Re: Interpetazione moderna della rifrazione

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Thu, 06 Mar 2003 20:43:19 +0100

Janus ha scritto:
> Nei testi di ottica fisica si parla spesso e diffusamente della natura
> quantistica dei fenomeni di interferenza e diffrazione. Non sono mai
> riuscito a trovare, invece, una spiegazione dell'interpretazione quantistica
> della rifrazione.
>
> Piu' precisamente, cosa si trova se si dispone una macchina sperimentale in
> grado di rilevare l'angolo di rifrazione del percorso di un singolo fotone
> lanciato in un mezzo trasparente? Non vedo come l'interpretazione classica
> del fronte d'onda distorto dal passaggio attraverso l'interfaccia possa
> valere in questo caso, ne' mi e' chiaro quali siano le conseguenze
> sull'interpretazione corpuscolare della luce...
Bella domanda...
Ti dico subito che il fenomeno sarebbe del tutto incomprensibile si si
vedesse un fotone come una specie di pallina piccolissima. Ma forse
questo lo sai gia', perche' in realta' con un'intepretazione puramente
corpuscolare non spiegheresti neppure l'interferenza (esperimento di
Young) che come certo sai e' stata verificata fin dal 1913, se ricordo
bene la data, da Taylor con singoli fotoni.

> Dato che sospetto che una spiegazione assolutamente rigorosa richieda
> un discorso sulle interazioni tra i fotoni e gli atomi del materiale,
> premetto che sono uno studente di 5^ liceo; e quindi le mie conoscenze
> in materia sono abbastanza relative....
Il problema non e' di essere "assolutamente" rigorosi, ma di mettere in
tavola i concetti necessari, e poi di ragionarci sopra. Piuttosto
difficile fare il tutto in una risposta non chilometrica in un NG...
Ti diro' solo che hai capito giusto: bisogna considerare l'effetto che
hanno sul fotone tutti gli atomi che costituiscono il mezzo rifrangente.
La rifrazione e' un fenomeno _collettivo_, nel senso che coinvolge un
gran numero di atomi, anche se il fotone e' uno solo. E questo gia'
suona strano, ma nel mondo quantistico cose strane come questa sono
all'ordine del giorno ;-)

Molto di piu' qui non posso dirti.
Se non lo conosci gia', ti consiglio il libro di Feynman: QED, dove
potrai imparare a ragionare su questi strani oggetti, sulle ampiezze,
ecc.
Ti anticipo che non ci troverai la risposta alla tua domanda, che e' un
po' piu' complicata di quello che Feynman poteva fare coi mezzi semplici
che aveva deciso di usare. Potrai pero' capire ad es. perche' la luce in
un mezzo ha una velocita' minore che nel vuoto; cosa, come certo sai,
strettamente legata alla rifrazione.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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Received on Thu Mar 06 2003 - 20:43:19 CET