Teoría de la Relatividad Especial de Einstein.

Teoría de la Relatividad
Especial de Einstein.
PROFESORA: GRACIELA LOBOS
Conceptos previos
Galileo
Relatividad
clásica
Sistemas de
referencia
inerciales
Se basa en
Predice
Velocidad
relativa
Transformaciones
de Galileo
Tiempo
absoluto
Velocidad de la
luz no debería
ser constante
EXPERIMENTO DE MICHELSON - MORLEY
El más importante de los experimentos
que determinó la velocidad de la luz.
Todos los intentos por demostrar que la
velocidad de la luz es relativa fracasaron,
pues demostraron que la velocidad de la
luz es constante.
Cambio de paradigma
Causas:
Diversos experimentos demuestran que la velocidad de la luz es constante en el vacío.
Esto significa que las leyes del electromagnetismo no son las misma en sistemas de referencia
inerciales
Se considera que el tiempo es absoluto.
Cambio de paradigma
Einstein propone reevaluar el concepto de velocidad
Velocidad se define como el espacio recorrido en un tiempo determinado.
La constancia de la velocidad de la luz (c) solo se explica si se unifican espacio y tiempo en un sólo
concepto.
𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
El espacio – tiempo es un concepto.
=
𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
=c
Postulados de la relatividad especial
1 Todas las leyes de la física son las mismas en sistemas de
referencia inerciales.
2 La rapidez de la luz en el vacío tiene el mismo valor sin
importar el movimiento de la fuente ni del observador.
Dilatación del tiempo
Imagina
Tubo vacío con espejos en sus extremos.
Un pulso luminoso rebota de un lado a otro
entre los espejos paralelos. Si los espejos son
perfectos el pulso rebotará en forma
indefinida.
Si el tubo mide 300000 km cada pulso
demorará 1 s en ir de un extremo a otro.
Si la longitud es de 3 Km, cada viaje tomará
0,00001 s, desde un extremo a otro del tubo.
Nave detenida
Nave en movimiento
Un observador que está dentro de la nave verá el rayo de luz con movimiento vertical
Un observador que ve pasar la nave verá que el rayo de luz describe una trayectoria diagonal y por
lo tanto una distancia mayor.
Nave en movimiento con velocidad v
𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
=
𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
=c
Nave en movimiento con velocidad V
𝑐 ∙ 𝑡𝑜
𝑣∙𝑡
Deduce una expresión matemática que relacione t y t0
𝑐 ∙ 𝑡𝑜
𝑣∙𝑡
Deduce una expresión matemática que relacione t y t0
𝑐 2 ∙ 𝑡 2 = 𝑐 2 𝑡0 2 + 𝑣 2 ∙ 𝑡 2
𝑡=
𝑡0
𝑣2
1− 2
𝑐
Preguntas de cierre
¿La dilatación del tiempo significa que éste realmente transcurre más lentamente en un sistema
en movimiento o que sólo parece transcurrir más lentamente?
Si viajaras en una nave espacial que se desplaza con gran rapidez respecto de la Tierra, ¿Notarías
alguna diferencia en el ritmo de tu pulso? ¿Y en el pulso de las personas que permanecen en
Tierra?
¿Qué observa el viajero de la nave en el tiempo de quienes están en la Tierra?
Ejercicio 1
Una nave se mueve a una velocidad de 0,5 c. El tiempo de un determinado evento, medido por
un viajero de la nave es 120 s, ¿Cuánto tiempo ha transcurrido para el observador que está fuera
de nave?