LA FISICA DEI NOSTRI CELLULARI...

MODESTI RIFERIMENTI SENZA PRETESE E IN UMILTA' PER FAMILIARIZZARE INIZIALMENTE CON LA TERMINOLOGIA DELLA FISICA MODERNA (QUANTISTICA) DEL DOPO ARISTOTELE, COPERNICO, GALILEO, GALILEI E NEWTON RIFERIMENTI QUESTI ULTIMI DELLA FISICA CLASSICA ( MACROREALTA') QUANDO SI TRATTANO LE PARTICELLE ATOMICHE E SUB ATOMICHE ( MICROREALTA').

LIBRO : MONDO QUANTISTICO .

Dal punto di vista sostanziale restano tuttavia profonde differenze fra la meccanica classica e quella quantistica, anche considerando la realtà quotidiana. Lo stato di un oggetto macroscopico secondo l'interpretazione di Copenaghen resta comunque non determinato finché non viene osservato, indipendentemente dalle sue dimensioni. Questo fatto pone al centro l'osservatore e domande che quasi rientrano in un dibattito filosofico. Per queste ragioni, nel tentativo di risolvere alcuni punti ritenuti paradossali, sono nate altre interpretazioni della meccanica quantistica, nessuna delle quali tuttavia permette una completa riunione fra mondo classico e quantistico.

ALCUNI NOMI PER UNA STORIA DELLA FISICA QUANTISTICA DALL 800 AI GIORNI NOSTRI
John Dalton
James Clerk Maxwell
George Stoney
Ernest Rutherford
Max Planck
Albert Einstein
Niels Bohr
Louis de Broglie
Werner Heisenberg
Erwin Schrödinger
Paul Dirac
John von Neumann
Hermann Weyl
Richard Feynman


MECCANICA CLASSICA E MODERNA (QUANTISTICA) .

DUALISMO ONDA PARTICELLA .

DOPPIA FENDITURA .

IL GATTO SCHRODINGER .

EQUAZIONE DI SCHRODINGER .

PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE DI HEISENBERG .

ESPERIMENTO CON I FILTRI POLARIZZATI DEL PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE DI HEISENBERG .

ENTANGLEMENT QUANTISTICO .

UN ESEMPIO PRATICO :

Il Transistor e la Meccanica Quantistica

Cos'è un Transistor?
Un transistor è un dispositivo semiconduttore che può amplificare o commutare segnali elettronici. È composto da materiali semiconduttori come il silicio e ha tre terminali: l'emettitore, la base e il collettore.

Principio di Funzionamento
Il funzionamento del transistor si basa principalmente sul controllo del flusso di elettroni (o lacune) tra due dei suoi terminali (emettitore e collettore) attraverso un terzo terminale (base). La meccanica quantistica entra in gioco nel comportamento degli elettroni nei materiali semiconduttori.

Bande di Energia nei Semiconduttori
In un semiconduttore, gli elettroni possono esistere in bande di energia distinte:

Banda di Valenza: Occupata da elettroni che sono legati agli atomi e non sono liberi di muoversi.
Banda di Conduzione: Gli elettroni in questa banda sono liberi di muoversi attraverso il materiale e contribuire alla corrente elettrica.
Gap di Banda: Una regione di energia proibita tra la banda di valenza e la banda di conduzione.

Effetto della Doping
Il doping è il processo di aggiungere impurità a un semiconduttore per cambiare le sue proprietà elettriche.

Ci sono due tipi principali:
N-Doping: Introduce atomi con più elettroni rispetto al semiconduttore puro, creando portatori di carica negativi (elettroni).
P-Doping: Introduce atomi con meno elettroni, creando lacune (portatori di carica positivi). Giunzione PN
Un transistor spesso contiene giunzioni PN, che sono interfacce tra materiali di tipo P e tipo N. Questa giunzione crea una barriera di potenziale che gli elettroni devono superare per passare da un lato all'altro. La barriera può essere manipolata applicando un voltaggio.

Effetto Tunneling Quantistico
Quando gli elettroni sono vicino alla barriera di potenziale nella giunzione PN, possono sfruttare l'effetto di tunneling quantistico. Questo effetto è un fenomeno puramente quantistico dove le particelle possono attraversare una barriera che, secondo la fisica classica, sarebbe insormontabile.

Tunneling Quantistico nel Transistor:
Nella modalità ON del transistor: Quando un piccolo voltaggio viene applicato alla base, diminuisce la barriera di potenziale tra l'emettitore e il collettore, permettendo agli elettroni di attraversare grazie all'effetto di tunneling.
Nella modalità OFF del transistor: Quando non c'è voltaggio alla base, la barriera di potenziale è alta, impedendo il passaggio degli elettroni.

Comportamento Quantistico degli Elettroni
Quantizzazione dell'Energia: Gli elettroni in un semiconduttore possono solo occupare determinate bande di energia. La transizione tra queste bande è fondamentale per il funzionamento del transistor.
Effetti di Superposizione: In condizioni particolari, gli stati quantistici degli elettroni possono essere sovrapposti, influenzando la probabilità di trovare un elettrone in una determinata posizione.
Effetti di Interferenza: Le onde associate agli elettroni possono interferire tra loro, modificando la distribuzione di probabilità di dove si trovano gli elettroni.

Conclusione
Il transistor utilizza principi quantistici per controllare il flusso di corrente in un circuito elettronico. La comprensione delle bande di energia, del doping e del tunneling quantistico è essenziale per comprendere come i transistor possono amplificare o commutare segnali. Questi principi quantistici permettono di costruire dispositivi fondamentali per l'elettronica moderna, rendendo possibili tecnologie come computer, smartphone e molti altri dispositivi elettronici.