massa (fisica)

Fisica atomica e nucleare

Nella fisica atomica e nucleare, è detto numero di (simbolo A) il numero di nucleoni contenuti in un nucleo atomico; atomica, o isotopica, di un atomo neutro, è il valore esatto della sua massa relativamente alla massa dell'atomo neutro dell'isotopo del carbonio di numero di massa 12. nucleare è la massa del nucleo degli atomi. Poiché solitamente vengono misurate le masse di atomi neutri, si potrà da questi ottenere la massa nucleare mediante la formula M´=M–[Zm₀–Be(Z)], dove M´ è la massa del nucleo, M è la massa atomica, Z è il numero atomico, m₀ è la massa a riposo dell'elettrone, Be è l'energia di legame degli elettroni in un atomo. Quest'ultima quantità è data approssimativamente, nel modello di Thomas-Fermi, mediante la formula empirica di proporzionalità Be(Z)=15,73Z^7/3 eV.

Fisica

In fisica, è detta inerziale la proprietà dei corpi materiali di opporre una resistenza alle forze che tendono a imprimere loro un'accelerazione, una resistenza che è appunto misurata dal valore della massa. La gravitazionale è invece la proprietà per la quale due corpi qualsiasi si attraggono reciprocamente. La massa inerziale viene definita in base al principio di azione e reazione ed è il fattore di proporzionalità m che ricorre nella legge fondamentale della dinamica (F=ma); per ogni corpo essa coincide con la gravitazionale che compare come fattore di proporzionalità m nell'espressione della forza gravitazionale (F=GmM/R²) che agisce sul corpo in presenza di un altro dotato di massa M, posto a una distanza R. L'equivalenza delle due masse è stata verificata accuratamente nel 1909 da R. Eötvös, che costruì un apparecchio in grado di determinare una differenza di una parte su cento milioni nella forza gravitazionale; nel 1964 R.H. Dicke ha eseguito una nuova versione dell'esperienza di Eötvös, migliorandone la precisione di parecchie centinaia di volte. Nella fisica classica non venne dato alcun importante significato all'equivalenza tra massa inerziale e massa gravitazionale; nella fisica moderna tale equivalenza costituisce invece la base per una comprensione profonda del fenomeno della gravitazione e fu posta da A. Einstein a base della teoria della relatività generale. § Secondo la teoria della relatività ristretta esiste inoltre equivalenza tra massa ed energia, equivalenza espressa dalla formula E=mc², con c che esprime la velocità della luce. Sempre in tale teoria, la massa non è più una costante, ma varia con la velocità del corpo considerato. La massa m₀ del corpo in quiete è detta a riposo, mentre la massa m del corpo, in moto con velocità v rispetto al sistema di riferimento inerziale solidale con l'osservatore, è detta relativistica; si ha

dove m coincide praticamente con m₀ per v≪c.

Astronomia

In base alla legge di gravitazione universale, la massa di un corpo può essere determinata misurando l'attrazione gravitazionale da questo esercitata su un altro corpo. Così la massa di un pianeta può essere determinata in base all'azione perturbatrice esercitata da esso su un altro pianeta, o anche dal periodo e dalla distanza di uno dei suoi satelliti. Per le stelle, il metodo più preciso è quello basato sullo studio del moto delle stelle binarie riferito al centro di massa del sistema. Per le galassie, il metodo più preciso è basato sullo studio della loro rotazione. Nell'Universo, parte della massa è concentrata (per oltre il 50%) nelle galassie, mentre la rimanente è diffusa sotto forma di materia intergalattica. Esiste però una massa molto grande, determinabile in base alle stesse leggi dette sopra, corrispondente a materia della quale non si riesce a rendere conto in alcun modo. È la cosiddetta occulta o mancante o materia oscura (vedi materia).