IL PASSAGGIO TRA L'800 E IL '900 NELLA
FISICA ATOMICA
…ATTRAVERSO DUE FIGURE
MARIE SLODOWSKA CURIE – NIELS BOHR
1° CONVEGNO SOLVAY 1911
PRIMA CONFERENZA INTERNAZIONALE DI
FISICA
2°CONFERENZA SOLVAY 1927
LA CHIMICA E LA FISICA VIVONO NELL’800
UNA GRANDE AVVENTURA…
1800 Volta mette a punto la prima pila
1803 Dalton elabora la prima teoria atomica
1821 Faraday mette le basi per il primo motore
elettrico
1825 Wholer sintetizza in laboratorio l’Urea
1850 principi della termodinamica (macchine
termiche)
1864 Maxwell leggi dell’elettromagnetismo
1869 prima tavola periodica degli elementi di
Mendeleev
1876 Bell brevetta il telefono
1895 Marconi mette a punto il primo telegrafo
Cosa aveva ancora da dirci l’atomo?
Nel 1803 John Dalton
elabora il primo
modello dell’atomo:
L’atomo è la più piccola
particella della materia. Esso
è una sfera piena, non
divisibile in parti più piccole.
L’OGGETTO DI STUDIO?
LA STRUTTURA DELLA MATERIA
L’ATOMO DIVENTA L’INTERFACCIA
TRA CHIMICI E FISICI
L’ATOMO DIVENTA L’INTERFACCIA
TRA LA FISICA CLASSICA E LA FISICA
QUANTISTICA
L’ATOMO RIVOLUZIONA LA SCIENZA
E LA STORIA DEL ‘900
“Io sono di quelli che pensano che la scienza ha
una grande bellezza. Uno scienziato nel suo
laboratorio non è soltanto un tecnico: è anche un
fanciullo posto in faccia a fenomeni naturali che
l’impressionano..”
(M.Curie)
" un esperto è una persona che attraverso la sua
dolorosa esperienza scova tutti gli errori che un
altro ha compiuto in un campo molto ristretto“
(N. Bohr)
QUALCHE DATO…
Protone: massa = 1,6 x 10-24 g, carica elettrica +1
Elettrone: massa = 1/2000 protone carica -1
Neutrone: massa = 1,6 x 10-24 g non ha carica
0,0000000000000000000000016 g
Raggio H = 5 x 10-11 m
MARIE SKLODOWSKA
CURIE (1867-1934)
1893-94 Prima donna a ricevere la licenza di
fisica e matematica alla Sorbonne
1898 Tesi di dottorato in fisica sulle proprietà
radioattive di due nuovi elementi chimici (Ra e
Po)
1903 premio Nobel per la fisica con i marito
Pierre
1904 rinuncia a brevettare la metodologia per
l’estrazione del Ra. Dona a tutto il mondo le
sue ricerche
1906 rimane vedova con due bambine
1908 ottiene la cattedra di fisica alla Sorbonne
1911 premio Nobel per la chimica scoperta del
Polonio e del Radio.
1914-18 al fronte di guerra con l’apparecchio
Curie per radiografie
1921: 1° viaggio USA
Fonda l’istituto per il Radio a Parigi
1929 2° viaggio USA
Fonda l’istituto per il Radio a Varsavia
1934 muore a Parigi di anemia aplastica a 67
anni
“La signora Curie è, fra tutte le
persone celebri, la sola che la
L’IMPORTANZA DELLA SCELTA INIZIALE DI MARIE:
LA TESI DI DOTTORATO 1897-1903
DAL 1898 AL 1904: 32 COMUNICAZIONI
SCIENTIFICHE (FIRMATE SINGOLARMENTE O CON IL
MARITO PIERRE)
Traccia lasciata dai Sali d’Uranio su foglio
(Bequerel, 1896)
L’ URANIO: IL CAPOSTIPITE DEGLI
ELEMENTI RADIOATTIVI
L’uranite estratta alla fine dell’800 nelle miniere di Pechblenda
era utilizzata nell’industria del vetro (es. vetro di Boemia).
Maria intraprende lo studio di tutti le sostanze
chimiche note e scopre che anche i Sali del Torio
emettono radiazioni
RADIOATTIVITA’
La radioattività è proporzionale alla quantità di
uranio e Torio presente nel campione
Ci
sono campioni in cui, una volta estratto
l’Uranio e il Torio, emettono ancora
radioattività!!
Perchè?
MARIE: L’INCARNAZIONE DEL METODO
SPERIMENTALE
•5 anni di lavoro in una rimessa
•Metodo della fusione e della
cristallizzazione frazionata
•Isola 0,1 g di Radio da 1
tonnellata di Pechblenda
•Scopre le proprietà dannose e
terapeutiche del Radio su lei
stessa
•Isola il Polonio con lo stesso
metodo e ne studia le proprietà
“ Non sempre esiste “l’istante
della scoperta: i lavori di uno
scienziato sono troppo esili
perché nel corso del suo
penoso percorso la certezza del
successo scoppi d’improvviso
come un lampo e l’abbagli coi
suoi fuochi”
(Eve Curie, vita della signora
COS’È LA RADIOATTIVITÀ?
LA RADIOATTIVITÀ
L’estrazione del Radio diventerà industriale col “metodo Curie”
Il radio sarà usato in campo diagnostico e terapeutico (e non..)
Le radiazioni Alfa del Polonio saranno indispensabili per le
scoperte della struttura dell’ atomo e del nucleo dell’atomo
“In mani criminali il Radio può
essere molto pericoloso. Ci si può
chiedere se l’umanità saprà
trarre vantaggi dalla
conoscenza dei segreti della
natura, se è matura per
approfittarne o se questa
conoscenza può essere nociva”
( Pierre Curie)
MADRID 1933: L’AVVENIRE DELLA
CULTURA
“Io sono di quelli che pensano che
la scienza ha una grande bellezza.
Uno scienziato nel suo laboratorio
non è soltanto un tecnico: è anche
un fanciullo posto in faccia a
fenomeni naturali che
l’impressionano come una fiaba.
Noi non dobbiamo permettere che
si creda che tutto il progresso
scientifico si riduce a meccanismi,
macchine, ingranaggi, i quali,
d’altronde, hanno anch’essi la loro
propria bellezza.
..Io non credo nemmeno che nel
nostro mondo, lo spirito di
avventura rischi di sparire. Se io
vedo intorno a me qualche cosa di
vitale, è precisamente quello
spirito di avventura che
sembra indesiderabile e che va
di pari passo alla nostra
curiosità”
LA MECCANICA QUANTISTICA: GLI INIZI
HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=Z56YSJVFCE
SCARICA NEI GAS RAREFATTI
TUBO DI CROOKES
Raggi
Catodici
J.J.Thomson (Nobel 1906 fisica) giunse alla conclusione che queste
particelle erano presenti in ogni tipo di sostanza e che per mezzo di una
differenza di potenziale o a causa di irradiazione luminosa potevano essere
estratti da certe sostanze. A tali particelle venne dato il nome di
LA SCOPERTA DEGLI ELETTRONI: I RAGGI
CATODICI
LA SCOPERTA DEI PROTONI: I RAGGI
ANODICI
IL MODELLO ATOMICO DI
THOMSON (1904)
SFERA POSITIVA CON CARICHE ELETTRICHE
NEGATIVE.
ATOMO NEUTRO.
LE CARICHE NEGATIVE = CARICHE POSITIVE
Modello plum padding
ESPERIMENTO DI RUTHERFORD 1911
CAMBIA IL MODELLO
(MODELLO PLANETARIO): L’ATOMO
È VUOTO!!
L’atomo possiede un nucleo in cui
sono concentrati protoni e
neutroni e gli elettroni orbitano
intorno al nucleo ad una notevole
distanza (1:100.000)
PERCHÉ L’ELETTRONE NON CADE NEL NUCLEO?
NIELS BOHR (1885-1962)..VIDEO
HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=06K0KI
VG6MI
NELL’ATOMO L’ENERGIA NON È
CONTINUA
L’ATOMO DI BOHR
1922
L’elettrone è visto come una
particella che percorre orbite
quantizzate
(modello semiquantistico)
INTERPRETAZIONE DELLO SPETTRO DI
ASSORBIMENTO DELL’IDROGENO
IL PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE
HEISEMBERG
L’ATOMO: UN’ INSIEME DI FUNZIONI
MATEMATICHE
FINE
