tömegváltozás

Tömegváltozás a fizikai rendszer tömegének változását jelenti, amely energiaátadásokkal vagy energia-kimenetekkel járó folyamatok során történik. A modern fizikában a tömeget gyakran invariáns tömegnek (rest tömeg) tekintjük, amelyet az adott test vagy részecske saját tulajdonságaként adunk meg. A tömeg–energia equivalencia elvének értelmében azonban az energiaváltozásokkal összefüggő tömeg is megváltozik, és a teljes energia megmarad. Egyszerűen megfogalmazva, a tömegváltozás a mért tömeg különbsége két állapot között.

Mechanizmusok és példák

A kötési energia miatt egy atommag tömege alacsonyabb, mint az alkotó részecskék összege, ezt a tömegdefektusnak nevezik; a tömegdefektus mértéke arányos a mag energiaértékével (energia, amelyet a mag felhasznál vagy ad le kötés révén). Kémiai reakcióknál a tömegváltozás rendkívül kicsi, de elméletileg létezik és mérhető a rendkívül érzékeny mérlegekkel. Radiatív folyamatoknál az energiaváltozás egyenértékű a rendszer tömegének csökkenésével vagy növekedésével: E = Δm c^2 alapján egy kibocsátott vagy elnyelt foton tömegváltozást okoz. Részecske-párok létrejötte vagy bomlása is tömeg-energia átalakulást eredményez.

Jelentőség és alkalmazások

A tömegváltozás kulcsfogalom a nukleáris energiáknál, például magfizikában és nukleáris reakciók energetikájának számításánál. A tömegdefektus kiszámítása lehetővé teszi a kötési energiák becslését. A megfigyelések és elméletek megalapozzák az energia- és momentum megőrzésének egységes keretét, amely a fizika számos területén alapvető.