Massa neutrone

La massa del neutrone a riposo, indicata con il simbolo m_n, è di circa 1,675×10^-27 chilogrammi. Per la precisione, il valore esatto della massa del neutrone in kg è il seguente:

I numeri scritti tra la coppia di parentesi tonde indicano l'incertezza assoluta nel valore della massa del neutrone, e tale incertezza va applicata alle ultime due cifre del valore. In altri termini, la precedente scrittura equivale a

Il neutrone è una particella con carica elettrica pari a zero la cui esistenza fu teorizzata nel 1920 dal chimico e fisico neozelandese Ernest Rutherford, ma che venne scoperto solo nel 1932 dal fisico inglese James Chadwick.

Negli esercizi, e laddove non è richiesta una particolare precisione, possiamo accontentarci del valore della massa del neutrone approssimato alla terza cifra decimale

Massa del neutrone in grammi

La massa del neutrone in grammi è pari a circa 1,675×10^-24 g

Questo valore si ottiene moltiplicando la massa del neutrone in kg per 10³.

Ricordiamo infatti che il grammo è un sottomultiplo del kg e che, in particolare, 1 kg equivale a 10³ grammi.

Di conseguenza per convertire i kg in grammi si deve moltiplicare la massa in chilogrammi per 10³

Procedendo allo stesso modo si può calcolare il valore esatto della massa del neutrone in grammi:

Massa del neutrone in uma

L'unità di massa atomica, indica con il simbolo u o con l'acronimo uma, è un'unità di misura della massa ed equivale a circa 1,66054×10^-27 kg

Per calcolare la massa del neutrone in uma basta convertire la massa espressa in kg in unità di masse atomiche dividendo per il fattore di conversione 1,66054×10^-27

Se lavoriamo con il valore approssimato

otteniamo

In definitiva la massa del neutrone in unità di massa atomiche è di circa 1,0087 u.

Se invece ci serve il valore esatto, è il seguente:

Riepilogo sulla massa del neutrone

Confronto tra massa del neutrone e masse di elettrone e protone

Delle tre particelle fondamentali che compongono l'atomo (elettrone, protone e neutrone), il neutrone è quello con la massa maggiore.

Se indichiamo la massa dell'elettrone con m_e e la massa del protone con m_p, è noto che

Se confrontiamo questi valori con la massa del neutrone in kg, ricaviamo che:

• la massa del neutrone è circa 1838,7 volte più grande della massa dell'elettrone

• la massa del neutrone è circa 1,0014 volte più grande della massa del protone

Energia a riposo del neutrone in joule

Dalla teoria della relatività ristretta è noto che un corpo in quiete rispetto a un sistema di riferimento inerziale possiede una certa energia a riposo , data da

dove è la massa del corpo a riposo e è la velocità della luce nel vuoto, pari a circa 300 milioni di metri al secondo

Per calcolare l'energia a riposo del neutrone basta allora applicare la precedente formula e sostituire con la massa del neutrone a riposo.

Se usiamo il valore approssimato alla terza cifra decimale

otteniamo che

dove è il simbolo del joule.

Abbiamo così ottenuto che l'energia a riposo del neutrone, che solitamente si indica con , è pari a circa 1,505×10^-10 joule

Se invece del valore approssimato si usa il valore esatto della massa del neutrone, si ottiene che

Energia a riposo del neutrone in MeV

Per calcolare l'energia a riposo del neutrone in megaelettronvolt (MeV) basta ricordare la relazione tra megaelettronvolt e joule

e quindi convertire i joule in MeV dividendo per il fattore di conversione 1,602176565×10^-13.

Con l'aiuto di una calcolatrice si ricava che

dunque l'energia a riposo di un elettrone è pari a circa 939,565 MeV.

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