relatività generale
fisica quantistica
Pilastri della fisica moderna
I tre conflitti della fisica
Leggi del moto newtoniane
Leggi elettromagnetismo Maxwell
SOLUZIONE: la relatività ristretta
I tre conflitti della fisica
Forze newtoniane gravitazionali
Relatività ristretta
SOLUZIONE: la relatività generale
I tre conflitti della fisica
La materia
CHE VEDIAMO è FATTA DI
UP DOWN
PROTONE
NEUTRONE
ALTRE
PARTICELLE
Tutte con una loro
antiparticella
Le forze fondamentali
sono quattro
Tiene insieme i protoni e i neutroni nei nuclei
Responsabile del decadimento
radioattivo di sostanze come l’uranio
La Relatività Ristretta
Nacque come tentativo di spiegazione
di quanto accade nel campo
dell’elettromagnetismo
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
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 CONTINUO
MATERIA, ENERGIA ELETTRONE, LUCE
DISCONTINUI, DISCRETI
FENOMENI QUANTISTICI
 Leggi
quantitative dei fenomeni
elettromagnetici
 Secondo
le equazioni
avrebbero dovuto manifestarsi
riscontrabili effetti del moto
attraverso l’etere ma nessun
effetto venne riscontrato
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
• 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
Principi della
relatività ristretta
 Principio di relatività: le leggi che
regolano tutti i fenomeni fisici sono le
stesse per due osservatori animati di mot
rettilineo uniforme uno rispetto all’altro
 Principio della costanza della velocità
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
Primo concetto messo in
discussione:
la SIMULTANEITA’
Due eventi nei punti A e B sono simultanei quando giungono
contemporaneamente nel punto medio M
A
M
B
Ma che succede quando abbiamo due osservatori,
uno dei quali in moto rispetto ad un altro?
Due segnali partono insieme da A e B
Questo segnale arriva prima dato il
moto del treno
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
Orologio a luce
 Ma cosa è il tempo?
Definiamolo pragmaticamente come la
quantità misurata da un orologio.
Definiamo orologio uno strumento con
un ciclo di moto regolare
Orologio a luce

Vediamo come il moto influenza il
tempo
Senso del moto
La v della luce è costante, la traiettoria è più lunga
L’OROLOGIO BATTE PIU’ LENTAMENTE
E’ valido per tutti gli
orologi?
Possiamo vivere più a
lungo?
 Un orologio ritarda in proporzione
all’aumentare della velocità.
Possiamo vivere più a lungo
rimanendo in moto?
E’ stato verificato che un MUONE vive
più a lungo se in moto ma…
La quantità di libri letta
nella vita di un MUONE è la
stessa
Non cambia la “quantità di vita”
Per il muone in moto, se è vero che vive più a lungo, è
anche vero che rallenta la sua capacità di lettura
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
L’osservatore da terra vede
l’aviatore estremamente lento nei
movimenti , tutto nel velivolo appare
rallentato
Ma per l’aviatore siamo noi che
viaggiamo a 260.000 km/s e quindi
vede noi rallentati
Un corpo in moto risulta
accorciato lungo la
direzione del moto
Questo osservatore misura il treno e lo trova lungo 100 m
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
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 quarta dimensione
Einstein scoprì che il moto può essere ripartito , non
solo delle dimensioni spaziali, ma anche in quella
temporale.
t
s
Corpo fermo
t
s
Corpo in moto
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
Una grande idea di Einstein
 Tutti gli oggetti nell’universo sono sempre in moto
nello spaziotempo con una velocità fissa: quella
della luce
s
t
t
s
t
s
Corpo fermo
Corpo in moto
Corpo in moto alla velocità della luce
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’
A parità di forza si produce accelerazione diversa su sferette
in moto o sferette ferme. La velocità resiste al moto come
la materia
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