TRABAJO 2 FISICA MODERNA
Enviado por natalis_3 • 30 de Mayo de 2012 • 1.410 Palabras (6 Páginas) • 1.719 Visitas
TRABAJO COLABORATIVO 2
FISICA MODERNA
299003_21
PRESENTADO POR:
OIDEN ARIAS
DIEGO FERNANDO NAVA CUEVAS
PRESENTADO A:
VICTOR MANUEL BOHOQUEZ
TUTOR
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA ECBTI
MAYO 7 DE 2012
INTRODUCCION
A través del desarrollo de esta actividad se pretende reforzar los temas estudiados en la unidad dos del curso física moderna, con el objetivo de aplicar las transformadas de Lorentz y verificar sus aplicaciones en la cotidianidad por medio del planteamiento de problemas.
En el estudio de la física moderna es fundamental el estudiar las transformadas de Lorentz, ya que son las bases matemáticas de la teoría de la relatividad de Einstein debido a que las transformaciones de Lorentz precisan el tipo de geometría del espacio tiempo requerida por la teoría de Einstein.
Las transformaciones de Lorentz relacionan las medidas de una magnitud física relacionadas por dos observadores inerciales, como las transformaciones de posición – tiempo y transformaciones de Lorentz para la velocidad.
OBJETIVOS
Comprender las características principales presentes en la teoría de la relatividad y de sus cambios fundamentales.
Aplicar las transformadas de Lorentz para la posición y el tiempo.
Estudiar las transformadas de Lorentz para la velocidad.
Entender los efectos y fenómenos producidos por la radiación del cuerpo negro a una temperatura determinada.
SUSTENTO TEORICO
TRANSFORMACIONES DE LORENTZ
En transformaciones de Lorentz, dentro de la teoría de la relatividad especial, son un conjunto de relaciones que dan cuenta de cómo se relacionan las medidas de una magnitud física obtenidas por dos observadores diferentes. Estas relaciones establecieron la base matemática de la teoría de la relatividad especial de Einstein, ya que las transformaciones de Lorentz precisan el tipo de geometría del espacio-tiempo requeridas por la teoría de Einstein.
Forma de las transformaciones de Lorentz:
Las transformaciones de Lorentz relacionan las medidas de una magnitud física realizadas por dos observadores inerciales diferentes, siendo el equivalente relativista de la transformación de Galileo utilizada en física hasta aquel entonces.
La transformación de Lorentz permite preservar el valor de la velocidad de la luz constante para todos los observadores inerciales.
TRANSFORMACIONES DE LORENTZ DE LAS COORDENADAS
Una de las consecuencias de que a diferencia de lo que sucede en la mecánica clásica en mecánica relativista no exista un tiempo absoluto, es que tanto el intervalo de tiempo entre dos sucesos, como las distancias efectivas medidas por diferentes observadores en diferentes estados de movimiento son diferentes. Eso implica que las coordenadas de tiempo y espacio medidas por dos observadores inerciales difieran entre sí. Sin embargo, debido a la objetividad de la realidad física las medidas de unos y otros observadores son relacionables por reglas fijas: las transformaciones de Lorentz para las coordenadas.
Para examinar la forma concreta que toman estas transformaciones de las coordenadas se consideran dos sistemas de referencia inerciales u observadores inerciales: y y se supone que cada uno de ellos representa un mismo suceso S o punto del espacio-tiempo (representable por un instante de tiempo y tres coordenadas espaciales) por dos sistemas de coordenadas diferentes:
Puesto que los dos conjuntos de cuatro coordenadas representan el mismo punto del espacio-tiempo, estas deben ser relacionables de algún modo. Las transformaciones de Lorentz dicen que si el sistema está en movimiento uniforme a velocidad a lo largo del eje X del sistema y en el instante inicial ( ) el origen de coordenadas de ambos sistemas coinciden, entonces las coordenadas atribuidas por los dos observadores están relacionadas por las siguientes expresiones:
O equivalentemente por las relaciones inversas de las anteriores:
Donde es la velocidad de la luz en el vacío. Las relaciones anteriores se pueden escribir también en forma matricial:
Donde se ha introducido para abreviar las expresiones el factor de Lorentz y la velocidad relativa respecto de la luz:
La transformación de Lorentz anterior toma esa forma en el supuesto de que el origen de coordenadas de ambos sistemas de referencia sea el mismo para t = 0; si se elimina esta restricción la forma concreta de las ecuaciones se complica. Si, además, se elimina la restricción de que la velocidad relativa entre los dos sistemas se dé según el eje X y que los ejes de ambos sistemas de coordenadas sean paralelos, las expresiones de la transformación de Lorentz se complican más aún, denominándose la expresión general transformación de Poincaré.
RADIACIÓN DEL “CUERPO NEGRO”
Consideramos “cuerpo negro” a una cavidad cuyas paredes están a una determinada temperatura. Los átomos de sus paredes están emitiendo radiación electromagnética y, al mismo tiempo absorbiendo radiación emitida por otros átomos de las paredes.
La radiación encerrada dentro de la cavidad alcanza el equilibrio ya que entonces, la cantidad de energía emitida por unidad de tiempo es igual a la absorbida en ese tiempo. En el interior pues, la densidad de energía es constante.
La
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