Dualità onda corpuscolo nella radiazione e nella materia 1. Planck su spettro di corpo nero (1900, da cui il Nobel)
lo scambio di energia tra radiazione e materia è quantizzato. E nhf , con n intero
2. Einstein su effetto fotoelettrico (1905, da cui il Nobel)
la radiazione è quantizzata. Ogni quanto di luce ha Ehf . Questa è un'estensione dell'idea di Planck.
2.1 risultati esperienza di Lenard in disaccordo con fisica classica
2.1.1 in che consiste l'esperienza2.1.1.1 descrizione dell'apparato
elettrodi, ampolla, lampada, amperometro, generatore e loro funzione
2.1.1.2 fisica dell'apparato con relative equazioni
corrente di saturazione, potenziale d'arresto, lavoro estrazione, energia cinetica 2.1.2 i risultati ottenuti
2.1.2.1 i grafici ottenuti da Lenard
grafico di I vs ∆V grafico di ∆Va vs f
2.1.2.2 interpretazione
a) l'energia cinetica massima non dipende da intensità di radiazione, ma solo da frequenza
b) esiste una frequenza di soglia, al di sotto della quale non avviene più effetto f.e.
2.1.3 le predizioni della fisica classica
l'elettrone riceve energia in modo continuo da un'onda e.m., pertanto
a) l'energia cinetica massima dovrebbe crescere non solo con l'intensità di radiazione, ma ma anche con la frequenza
b) a frequenze piccole dovrebbe essere sufficiente avere grandi intensità di radiazione o aspettare lunghi tempi per avere l'effetto
2.2 l'interpretazione di Einstein risolve i problemi aperti con l'interazione 1 a 1 di un quanto di luce con un elettrone
2.2.1 modello di interazione
Un "quanto di luce " cede a un solo elettrone la sua energia E=hf l'elettrone esce dal metallo con K=hf-We
2.2.2 le predizioni del modello di Einstein
a) crescendo l'intensità di radiazione cresce il numero di fotoni e quindi il numero di elettroni estratti ogni secondo, ma ognuno ha la stessa K, dunque stesso ∆Va
b) se l'energia del fotone hf<We l'elettrone non può uscire e non c'è effetto, l'energia ricevuta viene "termalizzata" negli urti all'interno del metallo. Dunque ci deve essere una frequenza di soglia f0=We/h
3. Compton su effetto Compton (1923, da cui il Nobel)
conferma definitiva esistenza della particella fotone
3.1 risultati esperienza di Compton in disaccordo con fisica classica
3.1.1 in che consiste l'esperienzadescrizione dell'apparato 3.1.2 i risultati ottenuti
la del fotone aumenta nel processo, in funzione dell'angolo di diffusione 3.1.3 le predizioni della fisica classica
gli atomi del bersaglio assorbono la radiazione incidente e la riemettono con tutte le e in tutte le direzioni, a caso
3.2 interpretazione di Compton come urto elastico di fotone dotato di quantità di moto contro un elettrone libero in perfetto accordo con risultati sperimentali
Compton applica la conservazione dell'energia e della quantità di moto relativistiche e ritrova la dipendenza del ∆ dall'angolo di diffusione
4. Franck-Hertz (1914, da cui il Nobel)
lo scambio di energia tra materia e materia è quantizzato
5. Bohr (1913, da cui il Nobel)
le orbite atomiche e i relativi livelli energetici sono quantizzati
6. de Broglie (1924, da cui il Nobel)
le particelle materiali sono associate a onda hp . Questo spiega la quantizzazione delle orbite di Bohr
7. Davisson e Germer (1927, da cui il Nobel a Davisson)
osservano figura di diffrazione da elettroni. La lunghezza d'onda misurata è in accordo con de Broglie.
