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Presentazione fisica (41,42,43) Presta
ciriaco.presta89
Created on March 21, 2024
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Transcript
Galileo
Maxwell
Velocità della luce
LA RELATIVITÀ DEL TEMPO E DELLO SPAZIO
Risultato negativo dell'esperimento
I due fasci che si ricombinano interferisono tra loro perchè derivando da un unico fascio hanno differenza di fase iniziale costante come se provenissero da due fasci coerenti
I due fasci luminosi hanno origine da un fascio sullo specchio e dopo aver percorso HA e HB si ricongiungono e percorrono il tratto HS
L'esperimento di Michelson-Morley
Definizione: 2 eventi E1 ed E2 che avvengono in due punti P1 e P2 sono simultanei se i segnali luminosi giungono nello stesso momento in un punto M equidistante
- PRINCIPIO DELLA RELATIVITÀ RISTRETTA: le leggi e i principi hanno la stessa forma in tutti i sistemi di riferimento inerziali;
- PRINCIPIO DI INVARIANZA DELLA VELOCITÀ DELLA LUCE: la velocità della luce c nel vuoto è la stessa in tutti i sistemi di riferimento inerziali, indipendentemente dal moto o dalla sorgente.
Per risolvere la contraddizione tra elettromagnetismo e meccanica Albert Einstein propose di rifondare la fisica partendo da due assiomi:
In base al principio di invarianza di c, Einstein comprese che tutta la fisica si basasse sull'ipotesi dell'esistenza di un tempo assoluto, cioè un tempo che scorre identico e immutabile.
La simultaneità
Teoria della relatività ristretta
Il paradosso dei gemelli
Supponendo di avere due orologi identici separati da una distanza D. Il primo è programmato per emettere la luce a un orario fissato t=t0; nel momento che percorre il tragitto tra il primo e il secondo in un intervallo di tempo Δt=D/c, diciamo che i due orologi posti a distanza D saranno sincronizzati se il secondo, quando riceve il lampo di luce emesso dal primo, segna il valore t=t0+D/c.
Relatività del tempo
Sincronizzazione degli orologi
Invarianza delle lunghezze
lungezza propria
In un dato sistema di riferimento, la lunghezza di un segmento che si muove di moto uniforme nella direzione longitudinale si ricava dalla misura del tempo necessario affinché passino per uno stesso punto i suoi due estremi. La è sempre maggiore della lunghezza che si muove in un dato sistema di riferimentoche si muove di moto uniforme nella direzione longitudinale
Contrazione delle lunghezze
L'effetto Doppler riguarda la luce, come tutte le altre onde. La luce si distingue però dalle altre poiché riesce a propagarsi, nel vuoto, alla stessa velocità c in tutti i sistemi di riferimento. Per il suono, fa differenza se si muove rispetto all'aria la sorgente o il ricevitore. Ma non è così per la luce, poichè non ha bisogno di un mezzo materiale per propagarsi, un sistema di riferimento inerziale S in cui la sorgente luminosa è ferma e il ricevitore si muove con velocità costante v è equivalente a un sistema S' in cui il ricevitore è fermo e la sorgente si muove con velocità -v'.
Effetto Doppler
- se (Δσ)2>0, si dice che Δσ è un intervallo di tipo tempo. Gli eventi E1 ed E2 sono detti causalmente connessi, perchè un segnale emesso in corrispondenza di E1 può propagarsi fino ad influenzare E2.
- se (Δσ)2<0, si dice che Δσ è un intervallo di tipo spazio. Gli eventi E1 ed E2 sono detti causalmente non connessi, perchè un segnale emesso in corrispondenza di E1 non può influenzare E2.
- se (Δσ)2=0, si dice che Δσ è un intervallo di tipo luce. Solo un segnale luminoso, partendo in corrispondenza dell'evento E1 e viaggiando alla velocità c=Δs/Δt, può influenzare l'evento E2.
Il segno dell'intervallo invariante (Δσ)
La quaterna ordinata (t,x,y,z) prende il nome di evento.
Evento
il punto del diagramma individuato dalle coordinate(ct0,x0) corrisponde a un evento che accade nella posizione x0 all'istante t0.
Il diagramma di Minkowski
Lo spazio quadrimensionale in cui Δσ tra un primo evento (t, x, y, z) e un secondo evento (t+Δt, x+Δx, y+Δy, z+Δz) è tale che (Δσ)2=(cΔt)2-Δx2-Δy2-Δz2 si chiama spazio-tempo.
Nella teoria della relatività, lo spazio in cui si misura l'intervallo invariante Δσ tra due eventi ha una dimensione in più: quella temporale che si aggiunge alle tre dimensioni spaziali, (t, x, y, z).
Lo spazio-tempo
L'equazione Δm=E/c2 indica, che la massa è una forma d'energia, in quanto essa scompare quando compare energia e viceversa. Tutte le trasformazioni di massa in energia e di energia in massa sono regolate dalla relazione di Einstein E=m c2.
Mentre la conservazione dell'energia è una legge fondamentale della fisica classica e la conservazione della massa è un principio della chimica, la teoria della relatività prevede, invece, che l'energia e la massa non si conservino se vengono prese singolarmente e formano di conseguenza la legge di conservazione della massa-energia. In particolare, la teoria della relatività afferma che se un corpo assorbe una quantità di energia E, la sua massa non si conserva, ma aumenta della quantità Δm=E/c2.
Massa ed energia
Il principio della relatività generale dice che le leggi della fisica hanno la stessa forma in tutti i sistemi di riferimento
Principio di relatività generale
Il principio di equivalenza stabilisce che in una zona limitata dello spazio-tempo è sempre possibile scegliere un sistema di riferimento in modo da simulare l'esistenza di un dato campo gravitazionale uniforme o in modo da eliminare l'effetto di una forza di gravità costante. Il principio di equivalenza è una conseguenza della proporzionalità diretta tra massa gravitazionale e inerziale.
Principio di equivalenza
Einstein, per correggere alcuni aspetti poco soddisfacenti delle teorie gravitazionali di Newton, nel 1916 inventò la teoria della relatività generale basata su due principi fondamentali.