Fundamentos de Física Moderna RELATIVIDAD ESPECIAL Oswaldo Ivan Homez Lopez G1E13Oswaldo

RELATIVIDAD ESPECIAL - Postulados - Principio de Relatividad.  Las leyes que describen los cambios de  los sistemas físicos no resultan afectadas si estos cambios de estado están referidos a uno u otro de dos sistemas de coordenadas en traslación con movimiento uniforme. Principio de invariancia de la velocidad de la luz. Cualquier rayo de luz se mueve en el sistema estacionario con velocidad "c", tanto si el rayo es emitido por un cuerpo en reposo o en movimiento.

RELATIVIDAD ESPECIAL - Marcos de Referencia Inerciales - Cualquier método o mecanismo de medida necesita un sistema de referencia, un punto origen sobre el que basar las diferentes mediciones, incluso por la lógica humana todos los conceptos son relativos, todos necesitan su contrario, su complementario respecto al todo, etc. Es la forma de razonar y facilitar el pensamiento. Podríamos decir que es la consecuencia del principio tautológico de que todo movimiento es relativo.

RELATIVIDAD ESPECIAL - Experimento de Michelson and Morley - A finales del siglo XIX se conocía que la luz era una onda electromagnética, que se propagaba a velocidad c (unos 300.000 km/s). Esto, sin embargo, tenía un matiz que traía de cabeza a todo el mundo: hasta ese momento todas las ondas conocidas necesitaban un medio por el que propagarse: las olas de un estanque necesitaban el agua, las ondas sísmicas necesitaban la tierra, y el sonido (que ya se conocía que era otra onda) necesitaba el aire para propagarse.

RELATIVIDAD ESPECIAL - Experimento de Michelson and Morley - No se sabía si este éter estaría en reposo o la velocidad que tendría, pero dado que la Tierra gira en torno al Sol (en un año da una vuelta), la velocidad del éter respecto al de la Tierra cambiará a lo largo del año, y esto produciría ligeros cambios en la imagen que nos da la luz.

RELATIVIDAD ESPECIAL - Experimento de Michelson and Morley - Para ello, se utilizó un interferómetro de Michelson, el cual divide la luz que emite un foco luminoso (un láser por ejemplo) en dos haces, los cuales rebotan en dos espejos y se vuelven a juntar. Dado que la luz es una onda, siempre que tengamos una fuente que solo emite una longitud de onda (es decir, un color muy definido), al volver a juntarse, los dos haces interferirán produciendo máximos y mínimos de intensidad.

RELATIVIDAD ESPECIAL - Experimento de Michelson and Morley - Que se forme uno u otro depende de la diferencia de caminos que hayan recorrido los dos haces, lo que normalmente se hace variando ligeramente la posición de uno de los espejos (las variaciones de la posición deberán de ser similares a la longitud de onda de la luz, lo cual lleva a que serán de unos cientos de nanómetros: una diez milésima de milímetro).  Sin embargo, tambien se puede lograr el mismo efecto si estas distancias permanecen fijas pero la velocidad del medio por el que viaja la luz varía en uno de los brazos.

RELATIVIDAD ESPECIAL - Dilatación del Tiempo - La teoría de la relatividad afirma que para un objeto que se mueve a alta velocidad el tiempo resulta más lento que para un objeto estacionario. Aunque los físicos no dudan de esta afirmación, medir la dilatación del tiempo no era fácil.

RELATIVIDAD ESPECIAL - Dilatación del Tiempo - Para medir la dilatación del tiempo son necesarios, básicamente, dos relojes 'gemelos', uno de ellos se acelera mientras que el otro permanece parado. La diferencia en el tiempo medido por el reloj acelerado sería el buscado efecto de la dilatación temporal. Los científicos alemanes usaron iones de litio en su experimento: midieron la frecuencia de las transiciones de los electrones dentro de los iones —o sea, el 'ritmo' del reloj— y luego aceleraron los iones a un tercio de la velocidad de la luz para comparar el nuevo ritmo con las transiciones dentro de los iones estacionarios. El experimento resultó exitoso y permitió medir el efecto de la dilatación del tiempo "de manera entre 50 y 100 veces más precisa que cualquier otro método", afirma uno de los autores del estudio.

RELATIVIDAD ESPECIAL - Contracción de la Longitud - es una teoria relativista, según la cual todo objeto en movimiento, se contrae en la dirección de su movimiento; pero este efecto únicamente es visible y obvio para las personas que se encuentren como observadores en reposo.

Referencias bibliográficas https://www.youtube.com/watch?v=ts8BV_fxLcQ