Evoluzione dei Modelli Atomici

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L'evoluzione dei modelli atomici ha segnato la fisica: dal solido indivisibile di Dalton, al 'panettone' di Thomson, al nucleo di Rutherford, fino agli orbitali di Schrödinger. Le onde elettromagnetiche, essenziali in molteplici tecnologie, sono fluttuazioni dei campi elettrici e magnetici che si propagano nello spazio, descritte dalla teoria di Maxwell.

Riassunto

Schema

Evoluzione dei Modelli Atomici

La nostra comprensione della struttura atomica si è evoluta significativamente grazie ai contributi di numerosi scienziati. Il modello atomico di Dalton, proposto all'inizio del XIX secolo, concepiva l'atomo come una sfera solida, indivisibile e indistruttibile, che rappresentava l'unità base della materia. Verso la fine del XIX secolo, il modello atomico di Thomson suggerì che l'atomo fosse composto da elettroni (particelle negative) immersi in una sfera di carica positiva, simile a un "panettone" con le "uvette" rappresentate dagli elettroni. Tuttavia, l'esperimento di Rutherford del 1911, che bombardava fogli sottili di oro con particelle alfa, rivelò che la maggior parte dell'atomo è spazio vuoto con un piccolo nucleo centrale denso e positivo, attorno al quale gli elettroni si muovono. Questo portò allo sviluppo del modello atomico di Rutherford. Nel 1913, Niels Bohr migliorò questo modello introducendo l'idea che gli elettroni orbitano il nucleo in orbite stabili e quantizzate senza irradiare energia, ma possono saltare da un'orbita all'altra emettendo o assorbendo quanti di energia. Infine, il modello quantomeccanico di Schrödinger, sviluppato negli anni '20, superò il concetto di orbite definite, introducendo la descrizione degli elettroni come funzioni d'onda che definiscono le probabilità di trovare un elettrone in una determinata regione attorno al nucleo, chiamate orbitali atomici.

Sfere colorate in stile modello atomico con sfere centrali rosse e arancioni e sfere orbitanti blu, verdi e gialle su sfondo nero.

La Natura e Propagazione delle Onde Elettromagnetiche

Le onde elettromagnetiche sono fluttuazioni dei campi elettrici e magnetici che si propagano attraverso lo spazio trasportando energia. Queste onde sono trasversali, il che significa che i campi elettrici e magnetici oscillano perpendicolarmente alla direzione di propagazione dell'onda. La teoria elettromagnetica di James Clerk Maxwell, formulata nella seconda metà del XIX secolo, descrive come le variazioni temporali dei campi elettrici e magnetici si generino reciprocamente, permettendo alle onde elettromagnetiche di propagarsi anche nel vuoto. Lo spettro elettromagnetico comprende una vasta gamma di onde con diverse lunghezze d'onda e frequenze, inclusi i raggi gamma, i raggi X, la luce ultravioletta, la luce visibile, la luce infrarossa, le microonde e le onde radio. La velocità di propagazione di queste onde nel vuoto è una costante universale, circa 299.792 chilometri al secondo, nota come velocità della luce. La comprensione delle onde elettromagnetiche ha avuto un impatto profondo sulla tecnologia moderna, dalla comunicazione radio alla medicina diagnostica, e continua a essere un campo di ricerca fondamentale nella fisica.

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