Breve storia dellatomo

La scoperta dellatomoDa Leucippo a Schrdingerhttps://www.unpodichimica.wordpress. com

Salve a tutti!!! Io mi chiamo Per gli amici

AHAHAHAH!Dovreste vedervi! La vostra non una faccia, ma un enorme punto interrogativo!Gi, voi mi conoscete col nome che mi diede un tale, un greco DemocritoUn nome assurdo: ATOMO

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Non divisibile! Ma dico, vi sembra un nome da dare a una particella? Tenendo conto che non una particella qualsiasi, ma la base di tutte le cose! Qualcosa di pi spettacolare si poteva pensare! Ovvio che con quel nome non avrei fatto subito colpo!Comunque, se volete continuare a chiamarmi con quellassurdo nomignolofate pure.

Ma non azzardatevi a disegnarmi in quei buffi modi che ho visto in giro!Modelli, dite voi. Caricature, dico io! Caricature: ecco cosa sono!E mi avete anche fatto un monumento

Peggio che a me andata solo a uno che ho conosciuto qualche secolo fa!Tale Avogadro!

Mi piacciono invece, le parole di un come lo chiamate fisico, uno che ha scoperto un sacco di cose su di me!Ecco cosa dice:

Schrdinger

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Via via che i nostri occhi della mente penetrano entro distanze sempre pi piccole e tempi sempre pi brevi,troviamo che la natura si comporta in modo cos completamente differente da quello che osserviamo nei corpi visibili e sensibili del mondo alla nostra scala che nessun modello concepito in base alle nostre esperienze su grande scala pu mai essere vero . Un modello di questo tipo completamente soddisfacente non soltanto praticamente inaccessibile, ma neanche pensabile.O, per essere pi precisi, noi possiamo, evidentemente pensarlo, ma anche se lo pensiamo esso erroneo; non forse cos privo di senso come un triangolo circolare, ma certo molto pi che un leone alato. Erwin SchrdingerScienza e umanesimo

Comunque, voglio ripercorrere il sentiero che ha permesso a voi umani di conoscermi .E che choc scoprire in seguito, di essere fatti di particelle terribilmente stravaganti quali siamo noi atomi! Deve essere stato un duro colpo scoprire che, in fondo in fondo, la sostanza che vi compone uguale quella che caratterizza tutta la materia!

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E lasciatevelo dire: siete lenti, lenti infinitamente lenti! Pi di 2000 anni per scoprire che esisto!!!E ancora oggi, non che poi vi sia tutto cos chiaro!

Ma iniziamo il viaggio. In questa zona del mondo antico, la Grecia, si incominciato a sospettare la mia presenzaI greci erano veramente dei fantastici pensatoriMa come arrivarono a unidea di atomismo della materia?

AnassimeneMileto, 586 a.C. circa 528 a.CNel tentativo di dimostrare che tutto aria, Anassimene parla di rarefazione e condensazioneOgni pezzo di materia pu assumere lo stato liquido, solido o gassoso. I cambiamenti tra questi stati non implicano un cambiamento di natura, ma sono conseguiti solo col dilatare una porzione di materia in un volume sempre pi largo (rarefazione) o nella trasformazione opposta, con la sua contrazione in un volume sempre pi piccoloCome la nostra anima - che aria - ci stringe assieme, cos pure il soffio e laria abbracciano il mondo intero.

Per immaginare condensazione e rarefazione senza cambiamento della materia, si pu pensare che essa sia fatta di punti che si allontanano e si avvicinanoE questa potrebbe essere stata la scintilla che ha ispirato gli antichi atomisti

Niente si fa a caso, ma tutto avviene per ragione e necessitIl primo fu lui, Leucippo, ma ci siamo incontrati di sfuggita e non sono cos sicuro di averlo visto davvero. Di lui rimane quest unica inquietante frase , ma pare fosse un ottimo filosofo e il suo pensiero fu sviluppato dal pi famoso Democrito

"Opinione il dolce,Opinione l'amaro,Opinione il caldo,Opinione il freddo,Opinione il colore;Verit gli atomi e il vuoto."Democrito, nato in Abdera, piccola colonia ionica della Tracia intorno al 460 a, C.Salvator Rosa, Democrito in meditazione, 1660. Neanche di Democrito rimasto molto! Questa una frase tratta dal suo libro Peri Physes

La materia non costituisce una sola massa compatta, ma si frantuma in tante masse di diversa forma e grandezza; gli atomi mobili nel vuotoPer Democrito quindiCari umani, eravate ancora lontani dal capire come stiano veramente le cose, ma era una bel punto di partenza!

Quando un secolo dopo Democrito, tale Epicuro scrisse questa lettera, ero emozionato: stavo per essere scoperto! Invece le cose non andarono proprio cos."Ancora: le parti di cui sono formati e in cui si risolvono i corpi sono indivisibili e compatte, e hanno una variet di figure tali da non potersi abbracciare con la mente. () Quanto alle differenze di figura gli atomi non sono infiniti ma semplicemente tali da non potersi abbracciare col pensiero. () Gli atomi si muovono senza posa in eterno () questo moto non ha inizio dal momento che atomi e vuoto sono eterni .

Epicuro Samo, 10 febbraio 342 a.C. Atene, 270 a.C.)

Il pensiero di Democrito fu ben presto oscurato. Epicuro, aveva ripreso lidea dellatomo, ma era poco interessato alla scienza e stravolse il vero significato delle intuizioni di Democrito Di Democrito se ne occuparono filosofi famosi come Aristotele che non capirono, disprezzarono o forse ebbero solo paura del suo pensiero Cera un altro grosso problema. Un universo che si forma attraverso urti di atomi, entit eterne, mette in crisi lidea di divinit.Questo influ molto sulla fortuna di questo pensatore e dei suoi seguaci,

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E quindi vinse Aristotele e la teoria dei quattro elementiAria acqua terra fuocoIo venni ignorato e gli alchimisti imperversarono con le loro bizzarre ricerche

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IV sec, a C.341 -271 a C.94 -50 a. C.

Leucippo e Democrito

Epicuro

LucrezioDe rerum natura

Un poema bellissimo dimenticato per secoli!

Fu la poesia a salvarmi! Ora siamo a Roma e qui vive un grande poeta, Lucrezio, che scrive il De rerum naturaIn pratica le idee di Democrito e di Epicuro espresse in forma poetica.

Lucrezio

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E affinch tuttavia dei miei detti non dubitiper il fatto che gli atomi sfuggono agli occhi,apprendi che esistono corpi oltre gli atomiche nemmeno si posson vedere e dei qualidevi tu stesso ammettere lessere.Le vesti sospese alla riva del maresi bagnano,spiegate al sole si asciugano,n mai come lacqua sinfiltri nei panni si viston come fugga al venir del calore:dunque lumor si sperde in piccole partiche gli occhi non vedono.Lucrezio

Un poema straordinario , scritto in lingua latina perfetta e con idee rivoluzionarie. Troppo. Soprattutto per quel che riguardava la religione.Il testo si perse nei secoli e fu il suo ritrovamento a dare nuovo impulso alla teoria atomicaLentamente, perch i tempi erano difficili e il rogo sempre pronto per eretici e innovatori.

Guardate questa linea del tempo e osservate: solo nel 1913, dopo la spiegazione dei moti d browniani da parte di Einstein e la pubblicazione del libro Les Atoms di J.B. Perrin, tutti gli scienziati furono finalmente convinti della mia esistenza!

Jean Baptiste PerrinAlbert Einstein

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1417164416491661

Poggio Bracciolini riscopre ilDe rerum naturae

Pierre Gassendi traduce Lucrezio in Francese

Robert Boyle Sceptical Chymist

Esperimento di Torricelli

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1743 -17941808186019051913

Lavoisier padre della chimica

Jean Baptiste PerrinLes Atoms

Einstein dimostra che i moti Browniani sono dovuti agli urti del polline con le molecole dacqua in agitazione termica

Cannizzaro e legge di AvogadroCongresso di Karlsruhe

John DaltonUn nuovo sistema di filosofia chimica

Allinizio del 1400, Poggio Bracciolini fece il suo fortunato ritrovamento a Colonia e da allora il libro venne apprezzato da umanisti e scienziati

Nella prima met del 1600, Torricelli con il suo esperimento dimostr lesistenza del vuoto, uno dei punti fondamentali del pensiero degli atomisti

Quasi contemporaneamente in Francia, Gassendi, un abate, traduce il poema di Lucrezio nella sua lingua, rendendolo di pi facile accesso

Erano tempi difficili e Gassendi, rendendosi conto del contenuto scottante del libro, ma anche della sua importanza dal punto di vista scientifico cerc di evitare che la Chiesa ne impedisse la circolazione.

Dio ha creato gli atomi!Pierre Gassendi

Intanto Robert Boyle dava un colpo durissimo all alchimia con la pubblicazione del suo libro Il chimico scettico, nel quale tra laltro d la prima definizione di elemento

Dalton 1766 - 1844 d.c.Il mio padre ideale fu comunque Dalton, senza di lui chiss per quanto tempo avreste continuato a brancolare nel buio!

Osservando che nelle reazioni chimiche le proporzioni tra gli elementi erano esprimibili sempre e solo con numeri interi Dalton intuisce che deve esistere un' unit fondamentale della materia che definisce atomo e di cui ipotizza vari tipi differenti per dimensione.

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Tutti i materiali sonocostituiti di atomi solidi e indivisibili

Gli elementi chimici, e quindi gli atomi che li compongono, sono aggregati in maniera diversa, ma non distrutti nelle reazioni chimiche.

Vi sono tanti tipi differenti di atomi quanti sono gli elementi chimici di LavoisierPosso determinare il peso atomico relativo con tecniche sperimentali

Dopo la scoperta della mia esistenza inizia il periodo in cui si cerca di capire come sono fatto.Si scopre che non vero che sono indivisibile e nei molteplici esperimenti, che si effettuano in questo periodo, si rivelano le particelle pi piccole di me ad iniziare dalla pi piccola, lelettroneIncomincia lincubo dei modelli. Dalle sfere dure di Dalton al panettone di Thomson, e dopo la scoperta del nucleo dal modello di Rutherford a quello pi originale di Bohr fino ad arrivare a quello che vi ha lasciato senza parole di Schrdinger

1861- 18761895189618971898

Crookes e Goldstein scoprono i raggi catodici

RoentgenRaggi x

Esperimento di di Thomson e scoperta degli elettroni

Maria Sklodowska CurieMisura la radiazione emessa dalluranio

Henry BecquerelRadiazioni dalluranio

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Il 1900 fu anno critico. Allepoca gli scienziati erano impegnati a risolvere il problema delle radiazioni emesse da un corpo nero

Nessuno riusciva a elaborare unequazione che desse la distribuzione di tutte le radiazioniUn fisco tedesco , Max Planck ci riusc

E se lenergia non venisse emessa in continuo, ma in parti discrete e le dimensioni di ciascuna parte fossero inversamente proporzionali alla lunghezza donda?Potrei chiamare i pezzetti di energia quanti!Max Planck premio nobel nel 1918

Planck calcol il rapporto tra energia e lunghezza donda utilizzando un valore piccolissimo che rappresenta la granulosit dellenergia e che prese il nome di Costante di PlancKLa scoperta di Planck fu cos importante da costituire uno spartiacque tra la fisica classica e la fisica contemporanea.

Quando mi accorsi di questa scoperta capii che ormai eravate vicini alla soluzione del mistero

19041908191119131914

Maria e Pierre Curie coniano il nome radioattivit per indicare il fenomeno delluranio

Thomson propone il modello a panettone

Da osservazioni e dalle equazioni di Einstein, Perrin calcola le dimensioni dellatomo:circa 10 -10 m

Modello atomico di Rutherford nucleo atomico

Scoperta dei protoni da parte di Rutherford

BohrAtomo quantizzato

192319251926192719321932

ComptonOnde sotto forma di particelle

Heisenbergprincipio dindeterminazione

ChadwickScoperta del neutrone

De BroglieParticelle sotto forma donda

Meccanica ondulatoria

Born diede alle onde un impronta probabilistica

HeisenbergNucleo formato da protoni e neutroni

PauliPrincipio di esclusione

Schrdinger

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Planck

Bohr

Curie

Einstein

de Broglie

Schrdinger

Heisenberg

PauliV Congresso Solvay, 1927

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Gli scienziati che vedete riuniti nella famosa fotografia del 1927, con le loro scoperte, hanno profondamente cambiato il modo di considerare la materia.

Leggete che cosa scrive a questo proposito Schrdinger, il fisico che ha inventato la complicatissima equazione che mi descrive

Le nostre idee sulla materia sono diventate molto meno materialistichedi quello che non fossero nella seconda met del sec. XIX. Sono ancora molto imperfette, molto confuse, mancano di chiarezza sotto vari aspetti; ma questo si pu affermare, la materia non pi la semplice palpabile grossolana cosa nello spazio, di cui una qualunque parte pu essere seguita durante il suo moto e possono essere accertate leggi precise che ne governano il movimento.

Schrdinger

Siamo ora costretti ad affermare che i costituenti ultimi della materia non possiedono per nulla una identit.Quando si osserva una particella di un certo tipo, per esempio un elettrone, in un certo punto e in un determinato istante, losservazione deve essere riguardata in linea di principio come un evento isolato . Anche se si riesce a osservare una particella dello stesso tipo dopo un un tempo brevissimo e in un luogo vicinissimo al primo, e anche se si ha una qualunque ragione di ritenere che esista una connessione causale tra la prima e la seconda osservazione, lasserzione che si tratti della medesima particella che stata osservata nei due casi non ha un significato preciso, vero.

E vi prego di rimarcare bene, di convincervi che non che non siamo in grado di accertare lidentit di due particelle in certi casi, e non ne siamo in grado invece in altri. E fuori dubbio che la questione dellidentit non ha nella realt alcun significato.

Che dite ero sempre io a parlare con voi? Non lo saprete mai e non di nessuna importanza!Ora vi lascio , ma sono convinto di una cosa: dentro di voi non scienziati, per ora, c molto pi Aristotele che non SchrdingerE in futuro?Nulla si pu dire del futuro!

Fine

Fonti:E. Schrdinger Scienza e Umanesimo - Firenze 1953I. Asimov Cronologia delle scoperte scientifiche 1991P. Odifreddi - Come stanno le cose - Milano 2013Lucrezio- Della Natura- Firenze 1969