Tesina - La fisica moderna

Tesina: Scientifica, la fisica moderna

Di: Francesco D.

Tipo Scuola: Liceo Classico

Abstract Tesina la fisica moderna: Con le 4 equazioni di James C. Maxwell del 1865 la fisica era arrivata ad una concezione capace di riunire in un’unica teoria tutte le conoscenze sull’elettricità e sul magnetismo, trattando dei fenomeni magnetici ed elettrici come di due aspetti di uno stesso ente fisico, il campo elettromagnetico. In particolare Maxwell predisse che il campo elettromagnetico e l’energia in esso contenuto si propagano nello spazio attraverso onde trasversali che si muovono con velocità finita: le onde elettromagnetiche.

Basandosi sul fatto che la velocità calcolata per le onde elettromagnetiche risulta uguale alla velocità della luce, Maxwell propose che la luce non fosse altro che un’onda elettromagnetica. Grazie a numerose conferme sperimentali, la teoria di Maxwell sembrò porre definitivamente fine al problema di quale fosse la natura della luce, concludendo il dibattito, che aveva interessato i fisici a partire dal XVII secolo, tra i sostenitori di una sua natura ondulatoria ( di cui principale rappresentante fu Christiaan Huygens ) e la scuola di pensiero che concepiva la luce come un fascio di particelle ( posizione sostenuta da Isaac Newton ).

Nonostante i successi riportati dalla formulazione ondulatoria di Maxwell avessero circondato questa teoria fisica di un alone di infallibilità, rimanevano ancora da spiegare alcuni fenomeni riguardanti la luce, in particolare il cosiddetto effetto fotoelettrico, per cui illuminando un metallo esso emette elettroni che opportunamente convogliati in un circuito fanno registrare una corrente.

Mediante un’interpretazione elettromagnetica della luce risultano inspiegabili 3 dati sperimentali:

• L’emissione dei fotoelettroni è (quasi) istantanea.
• L’emissione dei fotoelettroni dipende dalla frequenza della luce e non dall’intensità; in particolare sotto la cosiddetta “frequenza di soglia” non avviene emissione di fotoelettroni, per quanto possa essere elevata l’intensità della radiazione luminosa.
• Il “potenziale frenante” ( barriera di potenziale posta per impedire ai fotoelettroni di raggiungere il circuito ) dipende dal metallo e non dall’intensità della luce.

L’effetto fotoelettrico vide la sua spiegazione con l’interpretazione di Einstein nel 1905 (“annus mirabilis”). Einstein intuì che la spiegazione di tale effetto non era da ricercare in una correzione del modello ondulatorio, ma in un punto di vista completamente nuovo. “Secondo l’ipotesi qui considerata, l’energia non si distribuisce con continuità su volumi di spazio via via crescenti, bensì consiste in un numero finito di quanti di energia, localizzati in punti dello spazio, che si muovono senza dividersi e possono essere assorbiti o generati solo come unità intere”.