Page 273 - La Fisica nella Storia

Il Principio di esclusione di Pauli

L’equazione di Schrödinger fornisce la più ampia

descrizione del comportamento di una particella
quantistica, e per l’atomo più semplice, quello di
idrogeno permette di determinare oltre alla

forma degli orbitali, anche i corrispondenti valori
dei livelli di energia.

Si può dire che l’equazione di Schrödinger svolga nella fisica quantistica la stessa funzione che
148
la seconda legge di Newton svolge nella fisica classica.

***

Essendo l’atomo di idrogeno un sistema tridimensionale, per descrivere gli stati stazionari del
suo elettrone, si pensò potessero bastare tre numeri quantici (n, l e ml), ciascuno associato a

una particolare grandezza fisica e con determinati valori.

Però, osservando le righe spettrali emesse dagli atomi con uno
spettroscopio ad alta risoluzione, si notò che esse si suddividevano in più
righe separate, e quindi per descrivere il fenomeno, nel 1925 Wolfgang Pauli

(1900 – 1958) ipotizzò che bisognava introdurre un quarto numero quantico,
il cosiddetto numero quantico di spin ms, avente come valori possibili
1 1
solamente − .
2 2

Nello stesso anno, altri e due fisici S. A. Goudsmit (1902 – 1978) e G. E.
Uhlenbeck (1900 – 1988) suggerirono l’idea che tutti gli elettroni, oltre al momento angolare
orbitale L, fossero dotati di un momento angolare intrinseco: lo spin S. Per l’elettrone lo spin è
1
sempre uguale a .
2

Così si è potuto scoprire il perché il modello atomico di Bohr non fosse in grado di descrivere
atomi più complessi rispetto a quello dell’idrogeno, in quanto Bohr non considerò le reciproche
interazioni tra elettroni.

Pauli stabilì i numeri quantici che individuavano tutti i possibili stati elettronici, nonché la forma

delle corrispondenti funzioni d’onda e il valore dell’energia associata a ciascuno stato.

148 Il cambiamento di moto è proporzionale alla forza motrice risultante applicata, ed avviene lungo la linea retta secondo la quale la
forza stessa è stata esercitata.
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