Fisica_relatività_quantistica_divertente

Un fotone ha una frequenza di 6×10¹⁴ Hz. Riesci a indovinare la sua energia in eV?

Answer explanation

E = hf = 6.63×10⁻³⁴ × 6×10¹⁴ = 3.978×10⁻¹⁹ J = 2.48 eV

La luce è fatta a pacchetti, come le patatine? Secondo Einstein, sì. Ma come si chiamano questi pacchetti?

• La luce è una continua onda elettromagnetica
• La luce è formata da pacchetti di energia quantizzata
• I fotoni sono onde di pressione
• La luce è solo corpuscolare

Answer explanation

Einstein propose che la luce fosse composta da quanti di energia (fotoni) ognuno con energia E = hf.

Hai un razzo che viaggia al 60% della velocità della luce. Sai dirmi quanto vale il fattore gamma che tiene conto della dilatazione del tempo?

Answer explanation

γ = 1 / √(1 - v²/c²) = 1 / √0.64 = 1.25

Quando Rutherford lanciò palline d’oro atomico, cosa trovò al centro dell’atomo?

• La scoperta della radioattività
• La scoperta del nucleo atomico concentrato
• La natura ondulatoria dell'elettrone
• La conferma del modello di Thomson

Answer explanation

L’esperimento con le particelle alfa mostrò che la massa dell’atomo è concentrata in un nucleo centrale positivo.

Quando un'astronave si avvicina a te, come senti il suono (o la luce) della sua sirena?

• Diminuisce
• Resta costante
• Aumenta
• Diventa nulla

Answer explanation

La frequenza osservata aumenta se la sorgente si avvicina, anche nel caso relativistico.

Se sommi due velocità altissime, la luce dice... 'fermi tutti!'. Cosa si conserva davvero?

• La somma semplice delle velocità
• La velocità della luce come limite
• L’inerzia
• La distanza tra due corpi

Answer explanation

La velocità della luce non può mai essere superata e resta un limite invalicabile per ogni osservatore.

Quanto è lunga l’onda di un protone che corre a 1.0×10⁶ m/s? Dai, usa De Broglie!

Answer explanation

λ = h/(mv) = 6.63e-34 / (1.67e-27 × 1e6) = 3.97e-10 m

Un muone superveloce vive 2.2 microsecondi a riposo. Quanto vive per un terrestre se corre al 98% della velocità della luce?

Answer explanation

γ ≈ 5.025 → Δt = γ·Δt₀ = 5.025 × 2.2 ≈ 11 µs

Cos'era il problema che i fisici classici non riuscivano a risolvere con la radiazione del corpo nero?

• Non si osserva radiazione visibile
• Diverge all’ultravioletto (catastrofe ultravioletta)
• Non si può misurare
• Dipende dalla forma del corpo

Answer explanation

La fisica classica prevedeva una divergenza all’ultravioletto, nota come catastrofe ultravioletta, risolta da Planck con l’ipotesi dei quanti.

Qual è una delle regole d’oro della relatività di Einstein? Quella che fa brillare la luce!

• L'energia si conserva solo nei sistemi inerziali
• La velocità della luce è costante in tutti i sistemi di riferimento inerziali
• La massa si conserva in ogni trasformazione
• I sistemi in moto rettilineo uniforme subiscono dilatazione

Answer explanation

Secondo il secondo postulato della relatività ristretta, la velocità della luce nel vuoto è la stessa per tutti gli osservatori in moto rettilineo uniforme.