Epistemologia e storia della fisica 2
Giorgio Dragoni
Gli allievi interessati potranno senz'altro frequentare il mio corso di Storia della Fisica del II Semestre. I
Temi riguarderanno, soprattutto, gli sviluppi dell'elettromagnetismo, la prima fase della teoria dei quanti e
i modelli atomici e nucleari. Il numero dei crediti è 5, per un totale di una quarantina di ore. Purtroppo (ma
spero che la cosa possa essere in qualche modo accettabile agli allievi) inizierò il corso verso il 20/25 di
Marzo cv. In compenso si tratterà di un corso accelerato. Con giornate di lavoro di 4 ore per mattina.
- La relatività ristretta dal 1905 ai giorni nostri
1) Relatività ristretta come fisica delle alte velocità: il nocciolo fisico.
2) Una linea didattica a-storica proponibile per i licei.
3) La storia dopo il 1905. L’epoca delle verifiche: da Kaufmann ai difetti
di massa e da Compton a Rossi e Hall. L’epoca delle applicazioni:
presupposto per la costruzione delle macchine acceleratrici, per
l’analisi dei dati e per la codificazione delle teorie di campo.
- La relatività generale dal 1915 ai giorni nostri
1) Relatività generale come teoria geometrica della gravitazione: le basi
fisiche.
2) Che cosa è – forse – proponibile per i licei; in particolare, gli effetti
standard.
3) La storia dopo il 1915. La fase di stanca: le ragioni, dalla esiguità dei
risultati all’imprecisione delle conferme allo sviluppo degli altri
settori. Una teoria fisica diventa gioco formale. Analisi del periodo,
da Chandrasekhar a Mercier. La ripresa dopo il ’60, dall’esperimento
di Pound e Rebka al “quarto effetto” delle relatività generale.
- Le braci sotto la cenere. Gli oggetti collassati. La cosmologia
1) Il modello d’universo di Einstein del 1917.
2) Fridman e la “previsione” dell’espansione. Le osservazioni da Slipher
a Hubble.
3) La codificazione formale dal principio cosmologico, l’equazione di
Fridman, il ruolo del rapporto densità media a densità critica.
Espansione senza evoluzione? Cenno alla teoria dello stato
stazionario.
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I primi passi della fisica quantistica: da Planck fino alle soglie della formulazione della
meccanica quantistica.
1) Progresso di un capitolo della fisica in attesa di una teoria: le due
tappe della scoperta di Planck.
2) Progresso di un capitolo della fisica in attesa di una teoria: Einstein e i quanti di luce.
3) Dal quanto di luce al fotone.
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La meccanica quantistica: nascita di una teoria e di una interpretazione
1) L’equazione di Schrödinger e le equazioni d’onda relativistiche (pp).
2) Da Schrödinger a Born, e da Heisenberg a Bohr.
3) I primi passi dell’elettrodinamica quantistica (pp).
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L’asse portante dello sviluppo della fisica nel ventesimo secolo: dalla
fisica atomica alla fisica subnucleare, o delle interazioni
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fondamentali
1) Fisica nucleare. La scoperta del nucleo atomico. La radioattività artificiale dai JoliotCurie al gruppo di Fermi, e la scoperta della fissione
2) Strumenti di rivelazione e macchine. L’anno mirabile. Dalla teoria di Fermi del
decadimento beta a quella di Yukawa delle forze nucleari
3) Un laboratorio naturale: i raggi cosmici. La scoperta del pione. La fisica delle alte
energie. Il semplice diventa complicato. La riscoperta del potere fondante della
matematica. Elementi caratterizzanti il modello standard.
- Lo sviluppo della cosmologia
1) Osservazioni con valenza cosmologica: la legge di Hubble. La
cosmologia fisico-matematica: l’atteggiamento del geodeta e il
principio cosmologico.
2) Il moto dell’universo. La geometria del mondo dalle antinomie
kantiane alle prospettive osservative. Espansione ed evoluzione: la
confutazione della concezione stazionaria.
3) Fisica e cosmologia: l’unicità dell’universo e il ruolo delle condizioni
iniziali. La criticità dell’universo: rinascita del finalismo? La
superespansione. Problemi attuali.
- La meccanica quantistica: problemi di interpretazione
1) Storia di un riesame critico: Einstein, Podolsky e Rosen dal 1935 ai
giorni nostri.
2) Formulari, interpretazioni, ontologie: il caso della meccanica
quantistica. La versione di Bohm.
3) Il difficile processo di adattamento della mente umana alle peculiarità
dei fenomeni quantistici e il punto di vista di Delbrück.
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