A Relatividade - Parte II
Domingo 14 outubro 2007Para compreender a sua essência na Relatividade Restrita que introduzir uma das mais fascinantes elementos da natureza: a luz.
Porque mudam de corrida de carros "na" em uma rodovia na luz?
Porque a luz, particularmente visível, tem desempenhado um papel importante na "descoberta" da Relatividade Restrita e levou também a física do XIX tarde à beira de uma crise profunda.
Certamente não se deve necessariamente interessados na luz, como a luz visível, mas do extraordinário fenômeno que é chamado de campo eletromagnético.
Qual é, para começar com a palavra acampamento?
O Campo
O conceito de campo foi fundamental para a explicação e compreensão de muitos fenômenos. A sua introdução é a intuição do grande físico Michael Faraday. Para tentar visualizar um campo como um exemplo que tomar o nosso planeta Terra. Quando falamos de campo gravitacional, por exemplo, significa a região que circunda o nosso planeta que tem as propriedades de acelerar massas para o centro da Terra. O acampamento, por isso, também existe em um vácuo e é o resultado da presença de algo.
Um ímã, como uma simples ímã, por exemplo, gera aquilo que é designado como campo magnético ao redor da região do espaço em volta dele.
Uma carga elétrica cria um ponto, em torno da região do espaço que a rodeia, o que é referido como Camp Electric.
Qual é, então, um campo eletromagnético?
Ele é chamado de campo eletromagnético (ou radiação electromagnética), a combinação de um campo elétrico e campo magnético. O que nós conseguimos descobrir, entre outras coisas, é que um campo magnético está estreitamente vinculado a um campo elétrico e vice-versa. Nas circunstâncias particulares de cada um produz o outro. Dois lados da mesma moeda palavras. A surpresa, então, veio quando descobriu-se que a variação de um campo elétrico com um campo magnético (campo eletromagnético) produziu ondas, como por acaso, estavam viajando em um vácuo à velocidade da luz c (299.792.458 m / s).
Na prática provou que a luz visível é apenas um - em especial - onda eletromagnética. O fascinante é que as ondas de rádio, por exemplo, também são ondas electromagnéticas. Não vemos as ondas só porque têm uma frequência (ou onda) diferente da luz visível e, portanto, não percebida pelos nossos sentidos visual, com os olhos, mas, na essência, as ondas hertzianas (que tem um comprimento de onda entre 1 metros e 1 km) e à luz de uma vela é exactamente a mesma coisa!
O calor fez a partir de um corpo quente, por exemplo, também é uma onda eletromagnética: o infravermelho. Nós não podemos ver com olhos nus (nossos olhos percebem onda entre 400 e 700 metros de nano-nano-metros, existem ferramentas, médicos e militares que podem "ver" o infravermelho), mas nós percebemos como "sentir o calor."
Nós vimos na primeira parte da Administração dos Correios de que o conceito de relatividade, que significa "galileano" ou "newtoniano", diz, no essencial, que não se pode distinguir um movimento retilíneo uniforme de um estado de paz. Em outras palavras, você pode sugerir, a é um estado de calma "especial ou movimento retilíneo uniforme especial!
Esta simples e inofensiva declaração, porém, traz consigo algumas conseqüências importantes: em primeiro lugar e acima de tudo o resultado de qualquer experimento conduzido em um estado de paz deve ser o mesmo se realizado em movimento retilíneo uniforme, caso contrário, seria contrário ao princípio da Relatividade!
Porque nós não queremos contrariar o Princípio da Relatividade?
Porque sabemos que é impossível encontrar um sistema inercial (ou seja, um sistema de coordenadas ou sistema de referência, como o nosso quarto), que é privilegiada em comparação com outros (ver os sistemas antigos e movimento absolutos de Newton). Além disso nós estamos imersos em sistemas em movimento relativo entre eles e toda a física que nós sabemos que evaporar em um piscar. O planeta Terra, por exemplo, percorre uma órbita em torno do Sol Juntamente com a Terra e outros planetas mais próximos de nós (como Marte, Vênus, etc ...) compõem o Sistema Solar, localizado em um dos nossos balcões espiral galáxia, a Via Láctea, que gira e avança também! Este jogo continua a boneca, vão fazer uma busca de um imóvel: Imóveis, então, comparada com o quê? (Ver Animação: A partir da Terra para a Via Láctea).
É, portanto, claro que é essencial no pressuposto de que o estado de movimento (se for mesmo e reto) não afeta os resultados do teste, caso contrário, há um natural para qualquer sistema de referência que leva em consideração.
No entanto, houve um momento em que o Princípio da Relatividade parecia contrariada. A tragédia surgiu com a descoberta de fenômenos elétricos e magnéticos. Diferentemente fenómenos mecânicos, tais como os nossos automóveis, elétricos e magnéticos fenómenos parecem dar resposta a diferentes leis e misteriosa que, na prática minavano o Princípio da Relatividade.
Vamos agora em um maravilhoso e fascinante mundo. Podemos tocar a superfície de um oceano ainda não totalmente compreendidas, e compreendeu os nossos limitados sentidos.
Para compreender a "misteriosa" propriedades da luz e ondas eletromagnéticas a partir de onda mais simples e familiar: o som. Nós todos sabemos que o som é uma onda (ou pertubazione) que se propaga na velocidade de 331,5 m / s. Uma característica das ondas, em geral, é que eles não existem em si. No final sempre associar com uma onda metade. As ondas do mar, por exemplo, são perturbações que se propagam na água, de modo que o som das ondas são perturbações que se propagam através do ar. Toda a gente sabe, por exemplo, que colocar um alarme dentro de um vidro que acontece quando o produto estiver vazia, que foi eliminado o ar, o som do alarme deixará de ser ouvido o que indica que os meios de eliminar a transmissão de ondas sonoras cessar a sua transmissão. No entanto, apesar dos nossos alarme está em um vácuo, que continuamos a vê-lo! Isto diz-nos, sem dúvida, que a luz não necessita do ar para a sua disseminação, como nas extensões de espaço vazio Sideral. A luz das estrelas mais distantes de nós, de facto, chegámos com toda a "paz", tendo milhões e milhões de milhas.
O que então os meios que transportam as ondas electromagnéticas?
Na época, para encontrar uma solução para o mistério, que introduziu o 'éter (o éter luminifero de luz), o meio em que as ondas eletromagnéticas e, portanto, a luz se propaga. O éter foi criada plantas saudáveis para explicar a existência de todos os fenômenos elétricos e magnéticos. No entanto, foi realmente curioso características: impregna cada coisa, não podia ser encontrado, estava presente no absoluto vácuo do espaço, teve de ser extremamente difícil de explicar as características da onda de corte de luz, etc ... Foi um "divino", construído com o único objectivo de explicar "onde" as ondas de luz propagam.
A sua introdução, no entanto, foi um verdadeiro desastre. Física passou um período de verdadeira e profunda crise. Vejamos porquê ...
Imagine acabem em um quarto em movimento retilíneo uniforme e as paredes de vidro, de modo que tudo o que acontece é visível para um observador externo. No sistema de referência do movimento na sala, que é para nós que nos mover com o quarto e ar contido nela, a velocidade do som é o mesmo em todos os sentidos! O ar, na verdade, é movida ao longo da sala, mas do nosso ponto de vista, é firme, tal como se estivéssemos todos em uma sala de um apartamento.
Externas Un'osservatore dizer que do seu ponto de referência (que vê o quarto - com a gente e para o ar - para deslocar-se em movimento retilíneo uniforme), a velocidade do som não é a mesma em todas as direções. É mais na direção do movimento e menos espaço na direção oposta.
Estas conclusões são tiradas clássico transformação, os mesmos que para os carros na estrada. O quarto em movimento "arrastar" com que o ar, a metade do material através do qual os sons são propagadas. Por esta razão, a velocidade é diferente para os dois observadores. Como Einstein escreveu o mesmo:
A melhor maneira, embora não o mais fácil, para não ouvir a palavra de alguém que está para sair com velocidade superior à do som, em relação ao ar em torno da coluna. Nesse caso, as ondas sonoras que produzem deixarão afetar nossos ouvidos. Por outro lado, se acontecer não ouvir uma palavra importante que um orador nunca mais oportunidade de dizer, nós devemos avançar com uma velocidade do som das ondas sonara chegar em movimento e ouvir de forma a que esta palavra .
Se as ondas sonoras que você está confuso aqui é a mesma coisa tocada por um homem contra um comboio, exemplo mais conhecido. Imagine um trem (transparente) que se deslocam para a direita com um homem no meio de um transporte.
Para o homem dentro do trem, os dois velocidade V A e V B são os mesmos! Caminhando com o constante (o que é direita para a esquerda), ele vai chegar aos dois finiestrini ao mesmo tempo, tanto quando o comboio está "firme", e quando o comboio se desloca para a direita ou em movimento para a esquerda. No sistema de referência sobre o comboio da distância que separa as duas janelas de que são exactamente os mesmos.
Para nós vemos a cena da estação e, em seguida, em solidariedade com o solo, ou, melhor ainda, com as faixas, as coisas nem sempre são como descrito pelo comboio. Sappaimo facto de que, se o trem está se movendo para a direita V-velocidade arrastou o homem com a mesma formação (no ar arrastou a ondas sonoras) e, em seguida, o seu "andar" é para nós, no sentido do aumento da comboio em movimento, tal como está "aumento" da velocidade do som das ondas no exemplo anterior. Inversamente, quando o homem se move para a esquerda, pelo mesmo motivo observar uma diminuição do "passeio" sempre proporziaonale velocidade - em comparação a nós - que "arrastar" o homem. Os dois exemplos, portanto, são totalmente equivalente, se não idênticas. Mudando apenas os "actores" e, em seguida, escolher a mais visível e compreensível (para a prova ir para a estação de trem em sua cidade e ver os comboios que chegam ou partem, com atenção especial para os passageiros que pode ser visto por dentro, não há pecado vagão lentes).
Em vez disso, tente agora para substituir o som das ondas ondas de luz, partindo do pressuposto de que estas ondas luz, semelhante ao som, ao invés de espalhar a idade. Na época, foi imediatamente claro que o éter e foi arrastado para fora do corpo em movimento (como ela estava no ar em nossa pequena sala no exemplo acima) ou impregna cada coisa a ser feita de propriedade (para já exclui a possibilidade de um terceiro arraste parcial).
Se nenhuma dúvida sobre o princípio da relatividade num Galileano e imaginar que o éter é arrastado para a nossa sala, a analogia entre o som das ondas e ondas de luz se torna imediata, dando mostra que um observador externo deverá medir a velocidade da luz diferentes em relação à direcção do movimento da sala, exatamente como aconteceu com a luz ondas.
No entanto, esta hipótese contradiz todas as observações e as experiências feitas em décadas, que mostram que a velocidade da luz é sempre o mesmo em todos os sistemas de referência, se a fonte estiver em movimento ou não!
Por conseguinte, poderá ser que o éter não é arrastado a partir do quarto em movimento, a fim de explicar o problema?
[... O follow-on Relatividade - Parte III]
