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Titolo: effetto zeeman e modello di Bohr

sapreste dirmi qual'è la via più diretta per dimostrare la quantizzazione
del momento angolare (e di conseguenza delle energie rotazionali) tramite
ipotesi di quantizzazione che spieghino dati sperimentali non previsti dalla
fisica classica? l'esistenza di livelli energetici aggiuntivi in seguito
all'immersione dell'atomo in un campo magnetico (rilevabili per
spettroscopia) potrebbe essere un buon modo. Ma non capisco proprio una
cosa: il modello di Bohr (che permette di calcolare perfettamente la
costante di Rydberg) prevede che il momento angolare sia multiplo intero di
h tagliato, per spiegare l'effetto Zeeman si assume una quantizzazione
diversa, e per il numero quantico principale uguale a uno si ricava un
momento angolare necessariamente nullo (nel modello di Bohr n=1 implica L=h
tagliato!). Eppure il numero n dal quale dipende il numero quantico del
momento orbitale l (che può assumere valori da 0 a n-1) è proprio quello del
modello di Bohr, visto che per un certo n si ha la riga spettrale prevista
da Bhor... Come conciliare il modello di Bohr con quelle regole di
quantizzazione del momento angolare?
ciao e grazie!
maxwell79
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Inviato via 
http://usenet.libero.it

 quantizzazione del momento angolare?
Non si concilia...
Renditi conto che il modello di Bohr e' stato solo un primo passo:
importante per la storia, ma la m.q. e' tutt'altra cosa.
Se vuoi capire il momento angolare devi affrontare la m.q. vera e
propria, con commutatori e tutto il resto...
Del resto anche l'effetto Zeeman non torna con la quantizzazione
spaziale che conosci, se non in casi particolari. Infatti si parla di
eff. Zeeman "anomalo", che poi e' la regola :)
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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 propria, con commutatori e tutto il resto...
La meccanica quantistca la affronterò, nei prossimi mesi, però prima di
imparare a volare voglio perlomeno imparare a camminare! E poi penso che per
capire una teoria fisica bisogna capire bene perché si è stati costretti a
considerarla valida, che in qualche caso ha significato buttare via un sacco
di vecchie idee. Non penso sia tempo sprecato spaccarsi la testa sulle idee
che giravano sul mondo microscopico prima dell'esplosione della mq. Seguirò
il tuo consiglio (buttarmi sulla mq vera), ma non prima di esser sicuro di
aver del tutto chiaro le idee e i problemi sul mondo microscopico appena
precedenti alla mq, ho trovato al riguardo un sacco di cose interessanti (ad
esempio trovo semplicemente stupenda la dimostrazione di einstein del corpo
nero, semplice e potente, quella che sfrutta le idee di bohr
sull'interazione tra radiazione e materia, come mai è così rara sui libri?)
Credo che imparare la fisica sia un processo lento, pieno di momenti
difficili, ma molto bello. Ma non voglio correre il rischio che la mia
"comprensione" della fisica si riduca a un ammasso di formule delle quali
ignoro il significato... (cosa che probabilmente mi sarebbe successa (e non
escludo mi possa ancora succedere! :-)) se di colpo, un volta compresa bene
la meccanica classica, mi fossi tuffato improvvisamente nella mq vera e
propria) ciao e grazie della risposta!


 propria) ciao e grazie della risposta!
Il tuo proposito e' estremamente lodevole. Fai solo attenzione al tempo 
che richiede!
Comunque, se ti vuoi fare un' idea precisa dello status della vecchia 
teoria dei quanti (alla bohr-sommerfeld, per intenderci) all' alba della 
MQ di Heisenberg-Schroedinger, puoi cercare il libro di Max Born "The 
machanics of the atom (London, Bell, 1927). Ci troverai tutto quello che 
  in pochi anni era stato accumulato sulla scorta delle idee 
rivoluzionarie di Bohr in forma molto diversa dalle "vulgate" che 
imperversano nelle prime pagine dei testi moderni di MQ. E potra' darti 
un' idea del perche' la comunita' dei fisici sposo' rapidamente la 
"strana" soluzione della MQ.
Se pero' ti va bene una versione piu' sintetica (ma piu' in prospettiva) 
puo' esserti utile anche il libro di Max Jammer "The conceptual 
development of Q M) ( La prima edizione era McGraw Hill ma adesso ce ne 
dovrebbe essere una del 1989 nella serie History of modern physics dell' 
American Institute of physics).
Giorgio

grazie mille x i consigli! (mi sa che faccio un giro in bilbioteca o in
libreria!) Un libro che ho trovato molto bello di Born è "fisca atomica"
(non sarà lo stesso che mi hai consigliato?), c'è proprio un po' di tutto,
non necessariamente strettamente legato agli atomi, robe che spesso nei
libri si saltano e che invece fanno riflettere un casino. Mi ha colpito
profondamente la dimostrazione di einstein che assegna alla luce, in qualche
modo, una massa (proprio lui!). Se non ammettiamo che la luce abbia massa
uguale alla sua energia divisa per c^2, allora dobbiamo supporre che un uomo
chiuso in una scatola nello spazio, lontano da ogni campo di forza, possa
spostare il centro di massa (cosa vietata dalla meccanica classica)
semplicemente accendendo una lampadina! Dalle equazioni di Maxwell si
avrebbe infatti esistenza di quantità di moto in assenza di massa... e i
conti, se vogliamo imporre che il baricentro resti sempre fisso, portano
proprio a m=E/c^2. è una cosa strana! mmmhh... Poi su quel libro ci sono un
sacco di altre cose interessanti, a volte devo dire spiegate in modo troppo
avanzato, ma di certi problemi è un vero peccato non venirne nemmeno a
conoscenza. Anche la massa elettromagnetica dell'elettrone è interessante!
Un problema di nuovo legato al fatto che le onde elettromagnetiche
trasportano quantità di moto. Se dovesse consigliare a una persona
l'argomento che dovrebbe cercare di approfondire di più penso che gli
consiglierei le onde elettromegnatiche. C'ho speso sopra un casino di tempo
e ce ne spenderò ancora ma ne vale la pena, un mare di problemi sono legati
alle onde em, come la nascita della relatività (le equazioni di Maxwell
prevedono velocità c ma non è chiaro in che sistema di riferimento) o della
quantistica (le equazioni di Maxwell non rendono conto dello spettro del
corpo nero o dell'effetto fotoelettrico, in qualche modo le onde
elettromagnetiche sono legate alla costante di Planck, che nelle equazioni
di Maxwell non c'è!). Sebbene l'abbia matematicamente compreso (è una
soluzione di un sistema di equazioni differenziali (le equazioni di Maxwell
appunto), il quale ci è stato ispirato da una serie di esperimenti alla
Faraday), il fenomeno delle onde e.m. è per me ancora parecchio oscuro. ciao


 (non sarà lo stesso che mi hai consigliato?),
No. quello che ti ho "consigliato" e' precedente e molto piu' tecnico. 
Te lo consiglio solo come consultazione se lo trovi in una biblioteca!
La vecchia teoria dei quanti non andava molto oltre l' atomo di idrogeno :-)
Giorgio

 ...
Stai parlando di un altro piccolo capolavoro di Einstein: un lavoro del
1906.
Pero' ti debbo mettere sull'avviso: e' vero che Einstein dice in quel
lavoro "il corpo mentre trasporta l'energia S possiede la massa S/c^2"
ma questo non equivale a dire che la radiazione e.m. ha massa.
In realta' cio' che e' necessario per l'argomento e' che il calcolo del
centro di massa va fatto con le energie dei corpi (energie di quiete
inclusa), non con le masse.
Farai meglio a dimenticare subito l'idea che i fotoni possiedono
massa...


 angolare, non ci sono altre vie che la meccanica quantistica.
d) non ho assolutamente mai affermato il contrario, il problema è: qual'è la
strada migliore per capire bene la mq? Non escludo affatto che sia studiarsi
il più bene possibile tutta la teoria da subito
e) grazie mille del consiglio sul tenermi lontano dal "modello vettoriale",
lo seguirò, cmq le matrici non mi fanno paura (sono i più semplici operatori
multidimensionali, la natura poteva essere molto più cattiva... :-))
