Meccanica Quantistica

28/09/2020

Fisica e termodinamica

Esperimento di Thompson

Il fosforo diventa fluorescente al contatto di cariche negative. In effetti, il fascio per effetto termoionico emette particelle negative poiché il fosforo diventava fluorescente. Tramite la presenza di un campo magnetico scoprì che questa particella aveva una massa piccolissima. La particella venne detta elettrone.

• Modello a panettone

Rutherford dimostrò l'inesattezza di tale modello ad inizio del 900.

Con un modello a panettone, qui ci si aspetta che ogni particella si deviasse di poco rispetto alla direzione di partenza. Così non fu. Alcune non venivano assolutamente deflesse mentre altre tornavano indietro.

C'è un nucleo centrale molto denso di carica positiva.

• Modello Planetario

1. Gli elettroni hanno tutti la stessa distanza dal nucleo?

L'elettrone di idrogeno per esempio, può stare a distanze diverse da un atomo ad un altro?

2. Una particella accelerata emette onde elettromagnetiche. Gli elettroni in orbita intorno al nucleo dovrebbero collassare sul nucleo poiché perdono energia per accelerazione centripeta.

28/09/2020

Fisica e termodinamica

• Esperimento di Thompson

Il fosforo diventa fluorescente al contatto di cariche negative.

In effetti, il filo per effetto termoionico emette particelle negative poiché il fosforo diventava fluorescente. Tramite la presenza di un campo magnetico scoprì che questa particella aveva una massa piccolissima. La particella venne detta elettrone

=> Modello a panettone

Rutherford dimostrò l'inesattezza di tale modello ad inizio del 900.

Con un modello a panettone qui ci si aspetta che ogni particella si deviasse di poco rispetto alle direzione di partenza. Così non fu. Alcune non venivano assolutamente deviate mentre altre tornavano indietro.

C'è un nucleo centrale molto denso di carica positiva.

=> Modello planetario

1. GLI ELETTRONI HANNO TUTTI LA STESSA DISTANZA DAL NUCLEO?

L'elettrone di idrogeno per esempio, può stare a distanze diverse da un atomo ad un altro?

2. UNA PARTICELLA ACCELERATA EMETTE ONDE ELETTROMAGNETICHE. GLI ELETTRONI IN ORBITA INTORNO AL NUCLEO DOVREBBERO COLLASSARE SUL NUCLEO POICHÉ PERDONO ENERGIA PER ACCELERAZIONE CENTRIPETA

1) H energia ionizzazione estrazione

eVf V = 1,6 ∙ 10^-19 Jq = 1,6 ∙ 10^-19 Cm_m = 10^-9 gÅ = 0,1 nm = 10^-10 m

E = 13,6 eV

E' sempre la stessa per l'elettrone dell'idrogeno

m a = Fm v² / R = k e²/ R²m v² = k e² / R

E = 1/2 m v² - k e²/ R = k e² / 2 R - k e² / R = - k e² / 2 R

=> R = k e² / 2 E= 0,5 Å

Il raggio è fisso!Anche se non ne so il valore

2) Effetto fotoelettrico

Si pensava prima che il metallo si comportasse come buca di potenziale → energia termica

W ≈ 3 eV

Il fenomeno si studia in seguito tramite energia di radiazione

v > v₀ per avere l'effetto (FREQUENZA DI SOGLIA)

E_{cin, max} = h (v - v₀) h indipendente dal materiale

• Nel α I

E_τ = 1/4 ± 1/2 . 10 ¹⁰ / 2 = 1/16 ≈ 10 ≈ 10^-2 eV

- è un po' di minuti?

già elettroni di superficie non sono isolati. Trasferisco

no dunque energia anche sull’interno con ordine

del millisecondo

e necessito una sorgente di 10⁷ W (centrale elettrica

Non era dunque interpretabile a livello atomico né

per i risultati ottenuti né per le sole tempistiche.

Einstein risolve il problema ipotizzando che le

sorgente emettono energia non continua bensì a

pacchetti, “fotoni”

E = hν “quanti di energia”

Se E = hν > W ≅ 3 eV l’elettrone esce

ν₀ = W

h

Queste l’acquino assorbe hν≧W se questa

si trasforma tutta in energia cinetica si ha un

valore massimo

E_{cin, max} = hν-W = hν-hν₀ =

= h (ν - ν₀)

h è detta costante di Planck poiché in parallelo

all’effetto fotoelettrico Planck ottenne lo stesso valore

di questa h nello studio del corpo nero

3) Dualismo onda-particella

Il fotone in alcuni esperimenti è interpretabile

come onda, in altri come particella. Nella MQ le

due nature convivono

Il fotone è una particella di massa nulla poiché

non può muoversi a velocità c (onda!) m≠0

dotato di massa.

E = c √ p²