La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Copyright © 2009 Zanichelli editore Capitolo 25 La relatività ristretta.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Copyright © 2009 Zanichelli editore Capitolo 25 La relatività ristretta."— Transcript della presentazione:

1 Copyright © 2009 Zanichelli editore Capitolo 25 La relatività ristretta

2 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.1 Qual è la velocità della luce? Sia la persona sul furgone sia l’osservatore a terra ottengono dalla misura della velocità della luce il valore c, indipendentemente dalla velocità del furgone. La luce è un’onda elettromagnetica che si propaga nel vuoto alla velocità c = 3,00·10 8 m/s.

3 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.2 I postulati della relatività ristretta I POSTULATI DELLA RELATIVITA’ RISTRETTA 1.Principio di relatività. Le leggi fisiche sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali. 2. Principio di invarianza della velocità della luce. La velocità della luce nel vuoto, misurata in qualsiasi sistema inerziale, ha sempre lo stesso valore c, indipendentemente dalla velocità relativa tra la sorgente di luce e l’osservatore.

4 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.2 I postulati della relatività ristretta Usando un sistema di riferimento «terrestre», un osservatore posto sulla Terra registra la posizione e l’istante di un evento (il decollo dello Shuttle). Allo stesso modo, un osservatore situato su un aeroplano usa un sistema di riferimento «aereo» per descrivere l’evento. Tutti i sistemi di riferimento inerziali sono equivalenti ai fini della formulazione delle leggi fisiche.

5 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.3 La relatività del tempo: dilatazione temporale Nella teoria della relatività ristretta, il decollo dello Shuttle è un «evento» fisico che accade in un certo punto dello spazio in un certo istante. Per registrare l’evento, ciascun osservatore usa un sistema di riferimento e un orologio. I sistemi di coordinate servono per stabilire dove avviene l’evento e l’orologio per specificare quando. Ciascun osservatore è fermo rispetto al proprio sistema di riferimento.

6 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.3 La relatività del tempo: dilatazione temporale Un orologio a luce.

7 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.3 La relatività del tempo: dilatazione temporale Un osservatore a terra guarda l’orologio dell’astronauta e vede che l’impulso luminoso percorre una distanza maggiore fra i «tic» rispetto a quella rilevata dall’astronauta. Di conseguenza, l’osservatore a terra misura un intervallo di tempo fra i «tic» Δt che è maggiore rispetto a Δt 0 misurato dall’astronauta.

8 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.3 La relatività del tempo: dilatazione temporale Dilatazione temporale I simboli contenuti in questa formula sono così definiti: Δt 0 = intervallo di tempo proprio, ovvero l’intervallo tra due eventi misurato da un osservatore a riposo rispetto ai due eventi, per cui essi avvengono nello stesso punto dello spazio; Δt = intervallo di tempo «dilatato», ovvero l’intervallo tra due eventi misurato da un osservatore in movimento rispetto ai due eventi, per cui essi avvengono in punti differenti dello spazio; v = velocità relativa tra i due osservatori; c = velocità della luce nel vuoto.

9 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.3 La relatività del tempo: dilatazione temporale Esempio 1 Due orologi a velocità diverse Il velivolo spaziale della figura si muove rispetto a terra alla velocità costante v = 0,92c, pari al 92 % della velocità della luce. L’astronauta misura, per l’intervallo fra due «tic» successivi del suo orologio, il valore Δt 0 = 1,0 s. Quanto vale l’intervallo di tempo Δt fra due «tic» successivi dello stesso orologio misurato da un osservatore posto a terra?

10 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.3 La relatività del tempo: dilatazione temporale

11 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.4 La relatività delle distanze: contrazione delle lunghezze L’osservatore che misura il tempo più breve misura anche la distanza più corta. Questa contrazione della distanza tra due punti è un esempio del fenomeno conosciuto come contrazione delle lunghezze. Contrazione delle lunghezze La lunghezza L 0 viene detta lunghezza propria: è la distanza tra due punti misurata da un osservatore in quiete rispetto a essi.

12 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.4 La relatività delle distanze: contrazione delle lunghezze Esempio 4 La contrazione di un velivolo Un astronauta, usando un regolo graduato fermo rispetto al suo razzo di forma cilindrica, misura una lunghezza e un diametro del velivolo pari rispettivamente a 82 m e 21 m. Il razzo si muove a una velocità costante v = 0,95c rispetto alla Terra. Quali sono le dimensioni del velivolo misurate da un osservatore terrestre?

13 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.4 La relatività delle distanze: contrazione delle lunghezze Sia l’astronauta sia l’osservatore situato sulla Terra misurano lo stesso valore per il diametro del velivolo perché è perpendicolare alla direzione del moto.

14 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.5 La quantità di moto relativistica Quantità di moto relativistica

15 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.6 L’equivalenza tra massa ed energia energia totale di un corpo energia a riposo di un corpo energia cinetica relativistica

16 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.6 L’equivalenza tra massa ed energia Esempio 8 Il Sole sta dimagrendo… Il Sole irradia energia elettromagnetica con potenza 3,92 · W. Quanto varia la massa solare per ogni secondo di irradiamento? La massa del Sole è 1,99 · kg. Quale frazione di tale massa va perduta in un periodo pari alla vita media di un uomo (75 anni)?

17 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.6 L’equivalenza tra massa ed energia

18 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.7 La composizione relativistica delle velocità

19 Copyright © 2009 Zanichelli editore 25.7 La composizione relativistica delle velocità Esempio 9 Mai più veloce della luce! Immaginiamo che un’astronave si avvicini a un pianeta alla velocità u = 0,8c. Dall’astronave è lanciato verso il pianeta un razzo di segnalazione con una velocità w = 0,5c rispetto all’astronave. Qual è la velocità v del razzo rispetto a un osservatore in quiete sul pianeta?


Scaricare ppt "Copyright © 2009 Zanichelli editore Capitolo 25 La relatività ristretta."

Presentazioni simili


Annunci Google