Appunti sulla relatività ed esperimento di Michelson Morley

Fase 2: L'elettromagnetismo e il principio di relatività

Validità o meno delle leggi di trasformazione di Galileo

Al termine della sezione precedente abbiamo visto che le trasformazioni di Galileo (che contengono la assunzione dell'invarianza sia delle lunghezze che degli intervalli di tempo) per le coordinate spazio-temporali generano le leggi di composizione delle velocità di cui sopra e fanno sì che le grandezze fisiche si trasformino in modo covariante, passando da un SdRI ad un altro, in modo che le leggi della dinamica risultino soddisfare il principio di relatività.

Ci chiediamo ora:

la legge di composizione delle velocità ha validità generale?

• La velocità della luce nell'aria fu misurata per la prima volta con un esperimento "completamente terrestre" da Fizeau nel 1849 e alcuni anni più tardi, in modo più accurato, da Foucault. Indichiamo il valore della velocità della luce nell'aria c (circa 300000km/s).

Se si considera un lampo di luce che attraversa una navicella spaziale che si muove rispetto alla Terra con velocità costante v, qual è la velocità del lampo rispetto alla navicella?

[La velocità della luce rispetto alla navicella è c+v o c-v a seconda del verso della velocità della navicella?] ¹

• Due elettroni sono emessi in direzioni opposte da atomi radioattivi in quiete nel laboratorio e ciascun elettrone ha la velocità di 0,67c se misurata da un osservatore nel laboratorio. Qual è la velocità di un elettrone rispetto all'altro?

[Ѐ 1,34c?] ²

Perché ci poniamo queste domande sulla validità della legge di composizione delle velocità di Galileo?

• Maxwell, nella seconda metà dell'ottocento, dalle sue equazioni sull'elettromagnetismo, deduce l'equazione delle onde elettromagnetiche che contengono una costante e che rappresenta la velocità di propagazione di un'onda piana ed ha il valore di 300.000km/s. E' il trionfo del modello ondulatorio della luce.
• A quale sistema di riferimento deve essere riferita la velocità c?

1 La prima domanda riguarda il fatto che la velocità della luce ha lo stesso valore costante (c) in ogni sistema di riferimento

2 La seconda domanda riguarda il fatto che e è un valore limite

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