L'equazione massa energia

La massa e l'energia sono equivalenti. E' una delle conclusioni più importanti della teoria della relatività di Albert Einstein.

La formula dell'equazione di Einstein

La formula dell'equivalenza energia-massa è molto conosciuta. Si tratta dell'equazione E=mc2 ossia l'energia ( E ) è uguale alla massa ( m ) moltiplicata per il quadrato della velocità della luce ( c ).

la formula dell'energia di Einstein

Cosa significa E=mc2

Malgrado la teoria di Einstein abbia più di un secolo, poche persone sanno spiegare il significato della formula.

Per rispondere subito a questa domanda, la formula vuole dire che la massa ( m ) e l'energia ( E ) sono grandezze intercambiabili tra loro.

In un certo senso, secondo la teoria della relatività la massa è una forma di energia.

massa ed energia sono equivalenti

La relazione di equivalenza tra massa ed energia è una delle fondamenta della fisica nucleare e della teoria della relatività di Einstein.

Ha avuto diverse conferme sperimentali.

Un esempio pratico di equivalenza

Quando due particelle si avvicinano tra loro, scatta una forza di attrazione detta interazione nucleare forte. Le due particelle sono attratte l'uno all'altra, fino a unirsi e formare un nucleo atomico.

la perdita di massa del nucleo

Tuttavia, dopo l'unione le particelle hanno una massa inferiore. Hanno perso una parte della loro massa originaria.

Dove è andata a finire la massa mancante?

La massa mancante delle due particelle si è trasformata nell'energia che le tiene unite l'una all'altra.

il difetto di massa nel nucleo atomico

In breve, una parte della massa ( m ) della particella si è trasformata in energia ( E ).

Questa equivalenza tra massa ed energia è spiegata con l'equazione di Einstein.

Un altro esempio di equivalenza

Un altro esempio di equivalenza tra massa ed energia si verifica nella fissione nucleare e nei processi decadimento radiodattivo.

Nella fissione e nel decadimento la massa si trasforma da una forma a un'altra ( es. cambia elemento chimico ) e rilascia all'esterno una parte di energia elettromagnetica pure sotto forma di fotoni.

Cos'è la fissione nucleare?

E' il processo fisico in cui un nucleo atomico si spezza in due o più nuclei più leggeri.

la reazione a fissione nucleare

Cos'è il decadimento radioattivo?

E' un processo fisico che si verifica in un nucleo instabile e radioattivo. Durante questo processo di trasformazione viene rilasciata una quantità di energia.

esempio di emissione di radiazioni gamma in un decadimento beta

L'energia si trasforma in massa e viceversa

La relazione tra massa ed energia è bivalente. La massa può trasformarsi in energia e l'energia può trasformarsi in un massa.

la massa e l'energia sono equivalenti tra loro

Qual è la spiegazione?

Nella teoria della relatività ristretta la massa è un concetto relativo. Ogni corpo ha una massa a riposo ( m0 ) e una massa relativistica ( m ).

la formula della massa relativa

Quanto più un corpo si muove velocemente, tanto più la sua massa relativistica è maggiore.

Nota. In teoria, quando il corpo eguaglia la velocità della luce ( v=c ), la massa relativistica del corpo diventa infinita.

Un esempio pratico di massa relativistica

Dove ha origine questa massa?

Di sicuro non nasce dal nulla. La massa aggiuntiva del corpo che viaggia alla velocità della luce deriva dall'energia ( E ) che si trasforma in massa ( m ).

La spiegazione è molto semplice. Anche questo processo fisico è spiegato con l'equazione di Einstein E=mc2.

la formula dell'energia di Einstein

Nota. La velocità della luce ( c ) è una velocità limite dell'Universo che non può essere oltrepassata. Nulla può muoversi più veloce di un fotone.


 
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Indice

  1. La teoria della relatività