الحوار المتمدن - موبايل
الموقع الرئيسي


الفيزياء الحديثة -3-

صباح ابراهيم

2016 / 5 / 14
الطب , والعلوم


شذرات من نسبية انشتاين
اولا- الطول وعلاقته بالزمن في النسبية
تنص النظرية النسبية للفيزيائي العظيم البرت انشتاين ان الاجسام المتحركة في الفضاء بسرعة تقارب سرعة الضوء تنكمش اطوالها بأتجاه الحركة كلما اقتربت سرعة انطلاقها من سرعة الضوء . وعندما تصل الى تمام سرعة الضوء يصبح طولها صفرا . اي تصبح قيمة الكتلة صفر ايضا .
الزمن يتباطأ ايضا في جسم متحرك ( ساعة بداخل صاروخ) مثلا ، كلما تزداد سرعته مقتربا من سرعة الضوء ، وفي تمام سرعة الضوء تتوقف الساعة عن الحركة لأنكماش طولها المادي الى الصفر ويصبح الزمن قيمته صفر ايضا اي يتوقف الزمن في سرعة الضوء .
ومن هذا نستنتج انه لا يمكن للجسم المادي ان يكون له سرعة اكبر من سرعة الضوء ، حيث لا وجود للكتلة في تلك السرعة الهائلة . ولهذا فأن سرعة الضوء تشكل الحد الاقصى لسرعات جميع الاجسام في الكون .
ثانيا - الكتلة وعلاقتها بالسرعة في النسبية
الميكانيكا التقليدية تصلح للسرعات الصغيرة ، لكن النسبية فقط تصلح للسرعات الفائقة التي تقارب سرعة الضوء .
- في الميكانيكا ، الجسم الساكن له كتلة محددة (الكتلة الساكنة) وليس له طاقة حركية بينما الجسم المتحرك له كتلة و طاقة حركية معا ، ويقاوم التغيير في السرعة بقوة اكبر من الجسم الساكن . وكل جسم متحرك يقاوم اي تبدل في حركته . وكلما كانت كتلة الجسم أكبر ازدادت مقاومته للحركة الخارجية و بالعكس .
- في النسبية الجسم يقاوم كل تبدل في الحركة بقوة اكبر اذا كانت كتلته السكونية أكبر . فالاجسام التي تنطلق بسرعة تقارب سرعة الضوء سوف تبدي مقاومة قوية جدا للقوى الخارجية و تصبح مقاومته لا متناهية كلما اقترب من سرعة الضوء .
ثالثا - قانون سرعة الضوء في نسبية انشتاين
الضوء المنبعث من جسم ما - سواء كان من مصدره او منعكسا - يسير بالسرعة ذاتها المعروفة لسرعة االضوء ، ان كان هذا المصدر المشع للضوء ثابتا او متحركا ، لا يوجد اي جسم مادي في الكون قادر على التحرك باسرع من الضوء .
تجربة ميكلسون - مورلي اثبتت ان سرعة الضوء في الفضاء الفارغ لها نفس القيمة القياسية الثابتة دائما بغض النظر عن حركة مصدر الضوء او مستقبله .
رابعا - الصوت و الضوء
الصوت هو موجات اهتزازية تنتقل عبر وسط مادي ، فالكلام ينتقل عبر حركة جزيئات الهواء . اما الضوء فهو جسيمات ( فوتونات ) او موجات تنتقل بالفراغ من غير وسط مادي . فالضوء يصلنا من الشمس و النجوم عبر فراغ الفضاء الكوني الشاسع من دون اي وسط ناقل . ولكننا لحسن الحظ لا نسمع اصوات انفجارات البقع الشمسية الهائلة لعدم وجود وسط مادي او جزيئي ينقل تلك الصوات بيننا وبينها . وكذلك اثبتت تجربة ميكلسون- مورلي عدم وجود مادة الاثير الضوئي في الفضاء التي كان يعتقد بعض العلماء سابقا بوجودها تملأ الفضاء الكوني كوسط لنقل الضوء او الاشعاعات .
خامسا - تسارع الاجسام الساقطة من علو
ان تسارع الاجسام الساقطة من علو لا تتاثر بكتلة المادة الساقطة ، فكل الاجسام الساقطة من نفس الارتفاع مهما كانت كتلتها او وزنها تصل الأرض بوقت واحد كما اثبت ذلك العالم الايطالي غاليلو ، لأن كتلة الجاذبية و الكتلة العطالية متساويتان .
الكتلة العطالية : هي كتلة جسم وهو في حالة السكون ، وعلى مستوى افقي ، ولا تعتمد على الوزن ولا علاقة لها بقوة الجاذبية .
كتلة الجاذبية : هي كمية المادة الموجودة في الجسم المادي او وزنها الذي يرتكز على الجاذبية الأرضية و تقاس بالميزان بوحدة الوزن غرم او كيلو غرام .
- الاجسام الساقطة : ان تسارع الجسم الساقط من علو يتزايد تناسبيا مع كتلته الجاذبية و يتناقص تناسبيا مع كتلته العطالية . وبما ان كل الاجسام الساقطة لها نفس التسارع الثابت ، فإن الكتلتين الجاذبية والعطالية يجب ان تكونا متساويتين .
- الجسم المتحرك في النظام العطالي ،و الذي لا تؤثر عليه قوى خارجية سوف يستمر بالحركة بانتظام الى الابد اذا لم تعيقه قوى خارجية .
افضل ما قاله انستاين عن المادة هو :
" المادة هي تركيز كبير للطاقة في مكان صغير جدا نسبيا. و المادة هي المناطق في الفضاء التي يكون فيها الحقل (المجال) قويا جدا " .
" وكل مادة مؤلفة من بضعة انواع من الجسيمات الدقيقة ".
ارجو ان يستفيد القراء الاعزاء من شذرت فيزياء النسبية لعبقري القرن العشرين البرت انشتاين .





التعليق والتصويت على الموضوع في الموقع الرئيسي


التعليقات

1 - تعليق عن الكتلة في السرعات العالية
ايدن حسين ( 2016 / 5 / 14 - 16:03 )

تحية طيبة استاذ صباح
من المعلوم .. ان الالكترون .. يسير بسرعات خرافية
لكن العلماء .. قالوا بان كتلة الالكترون تعادل .. 1/1836 تقريبا من كتلة البروتون
ان كانت الكتلة تقل مع سرعة الجزيء .. فهل ان كتلة الالكترون اكبر من القيمة اعلاه .. بسبب سرعته العالية
قصدي .. هل يجب ان نقول .. ان كتلة الالكترون غير محسوبة بدقة
و احترامي
..

2 - استمر رجاء
سمير ( 2016 / 5 / 14 - 16:09 )
مواضيع شيقة ومبسطة للناس العاديين. سأسأل الان سؤالا غريبا استاذ صباح , ولكن في العلم كل سؤال مسموح, هل لو سافرنا الى الفضاء بسرعة الضوء, فهل سنستطيع ان نرى الماضي؟ احترامي

3 - السرعة النسبية للضوء
ايدن حسين ( 2016 / 5 / 14 - 16:24 )

بما ان كل شيء نسبي .. اذن سرعة الضوء ايضا نسبية
مصباح يسير ( بنصف سرعة الضوء ) .. اذن ضوؤه ( اذا كان الضوء تالمنبعث باتجاه حركة المصباح ) يسير بسرعة 1.5 سرعة الضوء .. و الا يجب علينا ان نقول بان الضوء المنبعث من المصباح يجب ان يبطيء و ينكمش .. لكي يسير بسرعة الضوء
و اذا كان الضوء المنبعث بعكس اتجاه حركة المصباح .. اذن يجب ان تسير الضوء بنصف سرعة الضوء .. و الا علينا ان نقول بان شعاع الضوء يجب ان يطول او يتطاول .. لكي يقدر التعويض عن حركة المصباح في الاتجاه المعاكس
ثصدي .. اذا كان المصباح ساكنا .. فالضوء المنبعث منه .. يسير بسرعة الضوء
اما اذا كان المصباح غير ساكن .. اي يتحرك بسرعة .. فيصبح لدينا سرعة نسبية للضوء .. السرعة النسبية للضوء .. سيكون اكبر او اقل من سرعة الضوء .. حسب اتجاه حركة المصباح
ما رايك
و احترامي
..

4 - الاخ ايدن حسين
صباح ابراهيم ( 2016 / 5 / 14 - 18:39 )
الاخ ايدن حسين
1- سؤالك هو : ان كانت الكتلة تقل مع سرعة الجزيئ
الجواب : لا يا اخي الكتلة تزداد مع ازدياد سرعة انطلاقها ، لكن الطول ينكمش مع اقترابه ان من سرعة الضوء ، لقد تبت بالتجربة العملية عند زيادة سرعة البروتون
الى سرعة الضوء وجد ان كتلته تضاعفت ثلاث مرات .
2 - لا يمكن للجسم المادي ان يكون له سرعة اكبر من سرعة الضوء ، حيث لا وجود للطول في تلك السرعة الهائلة . ولهذا فأن سرعة الضوء تشكل الحد الاقصى لسرعات جميع الاجسام في الكون .
3 - الضوء يسير بسرعة ثابتة سواء كان المصباح (مصدر الضوء) ساكنا ام متحركا . فرضيتك ان سرعة المصباح 1.5 سرعة الضوء غير صحيحة ولا يمكن ان تطبق عمليا ، لأن طول المادة يتلاشى الى الصفر عند الوصول لسرعة الضوء تماما .
سرعة الضوء ثابتة بكل الضروف .
شكرا لمتابعتك و تقديم الاسئلة

5 - الاخ سمير
صباح ابراهيم ( 2016 / 5 / 14 - 18:43 )

سؤالك : هل لو سافرنا الى الفضاء بسرعة الضوء, فهل سنستطيع ان نرى الماضي؟
الجواب : لايمكن عمليا الوصول لسرعة الضوء لاي جسم مادي لأن طوله يتلاشى الى الصفر و يختفي في هذه السرعة تماما .
لكن فرضيا ولو هو مستحيل ، لو اجتزنا سرعة الضوء سيكون الزمن سالب اي سنرى الماضي و نتعرف الى اجدادنا السابقين . و هذا لا يمكن ايضا .
شكرا لك للمتابعة و الاسئلة
تحياتي

6 - الاخ ايدن حسين
صباح ابراهيم ( 2016 / 5 / 14 - 21:29 )
جوابي عن الفرق بين كتلة الالكترون و كتلة البروتون هو :
البروتون هو الجزء الخفيف من مكونات الذرة وهو يدور حول نفسه وحول النواة بمدارات خاصة و عدد يقرر العدد الذري و خصائص العنصر .
اما البروتون فهو مركز ثقل الذرة و يقع في نواتها وله كتلة اكبر لكونه يحدد مواصفات العنصر الكيميائي بعد جمع عدده مع عدد النيترونات فيكون المجموع هو الوزن الذري للعنصر .
وعدد البروتونات الموجبة الشحنة مساو لعدد الالكترونات السالبة الشحنة و التي بدورها قابلة للانتقال من مدارها الى مدار آخر و من نفس الذرة الى اخرى . لكن البروتون لا يمكن التلاعب به الا بتفجير النواة او الاندماج النووي الذي يحتاج الى حرارة عالية جدا وضروف خاصة كي يطلق طاقته الكامنة الرهيبة بالانفجار النووي .
لقد حسب علماء الفيزياء النووية كتلة الالكترون و البروتون بدقة و عرفوا سرعتها و مقدار شحناتها و اكتشفوا جسيمات جديدة اصغر منهما موجودة بداخل النواة . انه عالم الاسرار الغريب .

7 - تعليق 3
ايدن حسين ( 2016 / 5 / 15 - 00:12 )

في السطر الرابع او الخامس من مقالتك
قلت حضرتك التالي
وعندما تصل الى تمام سرعة الضوء يصبح طولها صفرا . اي تصبح قيمة الكتلة صفر ايضا

اذن .. الا ترى ان هناك تناقضا .. فهنا تقول .. ان الكتلة تصبح صفرا عند السرعة العظمى
لكتك ايضا .. تقول في تعليقك .. ان الكتلة نزداد مع السرعة
اين الخلل اذن .. يا اخي العزيز
..

8 - الاخ ايدن حسين
صباح ابراهيم ( 2016 / 5 / 15 - 10:45 )
اعتذر عن هذا الخطأ الغيرمقصود، انما جاء بسبب التسرع في الكتابة .

الصحيح ان الجسم تزداد كتلته بإزدياد سرعته و هذا لا يلاحظ إلا في السرعات القصوى .
اما الطول فينكمش مع اقتراب سرعة الجسم المتحرك الى سرعة الضوء و في تمام سرعة الضوء يصبح الطول صفرا وليس الكتلة صفرا .
شكرا للتنبيه و التصحيح .

اخر الافلام

.. لبنان يتحرك للتخلص من -غوغل مابس- بسبب سهولة تشويش إسرائيل ع

.. روسيا تسجل عقاراً جديداً لعلاج سرطان البروستاتا




.. مجرمو الإنترنت يهجمون على ألعاب الأطفال الأكثر شعبية.. فكيف


.. المصمم اللبناني زهير مراد يستوحي مجموعته الجديدة من الكوارث




.. تشجيع التحول نحو الذكاء الصناعي