Page 121 - Fisica per non fisici

Vi sarà capitato molte volte di voler controllare la pressione dei pneumatici della
vostra auto. Per questo siete andati dal vostro benzinaio, avrete svitato il cappuccio
che copre la valvola del pneumatico anteriore destro che vi sembrava un po’ troppo
gonfio e avete applicato il manometro: tutto a posto! Il manometro segna 2,2

atmosfere di pressione che sono quelle giuste ma... attenzione. A rigore, la pressione
del pneumatico era effettivamente superiore a 2,2 atmosfere. Già, perché quando il
manometro vi indica la pressione, esso ha «rubato» un po’ d’aria dal pneumatico.
L’osservazione della pressione ha dunque introdotto un’alterazione della pressione

stessa. Magari questa alterazione è di fatto irrilevante; ma, ancora una volta, in linea
di principio, l’osservazione di una grandezza fisica, come nel nostro esempio la
pressione, ha modificato la grandezza stessa.
C’è da dire che, con l’utilizzo di tecniche sempre migliori, possiamo aspettarci di

poter ridurre quanto vogliamo le perturbazioni che accompagnano l’osservazione del
sistema fisico che stiamo studiando. Ebbene, vedremo in seguito che invece la
Natura pone un limite a questa possibilità.

La radioattività e la struttura dell’atomo

Nel 1896, quasi per caso, il fisico francese Henri Becquerel (1852-1908) si accorse

che i sali di uranio impressionano le lastre fotografiche anche se queste ultime sono
nel loro involucro di cartone che le ripara dalla luce.
Egli notò che l’intensità di tale fenomeno dipendeva dalla quantità di uranio
presente nei sali. Per il resto, essa non mutava facendo reagire chimicamente l’uranio
con altre sostanze, oppure cambiando condizioni esterne come per esempio la

temperatura. Ciò indicava che questo fenomeno, chiamato in seguito da Marie Curie
(1867-1934) radioattività, era una proprietà intrinseca dell’atomo di uranio.
In effetti l’uranio e altre sostanze radioattive come il polonio e il radio, scoperte

da Marie Curie, emettono spontaneamente raggi gamma. Tali raggi non sono altro
che onde elettromagnetiche proprio come le onde luminose.
La differenza è che la lunghezza d’onda dei raggi gamma può essere anche milioni
di volte più piccola di quella della luce visibile e, proprio per questo, tali raggi
trasportano una grande quantità di energia attraversando facilmente il cartone che

protegge la lastra o una pellicola fotografica.
In seguito si è scoperto che i materiali radioattivi non sono soltanto sorgenti di
onde elettromagnetiche ma emettono spontaneamente anche particelle materiali che

sono chiamate raggi alfa e raggi beta. I raggi alfa sono particelle cariche
positivamente e hanno una struttura piuttosto complessa. Le particelle beta sono
invece molto più leggere delle particelle alfa e sono cariche negativamente: si tratta
semplicemente di elettroni.