Relatività

Come costruire un altro invariante relativistico.

L'Enermoto

Partendo dall'intervallo di Lorentz abbiamo che invariante 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:

lavoro

Questo è un invariante.

Per calcolare l'energia associata ad un corpo sottoposto all'azione di una forza torniamo alla definizione di lavoro:

dimostrazione

Risolvendo questo integrale si l'energia posseduta è associata alla scrittura:

energia

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.

energia

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 h f ponendo m=0:

fotone

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:

altro


Seguito: massa ed energia