relatividad

1

La Relatividad
Definiciones
La teoría de la relatividad fue desarrollada por Albert
Einstein para tratar eventos físicos que la física
clásica no Puede explicar.
Establece que el tiempo y el espacio son conceptos
relativos por la imposibilidad de encontrar un
sistema de referencia absoluto.
Relatividad
especial:
Trata
del
campo
electromagnético y de su propagación por elespacio
y en el tiempo
Relatividad general: Estudia los fenómenos
gravitatorios, como una deformación en la geometría
(o curvatura) del espacio-tiempo.
2

Fundamentos de la relatividad
Hacia el final del siglo XIX los ciéntificos
estaban convencidos de que habían
aprendido la mayor parte de lo que se
necesitaba conocer acerca de la física, las
leyes de movimiento de Newton y su Teoría dela Gravitación Universal.
 El trabajo de Maxwell en la unificación de la
electricidad y el magnetismo, así como las
leyes de la termodinámica y la teoría cinética
tuvieron un gran éxito en la explicación de una
amplia variedad de fenómenos.


3

Al comenzar el Siglo XX la ciencia se
impacto por una nueva revolución del
pensamiento científico.
 En 1900 Planck brindó las ideasbásicas que
llevaron a formular la Teoría Cuántica.
 En 1905 Albert Einstein formuló la Teoría de
la Relatividad.
 Las dos teorías tuvieron un profundo efecto
en nuestra comprensión de la naturaleza.
Pero la historia no termina aún. Los
descubrimientos continúan surgiendo y la
teoría se amplifica haciendo mucho más
profunda nuestra comprensión del mundo
natural.


4

La mayor parte denuestras experiencias y
observaciones cotidianas se relacionan con
objetos que se mueven a velocidades mucho
menos que la velocidad de la luz.
 Las primeras ideas sobre el espacio, el
tiempo y la mecánica Newtoniana se
formularon para describir el movimiento de
dichos objetos.
 La mecánica newtoniana fracasa cuando se
aplica a partículas cuyas velocidades se
acercan a la velocidad dela luz.


5

Es posible acelerar un electrón a una
velocidad de 0.99c empleando una
diferencia de potencial de varios millones de
voltios.
 De acuerdo con la mecánica Newtoniana, si
la diferencia en potencial se incrementa por
un factor de cuatro, la velocidad del electrón
debe ser 1.98C.
 Pero la velocidad del electrón al igual que
las velocidades de otras partículas en eluniverso, siempre permanece menor que la
velocidad de la luz independientemente del
voltaje de aceleración.


6

La mecánica Newtoniana es contraria a los
resultados experimentales modernos debido
a que no impone un límite superior a la
velocidad de la luz.
 La teoría de la relatividad surge de la
necesidad de resolver contradicciones serias
y profundas en la vieja teoría de las cualesparece no haber salida.
 La teoría Newtoniana sólo es un caso
especial de la teoría de la relatividad.


7

Newtoniana

8

Marco Inercial:

 Un

marco inercial es aquel en
el cual la primera Ley de
Newton es válida.
9



No hay un marco inercial privilegiado:

Esto significa que los resultados de un
experimento efectuado en un auto que se
mueve con velocidadconstante son iguales
a los resultados de un experimento que se
lleve a cabo en un auto en reposo.
PRINCIPIO DE LA RELATIVIDAD
NEWTONIANA
 Las leyes de la mecánica deben ser las
mismas en todos los marcos inerciales


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Considere dos marcos inerciales
S y S1
S1

S
z1

z

v
P{evento}

x1

vt
x
0

x
y1

y

01

x1

Figura 1
11



El sistema S1 se mueve conuna velocidad
constante v a lo largo de los ejes xx1,
donde v se mide en relación con S.



Suponga que un evento ocurre en el punto
P y que los orígenes de S y S1 coinciden en
t = 0, un observador en S describe el evento
con unas coordenadas espacio tiempo,
(x, y, z, t) en tanto que un observador en S1
emplea las coordenadas espacio tiempo
(x1, y1, z1, t1) para describir el mismo...