Re: frequenza doppler ed energia del fotone.

From: Woodridge <woodridge_at_libero.it>
Date: Fri, 5 Jul 2002 19:13:58 +0000 (UTC)

"luciano buggio" wrote in message:

> ... ma allora convieni con me che l'energia (energia
> di estrazione, di eccitazione, quella della formula di Plank) non e'
> necessariamente correlata alla frequenza ed alla lunghezza dell'onda? Che
> in particolare (e' la domanda con cui ho aperto questo Thread) non lo e'
> nell'effetto doppler?
> Che ne pensi veramente?

"Elio Fabri" replied:

> Spiacente, non ho seguito il thread.
> Ma non convengo affatto con te...
> Energia, frequenza, lunghezza d'onda (nel vuoto) sono intrinsecamente
> legate.

"luciano buggio" wrote again:

> Non mi pare che siano intrinsecamente legate, l'energia del fotone
> (considerata come capacit� di eseguire lavoro, e misurata in Joul) e la
> frequenza (misurata in cicli al secondo.
> Infatti quando la sorgente � in moto le righe di emissione si formano lo
> stesso, per quanto spostate.
> Ci� vuol dire che l'energia del fotone � rimasta la stessa, altrimenti non
> avrebbe potuto trasferire gli elettroni tra i competenti livelli orbitali
> degli atomi sullo schermo in cui si forma lo spettro, pur essendo variata
> per effetto doppler la frequenza dell'onda associata.
> Che cosa pensi di questo?
> Dove ho sbagliato?

Continui ad avere una certa confusione.
La fenomenologia che citi (righe emesse dalla sorgente in moto
spostate...) e' vera, ma non implica minimamente le conclusioni a cui
pervieni.
Seguimi: la sorgente (la specie chimica emettente) e' in moto RISPETTO
ad un osservatore. La sorgente emette fotoni di frequenza f ed
energia E=hf, ed E e' la differenza di energia tra i livelli energetici
della sorgente tra cui avviene la transizione che causa l'emissione.
Semplice fino a qua, giusto?
Ora, quello che accade e' che la sorgente (dal punto di vista di un
ipotetico diavoletto di Maxwell seduto su essa) emette esattamente come
deve fare, cioe' con la modalita' detta sopra (levels space = E = hf),
cioe', per usare un'espressione che ti piace, "come se fosse ferma"
(brutta espressione, non mi piace, dal suo punto di vista la sorgente e'
ferma... ma forse cosi' ci capiamo, ok?).
Semplicemente l'osservatore rispetto al quale la sorgente e' in moto (fa
lo stesso se dico l'osservatore in moto rispetto alla sorgente; capisci
ora perche' non mi piace l'espressione di prima?) "percepisce", MISURA,
una frequenza diversa f', e un'energia del fotone diversa E' (le righe
spostate...), ma e' sempre E'=hf'!! Ecco il legame intrinseco tra
energia e frequenza, non si tocca con l'effetto Doppler!
Quindi, dove hai sbagliato? L'energia del fotone EMESSO resta
effettivamente "la stessa" (come dici tu) quale conseguenza del
"trasferimento degli elettroni tra gli orbitali" (come dici tu). E'
l'osservatore che ne misura una differente.
Vogliamo essere ancora piu' chiari? E piu' pertinenti con quanto chiedi?
Allora, la tua sorgente "in moto" ha emesso il fotone f, misurato f'
dall'osservatore "fermo". Come lo si misura? Immagina che l'osservatore
abbia con se' una copia della sostanza emettente, che quindi assorbe
(come emette) a frequenza f. Ebbene, l'osservatore deve constatare che
il fotone non viene assorbito! Perche'? Perche' la sostanza assorbe ad
f, non ad f'! E questo fotone ora "e' visto" possedere una frequenza f',
non f!! E' vero dunque, come dici tu, che occorre la giusta frequenza
per avere la transizione elettronica da un orbitale all'altro nella
sostanza emettente o assorbente: e infatti, "l'assorbente fermo" non
assorbe il fotone emesso dall'identico "emettente in moto"! Questo e' il
caso ideale, poi ci sono gli allargamenti di riga... forget about.
In aggiunta, se l'osservatore si ritrova nel laboratorio una sostanza
diversa, che assorbe a frequenza f', notera' che questa sostanza invece,
"miracolosamente" (dal tuo punto di vista) assorbe il fotone!
Cosi', credo, si anticipa anche la tua domanda sulla verifica
sperimentale di questo fatto. Infatti, nota: io ho parlato di sostanze
assorbenti o emettenti ad una data frequenza f o f', ma cio' che
determina o meno l'assorbimento e/o l'emissione e' l'energia del fotone,
come tu hai giustamente osservato; quindi con l'esperimento precedente
tu stai effettivamente misurando lo spostamento in energia del fotone,
non quello in frequenza. Quello in frequenza lo puoi misurare... boh,
che so?... con un semplice esperimento di interferenza o diffrazione,
roba classica, da Esperimentazioni II per intenderci. Parola mia, i due
spostamenti lasciano valida la relazione di Planck, cioe':

E=hf
E->E', f->f', tali che:
E'=hf'

Stimolante discussione quella da te avviata, ma sarebbe ora che ti
convincessi... :-), mi pare di non essere stato il solo a sottolineare
queste cose. La teoria (peraltro semplice, consolidata, "standard") e'
pienamente confortata dall'esperienza a tutti i livelli.

Saluti

Woodridge


 


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Received on Fri Jul 05 2002 - 21:13:58 CEST

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