Re: rompicapo per esperti

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Fri, 22 Mar 2002 19:03:55 +0100

Zorag Sorry ha scritto:
> vorrei comprendere come l'interazione elettromagnetica avviene a mezzo
> dei fotoni.
> a riguardo ho alcuni dubbi che vorrei chiarire, in quanto non so se
> nascono da conoscenze che mi portano a errati ragionamenti, oppure
> semplicemente i soli ragionamenti sono errati:
Anche se non dici nulla circa il tuo livello di conoscenze e di studi,
da cio' che scrivi appare chiaro che la fonte delle tue informazioni sia
la divulgazione, che purtroppo su argomenti come questo diffonde idee
del tutto errate, e quel che e' peggio senza la minima avvertenza, tipo
"attenzione, qui stiamo pesantemente semplificando, non prendete alla
lettera cio' che segue", o simili.

Vedo anche che tu cerchi di sviluppare una specie di "teoria" sulla base
di alcune premesse semiintuitive; insomma, cerchi di ragionare partendo
da quel poco che sai.
Non voglio disapprovare il tentativo, ma occorre che tu sia consapevole
che hai in mano troppo poco per poter capire la fisica delle interazioni
elettromagnetiche a livello quantistico, ossia quella che i fisici
chiamano "elettrodinamica quantistica" (abbreviato QED).

Cerchero' quindi di mostrarti i punti principali dove il tuo "modello"
e' inadeguato. Non posso fare di piu'...
Posso rimandarti a un libro di Feynman, tradotto anche in italiano:
"QED, la strana teoria della luce e della materia" (Adelphi) e per una
trattazione diversa e molto piu' sommaria alla mia "Breve storia
dell'elettrodinamica quantistica" (purtroppo ancora incompleta) che
trovi in

http://astro.df.unipi.it/ElioFabri

(Nota: approfitto dell'occasione per segnalare che l'indirizzo del sito
WWW dove si trovano alcuni miei scritti divulgativi e' cambiato: ora e'
quello indicato qui sopra.)

> ...
> a1) suppongo che i fotoni saranno emessi sia dalla (particella) carica
> positivamente P che da quella carica negativamente N.
> Se cosi' non fosse, infatti, particelle dello stesso P-P oppure N-N non
> potrebbero interagire. ma se le particelle emesse sono sempre fotoni,
> dov'e' la differenza tra forza repulsiva e attrattiva (come fa una carica
> ad "accorgersi" del segno dell'altra)?
L'errore sta nella premessa: non e' vero che una carica emetta *sempre*
fotoni!
Una carica ferma (o in moto rettilineo uniforme) *non emette* fotoni
_reali_ (questo e' purtroppo un punto cruciale e delicato: v. dopo).
Solo una carica accelerata emette davvero fotoni: l'esempio piu'
immediato e' quello degli elettroni del cinescopio di un televisore, che
vengono frenati urtando lo schermo fluorescente. L'emissione di fotoni
(raggi X in questo caso) e' la ragione per cui si parla tanto (troppo)
di pericoli dei televisori, computer, ecc.
Altro esempio: gli elettroni che vanno avanti e indietro in qualsiasi
antenna radio, TV o anche del tuo telefonino. Di solito non si dice che
quelle antenne emettono fotoni, ma onde e.m.; pero' e' proprio la stessa
cosa.

Questi fotoni _reali_ trasportano energia e anche quantita' di moto;
percio' quando vengono assorbiti producono una "spinta" sull'oggetto che
li assorbe: la "pressione di radiazione".

> A3) i fotoni sono stati definiti i "quanti" del campo elettromagnetico.
> ma (a quanto mi risulta) i fotoni stessi sono carichi ed in movimento.
Quanto alla carica, ti risulta male: i fotoni non hanno carica (ne'
massa).

Non mi soffermo sulle domande successive, perche' i problemi essenziali
stanno in quelle gia' citate.
La causa della tua confusione (della quale non hai colpa, presumo; ne
hanno colpa i cattivi libri che hai letto) sta nel fatto che si dice
spesso che particelle cariche interagiscono attraverso lo scambio di
_fotoni virtuali_. E si dimentica di spiegare, anche perche' non e' per
niente semplice, il significato di quell'aggettivo "virtuali".
Non ci provo qui; mi limito a dirti che e' del tutto erroneo attribuire
ai fotoni virtuali proprieta' simili a quelle dei fotoni _reali_ di cui
ho parlato sopra. I fotoni virtuali hanno senso solo nel quadro di una
precisa teoria (QED, appunto) e non e' possibile farsene un'immagine
ragionevole senza entrare per bene nella teoria. *Le parole non
bastano*!!!

L'errore piu' grave che si puo' fare leggendo la (cattiva) divulgazione
e' credere di capire perche' si capiscono le parole (che dopo tutto sono
quelle della lingua italiana...). Ma in qualunque scienza, e in
particolare nella fisica teorica, le parole hanno un significato
preciso, che puo' essere capito solo in conseguenza di adeguato studio.
Del resto, cio' e' vero anche per parole piu' "semplici", come "massa" o
"energia", delle quali (forse) conosci il significato scientifico, che
e' stato stabilito molto piu' tempo fa (circa 150 anni per l'energia,
oltre 300 per la massa).
Ma le parole della "fisica moderna" sono incomprensibili e quindi
ingannevoli, in quanto legate a teorie assai piu' recenti, assai piu'
lontane dal senso comune.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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Received on Fri Mar 22 2002 - 19:03:55 CET

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