Relativitat especial: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
Cap resum de modificació Etiquetes: Edita des de mòbil Edició web per a mòbils |
Ortografia i puntuació. |
||
Línia 10:
=== Camps magnètics generats pel corrent elèctric ===
La relació entre l'[[electricitat]] i el [[magnetisme]], basada en la capacitat del corrent
Aquest fet presenta un problema fonamental. Per una banda si un corrent elèctric crea un camp magnètic, una càrrega elèctrica en moviment ha de crear un camp magnètic. Però si un observador es mou conjuntament amb la càrrega, o bé no observa cap camp magnètic (perquè per a ell la càrrega no es mou), o bé la llei del camp magnètic induït per un corrent no és la mateixa depenent de la velocitat de l'observador.
Línia 53:
:<math>\mu _{0}\varepsilon _{0}=4\pi \cdot 10^{-7}\cdot 8,8542\cdot 10^{-12}\approx 11,1265\cdot 10^{-18}=\frac{1}{\left( 299,792\cdot 10^{6} \right)^{2}}\approx \frac{1}{c^{2}}</math>
Perquè aquesta força sigui apreciable cal que, o bé la velocitat sigui molt gran, o bé que les forces electroestàtiques siguin molt grans i es cancel·lin de forma que només s'apreciï la força magnètica. Això és el que passa en el cas de fils conductors del corrent, els fils tenen càrregues positives i negatives que es cancel·len les forces electroestàtiques i només
=== L'experiment de Francesc Aragó de 1810 ===
Línia 61:
En aquest experiment Aragó no mesura directament la velocitat de la llum sinó que ho fa indirectament a partir de l'índex de refracció. Això fa que hi hagi una possible explicació que permeti conciliar aquest resultat amb les lleis de Newton, Aragó diu:
{{Cita|Sembla fins i tot que no se'n pot donar raó més que suposant que els cossos lluminosos emeten raigs amb tota mena de velocitats, amb la condició que s'admeti igualment que aquests raigs no són visibles més que quan les seves velocitats estan compreses entre uns límits determinats: sota aquestes hipòtesis, en efecte, la visibilitat dels raigs dependrà de les seves velocitats relatives, i, com que aquestes velocitats determinen la quantitat de refracció, els raigs visibles seran sempre igualment refractats.|Francesc Aragó|}}
L'única forma de resoldre la qüestió era la mesura directa de la velocitat de la llum. Aragó va definir els principis generals del sistema per mesurar directament la velocitat de la llum però els seus problemes de visió li impediren participar en els experiments.
Línia 71:
Abans de la formulació de la teoria especial de la relativitat, [[Hendrik Antoon Lorentz|Hendrik Lorentz]] i uns altres ja havien descobert que l'electromagnetisme diferia de la física newtoniana que les observacions d'un fenomen podrien diferir d'una persona a una altra que estigués movent-se relativament a la primera a velocitats pròximes a les de la llum. Així, una pot observar la inexistència d'un [[camp magnètic]] mentre l'altra l'observa amb claredat en el mateix espai físic.
Lorentz va suggerir una [[teoria de l'èter]] en la qual objectes i observadors viatjarien a través d'un [[èter (física)|èter]] estacionari, sofrint un escurçament físic (hipòtesi de [[contracció de Lorentz]]) i un canvi en el pas del temps ([[dilatació del temps]]). Lorentz estava motivat pels resultats negatius del moviment relatiu de la llum pel que fa a l'èter
Lorentz va suggerir la seva transformació com una descripció matemàtica precisa dels resultats dels experiments.
Einstein a més d'obtenir les mateixes equacions imposant la constància de la velocitat de la llum per a tots els observadors, va interpretar el significat de la transformació imposant la condició addicional que aplicant aquesta transformació en comptes de la de [[Galileo Galilei|Galileu]] les lleis de la física havien de ser independents de la velocitat relativa entre els observadors (invariants en diferents [[sistema de referència inercial|sistemes inercials]], és a dir, per a diferents observadors). D'aquesta idea va sorgir el títol original de la teoria, "Teoria dels invariables". Va ser [[Max Planck]] qui va suggerir posteriorment el terme "relativitat" per a ressaltar la noció de transformació de les lleis de la física entre observadors movent-se relativament entre si. El fet d'imposar la condició que les lleis de la física siguin invariants obliga en alguns casos a reformular algunes lleis, i en altres certes magnituds han de patir transformacions de l'estil com passa amb la posició i la duració. Per exemple la velocitat i la massa d'un objecte són magnituds que no donen el mateix valor si les mesura un observador o si les mesura un altre que es mou amb determinada velocitat relativa respecte del primer, lleis com la dels camps magnètics apareixen de forma natural aplicant la transformació relativista a la força del camp electroestàtic i apareixen altres fenòmens nous, per exemple, qualsevol força s'ha de transformar igual que una força electroestàtica per tant hi ha un equivalent "magnètic" de qualsevol
La relativitat especial estudia el comportament d'objectes i observadors que romanen en repòs o es mouen amb moviment uniforme (i.e., velocitat relativa constant). En aquest cas, es diu que l'observador està en un [[sistema de referència inercial]]. La comparació d'espais i temps entre observadors inercials pot ser realitzada usant les transformacions de *Lorentz. La teoria especial de la relativitat pot predir així mateix el comportament de cossos accelerats quan aquesta acceleració no impliqui forces gravitatòries, en aquest cas és necessària la [[relativitat general]].
Línia 98:
# L'extensió i la duració dels objectes són acumulatives.
#:: Si es fiquen dos objectes un a continuació de l'altre en línia recta, per a tots dos observadors la longitud total és la suma de longituds.
#:: Si dos esdeveniments succeeixen un a continuació de l'altre, per a tots dos observadors la durada total és la suma de durades.
# Si un objecte resta quiet, respecte d'un observador l'altre el veu moure's amb la mateixa velocitat amb què veu que es mou aquest observador.
# Si un observador veu que un altre es mou a una determinada velocitat v l'altre el veu a ell movent-se a la mateixa velocitat però en sentit contrari: -v.
# A l'espai no hi ha direccions privilegiades: Si l'observador ''O''<sub>1</sub> es mou amb velocitat -''v'' el resultat és el mateix que si es mou amb velocitat ''v''.
| |||