TEORIA RELATIVITĂŢII RESTRÂNSE

1. TEORIA RELATIVITĂŢII RESTRÂNSE

2. În mecanica newtoniană • ecuaţiile fizicii se bazează pe noţiunile de timp universal şi spaţiu absolut: timpul curge la fel în orice punct din spaţiu iar proprietăţile spaţiului sunt independente de timp. • rezultatul unei experienţe este acelaşi în orice sistem de referinţă inerţial.

3. undă elastică, aşa cum este cunoscută în mecanică, presupune un mediu elastic în care interacţia dintre punctele vecine ale spaţiului conduce la propagarea unei perturbaţii, viteza de propagare a undei fiind măsurată faţă de acest mediu. Undele electromagnetice (de exemplu, lumina) se propagă însă şi prin vid undele electromagnetice reprezintă o formă specială de manifestare, de existenţă a materiei, propagarea lor nu se bazeaza pe existenţa unui mediu, respectiv, ci pe faptul că variaţia temporală a câmpului electric este sursă de câmp magnetic iar variaţiile acestuia produc un câmp electric.

4. la sfârşitul secolului al XIX-lea, s-a presupus existenţa unui mediu care umple întregul spaţiu, numit eter, care să asigure propagarea undelor electromagnetice

5. Principiul relativităţii • rezultatele experimentelor nu se modifică din cauza mişcării constante şi rectilinii a aparatelor; sunt incluse atât materia, cât şi lumina.

6. Postulatele lui Einstein • Plecând de la analiza noţiunilor de spaţiu şi timp din mecanica clasică şi de la rezultatul experimentului Michelson şi Morley, A. Einstein formulează în 1905 următoarele două principii care stau la baza teoriei relativităţii restrânse: • 1. Legile fizicii sunt invariante (păstrează aceeaşi formă), faţă de sistemele de referinţă inerţiale. • 2. Viteza luminii în vid este o constantă universală, fiind independentă de mişcarea sistemului de referinţă şi de direcţia în care este emisă • Din primul principiu rezultă că nu numai legile mecanicii sunt invariante în raport cu sistemele de referinţă inerţiale, aşa cum fusese stabilit în mecanica clasică şi exprimat matematic prin transformările Galilei, ci toate legile fizicii (deci şi ale electrodinamicii) sunt invariante faţă de aceste sisteme de referinţă.

7. Din cel de-al doilea principiu al relativităţii restrânse Rezultă inexistenţa unui timp absolut, existând numai un timp local, astfel încât în locul transformărilor Galilei vor trebui găsite alte transformări, care să ţină seama de aceste fapte.Teoria relativităţii restrânse, care are la bază cele două postulate ale lui A. Einstein, se aplicănumaisistemelor de referinţă inerţiale • Mişcarea sistemelor de referinţă care se mişcă accelerat şi în care se iau în considerare şi influenţele gravitaţionale, este studiată în cadrul teoriei relativităţii generalizate. • Postulatul al doilea al relativităţii a condus la reconsiderarea unor noţiuni spaţio-temporare fundamentale ca: • simultaneitatea, durata unui proces respectiv distanţele ce separă în spaţiu diferitele evenimente

8. Experienţa Michelson-Morley. • Aceasta constă în măsurarea diferenţei dintre timpii de propagare a luminii pe două drumuri diferite cu ajutorul interferenţei luminii. • Dispozitivul experimental, adicǎ interferometrul Michelson, este extrem de simplu

9. Experienţa Michelson-Morley. • Lumina colimată de la o sursă S este divizată cu ajutorul divizorului de fascicul DF (o oglindă semitransparentă) în două fascicule ce se reflectă pe oglinzile O1 şi respectiv O2, după propagarea pe două direcţii ortogonale. Undele reflectate se reîntorc la oglinda semi-transparentă DF şi prin reflexie, respectiv, transmisie, sunt suprapuse pe detectorul D care măsoară intensitatea în câmpul de interferenţă al celor două unde.

10. Experienţa Michelson-Morley • Lumina colimată de la o sursă este divizată cu ajutorul divizorului de fascicul (o oglindă semitransparentă) în două fascicule ce se reflectă pe oglinzile O1 şi respectiv O2, după propagarea pe două direcţii ortogonale. • Undele reflectate se reîntorc la oglinda semi-transparentă şi prin reflexie, respectiv, transmisie, sunt suprapuse pe detector care măsoară intensitatea în câmpul de interferenţă al celor două unde.

11. Transformările Lorentz • deduce noile legi de transformare de la un sistem de referinţă inerţial la altul. • o sursa de lumină care emite o undă din originea sistemului S în momentul în care sistemul S’, aflat în mişcare cu viteza v faţă de sistemul S de-a lungul axei comune , se găseşte cu originea în O’ chiar în originea O a sistemului S.

12. Transformările Lorentz • Fie puncrul P • In S: P(x,y) • In S’: P(x’,y’)

13. Transformările Lorentz • deduce noile legi de transformare de la un sistem de referinţă inerţial la altul.