ISTITUTO TECNICO COMMERCIALE "FRANCESCO CARRARA" LUCCA

UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI FIRENZE DIPARTIMENTO DI ENERGETICA

Pagine realizzate da M. Pucci . testi di S. Gratziu foto di M. Landi

Tubi di scarica

L'elettrone

Gli "atomi di carica elettrica" furono postulati già da Michael Faraday allo scopo di spiegare il fenomeno dell'elettrolisi. L'idea fu ripresa da New Roman, fu stabilito che la presenza dell'elettrone era necessaria per spiegare molti fenomeni fisici come l'emissione termoionica, l'effetto fotoelettrico e la radioattività. Negli stessi anni Robert Millikan (1868 - 1953) riusciva a misurare con grandissima precisione la carica dell'elettrone e la sua massa. Nel 1924 Louis de Broglie avanzò l'ipotesi che l'elettrone possedesse anche proprietà ondulatorie. Su questa ipotesi Erwin Schroedinger fondò la nuova meccanica ondulatoria. Nel 1927 Clinton Davisson (1881 - 1958), Lester Germer (1896 - 1971) e George P.Thomson (1892 - 1975) verificarono sperimentalmente le proprietà ondulatorie dell'elettrone. Nel frattempo Samuel Goudsmit (1902 - 1978) e George Uhlenbeck (1900 - ) introdussero lo spin. Il lavoro di Paul Dirac "The relativistic theory of the electron" del 1928 inquadrò tutte le ipotesi ed i dati sperimentali nella giustamente celebre "equazione di Dirac".

I raggi X

I raggi X sono onde elettromagnetiche la cui lunghezza d'onda è circa 3 volte quella della radiazione visibile. Essi vengono prodotti dalla forte decelerazione degli elettroni nelle collisioni con i nuclei atomici e dalle transizioni degli elettroni nelle orbite più profonde all'interno degli atomi. Essi furono scoperti da W.C.Roentgen (1845 - 1923) nel 1895 bombardando un bersaglio metallico con un fascio di elettroni (raggi catodici) emessi dal catodo di un tubo di scarica contenente gas rarefatto. A causa della loro piccolissima lunghezza d'onda essi interagiscono debolmente con la materia. Dopo che nel 1912, Max von Laue (1879 - 1960) osservò che un fascio di raggi X mostra effetti di interferenza passando attraverso un cristallo, risultò chiaro che essi differiscono dalla luce solo per quanto riguarda la lunghezza d'onda. La disposizione regolare degli atomi nel reticolo cristallino simula un reticolo di diffrazione. Lo stesso risultato fu ottenuto da W.L.Bragg (1890 - 1970) analizzando la riflessione dei raggi X. Egli ricavò la loro lunghezza d'onda dalla conoscenza della direzione dell'interferenza costruttiva e dalla distanza tra i piani reticolari (legge di Bragg). Viceversa la figura di diffrazione può essere utilizzata per ricavare la struttura del cristallo (cristallografia a raggi X di W.H.Bragg (1862 - 1942)). postulati già da Michael Faraday allo scop Tubi di scarica L'elettrone Gli "atomi di carica elettrica" furono postulati già da Michael Faraday allo scopo di spiegare il fenomeno dell'elettrolisi. L'idea fu ripresa da william Crookes (1832 - 19199 e da Arthur Schuster (1851 - 1934) i quali erano convinti che i raggi catodici generati nei loro esperimenti fossero fasci di particelle cariche negativamente. Nel 1897 l'esistenza dell'unità discreta di carica fu stabilita da J.J.Thomson. Usando campi elettrici e magnetici incrociati nei tubi di scarica egli dimostrò che i raggi catodici erano formati di particelle cariche in moto a velocità molto minore di quella della luce e misurò il rapporto tra la loro massa e la loro carica. J.J.Thomson ammise che il valore della carica della particella fosse identico a quello che G.Johnstone Stoney (1826 - 1911) trovò nel 1891 essere portato dagli ioni degli elementi monovalenti nell'elettrolisi. In tal modo riuscì a valutare anche la massa della particella alla quale, usando il nome già introdotto da Stoney, venne dato il nome di elettrone. Ben presto ad opera di Hendrik Lorentz, Philipp Lenard (1862 - 1947), Henry Becquerel (1852 - 1908) ed Ernest Rutherford (1851 - 1937), fu stabilito che la presenza dell'elettrone era necessaria per spiegare molti fenomeni fisici come l'emissione termoionica, l'effetto fotoelettrico e la radioattività. Negli stessi anni Robert Millikan (1868 - 1953) riusciva a misurare con grandissima precisione la carica dell'elettrone e la sua massa. Nel 1924 Louis de Broglie avanzò l'ipotesi che l'elettrone possedesse anche proprietà ondulatorie. Su questa ipotesi Erwin Schroedinger fondò la nuova meccanica ondulatoria. Nel 1927 Clinton Davisson (1881 - 1958), Lester Germer (1896 - 1971) e George P.Thomson (1892 - 1975) verificarono sperimentalmente le proprietà ondulatorie dell'elettrone. Nel frattempo Samuel Goudsmit (1902 - 1978) e George Uhlenbeck (1900 - ) introdussero lo spin. Il lavoro di Paul Dirac "The relativistic theory of the electron" del 1928 inquadrò tutte le ipotesi ed i dati sperimentali nella giustamente celebre "equazione di Dirac". I raggi X I raggi X sono onde elettromagnetiche la cui lunghezza d'onda è circa 10-3 volte quella della radiazione visibile. Essi vengono prodotti dalla forte decelerazione degli elettroni nelle collisioni con i nuclei atomici e dalle transizioni degli elettroni nelle orbite più profonde all'interno degli atomi. Essi furono scoperti da W.C.Roentgen (1845 - 1923) nel 1895 bombardando un bersaglio metallico con un fascio di elettroni (raggi catodici) emessi dal catodo di un tubo di scarica contenente gas rarefatto. A causa della loro piccolissima lunghezza d'onda essi interagiscono debolmente con la materia. Dopo che nel 1912, Max von Laue (1879 - 1960) osservò che un fascio di raggi X mostra effetti di interferenza passando attraverso un cristallo, risultò chiaro che essi differiscono dalla luce solo per quanto riguarda la lunghezza d'onda. La disposizione regolare degli atomi nel reticolo cristallino simula un reticolo di diffrazione. Lo stesso risultato fu ottenuto da W.L.Bragg (1890 - 1970) analizzando la riflessione dei raggi X. Egli ricavò la loro lunghezza d'onda dalla conoscenza della direzione dell'interferenza costruttiva e dalla distanza tra i piani reticolari (legge di Bragg). Viceversa la figura di diffrazione può essere utilizzata per ricavare la struttura del cristallo (cristallografia a raggi X di W.H.Bragg (1862 - 1942)). postulati già da Michael Faraday allo scop

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