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Luce come onda elettromagnetica
Maxwell afferma che la luce è un particolare tipo di onda elettromagnetica che nasce da una rapidissima oscillazione di cariche elettriche -
Nuovo modello per l'atomo di idrogeno di Bohr
Bohr scopre che l'emissione di luce, da parte degli atomi, deve avere a che fare con gli elettroni che ruotano intorno al nucleo e che l'energia non viene emessa o assorbita con continuità ma per piccole quantità definite. Egli osserva che l'elettrone percorre solo determinate orbite circolari (stazionarie), senza assorbire o emettere energia, a cui corrispondono determinati valori energetici. -
Il numero quantico di spin
I tedeschi Stern e Gerlach scoprono che l'elettrone può trovarsi in due diversi stati energetici. Gli elettroni sono associati a un piccolo campo magnetico e quando sono immersi in un campo magnetico esterno, possono disporsi solo in due modi, cioè parallelamente e antiparallelamente al campo stesso, con la conseguente differenziazione della loro energia. Questa proprietà intrinseca dell'elettrone è detta "spin" -
La materia ha un doppio comportamento corpuscolare e ondulatorio
De Broglie ipotizza che il doppio comportamento della luce sia una proprietà caratteristica della materia e associa a ogni particella in movimento un'onda, che chiama onda di materia. Egli associa a ciascun fotone una quantità di moto come a una normale particella di materia e il valore della quantità di moto dipende dalla lunghezza dell'onda elettromagnetica con cui si propaga. -
Principio di esclusione di Pauli
Pauli scopre che un orbitale può descrivere lo stato quantico di due soli elettroni; essi devono avere spin opposto, cioè antiparallelo. -
L'equazione d'onda di Erwin Schrödinger
Così come un'onda elettromagnetica anche le onde che si propagano con l'elettrone in moto nell'atomo possono essere descritte da una funzione matematica, la cosiddetta equazione d'onda. Essa presenta come soluzioni, anziché dei numeri, delle funzioni d'onde, ossia delle funzioni delle tre coordinate spaziali. Questa funzione consente di determinare la probabilità di presenza dell'elettrone in ogni punto dello spazio da esso attraversato. -
Conferma dell'ipotesi di de Broglie
Due fisici statunitensi Davisson e Germer confermano l'ipotesi di de Broglie. Un fascio di elettroni, dotati di una certa velocità e inviati contro un bersaglio metallico, forma una figura di diffrazione che corrisponde esattamente a quella prevista associando agli elettroni la lunghezza d'onda ricavata dalla relazione di de Broglie -
Principio di indeterminazione di Heisenberg
Heisenberg afferma che la precisione con cui si può misurare la posizione di una particella in un dato istante è inversamente proporzionale alla precisione con cui si può misurare contemporaneamente la sua quantità di moto. In sostanza, non potremo mai conoscere contemporaneamente la posizione e la velocità di una particella come l'elettrone