Re: Statistica di Bose: perché così tardi?

From: Aleph <nospam_at_no_spam.com>
Date: Mon, 18 Oct 2004 10:56:08 +0200

Elio Fabri ha scritto:

> Aleph ha scritto:

...
> > E' vero che il concetto quantistico d'indistinguibilit� di particelle
> > identiche era ancora di l� da venire, ma nel 1905 si sapevano gi� molte
> > cose, vediamo quali:
> >
> > 1) era nota l'espressione che collega la densit� di energia del corpo nero
> > all'energia media degli "oscillatori" costituenti:
> >
> > u(nu,T) = (8*pi*nu^2/c^3)*<U> (*) ;

> Secondo me qui sbagli.

> La (*) era intesa come relazione tra la densita' d'energia della
> radiazione e 'l'energia media degli oscillatori _materiali_ in
> equilibrio statistico con essa.

E' esattamente quello che intendevo: nella mia frase "costituenti" si
riferisce al corpo nero e non alla radiazione che esso contiene.

I due concetti sono comunque collegati dal fatto che il primo membro della
(*) si riferisce proprio alla densit� di energia e.m. del corpo nero e dal
fatto che, una volta accettata l'ipotesi dei quanti, il valor medio
<U> � riferibile direttamente ai quanti del campo e.m.

> > 2) era nota l'espressione di Planck per la densit� di energia del
> > corpo nero:
> >
> > u(nu,T) = (8*pi*nu^2/c^3)*[h*nu/(exp(h*nu/k*T) - 1)] (**) ;
> OK

> > 3) era noto che la radiazione e.m. si componeva di quanti di
> > radiazione (fotoni) di energia E = h*nu ;

> Piano!
> Questo lo diceva solo Einstein, e per molto tempo e' stato solo a
> dirlo.
> Mi pareva di aver gia' citato in altra occasione un interessante brano
> (citato da Pais) del parere dato da Planck, Nernst, Rubens e Warburg
> nel 1913 per la nomina di E. a membro dell'Acc. prussiana delle
> Scienze:
...

Non trovo questo argomento affatto convincente e per pi� di una ragione.
Intanto perch� dal 1913 al 1924 ci sono ben 11 anni e in questi 11 anni il
concetto di fotone fu stato applicato diffusamente: basti pensare al
modello quantistico dell'atomo di Bohr, che data proprio al 1913, e che si
fonda proprio sull'assorbimento quantizzato dela radiazione e.m. .
Inoltre non dimentichiamo che Einstein vinse il premio Nobel nel 1921 "for
his services to Theoretical Physics, and **especially** for his discovery
of the law of the photoelectric effect": il fatto che l'Accademia delle
Scienze di Svezia, da sempre molto cauta nell'avallare la validit� di
nuove (presunte) scoperte scientifiche, conferisse nel 1921 il suo massimo
riconoscimento, con quella motivazione, � un chiaro segno di come il
concetto di fotone, ben prima di Compton, fosse ben accettato nella
comunit� dei fisici.
Tutto ci� senza considerare che lo stesso Einstein dal 1905 al 1917 aveva
continuato a teorizzare sulla stessa linea di pensiero ottenendo risultati
rimarchevoli.

...
> > 4) era nota la statistica classica di Boltzmann e la sua applicazione
> > al conteggio degli stati di un sistema di particelle classiche.
> >
> > Il confronto delle (*) e (**) consente di ricavare immediatamente
> > l'energia media del fotone di frequenza nu come:
> >
> > <U> = [h*nu/(exp(h*nu/k*T) - 1)] = E/(exp(h*nu/k*T) - 1) (3*)
> >
> > che nel limite di Wien diventa:
> >
> > <U> circa h*nu/exp(h*nu/k*T) = E*exp(-h*nu/k*T) = E*n(E) (4*) ,
> >
> > ovvero E per il numero d'occupazione medio classico.

> Ho gia' spiegato perche' il confronto che proponi non si poteva fare.

Forse vuoi dire che non avrebbe potuto farlo Planck, visto che lui non
credeva affatto alla quantizzazione del campo e.m., ma di l� al 1924 lo
avrebbero potuto fare tutti quei fisici, Einstein in testa, che alla
realt� dei fotoni credevano fortemente.

...
> Nota che la tua (3*) era stata scritta da Planck nel 1906, ma sempre
> per gli oscillatori materiali.

Mi pare strano che l'abbia scritta solo nel 1906, visto che la formula del
corpo nero era del 1900 e la (*) � ancora precedente.
Comunque la mia osservazione, espressa nel titolo del thread, non �
riferita a Planck, ma all'insieme dei fisici teorici che operarono sino
all'avvento di Bose.

> Quanto alle spiegazioni, tu chiedi se ci sarebbe arrivato Boltzmann,
> ma ovviamente e' una domanda "astorica"...
...

Certamente, questo non posso negarlo, infatti la mia pi� che una risposta
� una suggestione inverificabile.
Credo per� non sia "astorica" la domanda iniziale con cui ho intitolato il
thread.

Saluti,
Aleph



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Received on Mon Oct 18 2004 - 10:56:08 CEST

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