ELETTROCARDIOGRAMMA
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CAMPO MAGNETICO: EMAIL DA LISA
RADIOATTIVITA': EMAIL DA AURORA - TISEM
PILA:
5B
EINSTEIN:
RELATIV. RISTRETTA
Una prima
memoria, in data 30 giugno, dal titolo Zur Elektrodynamik bewegter Körper (Sull'elettrodinamica dei corpi in
movimento) aveva come oggetto l'interazione fra
corpi carichi in movimento e il campo elettromagnetico vista da diversi
osservatori in stati di moto differenti.
La
teoria esposta nell'articolo, nota
successivamente con il nome di Relatività ristretta (o speciale), risolveva i contrasti tra teoria
meccanica e teoria elettromagnetica della luce, che avevano caratterizzato la
fisica dell'Ottocento, con una revisione dei concetti di spazio e di tempo assoluti.
Questa
teoria è una riformulazione ed estensione
delle leggi della meccanica. In particolare essa è necessaria per descrivere
eventi che avvengono ad alte energie e a velocità prossime a quella della luce,
riducendosi alla meccanica classica negli altri casi.
La
teoria si basa su due postulati:
-
le leggi della meccanica,
dell'elettromagnetismo e dell'ottica sono le stesse in tutti i sistemi di
riferimento inerziali;
-la
luce si propaga nel vuoto a
velocità costante c indipendentemente dallo stato di moto della sorgente o
dell'osservatore.
I POSTULATI
•Il primo postulato, noto anche come
"principio
di relatività speciale",
riafferma ed estende il principio di relatività di Galileo.
•Il
secondo può derivarsi dal primo ed
elimina la necessità dell'etere luminifero (mezzo
materiale attraverso il quale si pensava si propagassero le onde elettromagnetiche).
Dai
due postulati discende che
nell'universo descritto dalla relatività speciale le misure di intervalli
temporali e di lunghezze spaziali effettuate da osservatori inerziali non
corrispondono necessariamente fra loro, dando luogo a fenomeni come la dilatazione
del tempo e la contrazione delle lunghezze, che sono espressione dell'unione
dello spazio tridimensionale e del tempo in una unica entità quadridimensionale
nella quale si svolgono gli eventi, chiamata cronotopo o spazio-tempo. Secondo Galilei (e poi Newton) il
tempo, che si può considerare come una quarta coordinata, è lo stesso in
entrambi i sistemi inerziali. Cioè nell'ambito della meccanica classica tutti
gli orologi marciano con lo stesso ritmo e di conseguenza gli intervalli
temporali fra due eventi successivi saranno gli stessi per entrambi gli osservatori. Einstein però dimostrò
nella sua teoria della relatività
ristretta che essa risulta non
corretta quando si ha a che fare
con situazioni in cui la velocità relativa dei due sistemi è confrontabile con
quella della luce.
E=mc²Un'altra memoria sulla relatività ristretta conteneva la nota formula E=mc²
La
riscrittura delle leggi della
meccanica operata dalla relatività ristretta portò a una radicale svolta nella
comprensione del mondo fisico e ad una grande fama del suo autore anche al di
fuori del contesto scientifico, mentre la relazione E=mc² è divenuta la più
famosa equazione in assoluto, entrando a far parte della cultura in generale.
E = mc2 è l'equazione che stabilisce
l'equivalenza e il fattore di conversione tra l'energia e la massa di un
sistema fisico. "E" indica l'energia contenuta o emessa da un corpo,
"m" la sua massa e "c" la costante velocità della luce nel
vuoto
Einstein
comprese che queste due realtà
fisiche sono in verità strettamente legate da un valore numerico molto preciso:
il quadrato della velocità
della luce nel vuoto (c²), stabilendo che massa ed energia sono equivalenti.
•la massa, considerata isolatamente,
non si conserva ma è soggetta a continue variazioni; in particolare aumenta di
una quantità pari a E/c² quando assorbe energia (radiazione elettromagnetica),
mentre diminuisce quando perde energia, ad esempio emettendo fotoni; in questo
caso alla quantità di massa scomparsa corrisponde un'energia emessa pari a mc²;
•Ne consegue che la massa non è altro che una
forma di energia;
•qualsiasi corpo a riposo possiede un'energia
per il solo fatto di avere una massa; questa energia di riposo si indica con la
formula E0 =
m0c² ed
è posseduta sia dalle particelle atomiche e subatomiche sia dai corpi
macroscopici.
•la conservazione
dell'energia meccanica comprende, oltre all'energia cinetica e
all'energia potenziale, anche la massa quale ulteriore forma di energia; si
ottiene così l'energia totale meccanica del corpo, proporzionale alla massa a riposo.
Teoria
della relatività generale
•Nel 1915, Einstein propose una teoria
relativistica della gravitazione,
denominata relatività
generale, che descriveva le proprietà dello
spazio-tempo a quattro dimensioni: secondo tale
teoria la gravità non è altro che la manifestazione della curvatura dello spazio-tempo. Questa curvatura,
deformazione nello spazio-tempo non è altro che un’onda
gravitazionale che
si propaga come un’onda. L'esistenza delle onde
gravitazionali fu prevista nel 1916 da Einstein
come conseguenza della sua teoria
della relatività generale, ed è stata confermata sperimentalmente nel 14
settembre 2015 (con gli interferometri gemelli LIGO, le collaborazioni scientifiche LIGO e
VIRGO aprono una nuova finestra sul cosmo, rivelando
le onde gravitazionali prodotte
nella collisione di due buchi neri).
Einstein dedusse le equazioni del moto da
quelle della relatività speciale valide localmente nei sistemi inerziali;
dedusse inoltre il modo in cui la materia curva lo spazio-tempo imponendo l'equivalenza di ogni
possibile sistema di riferimento (da cui il nome di "relatività
generale"). Alla
pubblicazione, la teoria venne
accolta con scetticismo da parte della comunità scientifica, perché derivata
unicamente da ragionamenti matematici ed analisi razionali, e non da
esperimenti od osservazioni.
•
•Nel 1917 mostrò il legame tra la
legge di Bohr
e la formula di Planck dell'irraggiamento del corpo nero.
Nello stesso anno introdusse la nozione di emissione stimolata(il fenomeno
quantistico per cui la radiazione elettromagnetica, oltre che eccitare un
sistema, può anche stimolarne la diseccitazione.),
che sarebbe poi stata applicata
alla concezione del laser.
•
•Nel 1919 le predizioni della
relatività generale furono confermate dalle misurazioni dell'astrofisico Arthur
Eddington effettuate durante un'eclissi
solare, che verificarono che la luce emanata da una stella era deviata dalla
gravità del sole.
Le osservazioni ebbero luogo il 29
maggio del 1919 a Sobral, in Brasile, e nell'isola di Príncipe, nello Stato di São
Tomé
e Príncipe.
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