Velocità della luce ed etere
Buongiorno, leggendo il libro della Zanichelli mi sono imbattuto in alcune questioni alle quali non so dare una risposta. Il libro afferma che
dopodichè raffigura un'astronave che emette due raggi luminosi rispettivamente uno concorde e discorde rispetto al verso di avanzamento e prosegue
A parte il fatto che non è ben chiaro quale osservatore veda la luce smpre con la stessa velocità (suppongo un osservatore in un sistema inerziale diverso da quello dell'astronave), ora quali sarebbero i calcoli che giustificano tali affermazioni? Da quel che ho caito a partire dalle equazioni di mawxell con una serie di sostituzioni possiamo verificare che il campo elettrico e magnetico verificano entrambi l'equazione delle onde. Quali calcoli dovrei far per verificare che l velocità della luce è sempre la stessa in qualsiasi situazione? Ad esempio un osservatore in quiete in un sistema inerziale perchè dovrebbe vedere che i 2 raggi emessi dalla navicella hanno la stessa velocità ?
dopodichè prosegue
ma questa affemazione non è in contrasto con la precedente? Prima affermiamo che
tale valore sia lo stesso in tutti i sistemi di riferimento, indipendentemente dalla loro velocità relativa e poi che negli altri sistemi di riferimento avesse un valore diverso. .
infine spiegando l'esperimento con l'interferometro descrivendo ciò che accade dal punto di vista di un osservatore in quiete rispetto all'etere scrive
A quanto pare qui sta usando il fatto a me non chiaro che la velocità osservata dal sistema assoluto valga sempre c.
Invece approcciando la questione dal punto di vista dell'oservatore relativo afferma
In base a quali calcoli in questo secondo caso posso concludere che la luce è sospinta e quindi ricavarmi la velocità? le trasformazioni di Galileo non prevedono spinte ma velocità .
Ringrazio chiunque mi aiuti a intraprendere un ragionamento preciso per far luce sulle osservazioni esposte.
Le equazioni di Maxwell forniscono il valore di c e prevedono che tale valore sia lo stesso in tutti i sistemi di riferimento, indipendentemente dalla loro velocità relativa.
dopodichè raffigura un'astronave che emette due raggi luminosi rispettivamente uno concorde e discorde rispetto al verso di avanzamento e prosegue
Per la luce non è così: secondo la teoria di Maxwell, la luce emessa in avanti e all’in- dietro da un’astronave ha sempre velocità c qualunque sia la velocità con cui si muove l’astronave. Per l’elettromagnetismo la velocità della luce è un’invariante, cioè una grandezza che non dipende dal sistema di riferimento in cui è prodotta o misurata.
A parte il fatto che non è ben chiaro quale osservatore veda la luce smpre con la stessa velocità (suppongo un osservatore in un sistema inerziale diverso da quello dell'astronave), ora quali sarebbero i calcoli che giustificano tali affermazioni? Da quel che ho caito a partire dalle equazioni di mawxell con una serie di sostituzioni possiamo verificare che il campo elettrico e magnetico verificano entrambi l'equazione delle onde. Quali calcoli dovrei far per verificare che l velocità della luce è sempre la stessa in qualsiasi situazione? Ad esempio un osservatore in quiete in un sistema inerziale perchè dovrebbe vedere che i 2 raggi emessi dalla navicella hanno la stessa velocità ?
dopodichè prosegue
Ammettendo l’esistenza dell’etere, era naturale supporre che le leggi dell’elettromagne- tismo fossero rigorosamente valide solo nel sistema di riferimento in cui l’etere era in quiete. Ci si aspettava che in questo sistema privilegiato la velocità della luce valesse c, in accordo con le equazioni di Maxwell, ma negli altri sistemi di riferimento avesse un valore diverso.
ma questa affemazione non è in contrasto con la precedente? Prima affermiamo che
tale valore sia lo stesso in tutti i sistemi di riferimento, indipendentemente dalla loro velocità relativa e poi che negli altri sistemi di riferimento avesse un valore diverso. .
infine spiegando l'esperimento con l'interferometro descrivendo ciò che accade dal punto di vista di un osservatore in quiete rispetto all'etere scrive
In base alla legge di composizione delle velocità la meccanica classica prevede che, rispetto al laboratorio, la luce percorra il cammino da H ad A con velocità di modulo c - v e torni indietro con velocità di modulo c + v.
A quanto pare qui sta usando il fatto a me non chiaro che la velocità osservata dal sistema assoluto valga sempre c.
Invece approcciando la questione dal punto di vista dell'oservatore relativo afferma
In termini di «vento d’etere» puoi spiegare così questa previsione: nel sistema di riferimento del laboratorio, che è fisso sulla Terra, l’interferometro è fermo e l’etere scorre da A a H con velocità v , per cui la luce è ostacolata dal vento d’etere all’andata, ma è poi sospinta al ritorno
In base a quali calcoli in questo secondo caso posso concludere che la luce è sospinta e quindi ricavarmi la velocità? le trasformazioni di Galileo non prevedono spinte ma velocità .
Ringrazio chiunque mi aiuti a intraprendere un ragionamento preciso per far luce sulle osservazioni esposte.
Risposte
temo che tu non abbia capito il senso del mio intervento. E' chiaro che con il senno di poi (cioè conoscendo la relatività ristretta) si legge il passato con un altro sapore. io infatti sto cercando di seguire un ordine cronologico per capire come questi testi spieghino concettualmente la crisi della meccanica classica, mettendomi nei panni di uno scieziato del 1880 che considerava le onde elettromagnetiche come onde meccaniche. tutto qui.
Quindi sto seguendo il ragionamento del libro per comprendere l'esperimento di Michelson con gli occhi di un tizio del 1880, partendo dal suo punto di vista.
La spiegazione dei fenomeni elettromagnetici effettuata da Maxwell precede di gran lunga la RR, che é del 1905. La meccanica classica non entra in crisi perché Maxwell ha interpretato i fenomeni e.m. con le sue equazioni, da cui si deduce che nel vuoto le onde e.m. si propagano con una certa velocità, indipendente dalla velocità della sorgente.
Diciamo meglio, poiché la scienza va avanti proprio perché gli scienziati a volta sbagliano, ma poi sono costretti a rivedere i propri errori e a cambiare rotta: quelli del 1880 si resero conto ben presto che non andavano da nessuna parte supponendo che le onde e.m. si propagassero come onde meccaniche nel mezzo “etere” . Il motivo lo ha chiarito egregiamente Lampo e l’articolo a cui ha fatto riferimento: il principio di relatività di Galileo non funziona per l’elettromagnetismo.
HPerciò furono costretti ad inventare esperimenti per verificare se questo mezzo “etere” esistesse oppure no. Vedi Michelson e Morley.
Questo è il senso della mia risposta.
Un altro modo di vedere le cose è questo, mettendosi nei panni del potenziale fisico di fine '800.
Per approfondimenti, dai una occhiata qua - https://virgilio.mib.infn.it/~re/extra_ ... 30_381.pdf - oltre ad essere ben fatta, mi sembra che sia essenzialmente ciò che cerchi.
Veramente bellissimo questo articolo, finalmente leggo spiegazioni che hanno un senso. Domani cerco di leggerlo tutto sperando di ritagliarmi un po' di tempo!
