Propagazione della luce in un mezzo
Lo so dovrei passare meglio il mio tempo piuttosto che pensare a certe cose (e dire che dovrei averne di cose da pensare in questo periodo), ma poco male...
Tanto per ricordare, siamo in un sistema di riferimento, c'è una sorgente luminosa ferma, emette un'onda EM, nel vuoto (sì siamo nel vuoto
) tale onda si propaga con velocità $c$. La relatività insegna che anche se la sorgente è in moto relativo rispetto a noi la propagazione avverrà sempre a velocità $c$. In poche parole non dipende dal moto della sorgente rispetto all'osservatore.
Ma vale anche se a spostarsi è il mezzo in cui si propaga la luce?
Le esperienze:
1)Mettiamo di avere una sorgente luminosa, chessò un laser, che punta verso un rivelatore, posto a una certa distanza (sempre nel vuoto mettiamo) . Naturalmente la luce impiegherà un certo tempo a percorrere questa distanza.
2)Ora mettiamo un bel blocco di vetro, o un recipiente pieno d'acqua, insomma un mezzo, lungo il cammino del raggio luminoso. Ora la luce percorrerà parte della distanza nel vuoto e parte nel mezzo, in cui la velocità non è più $c$ ma qualcosa di meno: il tempo di percorrenza dalla sorgente al rivelotore sarà ovviamente maggiore che nel caso precedente.
3)Ripetiamo l'esperimento, sempre col nostro blocco di qualcosa, questa volta però in moto, naturalmente lungo la stessa direttrice del raggio, insomma lungo la retta congiungente la sorgente e il rivelatore.
La domanda è se il tempo che la luce impiega a percorrere tale tragitto è lo stesso che nel secondo caso, in cui il nostro mezzo aggiunto è fermo. Potrebbe venirmi da pensare che nel caso in cui il blocco si muove verso il rivelatore il tempo impiegato dal raggio a percorrere il cammino sia maggiore, perchè potrebbe "trascorrere più tempo" all'interno del mezzo che lo rallenta. In parole veramente orribili, il blocco seguirebbe per un certo tratto il raggio facendo in modo che esso stazioni più a lungo dentro di esso e risulti più rallentato che attraversando semplicemente il blocco fermo. Viceversa il tempo impiegato potrebbe essere minore se il blocco si muovesse verso la sorgente, per i motivi già detti.
Quindi cosa ne pensate, il tempo è lo stesso o cambia se il nostro "blocco di mezzo" sta fermo o si muove?
Grazie se avete letto fin qui
Tanto per ricordare, siamo in un sistema di riferimento, c'è una sorgente luminosa ferma, emette un'onda EM, nel vuoto (sì siamo nel vuoto
) tale onda si propaga con velocità $c$. La relatività insegna che anche se la sorgente è in moto relativo rispetto a noi la propagazione avverrà sempre a velocità $c$. In poche parole non dipende dal moto della sorgente rispetto all'osservatore.Ma vale anche se a spostarsi è il mezzo in cui si propaga la luce?
Le esperienze:
1)Mettiamo di avere una sorgente luminosa, chessò un laser, che punta verso un rivelatore, posto a una certa distanza (sempre nel vuoto mettiamo) . Naturalmente la luce impiegherà un certo tempo a percorrere questa distanza.
2)Ora mettiamo un bel blocco di vetro, o un recipiente pieno d'acqua, insomma un mezzo, lungo il cammino del raggio luminoso. Ora la luce percorrerà parte della distanza nel vuoto e parte nel mezzo, in cui la velocità non è più $c$ ma qualcosa di meno: il tempo di percorrenza dalla sorgente al rivelotore sarà ovviamente maggiore che nel caso precedente.
3)Ripetiamo l'esperimento, sempre col nostro blocco di qualcosa, questa volta però in moto, naturalmente lungo la stessa direttrice del raggio, insomma lungo la retta congiungente la sorgente e il rivelatore.
La domanda è se il tempo che la luce impiega a percorrere tale tragitto è lo stesso che nel secondo caso, in cui il nostro mezzo aggiunto è fermo. Potrebbe venirmi da pensare che nel caso in cui il blocco si muove verso il rivelatore il tempo impiegato dal raggio a percorrere il cammino sia maggiore, perchè potrebbe "trascorrere più tempo" all'interno del mezzo che lo rallenta. In parole veramente orribili, il blocco seguirebbe per un certo tratto il raggio facendo in modo che esso stazioni più a lungo dentro di esso e risulti più rallentato che attraversando semplicemente il blocco fermo. Viceversa il tempo impiegato potrebbe essere minore se il blocco si muovesse verso la sorgente, per i motivi già detti.
Quindi cosa ne pensate, il tempo è lo stesso o cambia se il nostro "blocco di mezzo" sta fermo o si muove?
Grazie se avete letto fin qui
Risposte
Mi ero dimenticato anche di un'altra domanda, comunque legata a quella sopra:
quando la luce si propaga nel mezzo "fermo" rispetto a noi osservatore ha una certa velocità; quando invece il famoso blocco è in moto relativo rispetto a noi mentre la luce sta passando al suo interno, la velocità di questo raggio è la stessa del caso in cui il mezzo è fermo?
Grazie a chi vorrà interessarsi, anche se non mi sa dare una risposta, magari farmi notare qualche errore, o semplicemente per farsi partecipe dei miei dubbi.
Forza
quando la luce si propaga nel mezzo "fermo" rispetto a noi osservatore ha una certa velocità; quando invece il famoso blocco è in moto relativo rispetto a noi mentre la luce sta passando al suo interno, la velocità di questo raggio è la stessa del caso in cui il mezzo è fermo?
Grazie a chi vorrà interessarsi, anche se non mi sa dare una risposta, magari farmi notare qualche errore, o semplicemente per farsi partecipe dei miei dubbi.
Forza
Uh nessuno nessuno 
?
?
Direi che nel secondo caso ci mette più tempo, puoi provare a fare il conto esplicito nel sistema del laboratorio.
Sìsì certo che pirla ho solo sbagliato a scrivere ora ho corretto, la riga sopra avevo scritto che ovviamente nel mezzo la luce è più lenta. Comunque il problema era tra il secondo e il terzo caso, cioè tra quando il mezzo è fermo e quando il mezzo è in movimento. Mi sai rispondere?
Grazie mille per esserti interessato
Grazie mille per esserti interessato
Scusami, con secondo caso intendevo il secondo con il blocco, ovvero quello che hai segnato come terzo.
Purtroppo ora non ho tempo di scrivere altro, volevo solo puntualizzare questa cosa.
Purtroppo ora non ho tempo di scrivere altro, volevo solo puntualizzare questa cosa.
Mi scuserete spero se rompo ancora con questa cosa
Secondo Eredir, che gentilmente mi ha risposto, il raggio impiega più tempo quando il blocco di mezzo è in moto verso il rilevatore, come mi era venuto da pensare. E se qualcun altro vuole dire la sua prego....
Quindi all'altra mia domanda: "quando la luce si propaga nel mezzo "fermo" rispetto a noi osservatore ha una certa velocità; quando invece il famoso blocco di mezo è in moto relativo rispetto a noi mentre la luce sta passando al suo interno, la velocità di questo raggio è la stessa del caso in cui il mezzo è fermo? "
mi verrebbe da rispondere che la velocità è la stessa. Se qualcuno potesse confermare o meno.....
Secondo Eredir, che gentilmente mi ha risposto, il raggio impiega più tempo quando il blocco di mezzo è in moto verso il rilevatore, come mi era venuto da pensare. E se qualcun altro vuole dire la sua prego....
Quindi all'altra mia domanda: "quando la luce si propaga nel mezzo "fermo" rispetto a noi osservatore ha una certa velocità; quando invece il famoso blocco di mezo è in moto relativo rispetto a noi mentre la luce sta passando al suo interno, la velocità di questo raggio è la stessa del caso in cui il mezzo è fermo? "
mi verrebbe da rispondere che la velocità è la stessa. Se qualcuno potesse confermare o meno.....
la tua domanda mi ricorda molto l'effetto doppler nella sua formulazione generale:
$f'=f_0(v+v_m-v_o)/(v+v_m-v_s)$ vedi si wiki per la notazione.
non so se può rientrare nel discorso
$f'=f_0(v+v_m-v_o)/(v+v_m-v_s)$ vedi si wiki per la notazione.
non so se può rientrare nel discorso
http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Doppler#Spiegazione
Wiki però dice che quella formula è applicabile a tutte le onde ma non a quelle elettromagnetiche, dato che non richiedono un mezzo per propagarsi, e rimanda all'effetto Doppler relativistico
http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Doppler_relativistico#Le_correzioni_di_Einstein
il problema è che qui si sta parlando di onde elettromagnetiche, che richiederebbero la formulazione di Einstein di cui sopra, che però si stanno propagando anche in un mezzo in moto rispetto all'osservatore.
In più l'effetto Doppler ragiona in termini di frequenza, ma cambiando la frequenza della radiazione eletromagnetica non cambia la sua velocità
Quindi non trovo qualcosa che descriva quello che ho esposto
grazie mille
Wiki però dice che quella formula è applicabile a tutte le onde ma non a quelle elettromagnetiche, dato che non richiedono un mezzo per propagarsi, e rimanda all'effetto Doppler relativistico
http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_Doppler_relativistico#Le_correzioni_di_Einstein
il problema è che qui si sta parlando di onde elettromagnetiche, che richiederebbero la formulazione di Einstein di cui sopra, che però si stanno propagando anche in un mezzo in moto rispetto all'osservatore.
In più l'effetto Doppler ragiona in termini di frequenza, ma cambiando la frequenza della radiazione eletromagnetica non cambia la sua velocità
Quindi non trovo qualcosa che descriva quello che ho esposto
grazie mille
"strangolatoremancino":questo punto non mi convinceva perciò ho detto che non sapevo se poteva essere utile
In più l'effetto Doppler ragiona in termini di frequenza, ma cambiando la frequenza della radiazione eletromagnetica non cambia la sua velocità
Grazie ancora per l'interesse comunque mi piacerebbe riuscire a dare una risposta a questo problema, e soprattutto se qualcuno me la dirà spero di riuscire a capirla... Aspetto fiducioso
comunque mi piacerebbe riuscire a dare una risposta a questo problema, e soprattutto se qualcuno me la dirà spero di riuscire a capirla... Aspetto fiducioso
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