E DUALISMO ONDA-CORPUSCOLO MODELLI MECCANICI E DUALISMO ONDA-CORPUSCOLO

Fabio D’Agostino, Aaron Filipazzi,Fabio Dionigi, Laura Guerini In questo modulo ,accanto ad esperienze di fisica classica,che permettono di introdurre modelli fondamentali per la fisica quantistica,nelle quali tali modelli vengono applicati. Fabio D’Agostino, Aaron Filipazzi,Fabio Dionigi, Laura Guerini

ONDE STAZIONARIE MATERIALE Frequenzimetro o generatore di funzione: strumento in grado di generare vibrazioni a determinate frequenze. Oscilloscopio: rilevatore e visualizzatore di onde. Corda metallica fissata alle estremità di una barra metallica.

ESECUZIONE Abbiamo teso la corda fissandola alla sbarra. Dopo aver sistemato il sensore sotto il filo abbiamo acceso il frequenzimetro. A questo punto abbiamo regolato con una manopola la frequenza dell’oscillazione della corda fino a quando abbiamo rilevato la produzione di un onda stazionaria sullo schermo dell’oscilloscopio. Abbiamo infine ripetuto questa operazione più volte.

Dati Abbiamo rilevato onde stazionarie alle seguenti frequenze espresse in Hertz: 12,06 16,11 24,14 32,21 48,94 123,4 131,3 Il filo metallico utilizzato ha uno spessore di 0,5 mm, una lunghezza di 59 cm; il filo è tenuto in tensione da un peso di 477 g appeso a 3 cm da una estremità della corda.

IL SIGNIFICATO DEL MODELLO Con questo modello di meccanica classica siamo in grado di fornire una rappresentazione di facile comprensione della quantizzazione energetica dell’elettrone, secondo la quale esso orbita intorno al suo nucleo soltanto in precisi orbitali e a precise frequenze; proprio come nelle onde stazionarie solo alcune frequenze sono permesse.

OSCILLATORE ARMONICO MATERIALE Binario metallico Carrellino e 2 molle Generatore di tensione Sensore di posizione Motorino per oscillazione forzata Computer

GRAFICO AMPIEZZA - FREQUENZA RISONANZA w (s-1) w0 =3.3 s-1

SIGNIFICATO DEL MODELLO L’ELETTRONE PER PASSARE AD UN’ORBITA CON ENERGIA MAGGIORE DEVE ESSERE COLPITO DA UN FOTONE AVENTE UNA PARTICOLARE FREQUENZA. CON FREQUENZE DIVERSE NON AVVIENE IL SALTO ELETTRONICO. ANCHE NELL’OSCILLATORE ARMONICO SI HA UNA RISONANZA SOLO QUANDO LA FREQUENZA DELLA FORZA ESTERNA (MOTORINO) E’UGUALE ALLA FREQUENZA PROPRIA DELL’OSCILLATORE. DOPO UN DETERMINATO INTERVALLO DI TEMPO (TEMPO DI SMORZAMENTO) IL CARRELLO SI FERMA. IN MODO SIMILE L’ELETTRONE RITORNA ALL’ORBITA CON ENERGIA MINORE.

GIROSCOPIO MATERIALE Giroscopio cronometro Super Pulley Carrucola munita di asta masse e portapeso computer filo

RISULTATI FREQUENZA PRECESSIONE MISURATA : 1,78 ± 0,02 s-1 FREQUENZA PRECESSIONE RICAVATA IN MODO TEORICO: 1,90 ± 0,40 s-1

Il significato del modello. Il modello del giroscopio rappresenta in maniera chiara lo spin dell’elettrone e il moto di precessione. Questo consiste nella rotazione su un piano (orizzontale) dell’asse intorno al quale ruota un corpo rigido (disco).