16/12/16

I Papalli nel Mondo Subatomico (6): I giochi tra fotoni ed elettroni tra spinte e scambi di energia

Nel gioco del rimbalzino (qui ) l'esito dell'urto tra i Flash fotoni ed i gusci degli atomi, o meglio Ella o Trone gli elettroni, ha solo cambiato la traiettoria dei Flash fotoni, come una palla che rimbalza contro un muro.

L'esito di tale urto, però, può essere molto diverso e se Flash Fotone possiede la giusta quantità di energia è anche capace di dare una bella spinta a Ella o Trone.

Scatti, il cane di Richard il quantico, suggerisce a Flash Fotone di raccontare come funziona il gioco della “spintarella”.

PapalPierino guarda stupito Scattering... ma il gioco della spintarella lo facciamo anche su Papalla!

E' semplicissimo. Si gioca in coppia, in mezzo al mare: un PapalAtleta deve spingere un altro PapalAtleta, consentendogli di saltare da una piattaforma galleggiante all'altra.

Se la spinta è troppo debole PapalAtleta finisce in mare prima di raggiungere l'altra piattaforma, se è troppo forte finisce comunque in mare, dopo averla superata.

Vince chi riesce a fornire la spinta precisa, precisa, per non finire in mare.

Figura 1: il gioco papalliano della spintarella

Flash fotone rassicura PapalPierino, poiché il gioco della “spintarella” non è poi così diverso da quello che si svolge su Papalla.

Nel mondo subatomico, però, dice Flash fotone, al posto delle piattaforme galleggianti usiamo i gusci degli atomi, o meglio gli orbitali dei vari Ella e Trone che si trovano lì.

Come abbiamo già visto  (qui ): “Ogni atomo è diverso ed ogni orbitale ha la sua particolarità e necessita di uno specifico livello di Energia per mantenere il gioco in equilibrio tra la possibilità di fuggire via e quella di finire spiaccicati contro il nucleo”.

Chi si è accasato più vicino al nucleo non ha abbastanza energia per allontanarsi dal fascino dei vari Tony Protone e raggiungere chi si è posizionato più lontano.

Per passare da un orbitale più interno ad un orbitale più esterno, Ella o Trone devono ricevere una spintarella precisa, precisa.

Proprio come nel gioco papalliano una spinta troppo debole non possiede l'energia sufficiente per consentire ad Ella o Trone di raggiungere la piattaforma (orbitale) più esterna, una spinta troppo energetica li proietterebbe oltre tale piattaforma.

Solo i Flash Fotoni con la giusta quantità di energia possono consentire ad Ella o Trone di saltare da un orbitale più interno ad uno più esterno, tutti gli altri Flash Fotoni sono troppo deboli o troppo energetici per giocare a “spintarella”.

02 Figura 2 Assorbimento di un Fotone
Figura 2: Assorbimento di un Fotone

PapalPierino, come al solito, ha la sua domanda da porre: ma nel frattempo dove è finito Flash Fotone?

Sai, caro PapalPierino, noi Flash Fotoni siamo un po' eterei, non abbiamo una massa, ma ognuno di noi è caratterizzato da una certa quantità di energia e dopo l'urto l'energia del fortunato Flash Fotone si è trasferita interamente ad Ella l'elettrone, che lo ha assorbito.

Ella ha usato tutta l'energia assorbita da Flash Fotone per allontanarsi dal nucleo e raggiungere l'orbitale più esterno, allentando così il legame con il nucleo ed i suoi fascinosi Tony Protoni.

Ella, però, dopo aver provato le brezza di questo energetico salto di orbitale, non può ignorare le regole del gioco dell'atomo (qui), per cui non si può lasciare un posto “libero” nel guscio più interno, dato che questi sono i posti in prima fila, i più ambiti, che per primi vengono occupati da Ella o Trone gli elettroni.

Quei posti, dice Ella, sono quelli che richiedono meno energia per mantenere l'equilibrio tra la nostra possibilità di fuggire e l'irresistibile attrazione dei Tony Protoni che ci legano al nucleo di quel particolare atomo... e nel mondo subatomico l'energia è preziosa.

Se l'atomo può funzionare con minore energia, quella è la scelta preferibile, è fondamentale, ribadiscono in coro tutti gli abitanti del mondo subatomico.

Ogni atomo, però, come nel vostro gioco ha le sue piattaforme galleggianti prestabilite, le sue diverse specifiche zone di equilibrio possibile e non sono ammessi salti troppo corti o troppo lunghi.

Anche l'atomo di Idrogeno pur avendo una sola Ella ha diverse possibili piattaforme galleggianti... di solito Ella occupa quella che richiede meno energia per mantenere l'equilibrio, ma se qualche Flash fotone giocando a spintarella gli cede la giusta quantità di energia può consentire ad Ella di compiere un eccitante salto da una piattaforma all'altra con la dovuta precisione (Papalscherzone l'ha già soprannominato stato di eccitazione dell'atomo).

Perciò, dice Ella, quando arriva un Flash fotone e ci regala la sua energia, per tornare allo stato iniziale caratterizzato dal minor livello di energia (che Papalscherzone ha soprannominato stato fondamentale dell'atomo), dobbiamo restituire il dono.

Per tornare a casa è sufficiente ridurre l'Energia di quel tanto che basta per farci attrarre dai Tony Protoni tornando così al precedente equilibrio.

Ovviamente la quantità di Energia che Ella deve perdere è identica a quella appena ricevuta da Flash Fotone, dato che se tanto ci è voluto per raggiungere l'orbitale esterno, tanto si deve perdere per tornare a quello interno...

Perciò Ella, per tornare all'equilibrio precedente, è costretta a cedere la stessa identica quantità di energia ricevuta da Flash Fotone, rientrando così dall'orbitale che richiede maggior energia a quello che ne richiede di meno.

Se prima Flash Fotone gli aveva prestato la sua energia per saltare da un orbitale all'altro, ora Ella la restituisce …. e Flash Fotone ricompare con la stessa energia di prima...

Ella, che è una vera giocherellona, per liberarsi dell'energia in eccesso  fa un bel pacchettino e lo spedisce in una direzione qualunque..

03 Figura3 Emissione di un Fotone
Figura 3: Emissione di un Fotone

Ma cos'è quel pacchettino fatto solo di energia, chiede PapalPierino?

Caro PapalPierino, dice Flash Fotone, pensaci bene, in questo gioco il pacchetto è caratterizzato da una certa quantità di energia, non ha massa, viaggia alla velocità della luce e ha la probabilità di propagarsi in una direzione qualsiasi... quel pacchettino di energia non è altro che uno di noi Flash Fotoni!

Ma allora, chiede PapalPierino, non siete solo dei postini che trasportano le informazioni in giro per l'Universo, ma siete anche capaci di trasportare e trasferire la vostra Energia ad altri?

Certo che si, ma senza esagerare, ognuno di noi trasporta una specifica quantità di energia. Tutto dipende da come siamo nati.

Per esempio quando nell'Universo ci sono fenomeni molto energetici, vengono coinvolti nei giochi moltissimi atomi, molti Elle e Troni con orbitali molto diversi fra loro sono interessati da urti di tutti i tipi ed in quel frangente vengono confezionati ed emessi tantissimi diversi pacchetti di energia.

In fin dei conti è un po' come se l'enorme e complessiva quantità di energia rilasciata in quel frangente venisse suddivisa in tanti piccoli pacchetti, la cui singola specifica quantità di energia dipende solo dal gioco subatomico che ha generato quel singolo Flash Fotone, tra i molteplici giochi che il fenomeno altamente energetico ha prodotto.

Una volta emessi, i molteplici diversi Flash Fotoni (dai meno energetici ai più energetici) viaggiano tutti alla stessa velocità, ma ognuno trasporta la sua specifica quantità di energia, il suo pacchetto.

PapalScherzone ha già attribuito a questi pacchetti che contengono una specifica quantità di energia il nomignolo di quanti.

Tra tutti questi diversi pacchetti di sola energia, tra tutti questi Flash Fotoni, solo quelli con la giusta quantità di energia e quindi con la giusta lunghezza o frequenza d'onda possono partecipare al selettivo gioco della spintarella.

In questo gioco, se all'inizio Ella aveva interamente assorbito Flash Fotone e la sua energia, alla fine Ella rilascia la stessa quantità di energia, emettendo un Flash Fotone identico al precedente (stessa energia e quindi stessa frequenza o lunghezza d'onda).

04 Figura4 il gioco subatomico della spintarella
Figura 4: il gioco subatomico della spintarella

Il Flash Fotone emesso a fine gioco da Ella è perfettamente identico e indistinguibile rispetto a quello assorbito all'inizio, tanto che nel mondo subatomico alcuni ritengono che si tratti proprio dello stesso Flash Fotone iniziale, che come uno spettro prima è entrato nel corpo di Ella (assorbito) fornendogli tutta la sua energia e poi lo ha abbandonato (emesso) lasciando Ella con la stessa energia che aveva prima dell'urto.

Quindi, chiede PapalPierino, c'è una sola categoria di Flash Fotoni che possono partecipare al gioco della spintarella?

Caro PapalPierino, come nel vostro gioco ogni atomo ha le sue specifiche "piattaforme galleggianti" ed Ella o Trone occupano i loro specifici orbitali, quindi ogni salto da un orbitale ad un altro necessità di una specifica e diversa quantità di energia.

Ogni salto di orbitale ha quindi come suo Flash Fotone di riferimento solo quello che possiede la giusta quantità di energia necessaria per compiere quello specifico salto con la dovuta precisione.

Il gioco della spintarella è estremamente selettivo e l'energia e la conseguente lunghezza e frequenza d'onda dei Flash Fotoni prima assorbiti e poi riemessi in una direzione qualunque dipende solo da quali orbitali sono coinvolti e quindi dagli atomi a cui tali orbitali appartengono...

E' un po' come per le impronte digitali, l'energia dei Flash fotoni prima assorbiti e poi riemessi indica quale salto di orbitale hanno eseguito Ella o Trone e conseguentemente quale atomo è coinvolto nel gioco della spintarella.

Flash Fotone, guardando le facce stupite dei papallini, chiede aiuto ad un gruppo di Flash fotoni Visibili, che provengono tutti dalla stessa sorgente luminosa, per mostrare concretamente cosa può succedere con il gioco della spintarella.

Il gruppo di Flash Fotoni visibili è nato dalla stessa lontana sorgente luminosa, solo che alcuni sono più energetici ed altri meno.

All'interno del gruppo ci sono tutti i tipi di Flash fotoni visibili, che quando giocano con la retina dei vostri occhi vengono percepiti come differenti colori.

Quando sono presenti tutti i colori mischiati uno con l'altro i vostri occhi li percepiscono come bianco, ma in realtà quella luce che appare bianca è composta da Flash fotoni di tutti i colori, dal poco energetico Rosso fino al più energetico Violetto (qui ).

Grazie ad un particolare strumento, detto spettroscopio, sia su Papalla che sulla Terra, è possibile riconoscere i diversi colori che compongono la luce visibile che arriva da una sorgente luminosa.

Se nulla si frappone nel loro cammino tutti i Flash Fotoni visibili del gruppo, qualunque sia il loro colore, raggiungono lo spettroscopio...

05 Figura 5 Spettro della luce visbile
Figura 5: Spettro della luce visbile

I Flash Fotoni Visibili vengono invitati a ripetere lo stesso gioco, solo che nel percorso si trova una grossa nube composta da atomi di Sodio (Na).

Questa volta, però, i Flash Fotoni che possiedono la giusta quantità di energia, quando incontrano la nube composta da atomi di Sodio, vengono prima assorbiti e poi riemessi in una direzione qualunque, con la conseguenza che la maggior parte di loro invece di raggiungere insieme agli altri lo spettroscopio, finisce altrove e manca all'appello finale.

06 Figura 6 Spettro Righe di Assorbimento
Figura 6: Spettro Righe di Assorbimento

Anche le assenze possono essere molto indicative e gli spettroscopi sono molto precisi nell'individuare l'esatta lunghezza d'onda o l'esatta frequenza dei Flash fotoni mancanti...

Non tutti i flash Fotoni che voi percepite genericamente come colore giallo hanno l'esatta quantità di energia necessaria per far compiere il salto di orbitale a qualche Ella o Trone legati ad un atomo di Sodio (Na), ma solo quelli riconducibili ad una tra le moltissime sfumature di giallo, per questo è meglio indicare le più precise misure di lunghezza (circa 589 nm) o frequenza d'onda (circa 509 Thz).

La rappresentazione offerta dal gruppo di Flash Fotoni visibili è tutt'altro che rara nell'Universo, dato che le stelle si comportano proprio come la sorgente luminosa del gioco.

Anche dal Sole dei terricoli partono Flash Fotoni di tutti i tipi, di tutte le energie, ma prima di giungere fino alla Terra devono attraversare l'atmosfera che circonda la stella stessa.

Durante questo percorso obbligato i Flash Fotoni incontrano gli atomi che sono presenti nell'atmosfera che avvolge il Sole ed alcuni di loro, quelli che possiedono l'esatta quantità di energia, si fermano a giocare a spintarella ed invece di raggiungere la Terra, come tutti gli altri, finiscono altrove (salvo qualche raro Flash fotone che viene casualmente riemesso proprio verso la Terra).

Esattamente come prima lo spettroscopio mostra delle linee nere  che evidenziano l'assenza di alcuni specifici Flash Fotoni, indicando così con quali atomi si sono fermati a giocare a spintarella attraversando l'atmosfera solare.

Figura 7: Spettro del Sole e Righe di assorbimento

Le linee nere evidenziano proprio quali sono i Flash fotoni che sono stati assorbiti nel tragitto e non sono riusciti a raggiungervi e quali sono i corrispondenti atomi da cui sono stati assorbiti (e riemessi in altre direzioni), per questo PapalScherzone le ha già soprannominate linee di assorbimento.

Può anche capitare, però, che qualche Flash fotone che insieme ad altri se ne va per la sua strada, fermandosi a giocare a spintarella, venga prima assorbito e poi casualmente riemesso verso di voi.

08 Figura 8 Spettro Righe di Emissione
Figura 8: Spettro Righe di Emissione

L'unica linea giallina presente in questa debole luce monocromatica (composta solo da Flash fotoni caratterizzati da una specifica quantità di energia) indica che la nube che ha emesso quei pochi Flash fotoni giunti fino allo spettroscopio è composta da atomi di Sodio (Na).

Infatti quei pochi Flash fotoni sono gli unici a possedere la giusta quantità di energia necessaria, a qualche Ella o Trone, per compiere quello specifico salto di orbitale all'interno di un atomo di Sodio.

PapalScherzone ha già soprannominato quelle linee che indicano l'emissione di Flash fotoni  caratterizzati da una specifica quantità di energia (da un solo colore), linee di emissione.

La stessa identica cosa accade con le grosse nebulose ad emissione composte prevalentemente da Idrogeno.

Anche in questo caso Ella o Trone, per tornare alla condizione energetica precedente, sono costretti a cedere l'energia in eccesso emettendo un Flash fotone in una direzione qualunque ed alcuni possono arrivare fino ai Papalliani o ai Terricoli, facendo apparire la nebulosa con una debole luminescenza di tonalità rossa, tipica dei Flash fotoni emessi dagli atomi di Idrogeno...

Nebulosa Proboscide
Figura 9: Nebulosa nel Cefeo - Proboscide d'elefante

Il gioco della spintarella è davvero imprevedibile ed in alcune situazioni riesce a costruire delle bizzarre scenografie.

Come quando i Flash Fotoni che giungono dal Sole vengono assorbiti da alcuni atomi presenti nei vari strati dell'atmosfera terricola (Ossigeno, Azoto; Sodio, ecc.), per poi venir riemessi in ogni direzione durante la notte.

Alcuni specifici Flash fotoni provenienti dal Sole, che hanno giocato a spintarella con alcuni atomi dell'atmosfera terricola, casualmente vengono riemessi di notte in direzione del suolo terricolo, generando così una debole luminescenza colorata (Airglow).

La luce è molto debole, poiché solo pochi Flash fotoni, tra quelli che hanno giocato a spintarella, vengono casualmente indirizzati verso il suolo, per cui occorre un cielo buio (privo di inquinamento luminoso) per godersi lo spettacolo, ed il colore percepito dai vostri occhi dipende da quali atomi hanno emesso quei pochi Flash fotoni giunti al suolo e da quali specifici orbitali sono stati coinvolti nel gioco.

09 Figura 9 Airglow
Figura 10: Airglow

Flash fotone, dopo tutte quelle rappresentazioni, ringrazia i suoi fratelli che si sono esibiti nel gioco della spintarella, ma prima di dare appuntamento ai papallini per il giorno dopo, li avverte che loro sono capaci anche di dare delle spinte molto più forti, ma questo lo vedremo nel prossimo episodio: quando i giochi si fanno più duri, i duri cominciano a giocare...

Rimanete sintonizzati... i giochi continuano QUIFoto di Gruppo 3

2 commenti

  1. Gianni Bolzonella

    Grazie Papallicoli,siete sempre bravi e generosi.

  2. Paolo

    Grazie a te Gianni per i commenti e l'attenzione. :-P

    Sai i papalli mi hanno detto che tra non molto parteciperanno insieme agli abitanti del mondo subatomico ad un gioco di prestigio capace di lasciare tutti a bocca aperta.. 8-O  8-O

    Mi sembra che lo chiamano il gioco della doppia finestra, anzi, no, della doppia fenditura.. mah

    Paolo

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