jueves, 10 de febrero de 2011

Relatividad especial



A principios del siglo xx, hacía ya 200 años que las predicciones de Newton sobre mecánica, sencillas y simples, fueron demostradas por diversas experiencias terrestres y por diferentes observaciones astronómicas. Existían, además otros grandes campos de la ciencia como eran la electricidad, el magnetismo, la óptica y la termodinámica. El genio de Maxwell probó que la luz era una onda electromagnética reuniendo en una sola teoría los campos eléctrico, óptico y magnético de la materia. Sin embargo fue necesaria la aportación de Einstein para deshacer las incompatibilidades más profundas entre mecánica y electromagnetismo enunciando sus dos postulados:
   "1. Los resultados de todos los experimentos realizados  por completo en un cierto sistema de referencia son independientes de cualquier movimiento de translación uniforme de dicho sistema.
   2. En cualquier sistema de referencia la velocidad de la luz es( independiente de la velocidad de la fuente de que procede".(Introducción a la relatividad especial. James H. Smith


Imagen explicativa del primer postulado




                                                        217.12.18.73 
x' = x - vt
y' = y
z' =  z
t' = t
Transformación de Galileo


Pensemos  un ejemplo. Si saltamos sobre un punto situado en un tren parado caeremos en el mismo punto. Si ahora el tren se desplaza con una velocidad determinada y realizamos la misma experiencia, es decir saltamos sobre el mismo punto volveremos a caer sobre él y no nos estamparemos con el final del vagón. Si nos contara esta experiencia un observador desde la estación vería que nuestra trayectoria es una parábola ya que para él ese punto está en movimiento
Imagen del segundo postulado


eltamiz.com
Alberto viaja hacia Ana a esa velocidad





La luz es una onda. Imaginad o mejor tirad una piedra a un estanque. ¿Qué ocurre?. Cierto en el agua se producen unos círculos que comenzando en el lugar donde cayó la piedra se desplazan concéntricos hacia el exterior donde estáis vosotros.
es.123rf.com


Tomad, ahora una cuerda bien larga, sugetarla a la pared, extenderla. Lo habéis hecho. Si. Bien agitad la cuerda arriba y abajo. ¿qué pasa?. Esto:
                                                         fisicanet.com.ar


Haced lo mismo con un muelle largo, pero ahora moverlo de adelante -atrás y obsevaréis:






fisicanet.com.ar
Lo que hemos hecho es aportar energía a un medio material y esta se transporta por ese medio. La energía no las partículas que constituyen ese medio, estas solo se mueven en su sitio bien arriba-abajo, bien adelante-atrás. Si exacto, lo pensaste bien, igual que tú haciendo el muerto en el mar Mediterraneo las pasadas vacaciones.


                                       UNA ONDA TRANSPORTA ENERGÍA NO MATERIA
Las ondas del lago y de la cuerda se llaman tranversales, las del muelle longitudinales. Pero ambas son ondas mecánicas por que transportan energía mecánica. Todas necesitan un medio para meverse (el lago, la cuerda, el muelle...).Hay ciertas ondas que se transmiten por el vacio. Mira:
webdelprofesor.ula.ve
Se dispone de una campana de vacío dentro de la cual se coloca un timbre y un bombillo encendido. Se puede observar que al extraer el aire de la campana, por medio de una bomba de vacío, se deja de percibir el sonido del timbre, pero se continua observando el brillo del bombillo encendido. De esta forma se muestra que las ondas mecánicas necesitan de un medio para propagarse no así las ondas electromagnéticas.
La luz es una onda electromagnética mira que onda más bonita_
                                       cnho.wordpress.com
Smith dice: "Maxwell demostró que un campo eléctrico que cambia podría producir un campo magnético y que un campo magnético que cambia podría producir un campo eléctrico, etc., propagandose todo el sistema como onda"

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