Alberto Rasà ha scritto:
> Per la descrizione semi-classica dell'effetto fotoelettrico io non
> la vedo così, per diversi motivi, i primi 2 che mi vengono in mente:
> 1. La descrizione standard con fotoni NON È la vera descrizione
> quantistica, che va fatta *con la QED*!
> 2. Il fatto che un campo classico ecciti un metallo in modo
> quantizzato ha profonde implicazioni fisiche.
>
> D'altro canto, quando si studia - Meccanica Quantistica 0 - che un
> elettrone in una buca di potenziale infinita, risolvendo
> Schrodinger, ha stati ad energia quantizzata, mica usi un potenziale
> di un campo quantizzato!
> Ci avevamo mai pensato, prima?
> (Me ne sono reso conto ora ;-) )
Meglio tardi che mai :-)
JTS ha scritto:
> Adesso però devi dimostrare che la descrizione standard dell'effetto
> fotoelettrico con fotoni è diversa da quella fatta con la seconda
> quantizzazione ... altrimenti non prendo per buono il motivo ;-)
Non ho partecipato a questa discussione per un paio di motivi:
1) Noie informatiche a un articolo che sto scrivendo: pare che una
recente distribuzione di TeX (TeXLive2021) non vada più d'accordo col
pacchetto epsf che uso da secoli per inserire le figure.
Non ho ancora risolto il problema, che mi ha fatto perdere un sacco di
tempo.
2) La settimana scorsa mi sono beccato l'influenza, che ha ridotto
quasi a zero la mia produttività. Ora almeno questo pare passato.
Però vi ho seguito, e ora vorrei solo rilevare quello che non mi
torna, essenzaialmente poca chiarezza nell'uso di certi termini.
So che cosa s'intende con QED (almeno spero).
Di fatto è l'unico campo realistico di QFT in cui ho lavorato, or sono
70 anni.
Dopo la tesi sulla rinormalizzazione alla Feynman, con Gatto e Liotta
cercammo di capire l'effetto Delbruck, ma il lavoro si spense senza
risultati.
Poi mi trasferii a Pisa per lavorare al progetto CEP, e addio QED.
Ma non credo sia cambiata.
So che cos'è la "teoria semiclassica": si tratta un sistema (atomo,
cristallo) in modo quantistico alla Schroedinger, eventualmente
introducendo in modo fenomenologico alla Pauli spin e momento magnetico
degli elettroni.
Il campo e.m. è introdotto nella hamiltoniana come perturbazione, come
campo dato, così come l'interazione elettrostatica tra elettroni e
nuclei.
Non so invece che cosa sia "la descrizione standard con fotoni".
Se intendete semplicemente l'idea di Einstein, che la radiazione e.m.
ha proprietà corpuscolari, questa non è una teoria: lo stesso E. lo
chiama "punto di vista euristico.
A proposito di questo, vorrei ricordare a chi non bbia mai letto
l'articolo del 1905 che E. non ricava i fotoni dall'effetto
fotoelettrico; al contrario deduce quali debbano essere le leggi
dell'effetto dall'esistenza dei fotoni.
E. deduce l'aspetto corpuscolare dalla radiazione dalle sue proprietà
termodinamiche.
Più esattamente, mostra che l'espressione dell'entropia al limite di
alte frequenze o basse temperature (limite di Wien) ha la stessa forma
data dalla meccanica statistica per un gas di particelle, se si prende
come numero di particelle N = E/(h*nu).
In un articolo del 1909 fa di più: mostra che le fluttuazioni
dell'energia consistono di due termini, uno dei quali può essere
interpretato come dovuto alle onde cui cui è composta la radiazione
termica, l'altro dal contributo delle particelle.
Sicuramente non è la prima volta che lo dico, ma se non volete
prendervi il disturbo di leggere gli articoli originali (anche uno di
cui parlo fra poco, del 1917) trovate riassunti procedimento e
risultati in
http://www.sagredo.eu/articoli/fotoni.pdf
(prima parte).
A proposito di ciò che non si spiega senza la QED, avete dimenticato
il fatto più importante: l'emissione spontanea.
In una teoria semiclassica, se non è presente un campo e.m. esterno un
atomo che si trovi in uno stato eccitato non irraggia: sta in uno
stato stazionario.
Invece in QED esiste un'ampiezza di transizione non nulla tra lo stato
di un atomo eccitato con zero fotoni presenti nel campo, e lo stato
fondamentale dell'atomo più un fotone della giusta energia.
Su questo punto non si darà mai la giusta importanza all'articolo di
E. del 1917, dove con un vero colpo di genio si dimostra che alcune
semplici ipotesi implicano, con argomenti di equilibrio statistico:
1) l'esistenza di tre fenomeni
- assorbimento
- emissione indotta
- emissione spontanea
con precise relazioni tra le rispettive probabilità.
2) l'esatta forma di Planck per la densità di energia della radiazione
nera.
3) La relazione di Bohr per la frequenza del fotone emesso o
assorbito: h*nu = E2 - E1.
Attenzione: E. *non usa* per questo la conservazione dell'energia!
--
Elio Fabri
Received on Sat Nov 18 2023 - 12:19:06 CET