orologio a luce

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gino-ansel

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Jul 11, 2022, 7:50:03 AMJul 11
to
dovrebbe essere un esperimento mentale di Einstein, qualcuno mi sa
indicare il testo originale? quelli che ho trovato in giro non mi paiono
chiari; ad es. in https://www.skuola.net/ leggo:
"...Dati due simili orologi in quiete, ben sincronizzati, la partenza dei
raggi di luce, la loro riflessione e la loro percezione saranno eventi
contemporanei. Ma se uno si muove di moto relativo rispetto all'altro,
con velocità uniforme v, che cosa accade?..."
Io risponderei che se il fotone rimbalzava da centro a centro dei due
specchi, mettendo in movimento uno dei due orologi, il moto degli
specchi sposta il centro degli specchi pertanto dopo i necessari su giù
il fotone non trova più lo specchio a cui è diretto.
A meno che il fotone al momento del rimbalzo non risenta del moto
degli specchi, ma questo è in contraddizione col fatto che la luce non
risente del moto dell'emittente.

Sbaglio io o è skuola.net che non è chiara?
Magari Einstein è più preciso?

Franco

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Jul 13, 2022, 12:45:03 AMJul 13
to
On 07/10/22 2:50, gino-ansel wrote:
> dovrebbe essere un esperimento mentale di Einstein, qualcuno mi sa
> indicare il testo originale?

L'articolo originale, non di Einstein, sull'orologio a luce potrebbe
essere questo

https://en.wikisource.org/wiki/The_Principle_of_Relativity,_and_Non-Newtonian_Mechanics

--
Wovon man nicht sprechen kann...

--
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https://www.avg.com

gino-ansel

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Jul 13, 2022, 4:15:03 AMJul 13
to
Il giorno mercoledì 13 luglio 2022 alle 06:45:03 UTC+2
Franco ha scritto:

> > dovrebbe essere un esperimento mentale di Einstein, qualcuno mi sa
> > indicare il testo originale?
> L'articolo originale, non di Einstein, sull'orologio a luce potrebbe
> essere questo
> https://en.wikisource.org/wiki/The_Principle_of_Relativity,_and_Non-Newtonian_Mechanics

Grazie ma mi ci vorrà un po' per tradurlo. Quindi non è stata un'idea di Einstein.

Intanto mi pare che si tratti di due osservatori solidali coi due specchi in
moto relativo, pertanto si tratta di un esperimento diverso da quello che ho
citato dove abbiamo un osservatore che guarda i due orologi fermi e sincroni
dopo di che uno dei due si mette in moto.
Questo però è un problema anche per i signori del 1909: come fanno a dire che
gli orologi erano sincronizzati se non erano presenti quando erano relativamente
fermi?

Peccato che tu non voglia risolvere direttamente il mio dubbio risparminandomene
la fatica (anche perchè c'è il rischio che il mio dubbio non venga neanche affrontato)

Mi stavo domandando, per ragioni pratiche, se non potessi immaginare di mettere in
moto uno degli orologi piazzandolo su di una giostra (potendo quindi mantenere
l'unico osservatore fermo nel laboratorio) ma temo che mi diresti che la RR non vale
nei sistemi accelerati.

Anche questo però è un rebus per me: se giro in tondo il mio regolo puntato in avanti
non si accorcia e il mio orologio non rallenta? Ci sono orologi sui satelliti del GPS?
Se ci sono non rallentano? Oppure i fenomeni sono solo quantitativamente diversi?

PS. vedo che chiariscono l'Einstein 1905 (che non aveva citalo l'osservatore):
"The second postulate is that the velocity of light as measured by any observer is
independent of relative motion between the observer and the source of light."

4EverGreen

unread,
Jul 13, 2022, 5:45:03 AMJul 13
to
Il 13/07/2022 09:50, gino-ansel ha scritto:
> se giro in tondo il mio regolo puntato in avanti
> non si accorcia e il mio orologio non rallenta?
Rispetto a Te, cioè al tuo sistema di riferimento, anche no.
Sono quelli fuori dal tuo sistema che vedrebbero questi effetti.
>Ci sono orologi sui satelliti del GPS?
>Se ci sono non rallentano?
Nì, ci sono effetti acceleratori e ritardatori, devono
comunque essere sincronizzati periodicamente altrimenti in
un giorno finisci fuori mappa di centinaia di metri.

Qui si parla di GPS:

http://geomatica.como.polimi.it/workbooks/n8/

gino-ansel

unread,
Jul 13, 2022, 12:55:03 PMJul 13
to
Il giorno mercoledì 13 luglio 2022 alle 11:45:03 UTC+2
4EverGreen ha scritto:

> ... Qui si parla di GPS:
> http://geomatica.como.polimi.it/workbooks/n8/

non si apre,
ma la domanda era più semplice e "Ni" non è una risposta:
anche in un sistema accelerato abbiamo, come nella RR,
contrazioni di lunghezze e ritardo degli orologi?
Sembra che tu dica di sì, ma che le formule della RR non
vadano bene: strano non averne mai sentito parlare.

Franco

unread,
Jul 13, 2022, 12:55:03 PMJul 13
to
On 07/13/22 0:50, gino-ansel wrote:

> Peccato che tu non voglia risolvere direttamente il mio dubbio risparminandomene
> la fatica (anche perchè c'è il rischio che il mio dubbio non venga neanche affrontato)

Non ci penso neanche, sicuramente interpreteresti l'informazione in modo
fantasioso... gia` capitato nel passato. Rispondo solo a domande che
abbiano una risposta che (presumibilmente) non si possa travisare (troppo).


> Ci sono orologi sui satelliti del GPS?

Si`, sui GPS di solito ci sono due orologi al cesio e due al rubidio
(alcune serie di satelliti GPS hanno una configurazione diversa).
GLONASS usa anche lui Cs e Rb, mentre Galileo usa maser all'idrogeono e
rubidio.

https://mdpi-res.com/d_attachment/sensors/sensors-21-02396/article_deploy/sensors-21-02396-v2.pdf?version=1617938369

> Se ci sono non rallentano? Oppure i fenomeni sono solo quantitativamente diversi?

Gli orologi a bordo sono regolati per generare una frequenza minore di
quello che serve, in modo che il segnale ricevuto a terra sia alla
frequenza giusta. Ci sono alcuni fenomeni che cambiano la frequenza del
segnale ricevuto. Detti malamente, intervengono la dilatazione temporale
dovuto al satellite che si muove a circa 4 km/s per cui l'orologio
rallenta rispetto a uno terrestre, poi c'e` il blue-shift del fotone che
scende nel campo gravitazionale terrestre (e il doppler di secondo
ordine) per cui la frequenza sale. Quest'ultimo effetto prevale sul
precedente per quindi si deve rallentare l'oscillatore a bordo. La
frequenza base, al posto di essere 10.23MHz e` abbassata di 4.567mHz, ed
e` 10.22999999543MHz. Poi c'e` ancora l'effetto Sagnac e il Doppler solito.

https://link.springer.com/article/10.12942/lrr-2003-1

https://www.aapt.org/doorway/TGRU/articles/Ashbyarticle.pdf

Il link corretto al libro di Biagi e` questo

http://www.geolab.polimi.it/wp-content/uploads/2019/05/GW8.pdf.pdf

gino-ansel

unread,
Jul 13, 2022, 6:25:03 PMJul 13
to
Il giorno mercoledì 13 luglio 2022 alle 18:55:03 UTC+2
Franco ha scritto:

> > Peccato che tu non voglia risolvere direttamente il mio dubbio risparminandomene
> > la fatica (anche perchè c'è il rischio che il mio dubbio non venga neanche affrontato)
> Non ci penso neanche, sicuramente interpreteresti l'informazione in modo
> fantasioso... gia` capitato nel passato. Rispondo solo a domande che
> abbiano una risposta che (presumibilmente) non si possa travisare (troppo).

Una risposta a questa domanda non mi parrebbe travisabile:
"spariamo un breve impulso laser fra due specchi fermi e stia rimbalzando da uno
specchio all'altro da 5 minuti; ora prendiamo i due specchi e portiamoli a spasso,
quando torniamo l'impulso è ancora lì che ballonzola?"
Nota che è proprio la questione da me posta all'inizio


> > Ci sono orologi sui satelliti del GPS?
> Si`, .....
da quel che scrivi cambiano di ritmo (ed era noto)
ti ringrazio per i link ma il mio interesse è molto più limitato
voi dite che la RR non si applica ai sistemi accelerati, i satelliti ruotano
e quindi (voi mi dite) sono accelerati, perciò ci sarà qualcosa di diverso dalla
RR che produce disturbi analoghi: è la RG?

"praticamernte" usate le trasformazioni di Lorentz o qualche cosa di diverso?



Franco

unread,
Jul 16, 2022, 11:45:03 PMJul 16
to
On 07/13/22 12:20, gino-ansel wrote:

> "spariamo un breve impulso laser fra due specchi fermi e stia rimbalzando da uno
> specchio all'altro da 5 minuti; ora prendiamo i due specchi e portiamoli a spasso,
> quando torniamo l'impulso è ancora lì che ballonzola?"

No, per una serie di ragioni.

Una ad esempio e` che ad ogni riflessione qualche fotone viene perso e
dopo un po' non c'e` piu` luce.

La seconda ragione e` gli orologi a luce non esistono, sono un
"esperimento mentale".

Terza ragione che potrei invocare e` che la relativita` ristretta non
contempla le accelerazioni, quindi vai fuori dal paradigma.

Infine la risposta alla tua domanda e` che dipende da come e` costruito
l'orologio a luce ideale (CHE NON ESISTE!). Puo` essere NO, perche'
quando acceleri gli specchi, lasci indietro la luce .

Oppure puo` essere SI perche' puoi fare un orologio a luce con una terza
parete a specchio,
https://www.researchgate.net/publication/230941402_A_light_clock_satisfying_the_clock_hypothesis_of_special_relativity
(questo non e` l'articolo e` solo una specie di riassunto),

La risposta e` anche SI se, con tutte le solite ipotesi solite di
idealita`, inclini gli specchi in funzione dell'accelerazione, ad
esempio vedi qui https://link.springer.com/article/10.1007/BF00736617

Come vedi non c'e` una risposta univoca, anche perche' la domanda non e`
precisa.


> ti ringrazio per i link ma il mio interesse è molto più limitato

Direi comprensione, non interesse.

> i satelliti ruotano e quindi (voi mi dite) sono accelerati,

Non ho mai detto una cosa del genere! Vedi che travisi e poi tiri fuori
idee sbagliate? Mai sentito parlare di caduta libera?

Elio Fabri

unread,
Jul 17, 2022, 6:05:03 AMJul 17
to
Franco ha scritto:
> No, per una serie di ragioni.
> ...
Le tue risposte non mi convincono del tutto, però voglio pensarci
meglio.

> Oppure puo` essere SI perche' puoi fare un orologio a luce con una
> terza parete a specchio,
>
https://www.researchgate.net/publication/230941402_A_light_clock_satisfying_the_clock_hypothesis_of_special_relativity
> (questo non e` l'articolo e` solo una specie di riassunto),
Vorrei leggere quell'articolo (il sunto mi ha un po' messo in
sospetto...).
Però non ho accesso all'EJP. Potresti mica mandarmi il pdf?
--
Elio Fabri

gino-ansel

unread,
Jul 17, 2022, 6:40:02 AMJul 17
to
Il giorno domenica 17 luglio 2022 alle 05:45:03 UTC+2
Franco ha scritto:

> > "spariamo un breve impulso laser fra due specchi fermi e stia rimbalzando da uno
> > specchio all'altro da 5 minuti; ora prendiamo i due specchi e portiamoli a spasso,
> > quando torniamo l'impulso è ancora lì che ballonzola?"
> No, per una serie di ragioni.

benissimo, mi bastava sapere questo
(naturalmente ci potrebbero situazioni diverse da quelle descritte da
skuola.net ma a questa e alle simili io mi riferivo)
Resto curioso di cosa avrebbe scritto Einstein al riguardo.
Poi vedo l'intervento di Fabri e mi auguro di ricevere ulteriori informazioni
(semprecch'è fossero alla mia portata)

ad ogni modo commento quanto segue

> Una ad esempio e` che ad ogni riflessione qualche fotone viene perso e
> dopo un po' non c'e` piu` luce.

immagino quelli non ortogonali, ma almeno uno ci sarà e quello non si
dovrebbe perdere (se fosse falso ciò che dicono DeSitter ed Eintein a
proposito della velocità dell'emittente)

> La seconda ragione e` gli orologi a luce non esistono, sono un
> "esperimento mentale".

?

> Terza ragione che potrei invocare e` che la relativita` ristretta non
> contempla le accelerazioni, quindi vai fuori dal paradigma.

infatti dovresti lanciare il fotone mentre sei in moto uniforme e, se è
vero ciò che dicono DeSitter-Einstein, devi compensare il moto con un
angolo opportuno, ma questo NON è l'esperrimento mentale descritto
da skuola.net e simili

> Infine la risposta alla tua domanda e` che dipende da come e` costruito
> l'orologio a luce ideale (CHE NON ESISTE!). Puo` essere NO, perche'
> quando acceleri gli specchi, lasci indietro la luce .

che è quel dico anch'io: grazie.

> Oppure puo` essere SI perche' puoi fare un orologio a luce con una terza
> parete a specchio,
> https://www.researchgate.net/publication/230941402_A_light_clock_satisfying_the_clock_hypothesis_of_special_relativity
> (questo non e` l'articolo e` solo una specie di riassunto),
> La risposta e` anche SI se, con tutte le solite ipotesi solite di
> idealita`, inclini gli specchi in funzione dell'accelerazione, ad
> esempio vedi qui https://link.springer.com/article/10.1007/BF00736617

qui mi rimetto a Fabri

> Come vedi non c'e` una risposta univoca, anche perche' la domanda non e`
> precisa.

non mi pare, comunque il testo è di skuola.net e simili


> > ti ringrazio per i link ma il mio interesse è molto più limitato
> Direi comprensione, non interesse.

sui limiti della mia capacità di comprensione non c'è da dubitare
io però mi riferivo proprio al mio interesse

> > i satelliti ruotano e quindi (voi mi dite) sono accelerati,
> Non ho mai detto una cosa del genere! Vedi che travisi e poi tiri fuori
> idee sbagliate? Mai sentito parlare di caduta libera?

non mi riferivo a te, ripensandoci hai ragione, non posso equiparare
la particella di un volano a un satellite che gira attorno alla Terra;
però da qualche parte ho sollevato la questione della RR per la
materia del volano (ma non mettiamo troppa carne al fuoco)

Franco

unread,
Jul 18, 2022, 2:35:03 AMJul 18
to
On 07/17/22 3:32, gino-ansel wrote:

> benissimo, mi bastava sapere questo
> (naturalmente ci potrebbero situazioni diverse da quelle descritte da
> skuola.net ma a questa e alle simili io mi riferivo)

Non hai citato in dettaglio il sito, sono andato a cercarlo e non dice
quello che hai domandato. Sul sito di skuola non dice che uno degli
orologi accelera, ma fa il confronto fra uno fermo e uno in movimento.

> immagino quelli non ortogonali, ma almeno uno ci sarà e quello non si
> dovrebbe perdere (se fosse falso ciò che dicono DeSitter ed Eintein a
> proposito della velocità dell'emittente)

c'e` la riflettivita` dello specchio che non e` pari a 1;
stai pensando al fotone come una pallina, invece e` un oggetto
quantistico e se lo specchio ha dimensioni limitate si puo` anche non
riflettere (NON e` una pallina!);
infine per misurare il tempo bisogna rivelare il fotone e nel fare
questa operazione lo si distrugge.
>> La seconda ragione e` gli orologi a luce non esistono, sono un
>> "esperimento mentale".
>
> ?

Al solito prendi alla lettera gli esempi fatti sui siti divulgativi o
molto semplificati (gia` fatto anche con gli alternatori e altri
argomenti).

Ora scrivi a chi ha fatto la demo con l'orologio a luce, usando una luce
un miliardo di volte piu` lenta, dicendogli che hai scoperto che e`
sbagliato, che bisogna riscrivere la fisica.

Ma non ti sei chiesto dove abbia trovato la luce che va a un
miliardesimo di c? Non ti e` venuto in mente che il messaggio era un
altro e quello che voleva mostrare era che l'orologio in movimento si
dissincronizza rispetto a uno fermo? Magari nel suo orologio a luce gli
specchi sono controllati dall'accelerazione dell'orologio e la luce non
si perde anche se si accelera l'orologio (pero` dovrebbe cambiare colore).
> infatti dovresti lanciare il fotone mentre sei in moto uniforme e, se è
> vero ciò che dicono DeSitter-Einstein, devi compensare il moto con un
> angolo opportuno, ma questo NON è l'esperrimento mentale descritto
> da skuola.net e simili

I sistemi di riferimento ti sono sconosciuti, e anche che cosa dice il
sito che hai citato non lo hai capito. L'angolo opportuno dipende dal
sistema di riferimento, ognuno dei due orologi vede il proprio raggio di
luce perpendicolare agli specchi. Il sito che hai citato non dice di
prendere un orologio fermo e di spostarlo accelerandolo.

> qui mi rimetto a Fabri

Non puoi rivoluzionare la fisica e poi rimetterti a quanto dice un prof.
"indottrinato".


>> Come vedi non c'e` una risposta univoca, anche perche' la domanda non e`
>> precisa.
>
> non mi pare, comunque il testo è di skuola.net e simili

Tant'e` vero che hai capito una cosa diversa da cosa dice skuola, dove
non parla di accelerazioni, ne' di come prepara l'esperimento.

La descrizione dell'esperimento, come lo capisce chiunque che abbia
un'idea di cosa si fa in fisca, potrebbe essere una cosa del genere
(esplicito alcuni passaggi intermedi che mi sembra che non conosca,
detto diversamente te lo spiego in assembler, visto che non riesci a
compilare il C :-) )

Si prendono due orologi a luce uguali, si mettono vicini, fermi, si
fanno partire e si verifica che vadano allo stesso passo, infine si
spengono gli orologi. Poi si prende uno dei due orologi, lo si fa
viaggiare a velocita` costante, si fanno ripartire i due orologi e si
verifica se vanno ancora allo stesso passo. Non c'e` nessuna
accelerazione mentre la luce si riflette.

> però da qualche parte ho sollevato la questione della RR per la
> materia del volano (ma non mettiamo troppa carne al fuoco)

Dammi retta, non fa per te, lascia perdere!

gino-ansel

unread,
Jul 26, 2022, 4:05:03 AMJul 26
to
Il giorno lunedì 18 luglio 2022 alle 08:35:03 UTC+2
Franco ha scritto:

facendo presente come dev'essere pensato l'esperimento
dell'orologio a luce
> La descrizione dell'esperimento, come lo capisce chiunque che abbia
> un'idea di cosa si fa in fisca, potrebbe essere una cosa del genere ---
> Si prendono due orologi a luce uguali, si mettono vicini, fermi, si
> fanno partire e si verifica che vadano allo stesso passo, infine si
> spengono gli orologi. Poi si prende uno dei due orologi, lo si fa
> viaggiare a velocita` costante, si fanno ripartire i due orologi e si
> verifica se vanno ancora allo stesso passo. Non c'e` nessuna
> accelerazione mentre la luce si riflette.

quindi la velocità uniforme dell'emittente non gioca?
Però Giovanni in FISF cita dal Berkeley, vol,1, Zanichelli pag.396
---------------------------------------------------




La teoria della relatività ristretta descrive e correla misure che sono indipendenti dalla struttura particolareggiata dei corpi reali. Essa non fa previsioni circa gli effetti dinamici dell'accelerazione, per esempio le tensioni provocate dall'accelerazione. Se tali tensioni non ci sono, o possono essere ignorate, la teoria fornisce una descrizione non ambigua dell'effetto dell'accelerazione sul ritmo degli orologi. Il risultato può essere descritto come se, ad ogni istante, un orologio accelerato avesse una velocità differente, con una variazione che può essere calcolata tramite la:
(*) t' = t/gamma assegnando un'opportuna velocità istantanea.
Se questa previsione è corretta, ne derivano due conseguenze:
1) se la velocità è costante in modulo ma la direzione varia, la (*) vale senza alcuna modifica

2) se il modulo della velocità si mantiene costante, tranne che per brevi accelerazioni o decelerazioni (di durata trascurabile rispetto al tempo totale), allora la (*) descrive ancora con esattezza la relazione tra il tempo proprio e il tempo del laboratorio stazionario.
------------------------------------------------

> Dammi retta, non fa per te, lascia perdere!

se dal Berkeley devo intendere che è l'accelerazione e non la
velocità ad incidere allora hai certo ragione perchè io intendo invece
che dovrei fare conti istante per istante e poi sommarli in un qualche
modo, se invece intendi che io non saprei fare questo calcolo hai
ancora ragione, ma posso sempre farlo fare a chi lo sa fare

Una curiosità: nell'orologio a luce il tragitto dell'impulso luminoso
è disegnato con un una linea mentre probabilmente in realtà
anche un impulso laser sarebbe leggerissimimante divergente,
non credi che trattandosi di un esperimento mentale che ha lo
scopo d'ottenere un risultato ben preciso non convega assumere
che il percorso sia totalmente lineare?
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