La massa

[ygnoto]

Ragazzi adesso sto cominciando a studiare Fisica e Chimica e più o meno i prof stanno spiegando le stesse identiche cose, ma mi facevo una domanda e il prof non mi ha risposto.

Un atomo di idrogeno ha massa inferiore a quella di uno di ferro, giusto???

Scendendo nelle particelle la il rapporto tra le masse continua??? Ad esempio non possiamo ridurre tutto in un unica particella elementare di egual massa che è contenuta di più in un atomo e di meno in un altro???

Passatemi anche link perchè voglio capire bene i rapporti subatomici, ad esempio un elettrone non è possibile scinderlo (almeno come dice il prof) in particelle elementari quindi l'elettrone di un atomo di idrogeno non è lo stesso di un elettrone di un atomo di ferro... o è errato???

La massa è racchiusa principalmente solo nel nucleo atomico... non mi ci raccapezzo molto bene...

Grazie anticipatamente per le risposte

P.S.
Anche un libro è ben accetto, preferisco un libro mille pagine di google...

[kaioh]

c'è un interessante articolo su "Le scienze " di ottobre sulla massa scritto da un fisico delle particelle .

In pratica non sanno nemmeno loro sanno da dove derivi la massa.

La teoria corrente indica che ci sia un campo detto di Higgs e le dalla sua interazione con le particelle deriva la massa........

Articolo un po' ostico ma bello .

Una cosa:
Assodato che E=mc²,la massa-energiadell'universo deriva da :
-70% da energiaoscura,cioè non legata con le particelle ed attualmente se ne vedono gli effetti ma non sanno cosa sia
-il restante 30% è materia , ovvero particelle dotate di massa

Ora la materia dotata di massa dell'universo ( il 30%) è cosi suddivisa :

-5% deriva dalla massa dei protoni-neutroni-elettroni dovuta all'energia cinetica di quark e gluoni all'interno di essi
-0.5% ( stimato) dai neutrini visto che hanno una massa ,piccolissimama c'è( misembra un milionesimo di quella dell'elettrone)
-il restante 25% è materia oscura nel senso che sene vedono gli effetti gravitazionali ma non la si vede .

[ygnoto]

Vedrò di procurarmi le scienze, qualcosa in rete???

Grazie

[Banus]

Originariamente inviato da ygnoto

Scendendo nelle particelle la il rapporto tra le masse continua??? Ad esempio non possiamo ridurre tutto in un unica particella elementare di egual massa che è contenuta di più in un atomo e di meno in un altro???

No
Dimmi una cosa: vi hanno spiegato la struttura dell'atomo, elettroni, protonie e neutroni?
Gli elettroni sono molto leggeri e il loro contributo alla massa è trascurabile, protone e neutrone hanno massa quasi uguale e quindi la massa di un atomo è approssimativamente uguale al numero di neutroni + protoni. Ad esempio:
H, idrogeno, un protone, massa 1
Fe, ferro, 26 protoni e 30 neutroni, massa 56
etc.

La storia di scindere le particelle non è facile. Secondo le conoscenze attuali protoni e neutroni sono a loro volta composti da particelle (quark) ma non è possibile calcolare la massa semplicemente sommando le loro masse. Questo perchè l'energia di legame è così alta che contribuisce lei stessa alla maggior parte della massa.
Gli elettroni sono invece inscindibili, e assieme a particelle dello stesso tipo (leptoni) e ai quark costituiscono l'insieme delle particelle elementari note.

Ci sono state proposte di teorie che deducono le attuali particelle fondamentali a partire da due o tre (rishom), ma per ora sono solo speculazioni.

[Guts]

mi è sorto un dubbio, l'elettrone, pure avendo massa molto piccola, ha cmq una massa giusto? se l'elettrone fosse materia, sappiamo che la massa aumenta all'aumentare della velocità, fino a diventare pressochè infinita raggiungendo la velocità della luce. ma se l'elettrone ruota intorno al nucleo alla velocità della luce, come si comporta la sua massa?
sono al 1o anno di ing meccanica, quindi fisica relativistica nn ne ho ancora fatta. dove sbaglio?

[Banus]

Originariamente inviato da Guts

sono al 1o anno di ing meccanica, quindi fisica relativistica nn ne ho ancora fatta. dove sbaglio?

Che non si può parlare di velocità, ma di quantità di moto o meglio, se parliamo di massa a riposo dell'intero atomo, energia cinetica. E questa è comunque trascurabile rispetto al peso del nucleo.

Se provi a calcolare la velocità a cui dovrebbe orbitare l'elettrone probabilmente trovi una velocità maggiore di c. Infatti l'elettrone non ruota attorno all'altomo, ma "si trova" in una certa zona a causa del principio di indeterminazione, che impedisce di descrivere il suo moto con una traettoria. Al limite, se non si effettuano misurazioni, l'elettrone è una "nuvola" diffusa su tutto l'atomo.

[CioKKoBaMBuZzo]

io invece non capisco perchè si parla di particelle elementari prendendo in considerazione anche particelle che possono decadere...perchè non si prendono in considerazione solo le particelle stabili che non possono decadere?

[Banus]

Originariamente inviato da CioKKoBaMBuZzo

io invece non capisco perchè si parla di particelle elementari prendendo in considerazione anche particelle che possono decadere...perchè non si prendono in considerazione solo le particelle stabili che non possono decadere?

Non è facile spiegarlo
Il neutrone lasciato libero decade in protone e elettrone (+ antineutrino), ma non significa che "dentro" la particella ci siano già protone, elettrone e antineutrino legati, e con il decadimento si liberano, ma il neutrone "scompare" e al suo posto compaiono altre particelle. La prova di questo fatto è che moltissime particelle hanno diversi percorsi di decadimento, con diversa probabilità. L'importante è che siano rispettate le leggi di conservazione (energia, moto, carica, numero barionico, ... ). La teoria che descrive i decadimenti è quella dell'interazione debole.
Si definiscono elementari tutte le particelle che non possono essere decomposte in particelle più fondamentali. Il protone pur essendo stabile non è elementare perchè composto da quark, mentre il muone, anche se decade in 10^-6 secondi, è elementare.

[ygnoto]

Originariamente inviato da Banus

No
Dimmi una cosa: vi hanno spiegato la struttura dell'atomo, elettroni, protonie e neutroni?
Gli elettroni sono molto leggeri e il loro contributo alla massa è trascurabile, protone e neutrone hanno massa quasi uguale e quindi la massa di un atomo è approssimativamente uguale al numero di neutroni + protoni. Ad esempio:
H, idrogeno, un protone, massa 1
Fe, ferro, 26 protoni e 30 neutroni, massa 56
etc.

La storia di scindere le particelle non è facile. Secondo le conoscenze attuali protoni e neutroni sono a loro volta composti da particelle (quark) ma non è possibile calcolare la massa semplicemente sommando le loro masse. Questo perchè l'energia di legame è così alta che contribuisce lei stessa alla maggior parte della massa.
Gli elettroni sono invece inscindibili, e assieme a particelle dello stesso tipo (leptoni) e ai quark costituiscono l'insieme delle particelle elementari note.

Ci sono state proposte di teorie che deducono le attuali particelle fondamentali a partire da due o tre (rishom), ma per ora sono solo speculazioni.

Grazie come al solito Banus, quindi alla fine neutroni e protoni hanno egual massa in tutti gli atomi, non esiste protone di idrogeno e protone di ferro...
Questa era la cosa che mi interessava maggiormente sapere. Non è che abbiano spiegato molto visto che non sono in grado di fare quattro calcoli matematico con i numeri esponenziali... Ha introdotto solo il concetto di massa, velocità... energia... poi ha parlato degli atomo e poi molecole...
A questo punto gli ho fatto la fatidica domanda mi ha guardato per qualche secondo, con uno sguardo per dire ma che ca**o vuoi, ed ha ricominciato a spiegare...

Domanda che adesso mi sorge spontanea, non siamo in grado di calcolarne la massa??? E di dare poi quindi una definizione decente di kg???

Grazie

[Guts]

da quanto ho capito si finisce nel campo relativistico quindi nn è così semplice

[Banus]

Originariamente inviato da ygnoto

Grazie come al solito Banus, quindi alla fine neutroni e protoni hanno egual massa in tutti gli atomi, non esiste protone di idrogeno e protone di ferro...

Si, sono del tutto identici.

Domanda che adesso mi sorge spontanea, non siamo in grado di calcolarne la massa??? E di dare poi quindi una definizione decente di kg???

Cioè?
Le masse di tutte le particelle elementari sono costanti fisiche ben conosciute (per i quark un po' meno ), e sono alla base dell'attuale teoria (Modello Standard), visto che non abbiamo ancora sistemi per dedurle da altri principi.
Ad esempio:
protone: 1,6726231 × 10^-27 Kg (non si riesce ancora a dedurla dai quark)
elettrone: 9,10 × 10^-31 Kg
etc.

E comunque negli atomi ha un contributo non trascurabile l'energia di legame. Infatti se provi a vedere le masse atomiche non hanno valori esattamente multipli.

[ygnoto]

Grazie ancora...

Per questo si va un po' in difficoltà a definire il kg... non lo si può definire ad esempio per il numero di atomi o altra particella contenuta in un dato volume, ad esempio di un cubo???



Grazie 10^3

[Banus]

Originariamente inviato da ygnoto

Per questo si va un po' in difficoltà a definire il kg... non lo si può definire ad esempio per il numero di atomi o altra particella contenuta in un dato volume, ad esempio di un cubo???

Ci stanno lavorando
http://it.wikipedia.org/wiki/Chilogrammo
soprattutto dopo aver visto che il Kg campione è comunque soggetto a variazioni di massa. Comunque una nuova definizione è possibile se è più precisa di quella vecchia (è successo così con le definizioni di secondo e metro).

[nexus2014]

Originariamente inviato da Guts

se l'elettrone fosse materia, sappiamo che la massa aumenta all'aumentare della velocità, fino a diventare pressochè infinita raggiungendo la velocità della luce.

La massa è un invariante relativistico!

[nexus2014]

E' SCORRETTO parlare di:
1. massa relativistica, tipo m*gamma;
2. massa dipendente dalla velocità;
3. massa a riposo;

Questi sono concetti arcaici ormai entrati nella divulgazione scientifica ed anche in molte facoltà scientifiche e non...; l'unica massa è quella di Galileo e di Newton!

[CioKKoBaMBuZzo]

ma...adesso che ci penso...una volta un prof del politecnico di milano che era venuto a farci supplenza ci ha detto che all'aumentare della velocità, aumenta anche la massa me l'ero quasi scordato..ha detto una baggianata?

[Guts]

anche il mio prof di fisica sperimentale A+B (politecnico di milano ing meccanica 1o anno) ha detto che la massa è

m=m0/radice(1-(v/c)^2)

e che visto che per velocità relativamente piccole tende a m0 si considera costante

[Banus]

Originariamente inviato da CioKKoBaMBuZzo

una volta un prof del politecnico di milano che era venuto a farci supplenza ci ha detto che all'aumentare della velocità, aumenta anche la massa

E' un modo (non molto corretto) di salvare la formula p=mv della quantità di moto.
In relatività la quantità di moto segue appunto la formula:

P = m0*v/sqrt(1-(v/c)^2)

Il problema è che la "massa" così ottenuta ha proprietà "strane": dipende dal sistema di riferimento, non esercita attrazione gravitazionale, dipende dalla direzione del moto. Quindi i fisici preferiscono farne a meno e usare direttamente p, tanto più che in fisica quantistica è più facile da usare (e più fondamentale delle velocità: c'è dietro la storia delle simmetrie). Ma la "massa relativistica" viene usata a scopi divulgativi, per dare un'idea intuitiva degli effetti relativistici; creando spesso più problemi di una spiegazione rigorosa

[Guts]

banus in cosa ti sei laureato?

[Banus]

Originariamente inviato da Guts

banus in cosa ti sei laureato?

Sarei laureando in ingegneria informatica