Come calcolare la massa di un protone

La fisica è una materia piuttosto complessa e difficile che per essere appresa al meglio ha bisogno di molto studio e pazienza. Per poterla studiare al meglio è bene partire dalle basi e mano mano approfondire i vari argomenti. I protoni hanno una struttura interna composta da tre particelle tenute insieme da forze attrattive (gluoni). Circa il 95% della massa del protone è derivata dall'energia di interazione tra le particelle quark. Esistono tre modi differenti per trovare la massa di un protone: attraverso il calcolo dalla teoria, dalla massa molare atomica e dal confronto della carica e la massa degli elettroni. Il metodo del calcolo della teoria è consigliato solo agli esperti del settore. Il confronto della carica e della massa e il calcolo della massa molare può essere eseguito anche a livello universitario o di scuola superiore. Ecco come calcolare la massa di un protone, attraverso pochi e semplici passaggi spiegati in questa breve guida. Vediamo quindi come fare.

Calcolare la massa sapendo massa molare atomica. Una mole è pari a 6,022 x 10 ^23. Possiamo, quindi, prendere come un dato di fatto che una mole di atomi di idrogeno pesa 1,0079 grammi. Ogni atomo di idrogeno contiene un protone, così una mole di protoni peserà 1,0079 g. Dal momento in cui ogni mole è uguale a 6,022 x 10 ^23, sappiamo che 6,022 x 10 ^23 protoni pesano 1,0079 grammi. Dividendo 1,0079 g per il numero di moli (6,022 x 10 ^23), il risultato è 1.6737 ^-24 g. Si noti che gli atomi di idrogeno hanno un elettrone per bilanciare la carica del protone. Pertanto, i protoni senza elettroni sono molto diversi dagli atomi di idrogeno. Poiché il calcolo non si fermerebbe qui, possiamo tranquillamente ignorare l'assurdità fisica fingendo che non esistono elettroni.

Metodo del calcolo della massa molare. Tenere presente che questo metodo può essere utilizzato con qualsiasi elemento. Tuttavia, 3 fonti di errore possono insinuarsi. In primo luogo, i protoni negli atomi di idrogeno non sono legati fra loro, mentre in altri elementi i protoni sono legati ai neutroni. I protoni legati ad un nucleo hanno meno energia, quindi anche meno massa rispetto ai protoni isolati. In secondo luogo, quando il numero di elettroni comincia a sommarsi, quindi la loro contabilità rende l'intero sforzo molto più complicato. Infine, per gli elementi più pesanti bisogna considerare percorsi di decadimento a causa della presenza degli isotopi. Anche in questo caso, il calcolo è ancora possibile, ma diventa più difficile di quanto dovrebbe essere.

Utilizzare il rapporto di carica / massa. Questo metodo prevede la misura delle particelle in curvatura, entrando nei campi elettrici e magnetici. La curvatura indicherebbe la massa del protone rispetto alla massa dell'elettrone. L'idea sperimentale è simile al moto di una palla. Una forza meccanica costante permette di deviare l'oggetto sferico (protone) in linea retta, la stessa forza devierà maggiormente una pallina da golf leggera (elettroni).
Calcolare la massa di un protone non è così difficile, con buone basi di fisica e seguendo le istruzioni di questa guida potrete svolgere il compito in maniera veloce e pratica, in brevissimo tempo. Con l'esercizio e la pratica diventerà automatico e naturale. Non mi resta quindi che augurare buon lavoro.
Alla prossima.