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Titolo: info numeri quantici

Ciao, sto studiando questo argomento (numeri quantici).
Ho ovviamente capito che i numeri quantici sono 4 e quali sono le "regole" 
per la loro determinazione ed il loro significato.
Ciò che non mi è chiaro e questo:
data un "quartetto" di numeri quantici viene identificato solo un elemento 
od anche uno o più elementi (al primo vicini nelle tavola periodica) ma 
ionizzati?
Inoltre il libro non spiega come fare a risalire "facilmente" all'elemento 
se si sanno solo i numeri quantici dello stesso (parrebbe, dal libro, quasi 
che sia prima conoscere la tavola periodica, gli orbitali ecc ecc per sapere 
i numeri quantici e non viceversa come mi pare di aver capito)
Spero di non essere stato troppo confuso, un garzie a chi mi risponderà o 
saprà indicarmi un link "chiarificatore".
Roby
(indirizzo email non funzionante) 

 (indirizzo email non funzionante) 
ciao
Soviet

Ciao Soviet,
1) superiori, non università
2) hai ragione, confondevo singolo elettrone con elemento; e confondevo 
poichè mi sembrava di aver capito giusto così (evidentemente sbagliavo...!)
in effetti tutto l'errore derivava da esercizi fatti in classe dalla 
professoressa (mentre spegava) che mi pareva di interpretare nella maniera 
che ho detto; si avvicina la verifica e quindi io immaginavo che un quesito 
potesse essere: "dati i quattro numeri quantici risalire all'elemento" e mi 
pareva molto nebulosa la cosa poichè, contemporaneamente, realizzavo pure il 
discorso "energetico" dei singoli elettroni. Così era il senso (oscuro, mi 
rendo conto) delle mie domande.
In ogni caso grazie della gentile risposta che mi ha chiarito le idee almeno 
un poco.
Ciao
"Soviet_Mario" <Sov...@MIR.CCCP> ha scritto nel messaggio 
news:0p5gj.210971$%k.34...@twister2.libero.it...


 correlazione è a senso doppio.
Niente di piu' lontano dalla verita', purtroppo :)
Casomai, sarebbe vero per la configurazione, ma secondo regole
tutt'altro che ovvie e di cui il significato e' oscuro se uno non sa
non soltanto la m.q., ma anche il significato dei calcoli sottintesi e
relative approssimazioni.
Insomma, credo di essermi spiegato :)
 
-- 
Elio Fabri

 Insomma, credo di essermi spiegato :)
Ah, con i chimici si ... col ragazzo non saprei. Spero solo che 
abbia capito che tutto quel che impara è da prendere con le 
pinze, ma non al punto da rinunciare a imparare qualsivoglia 
cosa gli venga proposta, che cmq gli può tornare utile in quasi 
ogni facoltà a parte appunto fisica (e chimica).
Volendo fare una battuta impertinente, gli consiglierei 
vivamente di dare ragione a ME anche se io ammetto che hai 
ragione TU (paradossale neh ! eh he he). Intendo che secondo me 
gli può essere utile farsi qualche illusione che certe cose 
riescano ancora a essere semplici, almeno per non studiarsi a 
memoria la tavola iupac con le configurazioni reali, se poi gli 
vengono chieste.
Ciao
Soviet

 poi gli vengono chieste.
Ma il crimine didattico sta proprio nel chiedere simili cose!
 
-- 
Elio Fabri

 Ma il crimine didattico sta proprio nel chiedere simili cose !
mah ...
forse, prima o poi, verrà prodotto qualche libro di testo che 
soddisfi tutti, e lo farò adottare volentieri !
ciao
Soviet

 interazioni con perturbazioni esterne.
Hai perfettamente ragione. Il  punto sta tutto nel fatto  che la 
f.d'onda e'  un *ampiezza*  di probabilità (a voler essere pignoli 
bisognerebbe dire ampiezza di densità  di probabilità)  che significa 
che tra f.d'onda e densità  di probabilità  c'è  di mezzo il modulo 
quadro. Ma attenzione che il modulo quadro non è  solo una  questione di 
operazioni matematiche: Il fatto che si sommano le ampiezze, e poi le 
probabilità  si ottengono  col modulo quadro, è alla base dei 
meccanismi di interferenza per qualsiasi onda (f.d'onda quantistiche 
incluse).  E  nella somma delle ampiezze i segni sono essenziali.
Un'altra cosa importante, che spesso viene dimenticata, nella confusione 
diffusissima tra orbitali e densità elettronica, è  che l'  informazione 
completa sul sistema data dalla funzione d' onda deve tener conto di 
tutto (segni ed eventuali parti immaginarie compresi) perchè nella f. 
d'onda è  codificata tutta l'  informazione sull'  elettrone come 
sorgente di campo elettromagnetico (correnti incluse) mentre nel solo 
modulo quadro sopravvive solo l'  informazione sulla densità di carica.
L'  autovalore legato alla componente z  del momento angolare  viene 
indicato usualmente con m. Quella m  sta per "magnetico".  Come mai ?
Perché  se ci si calcola la densità  di corrente (e  per ottenerla 
diversa da zero è  essenziale un'  autofunzione complessa)  la si può 
utilizzare  per ottenere il momento magnetico (orbitale)  dell' 
elettrone. Dai soli moduli quadri il momento magnetico non potrà  mai 
venir fuori. E,  en passant,  questo ha anche a che fare anche  con la 
questione m=1,0,-1 verso px,py,pz.
Giorgio

Giorgio Pastore ha scritto:
 > Soviet_Mario wrote:
 >> Elio Fabri ha scritto:
 >>> Soviet_Mario ha scritto:
 >>>> questa analisi rigorosa di sicuro. Il disegnare gli orbitali
 >>>> (posto di avere suggerito cosa possano raffigurare), non è
 >>>> invece poi così incomprensibile.
 >>> E che cosa possono raffigurare? (Domanda maliziosa anziche' 
no :-) )
 >>
 >> qualcosa tipo le superfici limite (virtuali) che contengono 
il 90 % di
 >> densità di probabilità ?
 >> Certo si può variare la soglia, e variano forme e 
dimensioni, ma non
 >> cambia la sostanza.
 >> Piuttosto, una cosa che mi mette abbastanza in crisi, e un 
eminente di
 >> ISF (non ricordo bene se W. Moretti o G. Pastore) aveva 
messo il dito
 >> nella piaga, è, nel contesto dei legami, quando ai lobi 
degli orbitali
 >> si assegnano i segni per evidenziare la "fase", giustificare 
cosa
 >> significhino.
CUT
 >> Il problema è che so dire cosa NON sono quei segni (cioè 
l'estraneità
 >> alla carica elettrica), ma le mie certezze finiscono lì. 
Qual'è la
 >> meno peggiore spiegazione di tali segni ? E' errato 
riferirsi ad essi
 >> in analogia alla fase di una qualsiasi onda ?
 >
 > Uhm. In un certo senso c'è  una relazione. Ma se hai un'   onda
 > sinusoidale pura spiegheresti la parte negativa mediante la 
fase ?
eh già. Anzi, se necessario disegno giusto un onda sinusoidale. 
Qual'è l'errore, non riesco a capire ?
 >
 > (che assume valori
 >> positivi e negativi della grandezza in questione, la quale 
però, per
 >> inciso, nel caso specifico non so esattamente cosa sia, 
anche se
 >> immagino che sia un qualcosa che elevato al quadrato dia una 
densità
 >> di probabilità). Dico anche che non è uno spin (che molti 
suggeriscono
 >
 > Gulp!!
tieni conto che la loro raffigurazione di uno spin (come 
peraltro anche la mia !) è limitata nemmeno al momento angolare, 
ma al senso di rotazione su sé stesso della particella. Anche 
qui non so se ci sia un modo migliore di attribuire una sostanza 
a quei valori del numero quantico +1/2 e -1/2 che si trovano sui 
libri. Se c'è qualche analogia abbordabile dello spin con 
caratteristiche simili di entità intuitive (temo di no ma 
aspetto conferme "eminenti", eh he he he) vorrei sapere qual'è
 >
 >> anche se non sono sicuro di aver ragione, perché non mi 
risulta che lo
 >> spin di un elettrone dato oscilli sistematicamente e in 
assenza di
 >> interazioni con perturbazioni esterne.
 >
 > Hai perfettamente ragione. Il  punto sta tutto nel fatto  che la
 > f.d'onda e'  un *ampiezza*  di probabilità (a voler essere 
pignoli
 > bisognerebbe dire ampiezza di densità  di probabilità)
questa definizione (che conosco in modo mnemomico) purtroppo non 
mi dice molto, perché mi blocco davanti a cosa possa essere una 
probabilità negativa. Non riesco a capirla. Per me la 
probabilità è quella classica 0 <= p <= 1. L'ampiezza negativa 
non mi raffigura niente
 > che significa
 > che tra f.d'onda e densità  di probabilità  c'è  di mezzo il 
modulo
 > quadro. Ma attenzione che il modulo quadro non è  solo una 
questione di
 > operazioni matematiche: Il fatto che si sommano le ampiezze, 
e poi le
 > probabilità  si ottengono  col modulo quadro, è alla base dei 
meccanismi
 > di interferenza per qualsiasi onda (f.d'onda quantistiche 
incluse).
infatti, una volta inghiottita alla meno peggio quella questione 
delle fasi + e - dei lobi, i legami e gli antilegami vengono più 
lisci, proprio ricorrendo all'interferenza. Non fosse che per 
questo, nemmeno li menzionerei mai quei benedetti segni. Ma in 
effetti senza il discorso interferenza, il concetto di 
antilegame rimarrebbe una definizione completamente magica, 
anche se poi in spettroscopia saltano fuori le transizioni 
pigrego -> pigreco *

mi sono perso in qualche punto. Proverò a rileggere più 
attentamente la questione.
Grazie
ciao
Soviet_Mario
 >
 > Giorgio

 0 <= p <= 1. L'ampiezza negativa non mi raffigura niente
Infatti l'  ampiezza non è   una probabilità. Vuol dire che per ottenere 
  la probabilità devi calcolare il  modulo quadro dell'  ampiezza. 
Esattamente come il campo elettrico non ti da la  densità  di energia ma 
ne devi prendere il quadrato (il discorso vale anche per gli altri 
fenomeni ondosi,  suono incluso).
Il punto chieave è  che la MQ  non lavora direttamente con le 
probabilità  ma con funzioni che servono a calcolarle prendendo il 
modulo quadro. E  l' interferenza sta tutta lì:  se un orbitale 
molecolare fosse ottenuto sommando probabilità,  addio legami chimici!
Fortunatamente si sommano le ampiezze con i loro segni.
Giorgio


okay, questa era ancora fisica che sapevo
 > Però gli orbitali sono onde stazionarie e  queste si possono 
ottenere da
 > onde viaggianti per sovrapposizione. Ma la sovrapposizione, 
per dar
 > luogo ad un'  onda stazionaria non è  più  esprimibile come 
funzione di
 > (wt-kx). Diventa invece il prodotto di una funzione di x per 
una f.
 > armonica del tempo.
hanno un aspetto matematico così tremendo che è improponibile 
scriverle su un NG ? Quasi certo che non le capirei, ma vorrei 
almeno provare a vedere se vedere una formula minima tale da 
riprodurre il comportamento che dici, mi lascia capire qualcosa.
Poi se non ne cavo niente, pace !
 > Il senso con cui si può   parlare di fase per l'
 > ampiezza è  diverso da quello con cui si introduce il 
concetto di fase
 > per le onde.
 >
 > ...
 >> tieni conto che la loro raffigurazione di uno spin (come 
peraltro
 >> anche la mia !) è limitata nemmeno al momento angolare, ma 
al senso di
 >> rotazione su sé stesso della particella. Anche qui non so se 
ci sia un
 >> modo migliore di attribuire una sostanza a quei valori del 
numero
 >> quantico +1/2 e -1/2 che si trovano sui libri. Se c'è 
qualche analogia
 >> abbordabile dello spin con caratteristiche simili di entità 
intuitive
 >> (temo di no ma aspetto conferme "eminenti", eh he he he) 
vorrei sapere
 >> qual'è
 >
 > Per le particelle quantistiche parlare di rotazione è 
"sbagliato"
si l'ho visto in un thread altrove. Mi sforzerò di perdere 
questo malcostume .... il problema è che i ragazzi non sanno 
ancora in modo definito e quantitativo cos'è un campo magnetico, 
e mi posso attaccare solo a intuitive nozioni concrete (come 
quella dell'ago della bussola, che peraltro utilizzavo già. 
Cercherò di valorizzare questo aspetto)
 > esattamente come parlare di traiettoria. Semplicemente 
mancano le basi
 > operative per dare un significato analogo a quello di 
rotazione dei
 > corpi macroscopici. D' altronde,, almeno nel caso dell' 
elettrone, che
 > e'  carico, la presenza dello spin è  direttamente legata ad 
un extra
 > momento magnetico che invece è  osservabile. E, in presenza 
di campo
 > magnetico,  questo momento può  allinearsi in solo due 
possibili modi
 > (legati ai due autovalori  +- 1/2).  Io troverei corretto 
dire che,
 > anche se non lo vediamo ruotare, l'  elettrone manifesta un 
momento
 > magnetico, si comporta come se portasse un ago di bussola,  e 
  che
 > occorre descrivere l'  orientazione di questo ago di bussola 
se vogliamo
 > descriverne il comportamento..
Spero di ricordare di sottolineare sempre questo e lasciar 
decadere analogie con corpi rotanti
 >
 > ...
 >>  > Hai perfettamente ragione. Il  punto sta tutto nel fatto 
  che la
 >>  > f.d'onda e'  un *ampiezza*  di probabilità (a voler 
essere pignoli
 >>  > bisognerebbe dire ampiezza di densità  di probabilità)
 >>
 >> questa definizione (che conosco in modo mnemomico) purtroppo 
non mi
 >> dice molto, perché mi blocco davanti a cosa possa essere una
 >> probabilità negativa. Non riesco a capirla. Per me la 
probabilità è
 >> quella classica 0 <= p <= 1. L'ampiezza negativa non mi 
raffigura niente
 >
 > Infatti l'  ampiezza non è   una probabilità.
la immaginavo come una sorta di "probabilità elevata a un 
mezzo", qualunque cosa questo potesse voler dire, e non so cosa.
 > Vuol dire che per ottenere
 >  la probabilità devi calcolare il  modulo quadro dell' 
ampiezza.
forse avevo letto senza la dovuta attenzione.
Voglio capire se mi sbaglio.
Per modulo quadro io avevo inteso il valore assoluto elevato al 
quadrato. Ma forse si tratta di un operatore matematico ben più 
complicato. Tra l'altro, mi son sempre chiesto che differenza 
potesse fare prendere il modulo o meno, dal momento che il segno 
poi svanisce ugualmente in un quadrato. Mah.
Ma evidentemente mi sbagliavo. Se fosse solo questo, 
l'operazione inversa di un elevamento è una radice quadrata.
Cos'è dunque sto modulo quadro ? E' diverso da come lo pensavo ?
 > Esattamente come il campo elettrico non ti da la  densità  di 
energia ma
 > ne devi prendere il quadrato (il discorso vale anche per gli 
altri
 > fenomeni ondosi,  suono incluso).
 >
 > Il punto chieave è  che la MQ  non lavora direttamente con le
 > probabilità  ma con funzioni che servono a calcolarle 
prendendo il
 > modulo quadro. E  l' interferenza sta tutta lì:  se un orbitale
 > molecolare fosse ottenuto sommando probabilità,  addio legami 
chimici!
 > Fortunatamente si sommano le ampiezze con i loro segni.
grazie di tutto per ora
ciao
Soviet
 >
 > Giorgio

 ugualmente in un quadrato. Mah.
Vedi sopra.
Giorgio

 Giorgio

 ah, capito. Quindi c'è un cambio di segno nel componente immaginario
esatto. |psi|^2 =  psi *  psi_coniugato =
(Re psi + i Im psi)*(Re psi  - Im psi) =  (Re psi)^2 + (Im psi)^2  (che 
è  una quantità  reale e positiva sempre.
Giorgio

 la bussola!).
Meglio di no :-))
 
-- 
Elio Fabri

 quantistici (e relativistici, per di piu').
Ma il momento magnetico intrinseco non è  un'   analogia:  è  un dato 
sperimentale.
Giorgio

                
beh, dovesse capitare qualche mente eccelsa, cercherò qualche 
po' di materiale abbordabile sulla precessione.
Amen.
:-)
ciao
Soviet

 po' di materiale abbordabile sulla precessione.
Non esagerare... Basta qualcuno che conosca la meccanica del corpo
rigido.
Ma siamo alle solite: qui si vogliono fare le nozze coi fichi secchi.
Momento angolare, momento magnetico, precessione...
Questa non e' m.q.: e' vecchia fisica classica, ma non e' elementare.
Quello che non mi riesce (evidentemente) di far capire e' che non si
tratta di essere piu; o meno rigorosi: e' che io aborro le *false*
spiegazioni.
Sono degli inganni e per di piu' sono inutili.
Servono soo a paerpetuare uno stile d'insegnamento in cui l'allievo
non capisce niente, ma non puo' neppure dirlo, perche' gli e' data
l'illusione di aver capito.
Mentre invece ha solo in mano delle parole, un catechismo, delle
immagini confuse, un travisamento del procedimento scientifico.
Insomma robaccia, giratela come vi pare.
C'e' un punto si cui siamo dalla stessa parte (spero): vediamo che
esiste un grosso problema didattico, causato dalla tenaglia fra idee e
aplicazioni che si vorrebbero trasmettere in ambito abbastanza vasto
(es. scuola secondaria) e la complessita' dell'apparato teorico che vi
e' sotteso.
Voi pensate di risolverlo con le semplicifcazioni, i modellini, le
analogie. Io sostengo che in questo modo non si risolve niente.
Naturalmente non ho la soluzione, ma almeno non mi acqueto credendo di
averla trovata...
 
-- 
Elio Fabri

 averla trovata...
Non sei il solo comunque. Il fatto che si parli di queste cose
non è sempre e soltanto stimolato da critiche che poni tu. Talvolta
vengono poste domande
ciao
Soviet_Mario

 averla trovata...
Neanche io mi acquieto. E onestamente può  darsi (anzi spero)  che tra 
50 ti possa dire che ho un'  idea migliore.
Sul nodo didattico, completamente d' accordo. La difficoltà che , come 
fai notare, non è  solo nella cosiddetta fisica moderna,  è  proprio 
quella di educare alla scienza, anche con riferimento a contenuti 
moderni, rilevanti per capire il mondo in cui viviamo,  senza tradirla e 
senza trasformare la biologia, chimica, fisica in un ibrido tra la 
poesia a memoria e una caricatura della cattiva divulgazione.
Ma, dopo che abbiamo detto cosa non vogliamo fare, resta il problema 
dello spin dell'  elettrone.
Ora, in generale io vedo il problema didattico dipendente dal contesto. 
  Una cosa è cercare di spiegare lo spin a studenti universitari di 
fisica,  una diversa a studenti di scienze biologiche e  ancora diversa 
per studenti dele superiori (con le  eventuali strutture fini dei vari 
tipi di scuola, materie e indirizzi).
La soluzione più  drastica è  quella di non parlare di nulla che poi gli 
studenti non siano in grado di controllare e rielaborare e farci dei 
conti autonomamente. Ma questo lo trovo un po'  estremistico. Anche 
perché  non sempre il fine deve necessariamente essere quello di "farci 
sopra i conti".
Sicuramente per ogni concetto "difficile"  io parto dalla domanda se per 
caso non posso evitarlo del tutto. P. es. l'  orbitale potrebbe essere 
un ottimo candidato all'  eliminazione in molte circostanze. Ma se ho 
qualsiasi ragione per parlare di spin dell'  elettrone, devo fare i 
conti con cosa si può  dire per fare almeno capire di che si tratta e 
cosa è  meglio evitare.
Qui,  a livello di studenti non di fisica e  comunque non attrezzati sul 
piano fisico-matematico,  la mia "soluzione"  provvisoria è  quella che 
ho scritto. E non la vedo come un modellino ma come un modo per 
sostituire alla parte complicata dello spin (il suo essere un momento 
angolare quantistico) il suo alter-ego elettromagnetico. Questo  per 
evitare di  parlare della dinamica (precessione, rotazione o altro)  ma 
anche in positivo per focalizzare l'  attenzione su qualcosa di diverso 
che non richiede analogie, è sperientalemnte accessibile e non è né 
sbagliato né  un'  ipersemplificazione (sempre riferendosi all' aspetto 
elettromagnetico,  non a  quelli dinamici!).
Se vuoi, la mia soluzione è di mettere degli "omissis" (ma che possono 
essere dichiarati onestamente come corrispondenti a concetti e metodi 
fuori portata) su quello che non si può  rendere digeribile e lasciare 
però  un'  informazione sul fatto che questa proprietà "misteriosa°  ha 
degli effetti comprensibili in termini di magnetismo. BTW non mi sembra 
che questo sia troppo lontano dall' evoluzione storica.
Tutto questo sicuramente non fa capire la M.Q. e  neanche solo il 
momento angolare. Ma permette di rispondere alla domanda "come facciamo 
a sapere che c'e' lo spin dell'  elettrone" in termini non banali (il 
momento magnetco va pur sempre spiegato).   E per me avere un'  idea del 
"come facciamo a sapere"  è  la prima delle richieste di una didattica 
che pretenda di fare scienza. Anche se i dettagli sfuggono e sicuramente 
non è  proponibile di fare misure di effetto Zeeman in classe, siamo già 
  lontani dal passare tante ricette indipendenti e non motivate.
Se poi una persona che abbia seguito questa prima introduzione all'  idea
di spin dovesse proseguire negli studi e arrivare al  moment angolare,
alle sue regole d commutazione o all'  equazione di Dirac, 
padroneggeràsempre di più  il concetto ma non dovrebbe "cancellare" 
nulla della versione semplificata (spin elettrone <=> momento magnetico 
intrinseco).
Giorgio

 imperfette e perfettibili, non mi paiono un grosso inganno.
Vedo che non ci capiamo proprio.
A questo punto mi sembra inutile continuare.
 
-- 
Elio Fabri

 A questo punto mi sembra inutile continuare.
Però non te la prendere, non mi pare che ce ne sia ragione.
ciao
Soviet

Per informazione: in
http://www.df.unipi.it/~fabri/sagredo/candela/candel59.pdf
trovi la prima puntata di una serie che dedichero' agli orbitali.
Anche se nella prima puntata si parte piuttosto alla lontana, e di
orbitali in realta' non si parla...
-- 
Elio Fabri

 
http://www.df.unipi.it/~fabri/sagredo/candela/candel59.pdf
ho un problema col link ... mi appare una pagina bianca e sotto 
la status bar recita : documento completato, ma non apre nemmeno 
il plugin acrobat reader.
E' il link esatto ?
ciao
soviet


 E' il link esatto ?
   Io riesco a leggerlo.  Prova a scaricarlo e leggerlo direttamente con 
acrobat,  senza plugin.
Giorgio

 Giorgio

 Ancor più strano è che il plugin non mi aveva mai dato problemi ... mah !
Io ho riscontrato più  volte problemi legati alle versioni di acrobat e 
relativi plugin con certi pdf. Col file in questione mi fuziona il plugn 
di acrobat 8 (versione mac).
Giorgio

 orbitali di base usati? E' possibile "vedere" una corrispondenza?
Bella domanda...
Ho circa tre mesi di tempo (fino alla prossima puntata) per pensarci
:-)))
 
-- 
Elio Fabri