Presupposti della relatività ristretta

Presupposti della relatività ristretta

Integrazione con appunti della prof. Pavarini

Fine 1800: si riteneva di avere scoperto tutte le leggi della fisica grazie a Newton e Maxwell.

L’interpretazione del mondo macroscopico era data dalle equazioni di Maxwell. Si riteneva, sbagliando, che le teorie di Newton e Maxwell potessero interpretare anche il mondo microscopico. Due nuove strade: fisica quantistica e fisica della relatività.

Principio di relatività classico: tutti i sistemi di riferimento che si muovono con velocità costante (moto rettilineo uniforme) rispetto ad un sistema di riferimento inerziale, sono anch’essi inerziali.

Idea: quando Maxwell parla di onde elettromagnetiche, ritiene che vi sia una simultaneità tra azione e reazione. Cioè manca il concetto di campo, si pensa che l’azione abbia come conseguenza immediata una reazione.

Esempio: quando collego il circuito, ho la creazione immediata di onde che si propagano

→

istantaneamente per tutto il circuito; si pensa che l’onda si propaghi nello spazio grazie all’etere.

Problema: nasce quando si cerca di applicare le trasformazioni galileiane alla luce. PS: una trasformazione galileiana ci permette di passare da un sistema di riferimento ad un altro.

Se l’etere esiste ed è ferma, immutabile, e la Terra si muove in essa, deve esistere una sorta di vento di etere che investa la Terra. L’esperimento che vuole rilevare questo vento è quello di Michelson e Morley.

Il tentativo di spiegare perché le trasformazioni galileiane non erano vere = trovare un sistema di riferimento privilegiato in cui sono valide le trasformazioni galileiane. Questo sistema è l’etere.

Sistema di riferimento inerziale privilegiato in base al quale si possono studiare tutti gli altri. Il sistema di riferimento terrestre è incluso in quello dell’etere.

→

Si inventa l’etere perché non si accetta il fatto che le onde si possono propagare nel vuoto. Questo

→

vuoto viene chiamato etere e giustifica il discorso delle azioni a distanza delle forze. Quando si dimostra che l’etere non esiste, nasce l’idea di campo.

Maxwell dimostra che la luce è onda elettromagnetica con velocità nello spazio pari a 300000 km/s.

In quale sistema di riferimento è valido ciò? Due esperimenti: treno viaggia a 100 km/h, passeggero lancia palla avanti a 20 km/h. Osservatore esterno vedrà palla andare a 120 km/h. Se invece di tirare una pallina accendiamo una lampadina, il fascio di luce, come dirà Einstein, non avrà velocità di 300000 km/s + 100 km/h.

Esperimento di M&M. (1881-87). Scopo = rilevare con mezzi ottici, il moto della Terra rispetto all’etere.