LA CRISI DELLA FISICA CLASSICA
Per parlare di CRISI DELLA FISICA CLASSICA è necessario conoscere cosa si intende per fisica classica.
Per FISICA CLASSICA si intende la fisica nota prima del ‘900:
- meccanica classica sviluppata da Newton, come la famosa EQUAZIONE DEL MOTO F = m a (1686): un corpo soggetto ad una forza si muove con un’accelerazione direttamente proporzionale alla forza applicata ed inversamente proporzionale alla massa (a = F / m); questa equazione ci consente di determinare, conoscendo le condizioni iniziali (posizione iniziale e velocità iniziale), dove si troveranno le particelle del sistema dopo un certo intervallo di tempo e con che velocità si muoveranno; è la sintesi del determinismo della fisica classica: note le forze e conoscendo lo stato iniziale del sistema sono in grado di dire qual è lo stato del sistema in un altro determinato istante di tempo;
- FORZE FONDAMENTALI:
- LEGGE DI GRAVITAZIONE UNIVERSALE: Fg = G M m / r2
- FORZA ELETTRICA E FORZA MAGNETICA: Maxwell riassume nelle sue famose 4 equazioni tutte le leggi descritte dalle forze elettriche e magnetiche (oggi note come forze elettromagnetiche in quanto le forze elettriche e quelle magnetiche sono aspetti diversi di uno stesso fenomeno); con Maxwell si è compreso anche che le onde elettromagnetiche non sono altro che il modo con cui le forze elettromagnetiche si propagano e che l’unica differenza che c’è tra le microonde, le onde radio, la luce visibile … non è altro che la lunghezza d’onda.
Una serie di osservazioni sperimentali (lo spettro del corpo nero (Planck 1900), l’effetto fotoelettrico, l’effetto Compton, comportamento a volte ondulatorio e a volte particellare dei corpi microscopici) avvenute tra la fine dell’800 e l’inizio del ‘900 hanno messo in luce che le leggi della fisica classica non erano in grado di dare una spiegazione a tali osservazioni. Ciò portò alla crisi della fisica classica.
Oggi, oltre alla forza gravitazionale ed elettromagnetica, sappiamo che esistono anche le FORZE DEBOLI (o forze nucleari deboli, responsabili del decadimento radioattivo degli atomi) e le FORZE FORTI (tengono legati protoni e neutroni all’interno dei nuclei).
Le equazioni di Maxwell sollevano un problema legato alla velocità della luce. Si pensava, infatti, che la velocità fosse relativa al sistema di riferimento utilizzato e quindi la velocità della luce che compare nell’equazione di Maxwell necessitava di un sistema di riferimento nel quale le equazioni di Maxwell fossero valide. Tale problema è stato superato con la teoria della relatività, le equazioni di Maxwell valgono in ogni sistema di riferimento e la velocità della luce è la stessa in ogni sistema di riferimento inerziale.
