Fizicienii Albert Michelson si Edward Morley, Einstein - Principiul relativitatii restranse

Principiul relativitatii restranse

Fizicienii Albert Michelson si Edward Morley, pornind de la premisa unui eter rigid aflat in stare de repaus in spatiu, au analizat urmatoarea problema : daca eterul este in repaus fata de Soare si nu se misca odata cu Pamantul(viteza Pamantului fata de Soare este de cca 30 km/sec), aceasta miscare rapida a eterului fata de Pamant ar trebui sa fie sesizata pe baza unei modificari a vitezei luminii pe Pamant.Viteza luminii ar trebui sa inregistreze atunci, conform asteptarilor, mai multe valori, in functie de directia relativa a razelor de lumina fata de vantul eteric. Toate experimentele de acest tip au esuat insa, aratand ca viteza luminii nu poate fi pusa in relatie cu ipoteza eterului. Dar pentru ca lumea nu dorea sa renunte la eter, s-au incercat interpretari matematice ale problemei. Orice corp care are viteza V fata de eter se contracta pe directia de miscare cu fractiunea .

Meritul lui Einstein consta in aceea ca lui i se datoreaza formularea definitive in domeniul conceptului de timp si spatiu. Einstein voia un principiu general, asemanator celui din termodinamica:... legile naturii sunt in asa fel alcatuite incat este imposibil sa contruesti un perpetuum mobile ( de speta 1 si a 2-a ).

Cele doua principii, cel al constantei vitezei luminii si principiul lui Galilei de relativitate, reprezinta punctul de plecare.Ne amintim de observatorul din tren, care a putut confirma simultaneitatea deplasarii luminii in sistemul sau spre deosebire de colegul de pe terasement. Dupa cum s-a mai aratat, in fizica clasica simultaneitatea tuturor sistemelor inertiale a fost acceptata fara obiectii. Acum acest concept devine un „ajutor al gandirii" . Sa-l analizam, efectuand in gand urmatorul experiment: simultaneitatea va fi dovedita daca se va reusi sa se sincronizeze un ceas U aflat intr-un loc A cu un al doilea ceas U’ in B, pentru a fi reglat, iar a doua presupune sa se compare timpul cu ajutorul unor semnale.

Prima metoda

E posibil ca cele cele doua ceasuri sa fie sincrinizate in punctul B, dar nu este sigur ca reglarea mai este valabila cand ceasul U se afla din nou in A. In orice caz, aceasta supozitie nu poate fi verificata, neavand prin urmare, in sensul lui Mach, nici o semnificatie pentru stiinta naturii. 2

A doua metoda

Pentru a lamuri aceasta metoda ne vom folosi de urmatorul exemplu: pe Rin se afla trei vapoare, care alcatuesc un convoi, fiind numite A,B si C. Fiind ceata, se utilizeaza semnale sonore in scopul compararii ceasurilor de pe cele trei vapoare. La un anumit moment dat, A emite un semnal, la care marinarii din B si C isi vor potrivi ceasurile conform unei intelegeri prealabile. Deoarece ceasurile trebuie sincronizate foarte precis, este necesar sa se ia in considerare si timpul pe care semnalul are nevoie pentru a strabate drumul. Pentru aceasta, distanta dintre sursa de vibratii sonore A si locurile B si C precum si viteza de propagare a sunetului trebuie sa fie cunoscute. In acest mod, poate fi dovedita simultaneitatea relativa a celor trei ceasuri in unul si acelasi sistem.

Spre a gasi un sistem de referinta pentru vapoare, trebuie sa intemeiem conceptul de timp pe legea propagarii luminii. Dintre toate procesele fizice care intra in discutie pentru definirea timpului, lumina a fost cercetata cel mai bine. Dupa cum stim, ea se propaga constant indiferent de starea de miscare a suersei de lumina si de cea a observatorului. Aceasta este un rezultat sigur al cercetarii in domeniul fizicii.

rx876o2212gxxe

Consecinte pentru dinamica

Una dintre cele mai importante consecinte ale teoriei relativitatii restranse este echivalenta dintre masa si energie.

Teoria relativitatii restranse aduce o corectura: nu numai masa de repaus ci si viteza initiala prezinta importanta pentru schimbarea vitezei. Conform teoriei lui Einstein, cu cat viteza initiala este mai mare, cu atat creste si forta necesara pentru a o modifica. La viteze apropiate de viteza luminii, rezistenta corpului miscat (deci a masei inerte) devine foarte mare, apropiindu-se de infinit. Viteza maxima posibila este viteza luminii.

Iordan Ionut-David

Cls a 12-a E

download