la relativitÀ · principio di relatività: le leggi fisiche hanno la stessa forma in tutti i...
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LA RELATIVITÀ
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OSSERVATORI diversi forniscono descrizioni diverse di un fenomeno
Cosa cambia?
Cosa NON cambia?
Tutto è relativo? NO
Ciò che osservo
Le leggi fisiche... Davvero?
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COS’È RELATIVO?
Il moto... ... di un oggetto rispetto a un altro
Riserratevi con qualche amico nella maggior stanza che sia sotto coverta di alcun gran navilio [...] (pur che il moto sia uniforme e non fluttuante in qua e in là) [...] né da alcuno di quelli potrete comprender se la nave cammina o pure sta ferma.
(Galilei. Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, 1632)
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Nessun esperimento ci consente di capire se la nave sia in quiete o in moto rettilineo uniforme.
SISTEMA di riferimento INERZIALE: sistema di riferimento nel quale vale il principio di inerzia.
Le stelle fisse sono corpi per i quali il principio d’inerzia è certamente valido. (Einstein; Relatività: esposizione divulgativa, 1967)
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Questo, in realtà, è il tempo: il numero del movimento secondo il prima e il poi. (Phys. IV, 11, 219b, 2-3)
Noi misuriamo non solo il movimento mediante il tempo, bensì anche il tempo mediante il movimento, in virtù della loro determinazione reciproca. (Phys. IV, 12, 220b, 15-17)
Il concetto di tempo
Aristotele (IV sec. a.C.)
Il tempo: grandezza fisica intrinsecamente correlata al moto.
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Il tempo assoluto, vero, matematico, in sé e per sua natura senza relazione ad alcunché di esterno, scorre uniformemente, e con altro nome è chiamato durata; quello relativo, apparente e volgare, è una misura (esatta o inesatta) sensibile ed esterna della durata per mezzo del moto, che comunemente viene
impiegata al posto del vero tempo. (Principia, I)
Il concetto di tempo
Newton (1687)
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1. Possiamo trasformare il tempo psicologico, che è qualitativo, in un tempo quantitativo?
2. Possiamo ridurre a una stessa misura fatti che si verificano in mondi diversi?
Il concetto di tempo
Poincaré (1898)
Non abbiamo l'intuizione diretta della simultaneità.
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Noi dobbiamo considerare che tutti i nostri giudizi nei quali il tempo ha un ruolo sono sempre giudizi su eventi simultanei. Se io per esempio dico: “Quel treno arriva qui alle ore 7”, voglio dire questo: “Il passaggio della lancetta del mio orologio sul 7 e l'arrivo del treno sono eventi simultanei”.
Il concetto di tempo
Einstein (1905)
1. Come sincronizzare orologi posti in punti diversi dello spazio?
2. La simultaneità di due eventi è assoluta o dipende dal riferimento?
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I POSTULATI DELLA RELATIVITÀ
Principio di relatività: Le leggi fisiche hanno la stessa forma in tutti i sistemi di riferimento inerziali. [Tutti gli osservatori inerziali sono fisicamente equivalenti] Postulato della costanza della velocità della luce: La velocità della luce nel vuoto (c) ha lo stesso valore in tutti i sistemi di riferimento inerziali, indipendentemente dal moto della sorgente.
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Sincronizziamo gli orologi... con la luce
L
1. Il tempo per andare da 1 a 2 è il medesimo che per andare da 2 a 1.
2. Δt = L/c
t → t+L/c → t+2L/c
1 → 2 → 1
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La simultaneità...
Due eventi E1 ed E2, prodotti nei punti P1 e P2, si dicono simultanei se i segnali luminosi da essi prodotti giungono nello stesso istante in un punto M equidistante dalle sorgenti.
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...è relativa
https://www.youtube.com/watch?v=wteiuxyqtoM
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La simultaneità è relativa
Eventi simultanei in un sistema di riferimento non lo sono in un sistema in moto rispetto al primo.
Come si spiega questo fatto?
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Dilatazione dei tempi
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Dilatazione dei tempi
Orologi a luce
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Le trasformazioni di Lorentz
Coefficiente di dilatazione
Galileo Lorentz
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Le trasformazioni di Lorentz
Galileo Lorentz
Tempo assoluto Tempo «relativo»
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Dilatazione dei tempi
L’intervallo di tempo tra due eventi, che segnano l’inizio e la fine di un fenomeno, è minimo laddove i due eventi si verificano nella medesima posizione, rispetto a un certo sistema di riferimento S.
La durata di un fenomeno misurata in un sistema di riferimento S, ad esso solidale, si chiama tempo proprio e si indica con Δτ.
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Paradosso dei gemelli
Marco Luca
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Contrazione delle lunghezze
In un sistema di riferimento, la lunghezza di un segmento in moto rettilineo uniforme si ricava dalla misura del tempo intercorso affinché i due estremi passino per uno stesso punto.
L0 - lunghezza misurata nel sistema di riferimento rispetto cui i due estremi sono fermi.