Fondamenti della meccanica atomica
(1) Chiamiamo «potenziale» l'energia potenziale della particella, mentre di solito in meccanica razionale si chiama «potenziale» questa energia
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È evidente poi che rappresenta la probabilità che la particella abbia l'energia e l'impulso , e la probabilità dell'energia e dell'impulso .
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In questo caso, rappresenta la «densità di probabilità» nello spettro continuo dell'energia, vale a dire, è la probabilità che l'energia sia compresa
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stato stazionario di energia En (che non sia quello di energia più bassa) osservandolo al tempo t c'è una certa probabilità, crescente con t, di trovarlo
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Per studiare il problema corrispondente a questo in meccanica ondulatoria, osserviamo che l'energia potenziale corrispondente alla forza -Kxè
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(che rappresenta l'energia misurata con l'unità ).
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(k costante di Boltzmann; c velocità della luce; T = temperatura assoluta; I(v)dv rappresenta l'energia irradiata dall'unità di superficie nella
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vengono espulsi con una certa energia, che è senza dubbio comunicata ad essi dalla radiazione incidente. Il fenomeno si chiama effetto fotoelettrico
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E poichè, come si è visto, una delle si identifica con l'energia E del sistema, si può riguardare questa come una funzione delle f costanti J, e
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l'energia di una radiazione monocromatica non sia uniformemente distribuita su tutto il fronte d'onda, ma viaggi localizzata in granuli (detti da Einstein
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e cioè si aggiunge, agli n quanti , una quantità fissa di energia della quale l'oscillatore non può mai privarsi (« energia dello stato zero»). Lo
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si vede che l'energia dipende solo dal semiasse maggiore, non dal minore.
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l'energia dei quanti di luce non va necessariamente pensata come energia cinetica di un corpuscolo in movimento (ed infatti la loro velocità nel vuoto è
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È noto che la teoria elettromagnetica della luce dimostra che all'energia raggiante W deve essere associata una «quantità di moto elettromagnetica» W
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l'energia viaggia nello spazio, la seconda si riferisce al modo col quale l'energia viene emessa ed assorbita dalla materia. Tuttavia è evidente che esse si
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e) Livelli energetici. – Anzitutto osserviamo che tutte le ellissi corrispondenti allo stesso n avendo lo stesso hanno la stessa energia: questa
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di cui abbiamo già parlato. Questo urto, qualunque sia il suo meccanismo, è governato dalle due leggi fondamentali della conservazione dell'energia e
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Ciò premesso, nel salto quantico di cui sopra gli integrali di fase passano dai valori ai valori : perciò l'energia emessa è
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, effettivamente, e noi ammetteremo per postulato che ciò avvenga sempre. P. es., l'energia cinetica di un elettrone è definita da e quindi ricavabile da
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dove U è l'energia potenziale, che, dipendendo solo dalla posizione relativa, sarà funzione di
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l'energia dell'atomo in uno stato stazionario si scinde in un'energia di traslazione e un'energia interna, come nella meccanica ordinaria. Per quest'ultima
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Nel procedimento enunciato nei §§ 19 e 20 l'osservabile «energia» ha una parte privilegiata: si può cercare di generalizzare queste considerazioni
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L'espressione dell'energia in funzione di x e di p = mx (hamiltoniana) è, analogamente alla meccanica classica,
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Quindi nella (162) deve prendersi , e l'espressione degli autovalori dell'energia, diviene
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Ciò significa che la probabilità di transizione dallo stato n allo stato è rilevante solo se la differenza di energia tra i due stati, , è molto
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Difatti, la forza viva è , l'energia intrinseca è , quella elettrostatica : l'energia totale è dunque . Per esprimerla mediante le pk, si noti che da
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, l'energia intrinseca è , quella elettrostatica : l'energia totale è dunque . Per esprimerla mediante le pk, si noti che da (252) si ha , da cui : sostituendo
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Infine, osserveremo che per uno stato stazionario di energia (1) Indichiamo con W l'energia totale, compresa cioè quella intrinseca richiesta dalla
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Questa espressione dell'energia si riduce, per piccole velocità, alla forza viva della meccanica ordinaria, aumentata dell'energia intrinseca . Se
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A ciascuna di queste orbite privilegiate corrisponde naturalmente un' energia
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Indicando al solito con l'energia potenziale del campo centrale in cui si trova l'elettrone, consideriamo uno stato stazionario di energia W: le
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(l) Per brevità di locuzione, comprendiamo nell'energia cinetica anche l'energia intrinseca , e la indichiamo con per distinguerla dall'energia
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stato stazionario con energia cinetica positiva (l) Per brevità di locuzione, comprendiamo nell'energia cinetica anche l'energia intrinseca , e la
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Le onde quindi proseguono oltre il gradino (in forma sinusoidale, non esponenziale come nella teoria di Schrödinger, v. § 40, p. II), dove l'energia
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(2) La ragione analitica di questo fatto sta nella circostanza che le onde piane a energia cinetica positiva non costituiscono, da sè sole, un
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Per dimostrare che un elettrone negativo di energia cinetica si muove come si muoverebbe, nello stesso campo, un elettrone positivo di energia
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D'altra parte, a un elettrone positivo di energia cinetica corrisponderebbe un'autofunzione soddisfacente l'equazione
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Le proprietà di un elettrone con energia cinetica negativa, dovrebbero essere assai singolari: esso in un campo elettrico e magnetico acquisterebbe
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Non sarebbe però lecito identificare senz'altro un elettrone negativo a energia cinetica negativa con un positrone: basta osservare che la sua
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modo analogo alla ordinaria eccitazione di un atomo, poichè consisterebbe nel portare un elettrone da uno stato di energia cinetica negativa (dove esso
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l'energia corrispondente è
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In prima approssimazione, la perturbazione del valore dell'energia si trova, come si è visto al § 39, risolvendo l'equazione
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completamente trascurabile, e quindi si può ragionare come se l'atomo rappresentasse per l'elettrone un ostacolo fisso: l'energia comunicatagli
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seguente: gli urti dovuti all'agitazione termica eccitano alcuni degli atomi o delle molecole (a spese della forza viva, ossia dell'energia termica): questi
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Un atomo può acquistare energia non solo per assorbimento di radiazione ma anche se viene urtato da un altro atomo o da un elettrone: ciò significa
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Se invece l'energia cinetica dell'elettrone urtante supera, anche di poco, l'energia di risonanza, allora può avvenire che l'atomo urtato si ecciti
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Innanzi tutto, è chiaro che l'urto non può produrre nessun effetto se l'energia dell'elettrone urtante è minore dell'energia che occorre per portare
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Per la stessa ragione, è invalso l'uso di caratterizzare l'energia di eccitazione e di ionizzazione degli atomi indicando la differenza di potenziale
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Abbiamo ragionato finora come se l'atomo potesse assorbire solo l'energia E2—E1 , prescindendo quindi dai possibili passaggi dal livello fondamentale
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Naturalmente, l'energia fornita dall'atomo di mercurio eccitato non è uguale a quella occorrente per eccitare l'atomo di tallio: di regola gli è
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