Cos'è lo Spin? Dall'esperimento di Stern – Gerlach alla quantizzazione del momento

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Cos'è lo Spin? Dall'esperimento di Stern – Gerlach alla quantizzazione del momento



Lo Spin è forse uno dei concetti che più spesso ritorna quando si parla a vario titolo della Meccanica Quantistica. Ma siamo sicuri di sapere di cosa si tratta?
Quello di Spin non è un concetto semplice e ha avuto una genesi molto interessante.
Scopriamo insieme come si è arrivati a immaginare gli elettroni come palline che girano su loro stessi e poi a superare questa immagine, che seppur chiara può risultare molto fuorviante. Dal modello atomico di Rutherford, attraverso l’esperimento di Stern – Gerlach fino all’equazione di Schroedinger vedremo la genesi di questo concetto.

Fonte dei dati: R. Eisberg, R. Resnick – Quantum Physics of atoms, molecules, solids, nuclei and particles
Alcuni siti utili:
http://scienzapertutti.lnf.infn.it/index.php?option=com_content&view=article&id=1764:0400-spin&catid=142&Itemid=347
http://fisica.unipv.it/percorsi/pdf/stern_gerlach.pdf

La pagina Facebook di LFCNTA: https://www.facebook.com/lafisicachenontiaspetti?ref=ts&fref=ts
Twitter: @Cuso77
Canale Telegram Scienza: https://telegram.me/ScienzaITA

Banjo Short di Audionautix è un brano autorizzato da Creative Commons Attribution (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
Artista: http://audionautix.com/

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48 Comments

  1. Marco Coletti disse:

    NOTA: come giustamente mi ha fatto osservare @Enrico D'Urso l'esperimento originale di Stern e Gerlach utilizzò atomi di Argento perché questo atomo, avendo come ultimo orbitale occupato un orbitale con m=0 non avrebbe dovuto subire alcuna deflessione (il caso che riporto io è generale).

  2. Simone Rossi disse:

    Ciao Marco intanto volevo ringraziarti per i video perché finalmente ho la possibilità di riuscire ad approfondire temi complessi ma che mi hanno da sempre interessato profondamente. Volevo però porti una domanda riguardante l'esperimento detto alla buona " delle due calamite in fila". Nel secondo elemento magnetico lo spostamento da un solo lato come ipotizzato non avviene mi chiedevo ma si è mai ipotizzato che siccome tra i due magneti vi è uno spazio atomico immenso il "raggio" ha il tempo di ricompensarsi e quindi è cose se si ripetesse l'esperienza da capo? Ti ringrazio se risponderai.

  3. Sarà stata anche una ottima esposizione, come complimentano molti commenti, ma questa volta ho capito veramente poco, per essere ottomista.
    A parte che forse lo spin non è uno "spin" in senso "meccanico".

  4. Amos EmC2 disse:

    Carissimo prof Marco, mi piacerebbe capire come funzionano i campi magnetici a livello quantistico. Le linee di forza sono fotoni ? Come si comportano ? Che differenza cè tra un campo magnetico naturale di un materiale e uno generato da spire percorse da corrente? Si possono sfruttare i magneti permanenti per produrre energia "dal nulla", la famosa free energy ?

    Grazie prof ! Un salutone
    Amos

  5. Bellissimo video!!!!

  6. Complimenti perché hai una padronanza della materia che è affascinante. Ho iniziato a leggere il libro "Un'occhiata alle carte di Dio" che hai consigliato e servirebbe una spiegazione dell'impianto matematico che c'è dietro. Il libro è affascinante, comprensibile quando parla della polarità delle onde, ma non è molto chiaro riguardo l'esperimento che hai descritto qui. Please, sono un povero genetista che cerca di capire!

  7. Bravissimo nella spiegazione, complimenti.

  8. Luca disse:

    Notare l'albero di natale nel riflesso del quadro

  9. Grande il Cusooo!!!

  10. Bellissimo lo sfondo ! Sei un Grande Il Quso

  11. Paolo Maggi disse:

    Sei bravissimo e coinvolgente!….

  12. Ciao Marco! Seguo i tuoi video da un mese circa e volevo farti i complimenti per la chiarezza! Avevo una domanda che mi è stata posta durante un esame dal mio prof, che però non mi ha dato una risposta, in seguito al fatto che dopo una rotazione di 2pi lo spin cambia verso. La domanda è: se volessi costruire una nuova MQ in cui lo spin dopo 2pi funziona come per i vettori, ovvero non cambia segno, cosa succederebbe alle particelle nell'universo?

  13. Alfonso Dama disse:

    Ottima esposizione. Solo una piccola (ehm) precisazione: il concetto di "orbitale" non fu introdotto con l'atomo di Bohr, bensì con Heisenberg come conseguenza del suo principio di indeterminazione.
    Buona vita.

  14. Complimenti per le sue qualità divulgative. In un video (e tanto meno in TV) non ho mai sentito spiegare così bene lo spin specie sul suo non essere una quantità vettoriale.

  15. La mia è una domanda davvero "ignorante", che quasi mi vergogno a scriverla: faccio comunque un tentantivo.
    Come mai ci interessa così tanto lo spin di particelle così piccole?

  16. Vapervop disse:

    Ma se l’elettrone è un onda come fa ad avere uno spin!???

  17. ciao. il video mi è piaciuto molto. lo spin è un argomento abbastanza delicato da trattare. però creso che ci sia un piccola svista quando parli dell'esperimento condotto con atomi di H. il valore del numero quantico principale n è uguale ad uno e non a zero. puoi confermare?

  18. Non ho capito nulla, mi sono incantato a guardare le lancette del grande orologio azzurro alle tue spalle. Il tempo è magnetico.

  19. Bel video e grande talento espositivo: Avrei due domande da incompetente: 1) Perché il protone è troppo pesante per giustificare la deflessione così grande? Vengono deflessi interi atomi di Ag che contengono anche protoni. Quali leggi cinematiche impediscono al protone di essere la causa di tale deflessione? 2) l'esperimento Stern – Gerlach potrebbe essere eseguito con un fascio di neutroni per via dell'identico spin? Oppure i motivi di cui al punto 1) lo impediscono? Oppure oltre spin +/- 1/2 la particella deve avere anche una carica elettrica ? Grazie

  20. AB Joker disse:

    Hai provato a lanciare una trottola in un treno mentre viaggia? scoprirai che dura molto meno di quando lanciata nella terra ferma… come mai?

  21. MultiNeurons disse:

    Molto bello! Grande padronanza della materia. Che dualismo…

  22. oh….Ma quanto sei bravo!?!?
    se avessi avuto metà dei tuoi neuroni ero ricco!!

  23. prof.bizzarro disse:

    lo spin è quella cosa che ti ritrovi sotto il pied se in spiagg monti su un ricc

  24. questo video mi è servito per ricordarmi che non so nulla di meccanica quantistica ahahah

  25. matteo conz disse:

    super! mi sn reso conto di non aver mai ben avuto chiaro lo spin. Grazie

  26. Marco Nadal disse:

    Ma scusa Marco abbi pazienza, mi parli di momento angolare di un elettrone, o di campo magnetico orbitale e poi mi cadi nella live della società dei montanari, sostenendo che una parte soprastante di un edifico, privata del proprio sostegno, intraprenda verso il basso la via con più impiego di energia? Poi sorvoliamo su dove la abbia presa tutta quell'energia, impossibile da reperire in quella quantità, ma se anche la avesse avuta non sarebbe ovvio che avesse percorso, la via con meno impiego di energia? Ossia crollando di lato, invece che perpendicolare? Ciao e grazie

  27. Bellissimo video!! Lo passo anche ai miei iscritti 😛

  28. pasettin disse:

    Ciao Marco. Ti faccio una domanda che c'entra poco con questo video, o forse niente. Mi piacerebbe sentire spiegato da te cosa sono i monopoli magnetici. Se ci sono state scoperte particolare negli ultimi anni. Perché sono così particolari? Che applicazioni potrebbero avere?So che non puoi fare un video per ogni richiesta di noi. Te lo chiedo senza grandi pretese, logicamente.Ciao!

  29. parti bene disse:

    Ciao genio. Intanto buon anno, e poi continua così! Altrimenti cos'altro di interessante si potrebbe vedere in rete?
    Ancora auguroni (anche se in ritardo…) Ciao ciao.

  30. Grandissimo!

  31. bellissimo video! bravo! Mi rendo conto però, che senza la matematica necessaria, capire queste cose risulta difficile!

  32. salvos disse:

    Costante di Planck ridotta :Q___
    Ma esattamente da dov'è nata la costante ridotta? è nata solo per facilitare i calcoli o c'è di più?

  33. SerFingolfin disse:

    Non comprendo il motivo per cui, parlando di atomi, si debba prendere in considerazione solamente lo spin dell'elettrone. Le particelle elementari che compongono il nucleo non "sentono" i campi magnetici? Se così fosse, perché un intero atomo dovrebbe "inseguire", "obbedire" al comportamento di un elettrone? Grazie ancora per questi bellissimi video

  34. troppo bravo u.u

  35. L'ho già detto che sei bravissimo a spiegare? ( specie ai duri de crapa come me…)
    Cavoli lo ridico: a me le cose me le spieghi pure meglio di Veritasium! guarda un po'…
    Grazie Grazie Grazie

    ps: richiesta – non è che potresti mettere i pdf delle tavole che fai nei video e magari aggiungere quelle freccette rosse che sono utilissime per quelli come me? E se poi mi scrivessi in che unità di misura è espresso il risultato finale… beh ecco sarebbe molto gradito!
    Grazie, in gamba!

  36. Jankeefox disse:

    ahi… questo è il primo video del quale ho capito solo in parte i concetti… mi sa che sono arrivato al mio limite. comunque complimenti continuo a considerarti uno dei migliori divulgatori in circolazione. Alberto Angela può andare a nascondersi.

  37. in pratica lo spin e necessario ma non visualizzabile in modo "classico" come al solito.

  38. Michele Cozza disse:

    in cosa sei laureato?

  39. Ma non è possibile che un neutrone (neutro) abbia una carica centrale positiva e all'esterno negativa? Così da giustificare lo spin

  40. Per gli amici… cosa? 😀

  41. JUANNE Pili disse:

    Se il momento è angolare, perché non ci mettono un comodino?

  42. Grivven disse:

    Quindi ora come ora non sappiamo bene da che cosa esattamente dipenda l'esistenza dello spin, è un valore che le particelle hanno in questo universo stop.

  43. Che differenza c'è tra spin e momento angolare?

  44. Marco Stoca disse:

    grandissimo Marco, é la prima volta che sento una spiegazione cosí chiara sullo spin, grazie davvero

  45. Enrico D'Urso disse:

    devo riprendere i miei appunti di quantistica, ma mi sa che hai cannato l'ordine degli esperimenti. l'argento fu scelto proprio perchè aveva numero magnetico 0 e quindi doveva esserci un solo punto centrale. ma invece se ne trovano due agli opposti.

    cmq controllo entro la fine della settimana e ti dico

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