Antonella Capuano ha scritto:
> Ho letto che tutti gli elementi sono costituiti
> da atomi e questi a loro volta sono costituiti
> da protoni neutroni ed elettroni (senza poi scendere
> ai quark ).
Giusto fin qui.
> La differenza tra un elemento ed un altro e`
> costituita solo da quanti protoni e neutroni sono
> presenti nel nucleo, ma questi protoni presi
> singolarmente sono tutti uguali tra di loro.
Giusto: i protoni sono tutti identici (e anche i neutroni).
La diff. fra gli elementi (le proprieta' chimiche) e' data dal numero di
elettroni periferici, che e' uguale al numero di protoni nel nucleo. Il
n. di neutroni e' del tutto secondario: nuclei con ugual numero di
protoni e diverso numero di neutroni si chiamano "isotopi" e dal punto
di vista chimico sono praticamente indistinguibili. Infatti quasi tutti
gli elementi come si trovano in natura sono miscele di isotopi.
> Ho letto poi che nei processi nucleari quando due atomi
> di ??????(non ricordo)sommati ad altri due atomi
> ????????? danno vita ad un nuovo elemento che ha
> quattro protoni ma la massa di questi quattro
> protoni non e`uguale alla somma dei due originari
> ????? piu`??????? si verifica cioe`l`effetto della
> massa mancante che si trasforma in energia.
Avresti fatto bene a dirci che studi hai fatto, perche' cosi' la
risposta poteva essere piu' calibrata...
Quello di cui parli e' il processo di fusione di 4 protoni che avviene
ad es. nelle stelle, ed e' un po' piu' complicato.
Il processo non avviene in un solo passo, ma il risultato finale e'
quello che segue.
4 protoni (nuclei dell'atomo piu' leggero, l'Idrogeno) si fondono a
formare un nucleo di Elio, che pero' consiste di 2 protoni e 2 neutroni.
Percio' nel processo 2 protoni si trasformano in neutroni, emettendo 2
elettroni positivi (positroni) e per giunta 2 neutrini.
E' vero: la massa del nucleo finale e' minore di quella di 4 protoni,
anche contando la massa dei due positroni emessi. La differenza la trovi
come energia cinetica delle particelle prodotte, che sono in moto, anche
se i protoni iniziali erano fermi.
> Ma se questi nuovi quattro protoni hanno una massa
> che e`minore della somma di due + due , allora
> significa che presi singolarmente i protoni di
> questo nuovo elemento non sono uguali ai protoni
> dell`elemento originario.......
Ammetto che il concetto e' difficile, perche' urta contro il senso
comune, ma purtroppo la fisica al livello microscopico e' cosi': non e'
sempre possibile capirla ragionando come si ragiona di solito.
A te sembra naturale pensare al nucleo finale come una specie di
scatoletta in cui sono racchiusi 4 protoni (in realta', come ho detto,
due protoni e due neutroni) e ti aspetti che la massa complessiva sia la
somma delle masse di quello che c'e' nella scatola.
Bene: la relativita' insegna che non e' cosi' (in gergo diciamo: la
massa non e' additiva). Siccome le particelle nella "scatola" sono
tenute insieme da forze attrattive, e quindi occorrerebbe spendere
energia per staccarle una dall'altra, la massa della scatola non e' la
somma delle masse delle particelle che ci sono dentro. Questo e' appunto
il "difetto di massa" che sai.
A stretto rigore non succede solo nei nuclei: anche tu sei fatta di
atomi, e la tua massa non e' esattamente la somma delle masse degli
atomi che costituiscono il tuo corpo: e' leggermente minore. Solo che
nel tuo caso la differenza e' cosi' piccola che nessuna bilancia e' in
grado di rivelarla, mentre nei nuclei la differenza puo' essere
rilevante (quasi l'1%).
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "Enrico Fermi" - Univ. di Pisa
Sez. Astronomia e Astrofisica
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Received on Fri Sep 07 2001 - 12:05:26 CEST