Fisica quantistica

Meccanica quantistica

• Dualismo onda-particella (oggetti sono allo stesso tempo onde e particelle)
• Principio di indeterminazione
• Cancella corollario per teorie quantistiche
• Conoscenze dedotte per deduzione da realtà sperimentale
• Interpretazione probabilistica (scuola di Copenhagen)
• Interazione radiazione-materia
• Conoscimento interazione elettromagnetica
• Regole di lunghezza/energia per le quali le previsioni della fisica classica non sono più utilizzabili (diventano accessibili grandezze all'inizio 900)
• Approccio scientifico
• Metodo scientifico
• Previsione teorica vs Conferma sperimentale
• "Vecchio" (semi-classico: ancora alcune teorie classiche) vs "vero e proprio" teoria quantistica

Crisi della fisica classica (fine 900)

• Termodinamica
• Galileo
• Einstein
• Newton
• Schrödinger
• Feynman
• Elettromeccanica quantistica (QED)
• Elettromagnetismo
• Maxwell
• Fermi
• Termodinamica (macroscopica); meccanica quantistica (macroscopica)
• Micromeccanica statistica
• Boltzmann
• Dirac
• Leggi di conservazione simmetria residue (energia, quantità di moto, momento angolare)
• Conservazione della carica
• Costante di Planck
• Controllare bene il rapporto N/c per capire se possa traslare per effetti relativistici
• Applicazione: nanomateriali
• Fisica classica
• Meccanica relativistica
• β₀
• Teorie di campo quantistiche
• Meccanica quantistica non relativistica
• Dimensione 1nm + 10^-13 m

Temi conduttori

• Dualismo onda-particella (oggetti sono allo stesso tempo onda e particella)
• Concetto centrale per la teoria quantistica
• Concatenazione dei concetti per dedurre da realtà sperimentale
• Interpretazione probabilistica (Scuola di Copenhagen)
• Principio di indeterminazione
• Interazione radiazione-materia:
  • Assorbimento ed emissione radiazione elettromagnetica
• Le onde di lunghezza/energia per le quali le previsioni della fisica classica falliscono diventano sperimentalmente accessibili e nei primi anni del 1900
• Approccio scientifico:
  • Metodo scientifico
  • Previsione teorica vs Conferma sperimentale
  • “Vecchia” (semi-classica, lascia anche su alcune teorie classiche) vs "vera" e propria teoria quantistica

Crisi della fisica classica (fine 800)

• Termomeccanica → Galileo, Einstein
• Newton → Schrödinger
• Elettromagnetismo → Maxwell → Heisenberg
• (QED) → Elettromeccanica quantistica
• Leggi classiche non sono compatibili con meccanica quantistica
• Termodinamica (macroscopica) → meccanica statistica
• Meccanica statistica (derivano da tutte le termodinamiche) → Bose
• Macroscopica di Bose → Einstein
• Microscopica di Einstein → fermioni
• Leggi di commutazione grandezze riducibili (energia, quantità di moto, momento angolare) cui sono associate proprietà di simmetria → degenerazione
• Teorie di campo (quantistiche)
• Leggi di conservazione legate alla conservazione della carica e costante di Planck
• Controllare bene il rapporto m/c per capire a cosa trasformare per effetti relativistici
• Applicazione: nanomateriali

Teoria cinetica dei gas

• Atomo — quanti di materia.
• Teoria atomica ancora non universalmente accettata a inizio 1800.
• Passare dal mondo macroscopico al microscopico (es. mole = atomi).
• Gas ideali — atomi uguale collettività statistiche locali (non si urtano).
• Tra le mole sono possibili.
• Numero di Avogadro (N_a)
• In 1 mole sono presenti 6.02⋅10²³ atomi/molecole.
• Nota: numero di Avogadro indica il numero di atomi/molecole in una mole.
• Le collisioni sono talmente infrequenti che possono essere trascurate.
• Reale comportamento — corpo a un atomo o molecola.
• Massa dello spazio di disposizione degli atomi.
• Semplificazione — misura delle dimensioni di un atomo/molecola.
• Quanto spazio riempiono di disposizione gli atomi in composti/gas? (Metodo: sfera statica)
• n = densità del gas = numero