Fisica Moderna

UNIDAD II Física Moderna

5. Relatividad
La teoría de la relatividad está compuesta a grandes rasgos por dos grandes teorías (la de la relatividad especial y la de la relatividad general) formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y el electromagnetismo.

5.1 Teoría especial de la relatividadTambién llamada Teoría de la relatividad restringida, es una teoría de la física publicada por Albert Einstein. Surge de la observación de que la velocidad de la luz en el vacío es igual en todos los sistemas de referencia inercial y de obtener todas las consecuencias del principio de relatividad de Galileo, según el cual cualquier experimento realizado, en un sistema de referencia inercial, sedesarrollará de manera idéntica en cualquier otro sistema inercial.

Relatividad Galileana
Establece que:
‘Dos sistemas de referencia en movimiento relativo de traslación rectilínea uniforme son equivalentes desde el punto de vista mecánico; es decir, los experimentos mecánicos se desarrollan de igual manera en ambos, y las leyes de la mecánica son las mismas.’
Uno de los ejemplos puestospor Galileo es el de un observador viajando en un barco que navega plácidamente sobre un río, en contraste con un observador fijo en la orilla. Ambos interpretan de la misma manera la caída de un cuerpo hacia el suelo en su propio sistema, que como sabemos sigue un movimiento vertical uniformemente acelerado.

Postulados de la relatividad de Einstein
Un objeto en reposo mide lo mismo encualquier posición del espacio y orientación del objeto y un evento o fenómeno bajo las mismas condiciones tarda lo mismo en cualquier lugar y momento en que ocurra (uniformidad).
Los postulados de La Teoría de Relatividad Especial enunciados por Einstein son:
1. Principio de Relatividad.
Las leyes que describen los cambios de  los sistemas físicos no resultan afectadas si estos cambios deestado están referidos a uno u otro de dos sistemas de coordenadas en traslación con movimiento uniforme.
2. 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.
El primer postulado está indicando que en todos los sistemas inerciales todos los fenómenosocurren de la misma forma, es decir que tienen el mismo comportamiento, por lo cual todos los sistemas inerciales resultan absolutamente equivalentes e indistinguibles.
El segundo Postulado acepta la constancia de la velocidad de la luz como un Principio Universal, sustentado en resultados experimentales.

5.2 El espacio tiempo en la teoría especial de la relatividad

Dilatación del tiempo
Ladilatación del tiempo es el fenómeno predicho por la teoría de la relatividad.
El fenómeno de la dilatación del tiempo se aplica para cualquier proceso que manifieste cambios a través del tiempo.
Esta teoría, desarrollada fundamentalmente por Albert Einstein, fue la base para que los físicos demostraran la unidad esencial de la materia y la energía, el espacio y el tiempo, y la equivalencia entrelas fuerzas de la gravitación y los efectos de la aceleración de un sistema.
Los efectos sobre el tiempo y la masa son despreciables excepto en el caso de velocidades próximas a la de la luz.
En las teorías de la relatividad de Albert Einstein la dilatación temporal del tiempo se manifiesta en dos circunstancias:
En la teoría de la relatividad especial, relojes que se muevan respecto a unsistema de referencia inercial (el hipotético observador inmóvil) deberían funcionar más despacio. Este efecto esta descrito con precisión por las transformaciones de Lorentz.
En la teoría de la relatividad general, los relojes que estén sometidos a campos gravitatorios mayores, como aquellos que se encuentren cerca de un planeta, marcan el tiempo más lentamente.
Contracción de la longitud
La...