Liceo Statale “Leonardo”
Giarre
(www.liceoleonardogiarre.it)
AIF – sez. Giarre-Riposto
(www.aifgiarreriposto.it)
Le nuove idee sullo spazio e sul tempo
Giarre, settembre – ottobre 2011
Pietro Romano
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Lo spazio e il tempo di Newton
Lo spazio assoluto, per sua natura senza relazione ad alcunché di esterno, rimane sempre
uguale e immobile; lo spazio relativo è una misura o dimensione mobile dello spazio
assoluto, che i nostri sensi definiscono in relazione alla sua posizione rispetto ai corpi, ed
è comunemente preso al posto dello spazio immobile.
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; il tempo 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: tali sono
l’ora, il giorno, l’anno.
Tutte le cose sono collocate nel tempo quanto all’ordine della successione, nello
spazio quanto all’ordine della posizione
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Relatività Galileiana
Tempo assoluto  velocità di
propagazione delle interazioni infinita
t '  t  t0
x'  x  x0
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Relatività Galileiana
t '  t

 x'  x  Vt
 t2'  t2
 t '  t
 '
 t1  t1
 '
 x2  x2  Vt2
 x'  x  Vt 
 '
 x1  x1  Vt1
v2'  v2  V
v  v1  V
'
1
x' x

V
t t
 v'  v  V
 v'  v  a '  a
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Eventi e coordinate spazio-temporali
Un evento è qualcosa che si verifica in un dato punto dello spazio e in un dato istante
di tempo.
Un osservatore è l’insieme costituito da un sistema di riferimento spaziale (ad
esempio, cartesiano ortogonale, e di un orologio.
Una delle assunzioni della fisica classica è la non esistenza di un limite per la massima
velocità raggiungibile.
x, y, z, t 
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Roemer (1675): misura della velocità della luce
TAB
rB  rA  T
T 

c
 T
se rB  rA
se rB  rA
T è l’intervallo di tempo tra l’inizio o la fine di due eclissi successive di Io, misurato in
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prossimità di O oppure di C, dove rA ~ rB
Roemer (1675): misura della velocità della luce
TCO  nT 
rC  rO
2UA
 nT 
c
c
Roemer, dai suoi dati, misurò:
TCO  nT  1000 s
UA ~ 100 milioni di km
c  2 108 m / s
Già nel 1862, Foucault corregge questo valore, portandolo a 2,98·108 m/s, con una
differenza rispetto al valore oggi accettato inferiore all’1%
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La luce
•
Newton riteneva fosse costituita da particelle. A sostegno di ciò, egli portava come
argomentazione il fatto che gli effetti di diffrazione tipici delle onde non erano mai
stati osservati (Gli oggetti illuminati proiettano ombre dai contorni netti).
•
Huygens invece riteneva si trattasse di un’onda (longitudinale, per potersi
trasmettere in un fluido continuo, l’etere).
•
Young (1802) osserva effetti interferenziali e interpreta ciò come una dimostrazione
del fatto che la luce fosse un’onda longitudinale.
•
Fresnel e Arago (1819) dimostrano che la luce è un’onda trasversale.
v
•
Me

Me = modulo di elasticità
La prima misura della velocità della luce è dell’astronomo olandese Roemer (1675),
basata sulla osservazione dei satelliti di Giove (c ~ 2·108 m/s).
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