Come costruire un altro invariante relativistico.
L'Enermoto
Partendo dall'intervallo di Lorentz abbiamo che è
il primo invariante essendo sempre costante il primo termine.
Partendo da questo possiamo creare un altro invariante estremamente utile per analizzare fenomeni di
dinamica impulsiva.
Consideriamo quanto segue:
Questo è un invariante.
Per calcolare l'energia associata ad un
corpo sottoposto all'azione di una forza torniamo alla definizione di lavoro:
Risolvendo questo integrale si l'energia posseduta è associata alla scrittura:
Tornando ora all'invariante non abbiamo ->m c 2 ma ->m 2 c 2
possiamo ottenere E2 =m 2 c 4 se moltiplichiamo ogni termine per c2.
Quindi anche un corpo in quiete con quantità di moto nulla ha energia pari a m0c2.
Chiameremo questa "Energia a riposo". Possiamo interpretare quanto scritto come l'affermazione del:
predominio dell'energia sulla
massa
In natura tutto deve essere interpretato come energia, energia che si organizza in vari modi, a vote anche riorganizzandosi in massa. Lo studio delle particelle elementari ci porterà a considerare il fatto che qualsiasi oggetto dotato di massa a temperature adeguate rompe il guscio materiale e dispiega quanto contiene sotto forma di energia.
Fino ad ora abbiamo affermato che la luce si origina come un grumo di energia che chiamiamo fotone, si propaga nello spazio come energia associabile al concetto di onda elettro-magnetica per interagire di nuovo con la materia nuovamente come fotone.
Anche in questo caso l'energia si organizza in modo diverso a seconda del contesto in cui sta operando.
La luce quando interagisce con la materia può essere assimilato ad un oggetto materiale anche se privo di massa?
La risposta è affermativa in quanto possiamo associare al fotone una quantità di moto con cui può
interagire con oggetti materiali, (urti e altro)
Come ora dimostreremo partendo dalla legge ponendo m=0:
Studieremo come la luce possa urtare un elettrone dando origine ad un evento studiabile imponendo la conservazione della quantità di moto.
La luce la possiamo interpretare alla stregua di un oggetto materiale, ma contemporaneamente un oggetto materiale può essere visto che un oggetto energetico che si propaga con le stesse modalità viste per la luce.
Parleremo in tale caso di onde materiali.
Per quanto riguarda la quantità di moto relativistica è riconducibile all'ordinaria quantità di moto: