RELATIVITA’ RISTRETTA IN DUE PILLOLE
Prof. M.CalvettiUniversità di Firenze
Direttore LNF
29 Aprile 2010
1)Principio di relatività di Galileo
2) La velocità della luce C=300.000 Km/s
LE PILLOLE SONO DUE…………………….
PRINCIPIO di Relatività di Galileo
………qual’è il treno che si muove????...........................
……………Questo è il Principio di Relatività…….!
…..LO AVETE ……NELLA PANCIA……
…………..anche nel movimento !!!!
…..due astronavi nello spazio (motori spenti)….
Chi è in moto? Chi è fermo?
NON SI PUO’ DIRE!
…..NELLE DUE ASTRONAVI ……….LE LEGGI DELLA FISICA SONO LE STESSE…
….QUAL’E’ IL TRENO CHE SI MUOVE …???
è sempre la stessa domanda :
Che relazione c’è tra X, Y, t e X’, Y’, t’ ?
Risposta di Galileo t= t’
gli orologi nelle astronavi segnano lo STESSO TEMPO
t = t’
Y = Y’
X’ = X-Vt
Trasformazioni di GALILEO
F = M a F’ = M a’
NOI
200 Km/h
1200 Km/h
Secondo NOI I viaggiatori del treno vedono l’aereo andare a 1000Km/h
LORO
ESPERIMENTO !
NOI
200 Km/h
1200 Km/h
Se dicessero che vedono l’aereo andare, anche LORO, a 1200Km/h ?
…………….cosa direste dei loro orologi e dei loro metri?.................
LORO
Direste che:
………….i LORO OROLOGI RALLENTANO……
oppure
……i LORO METRI diventano più CORTI……….
…………..o entrambe le cose…………
MERAVIGLIA DELLE MERAVIGLIE……..
SUCCEDONO ENTRAMBE LE COSE…………
E’ UNA CONSEGUENZA DELLA COSTANZA DELLA VELOCITA’ DELLA LUCE
Vediamo come……
Facciamo l’esperimento con una sorgente luminosa!
Siccome la velocità c è la stessa per tutti in tutte le direzioni…………………..entrambi gli osservatori devono vedere un’onda sferica………
CHE RELAZIONE DEVE ESISTERE TRA ( X, Y, t ) e (X’, Y’, t’)
………………..perché questo possa succedere????....................
LE TRASFORMAZIONI DI LORENTZ !
1- V2/c2
t -V X c2
t’ =
X – V tX’ =
1- V2/c2I TEMPI
t e t’
NON SONO PIU’ UGUALI !
AVVENIMENTI SIMULTANEI IN UN LABORATORIO
VISTI DA UN ALTRO
NON LO SONO
………MA E’ QUELLO CHE SUCCEDE………….
1- V2/c2
t -V X c2
t’ =
Guardiamo un orologio in movimento posto in X’ =0
Allora :
t’ +V X’ c2
t = 1- V2/c2
1- V2/c2t’ = t
PARADOSSO DEI GEMELLI
Radioattività naturale:dallo spaziodall’ambiente
1 m /(cm2 sec) dai raggi cosmici
1010 neutrini solari al cm3
Onde Elettromagnetiche
Viviamo in un mare di radiazione!!
X – V tX’ =
1- V2/c2
X’ +V t’X =
1- V2/c2
Analogamente: oggetti in movimento SONO PIU’ CORTI !
….ma allora, quali sono le conseguenze, come devono essere scritte le leggi della fisica?........
F= ma deve essere sbagliata, perchè permette di superare la velocità della luce, cosa che non è mai stata osservata.
L = Lo 1- V2/c2
1- V2/c2
g =1
> 1
VECCHIA FISICA NUOVA FISICAPiccole velocità tutte le velocità possibili
Posizione x x, t
Velocità v = Dx/Dt v = g Dx/Dt
Impulso p = m v p = m g v
Forza F = Dp/Dt = ma F = Dp/Dt= m g3a
Energia ½ mv2 E = m g c2
1- V2/c2
=g1
>1 Energia a riposo E = m c2
L’ENERGIA NON E’ MAI NULLA
PRINCIPIO DI RELATIVITA’ insieme alla costante c della luce
“Decadimenti in cascata” Trasformazionispontanee di particelle
p- m- +anti-nm
e- + nm + anti-ne
W-
m- anti-ne
d –1/3
anti u –2/3
p-
m-
anti-n
nm e-
W-
LO SPAZIO ED IL TEMPO:
…………. sono molto diversi da come li immaginiamo……..
SIAMO NELLO…..SPAZIOTEMPO………..
OGNUNO HA IL SUO……
GLI OROLOGI RALLENTANO….
LE LUNGHEZZE CAMBIANO………
SIAMO CONCENTRATI DI ENERGIA………