LE RIVOLUZIONI QUANTISTICHE
e ERWIN SCHRÖDINGER
Alice Marchi 5°G
Liceo Scientifico Giacomo Ulivi
A.S. 2015/2016
INDICE
1. Introduzione
2. Prima rivoluzione quantistica
2.1 Planck
2.2 Einstein
2.3 Bohr
3. Seconda rivoluzione quantistica
3.1 Biografia
3.2 L’equazione di Schrödinger
4. Abstract
1. Introduzione
FISICA QUANTISTICA
FISICA CLASSICA
Descrive il comportamento
della materia sia come un
fenomeno ondulatorio sia
come un fenomeno
particellare
Basata sulle teorie di
Newton, tratta la materia o
solo come un’onda, come
nel caso della luce, o solo
come una particella, come
per gli elettroni.
2. Prima rivoluzione quantistica
• Pone le basi di questa nuova branca della materia
• Maggiori esponenti furono tre:
1. Planck, che trovò la formula dell’energia quantizzata
2. Einstein, che spiegò l’effetto fotoelettrico
3. Bohr, che elaborò una nuova struttura atomica
2.1 Planck
• Si concentrò sui problemi di radiazione di corpo nero.
• OBIETTIVO: comprendere i processi responsabili della curva di
corpo nero
Legge di
Wien
Legge empirica, che si occupa delle
piccole lunghezze d’onda
Legge di
Rayleigh-Jeans
Equazione, che si occupa delle grandi
lunghezze d’onda
2.1 Planck
Trovare un’ unica legge, che unisse quelle di Wien e di
Rayleigh-Jeans, per spiegare la curva di corpo nero in
modo unico.
E=hf
h= 6.626 x 10
-34
Js
2.2 Einstein
Considera l’effetto fotoelettrico (scoperto da Lenard nel 1902) e la
teoria di Planck
Energia
Durante la radiazione elettromagnetica si
concentra su singole particelle chiamate
FOTONI
Interagisce con un elettrone al quale cede energia.
Questa energia deve essere tale da spezzare il legame tra
l’atomo e l’elettrone
2.3 Bohr
Modello planetario di Rutherford
Nucleo formato da
cariche positive intorno
al quale orbitano cariche
negative
Bohr, pose dei limiti a
questo modello, legati
alle leggi
dell’elettromagnetica
2.3 Bohr
1913
trova una soluzione al modello atomico di Rutherford, elaborando
due postulati:
1. Suppone che gli elettroni non orbitino a distanze qualsiasi dal
nucleo, ma su orbite che hanno raggi quantizzati
2. Gli elettroni orbitando non producono energia, ma l’assorbono
e la emettono solo quando devono passare da un’orbita
all’altra
3. Seconda rivoluzione quantistica
Uno dei massimi esponenti di
questa seconda rivoluzione è
Erwin Schrödinger, che
con la sua equazione pose le
basi della meccanica
quantistica
3.1 Biografia
• 1887: nacque a Vienna
• 1906: si iscrisse
all’Università di Vienna a un
corso di fisica
• 1914-1917: partecipa alla
prima guerra mondiale
3.1 Biografia
• 1920: diventa professore
all’università di Vienna
• 1925-1926: mentre lavora a
Zurigo fonda le sue teorie
della meccanica ondulatoria
• 1933: vinse il Nobel per la
fisica
• 1961: muore di tubercolosi
3.2 Equazione di Schrödinger
Punto di partenza: dualismo onda-particella di De Broglie
La materia e le radiazioni elettromagnetiche possiedono una natura
sia corpuscolare che ondulatoria
p= E/c= hf/c= h/λ
3.2 Equazione di Schrödinger
E’ un’equazione differenziale che da come risultato la funzione
d’onda che descrive il comportamento di una particella
microscopica.
Considera la funzione d’onda stazionaria:
x
ψ ( x) = A sin(2π )
λ
2
2
dψ
⎛ 2π ⎞
=
−
ψ
⎜
⎟
2
dx
⎝ λ ⎠
3.2 Equazione di Schrödinger
Suppone: se gli elettroni si comportano come onde, anche per essi
è possibile trovare una funzione d’onda simile a quella valida
per le onde elettromagnetiche
Considera: l’equazione d’onda classica e i risultati di De Broglie,
ottenendo così la lunghezza d’onda di una particella in presenza
di un potenziale:
λ=
h
2m( E − V )
3.2 Equazione di Schrödinger
Facendo le opportune sostituzioni ottenne la sua equazione, che è
la base della meccanica ondulatoria
2
2
! d ψ ( x)
−
+
V
ψ
(
x
)
=
E
ψ
(
x
)
2
2m dx
!=
h
2π
! = 1.055 ⋅10 −34 J ⋅ s
4. ABSTRACT
The aim of this work is to illustrate the development of quantum
revolution through its main scientists.
Quantum physics developed through two importants revolutions.
As regards the first one I mentioned Planck, Einstein and Bohr as
its major exponents:
- Planck, because he found out the formula of quantized
energy;
- Einstein who, by using Planck's theory, explained the
photoelectric effect;
- Bohr, because he elaborated a new atomic structure, based
on the planetary model of Rutherford;
4. ABSTRACT
In relation to the second quantum revolution I focused on
Schrödinger.
Schrödinger was born in 1887, he received a solid education and as
soon as he reached the major age he enrolled at the Faculty of
Physics of the University of Wien.
Later he became professor and then he moved to various cities for
his work.
Between 1925 and 1926 he elaborated an equation to describe the
wavelength of a particle.
It took his name: the Schrödinger Equation and thanks to it he won
the Nobel Prize in 1933.
