1. Il padre dellarelatività: Einstein di Martina Vernazza

2. Chi è Einstein ?

3. Einstein Albertè nato il 14 Marzo 1879 a Ulm nel Wurttemberg, d’origine ebraica e di cittadinanza tedesca.

4. Einstein non è un bravo scolaro “Grazie al suo cervello troppo fantasioso e al suo spirito troppo indipendente” nel 1905 scopre la teoria della relatività, quando aveva solo 26 anni!

5. ? Come è nata la “teoria della relatività”? ? ? ?

6. La “teoria della relatività ristretta” è la logica conseguenza della “relatività galileiana” e ne costituisce il naturale ampliamento.

7. Chi è Galileo ?

8. Galileo Galilei è nato a Pisa il 15 Febbraio 1564, ed è morto l’8 Gennaio 1642. È stato un fisico, filosofo, astronomo e matematico italiano, padre della scienza moderna.

9. Relatività galileiana?

10. Galileo

11. 1° principio della dinamica

12. La velocità di un corpo (bocce di metallo) che scende lungo un piano inclinato aumenta.

13. La velocità di un corpo (bocce di metallo) che sale lungo un piano inclinato diminuisce.

14. Sul piano orizzontale la velocità non può né aumentare, né diminuire, ma rimane costante.

15. Se la forza applicata a un punto materiale è uguale a zero, allora esso si muove a velocità costante. Tutti i corpi, per inerzia, tendono a muoversi a velocità costante, se non lo fanno, è perché ci sono delle forze che modificano questo loro movimento “naturale”.

16. Quindi un ciclista che va a 30 Km/h continuerebbe a muoversi a questa velocità senza bisogno di pedalare.

17. Perché allora è necessario pedalare?

18. Le forze di attrito (ad es. quella tra i pneumatici e strada e quella con l’aria) causano Rallentamento

19. Sistemi di riferimento inerziali

20. Sistemi di riferimento La descrizione del moto è sempre relativa, cioè dipende dal sistema di riferimento da cui lo si osserva. La descrizione del moto cambia quindi a seconda del sistema di riferimento.

21. Per misurare la posizione di un oggetto nello spazio occorre un sistema di riferimento posizione di un punto nella stanza: P(x,y,z) si ottengono mandando le retteperpendicolari ai tre spigoli suddetti e misurando le distanze fra l'origine ed i tre punti così ottenuti.

22. Sistemi di riferimento inerziali Un sistema di riferimento in cui vale il primo principio della dinamica.

23. È inerziale un sistema di riferimento che ha l’origine nel centro del Sole e i tre assi che puntano verso tre stelle molto lontane.

24. Sono inerziali tutti i sistemi di riferimento che si muovono rispetto al sistema del Sole con velocità costante.

25. Non sono inerziali …

26. quando i sistemi si muovono di moto accelerato rispetto al sistema del Sole.

27. Se giocassi a biliardo in una nave od in un'altra parte non riscontro alcuna differenza di comportamentonegli urti fra le palle. I due sistemiinerziali sono assolutamente identici.

28. In un treno che avanza a velocità costante su binarirettilinei e lisci non si avverte nessun sobbalzo.

29. In questi sistemi di riferimento non ci si accorge di essere in moto (a meno che non si guardi all'esterno).

30. Anche se in realtà …non esiste un sistema perfettamente inerziale. Attriti, urti, attrazioni gravitazionali equant'altro sono sempre presenti e non possono essere completamente eliminati. (ad esempio gli urti su un treno)

31. Galileo dedusse che …

32. … le leggi della meccanica sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali, qualunque sia la velocità (costante) con cui essi si muovono gli uni rispetto gli altri.

33. È questo il principio di relatività galileiana.

34. … Einstein riprese il cammino di questo sommo fisico italiano …

35. Nel 1921Einstein ha vinto il premio Nobel per aver scoperto che la luce è costituita da fotoni particelle prive di massa che viaggiano nel vuoto alla velocità di 300 mila km/s.

36. L’articolo sull’effetto fotoelettrico

37. La velocità della luce appare la stessa in tutti i sistemi di riferimento inerziali e non si verifica nessun aumento o diminuzione della medesima. La luce si comporta in modo contrario alle usuali idee di movimento e di questo bisogna prenderne semplicemente atto. Siamo di fronte ad un nuovo principio naturale :

38. Il principio della costanza della luce.

40. Questo principio può apparire assurdo secondo le nostre idee comuni ma nessun esperimento è mai riuscito fino ad oggi a contraddirlo. correggere le nostre idee di spazio, tempo e movimento.

41. Chi si occupò di modificare queste idee? ?

42. Einstein

43. Nel 1905 Einstein espose il principio di relatività ristretta (RR) come una modificazione del precedente principio di relatività galileiana (Rgal) con l'aggiunta del principio di costanza della velocità della luce.

44. Perché ristretta?

45. Vengono considerate trasformazioni solo tra sistemi di riferimento inerziali, escludendo quindi i sistemi accelerati, come, per esempio, quelli sotto l'azione della forza gravitazionale.

46. Le leggi della fisica devono essere le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali per i quali, di conseguenza, lo spazio ed il tempo hanno proprietà diverse da quelle dettate dal senso comune.

47. Secondo Einstein non si deve più considerare lo spazio ed il tempo come entità assolute, separate. Al contrario, spazio e tempo fanno parte di una unica realtà, lo spazio-tempo.

48. Lo spazio-tempo è uno spazio astratto molto utile per rappresentare i dati di un moto: l’asse orizzontale è riferito ai tempi e quello verticale alle posizioni.

49. Conseguenza della RR.

50. Un corpo ha energia anche quando è in quiete e questa energia è data dalla notissima formula:

52. Afferma cioè che massa ed energia sono due aspetti apparentemente diversi di una medesima realtà. La massa può di conseguenza trasformarsi in energia e viceversa. La massa è energia

53. Einstein intuì che …

54. leggi della fisica dovessero essere le stesse in ognisistema di riferimento, non solo in quelli inerziali.

55. Principio di relatività generale (RG)

56. Il fatto che un campo gravitazionale è matematicamente identico ad un sistema di riferimento accelerato è un altro modo di esprimere il principio di equivalenza ed è la base su cui si fonda la RG.

57. Chiariamo i concetti …

58. Se un ascensore spaziale è spinto da una forza esterna, l'osservatore e gli oggetti sentiranno un'accelerazione e inizieranno a muoversi verso l'alto o verso il basso. Analogamente, in presenza di un campo gravitazionale fuori dall'ascensore, le loro masse saranno spinte in qualche direzione, esattamente come accade quando sono accelerate da una forza esterna.

59. Dall'interno dell'ascensore, l'osservatore non può stabilire se al di fuori c'è una forza che esercita una pressione, o una massa in quiete che li attrae.

60. Un campo gravitazionale è del tutto equivalente ad un sistema di riferimento non inerziale. Per questo motivo in generale un campo gravitazionale è equivalente ad uno spazio curvo. Un campo gravitazionale incurva lo spazio-tempo.

61. Curvatura dello spazio-tempo = distribuzione della massa e dell'energia

62. La teoria afferma che lo spazio-tempo viene più o meno curvato dalla presenza di una massa; un'altra massa più piccola si muove allora come effetto di tale curvatura.

64. Albert Einstein divenne uno scienziato famoso in tutto il mondo. Trascorse gli ultimi anni della sua vita a Princeton, adottando un look del tutto eccentrico per uno scienziato e cattedratico della sua fama, caratterizzato da abiti e palandrane piuttosto stazzonate e da capelli bianchi lunghi e incolti.

65. Questo aspetto da "Scienziato dedito a cose ben più importanti del vestire" sarebbe stato poi adottato da parecchi imitatori nell'ambiente dei fisici, specialmente in Italia. È morto a Princeton il 18 aprile 1955.

66. Sitografia

67. Bibliografia I cento anni della teoria di Einstein Autore: Aurelio Ghirardi Casa editrice: Edizioni La fisica di Amaldi Autore: Ugo Amaldi Editore: Zanichelli 2007