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Enrico Fermi a Firenze. Le «Lezioni Di Meccanica Razionale» Al Biennio

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Enrico Fermi a Firenze. Le «Lezioni Di Meccanica Razionale» Al Biennio I LIBRI DE «IL COLLE DI GALILEO» ISSN 2704-5609 (PRINT) | ISSN 2612-7989 (ONLINE) – 6 – I LIBRI DE «IL COLLE DI GALILEO» Direttore Daniele Dominici (Università di Firenze) Comitato scientifico Oscar Adriani (Università di Firenze; Sezione INFN Firenze, Direttore) Marco Benvenuti (Università di Firenze; Presidente del Sistema Museale d’Ateneo) Roberto Casalbuoni (Università di Firenze) Francesco Cataliotti (Università di Firenze) Stefania De Curtis (Sezione INFN Firenze) Paolo De Natale (Istituto Nazionale di Ottica, Direttore) Pier Andrea Mandò (Università di Firenze) Giuseppe Pelosi (Università di Firenze) Giacomo Poggi (Università di Firenze) Maria Sofia Randich Osservatorio( Astrofisico di Arcetri, Direttore) Enrico Fermi a Firenze Le «Lezioni di Meccanica Razionale» al biennio propedeutico agli studi di Ingegneria: 1924-1926 a cura di Roberto Casalbuoni Daniele Dominici, Giuseppe Pelosi FIRENZE UNIVERSITY PRESS 2019 Enrico Fermi a Firenze : le «Lezioni di Meccanica Razionale» al biennio propedeutico agli studi di Ingegneria: 1924-1926 / a cura di Roberto Casalbuoni, Daniele Dominici, Giuseppe Pelosi. – Firenze University Press, 2019. (I libri de «Il Colle di Galileo» ; 6) https://www.fupress.com/isbn/9788864539607 ISSN 2704-5609 (print) ISSN 2612-7989 (online) ISBN 978-88-6453-959-1 (print) ISBN 978-88-6453-960-7 (online PDF) Progetto grafico di Alberto Pizarro Fernández, Lettera Meccanica SRLs Immagine di copertina: elaborazione grafica della fotografia che ritrae da sinistra a destra Franco Rasetti, Rita Brunetti, Nello Carrara, Enrico Fermi all’Istituto di Fisica ad Arcetri [Archivio Amaldi, Dipartimento di Fisica, Università di Roma “La Sapienza”] Certificazione scientifica delle Opere Tutti i volumi pubblicati sono soggetti a un processo di referaggio esterno di cui sono responsabili il Consiglio editoriale della FUP e i Consigli scientifici delle singole collane. Le opere pubblicate nel catalogo FUP sono valutate e approvate dal Consiglio editoriale della casa editrice. Per una descrizione più analitica del processo di referaggio si rimanda ai documenti ufficiali pubblicati sul catalogo on-line (www.fupress.com). Consiglio editoriale Firenze University Press M. Garzaniti (Presidente), M. Boddi, A. Bucelli, R. Casalbuoni, A. Dolfi, R. Ferrise, M.C. Grisolia, P. Guarnieri, R. Lanfredini, P. Lo Nostro, G. Mari, A. Mariani, P.M. Mariano, S. Marinai, R. Minuti, P. Nanni, G. Nigro, A. Perulli. L’edizione digitale on-line del volume è pubblicata ad accesso aperto su www.fupress.com. La presente opera è rilasciata nei termini della licenza Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode). La licenza permette di condividere l’opera, nella sua interezza o in parte, con qualsiasi mezzo e formato, e di modificarla per qualsiasi fine, anche commerciale, a condizione che ne sia menzionata la paternità in modo adeguato, sia indicato se sono state effettuate modifiche e sia fornito un link alla licenza. © 2019 Firenze University Press Pubblicato da Firenze University Press Firenze University Press Università degli Studi di Firenze via Cittadella, 7, 50144 Firenze, Italy www.fupress.com This book is printed on acid-free paper Printed in Italy SOMMARIO PRESENTAZIONE VII Luigi Dei PREFAZIONE IX Luisa Cifarelli PREFAZIONE DEI CURATORI XV Roberto Casalbuoni, Daniele Dominici, Giuseppe Pelosi ENRICO FERMI: UNA VITA INTENSA 1 Francesco Guerra, Nadia Robotti IL CONTRIBUTO SCIENTIFICO DI ENRICO FERMI 23 Roberto Casalbuoni, Daniele Dominici PARTE I ENRICO FERMI, GLI ANNI FIORENTINI ENRICO FERMI DOCENTE ALLA REGIA UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE 41 Leonardo Lucci, Fioranna Salvadori, Stefano Selleri RICORDI DI FERMI 65 Nello Carrara LA STATISTICA DI FERMI ALLE RADICI DELL’ELETTRONICA DEI SEMICONDUTTORI 83 Giuseppe Pelosi, Massimiliano Pieraccini IL PRIMO CONCORSO DI FISICA TEORICA 89 Paolo Rossi LAURA ED ENRICO FERMI A ‘IL FRASSINE’ 97 Daniele Dominici, Giuseppe Pelosi UNA PARTITA A TENNIS E TANTI RICORDI 103 Carlo Franchetti Roberto Casalbuoni, Daniele Dominici, Giuseppe Pelosi (a cura di), Enrico Fermi a Firenze. Le «Lezioni di Meccanica Razionale» al biennio propedeutico agli studi di Ingegneria: 1924-1926, © 2019 FUP, CC BY 4.0 International, published by Firenze University Press (www.fupress.com), ISSN 2612-7989 (online), ISBN 978-88-6453-960-7 (online PDF) VI ENRICO FERMI A FIRENZE PARTE II LEZIONI DI MECCANICA RAZIONALE PREFAZIONE ALLE LEZIONI 111 Roberto Casalbuoni, Daniele Dominici, Giuseppe Pelosi LEZIONI DI MECCANICA RAZIONALE 117 Enrico Fermi RINGRAZIAMENTI 385 GLI AUTORI 387 PRESENTAZIONE Luigi Dei Rettore dell’Università di Firenze Con grande piacere accolgo l’invito a scrivere qualche riga di presenta- zione alla seconda edizione del volume Enrico Fermi a Firenze. Le «Lezioni di Meccanica Razionale» al biennio propedeutico agli studi di Ingegneria: 1924-1926. Rispetto alla prima edizione le lezioni sono presentate in formato latex e il volume contiene alcuni nuovi contributi, tra i quali un contributo di Fran- cesco Guerra, Nadia Robotti sulla vita di Enrico Fermi, nonché un contri- buto di Paolo Rossi sul concorso di Fisica Teorica che portò Fermi a Roma nel 1926. La Casa Editrice del nostro Ateneo, Firenze University Press, ha curato la pubblicazione in collaborazione col Centro Fermi di Roma. Come è noto, il Premio Nobel per la Fisica del 1938 Enrico Fermi insegnò nei pri- mi due anni accademici della nostra università: il 1924/25 e il 1925/26. Ecco perché siamo orgogliosi di queste ricerche d’archivio che hanno consentito di portare alla memoria in modo documentale un lacerto di vita accademi- ca di Fermi. La storia ci presenta spesso conti con stranezze e paradossi: nei venti anni che trascorrono fra il 1924 e il 1945 si assiste forse alla più grande rivoluzione concettuale, dopo quelle di Galileo e Newton, al trionfo della meccanica quantistica, la meccanica del mondo atomico-molecolare e alla penetrazione dei misteri del nocciolo più profondo della materia, il nucleo. L’aggettivo ‘nucleare’ diventerà un termine che caratterizzerà in modo so- stanziale – nel bene del progresso della conoscenza, nel male di Hiroshima e Nagasaki – gli anni a venire fino ai giorni nostri. In questi stessi venti anni la storia ci consegnerà anche i più grandi drammi planetari: dittature e tota- litarismi, genocidi, la più grande guerra della storia della civiltà umana, per la seconda volta in un secolo. Ma così è: le tragedie non fermano il cammino dell’uomo sulla strada della conoscenza. Fermi in questi venti anni, insieme a tanti altri scienziati, interroga e scuote con energia la sfinge che ha nome materia. Parte dai gas, dai loro calori specifici, proprio qui a Firenze, men- tre insegna meccanica razionale ai fisici e agli ingegneri, e prosegue molto più in là di un gas. Le sue intuizioni, la sua eleganza nel disegnare formule apparentemente astratte e invece ricche di assoluta concretezza, lo elevano a genio del Novecento. Mi è gradito ricordare che quando ero studente di chimica in via Gino Capponi 9 e frequentavo le lezioni di termodinami- ca statistica tenute da quel meraviglioso didatta che era il professor Giorgio Taddei, l’approccio statistico al mondo di atomi e molecole mi affascinava Roberto Casalbuoni, Daniele Dominici, Giuseppe Pelosi (a cura di), Enrico Fermi a Firenze. Le «Lezioni di Meccanica Razionale» al biennio propedeutico agli studi di Ingegneria: 1924-1926, © 2019 FUP, CC BY 4.0 International, published by Firenze University Press (www.fupress.com), ISSN 2612-7989 (online), ISBN 978-88-6453-960-7 (online PDF) VIII Luigi Dei particolarmente. Maxwell e Boltzmann, i classici, e poi i quantistici Bose, Einstein, Fermi e Dirac. Ecco i sei giganti sulle spalle dei quali ancor oggi guardiamo il mondo. Quella formula compatta, che disegna la statistica di Fermi-Dirac per le particelle dette appunto fermioni, è bella a vedersi, con quei due numeri apparentemente lontani e invece vicinissimi: il primo è il numero ‘uno’, l’inizio di ogni cosa e l’altro il numero ‘e’ di Nepero o Eu- lero, che è legato al numero uno, ma anche all’infinito. Infatti ‘e’ si ottiene se a lui, l’uno, sommo 1/n, dove ‘n’ è grandissimo praticamente infinito, ed elevo questa somma di due addendi proprio allo stesso numero n del deno- minatore della frazione sommata a 1. Il paradosso è che questa somma, che ha a che fare con l’infinito, produce un numero finito, non molto lontano dall’uno, un numero quasi magico, trascendente, che sta vicino al tre, per- ché è 2,71828… e qui davvero dovremmo continuare ancora di nuovo ver- so l’infinito! Nella statistica di Fermi-Dirac questi due fantastici numeri son messi in modo tale da regalarci… gli smartphone! Insomma, l’universo di og- gi, digitale-informatico, che mette nelle nostre mani il mondo a portata di un clic nasce a Firenze, circa un secolo fa, sulle ali di una formula matemati- ca che la Fisica impiega per spiegare i misteri della materia. Infatti, alla base di questi marchingegni ci stanno semiconduttori solidi e alla base dei semi- conduttori, genitori dell’elettronica, ci stanno la statistica di Fermi-Dirac, il livello di energia che porta il suo nome e tante altre belle cose. Sì perché la scienza è bella, come un quadro, un’opera letteraria, una sinfonia musicale. La sua bellezza spesso si condensa in una formula matematica, quella di Fer- mi, che come tante altre – e come si disse di Shakespeare –, non appartiene a un’epoca, ma all’umanità. E di queste bellezze il libro che qui presentia- mo è davvero colmo. Firenze, 29 agosto 2019 PREFAZIONE Luisa Cifarelli Presidente del Centro Fermi Il Centro Fermi e una significativa testimonianza sul giovane Enrico Fermi a Firenze Il Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche ‘Enrico Fermi’ (Centro Fermi) ha sede a Roma nella storica palazzina di Via Panisperna (Fig. 1) dove, a partire dal 1881, sotto la guida di Pietro Blaserna, fiorì il Regio Istituto di Fisica, un vero e proprio ‘ambiente creativo’ dove crebbe una delle figure più di spicco della fisica italiana del ’900: Enrico Fermi, vincitore nel 1926 della prima cattedra di Fisica Teorica istituita in Italia.
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