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.

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