Teoria della relativita
Date importanti 1900 – 1950- Seconda consegna
luglio 1900: Einstein si diploma al Politecnico di Zurigo
dicembre 1900: Max Planck espone la prima memoria sui quanti
gennaio 1903: Einstein sposa M.Maric
marzo 1905: lavoro di Einstein sui quanti di luce
giugno 1905: lavoro di H.Poincaré “Sulla dinamica dell’elettrone”
giugno 1905: lavoro di Einstein “Elettrodinamica dei corpi in moto”
settembre 1905: lavoro di Einstein sull’inerzia dell’energia [E=mc2]
aprile 1906: lezioni di H.A.Lorentz raccolte sotto il titolo “Teoria degli elettroni”
ottobre 1913: esperimento di M.G.Sagnac sull’etere luminifero
agosto 1914: scoppia in Europa la prima guerra mondiale
marzo 1916: lavoro di Einstein sulla Teoria della Relativita’ generale
maggio 1919: Eddington misura la curvatura dei raggi luminosi
giugno 1919: seconde nozze di Einstein con E.Lowenthal
gennaio 1922: prima memoria di Einstein sulla teoria unitaria dei campi
novembre 1922: premio Nobel ad Einstein per l’effetto fotoelettrico
1923: articolo di A.H.Compton sulla diffusione dei raggi X
aprile 1925: esperimento di A.A.Michelson e H.G.Gale
gennaio 1926: lavoro di E.Schrodinger: “Quantizzazione come problema agli autovalori”
1927: Heisenberg enuncia il principio di indeterminazione
dicembre 1932: Einstein emigra negli Stati Uniti
luglio 1938: esperimento di H.E.Ives e G.R.Stilwell
agosto 1939: lettera di Einstein a Roosevelt
settembre 1939: scoppia in Europa la seconda guerra mondiale
1940: esperimento di M.M.Rogers ed altri sulla variazione
della massa con la velocita’
dicembre 1942: realizzazione della pila atomica da parte di E.Fermi
agosto 1945: lo scoppio delle bombe atomiche di Hiroshima e Nagasaki pone praticamente fine alla seconda guerra mondiale
1947: esperimento di Rossi e Hall sui mesoni
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Biografia di Jules-Henry Poincaré (1854-1912)
Jules-Henry Poincaré
Uno dei più grandi teorici del suo tempo, Poincarè diede fondamentali contributi in matematica, fisica e meccanica celeste.
Studiò alla Ecole Polytechnique e insegnò principalmente all’università della Sorbona.
Fu pioniere nelle ricerche di topologia algebrica e teoria delle funzioni analitiche di variabili complesse. Lavorò alla teoria dei numeri, in particolare alla teoria delle equazioni diofantee, alla teoria delle funzioni abeliane e alla geometria algebrica. Studiò i problemi della meccanica celeste, il problema dei tre corpi, la teoria della luce e delle onde elettromagnetiche.
Studiò i problemi che alla fine del XIX secolo portarono alla crisi della fisica classica dando contributi importanti allo sviluppo della teoria della relatività. Tra i suoi numerosi scritti ricordiamo le sue ‘Lecons de mecanique celeste’ [§] e il trattato ‘New methods of Celestial Mechanics’ [§], oltre a numerosi altri a carattere divulgativo.
Biografia di Jules-Henry Poincaré (1854-1912)
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Teoria della relativita
Date importanti 1850 – 1900 – Prima consegna
1851: esperimento di A.Fizeau sulla propagazione della luce
1873: opera di J.C.Maxwell “Trattato sull’elettricita’ ed il magnetismo”
marzo 1879: nascita di Albert Einstein
dicembre 1887: esperimento di A.A.Michelson e E.W.Morley
1890: rivelazione delle onde e/m da parte di H.Hertz
1895: lavoro di H.A.Lorentz sull’elettrodinamica
1897: scoperta c
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Biografia di Isaac Newton (1642-1727)
Isaac newton
Lo scienziato inglese più noto, secondo alcuni la più geniale mente di tutti i tempi, nacque nel Lincolnshire da una famiglia di agricoltori. La sua fama è legata ai suoi numerosissimi contributi scientifici in tantissimi campi della fisica e della matematica. Da ragazzo studiò a Cambridge dove conobbe il pensiero di Aristotele, ma fu ben presto attratto dagli scritti di Descartes, Gassendi, Boyle, Galileo, Kepler [§].
Ancora giovane iniziò ad elaborare le proprie idee partendo dai fondamenti di quello che oggi viene conosciuto come calcolo differenziale, della cui scoperta Newton divide il merito con G.W.Leibniz. Chiamato da Newton ‘calcolo delle flussioni’ esso ha rappresentato un punto cruciale nell’evoluzione della matematica, sintetizzando alcune delle disorganiche conoscenze del passato ma soprattutto mettendo a disposizione degli scienziati alcuni tra i più potenti metodi di calcolo e di analisi matematica. Nell’opera intitolata ‘Optics’ Newton passa ad occuparsi di fisica, in particolare delle proprietà della luce. E’ sua l’invenzione del prisma trasparente che permette di scomporre la luce bianca nei colori dell’iride, così come pure quella del telescopio a riflessione. Egli abbraccia una teoria corpuscolare della luce, in contrasto con la teoria ondulatoria di R.Hooke. Passò poi ad occuparsi di meccanica celeste, cioè del moto delle stelle e dei pianeti, e partendo dalle tre leggi di Keplero giunse alla scoperta e alla formulazione della legge di gravitazione universale, valida cioè per tutti i corpi, dalla Luna alle stelle alla famosa mela. E’ nell’opera di Newton che giungono a pieno compimento le idee di Copernico e Galileo. In meccanica Newton diede contributi essenziali, come la precisa enunciazione del tre principi fondamentali che ancor oggi sono alla base di questa disciplina. A conclusione delle sue grandi scoperte pubblicò la sua opera fondamentale; scritta in latino, essa si intitola ‘Philosophiae Naturalis Principia Mathematica’ [§]. Nei Principia, che sono a giudizio di molti il più grande lavoro scientifico di tutti i tempi, egli enuncia chiaramente le sue concezioni relativamente allo spazio e al tempo che sono per Newton ‘assoluti’ e senza riferimento ad alcunchè di esterno. Nella sua concezione compare anche il concetto di etere, come supporto della forza gravitazionale. Con l’applicazione delle leggi scoperte Newton fu in grado di spiegare una serie vastissima di fenomeni, come il moto delle comete, le eclissi, le perturbazioni nel moto dei pianeti, la caduta dei corpi, il funzionamento del pendolo, la balistica e molti altri ancora. Per i suoi meriti scientifici fu per lunghi anni presidente della Royal Society e, primo scienziato al mondo, ricevette la nomina a Cavaliere dalla Regina Anna [§].
Biografia di Isaac Newton (1642-1727)
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Teoria della relativita
Breve storia della relativita’ – Quinta consegna
E’ in questo contesto che vengono utilizzate le concezioni non-euclidee dello spazio-tempo curvo. La nuova teoria della gravitazione portò Einstein a ricalcolare alcuni effetti fisici già noti, come la precessione del perielio di Mercurio, ed a predirne di nuovi, come la curvatura dei raggi luminosi. I calcoli relativistici differivano leggermente da quelli classici e fu possibile effettuare alcuni esperimenti guida per valutare la bontà delle nuove idee. La concordanza dei valori osservati con quelli calcolati in base alla teoria della relatività contribuì in modo determinante all’accettazione delle nuove idee e portarono al suo ideatore una improvvisa ed universale notorietà. Numerosi altri esperimenti compiuti in seguito portarono alla piena conferma delle idee relativistiche, che sono oggi accettate dalla grande maggioranza degli scienziati e vengono utilizzate quotidianamente nei laboratori di ricerca. Einstein dal canto suo, a partire dagli anni venti, rivolse la propria attenzione principalmente ad altri settori della fisica, come la meccanica quantistica e la teoria unitaria dei campi.
Teoria della relativita – Breve storia della relativita’
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Biografia di Hermann Minkowski (1864-1909)
Hermann Minkowski
Matematico di origine russa studiò e lavorò in Germania, finendo per stabilirsi a Gottingen. Si occupò principalmente delle proprietà delle forme quadratiche e di questioni di geometria algebrica. E’ noto soprattutto per i suoi contributi matematici alla teoria della relatività, dove introdusse lo spazio-tempo quadridimensionale, con l’uso di quadrivettori e di tensori; tale nuova elegante impostazione semplificò molto la teoria facilitando notevolmente i suoi successivi sviluppi.
Biografia di Hermann Minkowski (1864-1909)
Written by matematica on February 15th, 2010 with no comments.
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Biografia di Albert Abraham Michelson (1852-1931)
Albert Abraham Michelson
Scienziato americano di origine tedesca fu il primo ricercatore d’oltre oceano a ricevere il prestigioso premio Nobel, nel 1907. Fu abile sperimentatore ed inventore di numerosi apparati e dispositivi. Ideò in particolare uno strumento, l’interferometro, per lo studio delle proprietà della luce con il quale realizzò, insieme a Edward W. Morley, un famosissimo e importantissimo esperimento. Con i suoi apparati misurò con grande precisione la velocità della luce e contribuì alla moderna definizione del metro.
Biografia di Albert Abraham Michelson (1852-1931)
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Biografia di Albert Einstein (1879-1955)
Albert Einstein
Albert Einstein è stato, secondo il giudizio di molti, la più brillante mente scientifica del XX secolo e ancor oggi rappresenta, nell’immaginario collettivo, il prototipo dello scienziato moderno, sempre rivolto all’esplorazione di nuove idee, alla ricerca di nuove frontiere della conoscenza, in un continuo sforzo creativo di razionalizzazione del mondo fisico e di analisi critica dei fenomeni. Egli nacque in Germania da una famiglia di religione ebraica ma fu in realtà un cosmopolita, viaggiando molto per il mondo e divenendo prima cittadino svizzero e poi statunitense. Negli Stati Uniti emigrò nel 1933, costretto dalle persecuzioni razziali del nazismo allora emergente in Germania, finendo per stabilirsi all’università di Princeton. I suoi primi contribuiti scientifici di rilievo risalgono al 1905, quando lavorava all’ufficio brevetti di Berna. Tra gli altri sono di questo periodo la prima memoria sui quanti di luce e il lavoro sulla ‘elettrodinamica dei corpi in moto’. In tale lavoro egli inizia una rivoluzionaria opera di revisione critica della meccanica e dell’elettrodinamica classica che imposterà su basi scientifiche e filosofiche del tutto nuove. La teoria della relatività verrà poi da lui completata con l’altro lavoro fondamentale del 1916, ‘I fondamenti della teoria della relatività generale’. La conferma sperimentale delle nuove idee, avutasi nel 1919 con la spedizione di A.S.Eddington, portarono ad Einstein, già apprezzato e stimato nella comunità scientifica, una universale notorietà ed una fama gloriosa, finendo egli per divenire il simbolo stesso della scienza moderna. Oltre a numerosissimi riconoscimenti, gli fu conferito il premio Nobel per la fisica nel 1921. Dopo il completamento della teoria della relatività si occupò per lunghi anni dei problemi della nascente meccanica quantistica dedicandosi poi, negli ultimi anni della sua vita, alla ricerca di una teoria unificata dei campi, che purtroppo rimase incompiuta e che rappresenta ancor oggi una delle sfide irrisolte della fisica. Oltre che grande scienziato Einstein fu anche filosofo e intellettuale impegnato. Benchè avesse avuto una parte non trascurabile nella costruzione della prima bomba atomica, come dimostrato dalla lettera a Roosevelt del 1939, si battè con costanza per il disarmo nucleare. Fu anche energicamente attivo nella difesa delle libertà politiche e dei diritti civili dei cittadini, negli Stati Uniti come negli altri paesi.
Biografia di Albert Einstein (1879-1955)
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Teoria della relativita
Breve storia della relativita’ – Quarta consegna
Molti degli scienziati dell’epoca mostrarono inizialmente diffidenza verso il nuovo e poco ortodosso approccio. La teoria della relatività attirò molte critiche e fu oggetto di pesanti polemiche. Inizialmente furono pochi i sostenitori delle nuove idee, sia pure di altissimo livello culturale. Tra questi uno dei primi fu A.S.Eddington, che in seguito avrebbe dato un contributo fondamentale all’accettazione delle nuove idee con il suo esperimento del 1919. Un altro sostenitore fu il matematico H.Minkowski che diede all’oscuro formalismo einsteiniano una nuova forma matematica, particolarmente bella ed elegante, che ne avrebbe facilitato molto lo sviluppo e la diffusione. Einstein proseguì nella strada intrapresa nonostante le molte critiche e nel 1916 giunse a completare la seconda parte del suo lavoro: la relatività generale. L’idea guida del suo pensiero in questo periodo fu quella della covarianza in senso generale. Le teorie fisiche devono cioè essere tali da poter essere enunciate in una forma indipendente dal sistema di riferimento adottato, e questo deve valere per tutti i sistemi di riferimento, non solo per quelli inerziali trattati nella relatività ristretta. Accanto a questo principio guida egli si servi di un’altra idea base: il principio di equivalenza. Questo, che eglì definì ‘il pensiero più felice della mia vita’, afferma che in natura non è possibile distinguere i sistemi di riferimento accelerati da quelli sottoposti ad un campo gravitazionale. E’ questa una conseguenza dell’equivalenza tra massa inerziale e massa gravitazionale, un fatto sperimentale accertato con grande precisione, ricordiamo qui i classici esperimenti di Eotvos. Nella nuova concezione della fisica la geometria dello spazio-tempo viene perturbata dalla presenza della materia;
Teoria della relativita – Breve storia della relativita’
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Biografia di Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928)
Hendrik Antoon Lorentz
Di origine olandese Lorentz fu un insegne fisico teorico, premiato con il Nobel nel 1902. Si occupò principalmente dei fenomeni elettromagnetici sviluppando una completa teoria negli anni 1892-1906, oggi rintracciabile nella raccolta di scritti ‘Theory of electrons’ [§]. Tra l’altro ipotizzò e predisse l’esistenza dell’elettrone prima ancora che fosse scoperto da J.J.Thomson. Nell’ambito della sua elaborazione giunse a formulare le leggi di trasformazione spazio-temporali, oggi conosciute con il suo nome. Per spiegare il risultato dell’esperimento di Michelson ipotizzò il fenomeno della contrazione delle lunghezze, anch’esso conosciuto con il suo nome. I suoi contributi allo sviluppo della teoria della relatività si fermarono però ad un certo punto, in quanto Lorentz, fondamentalmente conservatore nel suo pensiero, rimase sempre legato al tradizionale concetto di etere e alle familiari idee della fisica classica.
Biografia di Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928)
Written by matematica on January 25th, 2010 with no comments.
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