Diapositiva 1

La relatività ristretta
Lezioni d'Autore
Superquark-Albert Einstein Relatività
(prima parte)
VIDEO
Superquark-Albert Einstein Relatività
(seconda parte)
VIDEO
Materia e antimateria
(a cura dell'Agenzia Spaziale Italiana)
VIDEO
Energia impulso nella relatività ristretta (I)
Una delle equazioni della dinamica
relativistica, attraverso cui spiegare
i nuovi principi di conservazione può
essere scritta nella seguente forma:
(E/c)2-p2=(E0/c)2
Il simbolo E rappresenta l’energia
relativistica del corpo (particella);
p, la quantità di moto; c, la velocità
della luce nel vuoto; E0, l’energia a
riposo della particella.
Energia impulso nella relatività ristretta (II)
L’espressione precedente può essere
applicata anche nel caso particolare di
particelle che non hanno energia a
riposo, come i fotoni incessantemente in
moto alla velocità della luce.
Per simili particelle si può scrivere:
(E/c)2-p2=0
da cui si ricava una soluzione possibile:
(E/c)=p
Energia impulso nella relatività ristretta (III)
Un risultato che
ha portato a
prevedere voli
spaziali di
navicelle spinte
dai fotoni.
Di lato:
illustrazione del
racconto
Sunjammer di
Arthur C. Clarke
Energia impulso nella relatività ristretta (IV)
Esperimento mentale di Einstein descritto
nel 1905.
Un corpo fermo avente energia a riposo
E0 emette due fotoni nella stessa
direzione, ma con versi opposti.
Applicando il principio di equivalenza, in
un riferimento stazionario e in un altro
riferimento avente velocità v piccola
rispetto alla velocità della luce, Einstein
ottenne che:
ΔE0=Δmc2.
La massa delle particelle in elettronvolt (I)
La possibilità di trasformare,
attraverso l’equazione di Einstein:
E0=mc2
una massa in energia è così diffusa
nel mondo della fisica delle
particelle che normalmente le
masse sono espresse in valori
multipli di elettronvolt (eV).
La massa delle particelle in elettronvolt (II)
Ovviamente 1 eV è pari all’energia di una carica
elementare e=1,6 10-19 J/V accelerata da una differenza di
potenziale di 1V. Quindi 1 eV= 1,6 10-19 J.
Da ciò si ricava che ad esempio per la massa di un
protone (m =1,673 10-27 kg)
Si ha che E =1,673 10-27 kg 9 1016 m2/s2=15,057 10-11 J.
p
0
La trasformazione dell’ultima quantità in elettronvolt
avviene dividendo per 1,6 10-19 eV/J.
La “massa” del protone risulta allora di 941 MeV
e, con calcoli meno approssimati, 938 MeV.
La massa delle particelle in elettronvolt (III)
Tabella
relativa
alle
caratteris
tiche
delle
particelle
del
modello
standard
con le
masse
misurate
in MeV/c2
Il difetto di massa (I)
In fisica nucleare si parla di difetto di massa m di un
nucleo.
Esso misura la differenza fra la somma delle masse dei
protoni e dei neutroni che lo costituiscono e la massa del
nucleo stesso.
Il difetto di massa positivo, in accordo all’equazione di
Einstein, misura l’energia di legame del nucleo stesso,
ovvero l’energia necessaria per separarlo nei singoli
nucleoni.
Il difetto di massa (II)
In questo
grafico sono
rappresentati
i diversi
nuclei e il
rapporto tra
l’energia di
legame e il
numero di
nucleoni
FINE
Lezioni d'Autore
La relatività ristretta
Lezioni d'Autore
Superquark-Albert Einstein Relatività
(prima parte)
VIDEO
Superquark-Albert Einstein Relatività
(seconda parte)
VIDEO
Materia e antimateria
(a cura dell'Agenzia Spaziale Italiana)
VIDEO
Energia impulso nella relatività ristretta (I)
Una delle equazioni della dinamica
relativistica, attraverso cui spiegare
i nuovi principi di conservazione può
essere scritta nella seguente forma:
(E/c)2-p2=(E0/c)2
Il simbolo E rappresenta l’energia
relativistica del corpo (particella);
p, la quantità di moto; c, la velocità
della luce nel vuoto; E0, l’energia a
riposo della particella.
Energia impulso nella relatività ristretta (II)
L’espressione precedente può essere
applicata anche nel caso particolare di
particelle che non hanno energia a
riposo, come i fotoni incessantemente in
moto alla velocità della luce.
Per simili particelle si può scrivere:
(E/c)2-p2=0
da cui si ricava una soluzione possibile:
(E/c)=p
Energia impulso nella relatività ristretta (III)
Un risultato che
ha portato a
prevedere voli
spaziali di
navicelle spinte
dai fotoni.
Di lato:
illustrazione del
racconto
Sunjammer di
Arthur C. Clarke
Energia impulso nella relatività ristretta (IV)
Esperimento mentale di Einstein descritto
nel 1905.
Un corpo fermo avente energia a riposo
E0 emette due fotoni nella stessa
direzione, ma con versi opposti.
Applicando il principio di equivalenza, in
un riferimento stazionario e in un altro
riferimento avente velocità v piccola
rispetto alla velocità della luce, Einstein
ottenne che:
ΔE0=Δmc2.
La massa delle particelle in elettronvolt (I)
La possibilità di trasformare,
attraverso l’equazione di Einstein:
E0=mc2
una massa in energia è così diffusa
nel mondo della fisica delle
particelle che normalmente le
masse sono espresse in valori
multipli di elettronvolt (eV).
La massa delle particelle in elettronvolt (II)
Ovviamente 1 eV è pari all’energia di una carica
elementare e=1,6 10-19 J/V accelerata da una differenza di
potenziale di 1V. Quindi 1 eV= 1,6 10-19 J.
Da ciò si ricava che ad esempio per la massa di un
protone (m =1,673 10-27 kg)
Si ha che E =1,673 10-27 kg 9 1016 m2/s2=15,057 10-11 J.
p
0
La trasformazione dell’ultima quantità in elettronvolt
avviene dividendo per 1,6 10-19 eV/J.
La “massa” del protone risulta allora di 941 MeV
e, con calcoli meno approssimati, 938 MeV.
La massa delle particelle in elettronvolt (III)
Tabella
relativa
alle
caratteris
tiche
delle
particelle
del
modello
standard
con le
masse
misurate
in MeV/c2
Il difetto di massa (I)
In fisica nucleare si parla di difetto di massa m di un
nucleo.
Esso misura la differenza fra la somma delle masse dei
protoni e dei neutroni che lo costituiscono e la massa del
nucleo stesso.
Il difetto di massa positivo, in accordo all’equazione di
Einstein, misura l’energia di legame del nucleo stesso,
ovvero l’energia necessaria per separarlo nei singoli
nucleoni.
Il difetto di massa (II)
In questo
grafico sono
rappresentati
i diversi
nuclei e il
rapporto tra
l’energia di
legame e il
numero di
nucleoni
FINE
Lezioni d'Autore