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Titolo: La massa della luce

Non sono un fisico, ma tra gli infiniti quesiti e incertezze irrisolte c'è 
questa che mi tormenta dalla prima infanzia scolastica.
Per definizione, la luce non ha massa...
però ha un'energia
E=hf (E=energia h=cost. Plank f=frequenza)
Equivalenza Massa=Energia
E=mc^2  <=> m=E/c^-2
Incremento della massa in un oggetto in movimento
M=m/[1-(v^2/c^2)]^-2
Considerate le sopraccitate equazioni è palese una sorta di paradosso 
nell'affermazione iniziale, qualch'uno può illuminarmi?.
Ringrazio quanti vorranno rispondere.
G.R.

Giovanni Rocco ha scritto:

"Facile", ma che cos'è la massa?
Se accetti la relazione E=hv per un fotone e E=mc^2,
allora converrai con me che è equivalente trattare una massa in termini 
di energia o meno.
ma da:
E^2 = m^2c^4 + p^2c^2
ponendo m = 0 trovi che:
E^2 = p^2c^2
Ossia: un oggetto di massa nulla non può che muoversi alla velocità 
limite, o altrimenti, un oggetto che si muova alla velocità limite deve 
avere massa nulla.

 avere massa nulla.
Ti ringrazio per la sollecita risposta,
non conoscevo questa relazione:
E^2 = m^2c^4 + p^2c^2
e mi accingo a documentarmi.
Resta comunque un fatto; io sono "quasi ateo" e il mio cervello sembra 
rifiutare l'esistenza di energia disgiunta dalla materia. Ho un cervello 
preistorico "newtoniano" e penso che il mio grande idolo A.Einstein (e non 
solo lui) fosse veramente scollegato dal mondo (forse un marziano) per 
riuscire a intuire ed elaborare tali concetti.
Per ciò che riguarda la materia, effettivamente ne sappiamo ben poco, io 
sono un chimico e come tale ho anche studiato il passato non proprio 
remotissimo in cui l'atomo era inscindibile e rappresentava l'essenza della 
materia, ma, di storia ne è passata....
Un saluto a tutti gli Hacker.

> Un saluto a tutti gli Hacker.
Grazie, ricambio!
Una fan di Margherita Hack

 rifiutare l'esistenza di energia disgiunta dalla materia.
Ma qui non si parla di "materia" tout-court, ma di materia dotata di
massa a riposo. Perche' il fotone nopn dovrebbe essere "materia"?

 E=mc^2  <=> m=E/c^-2
Galeotta fu la formula e chi la spiego' male :-)
Se ho in tasca duemila delle vecchie lire, e vedo scritto che 1 euro vale
duemila lire, vuol dire forse che ho un euro in tasca?
No, ovviamente! Vuol dire solo che ho l'equivalente di un euro in tasca
... se voglio cambiare i miei soldi in euro, allora non posso aspettarmi
di ricevere piu' di un euro ... se invece compro caramelle ne ottengo
molte (?) di piu', ma sempre equivalenti a un euro ... ma non ho una
moneta da un euro in tasca!
Tornando al discorso dei fotoni, un raggio gamma da 3 MeV puo' eccitare un
livello di un nucleo atomico, aumentando la sua massa (massa a riposo,
ovviamente, cioe' l'unica di cui ha senso parlare) di 3 MeV. In questo
caso si applica la formula che hai citato.
Oppure puo' cozzare contro un elettrone (che e' una particella elementare
stabile e quindi non ha come aumentare la propria massa), e regalargli
tutti i 3 MeV, o solo parte, sotto forma di impulso. E qui quella formula
non c'entra nulla :-))
 Ciao
 Federico
 
 

Perche' il fotone nopn dovrebbe essere "materia"?
Il fotone, nella formula E=m c^2,
sta dalla parte di E   o dalla parte di   m?

 ha scritto nel messaggio 
news:1130191862.0...@z14g2000cwz.googlegroups.com...

Non capisco...
se ha massa a riposo m>0 alla velocità  C (velocità della luce nel vuoto) la 
sua massa sarebbe infinita!
Qualcosa mi sfugge?
massa = materia
materia = massa
massa = 0 materia = ""
Mi sono perso qualche lezione di fisica di base?
Un saluto, a presto.
G.R. 

 Qualcosa mi sfugge?
Niente di particolarmente profondo: per come la vedo io, e' una
questione terminologica. Prova a recuperare da Google Groups il thread
"e' corretto dire che..." che si sviluppo' all'inizio di quest' anno.
Ti riporto parte del mio intervento del 7 gennaio:
Qui stiamo parlando di una definizione: se cioe' definire come materia
solo cio' che ha massa oppure no. Come definizione, non e' questione di
verita' o falsita' ma solo di opportunita'. Per me questa
identificazione non e' opportuna, perche' porterebbe a considerare
"immateriali" fenomeni 
p.es
. come la luce, evocando magari connotazioni
metafisiche inopportune. Per di piu' se si dovesse scoprire che il
fotone ha massa non nulla si dovrebbe riclassificare la luce come
"materiale", anche se la fenomenologia rimarrebbe pressoche' identica.
Inoltre renderebbe in qualche modo problematico il fatto che particelle
con e senza massa sono descritte in maniera unificata, per esempio
dalla relazione relativistica E^2=m^2c^4+p^2c^2, che vale sia per m=0
che per m=/=0.
Per queste ragioni considero preferibile non legare la materialita'
alla massa. Immagino che ci possano essere opinioni contrastanti a
questa, e non posso confutarle, ma bisogna che sia sempre chiara la
definizione cui ci si attiene e ci si mantenga coerenti. Per esempio,
certe affermazioni sulla materia possono essere vere secondo una
definizione e false secondo l'altra.

 sta dalla parte di E   o dalla parte di   m?
La formula E=m c^2 non e' applicabile al fotone. La formula giusta e'
E=pc, caso particolare di E^2=m^2c^4+p^2c^2 con m=0.

 Mi sono perso qualche lezione di fisica di base?
Senza dubbio ;-)
Anzi direi che stai equivocando sul significato di parole e concetti,
mescolando significati eterogenei, alcuni dei quali non appartengono
neppure alla fisica.
Ci sono alcuni dualismi che turbano i sonni di chi si avvicina a
questo mondo:
1) materia / radiazione
2) massa / energia
3) onda / corpuscolo.
Poi non di rado un termine di una delle coppie viene identificato con
un termine di un'altra coppia, o per lo meno ritenuto in stretta
relazione: e' appunto il tuo caso com massa e materia.
Il problema e' che mentre le coppie 2) e 3) hanno un significato
univoco (il che non significa che non si possano fare delle
confusioni: v. il mio post precedente) invece la coppia 1) e' assai
mal definita, viene usata in piu' modi, ha cambiato carattere nel
corso del tempo...
Tutte ottime premesse per un mare di casini :-)
In tempi remoti (diciamo fino a un secolo fa circa) il dualismo
materia / radiazione appariva chiaro: la materia e' cio' che e'
tangibile, pesa...
Radiazione e' la luce.
(Per inciso, osservo che nell'etimologia di "radiazione" c'e' "radius"
ossia "raggio": quindi nessuna connessione necessaria con le onde.)
Alla fine dell'800 si scopre la "radioattivita'" (ed ecco di nuovo il
prefisso "radio-".
Si distiguono tre tipi di "raggi": alfa, beta, gamma.
Si chiamano raggi, all'inizio, perche' appaiono "immateriali": sono
entita' emesse da un corpo e che vengono rivelate in qualche modo (per
es. con la fluirescenza).
Si scopre pero' subito che alfa e beta portano carica elettrica, gamma
no.
Poi piano piano se ne determina la natura:
- alfa = nuclei di Elio
- beta = elettroni
- gamma = rad. elettromagnetica, del tutto simili ai raggi X scoperti
poco prima.
A questo punto la distinzione materia / radiazione si e' gia' confusa,
perche' nessuno puo' sostenere che i raggi alfa non siano materia (e
gli elettroni?)
Pero' la terminologia si e' mantenuta, e gli addetti ai lavori ci si
districano tranquillamente. I guai sono per gli altri :-))
Per es. si continua a parlare di "raggi cosmici", che sono
prevalentemente particelle cariche.
Si parla di "interazione della radiazione con la materia" e qui si
vuol dire che cosa accade a dei fotoni che attraversano un gas, un
solido o un liquido...
Ci sarebbe anche altro da dire, ma mi riprometto di farlo in risposta
a un altro post che ha molte connessioni con questo.
 
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Noquarter wrote:

Applausi.