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Meccanica Quantistica

Nel 1926 Erwin Schrödinger scopre l’equazione della funzione d’onda (Ψ, si legge “psi”) che descrive esattamente, in termini matematici, il comportamento ondulatorio dell’elettrone. Grazie a questa scoperta gli viene assegnato il Premio Nobel nel 1933. La struttura ad orbitali diventa una sorta di pulviscolo elettronico indefinito attorno al nucleo, determinabile solo all’atto della misura (al momento, cioè, del cosiddetto “collasso della funzione d’onda”).

Concetto di funzione d'onda

Cosa è la luce? 
E' noto che la Meccanica .Quantistica. fin dalla prima formulazione di Schrödinger (1887-1961) della sua famosa equazione, non integra il tempo e lo spazio nello stile della Relatività.Ristretta.

L'equazione d'onda per una qualsiasi particella è una normale funzione (complessa) definita in ogni punto dello spazio, che si dipana lungo l'asse dei tempi in modo molto intuitivo come ogni altra onda fisicamente concepibile, a parte il fatto che prende due valori reali in ogni istante (dato che un numero complesso è una coppia di numeri reali) ma questo vale anche per le onde elettromagnetiche che in ogni istante sono caratterizzate da due valori, uno per il modulo del vettore elettrico e l'altro per il modulo del vettore magnetico.

Nella interpretazione di Copenaghen ( scuola di Bohr (1885-1962) ), la funzione d'onda ha anche un significato fisico perché il modulo (al quadrato) del numero complesso legato ad ogni singolo punto, rappresenta la probabilità che la particella occupi quel determinato posto, se si cerca di localizzarla. Se prendiamo lo spazio (tutto) è lo consideriamo come composto da celle di memoria che possono contenere un numero (come nel nostro computer), possiamo anche pensare alla funzione d'onda come un vettore di dimensione infinita con infinite componenti. Una per ogni scatoletta. Questo tipo di vettori sono punti di uno spazio definito in matematica da David Hilbert (1862-1943).

Il fatto che la funzione d'onda per essere descritta come un punto dello spazio di Hilbert richieda che tutti i punti dello spazio vengano considerati nello stesso istante (del tempo classico di Newton (1642-1727)), ci porta immediatamente a capire che Relatività-Ristretta (in cui questo non accade mai) e Meccanica -Quantistica, sono codici diversi in cui La realtà viene inscritta, tra loro "inconciliabili" in linea di principio.

Il problema è tutto concentrato nel concetto di tempo evidentemente. Per altro il tempo, è una "proprietà emergente" dello spazio quotidiano, quindi un "qualche cosa" che non gli appartiene, ma che "si genera" come "effetto d'insieme", come il formicaio rispetto alle formiche.

Quindi è chiaro che se vogliamo "trovare un codice unificato", dobbiamo concentrarci sul tempo. e sulla sua "fisicità"

La costante di Plank

La costante di Plank, nota anche come quanto di azione, viene indicata con la lettera h ed è una costante fondamentale in meccanica quantistica e, più in generale, nella fisica atomica. E' una costante caratteristica del mondo atomico e molecolare il cui valore numerico corrisponde a 6,62•10-34 [J•s].


          h = 6,62*10 -34 [J * s]


Al posto di h, viene spesso utilizzata in fisica atomica la costante h (si legga acca tagliato) che vale:      

  
           ħ = h/2π =1,0551•10^(-34) [J • s]=6,582*10^(-16) [eV * s]

essendo 

1eV= 1,602 * 10^(-19) Joule 

 

La costante di Plank ha pertanto le dimensioni di un'energia (J) per un tempo (s). Essa prende il nome dal fisico tedesco  Max Planck. 
Essa consente una semplificazione delle formule.
La costante di Planck è legata alla quantizzazione delle grandezze dinamiche legate al mondo microscopico.
Ad esempio, ritroviamo la costante di Plank nel valore dell'energia associata a un quanto di frequenza ν. Tale valore, secondo la ben nota equazione di Einstein, vale

E =n h  ν