Fisica moderna: riassunto

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Argomenti di fisica moderna: le trasformazioni di Galileo, le onde elettromagnetiche, il problema con le trasformazioni di Galileo, i postulati della relatività ristretta di Einstein e le trasformazioni di Lorentz, l'etere, la velocità della luce come velocità limite e la simultaneità. Riassunto di fisica moderna (2 pagine formato doc)

FISICA MODERNA: RIASSUNTO

Fisica moderna. Fisica classica: le trasformazioni di Galileo
Fino agli inizi del ventesimo secolo si sapeva che tutte le leggi della fisica classica erano invarianti rispetto alle trasformazioni di Galileo.
Se consideriamo il moto di un evento in due sistemi di riferimento, che si muovono tra loro con velocità costante v e assunta la distanza , avremo delle equazioni di trasformazione:
(per semplicità consideriamo una sola dimensione, ma è possibile estendere il ragionamento)
Ad un istante , avremo quindi un e un e ad un istante un e un .

Consideriamo la velocità nel primo sistema di riferimento per trasformarla poi nel secondo sistema di riferimento:
Sapendo che l’accelerazione è la derivata prima della velocità sul tempo, otteniamo che:
L’ultima frazione di questa equazione è uguale a zero, poiché la velocità relativa dei due sistemi è costante.
Per cui avremo . Da questo possiamo notare come l’accelerazione è invariante rispetto alle trasformazioni di Galileo, da cui otteniamo che anche la forza e tutte le leggi della dinamica sono invarianti.

Tesina sulla meccanica quantistica

FISICA MODERNA: ARGOMENTI

Le onde elettromagnetiche: il problema con le trasformazioni di Galileo
Cercando di trasformare un’onda elettromagnetica secondo le equazioni di Galileo, notiamo come sia impossibile ottenere un’equazione invariante. Questo indusse gli scienziati a fare due ipotesi:
1. C’è qualcosa di sbagliato nelle equazioni dell’elettromagnetismo
2. C’è qualcosa di sbagliato nelle trasformazioni di Galileo
Venne presto dimostrato come le equazioni di Maxwell, con la loro bellezza matematica, fossero effettivamente esatte. Quindi si ritenne fosse necessaria una nuova legge di trasformazione.

Cos'è la meccanica quantistica

FISICA MODERNA: L'ETERE

L’etere. I fisici si chiesero attraverso quale mezzo si propagassero le onde elettromagnetiche, poiché allora si sapeva che un’onda dovesse propagarsi in un certo mezzo. Si giunse all’ipotesi dell’etere, che si supponeva riempisse tutto lo spazio, anche all’interno dei corpi e fosse responsabile della trasmissione delle onde elettromagnetiche. L’etere doveva avere due caratteristiche contrastanti:
1. Doveva essere molto rigido per permettere la velocità di propagazione molto alta della luce
2. Esso avrebbe costituito un sistema di riferimento assoluto che finora non si era riusciti a trovare.
Fu necessario rilevare l’esistenza di questo etere, e ciò fu attuato con l’esperienza di Michelson e Morley. L’esistenza dell’etere avrebbe dovuto causare uno spostamento di frange nell’interferometro creato dai due scienziati. Ma ripetute misurazioni in momenti diversi dell’anno, cioè quando la velocità della Terra aveva direzioni diverse, mostrarono come non vi fossero spostamenti di frange. Questo significò due cose:
1. L’etere non esiste
2. Le equazioni di Galileo sono errate per le onde elettromagnetiche

La nascita della fisica moderna: tesina

FISICA MODERNA: ALBERT EINSTEIN

I postulati della relatività ristretta e le trasformazioni di Lorentz
Nel 1905, Albert Einstein formulò la sua teoria della relatività, basata su due postulati:
1. Le leggi della fisica hanno la stessa forma in tutti i sistemi di riferimento che si muovono a velocità costante l’uno rispetto all’altro, sono cioè invarianti rispetto ad una trasformazione tra sistemi inerziali.
2. La velocità della luce nel vuoto ha lo stesso valore per tutti gli osservatori, indipendentemente dal loro stato di moto.

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