Teoria Especial da Relatividade

Apresentação em tema: "Teoria Especial da Relatividade"— Transcrição da apresentação:

1 Teoria Especial da Relatividade
Domínio Velocidade Física Clássica (Galileu/Newton)  v  0.1 c Física Relativística (Einstein)  v  c Teoria da Relatividade Referenciais Especial inerciais Geral não-inerciais   Medida dos intervalos de distância ( r ) e de tempo ( t ) entre eventos (quando, onde e por quanto estão separados os eventos)  Medida Transformação das medidas entre referenciais com movimento relativo entre si

2 Dificuldades com a Física Clássica
Tempo: Na física Clássica o tempo é uma coordenada universal, com o mesmo valor para todos os observadores Exemplo: Tempo de vida de partículas sub-atômicas  Píon que foi criado em repouso tem um tempo de vida o = 26 ns  Píon criado com velocidade v = 0,913c percorre Do = 17,4 m entre sua criação e destruição;  Isto implica que ele vive durante um intervalo de tempo  = Do / v = (17,4 m) / (0,913c) = 63,7 ns

3 Dificuldades com a Física Clássica
Comprimentos: Na Física Clássica as distâncias independem do fato do observador estar num referencial em movimento ou em repouso. Exemplo: Distâncias percorridas por partículas sub-atômicas  Imagine um observador viajando junto com o Píon a v = 0,913c. Para ambos é como se o píon estivesse em repouso e portanto o píon “vive” durante o = 26,0 ns  Isto implica que durante o seu tempo de vida o píon vê o laboratório se mover uma distância D = v * o = (0,913c)*(26,0 ns) = 7,1 m  Só que para um observador em repouso no referencial do laboratório o píon pode percorrer uma distância Do = 17,4 m durante seu tempo de vida

4 Dificuldades com a Física Clássica
Campo Eletromagnético: Como nos mostra as Equações de Maxwell, na Física Clássica a luz é o resultado da variação no espaço e no tempo do campo eletromagnético.  Imagine um observador viajando na velocidade da luz c = 3 x 108 m/s. Para ele qual seria a aparência dos campos elétrico e magnético?  Isto implica que as leis físicas seriam diferentes para observadores com movimento relativo entre si?  Ou será que um observador não consegue ser acelerado até atingir a velocidade da luz?

5 Dificuldades com a Física Clássica
Causalidade: Na Física Clássica não existe uma velocidade limite para a propagação da informação.  Poderia um observador que estivesse se movimentando em relação ao experimento concluir que “B” pegou a bola antes de “A” jogá-la?  Será que a velocidade da luz é uma velocidade limite para o envio de informações?

6 Experimento de Michelson-Morley
Éter Luminífero: Pode a luz se propagar no vácuo? Como todos os tipos de ondas precisavam de um meio para se propagar não se aceitava que a luz pudesse propagar no vácuo. Segundo as Equações de Maxwell a velocidade da luz é c = (1/o o)1/2 .

7 Postulados Princípio da Relatividade:
As leis da física são as mesmas em todos os referenciais inerciais Princípio da Constância da Velocidade da Luz: A velocidade da luz no vácuo tem o mesmo valor c = 3 x 108 m/s em todas as direções e em todos os referenciais inerciais.  1) As leis da física são absolutas e universais para todos os referenciais inerciais e não podem ser violadas por outro observador inercial: NÃO POSSO SABER ESTADO DE MOVIMENTO  2) Existe uma velocidade limite para a propagação da informação É IMPOSSÍVEL ACELERAR UMA PARTÍCULA ATÉ A VELOCIDADE DA LUZ.

8 Teste do Postulado da Constância da Velocidade da Luz

9 MEDIDA DE UM EVENTO Evento: Qualquer coisas que acontece para o qual podemos atribuir coordenadas espaço-temporais (x, y, z, t).

10 MEDIDA DE UM EVENTO Sincronização dos Relógios: Movimento pode afetar o tic-tac dos relógios. Réguas devem estar em repouso.

11 Relatividade da Simultaneidade: Dois observadores em movimento relativo, em geral, não vão concordar que dois eventos são simultâneos. Se para um é simultâneo, para outro não o será, e vice-versa. Quem está certo? Relatividade do Tempo: Separação temporal dos eventos pode afetar os intervalos de tempo medidos. Relatividade do Comprimento: Observadores em movimento relativo podem discordar das medições de comprimentos.