Quando uma espaçonave passa por você em alta velocidade, aciona um estroboscópio (uma fonte de luz que dá só um pulso de luz e desliga) que emite um pulso de luz em todas as direções.
Um observador a bordo da espaçonave mede uma frente de onda esférica que se espalha a partir da espaçonave com a mesma velocidade em todas as direções.
- Qual é a forma da frente de onda que você mede? (Escolha a opção certa)
- Esférica;
- Elipsoidal, com o eixo maior ao longo da direção do movimento da espaçonave;
- Elipsoidal, com o eixo menor ao longo da direção do movimento da espaçonave;
- Não há informações suficientes para decidir.
- A frente de onda está centrada na espaçonave?
Passo 1
Letra a)
Para o observador a bordo da espaçonave, o pulso de luz se propaga em todas as direções com a mesma velocidade . (Considerando que a luz está se propagando no vácuo)
Com isso, ele enxerga uma frente de onda esférica, como dito no enunciado.
Porém, para você, a MESMA coisa acontece:
A luz se propaga em todas as direções com a mesma velocidade que a vista pelo observador da espaçonave!
Assim, você também enxerga uma frente de onda esférica!
Logo, a resposta certa é a opção .
Passo 2
Letra b)
A fonte de luz emite apenas um pulso, que vai se propagando ao longo do vácuo. Esse pulso é centrado no ponto onde ele foi emitido.
Por isso, para você a frente de onda esférica NÃO será centrada na espaçonave, e sim naquele ponto de emissão.
Para o observador na espaçonave, a frente de onda SERÁ centrada em algum ponto da espaçonave, pois é onde ELE viu a luz ser emitida!
No seu referencial, a nave está se afastando do ponto de onde o pulso de luz teve origem. No referencial da espaçonave, você é quem está se afastando do ponto onde o pulso de luz teve origem.
Para a espaço nave, a velocidade da luz é a mesma que pra você. Então enquanto pra você, o pulso de luz saiu de um ponto e foi para um ponto , pra ele o ponto de luz saiu do ponto e foi pro ponto também.
Lembrando que pra você, a parte da espaçonave do ponto está em movimento, mas pra ele não.
Então vocês estão vendo a mesma coisa, mas de forma diferente.
Muito louco né?
Resposta
Letra (a):
Letra (b):
Não, a frente de onda que você enxerga não está centrada na espaçonave.