Re: principio di relatività galileiano ad alte velocità

From: Luciano Buggio <buggiol_at_libero.it>
Date: 31 May 2002 12:07:50 +0200

Franco wrote:

> Luciano Buggio wrote:
> >
> > Ora, prima di procedere, vorrei farti uan domanda.
> > Ti risulta che questo calcolo, a partire dal postulato opposto a quello
> > assunto da M&M (e conservato da Einstein) sia stato fatto da qualcuno
> > prima?

> Forse non mi sono spiegato bene. L'esperimento di m&m non serve a dire
> nulla sulla velocita` della luce, ma solo che non c'e` etere. Puoi fare
> le assunzioni che vuoi, anche la tua, e i risultati tornano lo stesso.
M6M ritenevano che la luce fosse una vibrazione dell'etere, cos� come il
suono � una vibrazione dell'aria. E come la velocit� di propagazione del
suono nell'aria � determinata ed ha un valore che dipende solo dalla
caratteristiche del mezzo aria, cos�, poer M%M, la luce ha una velocit�
determinata, che dipende solo dalle misteriose caratteristiche dell'etere.
Questa velocit� � c. E' quella misurata con esperimenti di andata-ritorno
di un impulso (Fizeau).
Analogamente a quanto succede nell'aria viene interpretato l'effetto
doppler: la sorgente in moto "comprime" diversamente l'etere davanti e
dietro a s�, col risultato che l'onda obiettivamente si allunga o si
accorcia, restando invariata per�, come nel caso dell'aria, la velocita di
propagazione..
Per M&M; aveva un senso parlare di sorgente immobile rispetto all'etere,
che emette quindi onde di una certa lunghezza - n� accoricate, n�
allungate, alla stessa velocit� per� che avrebbero se la sorgente fosse in
moto.
La discussione che si fa solitamente dell'esperimento M&M (per concludere
che non c'� "vento d'etere") deve necessariamente partire da un valore
costante di c, da sommare e sottrarre a v (velocit� dell'apparecchio
rispetto all'etere).
In certi testi scolastici (per esempio il Caforio-Ferilli dello
Scientifico) trovi, per esempificare la costanza di c rispetto al moto
dell'apparecchio, perch� sempre riferita all'etere ed alle sue
caratteristiche, la metafora del nuotatore che salta gi� da una barca. La
sua velocit� mentre nuota � quella che �, dipende dalla sua bravura e
dall'acqua, e viene sommata o sottratta a quella della barca per avere le
velocit� relalive alls orgente ed all'approdo (specchio riflettente), che
per� non vengono utilizzate: si utilizzano solo gli spazi percorsi,
rigorosamente divisi per c per avere i tempi, e poi: Poi si fanno i conti
con l'onda (lambda e T - l'ampiezza edc il tempo della bracciata, nella
metafora) per vedere come si devono comportare le righe di interferenza.
La metafora del nuotatore, se, dal punto di vista diM&M va bene per la
velocit�, non va bene invece per l'effetto doppler, che qui non si ha: non
� infatti che il nuotatore fa le bracciate pi� o meno lunghe a seconda
della velocit� a cui si muoveva la barca quando egli se ne � separato
tuffandosi.
D'altra parte, e non capisco perch�, l'effetto doppler � sempre stato
ignorato nella discussione dell'esperimento.
> > E se non ti risulta, come giustifichi quasto "buco" nella riflessione
> > scientifica?
> > Ti prego di rispondermi, e tieni conto della posta in gioco.

> Mi pare che questa ipotesi sia totalmente innovativa. 300 anni di fisici
> non ci hanno mai pensato, tant'e` vero che non la si trova nei libri
> (che hai in casa tu. Qui non ho libri di fisica in casa).

> E` notevole vedere che una ipotesi mai pensata prima riesca a spiegare i
> risultati di un esperimento che e` stato analizzato in lungo e in largo
> da piu` di un secolo a questa parte.
(cut)
Ti ringrazio delle precise risposte che hai dato alla mia domanda.
Mi piacerebbe dirti il mio parere in proposito: magari lo faccio un'altra
volta.
Qui per ora non parliamo pi� di storia, e concentriamoci sui calcoli.

(cut)
> > Propongo di vedere che ne � dell'effetto doppler.
> > Secondo il parere di tutto il mondo una sorgente in moto emette onde
> > accorciate o allungate in funzione della componente della sua velocit�
> > nella direzione del moto.

> Se vuoi analizzare l'effetto doppler, devi farlo per bene. Le onde
> allungate o accorciate non vogliono dire nulla. Devi parlare di
> lunghezza d'onda e frequenza, e vedere che cosa salta fuori. Altrimenti
> e` solo una frase incomprensibile.

> > Secondo il mio modello invece l'onda viene emessa *sempre* con la stessa
> > lunghezza, indipendentemente dallo stato di moto della sorgente.

> Quindi la lunghezza d'onda e` costante. E` esatto?
Si, costante.
> > Due predizioni sconvolgentemente opposte.
> > Ma vedi subito che dal punto di vista della sperimentaabilit� le due
> > ipotesi si equivalgono: non puoi fare esperimenti nel vascello per
> > stabilire se l'onda che attraversa lo spazio � pi� lunga o pi� corta di
> > quello che sarebbe se la nave stesse ferma.

> Anche perche' emettitore e ricevitore sono fermi uno rispetto all'altro,
> e quindi non c'e` effetto doppler.
Esatto.

> > Se invece il ricevitore � in moto rispetto alla sorgente (si muove per
> > esempio alla velocit� v1 dentro la nave verso la sorgente)

> Si puo` anche fermare la nave, tanto il suo effetto sembra irrilevante.
Ok: appurato che il sistema in moto rettilineo uniforme equivale, per ci�
che � sperimentabile al suo interno, al sistema in quiete, possiamo ora,
per semplicit� di calcolo, ipotizzare che la nave sia ferma.

> > Analogamente si procede per il calcolo dell'allungamento doppler.

> Ma non dicevi che la lunghezza (d'onda) era sempre la stessa?
E' evidente che per allungamento doppler intendo ci� che risulta
all'osservatore.
Lambda, dicevamo � sempre uguale. Vedi comunque pi� avanti.
(cut)
> Visto che hai fatto i conti per il sistema sulla nave, falli anche per
> il doppler (non sono difficili).
> Supponi l'emettitore fermo e il ricevitore che gli va incontro a
> velocita` v. L'emettitore emette una serie di lampi con periodo T
> (oppure un segnale continuo a frequenza f, e` la stessa cosa).

> Che cosa vede il ricevitore in termini di periodo fra i lampi T' (o di
> frequenza f')? Quanto sono distanti spazialmente gli impulsi nel
> riferimento del ricevitore (oppure qual e` la lunghezza d'onda
> ricevuta)? A che velocita` vede arrivare i segnali il ricevitore? Nota
> che devi fornire tre espressioni (T', lambda' e velocita`).

> Poi ripeti lo stesso calcolo nel caso di ricevitore fermo ed emettitore
> che si muove verso il ricevitore, e calcola le stesse tre espressioni
> (T', lambda' e velocita`).

Se non ti spiace, continuo a ragionare in temini di emissione/ricezione
della testa e della cosa dell'onda, emesse a distanza di tempo T dalla
sorgente, cosicch� lambda = c*T.
Mi pare che dovrebbe andarti bene.

a) Moto del ricevitore a velocit� +-v.

Velocit� v' con cui gli arriva l'onda:
1) v' = c+--v
Tempo T' trascorso dalla ricezione della testa alla ricezione della coda
(periodo da lui misurato dell'onda ricevuta):
2) T' = lambda/(c+-v)
Lunghezza d'onda lambda' misurata dal ricevitore.
3) lambda' = c*lambda/(c+-v) = c*T'

b) Moto della sorgente a velocit� +-v.

Velocit� v' a cui al ricevitore arriva l'onda (uguale a quella con cui la
sorgente la emette, essendo ora il ricevitore fermo):
4) v' = c+-v
Tempo T' (periodo misurato dal ric.) trascorso dalla ricezione della testa
alla ricezione della coda dell'onda.
5) T' = lambda/(c+-v)
Lunghezza d'onda lambda' misurata dal ricevitore:
6) lambda' = c*lambda/(c+-v) = c*T'

Fammi sapere e va bene.
Ciao
Luciano Buggio


> Continuero` a rispondere solo in presenza dei sei calcoli che ho
> richiesto. Altrimenti sono solo chiacchere senza senso, e ho di meglio
> da fare.
Ma sei proprio un tremendo! :-)

> Ciao


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