Art.51 — Origine della teoria dei quanti e della meccanica quantistica universale — Antonio Dirita

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Vogliamo ora indagare sull’origine fisica della meccanica quantistica con la teoria degli spazi rotanti.
Abbiamo già visto con la teoria generale ( Art.10  ) che, in uno spazio rotante di valore  K²la condizione per avere l’equilibrio orbitale

nel rispetto dei principi di conservazione dell’energia e del momento angolare è che ” il raggio dell’orbita “ soddisfi
la condizione di quantizzazione :
                                                           R = R⋅ p²

in cui  R₁  rappresenta la prima orbita circolare stabile, associata a  p = 1.
Dunque la prima quantizzazione con validità universale, applicabile a tutta la materia, sia ai sistemi atomici e subatomici che a
quelli di dimensioni galattiche, è solo quella del raggio delle orbite. ” Essa è quindi solo di
natura geometrica “.

Applicando la legge fondamentale degli spazi rotanti  (  Art.5  ) :             V²⋅ R = K² = costante

vediamo che “la quantizzazione del raggio genera una quantizzazione della velocità orbitale”,espressa dalla
relazione :
                                                             V = V/p  

dove  V  è la velocità associata alla prima orbita con  p = 1.
Se   è il valore della massa in orbita, l’energia che la lega allo spazio rotante è uguale al valore dell’energia cinetica e vale quindi :
            
Se  mS1 è la massa solare che genera lo spazio rotante centrale  KS12, una massa solare di valore mS = Z⋅mS1 genera uno
spazio rotante dato da :
                                                  KZ² = Z ⋅ KS1²

Nell’ Art.29  abbiamo ricavato per il raggio della sfera planetaria di una massa  m in moto sull’orbita di raggio Rdello spazio rotante
Ks², generato da una massa centrale ms , l’espressione :
               
1
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Ponendo :     Ks²/Kp² = Z  ,   si può scrivere :   
e quindi : 

Se  Rp  rappresenta la sfera planetaria del protone, coincidente con il raggio  R11dell’atomo di idrogeno, e   il numero di protoni

presenti nel nucleo che genera lo spazio rotante            KZP² = Z ⋅ Kp² ,       Rn  diventa la sfera planetaria del nucleo formato da
protoni.
Le caratteristiche orbitali dello spazio rotante  KZP² diventano quindi :

L’energia di legame della massa orbitante vale quindi :
 
Trattandosi di uno spazio conservativo, il valore dell’energia di legame  E è uguale all’ energia che viene emessa dallo spazio rotante
quando la massa si sposta sull’orbita, partendo da una distanza teorica R = ∞ coincide anche 
con il valore di energia che

bisogna fornire alla massa in equilibrio sull’orbita per aumentare la sua velocità fino al valore di fuga   Vf = √( 2) ⋅ Veq ,
che la allontana dall’orbita fino alla distanza teorica  R = ∞ .

 Il valore dell’energia assorbita o emessa dipende dal valore della massa in equilibrio
sull’orbita “
e quindi, se si considerano sistemi con valori casuali delle masse, 
per esempio quelli
astronomici,
si avranno valori casuali delle energie.

2
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Se invece consideriamo gli atomi, in orbita abbiamo solo elettroni e
quindi il valore dell’energia  E , per un dato l’atomo, dipende solo
dall’orbita occupata 

Possiamo quindi calcolare il valore dell’energia associata all’elettrone sulla prima orbita dell’atomo di idrogeno, con   Z = 1
e   p = 1 abbiamo :
 

sostituendo i valori numerici, si ottiene :
                

Per qualsiasi atomo, l’energia di legame di un elettrone in orbita sarà :
    

con                                                  p = 1  ;  2  ;  3  ;  4  ; …………………

I valori discreti che può assumere il parametro  in qualsiasi spazio rotante impone così  ” solo nella struttura
atomica “
la quantizzazione dell’energia, giustificando così il risultato ottenuto da Planck.

Interpretare quindi il risultato ottenuto sperimentalmente come una caratteristica particolare associata
a tutta la materia non è corretto e porta a circondare la costante di Planck di un alone di mistero attorno
al quale si è sviluppata tutta la meccanica quantistica.

Oggi, con la teoria degli spazi rotanti che abbiamo sviluppato, noi sappiamo che nessun mistero avvolge la variazione per salti discreti del
numero quantico , ma che deriva dalla necessità dello spazio fisico di verificare i principi di conservazione dell’energia
e momento angolare in qualsiasi spazio rotante, atomico o astronomico  (  Art.5   e   Art.6   ), e questo si realizza solo con la
quantizzazione solo del raggio orbitale .

Ritornando alla struttura atomica, fissato il numero atomico , con l’espressione di EZpe  si ottiene il valore dell’energia di
legame di un elettrone su  qualsiasi orbita :

per esempio, per lo stagno, con Z = 50 si ha :
                                              EZpe(50) = 184.657732 eV ⋅ (1/p²)

per un elettrone presente, per esempio, sull’ultima orbita, con p = 5  (orbita di confine dello stagno) , il valore dell’energia di legame

risulta :                                                                             EZpe(50 ; 5) = 7.38630928 eV

Il valore sperimentale dell’energia di prima ionizzazione risulta  Ei(50 ) = 7.344 eVin ottimo accordo
con il valore teorico.


Analogamente, per il radio, con Z = 88 , si ottiene :     EZpe(88) = 269.1798885 eV ⋅ (1 )/p²)

L’energia di estrazione di un elettrone dall’orbita di confine, con p = 7, risulta :    EZ1e(88 ; 7) = 5.493467113 eV.

Il valore sperimentale dell’energia di ionizzazione vale :   Ei(88 ) = 5.279 eV

Un elettrone, per esempio, sul secondo livello ha un’energia di legame :     EZ1e(88 ; 2) = 67.29497213 eV
Queste relazioni mettono in evidenza che :
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La quantizzazione universale riguarda solo la geometria dell’universo, ossia
le orbite delle sfere planetarie in moto su di esse e le loro velocità orbitali, che sono
indipendenti
dalle masse .

La quantizzazione non è dunque una caratteristica peculiare dei
sistemi atomici e subatomici, ma di tutto l’universo.

Nei sistemi che hanno le masse in orbita tutte uguali fra loro, come i sistemi atomici e
nucleari, alle due quantizzazioni citate si
aggiunge quella della energia.

Con  m costante, il numeratore diventa costante e l’energia dipendente unicamente dal livello occupato, che varia per salti.

La quantizzazione dell’energia non è dunque il risultato di un processo ignoto e misterioso,
ma, molto più semplicemente, ciò che si ricava 
applicando le normali leggi dell’equilibrio
allo spazio rotante atomico, che 
in orbita ha solo elettroni.

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 Art.51 — Origine della teoria dei quanti e della meccanica quantistica universale — Antonio Dirita

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