Benvenuti nella nostra guida alla teoria della relatività ristretta e le trasformazioni di Lorentz.
La teoria della relatività ristretta, elaborata da Albert Einstein, ha dimostrato che non esistono un tempo e uno spazio assoluto per tutti gli osservatori, come invece assunto dalla fisica classica.
Nella relatività Ristretta, presentiamo alcune note con particolare attenzione alle trasformazioni di Lorentz e alle principali conseguenze che ne derivano, come la revisione del concetto di tempo e spazio assoluti sostenuti da Newton, la perdita del carattere di assolutezza della simultaneità tra due eventi e la non applicabilità delle trasformazioni di Galileo a velocità prossime a quella della luce. Queste brevi note sulla teoria della relatività ristretta non sono complete, pertanto invitiamo il lettore a consultare testi specializzati, ma sono esaurienti per un corso di Fisica I.
Autori e revisori sulla relatività ristretta
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Introduzione sulla relatività ristretta
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che indica la velocità con la quale si propaga un’onda elettromagnetica (in particolare questa costante è presente nell’equazione di Ampere-Maxwell). La domanda che sorge spontanea è chiedersi in quale sistema di riferimento le onde elettromagnetiche si propagano con 
. Si scoprì che è una velocità assoluta e non una velocità relativa a qualche fenomeno fisico. Di seguito per completezza riportiamo le equazioni di Maxwell sia in forma integrale che differenziale.
![\[\]](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-49ddec8705782430cc057c28a4977d95_l3.svg "Rendered by QuickLaTeX.com")
![\[\begin{array}{lll} & \text{Forma integrale} & \text{Forma differenziale}\\\\ \text{Legge di Gauss} & \displaystyle \oint \vec{E} \cdot \hat{n} \, d{\Sigma} = \dfrac{q}{\varepsilon_0}, &\displaystyle \nabla \cdot \vec{E} = \dfrac{\rho}{\varepsilon_0}.\\\\ \text{Legge di Faraday} & \displaystyle \oint \vec{E} \cdot d\vec{s} = - \dfrac{d\Phi(\vec{B})}{dt}, & \nabla \times \vec{E} = - \dfrac{\partial \vec{B}}{\partial t} .\\\\ \text{Legge di Gauss} & \displaystyle \oint \vec{B} \cdot \hat{n}\, d\Sigma = 0, & \nabla \cdot \vec{B} = 0.\\\\ \text{Ampere-Maxwell} & \displaystyle \oint \vec{B} \cdot d\vec{s} = \mu_0 \, i + \dfrac{1}{c^2} \, \dfrac{d\Phi(\vec{E})}{dt}, & \nabla \times \vec{B} = \mu_0 \, \vec{J} + \dfrac{1}{c^2}\, \dfrac{\partial \vec{E}}{\partial t}. \end{array}\]](https://quisirisolve.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-a2f495e34b79c358fafe0a642d1e669e_l3.svg "Rendered by QuickLaTeX.com")
Nel 1905 Einstein propone una teoria chiamata teoria della relatività ristretta.
La prima novità è che Einstein postula l’invarianza in forma delle leggi fisiche che descrivono tutti i fenomeni, non solo meccanici ma anche elettromagnetici, in tutti i sistemi di riferimento inerziali.
La seconda novità introdotta da Einstein è il postulato della invarianza della velocità della luce (sempre pari a ), indipendentemente dal sistema di riferimento, in contrasto con le trasformazioni di Galileo.
In questo modo Einstein dimostra che la sua teoria riproduce di fatto la teoria della relatività di Galileo a basse velocità (principio di corrispondenza): le trasformazioni di Galileo vengono sostituite con quelle di Lorentz e queste si riducono alle trasformazioni di Galileo nell’ipotesi in cui 
, dove 
è il modulo della velocità del sistema di riferimento inerziale.
Inoltre la relatività ristretta predice una nuova classe di fenomeni trovando ampia conferme dal punto di vista sperimentale. Dunque, i principi sul quale si basa la relatività ristretta sono:
- Principio di relatività
Le leggi della fisica sono le stesse in ogni sistema di riferimento inerziale.
- Principio di costanza della velocità della luce
La velocità della luce è pari a
in ogni sistema di riferimento. - III principio della dinamica
Dato un sistema isolato la quantità di moto e il momento angolare totale del sistema si conservano.
Osserviamo che 1. e 3. sono principi già presenti nella meccanica classica. La novità è rappresentata da 2. in contrasto con le trasformazioni di Galileo.
Trasformazioni di Galileo
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