الرئيسيةالتسجيلدخول

شاطر | 
 

 تعريف النظريه النسبيه للعالم البرت اينيشتاين الجزء الثالث

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
abdo ayman
Administrator
Administrator
avatar

ذكر عدد الرسائل : 95
العمر : 23
البلد : مصر
العمل : طالب شبه معدي
المزاج : فل
المزاج :
تاريخ التسجيل : 29/03/2008

مُساهمةموضوع: تعريف النظريه النسبيه للعالم البرت اينيشتاين الجزء الثالث   الأحد أبريل 06, 2008 9:01 am

روبرت ميليكان

وكان معظم فيزيائي ذلك العصر ينظرون إلى أن نظرية الكم تقنية رياضية فقط غايتها تفسير الطيف الإشعاعي لجسم اسود متصل وانه ليس لها أي مضمون فكان مفهوم الفتون مفهماً نابيا إذا قورن بالنجاح الذي حققته نظرية مكسو يل في الأمواج الكهرطيسيه مع ذلك قبل اينشتاين بنظرية الكم بصفتها حقيقة علميه راسخة يمكن تطبيقها في كل مجالات الفيزياء وقد بحث مسألة الحرارة النوعية في الأجسام الصلبة وطبق عليها نظرية الكم وتبين له السبب في أن القيم المقيسه للحرارة النوعية لا تتفق إطلاقا عند درجات الحرارة المنخفضة مع القيم التي حسبت بالطريقة التقليدية غذ أن الأجسام الصلبة تعالج على أنها مجموعه من الهزازات التوافقية( فينظر للموجات أنها تهتز اهتزاز مرناً بفعل قوى التجاذب بينها والتي تحافظ عليها مشدودة بعضه إلى بعض).... وهذه النظرة توصل إلى قيم غير صحيحه في درجات الحرارة المنخفضة في حين توصل اينشتاين إلى القيمة الصحيحة عندما عزا لكل هزاز قيمة الطاقة الوسطى التي ُتحسب من نظرية الكم.

وفي آخر بحث عظيم نشره اينشتاين عن الإشعاع كان عام 1917 أشار إلى خاصيتين مهمتين للفتون كان لهما تأثير عميق في الفيزياء وفي تقنيات الضوء فقد استنتج من صيغة بلانك في الإشعاع من دون أن يرجع على إشعاع الجسم اسود بل اكتفى بدراسة إصدار الإشعاع وامتصاصه من ِقََبَل إلكترونات تصدر إشعاع وتمتصه بقفزها من مدار إلى آخر بين سلسلة المدارات المنفصلة المباحة. وفرض أن إلكترون القافز يمتص أو يصدر في كل قفزه فوتونا له تواتر معين كما كان عليه أن يفرض أيضا لكي يكمل استنتاجه أن إلكترون علاوة على انه يقفز تلقائيا من مدار مرتفع من الطاقة إلى مدار منخفض فإنه يطلق فوتوناً له تواتر معين وإذا مر به فتون كهذا الفوتون قبل أن يتاح له القفز إلى مدار منخفض فإن الفتون المار يحرضه على القفز ويجبره على إطلاق فوتون مماثل له ويسير في نفس الاتجاه الذي يسير في الفوتون العابر ويتصاحبان متلازمين وقد اصدر اينشتاين على هذا تسمية ( الإصدار المثار للإشعاع) والذي اصبح أساس أشعة الليزر


اليكم بعض التوضيحات الخاصة بعلاقة النسبية بالزمن.



إذا كان آينشتاين قد ابتعد عن مكان وزمان نيوتن المطلق فهو احتفظ بحقيقة مطلقة واحدة، إلا أنها أعلى من مستوى فيزياء نيوتن، فلدى نيوتن كانت المسافة بين حادثين والمدة الزمنية الفاصلة بينهما هي نفسها بالنسبية لجميع المراقبين (المتحركين بالنسبة لبعضهم البعض)، ويعبر عن المسافة بين الحادثين بالعلاقة الاتية.

R2 = X2 + Y2 + Z2

حيث أن: X,Y,Z تمثل الإحداثيات المكانية الثلاثة،
وحيث أن: الرقم 2 بجانب كل إحداثي هي قوة، أو أس، أو تربيع، في هذه المعادلة وفي جميع المعادلات القادمة.


وهي علاقة مكانية ليس للزمن فيها أي دور، أما عند آينشتاين فسيقيس المراقبون مسافات مختلفة وأزمنة مختلفة، إلا أن مزيجاً معيناًً من الزمان والمكان الفاصلين بين حدثين سيكون واحداً بالنسبة لجميع المراقبين، وهو ما يسمى بفاصلة مينكوفسكي التي نحصل عليها عبر تحويلات لورنتز

S2 = R2 – C × T2

حيث أن: C: سرعة الضوء، T: تمثل الإحداثي الزماني.

أي أن فاصلة مينكوفسكي بين حدثين هي في النسبية الخاصة:


S2 = X2 + Y2 + Z2 – C × T2
وهذا يبين بأن الزمن ممتزج هندسياً بالفضاء ليكون بناءً رباعي الأبعاد.

يقول هيرمان مينكوفسكي: "إن المكان بذاته والزمان بذاته سيتلاشيان كالدخان، أما ما سيبقى فمزيج منهما".

وحيث أنه لا يمكن تصور أربعة أبعاد بشكل كامل فمن الشائع إسقاط أحد الأبعاد المكانية والاكتفاء بمحورين للمسافة (X)، (Y) ومحور الزمن (T)، وغالباً ما يستبدل محور الزمن (T) بـ (CT) وهي المسافة التي يقطعها الضوء خلال زمن قدره (T)، وذلك كي تعبر كلا الإحداثيتين عن مسافات.




فإذا أهملنا حجم الأجسام ستبدو إحداثيات الجسم الساكن متغيرة على المحور (CT) فقط، لأن الزمن لا يقف ساكناً، ويدعى مسار الجسم في الفضاء الرباعي (الزمكان) بالخط الكوني أو الخط العالمي لهذا الجسم، لذا يمثل المحور (CT) الخط الكوني بالنسبة للجسم الساكن، أما الجسم المتحرك بسرعة ثابتة على المحور (OX) فسيبدو خطه العالمي خطاً مستقيماً، ويمكن هنا أن نعبر عن قانون نيوتن الأول القائل بالحركة المنتظمة للجسم الحر بالشكل التالي: إن خطوط العالم للأجسام الحرة تكون مستقيمة، وليس بالضرورة لخطوط العالم أن تعبر الحدث (O) وقد لا ترتبط عموماً بالنقطة التي يكون فيه (Y = 0) و (Z = 0).

أما الشعاع الضوئي المنطلق من النقطة (O) حيث (X = 0) و (T=0) بالاتجاه الموجب للمحور (OX) فسيقطع خلال الزمن (T) مسافة قدرها (X = CT) ليشكل زاوية قدرها (45 درجة) ويتساوى عندها الإحداثيان على المحورين، وإذا كانت (X = CT) وظل (Y = 0) و (Z = 0) نجد عندها أن فاصلة مينكوفسكي (S = 0)، أي ستكون الفاصلة بين الحدث (O) وأي حدث آخر على الخط العالمي للضوء مساوية للصفر!!

أما الجسم المادي فلا يمكن أن يسير بسرعة الضوء، وكلما ازدادت سرعة الجسم تزداد الزاوية التي يصنعها خطه العالمي مع المحور (CT) ) لكن تتوضع جميع الخطوط العالمية للأجسام المادية داخل مخروط الضوء، لذا تدعى المنطقة الواقعة على القسم العلوي وداخل المخروط بالمستقبل المطلق للحدث (O) وهي: مجموعة كل الحوادث التي يمكن أن تتأثر بالحدث (O)، مثل الحدث (P)

أما المنطقة الواقعة داخل وعلى القسم السفلي من المخروط فتدعى بالماضي المطلق للحدث (O) وهي: مجموعة الحوادث التي يمكن أن تؤثر بالحدث (O)

أما المنطقة خارج المخروطين فجميع الحوادث فيها لا يمكن أن تؤثر ولا أن تتأثر بالحدث (O)مثل الحدث (Q)، لأنها تحتاج في سبيل ذلك سرعة أكبر من سرعة الضوء وهذا غير ممكن.

وهنا يتبين لنا الاختلاف على لحظة الآن أو (الحاضر) بين مفهوم نيوتن ومفهوم آينشتاين.. فعند نيوتن بين مجموعتي حوادث الماضي والمستقبل يوجد فاصل زمني لانهائي في الصغر هو الحاضر، أما في النسبية فبين ما أسميناه ماضياً وما أسميناه مستقبلاً يوجد فاصل زمني منتهي (أي غير لا نهائي في الصغر) تتوقف مدته على المسافة المكانية التي تفصل الحادث عن الراصد.


على كل حال، بانتظار هذا الأحد، أضع هنا أيضاً حل مفارقة التوأمين، بناءً على البنية الرباعية للفضاء كما قدمته نظرية النسبية الخاصة:

مفارقة التوأمين تقول:


يبقى أحد التوءمين في موطنه بينما يغادر الآخر الأرض بسرعة كبيرة لمدة معينة (سنة مثلاً)، ثم يعكس مساره عائداً، وعند وصوله سيجد أن أخاه قد كبر خمسين سنة مثلاً في حين أنه كبر سنتين فقط! (هذا الفارق بالزمن يعود سببه إلى "امتطاط أو تمدد" الزمن لدى التوأم المسافر نتيجة تحركه بسرعة كبيرة)

يبرز اعتراض على هذه النتيجة بناءً على فكرة الحركة النسبية: ففي حين يرى التوءم الأرضي أخاه متحركاً بسرعة كبيرة وأزمنته تتمدد، سيرى التوءم المسافر نفسه ساكناً وأن الأرض تبتعد بسرعة كبيرة وأزمنتها تتمدد وأطوالها تتقلص، لذا ومن وجهة النظر هذه يجب أن يكبر التوءمان بنفس المعدل!!

لكن في الحقيقة لا يمكننا معاملة التوأمين بشكل متعادل، والسبب في ذلك أنه كي نشهد فارقاً بالزمن حوالي 48 سنة كما ذكرنا، يجب على التوأم المتحرك أن يمضي بسرعة لا تقل عن 99.919% من سرعة الضوء، وبالتالي عندما يضطر بعد سنة من ارتحاله إلى عكس مساره والعودة إلى الوطن، ستكون هذه العملية فجائية لدرجة أنه سيتعرض عندها لقوة تفوق بمليون مرة قوة التثاقل الأرضية وسينسحق حتماً!! في حين أن التوأم الأرضي لن يتعرض لهذه القوة المهلكة، (لننتبه هنا أننا عبر الحديث عن حركة التوأم المسافر والتي يجب أن تتسارع حتى القيمة السابقة نكون قد تجاوزنا النسبية الخاصة ودخلنا في النسبية العامة).
أما حل هذه المفارقة (في النسبية الخاصة) فيكون برسم خطوط العالم الخاصة بالتوأمين اللذين يمكن اعتبارهما انطلقا من نقطة واحدة A بطريقين مختلفين، ثم التقيا في نفس النقطة C فيكون الخط العالمي للتوأم الأرضي هو AC أما الخط العالمي للتوءم المسافر فهو ABC ، وبالرغم من أننا نرى في الشكل المجاور أن ABCأطول من AC إلا أن طول ABC في الزمكان يكون بالحقيقة أقصر من طول AC ، أي أن التوأم المسافر سيعود أصغر من شقيقه!!




لقد ثبتت هذه النبوءة باختبار تجريبي في سبعينات القرن العشرين، حيث استخدمت ساعتان ذريتان مضبوطتان بدقة إحداهما على الأرض والأخرى وضعت في طائرة سريعة تتحرك برحلة حول العالم، فسجلت الساعة المرتحلة عند اجتماعها مع الأخرى تأخراً زمنياً بتوافق تام مع نبوءات النسبية.



المراجع
1-النظريه النسبيه لاينشتابن
2-بعض محاضرات الدكتور مصطفى محمود
3-عمالقه نوبل
3-الانترنت(معلومات+صور)

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو http://thelegend4.yoo7.com
 
تعريف النظريه النسبيه للعالم البرت اينيشتاين الجزء الثالث
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
.•¨`•. الأسطـــــــــــــــــــــــــورة .•¨`•. :: 
القسم العام
 :: .•¨`•.العلم والمعرفه.•¨`•.
-
انتقل الى: