ELETTRICITA' E MAGNETISMO FORZE ELETTRICHE E MAGNETICHE COME DUE CARICHE ELETTRICHE SI ATTRAGGONO SE SONO DI SEGNO DIFFERENTE E SI RESPINGONO SE SONO DELLO STESSO SEGNO FORZE ELETTRICHE E MAGNETICHE COME AZIONE A DISTANZA + - + +

FENOMENO ELETTROMAGNETICO ELETTROMAGNETISMO James Clerk Maxwell (1831-1879) Diede forma matematica agli esperimenti di Faraday e diede Una serie di ragioni per pensare la LUCE COME UN FENOMENO ELETTROMAGNETICO

MEZZO DI TRASMISSIONE DELLA LUCE E DEGLI EFFETTI ELETTROMAGNETICI ETERE MEZZO DI TRASMISSIONE DELLA LUCE E DEGLI EFFETTI ELETTROMAGNETICI

ETERE CONTINUO MATERIA, ENERGIA ELETTRONE, LUCE DISCONTINUI, DISCRETI FENOMENI QUANTISTICI

Leggi quantitative dei fenomeni elettromagnetici Equazioni di Maxwell Leggi quantitative dei fenomeni elettromagnetici Secondo le equazioni avrebbero dovuto manifestarsi riscontrabili effetti del moto attraverso l’etere ma nessun effetto venne riscontrato

ESPERIMENTO DI MICHELSON E MORLEY In questo caso la luce dovrebbe viaggiare più velocemente VENTO D’ETERE LUCE In questo caso la luce dovrebbe viaggiare meno velocemente LUCE

E INVECE IL MOTO DELLA LUCE ERA LO STESSO NEI DUE CASI In questo caso la luce dovrebbe viaggiare più velocemente VENTO D’ETERE LUCE In questo caso la luce dovrebbe viaggiare meno velocemente LUCE

ci voleva una teoria Einstein comprese che, quando ci si muove a velocità prossime a quelle della luce, spazio e tempo subiscono trasformazioni che non le rendono più entità assolute Una sola cosa appariva costante nel passare da un sistema di riferimento ad un altro : la velocità della luce Egli partì proprio da qui, assumendo come postulato che,non lo spazio né il tempo, ma c sia invariante per tutti gli osservatori

Primo concetto messo in discussione: la SIMULTANEITA’ Due eventi nei punti A e B sono simultanei quando giungono contemporaneamente nel punto medio M A B M Ma che succede quando abbiamo due osservatori, uno dei quali in moto rispetto ad un altro?

Gli eventi pertanto sono simultanei per l’osservatore in M sulla Due segnali partono insieme da A e B Questo segnale arriva prima dato il moto del treno B' A' M' v A B M I due segnali arrivano contemporaneamente in M Gli eventi pertanto sono simultanei per l’osservatore in M sulla strada ferrata, ma sono successivi per l’osservatore M’ sul treno

Bisognava riconsiderare il TEMPO TEMPO UNIVERSALE TEMPO PROPRIO

Il fatto era che PROBLEMA MATEMATICO Le equazioni di Maxwell sono vere per qualunque osservatore, comunque egli si muova PROBLEMA MATEMATICO QUALI DIFFERENZE CI DEVONO ESSERE TRA LE MISURAZIONI COMPIUTE DA UN OSSERVATORE E LE MISURAZIONI COMPIUTE DA UN ALTRO perché, NONOSTANTE IL LORO MOTO RELATIVO, POSSANO VERIFICARE LA VALIDITA’ DELLE MEDESIME EQUAZIONI

3/5 c v = Questo osservatore misura il treno e lo trova lungo 100 m B' A' v A B Questo osservatore misura il treno e lo trova lungo 80 m Tutto quello che si trova sul treno apparirà all’osservatore a terra accorciato nel senso della marcia de convoglio

Gli effetti relativi al tempo V= 260.000 km/s L’osservatore da terra vede l’aviatore estremamente lento nei movimenti , tutto nel velivolo appare rallentato V= 260.000 km/s Ma per l’aviatore siamo noi che viaggiamo a 260.000 km/s e quindi vede noi rallentati

La relatività ristretta PRINCIPIO DI RELATIVITA’ Le leggi che regolano tutti i fenomeni fisici sono le stesse per due osservatori animati di moto rettilineo uniforme uno rispetto all’altro Il principio classico ( Galieo) di relatività affermava la stessa cosa ma limitatamente ai fenomeni meccanici supponendo che l’osservatore potesse scoprire il suo stato di moto con esperienze ottiche o elettromagnetiche

La relatività ristretta PRINCIPIO DELLA COSTANZA DELLA VELOCITA’ DELLA LUCE La luce si propaga nel vuoto con una velocità costante in tutte le direzioni, indipendentemente dalle condizioni di moto della sorgente e dell’osservatore Si spiega subito il risultato dell’esperimento M-M

I I due principi conducono alla contrazione dello spazio che Nel caso che un corpo si muovesse alla velocità della luce sarebbe massima, scomparirebbe una dimensione. Una velocità maggiore della luce non ha alcun significato fisico

La contrazione lorentziana porta come conseguenza che un orologio In moto ritarda rispetto ad uno fisso. Paradosso dei gemelli Viaggia con moto rettilineo uniforme Quando il gemello torna a terra trova il suo gemello invecchiato molto più di lui….. E viceversa

Soluzione Il viaggiatore nella fase di lancio, nell’invertire la rotta e nell’atterraggio è soggetto ad un’accelerazione e quindi non è applicabile la teoria della relatività ristretta

costanza della velocità della luce E’ in netto contrasto con la meccanica classica che considerava anche velocità infinite: cambiano le regole di composizione di v Per v piccole vale in prima approssimazione la meccanica classica

Viene mutato profondamente F= m a Viene mutato profondamente Se un corpo raggiungesse la velocità della luce, nessuna forza la potrebbe più aumentare, non si produce più accelerazione Nella meccanica relativistica quanto più la velocità di un corpo è grande, tanto più è difficile accrescerla Questa resistenza è la MASSA LA MASSA AUMENTA CON LA VELOCITA’

La massa non più invariante Verificato negli esperimenti di fisica nucleare

2 E = m c A parità di forza si produce accelerazione diversa su sferette in moto o sferette ferme. La velocità resiste al moto come la materia

2 E = m c L’energia sotto qualunque forma si comporta come la materia Non c’è differenza sostanziale tra massa ed energia C’è una sola legge di conservazione di massa-energia Questa equivalenza è stata dimostrata da un evento terrificante La bomba atomica