Quanti e fotoni

Con l’avvento della teoria dei quanti nulla fu più come prima. All’inizio del XX secolo si era ormai capito che le leggi di Newton e le equazioni di Maxwell, per quanto riuscissero a descrivere incredibilmente bene il moto dei pianeti o il comportamento della luce, non erano in grado di spiegare un’intera classe di fenomeni. Erano assolutamente incapaci di dire perché certi materiali conducono l’elettricità, perché i metalli fondono a determinate temperature, perché i gas, quando sono riscaldati, emettono luce, o perché certe sostanze diventano superconduttrici a temperature molto basse – tutte questioni che richiedono una conoscenza della dinamica interna degli atomi. I tempi erano maturi per una rivoluzione che avrebbe messo fine a duecentocinquanta anni di fisica newtoniana, annunciando il parto travagliato di una fisica nuova.
Nel 1900, in Germania, Max Planck suggerì la possibilità che l’energia non fosse una quantità continua, come credeva Newton, ma che andasse descritta in termini di “quanti”, pacchetti di energia caratterizzati da valori discreti. Pochi anni dopo, nel 1905, Einstein postulò che la luce fosse formata da questi pacchetti discreti, battezzati poi “fotoni”. Con questa idea, semplice ma potente, Einstein riuscì a spiegare l’effetto fotoelettrico, quel fenomeno per cui quando proiettate luce su un metallo quest’ultimo emette degli elettroni. Oggi l’effetto fotoelettrico e i fotoni sono alla base della TV, dei laser, delle celle solari e di gran parte dell’elettronica moderna.

 

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