La scienza spiegata semplicemente
La meccanica quantistica
Insieme di leggi che regolano il comportamento delle particelle subatomiche, diverso dalla meccanica classica.
Il dualismo onda-materia
Pricipio alla base della meccanica quantistica che da una doppia natura alla radiazione elettromagnetica(come la luce) e alle particelle subatomiche. Le onde hanno anche un comportamento come materia e le particelle come gli elettroni hanno effetti ondulatori. Ció é stato dimostrato da vari esperimenti.
L'effetto fotoelettrico
Fu ipotizzato da Albert Einstein e la sua dimostrazione gli valse il nobel. Proiettando un fascio di luce su un oggetto metallico vi é un espulsione di elettroni. Ciò é possibile solo se gli elettroni vengono colpiti da qualcosa di materiale, il fotone, la particella di luce.
Esperimento di Compton
Similmente all'effetto fotoelettrico si irradia la grafite con un fascio di luce e verrà emessa dalla grafite una luce a lunghezza d'onda maggiore. Ciò é spiegabile solo con la natura materiale della luce.
La natura ondulatoria degli elettroni: l'esperimento di Davisson
Sparando degli elettroni su un cristallo di quarzo, a una certa angolazione verranno emessi dei raggi x a lunghezza d'onda spiegabile solo se generati da qualcosa di ondulatorio.
Principio di indeterminazione di Heisenberg
Non é possibile conoscere lo stato ondulatorio o materiale di una particella subatomica finché non viene osservata. Nel momento in cui viene osservata non si può conoscere velocità e posizione contemporaneamente della particella. Osservandola per determinare la posizione gli stiamo somministrando dei fotoni che cambieranno l'energia della particella e quindi la velocità. Lo stesso vale per la posizione a partire dalla velocità.
Il gatto di Schoroedinger
Per spiegare il principio di indeterminazione si fa questo esempio. Mettendo un gatto in una scatola con una fiala di veleno che puó rompersi da un momento all'altro, si puó conoscere il destino del gatto solo aprendo la scatola. Così per le particelle si puó vedere la loro natura solo nel momento di osservazione. Ció implica che non si possono fare calcoli per sapere la posizione esatta e la velocità della particella.
Il modello atomico di Bohr
Dalle affermazioni precedenti deriva che gli elettroni che ruotano intorno al nucleo dell'atomo si presentano come una nube elettronica e si possono determinare solo delle aree in cui sia più probabile la presenza dell'elettrone
L'effetto tunnel
Una proprietà affascinante di queste particelle é la possibilità di attraversare barriere senza l' energia effettiva per farlo. È come se noi in determinati momenti avessimo la capacità di attraversare i muri. Ciò é possibile solo a livello subatomico. Esistono applicazioni concrete di questo effetto come le memorie flash dei computer e i microscopi a effetto tunnel. Inoltre la temperatura del nucleo delle stelle non sarebbe abbastanza per la fusione nucleare senza questo effetto.
L'entaglment quantistico
Probabilmente l'effetto più assurdo della quantistica. È stato dimostrato che due particelle possono influenzarsi a qualsiasi distanza all'istante, violando il limite della velocità della luce. Quindi é possibile una sorta di teletrasporto. Su questo effetto si baseranno i computer quantistici