1900-1923
La fisica dei quanti da
Planck a Bohr
Newton (1642-1727)
J.C.Maxwell
1831-1879
Equazioni di Maxwell
Distribuzione di Maxwell
distribuzione di Maxwell delle velocità molecolari
Numero di molecole per velocità
300 °K
0
500
1000
1500
2000
2500
velocità (m/sec)
3000
3500
4000
4500
lunghezza d'onda (nm )
7400,0
7200,0
7000,0
6800,0
6600,0
wien
6400,0
6200,0
6000,0
5800,0
RJ
5600,0
5400,0
5200,0
5000,0
4800,0
4600,0
4400,0
4200,0
4000,0
3800,0
3600,0
3400,0
3200,0
3000,0
radianza (watt/m² m)
Radianza secondo RJ, Wien e prove sperimentali
3,5E+12
3E+12
valori sperimentali
2,5E+12
2E+12
1,5E+12
1E+12
5E+11
0
Radianza secondo RJ, Wien e prove sperimentali
3,5E+16
3E+16
RJ
wien
valori sperimentali
10000 K
2E+16
1,5E+16
1E+16
5E+15
lunghezza d'onda (nm )
520,0
510,0
500,0
490,0
480,0
470,0
460,0
450,0
440,0
430,0
420,0
410,0
400,0
390,0
380,0
370,0
360,0
350,0
340,0
330,0
320,0
310,0
0
300,0
radianza (watt/m² m)
2,5E+16
Radianza secondo Wien e prove sperimentali
1,8E+15
1,6E+15
wien
valori sperimentali
1,4E+15
1E+15
8E+14
6E+14
4E+14
2E+14
lunghezza d'onda (nm )
45,0
43,0
41,0
39,0
37,0
35,0
33,0
31,0
29,0
27,0
25,0
23,0
21,0
19,0
17,0
15,0
13,0
11,0
9,0
7,0
5,0
3,0
0
1,0
radianza (watt/m² m)
1,2E+15
Max Planck
1858-1947
La legge di Planck
L’esperimento di Lenard (1902)
A.Einstein 1879-1955
Dall’ introduzione si intuisce la capacità di Einstein di individuare questioni nuove e
fondamentali per una verifica e uno sviluppo dei concetti in fisica.
Esiste una differenza formale tra concetti fisici riguardo i gas e gli altri corpi
(ponderabili) e la teoria di Maxwell sui processi elettromagnetici.
L’energia presente in tutti i processi elettromagnetici è da considerarsi
funzione spaziale continua, mentre si concepisce l’energia di un corpo come risultato di
una somma sugli atomi e gli elettroni.
Le osservazioni sulla radiazione di corpo nero, l’emissione di raggi catodici
….., risultano più comprensibili se si parte dall’ipotesi che l’energia sia distribuita nello
spazio in modo discontinuo, quindi, quando un raggio di luce si espande partendo da un
punto, l’energia non si distribuisce su volumi sempre più grandi, ma rimane costituita
da un numero finito di quanti di energia localizzati nello spazio e che si muovono senza
suddividersi e che non possono essere assorbiti o emessi parzialmente
In base a considerazioni termodinamiche e utilizzando l’equazione di Wien per la legge di radiazione di
corpo nero, Einstein , nel quarto paragrafo, conclude che
….da un punto di vista termodinamico,una radiazione monocromatica di
densità sufficientemente bassa si comporta come un gas ideale o una soluzione diluita.
Partendo da questo risultato e con considerazioni statistiche (Boltzmann) sul comportamento termodinamico
della radiazione, nel sesto paragrafo Einstein giunge alla conclusione che
La radiazione monocromatica di bassa densità si comporta da un punto di vista
termodinamico come se consistesse di quanti di energia tra loro indipendenti di
grandezza
E = (R b/N ) n
hn
=
hno +
e-
kmax
Robert Millikan (1868-1953)
Millikan
N. Bohr (1885-1962)
Modello atomico di Rutherford
V
m v R = nh/2p
R
m
non giustificava il mancato irraggiamento degli
elettroni costretti a ruotare intorno solo ad alcune orbite
non dava alcuna informazione sull’intensità delle righe
degli idrogenoidi (oltre all’idrogeno sono atomi degli
elementi leggeri ionizzati in modo da aver perduto tutti
gli elettroni eccetto uno)
difficoltà nell’estendere il modello ai sistemi formati da
più di un elettrone
non c’era alcun criterio razionale per ripartire gli
elettroni nelle loro orbite
Nel 1916, il fisico tedesco Arnold Sommerfeld estese
alle orbite ellittiche dell'atomo di idrogeno le ipotesi che
Bohr aveva enunciato solamente per le orbite circolari.
Questa estensione avvenne mediante l'applicazione ai
moti dell'elettrone della meccanica relativistica di
Einstein.
A.H.Compton (1892-1962)