Un lavoro presentato da un gruppo di studenti di 5bs, coordinati dalla prof. Gazzaniga, durante i giorni dedicati 2012.

1. Il gatto di Schrödinger
ed altre curiosità della fisica
moderna

2. Premessa:
La crisi di inizio ‘900
• All’inizio del ‘900 una serie di esperimenti mette in luce
contraddizioni e incongruenze tra fisica classica e la fisica moderna,
poiché la prima risulta inadeguata al mondo microscopico degli
atomi e delle particelle subatomiche o quando si considerano corpi
in moto con velocità prossime a quelle della luce.
Si sviluppano quindi due teorie
rivoluzionarie: la Relatività e la Teoria
dei quanti, destinate a portare
profondi cambiamenti al mondo
scientifico.

3. Relatività
• La relatività riguarda lo studio di fenomeni
fisici in cui i corpi assumono velocità
prossime a c

4. Relatività:
Il concetto di simultaneità
La
simultaneità
non si
conserva nel
passaggio da
un sistema di
riferimento ad
un altro

5. Relatività:
La contrazione degli spazi
Per la Terra (30
km/s) la
contrazione
risulta essere
1/200.000.000,
ossia 6 cm sul
diametro della
Terra.

6. Relatività:
Lo spazio a 4 dimensioni
“D'ora in poi lo spazio di
per se stesso o il tempo di
per se stesso sono
condannati a svanire in
pure ombre, e solo una
specie di unione tra i due
concetti conserverà una
realtà indipendente”
(Hermann Minkowski)

7. Relatività:
Il paradosso dei gemelli
Quando il
gemello
astronauta
torna, è più
giovane del
fratello perché il
tempo per lui si
è dilatato

8. Relatività:
Il tempo
“Il tempo è ciò che
accade quando
non accade
nient’altro”
(Richard
Feynman)

9. Relatività:
La croce di Einstein
Una lente
gravitazionale
per luce
emessa a 8
→ miliardi di
anni luce
dalla Terra

10. Relatività:
L'equivalenza massa-energia
Il sole ha una massa di 1,989x1030 Kg.
Sotto forma di vento solare e radiazione,
il Sole perde ogni secondo una massa
pari a 5,4 x109 kg
Questa perdita corrisponde a 1,7 x 1017
kg all'anno quindi il Sole perde
annualmente l'8x10-14 % della sua massa
(0,00000000000008%) a causa della
trasformazione di essa in energia.

11. Meccanica quantistica
• La meccanica quantistica ha come oggetto di
studio e di ricerca il comportamento dei più
piccoli costituenti della materia, come atomi,
elettroni e particelle nucleari.
La teoria dei
quanti ha origine
da un’ipotesi di
Planck.

12. Meccanica quantistica:
I quanti - Quantità discrete
In meccanica quantistica
si chiama quanto (dal
latino quantum =
quantità) una quantità
discreta ed indivisibile di
una certa grandezza. Per
estensione il termine è a
volte utilizzato come
sinonimo di "particella".

13. Meccanica quantistica:
Il principio di indeterminazione
Le leggi naturali non
conducono ad una
completa determinazione di
ciò che accade nello spazio
e nel tempo; l’accadere è
piuttosto rimesso al gioco
del caso

14. Meccanica quantistica:
Il principio di indeterminazione

15. Meccanica quantistica:
Il dualismo onda-corpuscolo
Particelle
elementari, come
l’elettrone o il
fotone, mostrano
una duplice
natura, sia
corpuscolare sia
ondulatoria.

16. Meccanica quantistica:
Il modello atomico di Bohr
e la quantizzazione delle orbite
Il modello atomico
proposto da Bohr nel
1913 è una delle più
famose applicazioni
della quantizzazione
dell'energia e sta alla
base della meccanica
quantistica

17. Meccanica quantistica:
L'effetto fotoelettrico

18. Meccanica quantistica:
Il principio di corrispondenza
I risultati della
meccanica quantistica
devono ridursi a quelli
della meccanica
classica nelle
situazioni in cui
l'interpretazione
classica può essere
considerata valida.

19. “Dulcis in fundo”:
Il gatto di Schrödinger
L'interpretazione classica
della meccanica quantistica
(Interpretazione di
Copenaghen) risulta
incompleta quando deve
descrivere sistemi fisici in
cui il livello subatomico
interagisce con il livello
macroscopico.

21. FINE