Notazione scientifica

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La notazione scientifica è un modo conciso di esprimere i numeri reali utilizzando le potenze intere di dieci, ed è usata per numeri molto grandi o molto piccoli. La notazione permette di esprimere quantità fisiche senza includere lunghe file di zeri:

  • 101 = 10
  • 102 = 100
  • 103 = 1000
  • 106 = 1 000 000
  • 109 = 1 000 000 000
  • 1020 = 100 000 000 000 000 000 000

Oltre alle potenze positive, si possono usare le potenze negative: 10-n è uguale a 1/10n e in decimali si può esprimere con uno 0 seguito dalla virgola, da n-1 zeri e da un 1:

  • 10-1 = 1/10 = 0,1
  • 10-3 = 1/1000 = 0,001
  • 10-9 = 1/1 000 000 000 = 0,000000001

In questo modo, un numero molto grande come 156 234 000 000 000 000 000 000 000 000 può essere espresso come 1,56234 · 1029, e un numero piccolo come 0,0000000000234 può essere scritto come 2,34 · 10-11 (si mette sempre la virgola dopo la prima cifra, aggiustando di conseguenza l'esponente). Per esempio, la distanza del bordo dell'universo osservabile è circa 4,6 · 1026 metri, e la massa di un protone è circa 1,67 · 10-27 kg. La maggior parte delle calcolatrici e dei programmi per computer presentano i numeri molto grandi e molto piccoli usando la notazione scientifica. Il 10 è normalmente omesso e la lettera E è usata per indicare l'esponente: per esempio, 1,56234 E29. Da notare che questa E non ha relazioni con la costante matematica e.

In termini più generali possiamo dire che un numero reale x può essere rappresentato in una base \beta\,\! in questo modo: x=\pm(.c_1c_2c_3...)\beta^p

Il "." è detto punto radice, mentre le prime cifre della mantissa (c_1c_2c_3\,\!), sono dette cifre significative (o essenziali)

La notazione scientifica è molto utile per esprimere le quantità fisiche, perché esse possono essere misurate solo entro certi limiti di errore. Con la notazione scientifica è possibile scrivere solo le cifre significative senza sprecare spazio, e si rendono leggibili testi che trattano quantità astronomiche o microscopiche senza riempirli di zeri.

Di conseguenza, una quantità espressa con la notazione specifica ha un'accuratezza intrinseca a seconda di quante cifre decimali siano state utilizzate: la quantità di 1,2340 · 106 metri significa che la misura reale è compresa tra 1 233 950 e 1 234 050 metri. Se però conoscere la precisione reale è fondamentale ci sono altri metodi.

La notazione scientifica inoltre permette di evitare ambiguità relative alla nazione in cui vive lo scrivente: un bilione ha un significato diverso in Europa e in Nord America, mentre 109 e 1012 sono uguali in tutto il mondo.

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