Teoria relativitatii restranse

Teoria relativitățatii

Constitute o parte fundamentală a fizicii moderne. Teoria relativității arată cum depind rezultatele masurătorilor, de mișcarea relativă a observatorului și a fenomenului studiat.

În cadrul teoriei se evidențiază legatura care există între spațiu și timp sau între energie și masă.

Fără aceste legaturi este imposibil să se înțeleagă fenomenele microcosmosului, a caror explicații constitue problema fizicii contemporane.

Principiul relativității Galileiene

Bazele teoriei relativității restrânse

Pentrul a studia diferitele fenomene, un observator trebuie să facă măsurători în raport cu un sistem de referință.

Cu o aproximație destul de bună, Pământul poate fi considerat drept un sistem de referință inerțial datorită accelerațiilor sale relativ mici, neglijabile.

Pentru studiul fenomenelor mecanice se aleg SRI (galileiene) față de care timpul este uniform, iar spațiul este omogen și izotrop. O mișcare raportata la un SRI se supune principiului inerției. Din principiul fundamental, avem:

Teoria eterului

Fizicienii de la sfarșitul secolului al x1x-lea au considerat că dacă eterul există întra-devăr, atunci el trebuie să aibă proprietăți mecanice contradictorii. Trebuie să fie atât un mediu fluid încât corpurile care se mișcă prin el să nu întâmpine rezistență, cât și un mediu solid deoarece undele transversale(lumină) se pot propaga doar în astfel de medii.

Experimentul Michelson

Materiale necesare:

• 2 oglinzi
• o oglinda poziționată la 45 de grade
• o sursă de lumină monocromatica
• detector/observator

Experimetul Michelson

Postulatele teoriei relativității restrânse

1. Legile fizicii sunt aceleași pentru toate sistemele de referință inerțiale.

Postulatele teoriei relativitatii

2. Viteza de propagare a luminii în vid are aceeași valoare în toate direcțiile din toate sistemele de referință inerțiale, adica nu depinde de mișcarea sursei de lumină sau a observatorului .

Transformările Lorentz

Trecerea de la un SRI la un alt sistem de referință inerțial se obține cu transformările Lorentz, care sunt valabile și la viteze apropiate de viteza luminii.

Transformarile Lorentz

Dilatarea temporala

Timpul scurs între două evenimente nu este invariant de la un observator la altul, dar el depinde de mișcarea relativă a sistemelor de referință ale observatorilor.

Relativitatea simultaneității

Două evenimente ce au loc în două locații diferite, care au loc simultan pentru un observator, ar putea apărea ca având loc la momente diferite pentru un alt observator.

Dacă se produc simultan 2 evenimente, fiecare la celălalt capăt al globului. Un observator aflat la jumătate le percepe simultan. Un observator care se deplasează rapid și constant spre unul dintre evenimente, dar care la momentul producerii se afla la exact jumătatea distanței, le va percepe ca nefiind simultane.

Contracția lungimilor

Dimensiunile (de exemplu lungimea) unui obiect măsurate de un observator pot fi mai mici decât rezultatele acelorași măsurători efectuate de un alt observator.

Bibliografie:

• Manual de fizica editura Corint 2006
• Compndiu de fizica generala Emil Luca Anastasia Ciubotaru
• Manual de fizica art educational
• http://www.ogabriel.ro/teoria-relativitatii-restranse-pentru-tolomaci/