Page 139 - Fisica per non fisici

Ma come è possibile verificare sperimentalmente l’esistenza delle onde di de
Broglie e la validità della relazione (55)? È possibile che una «particella» come un
elettrone si comporti come un’«onda»? Per rispondere, ricordiamo un possibile
esperimento grazie al quale si manifesta la natura ondulatoria della luce: si tratta di

inviare il raggio luminoso prodotto da un laser interponendo un capello lungo il suo
cammino; oppure interponendo una cartolina postale nella quale abbiamo praticato
un piccolo foro. La luce che andrà infine a proiettarsi su uno schermo presenterà
bande luminose alternate a zone oscure; oppure presenterà una struttura ad anelli

luminosi.
Se volessimo eventualmente scoprire il carattere ondulatorio delle particelle
materiali dovremmo allora produrre un «raggio» di elettroni, per esempio, come il
sottile fascio che viaggia all’interno del tubo catodico di un televisore; e interporre

una cartolina postale con un piccolo foro a ostacolarlo per vedere cosa succede.
A parte la difficoltà di mettere una cartolina postale dentro un tubo catodico (!),
notiamo un altro tipo di difficoltà sperimentale davanti alla quale ci veniamo a
trovare. Precisamente, ricordiamoci della relazione che dovrebbe legare la
lunghezza d’onda alla quantità di moto, secondo l’idea di de Broglie. Ebbene, una

particella materiale possiede una notevole quantità di moto, dovuta alla sua massa.
Per conseguenza la lunghezza d’onda che le dovrebbe competere risulterebbe
piccolissima; molto più piccola del diametro di un foro che potremmo praticare nella

nostra cartolina. Quanto più piccola? Miliardi di volte più piccola. E non si riesce a
praticare fori così minuscoli neanche con le moderne tecnologie. Quindi
sembrerebbe impossibile verificare l’ipotesi di de Broglie.
Ma la Natura ci viene in aiuto. Di fatto, fori piccolissimi esistono senza bisogno
di fabbricarli: sono gli interstizi che esistono nella materia fra un atomo e l’altro.

E così, facendo passare un fascetto di elettroni attraverso un sottilissimo foglio di
alluminio, si osserva quello che vediamo nella figura 62.