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La Summer school di IDeAS e la meccanica quantistica

La Summer school di IDeAS e la meccanica quantistica

Durante la seconda edizione della “IDeAS” Summer School, svolta dal 17 al 20 Settembre 2019 presso il dipartimento di Fisica dell’Università di Cagliari, più di 60 ragazzi di tutta la Sardegna si sono riuniti per analizzare e comprendere aspetti della fisica secondo delle metodiche non tipicamente scolastiche. I ragazzi hanno avuto la fortuna di rapportarsi con giovani ricercatori in carriera, alcuni dei quali collaborano con il più grande laboratorio al mondo di fisica delle particelle, il CERN. Sono stati trattati, durante questa “scuola estiva”, svariate tematiche: dalla cosmologia all’astronomia, dalla meccanica quantistica al giornalismo scientifico.

La meccanica quantistica: modelli atomici

Una parte di questi ragazzi ha avuto la possibilità di eseguire alcuni esperimenti per comprendere con maggiore concretezza, attraverso delle analogie, alcuni arcani della meccanica quantistica.

Hanno simulato l’atomo di Bohr tramite un filo circolare collegato ad un amplificatore, un generatore di frequenza ed un alternatore; secondo Bhor, affinché gli elettroni possano orbitare intorno al protone senza spiraleggiare nel nucleo, ovvero per avere un’orbita stabile, l’elettrone deve essere descritto da un’onda stazionaria.

Inoltre hanno potuto osservare il comportamento di un’onda stazionaria in due dimensioni, grazie alll’esperimento del piatto di Chladni. Una volta cosparsa della polvere su un WhatsApp Image 2019 10 24 at 163937piatto collegato  ad un amplificatore, un generatore di frequenza e ad un alternatore, hanno osservato che la polvere si disponeva nelle parti della superficie del piatto che non vibravano, nello specifico nei nodi di vibrazione; un curioso esperimento che ha affascinato i ragazzi per la moltitudine di bizzarre figure ottenibili solo variando di pochi Hz la frequenza.

Questo esperimento è un’efficace analogia per spiegare la teoria dell’atomo formulata da Schrödinger che, migliorando il modello atomico di Bohr, individua le zone in cui c’è più probabilità di trovare l’elettrone. Nel piatto di Chladini i punti in cui si deposita la sabbia colorata rappresentano le zone dove è più probabile trovare l’elettrone, anche se Schrödinger riteneva che gli elettroni si depositassero proprio dove la vibrazione è maggiore, mentre la sabbia si deposita dove il piatto non vibra.    

 

Maria Laura Deiana 5^E