Questa contrapposizione rende le due teorie fondamentali della fisica classica, quella della meccanica, nella forma enunciata da Galileo, e quella dell'elettromagnetismo di Maxwell, incompatibili tra di loro. 1- Il Principio di Relatività (PR) è vero per tutte le leggi della fisica. Principio di equivalenza 1.1 Massa inerziale e gravitazionale La teoria della relatività generale parte dallo scopo di creare una teoria relativistica della gravitazione. Lorentz propose solo un modello matematico per far tornare i conti con le equazioni di Maxwell, ma non ne spiegò il senso fisico. Risultava talmente straordinario e rivoluzionario che le conseguenze dei due postulati provocarono sconcerto tra i fisici del tempo e non solo. La pubblicazione dell'articolo "Elettrodinamica dei corpo in movimento" avvenuta nel 1905 da parte di Albert Einstein nella rivista Annalen der Physik, pone le basi della relatività ristretta. LA RELATIVITÀ RISTRETTA. Esso è il fondamento della meccanica classica che ha a che fare con sistemi di riferimento inerziali, ovvero non accelerati. In particolare, esso è vero sia per i fenomeni meccanici che per quelli elettromagnetici. Infine, altra grande paradossale conseguenza della teoria della relatività sarebbe risultato il superamento del concetto di simultaneità tra due eventi. 3) Allora sono forse da riscrivere le leggi delle trasformazioni di Galileo? A questo sistema di riferimento fu dato il nome di etere, ripreso dalla vecchia filosofia aristotelica che chiamava appunto etere il quinto elemento, che al di sopra della sfera terrestre fatta di acqua, terra, fuoco e aria, ne costituiva la trama all'interno del quale tutto si svolgeva. Fra Ottocento e Novecento la meccanica classica entrò in una grave crisi che portò ad una critica profonda dei suoi fondamenti. Pensate che la teoria della relatività di Einstein sia troppo difficile? Nella nostra vita quotidiana, le velocità che raggiungiamo sono così trascurabili rispetto a quella della luce che tali effetti non sono affatto percepibili. I due principi della relatività generale I due principi su cui si basa la teoria della relatività generale di Einstein sono il principio di equivalenza e il principio di relatività generale e rappresentano un’estensione al principio di relatività ristretta del 1905. 2- Lo spazio vuoto è Isotropo ed Omogeneo. V. Barone, Relatività Principi e applicazioni, Bollati Dunque se sia le leggi della meccanica sia quelle dell'elettromagnetismo sono valide bisogna ammettere che la velocità della luce rimanga sempre costante in ogni sistema di riferimento inerziale. Un esempio di sistema di riferimento inerziale può essere identificato con quello delle cosiddette "stelle fisse". Inoltre la mancanza di prove sperimentali che le cose stavano davvero così, non aiutava il fisico nella divulgazione della sua nuova teoria e nel convincimento dei fisici del tempo. In particolare, gli scienziati mal volentieri accettavano il fatto che essendo la velocità della luce invariante rispetto al moto di un sistema, allora necessariamente il tempo non era più una grandezza assoluta valida per tutti, così come si era creduto da sempre, ma dipendesse dalla velocità di chi la sta misurando. Se da un lato dunque le equazioni di Maxwell rappresentano un importantissimo punto di arrivo della conoscenza umana nei confronti di tali fenomeni, dall'altro aprono una grossa questione. In questo modo lo scienziato unisce le leggi di Newton e le leggi elettromagnetiche di Maxwell in un'unica teoria fisica. Principio di relatività ristretta • Principio di relatività galileiana + principio di costanza della velocità della luce = principio di relatività ristretta (Einstein, 1905) • I SDRI sono quindi fisicamente equivalenti (includendo i fenomeni elettromagnetici) • Ovvero le leggi della fisica sono le stesse in tutti i SDRI Liceo Scientifico “E. La fisica classica, cioè la fisica newtoniana, postula l'esistenza dello spazio e del tempo assoluti, che hanno cioè proprietà determinate indipendentemente dal sistema di riferimento utilizzato e in cui la misurazione di lunghezze spaziali e intervalli temporali fornisce gli stessi risultati in qualunque sistema di riferimento. Questi due postulati hanno riscritto la fisica consacrando il genio di Einstein a un posto speciale nella storia per sempre. Base di conoscenza personale |. L’unica via d’uscita, per Einstein, era riuscire a estendere la teoria della relatività anche ai moti accelerati, dimostrando nel contempo che la legge di gravitazione di Newton non era l’unica descrizione possibile della gravità. Qui trovi le formule sui principi della relatività ristretta!Ti aiuteranno a risolvere i problemi e i quesiti della seconda prova di fisica che dovrai affrontare alla maturità! ... dato dalla relatività ristretta di Einstein e dalle trasformazioni di Lorentz. Secondo la logica della meccanica classica un osservatore a terra dovrebbe rilevare una velocità della luce pari a c + Vtreno tuttavia la velocità che verrà rilevata è sempre c, così come previsto dalle equazioni di Maxwell. L'esistenza dell'etere, all'interno del quale l'universo doveva essere immerso, spiegava dunque come poteva la luce propagarsi nel vuoto, che non sarebbe stato più tale in quanto immerso nell'etere, e soprattutto poteva risolvere il grosso problema dell'invarianza della velocità costante della luce. Essa si basa su due postulati o assiomi, ovvero due verità per assunzioni, che si assumono vere senza dimostrazione in quanto nessuno mai potrà negarne la validità. Si osserva in particolare una dilatazione dei tempi e una contrazione delle lunghezze relativamente all'osservatore che è in moto. La metodologia della Relatività ristretta 2. Il principio di relatività (ristretta), introdotto da Einstein nel 1905, stabilisce le nuove trasformazioni delle coordinate spaziotemporali tra sistemi inerziali che lasciano invariate le leggi di Maxwell: si passa dalle trasformazioni galileiane a quelle di Lorentz. Che cosa sono e come si formano i buchi neri? La teoria della relatività ristretta o speciale fu pubblicata da Einstein nel 1905.La teoria di Einstein è basata su due postulati fondamentali:1) Le leggi della fisica sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali. Se si accendono i fari di un veicolo fermo e di un veicolo in movimento, la luce viaggia in entrambi i casi alla stessa velocità. Il principio di relatività galileiana stabilisce che l'accelerazione è invariante nei sistemi di riferimento inerziali tra loro, e che di conseguenza i principi della Dinamica restano invariate tra diversi sistemi inerziali.. Ora che abbiamo studiato le leggi di trasformazione per la posizione e per la velocità nei sistemi di riferimento inerziali, è arrivato il momento di tirare le somme. La teoria della relatività generale. 1) Forse le equazioni di Maxwell erano errate o per esse non valeva il principio di relatività galileano mentre per la meccanica sì? sulla relatività ristretta del 1905 postulando la costanza della velocità della luce in ogni sistema di riferimento e la validità della relatività galileiana; Tommaso Alberto Figliuzzi, Relatività e Causalità tra fisica e filosofia, Aracne Editrice, 2007. Ora consideriamo la stessa situazione del treno in movimento ma questa volta ad essere lanciato nella stessa direzione di spostamento del treno è un raggio di luce. La relatività ristretta. Nel 1915 Albert Einstein estese la teoria della relatività anche ai sistemi non inerziali, quelli in accelerazione ( moto con velocità non costante ). Che cos'è l'equazione di campo di Einstein? Einstein abbandonò completamente il concetto di etere abbracciando la nozione positivista secondo cui un ente che in linea di principio non è osservabile non ha diritto all'esistenza. Tali trasformazioni sono dette appunto trasformazioni di Lorentz: In tali equazioni si evince come la coordinata temporale si modifica in ogni sistema di riferimento in base alla velocità posseduta, tanto quanto si modifica anche la coordinata spaziale. IL PRINCIPIO DI RELATIVITÀ L'altro principio guida sarà il Principio di Relatività già formulato da Galileo per la Meccanica e che Einstein estenderà, oltre che alla Meccanica anche ai Fenomeni Elettromagnetici e, più in generale, a tutte le leggi fisiche I principi della relatività ristretta di Einstein - Andrea Minini I due postulati della teoria della relatività ristretta La teoria della relatività ristretta (o speciale) di Albert Einstein si basa su due postulati o principi. Infatti considerando che la Terra ruota attorno al Sole, se fosse esistito davvero l'etere ed essendo la velocità media di rotazione della Terra lungo la sua orbita v = 30 km/s (chilometri al secondo), durante il suo moto la Terra si sarebbe dovuta muovere per metà orbita in favore della velocità della luce nell'etere e nella seconda metà in direzione sfavorevole. Combinando opportunamente queste quattro equazioni, Maxwell riuscì a prevedere l'esistenza delle onde elettromagnetiche, ovvero il fenomeno per cui una perturbazione elettromagnetica, ad esempio una carica accelerata, riesce a propagarsi in tutto lo spazio come variazione di campo elettrico e campo magnetico attraverso onde. Questo postulato consente a Einstein di introdurre un'eccezione alla meccanica classica di Newton per quanto riguarda la luce. Per un osservatore a terra la velocità Vpalla sarà pari alla somma della velocità con cui si sta muovendo il treno più quella a cui si muove la palla rispetto al treno. Il principio di relatività galileiana. Cliccando su OK, scorrendo la pagina o proseguendo la navigazione in altra maniera acconsenti all’uso dei cookie. 2) Allora forse esiste un sistema di riferimento privilegiato in cui la luce si muove indipendentemente da tutto? Esercizio sul calcolo dell'energia liberata durante il processo di decadimento radioattivo, Esercizio sulla frequenza cardiaca perpecita da un astronauta e relatività ristretta, Esercizio svolto e commentato sulla simultaneità di due eventi. Le trasformazioni di Galileo risultano valide come un sottocaso delle più generali trasformazioni di Lorentz quando la velocità del corpo è molto inferiore a quelle della luce ovvero nell'ipotesi v<