Utente:Datolo12/Particella (fisica)

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I saldatori ad arco devono proteggersi dalle scintille, che sono particelle metalliche riscaldate che volano via dalla superficie del metallo.

Nelle scienze fisiche, una particella (o anticamente corpuscolo) è un piccolo corpo localizzato a cui possono essere attribuite diverse proprietà fisiche o chimiche, come volume, densità o massa.[1][2] Viene usato genericamente per indicare oggetti di varie dimensioni, da particelle subatomiche come l'elettrone, a particelle microscopiche come atomi e molecole, a particelle macroscopiche come polveri e altra materia granulare. Le particelle possono anche essere utilizzate per creare modelli di oggetti ancora più grandi a seconda della loro densità, come gli esseri umani che si muovono in mezzo alla folla o i corpi celesti in movimento .

Il termine particella ha un significato piuttosto generale ed è raffinato secondo necessità da vari campi scientifici. Tutto ciò che è composto da particelle può essere definito particolato. [3] Tuttavia, il sostantivo particolato è più frequentemente utilizzato per riferirsi a inquinanti nell'atmosfera terrestre, che sono una sospensione di particelle non legate, piuttosto che un'aggregazione di particelle legate.

Proprietà concettuali[modifica | modifica wikitesto]

Le particelle sono spesso rappresentate come punti . Questa figura potrebbe rappresentare il movimento degli atomi in un gas, le persone in una folla o le stelle nel cielo notturno .

Il concetto di particelle è particolarmente utile quando si modellizza la natura, poiché il trattamento completo di molti fenomeni può essere complesso e comportare anche calcoli difficili.[4] Può essere utilizzato per formulare ipotesi semplificative riguardanti i processi coinvolti. Francis Sears e Mark Zemansky, in University Physics, fanno l'esempio del calcolo del luogo di atterraggio e della velocità di una palla da baseball lanciata in aria. Gradualmente spogliano la palla da baseball della maggior parte delle sue proprietà, idealizzandola prima come una sfera rigida e liscia, poi trascurando la rotazione e l'attrito, riducendo infine il problema alla balistica di una particella puntiforme classica (punto materiale).[5] La disciplina che studia il comportamento di un gran numero di particelle è la fisica statistica.[6]

Dimensione[modifica | modifica wikitesto]

Le galassie sono così grandi che le stelle possono essere considerate particelle relative a loro

Il termine "particella" viene solitamente applicato in modo diverso a tre classi di dimensioni. Il termine particella macroscopica, di solito si riferisce a particelle molto più grandi di atomi e molecole. Questi sono solitamente astratti come punti materiali, anche se hanno volumi, forme, strutture, ecc. Esempi di particelle macroscopiche includono polvere, polvere, sabbia, frammenti di detriti durante un incidente d'auto, o anche oggetti grandi quanto le stelle di una galassia.[7][8]

Un altro tipo, le particelle microscopiche di solito si riferisce a particelle di dimensioni che vanno dagli atomi alle molecole, come anidride carbonica, nanoparticelle e particelle colloidali. Queste particelle sono studiate in chimica, così come in fisica atomica e molecolare. Le particelle più piccole sono le particelle subatomiche, termine che si riferisce alle particelle più piccole degli atomi.[9] Esempi sono i costituenti degli atomi - protoni, neutroni e elettroni - così come altri tipi di particelle che possono essere prodotte solo in acceleratori di particelle o nei raggi cosmici. Queste particelle sono studiate nella fisica delle particelle .

A causa delle loro dimensioni estremamente ridotte, lo studio delle particelle microscopiche e subatomiche rientra nell'ambito della meccanica quantistica, dove vengono studiati fenomeni alcuni dei quali sono modellizzati nella particella in una scatola,[10][11] come il dualismo onda-particella;[12][13] inoltre, se le particelle possono essere considerate distinte o identiche [14] [15] è una questione importante in molte situazioni.

Composizione[modifica | modifica wikitesto]

Un protone è composto da tre quark .

Le particelle possono anche essere classificate in base alla composizione. Le particelle composite si riferiscono a particelle che hanno una composizione, cioè particelle che sono fatte di altre particelle. [16] Ad esempio, un atomo di carbonio-14 è composto da sei protoni, otto neutroni e sei elettroni. Al contrario, le particelle elementari (dette anche particelle fondamentali) si riferiscono a particelle che non sono fatte di altre particelle.[17] Secondo il modello standard la teoria delle particelle attualmente più sviluppata, esiste solo un numero molto piccolo di questi, come leptoni, quark e gluoni. Tuttavia è possibile che alcuni di questi si rivelino dopotutto come particelle composite e per il momento appaiano semplicemente elementari.[18] Mentre le particelle composite possono essere molto spesso trattate come puntiformi, le particelle elementari sono considerate dei punti, senza dimensione.[19]

Simulazione di N corpi[modifica | modifica wikitesto]

In fisica computazionale, le simulazioni di N corpi o di N particelle sono simulazioni di sistemi dinamici di particelle sotto l'influenza di determinate condizioni, come l'essere soggetti alla gravità.[20] Queste simulazioni sono molto comuni in cosmologia e fluidodinamica computazionale. Poiché le simulazioni con N più alto (cioè con un numero di particelle più alto) sono più intensive dal punto di vista computazionale, i sistemi con un gran numero di particelle effettive saranno spesso approssimati a un numero minore di particelle e gli algoritmi di simulazione devono essere ottimizzati attraverso vari metodi.[20]

Distribuzione delle particelle[modifica | modifica wikitesto]

Esempi di dispersione colloidale stabile e instabile.

Le particelle colloidali sono i componenti di un colloide, che è una sostanza microscopicamente dispersa in modo uniforme in un'altra sostanza. Tale sistema colloidale può essere solido, liquido o gassoso; così come continuo o disperso. Le particelle in fase dispersa hanno un diametro compreso tra circa 5 e 200 nanometri.[21] Particelle solubili più piccole di questa grandezza formeranno una soluzione invece che un colloide. I solidi sospesi possono essere trattenuti in un liquido, mentre le particelle solide o liquide sospese in un gas insieme formano un aerosol. Le particelle possono anche essere sospese sotto forma di particolato, che può provocare inquinamento atmosferico . Allo stesso modo, particelle più grandi possono formare detriti marini o detriti spaziali. Un conglomerato di particelle solide e macroscopiche discrete può essere descritto come materia granulare.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ glossary.ametsoc.org, http://glossary.ametsoc.org/wiki/Particle. URL consultato il 12 aprile 2015.
  2. ^ Particle, in {{{ency}}}, Oxford University Press.
  3. ^ T. W. Lambe e R. V. Whitman, Soil Mechanics, John Wiley & Sons, 1969, p. 18, ISBN 978-0-471-51192-2.
    «The word 'particulate' means 'of or pertaining to a system of particles'.»
  4. ^ F. W. Sears e M. W. Zemansky, Equilibrium of a Particle, in University Physics, 3rdª ed., Addison-Wesley, 1964, pp. 26–27, LCCN 63015265.
  5. ^ F. W. Sears e M. W. Zemansky, Equilibrium of a Particle, in University Physics, 3rdª ed., Addison-Wesley, 1964, p. 27, LCCN 63015265.
    «A body whose rotation is ignored as irrelevant is called a particle. A particle may be so small that it is an approximation to a point, or it may be of any size, provided that the action lines of all the forces acting on it intersect in one point.»
  6. ^ F. Reif, Statistical Description of Systems of Particles, in Fundamentals of Statistical and Thermal Physics, McGraw-Hill, 1965, pp. 47ff, ISBN 978-0-07-051800-1.
  7. ^ J. Dubinski, cita.utoronto.ca, 2003, http://www.cita.utoronto.ca/~dubinski/nbody/. URL consultato il 24 febbraio 2011.
  8. ^ Sérsic galaxy with Sérsic halo models of early-type galaxies: A tool for N-body simulations, vol. 121, DOI:10.1086/599288.
  9. ^ science.yourdictionary.com, http://science.yourdictionary.com/subatomic-particle. URL consultato l'8 febbraio 2010.
  10. ^ R. Eisberg e R. Resnick, Solutions of Time-Independent Schroedinger Equations, in Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, Ions, Compounds and Particles, 2ndª ed., John Wiley & Sons, 1985, pp. 214–226, ISBN 978-0-471-87373-0.
  11. ^ F. Reif, Quantum Statistics of Ideal Gases – Quantum States of a Single Particle, in Fundamentals of Statistical and Thermal Physics, McGraw-Hill, 1965, pp. vii–x, ISBN 978-0-07-051800-1.
  12. ^ R. Eisberg e R. Resnick, Photons—Particlelike Properties of Radiation, in Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles., 2ndª ed., John Wiley & Sons, 1985, pp. 26–54, ISBN 978-0-471-87373-0.
  13. ^ R. Eisberg e R. Resnick, de Broglie's Postulate—Wavelike Properties of Particles, in Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles, 2ndª ed., John Wiley & Sons, 1985, pp. 55–84, ISBN 978-0-471-87373-0.
  14. ^ F. Reif, Quantum Statistics of Ideal Gases – Identical Particles and Symmetry Requirements, in Fundamentals of Statistical and Thermal Dynamics, McGraw-Hill, 1965, pp. 331ff, ISBN 978-0-07-051800-1.
  15. ^ F. Reif, Quantum Statistics of Ideal Gases – Physical Implications of the Quantum-Mechanical Enumeration of States, in Fundamentals of Statistical and Thermal Dynamics, McGraw-Hill, 1965, pp. 353–360, ISBN 978-0-07-051800-1.
  16. ^ science.yourdictionary.com, http://science.yourdictionary.com/composite-particle. URL consultato l'8 febbraio 2010.
  17. ^ science.yourdictionary.com, http://science.yourdictionary.com/elementary-particle. URL consultato l'8 febbraio 2010.
  18. ^ I. A. D'Souza e C. S. Kalman, Preons: Models of Leptons, Quarks and Gauge Bosons as Composite Objects, World Scientific, 1992, ISBN 978-981-02-1019-9.
  19. ^ US National Research Council, What is an elementary particle?, in Elementary-Particle Physics, US National Research Council, 1990, p. 19, ISBN 0-309-03576-7.
  20. ^ a b A. Graps, amara.com, http://www.amara.com/papers/nbody.html. URL consultato il 18 aprile 2019. Errore nelle note: Tag <ref> non valido; il nome "Graps" è stato definito più volte con contenuti diversi
  21. ^ I. N. Levine, Physical Chemistry, 5thª ed., McGraw-Hill, 2001, p. 955, ISBN 978-0-07-231808-1.

Approfondimenti[modifica | modifica wikitesto]

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