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Meccanica
quantistica
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- Parte della meccanica che studia
i sistemi atomici e subatomici (molecola, atomo, elettroni,
nucleo, ecc.) in base al concetto di
quanto,
per cui. tutte le grandezze di questi sistemi possono essere
solo multipli interi di un valore fondamentale. La meccanica
quantistica spesso giunge a risultati contrari alla meccanica
razionale, ma ha ricevuto numerosissime conferme e si può
definire la migliore descrizione esistente del mondo atomico e
subatomico.
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La descrizione quantistica
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- La prima formulazione della
meccanica quantistica fu la meccanica ondulatoria, dovuta
all'austriaco
E. Schrödinger (1887-1961), che per elaborare la
sua equazione usò i metodi matematici tradizionali impiegati in
ottica e in meccanica razionale. Contemporaneamente però il
problema venne affrontato anche dal tedesco
W. Heisenberg
(1901-1976) partendo da un punto di vista completamente diverso,
secondo cui la descrizione della materia a livello dei suoi
costituenti ultimi non può essere effettuata partendo da
concetti propri del mondo macroscopico (per esempio, onda,
corpuscolo, orbita, traiettoria, ecc.), ma solo con formule
matematiche in grado di prevederne il comportamento (le formule
adottate da Heisenberg si basano sulle matrici). La formulazione
di Schrödinger e quella di Heisenberg sono equivalenti, cioè
qualsiasi risultato ottenuto da una può essere raggiunto anche
dall'altra; tuttavia la semplicità di calcolo e l'efficacia
operativa dell'impostazione di Heisenberg, soprattutto quando si
affrontano problemi complessi, hanno portato all'abbandono della
formulazione della meccanica ondulatoria. Dal principio di
indeterminazione di Heisenberg e dall'interpretazione
probabilistica del tedesco
M. Born (1882-1970) deriva la
fondamentale caratteristica, di poter cioè solo prevedere la
probabilità che un evento accada (per esempio, che una
particella possieda una certa velocità o una certa posizione).
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Meccanica quantistica relativistica
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- In generale la meccanica
quantistica non tiene conto della teoria della relatività
(per esempio, l'aumento della massa delle particelle con la
velocità). L'inglese
P.A. Dirac
(1902-1984) riuscì nel 1928 a formulare un'equazione che
conciliava le due formulazioni. L'analisi di questa equazione
permise di scoprire le antiparticelle e di spiegare lo
spin.,
una proprietà dell'elettrone (in realtà posseduta da tutte
le particelle elementari) già osservata nel 1925 dagli
olandesi naturalizzati statunitensi S. Goudsmit (1902-1978) e
G. Uhlenbeck (1990-1988) e che si può immaginare come un
momento di rotazione dell'elettrone su se stesso.
L'antielettrone (positrone) fu invece osservato nel 1932 dallo
statunitense C.D. Anderson (1905-1991), che lo individuò nei
raggi cosmici.
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http://it.wikipedia.org/wiki/Meccanica_quantistica
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