56. Enrico Borghi – L’effetto fotoelettrico


Lo studio dello spettro del corpo nero ha introdotto a fianco dei metodi della Fisica newtoniana e maxwelliana un nuovo modo di indagare su alcuni fenomeni naturali, un modo che parte dalla constatazione che gli oggetti fisici sembrano possedere caratteristiche che dipendono dall’esperimento nel quale gli oggetti sono coinvolti.   Questo fatto è stato osservato nella radiazione elettromagnetica, che sembra essere costituita da onde se osserviamo fenomeni come la diffrazione e l’interferenza, mentre sembra operare per “quanti” discreti se studiamo l’interazione fra la materia e la radiazione contenuta in una cavità termostatabile basandoci sulla Teoria di Planck, la cui efficacia nella descrizione della suddetta interazione è stata mostrata nello studio sullo spettro del corpo nero presente in “fisicarivisitata”.

Un altro fenomeno che mette in gioco la dualità discreto-continuo e che è noto come effetto fotoelettrico è stato osservato nel 1887 da Hertz che, avendo fatto incidere radiazione elettromagnetica visibile sulla superficie di alcuni metalli alcalini, ha potuto constatare che tali metalli emettono elettroni con modalità che non è possibile spiegare facendo riferimento alle proprietà ondulatorie della radiazione.                                             Nel 1905 Einstein, basandosi su un metodo simile a quello usato da Planck nello studio dello spettro del corpo nero, non solo ottiene di descrivere il fenomeno dell’interazione fra radiazione e materia in modo del tutto soddisfacente, ma avanza anche la supposizione che l’energia della radiazione consista di quanti anche quando la radiazione si sposta nello spazio.                                                                                                                                                        I quanti di luce, che avrebbero in seguito preso il nome di fotoni, possiedono ciascuno un’energia calcolabile come prodotto della frequenza della radiazione per la costante di Planck.                                                                                                                                          L’effetto fotoelettrico è dunque un fenomeno causato da fotoni incidenti sul metallo che urtano contro gli elettroni presenti nel metallo.

Quale immagine fisica si può avere di un fotone non è precisabile, tuttavia si può mostrare che questo quanto di radiazione, non diversamente da una ordinaria particella elementare, possiede energia e quantità di moto nettamente precisabili e quindi la assunzione che possa essere considerato come una particella appare essere dotata di un saldo fondamento.

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