mercoledì 8 maggio 2019

INTERPRETAZIONE DI DE BROGLIE DELL'ATOMO DI BOHR




Nelle ipotesi dell'atomo Bohr gli elettroni si possono muovere solo su determinate orbite dove sono stabili. Pensiamo all'onda associata agli elettroni dell'atomo di Bohr. Ora possiamo spiegare perchè su determinate orbite gli elettroni non irradiano energia secondo l'ipotesi di Bohr. Basta ricordare le onde stazionarie ad esempio su una corda tesa. Nelle onde stazionarie l'energia rimane stazionaria (ferma) nei ventri. Le onde stazionarie avevano delle configurazioni formate da nodi e ventri che si ottenevano solo per certe frequenze dell'onda (multipli della frequenza fondamentale). Ad esempio, nelle corde tese di lunghezza l, si forma un'onda stazionaria solo se la lunghezza l è multiplo di mezza lunghezza d'onda. Era un primo esempio di quantizzazione di una grandezza fisica cioè della frequenza.


Nel caso dell'atomo di Bohr gli elettroni sono STABILI solo se l'onda associata all'elettrone forma un'onda stazionaria.


In tal caso la lunghezza dell'orbita (lunghezza circonferenza) deve coincidere con un multiplo della lunghezza d'onda :



Ma il prodotto r∙p è per definizione il momento angolare L dell'elettrone e quindi si dimostra anche l'ipotesi di Bohr sulla quantizzazione del momento angolare.


funzionamento dell'applet per simulare il modelle di De Broglie



applet: atomo di De Broglie





domenica 5 maggio 2019

LA DOPPIA NATURA DELLA LUCE

La luce in alcuni esperimenti come in quello di Young ha un comportamento ondulatorio mentre in altri (effetto foto elettrico e Compton) si comporta in modo corpuscolare. Qual è allora la vera natura della luce? Ondulatoria o corpuscolare?
Le proprietà corpuscolari e quelle ondulatorie della luce, d’altra parte sono fra loro complementari, nel senso che quando si osservano le une le altre non si manifestano. Infatti la luce si comporta a volte come
onda, altre volte come particella, ma mai simultaneamente come entrambi. Questo principio di complementarità, uno dei
punti chiave della meccanica quantistica, venne formulato nel 1927 da Niels Bohr. Consideriamo il classico esperimento di Young sulla interferenza della luce attraverso una doppia fenditura con una pellicola fotografica disposta sullo schermo. Usiamo una sorgente di luce monocromatica di bassa intensità in modo da poterla considerare costituita da singoli fotoni. 

L’immagine finale si forma, fotone dopo fotone, a partire da una distribuzione iniziale apparentemente casuale fino alla forma definitiva costituita dall’alternarsi di bande chiare e oscure,
che manifestano il fenomeno dell’interferenza fra le onde diffratte dalle due fenditure.
Ma che succede se chiudiamo una delle due fessure? L’immagine che si forma in tal caso
rappresenta la corrispondente figura di diffrazione, costituita da una banda centrale luminosa accompagnata da deboli contributi ai suoi lati. Il punto interessante è che questa volta i fotoni,passando attraverso una sola fenditura, colpiscono la pellicola in punti diversi da quelli raggiunti passando attraverso l’una o l’altra! Come se i fotoni che passano attraverso una fenditura
“sapessero” se l’altra è aperta oppure chiusa. Ciò si spiega ammettendo che i fotoni si comportino come particelle quando vengono emessi oppure assorbiti, ma come onde quando viaggiano, in tale condizione manifestando la loro natura ondulatoria e quindi dando luogo ai fenomeni di diffrazione
e interferenza. 


L'animazione mostra il comportamento corpuscolare. 




https://youtu.be/uYehx5NXHVc