Page 156 - Un fisico in salotto

radiofonico, sapreste stabilire dov’è la stazione che lo trasmette? Anche disponendo

di un ricevitore che ha un’antenna direzionale, si può stabilire solo
approssimativamente da dove proviene la trasmissione.
Le cose vanno meglio con la televisione, che utilizza frequenze più elevate.
Dobbiamo orientare con cura l’antenna parabolica che abbiamo installato sul
balcone, ma anche in questo caso ci possiamo permettere di ruotare un poco
l’antenna e tutto andrà ugualmente bene: l’antenna non ci permetterà di stabilire con

precisione dove si trova, nel cielo, il satellite che trasmette.
D’altra parte anche il nostro vicino di casa ha la parabolica sul balcone a fianco.
Vediamo che la sua antenna non punta esattamente nella stessa direzione della nostra,
ma il vicino è ugualmente soddisfatto.
Le cose si mettono al meglio solo se la ‘trasmissione’ che ci interessa è dovuta
alla luce visibile. Lo spettacolo che ci interessa non è la partita di calcio: è il
pianeta Venere che brilla nel cielo della sera. Allora possiamo stabilire con

certezza: ‘Venere è laggiù’!
Cosa ci insegnano queste considerazioni? Semplicemente che se utilizziamo luce
di alta frequenza, come la luce visibile, la determinazione di una posizione è molto
accurata.
Viceversa, a mano a mano che intervengono radiazioni di frequenza via via
decrescente, come quelle delle trasmissioni televisive o radiofoniche, siamo sempre

più incerti sulla posizione: non sappiamo dire da dove è giunta quella radiazione.

Ebbene, siamo giunti alla conclusione delle nostre considerazioni. Riassumiamo?
Se vogliamo localizzare un elettrone con molta precisione, dobbiamo colpirlo con
fotoni di alta frequenza, che ci permettono appunto di avere poca incertezza sulla
direzione di provenienza della luce che, dopo averlo illuminato, tornerà fino a noi.
Ma questi fotoni, dotati di alta energia, perturberanno l’elettrone modificandone in
notevole misura la velocità.
D’altra parte se volessimo ridurre questa perturbazione, saremmo costretti a

utilizzare fotoni di bassa frequenza cioè di piccola energia. L’urto di questi fotoni
cambierebbe di poco la velocità dell’elettrone, ma contemporaneamente ci
fornirebbe indicazioni molto approssimative sulla direzione di provenienza della
luce ‘rimbalzata’ sull’elettrone.
In pratica, è dunque impossibile poter conoscere con precisione tanto la posizione
quanto la velocità di un elettrone.

In altri termini, se si vuole conoscere con una certa precisione la posizione si deve
rinunciare ad avere una valutazione altrettanto accurata della velocità e viceversa.
Le conclusioni che abbiamo appena tratto dalle nostre considerazioni sono il
contenuto di uno dei principi fondamentali della meccanica quantistica, conosciuto
c o me Principio di indeterminazione, formulato dal fisico tedesco Werner
Heisenberg (1901-1976) nel 1927.
La validità di questo principio (la verifica del quale è di ‘ordinaria