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Newton sostenne un modello che materializzava la luce in piccoli corpuscoli che si propagavano in linea retta

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https://www.youtube.com/watch?v=B6eTjdcdBck

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"Quando due onde si sovrappongono e si combinano l'una con l'altra, le loro ampiezza fanno altrettanto."
"Gli effetti di interferenza si verificano soltanto quando non c'è modo di sapere in quale fessura passi l'elettrone."
"Per una particella non si può dire dove la troverai, se non che sarà in una posizione in cui la probabilità è nulla, ma questo è banale. Se però hai un gran numero di particelle, allora puoi essere ben sicura che ne troverai di più dove la probabilità è alta e molte, molte meno dove la probabilità è più bassa. Se ne hai poi un numero veramente grande, allora si può dire in modo piuttosto accurato quante finiranno qua e quante là."

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Dipende dalla legge periodica con cui oscilla l’onda (quindi dalla sua forma)

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Dipende dalla frequenza dell’onda

Un suono può essere:

Acuto: che ha molte vibrazioni
Grave: che ha poche vibrazioni

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Cresce all’aumentare dell’ampiezza d’onda

È il rapporto tra la potenza trasportata dall’onda e la superficie su cui essa incide.

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Altezza, intensità e timbro

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Uomo e animale

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Il suono è un’onda longitudinale generata da compressioni e rarefazioni del mezzo in cui si propaga.

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• Costruttive: due impulsi si scontrano ma continuano il loro percorso
• Distruttive: hanno un impulso opposto, in quanto la loro somma per un momento è nulla ma successivamente riprendono il loro percorso

# data[].attributes.body
Cresta: punto massimo dell’onda
Valle: punto minimo dell’onda
Lunghezza d’onda (λ): distanza fra due creste o due valli
Ampiezza: distanzatra il valore massimo e il valore d’equilibrio
Periodo (T): intervallo di tempo in cui si compie un’oscillazione completa
Frequenza: numero di oscillazioni in un secondo

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• Trasversale: gli elementi del mezzo materiale si trasportano perpendicolarmente al moto

• Longitudinale: gli elementi del mezzo materiale si spostano parallelamente al moto

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Mezzo materiale (tutti gli elementi)
Sorgente (primo elemento)
Elemento materiale (ogni singolo elemento)

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In fisica l’onda è una perturbazione che si propaga trasportando energia ma non materia, da un punto all’altro.

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Date le strette analogie con le onde sull'acqua , si potrebbe pensare che la luce sia essa stessa un'onda , anche se di natura diversa .Questa è la conclusione a cui giunse Thomas Young nel 1803.

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Non possiamo dire che esso sia una particella materiale perché va a creare delle frange d'interferenza

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Secondo le regole e le leggi della meccanica classica non possiamo dare una vera e propria definizione per quanto riguarda l'elettrone.
Esso non si può né classificare come onda né come particella.
Per provare a spiegarlo abbiamo bisogno della meccanica quantistica: in grado di studiare questo doppio comportamento dell' elettrone.

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Il rilevatore (macchina luminosa)

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Il punto di partenza (emettitore)

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Non possiamo dire che esso sia un'onda perché occupa una  posizione ben definita nello spazio

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UN ELETTRONE E' UNA PARTICELLA O UN'ONDA?

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UN ELETTRONE E' UNA PARTICELLA O UN'ONDA?

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Se lanciamo più elettroni insieme possiamo notare che:

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Si formano delle frange d'interferenza (come per le onde)

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Si può notare tramite un rilevatore l'elettrone che è passato attraverso la fenditura
(simile all'esperimento con le palline da tennis)

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4. ESPERIMENTO DELLE DUE FENDITURE CON ELETTRONI

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4. ESPERIMENTO DELLE DUE FENDITURE CON ELETTRONI

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CONCLUSIONE

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Particelle materiali e onde mostrano comportamenti assai diversi nell'esperimento delle due fenditure.

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Particelle materiali e onde mostrano comportamenti assai diversi nell'esperimento delle due fenditure.

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La figura di interferenza delle onde è diversa da quella che formano le palline da tennis.

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La figura di interferenza delle onde è diversa da quella che formano le palline da tennis.

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La figura formata dalle montagnole si chiama: figura di interferenza.

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La figura formata dalle montagnole si chiama: figura di interferenza.

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Il profilo tracciato in rosso è la linea di separazione tra la regione del muro che viene bagnata e quella che resta asciutta.

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Il profilo tracciato in rosso è la linea di separazione tra la regione del muro che viene bagnata e quella che resta asciutta.

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Sul muro, al di sopra della linea del liquido a riposo, si osservano delle regioni bagnate, a forma di montagnole piuttosto regolari. A tenerle bagnate è il liquido che in queste regioni oscilla continuamente su e giù.

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Sul muro, al di sopra della linea del liquido a riposo, si osservano delle regioni bagnate, a forma di montagnole piuttosto regolari. A tenerle bagnate è il liquido che in queste regioni oscilla continuamente su e giù.

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PER POTER VISUALIZZARE MEGLIO CIO' CHE ACCADE , IMMAGINIAMO CHE IL MATERIALE DI CUI E' FATTO IL MURO SIA PIU' SCURO QUANDO E' BAGNATO, RISPETTO A QUANDO E' ASCIUTTO. 

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PER POTER VISUALIZZARE MEGLIO CIO' CHE ACCADE , IMMAGINIAMO CHE IL MATERIALE DI CUI E' FATTO IL MURO SIA PIU' SCURO QUANDO E' BAGNATO, RISPETTO A QUANDO E' ASCIUTTO. 

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Oscillazioni della superficie dell'acqua su e giù attorno alla linea del liquido a riposo (come quelle che possiamo vedere in un porto guardando il mare che lambisce le pareti di un molo)

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Oscillazioni della superficie dell'acqua su e giù attorno alla linea del liquido a riposo (come quelle che possiamo vedere in un porto guardando il mare che lambisce le pareti di un molo)

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COSA VEDREMO SUL MURO DOVE SI SOVRAPPONGONO LE ONDE PROVENIENTI DALLE DUE FENDITURE?

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COSA VEDREMO SUL MURO DOVE SI SOVRAPPONGONO LE ONDE PROVENIENTI DALLE DUE FENDITURE?

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Le fenditure sono raggiunte contemporaneamente dalle stesse creste d'onda, il liquido in esse si muove in modo sincronizzato: le due "nuove" sorgenti sono in fase o coerenti.

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Le fenditure sono raggiunte contemporaneamente dalle stesse creste d'onda, il liquido in esse si muove in modo sincronizzato: le due "nuove" sorgenti sono in fase o coerenti.

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Le fenditure, la cui larghezza non è molto più grande della distanza tra due creste d'onda, funzionano come "nuove" sorgenti di onde che si propagano verso il muro posteriore.

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Le fenditure, la cui larghezza non è molto più grande della distanza tra due creste d'onda, funzionano come "nuove" sorgenti di onde che si propagano verso il muro posteriore.

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Le fenditure hanno la stessa distanza dalla sorgente, e quindi vengono raggiunte contemporaneamente dai fronti (o creste) delle onde generate.

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Le fenditure hanno la stessa distanza dalla sorgente, e quindi vengono raggiunte contemporaneamente dai fronti (o creste) delle onde generate.

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L'oscillazione della punta genera onde circolari che si allargano, propagandosi verso le fenditure

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L'oscillazione della punta genera onde circolari che si allargano, propagandosi verso le fenditure

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Apparato sperimentale immerso parzialmente nell'acqua contenuta in una vaschetta. La sorgente è un cilindro con una estremità appuntita che tocca la superficie dell'acqua con la punta, e vibra su e giù con moto regolare.

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Apparato sperimentale immerso parzialmente nell'acqua contenuta in una vaschetta. La sorgente è un cilindro con una estremità appuntita che tocca la superficie dell'acqua con la punta, e vibra su e giù con moto regolare.

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2. ESPERIMENTO DELLE 2 FENDITURE CON ONDE SULL'ACQUA

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2. ESPERIMENTO DELLE 2 FENDITURE CON ONDE SULL'ACQUA

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Esso si puo' spiegare in questo modo: le palline sono oggetti che, se lanciate ad alta velocità, seguono traiettorie approssimativamente rettilinee.

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Ora immaginiamo che le palline lascino un segno sul muro che sta dietro a quello con le fenditure, quando lo colpiscono. Trascorso un po' di tempo la maggior parte dei segni è concentrata entro due strisce, più alcuni sparpagliati a una certa distanza dalle strisce.

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Si comincia con una situazione che si può facilmente immaginare: le palline da tennis vengono sparate una dopo l'altra contro un muro sul quale sono stati fatti due tagli (ovvero le fenditure) larghi circa 20 cm ciascuno.

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1. ESPERIMENTO DELLE 2 FENDITURE CON PARTICELLE MATERIALI

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1. ESPERIMENTO DELLE 2 FENDITURE CON PARTICELLE MATERIALI

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Inizieremo con il caso più semplice, immaginando di lanciare palline da tennis contro un muro in cui sono state praticate due aperture lunghe e strette.

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Nelle pagine di questa sezione viene anzitutto descritto in modo divulgativo l'esperimento delle 2 fenditure, ispirato all'esempio del fisico premio Nobel Richard Feynman. In pratica si analizzeranno e si metteranno a confronto i comportamenti che:
1) particelle materiali (palline),
2)onde (in particolare onde sull'acqua),
3)luce
4)elettroni
hanno nell' esperimento delle due fenditure, inventato da Thomas Young nel 1803 per mettere in evidenza il comportamento ondulatorio della luce.

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Con l'occhio non vediamo alcuna oscillazione, ma strisce dalla luminosità apparentemente fissa.
In realtà l'intensità della luce oscilla al passare del tempo.

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Sul muro rivelatore dietro le fenditure osserviamo una figura a strisce luminose poste a distanze uguali una dall'altra, inframmezzate da zone oscure analoga alle bande di oscillazione del liquido viste nell'interferenza delle onde sull'acqua.

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1) La luce  attraversa  le fenditure, le quali diventano a loro volta sorgenti di luce,
2) La luce  si propaga verso il muro rivelatore, come accadeva per le onde sull'acqua .

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Sorgente : emettitore di luce monocromatico.

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Thomas Young  (1803)
Quinto classificato nella lista dei più belli secondo la rivista Physics World.
Importante perché è una prova convincente che la luce si comporta come un'onda.
Cosa che a quell'epoca non era affatto scontata, in quanto la teoria corpuscolare della luce di Newton riscuoteva ancora molto credito presso gli scienziati.

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"Alice nel paese dei quanti - le avventure della fisica" è il romanzo di Robert Gilmore, nel quale si riporta ciò che la fisica del Novecento ha scoperto nel campo quantistico  attraverso formule ed esperimenti.

Alice non attraversa uno schermo televisivo, finendo nel mondo degli oggetti infinitamente piccoli. Diventa così "particella onoraria" tra fotoni ed elettroni e pone domande imbarazzanti a un maestro.

Gilmore si serve di Alice per spiegare quella "rivoluzione quantistica" che ha determinato una radicale revisione delle categorie fondamentali del nostro pensiero.