La dilatazione del tempo, nelle introduzioni
elementari alla Teoria della Relatività di Albert Einstein, viene spesso dimostrata
ricorrendo al cosiddetto "orologio a luce". Si tratta di un
orologio costituito da una lampada che emette
brevi impulsi di luce verso uno specchio posto sopra la lampada
stessa. Gli impulsi luminosi vengono
riflessi e tornano quindi verso il basso. La durata di un percorso completo di
andata e ritorno può idealmente essere usata come base per scandire il
tempo.
Per un
osservatore che vede l'orologio in moto, il percorso di andata e ritorno del
raggio di luce è superiore al doppio della distanza tra la lampada e il
soffitto. Poiché la velocità della luce è la stessa in tutti i sistemi di
riferimento, il nuovo osservatore attribuirà al percorso di andata e ritorno
dell'impulso luminoso una durata maggiore di quella registrata nel sistema di
riferimento in cui l'orologio è in quiete. La discussione quantitativa del
fenomeno è riportata in qualunque testo di Fisica per le classi terminali degli
istituti superiori. Il nostro Applet
realizza una semplice animazione dell'esperimento ideale appena descritto. Gli
orologi a luce sono predisposti in modo che la lancetta avanzi di un quarto di
giro ad ogni percorso di andata e ritorno dell'impulso luminoso . Il fattore di
dilatazione temporale è .
I tasti dell'Applet e le loro
funzioni
Assicuratevi che i tre tasti riportino le scritte
Run, Boost e Reset ed agite sul tasto Reset per inizializzare la
simulazione.
Date il via all'animazione premendo il tasto
Run: gli orologi a luce
del laboratorio e dell'astronave inizieranno a misurare il
tempo;poiché i due sistemi di riferimento sono ancora in quiete
relativa, le indicazioni dei due orologi sono sempre in accordo.
Riportate la simulazione nella condizione di
partenza premendo il tasto Reset.
Premete il tasto Boost ( che si porterà
nello stato "rest") e riavviate la simulazione con il tasto Run; i due sistemi di riferimento
sono ora in moto relativo e l'orologio sull'astronave" rallenta a
giudizio dell'osservatore nel laboratorio.
Una curiosa
collezione
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avvenuti.
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