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12. L’atomo oggi – parte seconda: il modello quantistico /1

Nelle precedenti sezioni abbiamo esaminato la travagliata evoluzione del modello dell’atomo, dalla visione puramente classica (particelle elettricamente negative che orbitano attorno a un nucleo elettricamente positivo) a quella che ha introdotto una serie di “etichette” descrittive dello stato degli elettroni (i vari numeri quantici) per dar conto delle “stranezze” osservate negli esperimenti con gli spettri atomici (il modello di Sommerfeld e successive modifiche). Orbene, il modello completo che abbiamo riassunto qualche scheda fa con la “carta d’identità” dell’elettrone, è stato il risultato di una serie di successive modifiche e ampliamenti, introdotti in maniera più o meno empirica per spiegare i fenomeni osservati; senza però che ci fosse un quadro interpretativo unitario (una teoria) che giustificasse pienamente le caratteristiche via via introdotte. In altri termini, l’introduzione di concetti e caratteristiche nuove (come ad esempio il fatto che gli elettroni nell’atomo potessero esistere solo in alcuni “stati” ben definiti e non in altri; oppure che l’elettrone si comportasse come una trottolina con sole due possibilità di “girare”) venne fatta su base quasi “empirica”, semplicemente perché tali idee “funzionavano” nell’interpretazione dei risultati sperimentali e nella previsione di nuovi risultati che venivano puntualmente osservati. Per i fisici, però, tale stato di cose era profondamente insoddisfacente; tanto che, mentre gli edificatori del moderno edificio atomico progressivamente mettevano a punto il modello, altri fisici (molti dei quali appartenenti anche al citato gruppo degli edificatori) costruivano una visione organica e coerente del mondo fisico, su solide basi matematiche, che oggi chiamiamo Meccanica quantistica. Queste due imprese intellettuali, basate su altrettanto notevoli imprese sperimentali, giunsero a compimento all’incirca nel terzo decennio del Novecento, allorché il modello dell’atomo che abbiamo descritto (basato sull’introduzione di ipotesi talvolta “ad hoc”) trovò conferma e giustificazione organica nel quadro della neonata Meccanica quantistica. 

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