Documento 3272232

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O objetivo desta apresentação é o de expor o experimento
mental da perseguição do raio de luz ou da “surfagem” no
raio de luz. Tal experimento mental, segundo Albert Einstein em
suas Notas Autobiográficas, o inquietou desde os 16 anos de
idade pois demonstrava uma aparente inconsistência na Teoria
Eletromagnética de Maxwell:
“Se um raio de luz for perseguido a uma velocidade
c (velocidade da luz no vácuo), observamos esse
raio de luz como um campo eletromagnético em
repouso, embora com oscilação espacial.
Entretanto, aparentemente, não existe tal coisa, quer
com base na experiência, quer de acordo com as
equações de Maxwell.” (Albert Einstein, 1949)
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Segundo as Leis de Maxwell uma onda eletromagnética
no vácuo é constituída por campos elétricos e
magnéticos variáveis no tempo e no espaço conforme a
figura acima.
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No sistema de referência que se desloca junto com a
onda eletromagnética (a do “surfista” no raio de luz), os
campos eletromagnéticos são estáticos, invariáveis no
tempo mas variam
espacialmente.
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A situação paradoxal será configurada se aplicarmos
a Lei de Faraday-Lenz, tomando-se uma linha de
integração conforme a figura acima.
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Lei de Faraday-Lenz:
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A integral do campo elétrico E sobre a linha
fechada abcd NÃO é nula!
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Mas a integral de E sobre uma linha fechada é, pela
LEI DE FARADAY, igual à variação temporal do fluxo
magnético através da área dentro da linha.
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Desta forma para existir um campo elétrico com a
configuração imaginada, tem que existir um
campo magnético VARIÁVEL no tempo.
Entretanto o campo magnético ali existente é
INVARIÁVEL no tempo.
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De maneira semelhante se pode facilmente
demonstrar a situação paradoxal a partir da Lei de
Ampère-Maxwell, aplicando-a, por exemplo, a uma
linha de integração no plano xz.
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Fica assim demonstrado que as Leis de
Maxwell NÃO permitem campos estáticos
compatíveis com a suposta “surfagem” no raio
de luz.
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De fato o paradoxo gerado por este experimento
mental decorre de que raciocinamos aplicando as
transformações de Galileu na passagem para o
sistema de referência do próprio raio de luz.
Como é bem sabido, depois da Teoria da
Relatividade Restrita, o raio de luz sempre se
movimentará em relação a qualquer sistema de
referência com a mesma velocidade c e que,
portanto, a proposição de perseguir ou “surfar”
no raio de luz é sem significado, inconsistente
com esta teoria.
“Se um raio de luz for perseguido a uma velocidade c
(velocidade da luz no vácuo), observamos esse raio de luz
como um campo eletromagnético em repouso, embora com
oscilação espacial. Entretanto, aparentemente, não existe tal
coisa, quer com base na experiência, quer de acordo com as
equações de Maxwell. (...)
Vemos nesse paradoxo o germe da Teoria da Relatividade
Restrita. Hoje todos sabem que as tentativas de esclarecer
satisfatoriamente esse paradoxo estariam condenadas ao
fracasso enquanto o axioma do caráter absoluto do tempo,
ou da simultaneidade, estivesse enraizado no inconsciente.”
Albert Einstein, NOTAS AUTOBIOGRÁFICAS, 1949
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