Niels Bohr (1885 - 1962)

1. Tutti i concetti brevemente espressi si trovano nel libro “C’era un gatto che non c’era” di Monica Marelli

2. Niels Bohr(1885 - 1962) www.monicamarelli.com

3. La storia inizia nel 1859 con Gustav Kirchhoff, fisico tedesco di 34 anni www.monicamarelli.com www.monicamarelli.com

4. Tutti i corpi riscaldati alla STESSA temperatura emettono luce dello STESSO colore www.monicamarelli.com www.monicamarelli.com

5. Qual è il motivo? Kirchhoff indaga e elabora il concetto di corpo nero, un oggetto ipotetico che si comporta come l’assorbitore perfetto: per questo è nero. www.monicamarelli.com www.monicamarelli.com

6. Ma è anche l’emettitore perfetto: se riscaldato emette luce dal piccolo foro. Quindi quella che entra dal foro non sfugge più perché rimbalza all’interno fino a “consumarsi” e se riscaldato la luce sfugge dallo stesso forellino.

7. Kirchhoff vuole trovare una relazione matematica fra le lunghezze d’onda emesse, la loro intensità e la temperatura di emissione. Lo scopo è trovare un’equazione che preveda la distribuzione a qualunque temperatura

8. Mano a mano Come varia il colore con la temperatura: sole, vecchia lampadina (e si nota lo spreco infrarosso!) www.monicamarelli.com

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10. Mancano gli strumenti – la ricerca si ferma. Ma nel 1880 accade qualcosa: le fabbriche tedesche di fanali per auto e lampadine vogliono battere la concorrenza americana e inglese: il corpo nero ritorna

11. Lampadina a incandescenza, la dinamo, il motore per auto, la telegrafia… urge un accordo internazionale per la misurazione delle unità elettriche • 1881 primo congresso internazionale a Parigi: ok per il volt, l’ampere e altre unità ma nessun accordo per la LUMINOSITA’ • Il governo tedesco vuole primeggiare e fonda l’Istituto Imperiale di fisica e tecnologia su un terreno donato da Werner von Siemens • www.monicamarelli.com

12. Il PTR sorge nei dintorni di Berlino, il suo scopo è far primeggiare la Germania nella scienza e nella tecnologia La priorità: una migliore lampadina e l’elaborazione di una unità di misura della luminosità: occorre riprendere la questione del corpo nero www.monicamarelli.com

13. 1893: il fisico tedesco Wilhelm Wien scopre una relazione matematica interessante: come cambia il ventaglio di colori (energie) in relazione alla temperatura x

14. Quando T aumenta, λ diminuisceλ×T=cost www.monicamarelli.com

15. Fantastico! Ora si può rappresentare con le equazioni quello che accade con il ferro rovente o il filamento di una lampadinaMa c’è un problema…

16. Febbraio 1900: i fisici Lummer e Pringsheim scoprono delle discrepanze fra le previsioni dell’equazione e i dati raccoltiregione dell’infrarosso (basse energie)www.monicamarelli.com

17. Nella Società dei fisici ve n’è uno in particolare devoto al problema del corpo nero, che considerava la “ricerca dell’assoluto”: Max Planck (1858 – 1947) www.monicamarelli.com

18. Il fallimento della legge di Wien mette in subbuglio il cervello di Planck. Il 19 ottobre del 1900 lo scienziato alla riunione della società tedesca di fisica propone il suo “aggiustamento” che in realtà appare come un’equazione del tutto nuova.

19. Come un sarto ha fabbricato qualcosa che prima non c’era: una formula ad hoc per spiegare i risultati sperimentali ma resta la domanda: qual è il significato fisico?

20. Planck scrisse che il suo fu un “atto di disperazione”: l’introduzione dei pacchetti di energiaE = hνh=costante di Planckν= frequenza di oscillazione delle “molle atomiche” che compongono le pareti del corpo nero

21. Sono come molle prive di massa, ognuno con la sua frequenza caratteristica. L’insieme di tutte le “molle” produce tutto lo spettro, visibile e invisibile.Se l’oscillatore è “attivo” o meno dipende solo dalla temperaturawww.monicamarelli.com

22. Planck sapeva già dalla teoria dell’elettromagnetismo che una carica elettrica in moto accelerato emette onde elettromagnetiche ma continuava a non credere nella teoria atomicawww.monicamarelli.com

23. Gli atomi sono reali.Con la fisica statistica di Boltzmann Planck comprende che quella del corpo nero è la configurazione più probabile (massima entropia)

24. G L’energia emessa o assorbita dagli oscillatori è assorbita o emessa a pacchetti www.monicamarelli.com

25. Uno dei primi fan della teoria di Planck è Albert Einstein: dice che la luce è fatta di corpuscoli chiamati quanti.Einstein è impazzito? E le equazioni di Maxwell?

26. Einstein non demorde, grazie ai quanti di luce spiega l’effetto fotoelettrico e si beccherà il Nobel

27. Nel frattempo il modello a panettone dell’atomo di Thomsonviene archiviato da Rutherford grazie al suo esperimento con le particelle alfa sparate contro un foglio d’oro

28. Atomo di Rutherford

29. Allora l’atomo è come un Sistema Solare in miniatura? www.monicamarelli.com

30. Qualcosa non quadra!Se così fosse gli elettroni perderebbero energia e precipiterebbero sul nucleo come dice Maxwell www.monicamarelli.com

31. Planck e Einstein non sono due pivelli! E Bohr ha fiducia nei due Ecco la grande intuizione:Gli elettroni occupano livelli speciali, solo quelli sono permessi e solo lì possono stare! www.monicamarelli.com

32. E’ il 12 settembre 1913 durante il convegno dell’associazione britannica per l’avanzamento delle scienze che questa idea diventa pubblica www.monicamarelli.com

33. 1913: il modello di Bohr www.monicamarelli.com

34. A nonna Anita(1913 – 2006)