SCIENZA A SCUOLA

Esperienze scolastiche


Considerazioni sulla quantizzazione dei sistemi che contengono degli elementi identici

Nuovo Cimento 1, 145-152 (1924)) - [ Note e Memorie vol I, pag. 125 ]
In questo lavoro mi propongo di mostrare come ci siano delle ragioni che inducono a credere che l'insuccesso [delle regole di quantizzazione di Sommerfeld per atomi più complessi dell'idrogeno] sia dovuto piuttosto all'insufficienza delle condizioni di Sommerfeld a calcolare le orbite statiche di quei sistemi che, indipendentemente dall'ammettere o no la separazione delle variabili, contengono alcune parti identiche (nel caso dell'atomo di elio per esempio i due elettroni sono tra di loro indistinguibili). Che delle modificazioni delle leggi quantistiche si possono rendere necessarie in conseguenza dell'essere il sistema da quantizzare costituito da elementi identici appare in qualche caso molto plausibile [ ... ]

dal commento di F. Rasetti:   Questo articolo è importante soprattutto perché mostra che Fermi si è interessato al paradosso di Gibbs e alla costante assoluta di entropia, almeno due anni prima di scrivere il suo celebre articolo sulla statistica del gas ideale. Egli mostra che in sistemi con particelle identiche, come l'atomo di elio, il periodo completo sul quale deve essere esteso l'integrale di Sommerfeld dovrebbe corrispondere alla copia di uno stato indistinguibile da quello iniziale, anche se i due stati differiscono classicamente in quanto le due particelle hanno posizioni scambiate. .... Notiamo ancora in questo articolo un un andamento di idee che mostra come cercasse di individuare qualcosa di mancante (il principio di esclusione). Non appena questo fu scoperto da Pauli egli sviluppò subito su di esso la nuova statistica e da un punto di vista relativamente indipendente dal contemporaneo sviluppo della meccanica quantistica.

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Sui principi della teoria dei quanti

Rend. Seminario matematico Università di Roma, 8, 7-12 (1925) - [ Note e Memorie vol I, pagg. 138 - 139 ]
La teoria dei quanti si basa su due principii fondamentali, che si possono enunciare come segue:
  1. il moto di un sistema atomico è un moto meccanicamente possibile (cioè calcolabile mediante le solite leggi della meccanica e la legge di Coulomb); non però tutti i moti meccanicamente possibili possono essere effettivamente effettuati dal sistema, ma soltanto una successione discreta di essi, detti quantici o statici; ...
  2. finché il sistema descrive un moto statico non si ha irradiazione di energia (contrariamente ai risultati della elettrodinamica classica). L'irradiazione dell'energia è invece sempre legata al processo, non meccanico, del salto dell'elettrone da un moto quantico ad un altro; ....

Questi due principi possono considerarsi come ormai sperimentalmente accertati, specialmente dalle e della sua scuola sopra i potenziali di ionizzazione, con le quali esperienze si sono potuti misurare direttamente i livelli di energia, e verificare quindi la (1). [...]

dal commento di E. Segré: Il "Periodico di Matematiche" era una rivista diretta da F. Enriques e rivolta alle necessità degli studenti della scuola secondaria superiore. Enriques, sebbene non fosse un fisico, insistette molto affinché la riviste si occupasse non solo di matematica ma anche, a un livello elementare, con gli aspetti più moderni della fisica. Si può presumere, pertanto, che questi due articoli siano stati sollecitati a Fermi da Enriques, che aveva una grande opinione del giovane fisico.

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Sopra la teoria dei corpi solidi

Periodico di matematiche, 5, 264-274 (1925) - [ Note e Memorie vol I, pag. 171 ]

Il carattere che distingue. dal punto di vista cinetico, un corpo solido da un fluido, consiste essenzialmente nel fatto che, mentre gli atomi di quest'ultimo nel loro moto termico possono allontanarsi assai considerevolmente dalla posizione da essi inizialmente occupata, quelli del primo oscillano invece continuamente attorno a una posizione di equilibrio. La ragione di questo diverso comportamento si deve naturalmente ricercare nel differente rapporto che esiste nei due casi tra l'energia cinetica del moto termico degli atomi, e l'energia delle forze che tendono a mantenerli nelle loro posizioni di equilibrio.

I problemi fondamentali della teoria cinetica dei corpi solidi si possono si possono ridurre sostanzialmente a due. Il primo si propone la determinazione del moto termico degli atomi, ammettendo provvisoriamente che le forze che agiscono tra di essi siano quasi elastiche, mentre il secondo ha invece per oggetto la determinazione della natura effettiva di queste forze. [ ... ]

dal commento di E. Segré: A quel tempo Fermi teneva parecchie letture per i Seminari Matematici all'Università di Roma e parte degli articoli corrispondono alle letture. A quel tempo non si tenevano seminari di fisica all'Università di Roma.

Pauli, Heisenberg e Fermi
 
Spettro continuo, di emissione e di assorbimento