Abbiamo discusso cosa ci si aspetta da questo corso e dato alcune regole/informazioni pratiche (vedi classroom).
Siamo quindi passati a discutere gli esperimenti storici nei quali la meccanica quantistica gioca un ruolo cruciale per l'interpretazione dell'interazione radiazione materia. In particolare l'effetto fotoelettrico, che dimostra la natura corpuscolare della luce (aspetti cruciali sono la dipendenza del potenziale di arresto dalla frequenza della luce e NON dalla sua intensita', e la dipendenza della corrente elettrica dall'intensità della luce, buon riferimento qui: https://www.fe.infn.it/u/ciullo/Intro_Lab/effetto_fotoelettrico.pdf) e l'esperimento di Frank-Hertz, che prova l'esistenza di interazioni anelastiche con scambi di energia "quantizzati" con la struttura atomica (importante qui capire perche' si osservano spot luminosi in alcuni punti del tubo, in funzione del potenziale applicato). Importante capire anche la natura dei massimi e dei minimi e la loro relazione con urti elastici/anelastici. Buon riferimento qui.Abbiamo poi misurato in classe lo spettro di emissione di diverse sorgenti: una lampada a filamento (oggetto incandescente, spettro continuo simile a corpo nero, suggerisco di riguardare la derivazione a chi non la padroneggia), gas a bassa pressione (emissione spontanea, tipo Frank-Hertz), led cellulare (stato solido, transizione in emissione spontanea tra bande, ci torneremo quando faremo solidi), laser (emissione stimolata).
Siamo partiti dalle osservazioni di Rydberg, assorbimento ed emissione in seguito ad interazione con atomi che avvengono a frequenze (o lunghezze d'onda) con valori proporzionali a differenze di inversi di quadrati di numeri interi.
lampada a led: quando l'atomo si diseccita emettendo un fotone, questo fotone ha energie sufficiente per portare un altro atomo al livello eccitato, creando un effetto a "catena"?
RispondiEliminaSi. Ma il processo a catena va congegnato bene e nella pratica bisogna considerare le vite medie dei livelli coinvolti, per cui ad esempio con due soli livelli non si riesce. Un effetto "a catena" molto importante si ha nel laser, che funziona ad emissione stimolata. Nel laser a rubino ad esempio (che e' valso un Nobel), l'innesco dell'emissione stimolata avviene proprio a seguito dell'assorbimento di fotoni a loro volta prodotti per emissione spontanea da una lampada a mercurio (tipo i neon che abbiamo misurato a lezione). Non e' un led ma il principio di emissione (spontanea) e' lo stesso.
Elimina