12/29/2011

تبسيط النظرية الخاصة لألبرت أينشتاين Albert Einstein الجزء الثاني

تحويلات لورنتز Lorentz transformation
عندما ظهر فشل النظريات الفيزيائية في الحالة السابقة بالنسبة للضوء , كان التفسير الأول أن هناك خطأ

في معادلات ماكسويل في الإلكتروديناميكا , التي كان يعود تاريخها إلى 20 عامًا فقط في تلك الفترة , و ظهر على ما يبدو

أن تلك المعادلات خاطئة , و لذلك كان لابد من تعديلها بحيث لا تتعارض تحويلات جاليليو  مع مبدأ النسبية .
    بناء على ذلك أضيفت حدود جديدة للمعادلات قادت للتنبؤ بظاهرة كهربية جديدة لم تكن موجودة مطلقًا أثناء

التجربة العملية , و لهذا كان لابد من التخلي عن هذه الطريقة .... و بالتدريج أصبح من الواضح أن  معادلات ماكسويل

صحيحة ! , و أن الخطأ يكمن في مكان آخر .
    في نفس الوقت كان العالم لورنتز Lorentz  18 July 1853 – 4

February 1928 -  الحاصل على جائزة نوبل مشاركة مع بيتر زيمان  Pieter Zeeman

25 May 1865 – 9 October 1943 – قد لاحظ شيئًا لافتاً للنظر و مثيرًا للفضول عندما

عوض بهذه القيم في معادلات ماكسويل



و هذا يعني أن معادلات ماكسويل تبقى نفسها عندما نطبق هذه التحويلات . و عرفت المعادلات السابقة ب تحويلات لورنتز
Lorentz transformation .
    و افترض أينشتاين , مستفيدًا من اقتراح Poincare  Jules Henri

Poincaré   - 29 April 1854 – 17 July 1912 – أنه حتى تبقى

القوانين الفيزيائية كما هي في تحويلات لورنتز , فإن ما يجب أن يتغير هو قوانين الميكانيكا و ليس قوانين الإلكتروديناميكا (

لن تتغير معادلات ماكسويل )
لقد بدا و كأن المتطلب الوحيد هو أن الكتلة m في معادلات نيوتن يجب أن تستبدل بالصيغة المذكورة في الجزء الأول
و عند إجراء هذا التعديل سوف تتوافق قوانين نيوتن و قوانين الإلكتروديناميكا , و عندها لو استخدمنا تحويلات لورنتز لمقارنة

قياسات Moe  مع قياسات Joe فلن يكون بإمكاننا أن نكتشف أيهما متحرك لأن صيغ المعادلات ستصبح هي نفسها في نظامي

الإحداثيات . إنه من الممتع حقًا أن نناقش ما الذي يعنيه استبدال التحويلات القديمة بالإحداثيات و الزمن بالتحويلات الجديدة ؛

لأن التحويلات القديمة لجاليليو تبدو منطقية و بديهية أما تحويلات لورنتز فتبدو غريبة ! , و نحب أن نعرف أيها منطقية و

ممكنة عمليًا , و أيها ستكون الصحيحة . و لنصل إلى ذلك يجب أن نحلل مفاهيمنا عن الفراغ و الزمن من أجل أن نفهم هذه

التحويلات و حتى أن نصل إلى نتائج مقنعة , عندما تتفق النظرية مع التجربة .
تجربة مايكلسون و مورلي
    استمرت المحاولات لتحديد سرعة الأرض المطلقة خلال الوسط الافتراضي – الأثير – الذي يفترض أنه

يعم كل الفضاء . و أشهر هذه التجارب هي تجربة مايكلسون و مورلي سنة 1887 م , و بعد إجرائها بــ 18 عام تمكن

أينشتاين من تفسير نتائجها السلبية  - حيث تساوت سرعة الضوء عند قياسها في اتجاهين متعامدين بالنسبة للأثير " المزعوم

" – فأنكر أينشتاين وجود الأثير .
    تلخيص سريع لمبادئ النسبية الخاصة :
1 . تحافظ القوانين الفيزيائية ,سواء كانت ميكانيكية أو كهربية أو مغناطيسية أو ضوئية أو حتى معادلات ماكسويل –

المثيرة للجدل في ذلك الوقت - ,  على صورتها الرياضية في كل نظم المراجع القصورية – هياكل الإسناد  

Reference framesأي التي تتحرك بسرعة منتظمة بالنسبة لبعضها . بعبارة أخرى  " لا وجود للحركة

المطلقة " .
2 . سرعة الضوء في الفراغ لها دائمًا نفس القيمة بالنسبة لجميع المراجع القصورية بغض النظر عن سرعة المراجع بالنسبة

لبعضها , فسرعة الضوء لا تتغير بحركة الملاحظ أو حركة مصدر الضوء .


0 comments:

إرسال تعليق