Fotoni e quantità di moto
cosa vuol dire che i fotoni hanno una quantità di moto finita e che differiscono dalle particelle comuni ?
Risposte
Solitamente, come sai, la quantità di moto è $p = mv$, ma i fotoni non hanno massa...
mmm quindi è uguale a 0 ?
"Imad":
mmm quindi è uguale a 0 ?
no. per un oggetto senza massa $p = E/c$ e quindi per il fotone $p = h nu / c$
aggiungo: l'effetto Compton è una prova della cosa.
http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Compton
nota che avviene con fotoni di alta energia: se avessero una bassa energia nell'urto elastico con un elettrone rimbalzerebbero come una palla contro il muro, e dunque non ci sarebbe una modificazione della loro frequenza.
nn riesco a capire la differenza della quantità di moto di un fotone e di una particella normale
"Imad":
nn riesco a capire la differenza della quantità di moto di un fotone e di una particella normale
particella "normale": ha una massa. p=mv. se sei in regime relativistico $p=gamma m_0 v$
particella massless: p=E/c
non bisogna pensare al momento come ad una quantità puramente meccanica, anche le onde elettromagnetiche lo trasportano (e quindi i fotoni).
il fotone ha solo massa "relativistica"
"son Goku":
il fotone ha solo massa "relativistica"
è evidente che per particelle senza massa io e Maurizio intendevamo massa a riposo.
comunque che io sappia sono rari gli autori che stanno a definire una "massa relativistica" per un fotone. è uno strumento non di grande utilità. e, soprattutto, rischia di confondere le idee.
la massa 0 del fotone e il suo viaggiare a velocità c sono due fatti l'uno necessario dell'altro: questo è fondamentale.
infatti nn avevo mai sentito parlare di massa relativistica ( ancora 5° Liceo )
"Imad":
infatti nn avevo mai sentito parlare di massa relativistica ( ancora 5° Liceo )
e per i fotoni non ne sentirai mai parlare, visto che è una definizione scarsamente utilizzata per il suo poco senso.
spero che il resto sia chiaro. ciao!
"wedge":
[quote="son Goku"]il fotone ha solo massa "relativistica"
è evidente che per particelle senza massa io e Maurizio intendevamo massa a riposo.
comunque che io sappia sono rari gli autori che stanno a definire una "massa relativistica" per un fotone. è uno strumento non di grande utilità. e, soprattutto, rischia di confondere le idee.
la massa 0 del fotone e il suo viaggiare a velocità c sono due fatti l'uno necessario dell'altro: questo è fondamentale.[/quote]
Quoto
"Imad":Significa che se tu emetti fotoni in direzione + x ricevi una spinta in direzione - x e il corpo che li assorbe riceve una spinta in direzione + x.
cosa vuol dire che i fotoni hanno una quantità di moto finita e che differiscono dalle particelle comuni ?
Poichè $p = E/c$, (p = quantità di moto, E = energia, c = vel. luce) la spinta si ottiene derivando rispetto al tempo e quindi:
$F = W/c$
dove: F = forza; W = potenza radiante emessa;
Quindi se prendi un laser da 1GW e lo accendi lanciando la radiazione EM in direzione + x, ricevi una spinta $F = 10^6/299792458$ = 3.33N (~ 340 grammi) in direzione -x.
I motori a fotoni (non si deve usare necessariamente un laser) sono evidentemente poco potenti, ma avendo a disposizione energia a sufficienza, possono rimanere accesi per molto tempo (perchè non c'è carburante che viene consumato) e quindi la velocità finale che può essere raggiunta è considerevole. Ciò chiaramente può essere utile solo nel caso di viaggi molto lunghi.
GW=10^9....
"Maurizio Zani":
[quote="wedge"][quote="son Goku"]il fotone ha solo massa "relativistica"
è evidente che per particelle senza massa io e Maurizio intendevamo massa a riposo.
comunque che io sappia sono rari gli autori che stanno a definire una "massa relativistica" per un fotone. è uno strumento non di grande utilità. e, soprattutto, rischia di confondere le idee.
la massa 0 del fotone e il suo viaggiare a velocità c sono due fatti l'uno necessario dell'altro: questo è fondamentale.[/quote]
Quoto[/quote]
sarà, ma a me non confonde le idee, trovo che invece possa essere utile per i futuri sviluppi della teoria delle particelle. segnalo che su quest' altro forum è un argomento molto dibattuto
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=87409
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=53811
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=156918
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=153967
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=116347
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=9764
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=171307
queste sono alcune delle discussioni sulla questione, ci sarà anche un pò di spam, cmq quel forum l'ho trovato abbastanza serio, pare ci scrivano fisici di università americane(alcuni sono del mit) e ogni volta che quell'argomento salta fuori scatena una marea di repliche, sarà da tenerne un pò in considerazione?
"son Goku":
, trovo che invece possa essere utile per i futuri sviluppi della teoria delle particelle
ossia?
è decisamente brutto comunque pensare che un fotone ultravioletto abbia più massa di uno infrarosso. e poi che serve? mica hanno un'inerzia da preservare i fotoni, non subiscono forze se non quella gravitazionale che è comunque una deformazione dello spazio che li obbliga a curvare.
sentiamo anche Maurizio Zani e gli altri.
Per quel che a me serve, da "spettroscopista" in fisica dello stato solido, il fotone ha massa zero; non so se per qualche collega "relativistico" introdurre il concetto di massa relativistica per il fotone abbia qualche vantaggio
ho trovato comunque il grande baco del tuo ragionamento, Goku.
non puoi applicare così la formula E=mc^2 ai fotoni.
infatti è $E=m_v c^2 = gamma m_0 c^2$. poichè m_0 = 0 capisci che quello che hai scritto non ha senso.
un'altra relazione più generale è $E^2=m_o ^2 c^4 + p^2 c^2 $ (il famoso "triangolo relativistico")-
qualcosa da obiettare?
non puoi applicare così la formula E=mc^2 ai fotoni.
infatti è $E=m_v c^2 = gamma m_0 c^2$. poichè m_0 = 0 capisci che quello che hai scritto non ha senso.
un'altra relazione più generale è $E^2=m_o ^2 c^4 + p^2 c^2 $ (il famoso "triangolo relativistico")-
qualcosa da obiettare?
mah, alla fine credo sia come andare a speculare se è nato prima l'uovo o la gallina, da controbattere ce n'è sempre, potrei dirti per esempio che di indeterminazioni 0/0 in matematica e in fisica ce ne sono a bizzeffe, perchè proprio in questo caso non dovrebbe aver senso?
"Marco83":
GW=10^9....
Certo! Evidentemente ho pensato "megawatt MW" e qualche "fantasma dell'inconscio" ha scritto GW!
La cosa incredibile è che ho fatto lo stesso identico errore alcuni mesi fa su un'altro forum!
(E ovviamente, non ho fatto copia e incolla...)
"son Goku":
[quote="Maurizio Zani"][quote="wedge"][quote="son Goku"]il fotone ha solo massa "relativistica"
è evidente che per particelle senza massa io e Maurizio intendevamo massa a riposo.
comunque che io sappia sono rari gli autori che stanno a definire una "massa relativistica" per un fotone. è uno strumento non di grande utilità. e, soprattutto, rischia di confondere le idee.
la massa 0 del fotone e il suo viaggiare a velocità c sono due fatti l'uno necessario dell'altro: questo è fondamentale.[/quote]
Quoto[/quote]
sarà, ma a me non confonde le idee, trovo che invece possa essere utile per i futuri sviluppi della teoria delle particelle. segnalo che su quest' altro forum è un argomento molto dibattuto
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=87409
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=53811
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=156918
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=153967
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=116347
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=9764
http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=171307
queste sono alcune delle discussioni sulla questione, ci sarà anche un pò di spam, cmq quel forum l'ho trovato abbastanza serio, pare ci scrivano fisici di università americane(alcuni sono del mit) e ogni volta che quell'argomento salta fuori scatena una marea di repliche, sarà da tenerne un pò in considerazione?[/quote]Sono pochi quelli che parlano ancora di "massa relativistica" perchè questa non è altro che un diverso nome per Energia/$c^2$.
Un'altro motivo è che tale massa relativistica (essendo l'energia totale) dipende dal sistema di riferimento. In che modo una tale "massa" curva lo spazio-tempo, allora? A velocità sufficientemente alte, una particella dovrebbe diventare un buco nero?
Qui ci sono alcune considerazioni interessanti proprio su questo:
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/R ... _fast.html
E qui spiega bene cos'è la massa e tutte le sue stranezze, come il fatto che un fotone ha massa nulla, ma due no! (Se si muovono non parallelamente):
http://www.mathpages.com/home/kmath232/kmath232.htm
perchè non è un indeterminazione 0/0! non è un limite! il numeratore ha massa m_0=0, ZERO, non è un lim che tende a 0.
se uno si ostina a non voler capire, amico mio.
"son Goku":
da controbattere ce n'è sempre,?
se uno si ostina a non voler capire, amico mio.
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