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Titolo: Riscaldamento vetro

Salve a tutti, mi stò scervellando per trovare la soluzione ad un
quesito che mi è stato posto: supponete di avere una vetrata (varie
tonalità di colore nettamente separate però fuse tra loro) e di voler
riscaldare a temperature diverse ogni tonalità : ad esempio, il
quadrato rosso lo voglio a 60 gradi, il cerchio verde (che lo tocca) a
50 e così via. Secondo voi è possibile una cosa del genere, magari
drogando le varie aree in modi diversi o applicando ultrasuoni o cose
del genere a frequenze diverse? Ringrazio chiunque mi potrà essere
d'aiuto.

Posso forse aggiungere un po' di chiarezza a quanto esposto con 
competenza da Moretti e Fabri facendo notare che non vi è nessun motivo 
per cui i livelli di energia di una particella in un campo centrale 
(condizione, la "centralità del campo", affinché il momento angolare sia 
conservato e si possa parlare di "numero quantico l") siano degeneri 
rispetto ad l. Infatti, non lo sono neppure nell'atomo d'idrogeno, come 
Fabri fa notare. Lo sono ancora meno negli atomi alcalini, come fa 
notare Moretti. Non lo sono affatto nei nuclei, dove infatti la 
notazione dei liveli energetici è, per motivi storici, del tutto 
diversa: la numerazione di ogni serie di livelli con momento angolare 
definito comincia sempre con "1" (vi sono livelli "1s", come negli 
atomi, ma anche "1p", "1d", etc.). Il motivo per cui in fisica atomica 
la numerazione comincia convenzionalmente sempre con n=l+1 (2p, 3d, 
etc), è proprio la quasi-degenerazione rispetto ad l dei livelli 
energetici dell'atomo di idrogeno. Questa degenerazione è dovuta ad una 
simmetria dinamica molto specifica del potenziale Coulombiano (1/r) che 
è obbedita con ottima approssimazione, appunto, dall'atomo di idrogeno, 
ma non da sistemi il cui potenziale sia diverso da (1/r) o in cui 
l'energia cinetica sia diversa da 1/2mv2 (a causa, ad esempio, degli 
effetti relativistici).
Un discorso a parte meriterebbe il fatto che, a rigore, in atomi più 
complessi dell'idrogeno, non si può parlare di momento angolare di ogni 
singolo elettrone (che non è conservato a causa dell'interazione 
elettrone-elettrone). Tutto quanto detto sopra vale nella 
approssimazione in cui l'effetto dell'interazione di tutti gli altri 
elettroni su un elettrone dato (quando esistono: nell'atomo di idrogeno 
non ce ne sono altri!) viene trattata in "approssimazione di campo medio".
Spero di aver chiarito, pittosto che complicato.
Stefano B.
PS: avevo risposto giorni fa, ma al "robot" moderatore non è piaciuto lo 
"stile" del messaggio: bah!

 "stile" del messaggio: bah!
sorry: nel rispedire il precedente messaggio ne ho tagliato-ed-incollato 
uno sbagliato. Ecco quanto volevo invece effettivamente scrivere.
Caro Enrico,
credo che la domanda sia mal posta a causa di un'insufficiente 
comprensione del concetto di "temperatura". La temperatura è una 
proprietà *di equilibrio* di un corpo. E' cioè una proprietà che un 
corpo ha quando si trova in equilibrio con i corpi con cui interagisce. 
Un principio fondamentale della natura ("il secondo principio della 
termodinamica") afferma che condizione necessaria perché due corpi siano 
in equilibrio è che la loro temperatura sia uguale (in realtà, questo 
non è altro che la *definizione* di temperatura). Ma com'è possibile, 
chiederai allora tu, che due corpi abbiano temperature diverse? Se sono 
in equilibrio, devono avere la sstessa temperatura, se non lo sono, la 
loro temperatura non è definita (proprio perché la temperatura è, per 
definizione, una proprietà di equilibrio). La risposta è che la nozione 
stessa di equilibrio, come tutte le nozioni della scienza, è sempre 
approssimata. Un corpo può essere considerato "approssimativamente" in 
equilibrio con il mondo esterno (anche se non lo è, perché ad esempio ha 
una "temperatura" diversa) se il tempo necessario al raggiungimento 
dell'equilibrio è molto maggiore del tempo di osservazione. Ad esempio, 
ha senso parlare di temperatura all'interno di una borsa frigorifera 
esposta al sole su una spiaggia perché la velocità con cui varia la sua 
"temperatura" (in modo tale da renderla gradualmente uguale a quella 
dell'ambiente esterno) è più lenta di quella con cui un termometro si 
mette in equilibrio con essa (il tempo necessario a "misurare" la 
temperatura della ghiacciaia).
Per venire al tuo punto: si può certamente progettare materiali diversi 
(ad esempio le diverse componenti della tua vetrata) in modo che essi 
assorbano energia in modo diverso e si "scaldino" quindi in modo 
diverso. Il problema è che: 1) per mantenere i diversi materiali a 
"temperature" diverse occorre continuare a ceder loro energia. In 
difetto di questo, prima o poi essi raggiungeranno l'equilibrio termico 
ed avranno quindi tutti quanti la stessa temperatura. 2) la 
progettazione del materiale deve tener conto in maniera determinante di 
quale "fonte di calore" si intende utilizzare. Ad esempio, è esperienza 
comune che un pezzo di verdura o di carne in un forno a microonde si 
scalda, mentre il piatto in ceramica rimane (più o meno) freddo. Questo 
accade perché l'acqua contenuta nella carne e nella verdura assorbe 
molto efficacemente le microonde, mentre la ceramica no. Se invece il 
cibo si scalda in un forno classico, la verdura e la ceramica si 
scaldano entrambe allo stesso modo perché esse assorbono con uguale 
efficacia  la radiazione infrarossa che è la fonte di "calore" del forno 
classico.
Ho chiarito o ho confuso?
Stefano B.