La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

I PRINCìPI DELLA MECCANICA QUANTISTICA. LA CAUSALITA CLASSICA Ad ogni causa corrisponde un unico effetto Ad ogni causa corrisponde un unico effetto Ad.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "I PRINCìPI DELLA MECCANICA QUANTISTICA. LA CAUSALITA CLASSICA Ad ogni causa corrisponde un unico effetto Ad ogni causa corrisponde un unico effetto Ad."— Transcript della presentazione:

1 I PRINCìPI DELLA MECCANICA QUANTISTICA

2 LA CAUSALITA CLASSICA Ad ogni causa corrisponde un unico effetto Ad ogni causa corrisponde un unico effetto Ad ogni effetto corrisponde ununica causa Ad ogni effetto corrisponde ununica causa Determinismo classico

3 LA CAUSALITA CLASSICA Levolvere dello stato di un sistema fisico nel tempo dipende unicamente dal suo stato iniziale e dalle forze esterne che su di esso agiscono Levolvere dello stato di un sistema fisico nel tempo dipende unicamente dal suo stato iniziale e dalle forze esterne che su di esso agiscono A parità di stato iniziale sistemi identici seguono storie identiche

4 LOGGETTIVITA CLASSICA Losservazione di un fenomeno fisico non modifica in alcun modo il fenomeno stesso Le misure eseguite ci danno la realtà oggettiva dei fatti così come essi avvengono

5 DETERMINISMO E OGGETTIVITA La doppia natura, ondulatoria e corpuscolare, delle particelle, mina alla base la possibilità di una descrizione deterministica e oggettiva dei fenomeni naturali

6 IL MOTO DEI CORPI La meccanica newtoniana attribuisce ad un corpo in moto una posizione e una velocità istante per istante Questo funziona bene per il moto dei pianeti, dei proiettili, ecc.

7 IL PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE Werner Heisenberg dimostrò che è impossibile misurare simultaneamente la posizione e la velocità di una particella posizione nota velocità sconosciuta posizione nota velocità sconosciuta velocità nota posizione sconosciuta velocità nota posizione sconosciuta

8 LA MISURA DELLA POSIZIONE Un elettrone si muove lungo una lastra fotografica dotata di scala Un lampo di luce di lunghezza è inviato contro lelettrone allo scopo di farne una fotografia

9 LA MISURA DELLA POSIZIONE Il lampo, diffuso dallelettrone, lascia sulla lastra una macchia, che individua lelettrone La macchia non può essere più piccola di, quindi lerrore x con cui si misura la posizione è almeno pari a La macchia non può essere più piccola di, quindi lerrore x con cui si misura la posizione è almeno pari a x = x =

10 LA PERTURBAZIONE DEL MOTO Ma, per effetto Compton, il fotone diffuso cede un po della sua quantità di moto allelettrone Questo introduce unincertezza sulla quantità di moto posseduta dallelettrone pari a quella trasportata dal fotone p = p fotone p = p fotone ?

11 LA PERTURBAZIONE DEL MOTO Per la relazione di De Broglie p fotone = h/ p fotone = h/ Moltiplicando tra di loro le due incertez- ze x p = h/ = h x p = h/ = h

12 LA RELAZIONE DI INDETERMINAZIONE x p = h x p = h Incertezza nella posizione e nella velocità sono inversamente proporzionali Misura precisa delle posizione grande incertezza sulla velocità Misura precisa delle posizione grande incertezza sulla velocità Misura precisa della velocità grande incertezza sulla posizione Misura precisa della velocità grande incertezza sulla posizione

13 LA FINE DEL DETERMINISMO La relazione di indeterminazione rende vano il concetto classico di traiettoria determinata e prevedibile Il moto di una particella è in una certa misura casuale e imprevedibile

14 LA FINE DELLOGGETTIVITA Lincertezza nelle misure è dovuta alla perturbazione introdotta dallo stesso apparato di osservazione (urto del fotone) Questo vanifica il concetto di oggettività classica

15 OSSERVATORE E OSSERVATO Qualunque osservazione su un oggetto microscopico perturba in modo inevitabile loggetto stesso Le leggi fisiche devono includere tale perturbazione

16 I LIMITI DELLA CONOSCENZA Le incertezze del principio di indetermi- nazione non sono dovute alla nostra momentanea ignoranza Sono un limite imposto dalla natura alla nostra conoscenza del mondo microscopico, che non potrà mai essere valicato

17 F.A.Q. Perché non mi sono mai accorto del principio di indeterminazione?

18 F.A.Q. La fisica del buon senso si è formata in noi osservando fenomeni macroscopici Lurto di un fotone non provoca alcuna deviazione nel moto di una palla, di unautomobile, di un pianeta Se fossimo piccoli come molecole, lindeterminazione sarebbe una nozione comune e intuitiva

19 F.A.Q. Possiamo dire che in realtà un elettrone sta seguendo una certa traiettoria, anche se noi non siamo in grado di determinarla esattamente?

20 F.A.Q. Secondo i principi della meccanica quantistica no: non ha senso parlare di traiettoria dellelettrone finché non facciamo degli esperimenti per determinarla

21 F.A.Q. Che valore ha una scienza non oggettiva? Tutto è opinione? La mia volontà può modificare le leggi fisiche?

22 F.A.Q. No: la perturbazione introdotta dallap- parato di misura non riguarda i pensieri, la volontà, la soggettività dello sperimentatore E regolata dalle stesse leggi fisiche immutabili che valgono in tutto luniverso

23 F.A.Q. Se non vale più la legge di causalità, è possibile ancora formulare leggi fisiche, oppure nel mondo tutto accade a caso?

24 F.A.Q. Le leggi fisiche non possono essere che di nuovo tipo LEGGI STATISTICHE regolano i fenomeni casuali Bohr, Heisenberg, Born, Jordan, Dirac… Formulazione dei principi della meccanica quantistica

25 MECCANICA QUANTISTICA 1° Principio Lo stato di una particella è descritto da una funzione donda,, definita in tutto lo spazio occupato dalla particella e variabile nel tempo

26 MECCANICA QUANTISTICA 2° Principio Il quadrato della funzione donda,, rappresenta la densità di probabilità di trovare la particella in un dato punto dello spazio

27 MECCANICA QUANTISTICA Ancora sul 2° principio.. Ciò significa che la probabilità di trovare la particella in un elemento di volume V è pari a: Probabilità = V

28 MECCANICA QUANTISTICA Gli orbitali atomici rappresentano il valore di Gli orbitali atomici rappresentano il valore di Nei punti più scuri è più probabile trovare lelettrone Orbitale 3d

29 MECCANICA QUANTISTICA 3° Principio Levoluzione nel tempo della funzione donda dipende dallo stato iniziale e dalle forze esterne cui è sottoposta la particella ed è regolata da una opportuna equazione (equazione donda di Schroedinger)

30 MECCANICA QUANTISTICA A proposito dellequazione donda… Lequazione di Schroedinger mette in relazione la variazione della funzione donda nel tempo con lenergia della particella in ogni punto Per corpi macroscopici si riduce alla seconda legge di Newton

31 MECCANICA QUANTISTICA 4° Principio Quando si fa una misurazione, la funzio- ne donda della particella cambia, a causa dellinterazione con lapparato, assumendo il valore di massima probabilità (100%) per lo stato che si è effettivamente rilevato nella misura


Scaricare ppt "I PRINCìPI DELLA MECCANICA QUANTISTICA. LA CAUSALITA CLASSICA Ad ogni causa corrisponde un unico effetto Ad ogni causa corrisponde un unico effetto Ad."

Presentazioni simili


Annunci Google