relatividade restrita
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• Mecânica Clássica
• Termodinâmica
• Eletromagnetismo
Eletromagnetismo
James Clerk Maxwell
(1831-1879)
Força de Lorentz
Hendrik A.
Lorentz
(1853-1928)
Partículas carregadas eletricamente se
movendo em um campo magnético
Existe um Referencial
Absoluto?
De acordo com a Física de Newton:
Todos os movimentos ocorrem em relação ao
espaço absoluto.
No caso da Força de Lorentz, a velocidade
da partícula é em relação ao campo
magnético uniforme.
Annus Mirabilis
(1905)
“On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and
Transformation of Light“ (Efeito Fotoelétrico)
“Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme
geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten
Teilchen“ (Movimento Browniano)
“Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt
abhängig“ (Equivalência entre massa e energia)
“Zur Elektrodynamik bewegter Körper”
(Relatividade Restrita)
Albert Einstein revoluciona a Física
publicando quatro trabalhos:
Postulados da Relatividade
Restrita
As equações da Física têm a mesma
forma em todos os referenciais inerciais.
A velocidade de propagação da luz no
vácuo c é invariante em qualquer
referencial inercial.
Retomada do conceito de
movimento relativo
Cuidado! O câmera
do vídeo não era um
referencial inercial.
A teoria dos absolutos
Einstein mostrou que
não apenas as
equações da mecânica
são invariantes usando
transformações de
galileu, mas todas
equações da física são
invariantes usando
transformações de
Lorentz.
O Éter Luminífero
Século XVII
Duas teorias principais:
Teoria corpuscular de Newton
Teoria ondulatória de Huygens
O Éter Luminífero
Segundo Huygens, a luz se comporta como
onda assim como o som;
Deveria haver um meio de propagação, o
éter;
Características:
Está em todo o espaço;
É pouquíssimo denso e muito elástico;
É perturbado por objetos que se tornam
luminosos, propagando a luz.
O Éter Luminífero
Argumentos a favor da teoria ondulatória:
Consegue explicar a refração e a reflexão;
É compatível com o princípio da independência
dos raios de luz, ao contrário da teoria
corpuscular.
Argumentos contra a teoria corpuscular:
A luz não ultrapassa obstáculos, como as ondas
de água e som.
A invariância de c
A Terra possui um
movimento de
Translação ao redor
do Sol
Da Terra deve-se
poder medir o “vento”
do éter.
Albert
Michelson
Edward
Morley
A invariância de c
Experimento de Michelson e Morley.
Objetivo: Detectar o meio onde as
ondas eletromagnéticas se propagam.
Aparato experimental: Uma fonte de luz,
um espelho semitransparente, dois
espelhos comuns e um anteparo.
O aparato utilizado
Espelho
SemitransparenteFonte
luminosa
Anteparo
Espelho 1
Espelho 2
O Interferômetro parado em
relação ao Éter
O Interferômetro se movendo em
relação ao Éter
A invariância de c
Mudança no conceito de
Espaço e Tempo
Lorentz acreditava na existência do éter.
Assim ele explicava a invariância dos
padrões de interferência afirmando que
ocorria uma contração dos objetos na
direção do movimento em relação ao
éter.
Assim surgiram as transformações que
levaram o seu nome.
Mudança no conceito de
Espaço e Tempo
Einstein por outro lado acreditava que as
transformações de Lorentz estavam
corretas, porém não eram os objetos que
se contraiam.
Era o Espaço que sofria essa contração.
A dilatação temporal
Vamos supor um experimento usando
um relógio de luz.
O relógio de luz consiste basicamente
de uma fonte de luz, um espelho e um
receptor de luz.
Relógio de Luz
Dilatação do tempo
Dilatação do Tempo
Contração Espacial
Contração Espacial
A Teoria dos Absolutos
Como vimos, o conceito de simultaneidade é relativo,
ou seja depende do referencial do observador.
A teoria da Relatividade Restrita portanto mostra que a
simultaneidade, o espaço e o tempo são grandezas
relativas.
Por outro lado, a teoria também mostra que outras
grandezas como a velocidade da luz é absoluta.
Assim dizermos que a Teoria da Relatividade afirma
que tudo é relativo é um erro, pois se trata de uma
teoria dos Absolutos.