di niente perchè l'energia irraggiata è arrivata dall'esterno e non a scapito della sua massa
il fotone per la teoria relativistica non ha massa
ci sono delle trasformazioni di energia in fisica che non richiedono massa
nella meccanica della relativita' ristretta la famosa legge E=mc^2 si riferisce alle masse a riposo altrimenti bisognerebbe moltiplicarla per 1/sqrt(1-v^2/c^2)
il dubbio che la fonte materiale dell'irraggiamento della lampadina a incandescenza sia il metallo del filamento medesimo, intendendo proprio, come nei calcoli che hai fatto nel post, che questo si dissipi in una conversione diretta massa-energia. Nella lampadina a incandescenza il metallo si consume quasi sicuramente, ma probabilmente è per sublimazione, per motivi dunque esclusivamente termodinamici di riscaldamento, non per una trasformazione "nucleare" del tungsteno. Fra l'altro, se i 100W fossero particelle dotate di massa presenti nel filamento che si trasformano in energia, a cosa servirebbe la potenza elettrica del circuito con cui l'alimento (che, guarda caso, è esattamente la stessa nel modello da te usato)? E se fosse lei a trasformarsi in E, allora dovremmo chiederci il circuito elettrico cosa lo chiuderebbe? Come circolerebbe corrente se gli elettroni dotati di massa entrati nella lampadina, corrispondenti esattamente a 100W, direttamente o indirettamente, si convertono fisicamente in altrettanta energia dei fotoni uscenti? Il circuito resterebbe aperto
Questo se l’energia irradiata dalla lampadina venisse direttamente dalla massa del filamento. A questo punto non sarebbe necessario collegare la lampadina a una rete elettrica, la sua massa fornirebbe l’energia necessaria.
Poiché invece l’energia viene dalla centrale elettrica, questa calcolata è la massa persa dai combustibili che hanno generato l’energia. La massa della lampadina resta proprio uguale.
per effetto del surriscaldamento, il filamento sublima e si deposita sulla superficie interna del bulbo, quindi la massa del filamento diminuisce, ma quella della lampadina no.
Credo però che lo scopo della domanda fosse diverso, e infatti il link porta ad una serie di semplici calcoli che tira in ballo la famosa formula di proporzionalità fra energia e massa. La quale però non è applicabile, poiché giustamente l'energia non viene fornita dal filamento, ma dalla corrente di alimentazione della lampadina.
"Spegnendo" il campo elettrico, ovvero rimuovendo il generatore che fornisce la d.d.p. ai capi della resistenza ohmica che stiamo considerando, cosa succede? Mantenendo chiuso il circuito circola la corrente di noise (rumore Johnson) che per quanto possa essere trascurabilmente piccola, dissipa una certa quantità di energia E a cui corrisponde una massa m=E/c^2
L'energia fornita dalla centrale elettrica serve esclusivamente per portare il sistema a una temperatura T tale da rendere incadescente il filamento di tungsteno. Ma tale energia termica kT proviene dalla dissipazione dell'energia cinetica degli elettroni a causa dell'urto elettrone-fonone. Se non ci fosse dissipazione, non ci sarebbe emissione termica.
Anche l’energia prodotta dai rumore elettrico viene da una sorgente esterna, le correnti che producono i campi variabili che a loro volta producono le correnti di rumore. O magari un fulmine, ma poi c’è poco da misurare.
L’energia della rete non serve solo a portare in temperatura il filamento, ma a mantenercelo. Non riesci certo a tenere accesa una lampadina con i disturbi elettrici, anche se una volta collegando tra loro due terre poste ai due lati di uno stabilimento ho acceso un po’ una lampadina da 24 volt.
Il rumore Johnson dipende esclusivamente dalla temperatura. Incidentalmente, le tecniche criogeniche utilizzate in astrofisica per la misura di segnali debolissimi consistono nel portare il sistema a temperature vicine allo zero assoluto.
Non mi sognerei mai di alimentare una lampadina con la tensione di rumore. Per avere 100 W occorre una temperatura che non troviamo neppure in un nucleo stellare.
L'esempio proposto era concettuale, ossia per svincolarmi dalla sorgente esterna. Nel caso della tensione di rumore, è chiaro che l'energia è fornita dall'ambiente. Precisamente, abbiamo un'energia termica pari a kT.
si potrebbe sostenere che nell'istante nel quale il filamento passa da circa 290K a circa 2700K, il filamento aumenta la sua energia di E=Cxdelta T = 2410 x la capacità termica del filamento. Successivamente l'energia irraggiata è compensata dall'energia del lavoro fatto dal campo elettrico sugli elettroni. Quindi al più
delta(m)= 2410x capacità termica/c^2
(massa in aumento non in diminuzione)
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