1900-1923

La fisica dei quanti daPlanck a Bohr

Newton (1642-1727)

J.C.Maxwell1831-1879

Equazioni di Maxwell

Distribuzione di Maxwell

distribuzione di Maxwell delle velocità molecolari

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

velocità (m/sec)

Num

ero

di m

olec

ole

per v

eloc

ità

300 °K

Radianza secondo RJ, Wien e prove sperimentali

0

5E+11

1E+12

1,5E+12

2E+12

2,5E+12

3E+12

3,5E+1230

00,0

3200

,0

3400

,0

3600

,0

3800

,0

4000

,0

4200

,0

4400

,0

4600

,0

4800

,0

5000

,0

5200

,0

5400

,0

5600

,0

5800

,0

6000

,0

6200

,0

6400

,0

6600

,0

6800

,0

7000

,0

7200

,0

7400

,0

lunghezza d'onda (nm)

rad

ian

za (

wat

t/m

² m

)

RJ wien valori sperimentali

Radianza secondo RJ, Wien e prove sperimentali

0

5E+15

1E+16

1,5E+16

2E+16

2,5E+16

3E+16

3,5E+16

300,

0

310,

0

320,

0

330,

0

340,

0

350,

0

360,

0

370,

0

380,

0

390,

0

400,

0

410,

0

420,

0

430,

0

440,

0

450,

0

460,

0

470,

0

480,

0

490,

0

500,

0

510,

0

520,

0

lunghezza d'onda (nm)

rad

ian

za (

wat

t/m

² m

)

RJ wien valori sperimentali

10000 K

Radianza secondo Wien e prove sperimentali

0

2E+14

4E+14

6E+14

8E+14

1E+15

1,2E+15

1,4E+15

1,6E+15

1,8E+15

1,0

3,0

5,0

7,0

9,0

11,0

13,0

15,0

17,0

19,0

21,0

23,0

25,0

27,0

29,0

31,0

33,0

35,0

37,0

39,0

41,0

43,0

45,0

lunghezza d'onda (nm)

rad

ian

za (

wat

t/m

² m

)

wien valori sperimentali

Max Planck1858-1947

La legge di Planck

Radiazione di corpo nero

0,0E+00

5,0E+11

1,0E+12

1,5E+12

2,0E+12

2,5E+12

3,0E+12

3,5E+12

Lunghezza d'onda (nm)

Radi

anza

(wat

t/m²m

)

2000 °K 3000 °K

L’esperimento di Lenard (1902)

A.Einstein 1879-1955

Dall’ introduzione si intuisce la capacità di Einstein di individuare questioni nuove e fondamentali per una verifica e uno sviluppo dei concetti in fisica.  

Esiste una differenza formale tra concetti fisici riguardo i gas e gli altri corpi (ponderabili) e la teoria di Maxwell sui processi elettromagnetici.  

L’energia presente in tutti i processi elettromagnetici è da considerarsi funzione spaziale continua, mentre si concepisce l’energia di un corpo come risultato di una somma sugli atomi e gli elettroni. 

Le osservazioni sulla radiazione di corpo nero, l’emissione di raggi catodici ….., risultano più comprensibili se si parte dall’ipotesi che l’energia sia distribuita nello spazio in modo discontinuo, quindi, quando un raggio di luce si espande partendo da un punto, l’energia non si distribuisce su volumi sempre più grandi, ma rimane costituita da un numero finito di quanti di energia localizzati nello spazio e che si muovono senza suddividersi e che non possono essere assorbiti o emessi parzialmente

In base a considerazioni termodinamiche e utilizzando l’equazione di Wien per la legge di radiazione di corpo nero, Einstein , nel quarto paragrafo, conclude che

 ….da un punto di vista termodinamico,una radiazione monocromatica di

densità sufficientemente bassa si comporta come un gas ideale o una soluzione diluita.

 Partendo da questo risultato e con considerazioni statistiche (Boltzmann) sul comportamento termodinamico della radiazione, nel sesto paragrafo Einstein giunge alla conclusione che

 La radiazione monocromatica di bassa densità si comporta da un punto di vista termodinamico come se consistesse di quanti di energia tra loro indipendenti di grandezza 

E = (R /N )

h = ho + kmax

e-

Robert Millikan (1868-1953)

Millikan

N. Bohr (1885-1962)

Modello atomico di Rutherford

V

mR

m v R = nh/2

non giustificava il mancato irraggiamento degli elettroni costretti a ruotare intorno solo ad alcune

orbitenon dava alcuna informazione sull’intensità

delle righe degli idrogenoidi (oltre all’idrogeno sono atomi degli elementi leggeri ionizzati in

modo da aver perduto tutti gli elettroni eccetto uno)

difficoltà nell’estendere il modello ai sistemi formati da più di un elettrone

non c’era alcun criterio razionale per ripartire gli elettroni nelle loro orbite

Nel 1916, il fisico tedesco Arnold Sommerfeld estese alle orbite ellittiche dell'atomo di idrogeno

le ipotesi che Bohr aveva enunciato solamente per le orbite circolari. Questa estensione avvenne

mediante l'applicazione ai moti dell'elettrone della meccanica relativistica di Einstein.

A.H.Compton (1892-1962)