Teoria De La Relatividad 20091

Click here to load reader

  • date post

    10-Jul-2015
  • Category

    Education

  • view

    1.237
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of Teoria De La Relatividad 20091

CB 313 V

CB 313 VFISICA MODERNA11) TEORIA DE LA RELATIVIDAD1,0 INTRODUCCION i) Estado de las cosas en fsicaj) -1900 Radiacin del cuerpo negro ~1868, Kirchhoff -1900, Max Planck > Introduce la fsica cuntica > Frecuencia de oscilacin de molculas

jj) 1905 : Teora de la Relatividad Especial A.Einstein -Teora de la relatividad, -Movimiento Browniano, -Efecto fotoelctrico -Equivalencia masa- energa no son absolutos. t dilata.

ii) Antecedentes de la teora Relatividad (TR)La fsica clsica de Newton permite a un mvil alcanzar cualquier velocidad , v.mvFV C : velocidad de la luz ! Veremos que esto no es cierto puesto que v siempre ser menor que c !LUZ :Problema fundamental Segn Maxwell la Luz es una OEM, sin embargo para algunos fsicos es OM ?!Problema del ETER : Medio de propagacin de la luz,

Experimento de Michelson- Morley 1881 - 1887iii) AplicacionesAceleradoresEspectrmetrosLanzamientos de cohetesViajes espacialesTelecomunicacionesSupervivenciaLa evolucin de la fsicaA Einstein y L Infeld La belleza de la nueva teora (TR)1,1) Desarrollo de las Teoras RelativistasTeora Newtoniana , TRNj) Referente a los ObservadoresLas LN se cumplen para observadores inerciales.> Los SRIs son s.> Las leyes de la mecnica son iguales para cualquier observador inercial(SRI)

No es necesario tener un observador absoluto. La igualdad de las leyes mecnicas para estos observadores implica que no se tendr experimento alguno que los diferencie; esto se debe a que para ellos son equivalentes la E, p , etc ; no se les podra diferenciar de alguna manera. Por lo tanto, describen el universo de igual forma. Sin embargo, por ejemplo, en el fenmeno movimiento, la trayectoria observada por cada observador sera diferente, aunque la descripcin resulta siempre equivalente.V=0V=cteT=T(o)P La informacin de estos dos observadores {O, O} se vincula con las transformaciones de Galileo, TG.

ZZYYXXOO

jj) Referente a los tiempos En la Teora Relativista Newtoniana la simultaneidad es absoluta

Pero, cuando se resuelven problemas EM, el e- atmico alcanza velocidades relativistas,

LUZ:

ii) TR Einsteiniana j) TRE , 1905 k) Los SRI son equivalentes para las leyes fsicas.kk) c es un invariante fsico.

Predicciones: l) La simultaneidad es relativa.ll ) Dilatacin del tiempo (Paradoja de los gemelos)lll) Contraccin de longitudes. jj) TRG , 1916 k) La equivalencia de sistemas relativos para las leyes fsicas. kk) La equivalencia de sistemas gravitacionales con sistemas acelerados.

Predicciones:

l) mg= mI ll) Las masas gravitacionales tambin dilatan al tiempo. lll) Curvatura y Torsin del R3 t. lv) Existencia de hoyos negros, BH. v) Existencia de hoyos blancos, WH. vi) Existencia de Tnel de Gusano. 1,2) Experimento de Michelson-Morley y las transformaciones lorentzianasExperimento de M-M j) Antecedentes k) Fsicos de finales del s XIX crean en la existencia del ter. l) El eter es un medio que se define de tal manera que la luz tenga rapidez igual a c respecto de l.ll) El eter se asume de tal manera que la luz cumple las TG respecto de l.OEM OM=MECkk) La Fsica Clsica supuestamente explicara todo Existencia del eter.Si la luz cumple las TG se debera distinguir : | c v|, c =3.108

Esta aproximacin solo se podra alcanzar con experimento de interferencia.

kkk) La vluz = vluz(O) si es que la luz es una OM.

Igual que con el sonido, Vs = Vs(o), Efecto Doppler.

Sin embargo, no exista ninguna evidencia de que esto fuese as, de tal forma que tendra que buscarse las causas revisando inclusive las TG.

jj) Experimento de Michelson-Morley {1881-1887}Se basa en fenmeno de interferencia de la luz que permite determinar, entre otras cosas, dimensiones muy pequeas.

k) Conceptos previos: Interferencia por difraccin,

dACPPantalla

Bkk) Esquema experimental: Interfermetro de M-MLL125634Fuente de luz monocromtica, Espejo semitransparente3-4 Espejos5 observador del patrn de interferencia6 viento del eter, velocidad del eter respecto de Tierra

sveter

T

Vluz/oVluz/oVeter/tierra

Para eliminar posibles diferencias entre los brazos {L} giramos el equipo 90 con lo cual el d se duplica,

Ahora, definamos el corrimiento ,

Patrn de interferenciaSegn el desacuerdo teo-exp se concluye que el eter no existe:El ter no existe bajo la aproximacin del experimento.Luz no cumple con las TG. Transformaciones de Lorentz, TL (1890)Observaciones:k) Aplicadas las TL, Lorentz explica la no deteccin del eter debido a contraccin de los brazos (1890)kk) Paternidad de los descubrimientos fsicos. FI ( Calculo infinitesimal : Newton- Leibnitz) FII (Induccin: Faraday- Henry) FM(Transformaciones de Lorentz:Lorentz-Fitzgerald)ii) TRANSFORMACIONES DE LORENTZ Nacen para resolver problemas EM , vc. Aproximadamente en 1890.La idea bsica de su concepcin estaba vinculada a la equivalencia de observadores inerciales para cuando la v sea comparable a c.ZZYYXXOOv

j) rZZYYXXOO

Observacin:Estas TL de r y t permite notar como dependern en adelante las coordenadas espacio temporales. Esto es, existir mixtura entre dimensiones espacio-tiempo Eventos = Eventos (r, t)jj) Vk)

kk)

kkk)

OBSERVACIN:Cuando se usan las TG todo elemento en dichas ecuaciones es componente escalar de vector, esto es, el signo asociado a la orientacin ; en el caso de las ecuaciones de las TL, la idea se sigue usando.

1,3) Teora Relatividad Especial (TRE)POSTULADOS

1) Las leyes fsicas son equivalentes para todo observador inercial. 2) { ni del estado del observador ni del estado de la fuente, F}

ii) CONSECUENCIASj) SIMULTANEIDAD k) Newton pensaba que el tiempo era absoluto y que no se vinculaba al estado del observador. En la fsica clsica (v