Teoria della relatività ristretta: formule e spiegazione

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Tesina di fisica che spiega in modo semplice la teoria della relatività ristretta o speciale elaborata da Einstein: introduzione dei concetti di onda, quadrivettori e riformulazione dei principi base della meccanica relativistica e trattazione sulla fusione e fissione nucleare (23 pagine formato doc)

TEORIA DELLA RELATIVITA' RISTRETTA: FORMULE E SPIEGAZIONE

Teoria della relatività ristretta (o speciale) di Albert Einstein.
•    Contraddizioni tra la teoria dell’elettromagnetismo e la meccanica newtoniana
Le equazioni di Maxwell si trovano alla base della teoria dell’elettromagnetismo, che spiega in modo esauriente (o quasi) i legami tra il campo elettrico e il campo magnetico.

Nel XIX secolo questa teoria, pur presentando moltissimi riscontri in ambito sperimentale, presenta una contraddizione di fondo ben radicata con la meccanica newtoniana; ma anch’essa altrettanto consolidata e comprovata attraverso moltissimi riscontri sperimentali.
Stando alle leggi della meccanica, le equazioni di Maxwell non sono invarianti rispetto alle note trasformazioni di Galileo Galilei: ciò vuole dire che secondo la relatività galileiana due osservatori, che si trovano in moto relativo, dovrebbero servirsi di equazioni differenti per descrivere i fenomeni del campo elettromagnetico.

Teoria della relatività ristretta e generale di Einsten: tesina di fisica

TEORIA DELLA RELATIVITA' SPIEGATA IN MODO SEMPLICE

Prima di tutto precisiamo che la teoria del campo elettromagnetico prevede che i due campi si propaghino nello spazio vuoto ad una velocità costante e finita:
C è la velocità della luce
ε0 è la costante dielettrica del vuoto
μ0 è la permeabilità magnetica del vuoto
Ma questo fatto è in contraddizione con la relatività galileiana, secondo la quale un osservatore fermo, rispetto al mezzo in cui si propaga un’onda elettromagnetica, non può assolutamente misurare la stessa velocità di propagazione (come esempio) che viene misurata da un altro osservatore in moto rispetto al medesimo mezzo. Stando alle trasformazioni delle velocità di Galileo, la velocità misurata da un osservatore in moto sarà diversa.
•    Principio di relatività di Einstein e le trasformazioni di Lorentz (con riferimento alle trasformazioni galileiane, non trattate qui per sintetizzare il discorso).
Prima di prendere in esame la cinematica e dinamica relativistica, mi sono soffermato a studiare le trasformazioni di Galileo e i postulati base della teoria della relatività ristretta (o speciale). Prima di tutto ho provato a cercare delle relazioni tra due sistemi di riferimento ( R e R’), uno in quiete e l’altro in moto rispetto al primo.
(x,y,z,t,)  e (x’,y’,z’,t’)

Teoria della relatività ristretta e generale: riassunto

RELATIVITA' RISTRETTA: FORMULE

Trovare delle trasformazioni che mantengano i pregi di quelle galileiane, eliminandone i difetti: ossia fare in modo che la velocità della luce “c”≈3x108 rimanga costante in qualsiasi sistema di riferimento inerziale. Prima di tutto penso che sia utile enunciare i principi base:
1.    PRICIPIO DI RELATIVITA’ DI EINSTEIN: “tutte le leggi della meccanica e dell’elettromagnetismo debbono essere le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali”. Ciò vuole dire che nella teoria della relatività ristretta, Einstein prende in considerazione solamente sistemi che si muovono di moto traslatorio uniforme gli uni rispetto agli altri.