mi posso dare qulche chiarimento
graize
In questo periodo stiamo affrontando la fisica quantistica e in particolare il corpo nero e l'ipotesi di Planck. Purtroppo non ho molto chiaro l'argomento anche perché i libri a disposizione sono molto approssimativo e superficiali. Ho cercato molto su internet e ho trovato sia spiegazioni molto banali e altre troppo complesse, che miportano solo a confusione. In particolare ho visto dei video in cui si spiegava molto bene il problema della catastrofe dell'ultravioletto dato che il numero di oscillatori diveniva sempre più grande all'aumentare di f e quindi anche l'energia (k*T) tendeva all'infinito. Quello che però non capisco è perchè ci possono essere infinite onde stazionari di lunghezza d'onda sempre più piccola (lamba/2, lambda/4 ecc...) o almeno questo è quello che ho capito dalla spiegazione e soprattutto perché l'ipotesi di Planck risolve questi problemi affermando che l'energia di ogni quanto è appunto quantizzata ed uguale ad h*f*n(numero di intero positivo) c'è alla fine l'ergia non può essere sempre infinita? Spero di essere stato abbastanza chiaro e che qualcuno mi posso dare qulche chiarimento

Risposte
Allora, ci posso essere infinite onde stazionarie perchè esistono infinite onde che hanno un nodo agli estremi del volume di corpo nero. La condizione è $\lamda=(2L)/n$, quindi al variare di n si possono ottenere onde stazionarie di lunghezze d'onda diverse. Riguardo all'ipotesi di Planck, fu un'innovazione. Boltzmann nel calcolo della energia media delle particelle aveva considerato l'energia una grandezza continua, e veniva un risultato dipendente dalla sola temperatura. Planck invece affermò che l'energia irradiata era quantizzata e quindi l'energia media veniva questa volta dipendente dalla frequenza di oscillazione dell'atomo e che tende a zero per $\nu$ che tende ad infinito. L'energia irradiata può essere infinita ma comunque un multiplo di $h\nu$.
Sinceramnete ancora non mi è chiaro. Per quello che ho capito è come se avessimo un corpo nero e ad esempio lo riscaldiamo per fornigli energia. A questo punto le vi è uno scambio di energia tra le pareti del corpo nero e non so bene cosa, che porta alla formazione di diverse radiazioni (originate penso dagli atomi) ognuna con una sua frequenza e quelle con frequenza maggiore scambiano meno energia. Però vorrei sapere perché avviene questo e anche la formula E=n*h*f, in pratica cosa vuol dire. Io ho capito che ogni radiazione scambia quanti multipli di h*f(quella che ha lei) ma se f aumenta non aumenta anche l'energia?