Un percorso multidisciplinare nella scuola secondaria superiore basato sull'atomismo

Il presente lavoro di tesi presenta la storia del concetto di atomo, dalla sua nascita nella Filosofia della Grecia antica fino all'atomo di Bohr, con lo scopo di declinarla in un percorso didattico per la V liceo scientifico. In particolare, soffermandosi su aspetti che in genere vengono tralasciati, si è cercato di evidenziare il fatto che una teoria scientifica non si sviluppa in modo lineare e spontaneo. Nel primo capitolo si parla della genesi della teoria atomistica, prima come argomento filosofico poi, a partire da Dalton, in ambito scientifico. Argomento del secondo capitolo è la polemica contro l'atomismo, avvenuta a cavallo tra la fine dell'Ottocento e l'inizio del Novecento. Il fatto che un concetto così radicato nella nostra cultura come quello di atomo abbia subito numerosi attacchi da parte di alcuni degli scienziati più influenti dell'epoca è un fatto relativamente poco noto della storia della scienza. Pertanto si è cercato di capire i motivi che portarono una parte della comunità scientifica a rigettare questa ipotesi. Il terzo capitolo concerne il moto browniano, ovvero il movimento incessante di piccoli corpuscoli in sospensione in un liquido o in un gas, dovuto al movimento delle molecole. La spiegazione di questo fenomeno, fornita all'inizio del Novecento, fu una delle ragioni principali che portarono all'accettazione della realtà degli atomi da parte della comunità dei fisici. Il quarto capitolo tratta il cambiamento della natura ontologica dell’atomo, che da ipotetico ente indivisibile passa ad essere un oggetto reale ulteriormente scomponibile in parti più piccole. Causa di questo mutamento fu la scoperta dell'elettrone da parte di J. J. Thomson. Diversi modelli di atomo, sommariamente descritti, furono proposti per dar conto delle nuove scoperte. Il quinto capitolo, l'ultimo della parte storico-scientifica, descrive il modello atomico di Bohr. Utilizzando un’ipotesi ad hoc – quella quantistica di Planck/Einstein – Bohr riuscì a creare un modello «infondato ma meravigliosamente produttivo» (David Lindley), in grado di spiegare gran parte dei fenomeni all'epoca conosciuti. Infine nel sesto capitolo si è cercato d’impostare un percorso didattico che, a partire dagli argomenti trattati precedentemente, fornisse agli studenti un'idea generale della storia dell'atomo e delle difficoltà che la teoria atomica dovette superare prima di essere accettata. I cambiamenti concettuali avvenuti in Fisica tra fine Ottocento e inizio Novecento vengono presentati in questo contesto in modo naturale: passaggio dal continuo al discreto per la materia, la carica elettrica e l’energia, abbandono dell’etere e transizione da un ipotetico atomo indivisibile ad uno divisibile e scientificamente fondato.