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Lo Especial de la Relatividad Especial

Charla

HectorRagoAlbujas
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Lo Especial de la Relatividad Especial

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Presentation Transcript

  1. La Relatividad: una teoría muy especial AsoVac, 2005 - UCV rago@ula.ve http://webdelprofesor.ula.ve/ciencias/rago/

  2. Los Top Ten de Einstein 1Einstein A, Podolsky B, Rosen NCan quantum-mechanical description of physical reality be considered complete?PHYSICAL REVIEW 47 (10): 0777-0780 1935 Times Cited: 2403 2. A new determination of the molecular dimensionsANNALEN DER PHYSIK 19 (2): 289-306 1906 Times Cited: 1617

  3. ¿Por qué Einstein se erigió en símbolo de la ciencia del siglo XX? 1.- Carisma personal (aspecto, irreverencia, gusto por el vedettismo…) 2.- Un mundo hastiado de la guerra 3.- Proponía un nuevo orden cósmico 4.- Su pacifismo y enemigo del militarismo alemán, su condición de alemán judío. 5.- La paradójica vinculación con la bomba atómica. 6.- Sus teorías tocaban aspectos fundamentales (el tiempo, el espacio, categorías usuales) y las alteraba, proponía otras. Nos enseñó que podíamos estar equivocados. Que la materia fuese atómica podía ser aceptado. Que la luz tuviera aspectos corpusculares y ondulatorios no era bien entendido. 7.- La invocación levemente mística de palabras asociadas con su física: continuum cuadridimensional, espaciotiempo...

  4. Dos relatividades: Galileo y la Especial 1.-El espacio y sus coordenadas 2.- El espaciotiempo. Coordenadas 3.- La relatividad de Galileo. Diccionario. Velocidades 4.-La relatividad especial. Diccionario. Velocidades 5.- Verificaciones de la relatividad especial 6.- Conclusiones varias

  5. ESPACIO 3D Diccionario o Transformación de coordenadas: Q P (x, y, z) (x’, y’, z’) (Δx, Δy, Δz) PQ (Δx’, Δy’, Δz’) Δx2 +Δy2 +Δz2 Δs2 = Δx’2 +Δy’2 +Δz’2

  6. Espaciotiempo (2+1)D t Coordenadas de P: (t, x, y) P y Plano t = 0 x

  7. Gran Pregunta ¿Cómo se relacionan las coordenadas (t, x) de un evento medidos por un observador O, con las coordenadas (t’, x’) que le asigna el observador O’ que se mueva respecto del primero con velocidad uniforme, V. t (t, x) t’ P (t’, x’) x x’ ¿Cómo se relacionan las diferencias de las coordenadas (Δt, Δx) entre dos eventos medidas por O, con las diferencias correspondientes (Δt’, Δx’) que le asigna el observador O’.

  8. DOS RELATIVIDADES (t, x, v) (t’, x’, v’) v v’ t’ V. t c t x x’ El nuevo Diccionario: de Lorentz Diccionario de Galileo x’ = x – V.t t’ = t ΔL’ = ΔL Longitudes absolutas Δt’ = Δt lapsos absolutos v’ = v – V

  9. LA RELATIVIDAD ESPECIAL Un lapso de 5 min entre dos eventos medidos desde un carro que viaja a 300 Km/hora, serán 5 min + 2. 10-13 min desde la acera El tiempo es relativo !!

  10. LA RELATIVIDAD ESPECIAL t t’ t x’ x El espaciotiempo es absoluto

  11. LA RELATIVIDAD ESPECIAL EXITOS, PREDICCIONES Y VERIFICACIONES 1.- Límite newtoniano 2.- Existencia de muones cósmicos en la superficie de la Tierra 3.- Lo paradójico de la “paradoja” de lo gemelos: El experimento de Hafele-Keatin 4.- Masa y energía son equivalentes 5.- Ingeniería de aceleradores 6.- Éxito de teorías construidas sobre sus preceptos

  12. LA RELATIVIDAD ESPECIAL 1.- A pequeñas velocidades (v<<c) reproduce las predicciones newtonianas Sistema Newtoniano Relatividad Einsteniana

  13. 2.- Existencia de muones cósmicos en la superficie de la Tierra Δt0 = 2x10-6 seg v ~ 99,90%c y ~ v . Δt0 ~ 600 mt 1011 mu/cm2seg EXITOS, PREDICCIONES Y VERIFICACIONES Solución: 14 Km 107 mu/cm2seg

  14. El experimento de Hafele-Keating Science, 177,166, 1972 4 relojes atómicos de cesio Predicción teórica: 275 nanoseg Resultado experim. 273 +/- 7 nanoseg 10 LA RELATIVIDAD ESPECIAL EXITOS, PREDICCIONES Y VERIFICACIONES 3.- Lo paradójico de la “paradoja” de lo gemelos: t 20 16 v = 0,6 x = 0,6. 10 = 6 10 8 0 x 6

  15. LA RELATIVIDAD ESPECIAL E = mc EXITOS, PREDICCIONES Y VERIFICACIONES 2 4.- Masa y energía son equivalentes p n n p M’< M M

  16. LA RELATIVIDAD ESPECIAL LEP EXITOS, PREDICCIONES Y VERIFICACIONES

  17. LA RELATIVIDAD ESPECIAL EXITOS, PREDICCIONES Y VERIFICACIONES 5.- Ingeniería de aceleradores

  18. LA RELATIVIDAD ESPECIAL EXITOS, PREDICCIONES Y VERIFICACIONES 6.- Éxito de teorías construidas sobre sus preceptos: Teoría Cuántica relativista QED La unidad (de la descripción) de la naturaleza Electromagnetismo:La primera teoría relativista !!

  19. LA RELATIVIDAD ESPECIAL ? ¿Y la Gravitación? Espaciotiempo curvo Relatividad General (Einstein 1915) Gravitation, M. Escher (1952)

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