impenetrabilita dei corpi
Mario Bidello (esterna)
Come si giustifica il principio di impenetrabilita dei corpi visto che le
molecole che li compongono non sono vicine le une alle altre ma poste ad una
certa distanza?
Cioč, perche i corpi non entrano uno nell'altro visto che buona parte dello
spazio occupato da un corpo č vuoto?
Grazie per le risposte.
Francesca
Franco
Mario Bidello (esterna) wrote:
> Ho un quesito da porre:
> Come si giustifica il principio di impenetrabilita dei corpi visto che le
> molecole che li compongono non sono vicine le une alle altre ma poste ad una
> certa distanza?
non sono poi cosi` distanti. Se guardi il raggio atomico (che e` gia` un
casino da definire) e la distanza atomo-atomo, vedi che di spazio libero
di solito ce n'e` poco.
Quello che e` praticamente vuoto e` ciascun singolo atomo, il nucleo e`
molto piccolo rispetto al raggio dell'atomo (almeno cosi` mi dicevano in
liceo).
> Cioè, perche i corpi non entrano uno nell'altro visto che buona parte dello
> spazio occupato da un corpo è vuoto?
Repulsione elettrostatica direi. Quando avvicini un corpo a un altro,
gli strati elettronici esterni si respingono, e da qui hai
l'incompenetrabilita`. La cosa in realta` e` piu` complicata, non so a
che livello volevi la risposta.
Ciao
--
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
Elio Fabri
Io aggiungerei solo che trovo curioso che si parli ancora di "principio
d'impenetrabilita'"
A me fa molto fisica dell'800...
In realta' non esiste una vera e propria impenetrabilita', per piu'
ragioni: a parte gas e liquidi dove le cose vanno proprio diversamente
(miscele, soluzioni) anche nei solidi l'impenetrabilita' non e'
assoluta. Se metti a stretto contatto due solidi, e se la temperatura e'
suff. alta, si produce una "diffusione" e gli atomi si mescolano.
Questo processo e' molto importante nella fabbricazione dei dispositivi
a stato solido.
Inoltre a pressioni abbastanza alte le cose possono cambiare parecchio:
pensa a quello che succede in certe stelle (nane bianche, stelle di
neutroni...).
Voglio dire che l'impenetrabiita' non e' niente di assoluto: e' un
comportamento della materia allo stato solido e in certe condizioni di
temperatura e pressione.
-------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
-------------------
Enrico SMARGIASSI
> Quello che e` praticamente vuoto e` ciascun singolo atomo, il nucleo e`
> molto piccolo rispetto al raggio dell'atomo (almeno cosi` mi dicevano in
> liceo).
Piu' ci penso e piu' mi convinco che questa affermazione della
"materia come spazio quasi vuoto", cosi' spesso ripetuta, e' una
di quelle concezioni molto diffuse nella divulgazione ma di
significato in realta' molto problematico.
A me risulta che tutte le particelle considerate elementari
abbiano raggio nullo; in un senso cartesiano secondo cui la
materia e' "res extensa" allora essa e' *completamente* vuota,
visto che un insieme numerabile di punti ha comunque misura
nulla. E questo vale anche per il nucleo, che e' composto da
particelle puntiformi... se e' "quasi vuoto" l'atomo lo e' anche
il nucleo.
Ma poi, che cosa intendiamo per "spazio vuoto"? L'atomo in un
certo senso non e' affatto vuoto: e' pieno delle funzioni d'onda
degli elettroni. Non e' il caso di entrare in una discussione
filosofica sulla realta' delle f. d'o., ma faccio notare che ai
fini dell'impenetrabilita' dei corpi una parte non indifferente
la gioca il Principio d'Esclusione, che dipende proprio dalle
funzioni d'onda e che agirebbe anche in assenza di interazioni.
--
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia
songohan
> Voglio dire che l'impenetrabiita' non e' niente di assoluto: e' un
> comportamento della materia allo stato solido e in certe condizioni di
> temperatura e pressione.
Penso che queste parole dicano tutto circa la validità relativa delle
osservazioni :-)
Franco
Enrico SMARGIASSI wrote:
> Franco wrote:
>
>
>>Quello che e` praticamente vuoto e` ciascun singolo atomo, il nucleo e`
>>molto piccolo rispetto al raggio dell'atomo (almeno cosi` mi dicevano in
>>liceo).
>
>
> Piu' ci penso e piu' mi convinco che questa affermazione della
> "materia come spazio quasi vuoto", cosi' spesso ripetuta, e' una
> di quelle concezioni molto diffuse nella divulgazione ma di
> significato in realta' molto problematico.
L'avevo premesso che me lo avevano detto in liceo :-)
>
> A me risulta che tutte le particelle considerate elementari
> abbiano raggio nullo; in un senso cartesiano secondo cui la
> materia e' "res extensa" allora essa e' *completamente* vuota,
> visto che un insieme numerabile di punti ha comunque misura
> nulla. E questo vale anche per il nucleo, che e' composto da
> particelle puntiformi... se e' "quasi vuoto" l'atomo lo e' anche
> il nucleo.
A parte i problemi di divergenza della densita`, credo che le
indicazioni sul diametro del nucleo siano state ricavate dall'area
equivalente che mostrano durante le collisioni, ad esempio con neutroni.
> Ma poi, che cosa intendiamo per "spazio vuoto"? L'atomo in un
> certo senso non e' affatto vuoto: e' pieno delle funzioni d'onda
> degli elettroni. Non e' il caso di entrare in una discussione
> filosofica sulla realta' delle f. d'o., ma faccio notare che ai
> fini dell'impenetrabilita' dei corpi una parte non indifferente
> la gioca il Principio d'Esclusione, che dipende proprio dalle
> funzioni d'onda e che agirebbe anche in assenza di interazioni.
Quindi vorrebbe dire che quando avvicini due corpi, alcuni elettroni
devono salire di energia ad occupare dei livelli ancora liberi per non
avere lo stesso stato?
Enrico SMARGIASSI
> L'avevo premesso che me lo avevano detto in liceo :-)
Non prenderla sul personale :-)
> A parte i problemi di divergenza della densita`, credo che le
> indicazioni sul diametro del nucleo siano state ricavate dall'area
> equivalente che mostrano durante le collisioni, ad esempio con neutroni.
Indubbiamente, ma allo stesso modo si puo' misurare il diametro
dell'atomo. Perche' considerare l'atomo quasi vuoto ed il nucleo
no? Entrambi sono composti da particelle puntiformi.
> Quindi vorrebbe dire che quando avvicini due corpi, alcuni elettroni
> devono salire di energia ad occupare dei livelli ancora liberi per non
> avere lo stesso stato?
In un certo senso penso si possa dire cosi', anche se nei casi
reali ci sono diverse complicazioni: a) l'interazione tra
particelle, b) il fatto che gli autostati dell'Hamiltoniana
cambiano, ecc..
Prendi un caso giocattolo: due fermioni non interagenti in una
scatola cubica a T molto bassa. Questi eserciteranno una certa
pressione sulle pareti della scatola. Aggiungi altri due fermioni
ad essi identici: classicamente la pressione raddoppierebbe.
Invece diventa piu' del doppio, e la differenza e' dovuta a
Pauli. Non mi sembra sbagliato chiamare questo effetto
"impenetrabilita', parziale, dei corpi".
Elio Fabri
> Indubbiamente, ma allo stesso modo si puo' misurare il diametro
> dell'atomo. Perche' considerare l'atomo quasi vuoto ed il nucleo
> no? Entrambi sono composti da particelle puntiformi.
Per una particella alfa gli elettroni "non ci sono", mentre lo
scattering e' dovuto al nucleo.
A quel tempo il fatto che l'atomo fosse "vuoto" fece giustamente
sensazione...
Meno giustificato che queste cose continuino a ripetersi con poco senso
critico.