santinis_at_mican.lv ha scritto:
> Ne approfitto per chiederti come viene calcolata la dimensione di
> un fotone, qualsiasi cosa sia, a seconda della frequenza di
> emissione. E' proporzionale alla lunghezza d'onda?
>
> La mia radio fm preferita a 100 MHz (3 metri circa di lunghezza
> d'onda), spara in giro fotoni di che dimensione?
Belle domande!
Il difficile e' dare le risposte :-))
Come mi pare di avere gia' detto, il concetto di "dimensione" a questo
livello dipende dal contesto: non ha un significato univoco.
Per esempio si puo' dire che in un certo senso la l. d'onda e' una
buona definizione di dimensione.
Questo vale per es. quando ci si pone il problmea della piu' piccola
grandezza che si puo' distinguere con uno strumento ottico.
Un microscopio che lavora in luce vivisilbe non puo' "risolvere"
distanze che siano molto minori della l. d'onda della luce che usa.
E' per questo che sono stati inventati i microscopi elettronici.
Ma in altro contesto sono piu' importanti quelle che si chiamano
"lunghezza di coerenza" e "larghezza di coerenza".
(In realta' i fisici parlano piuttosto di coerenza temporale e
coerenza spaziale, ma e' la stessa cosa.)
Prendiamo la tua radio FM: la lunghezza di coerenza si calcola
facilmente sapendo che la larghezza di banda in FM e' mi pare 150 kHz,
che in tempo corrisponde a circa 7 microsecondi.
In questo tempo un'onda e.m. percorre 2 km, e questa e' appunto la
lunghezza di coerenza.
A che serve? Come la si potrebbe misurare?
Risposta: con un'esperimento d'interferenza.
Immagina che dal trasmettitore al tuo ricevitore la radiazione possa
arrivare per due strade: quella diretta oppure riflettendosi su una
parete.
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. .
. .
. .
T --------------------------------------------------------- R
A seconda delle differenza dei percorsi, i due segnali potranno
interferire costruttivamente (e tu riceverai un segnale piu' forte) o
distruttivamente (e allora riceverai un sengale debole o nullo.
Come probabilmente sai, l'interf. e' costruttiva se la differenza di
cammino e' un multiplo della l. d'onda (3 metri). Quindi spostando il
ricevitore potresti sentire questi massimi e minimi.
Ma se la differenza di cammino supera la l. di coerenza (2 km)
l'interferenza non c'e' piu'.
In termini di fotoni, si puo' dire che il fotone, che *prende
simultanealmnete i due cammini*, non puo' piu' interferire con se
stesso.
(Lo so che ho scritto una cosa sconcertante, ma e cosi' che stanno le
cose quando si ragiona sui fotoni...)
Ci sarebbe poi da dire che in realta' l'emissione della tua radio FM
consiste si' di fotoni (in numero sterminato) ma che formano nel loro
insieme un aggregato ancora piu' sconcertante, che si chiama "stato
coerente".
Pero' esperimenti dello stesso tipo si possono fare anche in
condizioni in cui i fotoni viaggiano davvero uno per uno; e la l.
di coerenza si vede allo stesso modo.
Ora dovrei spiegare che cos'e' invece la "larghezza di coerenza", ma
per stasera ho consumato il tempo che posso dedicare a queste cose...
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Elio Fabri
Received on Wed Nov 09 2005 - 21:22:09 CET