Ci sono quasi ... (BIS)

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: 1998/10/04

Massimo Boninsegni ha scritto:
> Forse tu hai in mente un modo semplice per spiegare il gravitational
> redshift senza introdurre concetti tipo la massa del fotone. Benissimo, in
> tal caso fai bene a proporlo ai tuoi studenti. Ma talvolta non si ha
> scelta.
Non ho solo in mente, e non solo quello, ma tutta la relativita',
ristretta e generale.
Come ti ho detto, ci lavoro da 20 anni.
Ho scritto un libro, ha tenuto un gran numero di corsi di aggiornamento
per insegnanti, molte lezioni a studenti (liceali).
Non volevo fare dell'esibizionismo, ma era necessario per chiarire il
quadro.

Ne' posso accettare il "talvolta non si ha scelta".
Il nocciolo del problema e' che la gran parte dei fisici pensano che il
problema didattico non esista: dato (e non sempre concesso) che sanno la
fisica, ritengono di non dovere imparare a insegnarla.
Non ammettono che possa esistere una ricerca su questi problemi, che
qualcuno abbia capito cose che loro non hanno capito, ecc.

> Io sono un teorico dello stato condensato, e spesso mi capita di insegnare
> cose tipo il modello di Drude, in corsi introduttivi di fisica dello stato
> solido...
Si da' il caso che qualche anno fa ci siano state qui, tra coloro che
lavorano in ricerca didattica, grosse discussioni su questo punto
(relativamente a un insegnamento nella sc. secondaria). Percio' il
problema mi e' presente.

> Non e' pensabile che si debba porre la scelta: ``o fai le cose
> rigorosamente, partendo da principi primi, oppure meglio non fare
> niente''.
> Si finirebbe col non fare niente.
Su questo vedi dopo.

> Mi dirai : ``ma cosi' gli studenti pensano che gli elettroni in un metallo
> siano liberi''. Qualcuno forse lo pensera', ma se tu spieghi loro che
> *certi aspetti della fisica degli elettroni di conduzione in un metallo si
> possono qualitativamente capire assumendo che gli elettroni siano liberi*,
> secondo me fai una cosa ragionevole e legittima.
Qui ho dei dubbi.
Sto pensando soprattutto a un insegnamento di base, che non si propone
immediatamente scopi pratici.
Allora la cosa piu' importante non e' fornire un modello che in qualche
modo funziona, ma far capire gli aspetti essenziali del problema.
E nel comportamento degli elettroni in un metallo l'aspetto essenziale
sono le proprieta' quantistiche e la statistica di Fermi.
Ma questo diventerebbe un discorso un po' troppo lungo...

> Stesso discorso per altri concetti tipo la massa effettiva degli
> elettroni.
> E' chiaro che la massa di un elettrone e' quella che e' e non cambia se lo
> metti in un reticolo ionico. Pero' se e' utile avere un'immagine
> dell'elettrone in un reticolo ionico *come se* avesse una massa effettiva
> che dipende dalla direzione del moto, perche' non proporla, anche
> didatticamente?
Di nuovo, dipende dal livello a cui pensi.
Al livello preuniversitario direi che questo aspetto non si presenta.
In un corso universitario puoi benissimo dire che in una banda la
relazione fra impulso ed energia per piccoli impulsi e' quadratica,
quindi...

> Dove ho scritto che staresti parlando a vanvera?
No, tu non l'hai scritto ne' io ho pensato che lo pensavi...
Volevo solo sottolineare che per me non erano discorsi improvvisati.

> Per capire in che cosa consista la RG si deve studiare la RG. Se invece ci
> si forma un'idea mentale pensando che, come risultato della RG, il fotone
> si comporta in un campo gravitazionale come se avesse una massa xyz e
> questo causa uno spostamente in frequenza, secondo me non si sta
> commettendo alcun peccato, purche' ovviamente ci si renda conto della
> limitazione di questo ragionamento.
Appunto. Uno dei difetti di questi approcci "modellistici" e' che chi lo
propone sa bene (spero) in quali limiti e' proponibile. Chi impara non
ha gli strumenti per capire questo, e di solito lo prende in modo
acritico. "Einstein ha detto che un fotone ha massa hf/c^2"...
Ma soprattutto: a me non sembra importante che uno debba sentire una
spiegazione come che sia del perche' c'e' il redshift.
La RG ha un valore concettuale, anche filosofico, enorme, e percio'
dovrebbe essere un obbiettivo culturale *in quanto tale*.
Occorre far capire che cosa significa cambiare il punto di vista su
spazio e tempo, e sue relazioni con la materia; non singoli particolari
effetti come il redshift.

L'opinione diffusa e' che questo sia impossibilie, quindi ci si rinuncia
e ci si limita a un po' di fatterelli. Il risultato lo puoi vedere anche
in questo NG, dove appare chiaro che nessun, al di fuori di alcuni
fisici (certo non tutti) ha idea di che cosa realmente sia la RG.
Dato che gran parte del mio lavoro negli ultimi anni e' stato proprio a
risolvere questa difficolta', non posso accettare un atteggiamento
conservatore e rinunciatario.
Anche se non mi nascondo che le cose non sono semplici.
Non tanto per una difficolta' intrinseca, quanto perche' l'insegnamento
lo fanno gli insegnanti, e cambiare la testa a molti insegnanti e' quasi
un'impresa disperata :-(.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica
Universita' di Pisa
Received on Sun Oct 04 1998 - 00:00:00 CEST