Il gatto di Schrödinger

ed altre curiosità della fisica moderna

Premessa:La crisi di inizio ‘900

• All’inizio del ‘900 una serie di esperimenti mette in luce contraddizioni e incongruenze tra fisica classica e la fisica moderna, poiché la prima risulta inadeguata al mondo microscopico degli atomi e delle particelle subatomiche o quando si considerano corpi in moto con velocità prossime a quelle della luce.

Si sviluppano quindi due teorie rivoluzionarie: la Relatività e la Teoria dei quanti, destinate a portare profondi cambiamenti al mondo scientifico.

Relatività

• La relatività riguarda lo studio di fenomeni fisici in cui i corpi assumono velocità

prossime a c

Relatività:Il concetto di simultaneità

La simultaneità

non si conserva nel passaggio da un sistema di riferimento ad

un altro

Relatività:La contrazione degli spazi

Per la Terra (30 km/s) la

contrazione risulta essere

1/200.000.000, ossia 6 cm sul diametro della

Terra.

Relatività:Lo spazio a 4 dimensioni

“D'ora in poi lo spazio di per se stesso o il tempo di

per se stesso sono condannati a svanire in pure ombre, e solo una

specie di unione tra i due concetti conserverà una

realtà indipendente”

(Hermann Minkowski)

Relatività:Il paradosso dei gemelli

Quando il gemello

astronauta torna, è più giovane del

fratello perché il tempo per lui si

è dilatato

Relatività:Il tempo

“Il tempo è ciò che accade quando

non accade nient’altro” (Richard

Feynman)

Relatività:La croce di Einstein

Una lente gravitazionale

per luce emessa a 8 miliardi di anni luce

dalla Terra

→

Relatività: L'equivalenza massa-energia

Il sole ha una massa di 1,989x1030 Kg.

Sotto forma di vento solare e radiazione, il Sole perde ogni secondo una massa

pari a 5,4 x109 kg

Questa perdita corrisponde a 1,7 x 1017 kg all'anno quindi il Sole perde

annualmente l'8x10-14 % della sua massa (0,00000000000008%) a causa della

trasformazione di essa in energia.

Meccanica quantistica

• La meccanica quantistica ha come oggetto di studio e di ricerca il comportamento dei più piccoli costituenti della materia, come atomi,

elettroni e particelle nucleari.

La teoria dei quanti ha origine da un’ipotesi di Planck.

Meccanica quantistica:I quanti - Quantità discrete

In meccanica quantistica si chiama quanto (dal

latino quantum = quantità) una quantità

discreta ed indivisibile di una certa grandezza. Per estensione il termine è a

volte utilizzato come sinonimo di "particella".

Meccanica quantistica:Il principio di indeterminazione

Le leggi naturali non conducono ad una

completa determinazione di ciò che accade nello spazio e nel tempo; l’accadere è piuttosto rimesso al gioco

del caso

Meccanica quantistica:Il principio di indeterminazione

Meccanica quantistica:Il dualismo onda-corpuscolo

Particelle elementari, come

l’elettrone o il fotone, mostrano

una duplice natura, sia

corpuscolare sia ondulatoria.

Meccanica quantistica:Il modello atomico di Bohr

e la quantizzazione delle orbiteIl modello atomico

proposto da Bohr nel 1913 è una delle più famose applicazioni della quantizzazione dell'energia e sta alla base della meccanica

quantistica

Meccanica quantistica:L'effetto fotoelettrico

Meccanica quantistica:Il principio di corrispondenza

I risultati della meccanica quantistica devono ridursi a quelli

della meccanica classica nelle

situazioni in cui l'interpretazione

classica può essere considerata valida.

“Dulcis in fundo”:Il gatto di Schrödinger

L'interpretazione classica della meccanica quantistica

(Interpretazione di Copenaghen) risulta

incompleta quando deve descrivere sistemi fisici in

cui il livello subatomico interagisce con il livello

macroscopico.

FINE