التصنيفات
العلوم الفيزيائية

الفعل ورد الفعل – قانون نيوتون الثالث

الفعل ورد الفعل – قانون نيوتون الثالث

القوى في الطبيعة لا توجد منفردة , بل على شكل أزواج ( فعل ورد فعل ) إحدى هذه القوى تؤثر على جسم, والقوة الأخرى مساوية لها بالمقدار ومعاكسة لها بالإتجاه تؤثر على الجسم الآخر.

وقد كان إسحاق نيوتن, أول من قرر هذه النتيجة في قانونه الثالث:
( لكل فعل رد فعل مساوٍ له بالمقدار ومعاكس له بالإتجاه)

ونتسائل هنا: إذا كانت القوى على شكل أزواج, فلماذا لا يلغي تأثير أحدهما الآخر؟
والجواب ( لأن كلاً من القوتين تؤثر على جسم مختلف )

فمثال على قانون نيوتون هو شدك لحبل موصول بحائط بقوة معينة.. فان الحائط سيرد عليك الفعل بقوة مساوية للقوة التي اثرت بها عليه :

تعليم_الجزائر

**يجب التذكر دائما ان القوتين متساويتين مقدارا ومتعاكستين في الاتجاه
تعليم_الجزائر

قانون نيوتون الاول

إذا أردت رفع حقيبة عن سطح الأرض فيجب أن تؤثر عليها بقوة إلى أعلى

تعليم_الجزائر

وإذا أراد سائق تغيير اتجاه سير العربة التي يقودها فإنه يؤثر بقوة على مقود السيارة .

ولعلك تلاحظ من الأمثلة السابقة ومن أمثلة حياتية عديدة أنه لكي تغير الحالة الحركية للجسم فلا بد من وجود قوة وهذا ما ينص عليه القانون الأول لنيوتن :

” يبقى الجسم الساكن ساكناً, ما لم تؤثر فيه قوة , يبقى والجسم المتحرك متحركاً وبسرعة ثابتة وفي خط مستقيم, ما لم تؤثر عليه قوة محصلة تعمل على تغيير مقدار سرعته أو اتجاهها أو الاثنين معاً “.

وينبثق عن هذا القانون مفاهيم عديدة أهمها :
1- القصور الذاتي :والقصور هو ممانعة الجسم لأي تغيير في حالته الحركية, أو عدم قدرته على إحداث تغيير في حالته الحركية, فالجسم لا يستطيع ( بنفسه ) أن يغير حالته الحركية, ولا بد من وجود قوة خارجية تعمل على ذلك.

2- كتلة الجسم :وكتلة الجسم هي كمية فيزيائية , كلما ازدادت ازداد القصور الذاتي للجسم, فتحريك صخرة كبيرة يحتاج إلى قوة أكبر من تلك اللازمة لتحريك صخرة صغيرة .

3- القوة :والقوة هي المؤثر الذي يؤثر في الأجسام فيؤدي إلى تغيير حالتها الحركية. والقوة تعمل على إحداث التغييرات التالية :

1- إيقاف الجسم المتحرك 2- تحريك الجسم الساكن
3- زيادة سرعة الجسم المتحرك 4- تقليل سرعة الجسم المتحرك
5- تغيير اتجاه الجسم المتحرك.

ونستطيع من خلال قانون نيوتون الاول تفسير عدة ظواهر مثل:

1- اندفاع حمولة سيارة إلى الأمام عند التوقف المفاجئ واندفاعها للخلف عند التحرك المفاجئ .

فعند السكون تكون الشاحنه والحمولة كما يلي:

وعند بدء تحرك الشاحنه:

** سرعة الشاحنة نسبة للحمولة كانت صفر..فعند تغيرها عن الصفر وبقاء سرعة الحمولة صفر (سرعة الحمولة اصغر من سرعة الشاحنه) تراجعت الى الوراء الى ان اكتسبت سرعة الشاحنه

وعند توقف الشاحنه:

** سرعة الشاحنه كانت مساوية لسرعة الحمولة, فعندما اصبحت سرعة الشاحنه صفر اما الحمولة فكانت على السرعة السابقة, تقدمت الى الامام…

2- حسب ما سبق نستطيع ان نستنتج ان الخروج من اي مركبة وقت حركتها خطر تعليم_الجزائر


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية .


شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية .تعليم_الجزائرتعليم_الجزائرتعليم_الجزائرتعليم_الجزائرتعليم_الجزائرتعليم_الجزائر

الشكر الجزيل…

اكرر الشكر الجزيل…

التصنيفات
العلوم الفيزيائية

الثوابت الفيزيائية وعوامل التحويل

بسم الله الرحمن الرحيم
والصلاة والسلام على رسول الله
“محمد بن عبدالله”
وعلى آله وصحبه أجمعين
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
إخواني زوار وأعضاء ومشرفي المنتدى الكرام
حياكم الله وبياكم وجعل الفردوس مثواي ومثواكم

هاتين صفحتين … فقط صفحتين … يحتويان على التالي

Physical Constants in MKS Units
Powers of 10
Dimensions, Quantity, Unit, Equivalents
Physical Constants in CGS Units
Conversion Factors

قبل التحميل … صلي على حبيبك المصطفى (صلى الله عليه وسلم) وعلى آله وصحبه أجمعين

في البداية إحترت أضعهم في أي منتدى … وبعد تفكير ققررت أضعهم في منتدى ميكانيكا الكم … لأنه بصراحة، أحب المنتديات إليَ !!!

وآخر دعوانا أن الحمد لله رب العالمين
وصلي اللهم وبارك على نبي الرحمة سيد ولد أدم أبى القاسم “محمد بن عبد الله” وعلى آله الطيبين الطاهرين وعلى أصحابه الغر الميامين وسلم تسليماً كثيراً
لا تنسونا من صالح دعائكم
المصدر
http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=24240


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية .


التصنيفات
العلوم الفيزيائية

تفسير اينشتاين للظاهرة الكهروضوئية

تفسير اينشتاين للظاهرة الكهروضوئية
افترض اينشتاين أن الضوء عبارة عن كمات من الطاقة أسماها فوتونات
اذا أي موجة كهرومغناطيسية ذات تردد معين هي سيل من الفوتونات
E= hf كل فوتون يمتلك طاقة تحسب من المعادلة
عند سقوط الضوء على سطح الفلز تتعامل فوتوناته مع الكترونات السطح بشكل فردي
كل فوتون من فوتونات الضوء الساقط يتعامل مع الكترون واحد فقط ويمنحه طاقته
يستغل الالكترون هذه الطاقة لأمرين
الأمر الأول هو استنفاذ جزء من الطاقة للتحرر من سطح الفلز ويسمى هذا الجزء دالة الشغل ( أقل طاقة للفوتون تسمح بانبعاث الكترون من سطح فلز ما وتعتمد على نوع الفلز ) وهي ثابتة للمادة الواحدة
الأمر الثاني استنفاذ الجزء المتبقي من الطاقة في اكتساب طاقة حركة للخروج من السطح
hf = W + 1/2 mv 2 معادلة اينشتاين لتفسير الظاهرة الكهروضوئية
W = h f o دالة الشغل
h ثابت بلانك
1 / 2 mv 2 = h ( f – f o )

تجربة لتحقيق معادلة اينشتاين
تعليم_الجزائر
أدوات التجربة
مصباح بخار الزئبق – مجموعة من المرشحات اللونية للحصول على أشعة ضوئية أحادية اللون ذات ترددات مختلفة – خلية كهروضوئية – مقسم جهد – بطارية – مفتاح عاكس – فولتميتر – ميكرو أميتر
خطوات العمل والملاحظات
نسقط ضوء وحيد اللون على الكاثود
عند توصيل الأنود بالقطب الموجب للبطارية والكاثود بالقطب السالب نستخدم موزع الجهد لزيادة فرق الجهد بالتدريج
نلاحظ أن تزداد شدة التيار ثم تثبت ( تصبح غير معتمدة على الفلطية ) وتسمى القيمة تيار الاشباع
شدة التيار الكهربائي تعتبر معيارا كميا للظاهرة الكهروضوئية حيث أنه بزيادة شدة الضوء الساقط عند ثبوت فرق الجهد تزداد شدة التيار
عند انقاص الجهد مع ثبات شدة الضوء نلاحظ أن شدة التيار تتناقص ولكن لا تصل الى الصفر بمعنى أن التيار لا ينعدم في الدائرة الخارجية حتى عندما يكون فرق الجهد مساويا للصفر وتعليل ذلك أن فوتونات الضوء الساقط تمتلك طاقة كبيرة تكفي لانبعاث الالكترونات من سطح الفلز وتزويدها بطاقة حركة
باستخدام المفتاح العاكس نبدل توصيل قطبي البطارية بحيث يتصل الانود بقطبها السالب والكاثود بالقطب الموجب
بزيادة الجهد السالب على الانود بواسطة مقسم الجهد يزداد المجال المعاكس ويقل عدد الالكترونات التي تستطيع الوصول الى الانود ونستمر في زيادة الجهد حتى تصبح شدة التيار مساوية للصفر ويتوقف التيار ويسمى الجهد في هذه الحالة جهد الايقاف
جهد الايقاف أو جهد الاعاقة
هو أقل جهد يلزم لايقاف الالكترونات ذات أقصى طاقة حركة من الوصول الى الانود
حساب طاقة الحركة
بما أن طاقة وضع الالكترونات عند وصولها الى الانود = طاقة الحركة الابتدائية للالكترونات
1/2 mv 2 max = V o e
hf = W + 1/2 mv 2 max
hf = W + V o e
V o e = hf – h f o
V o = hf/ e -W / e
المعادلة الأخيرة يمكن مقارنتها بمعادلة خط مستقيم ( ص = أ س + ب ) وبرسم العلاقة بين التردد على المحور السيني وجهد الايقاف على المحور الصادي نحصل على الشكل كما في الصورة ومنه يمكن ايجاد تردد العتبة ( الجزء المقطوع من محور السينات ) ويمكن حساب ثابت بلانك من العلاقة
tan Ø= h / e
ملاحظات هامة
تعتمد طاقة الحركة على تردد الضوء الساقط ( طول الموجة ) ونوع مادة الكاثود ولا تعتمد على شدة الضوء الساقط وكلما زاد الطول الموجي للضوء الساقط كلما قلت طاقة الحركة للالكترونات وعند طول موجي معين لا تتحقق الظاهرة الكهروضوئية
الطول الموجي الحرج هو أكبر طول موجي للضوء الساقط يكفي لانبعاث الكترونات من سطح الفلز دون اكسابها طاقة طاقة حركة
الالكترونات التي لها أكبر طاقة حركة هي الالكترونات القريبة من سطح الفلز حيث تنطلق من السطح قبل أن تفقد طاقة بسبب اصطدامها بذرات الفلز الأخرى
علل فشل النظرية الموجية في تفسير الظاهرة الكهروضوئية

النظرية الموجية لم تستطع تفسير وجود تردد العتبة أو الطول الموجي الحرج
لم تستطع تفسير الانطلاق الفوري للالكترونات من سطح الفلز بمجرد سقوط ضوء يمتلك تردد أكبر من تردد العتبة مهما كانت شدته ضعيفة
لم تستطع تفسير اعتماد طاقة حركة الالكترونات الضوئية المنبعثة من سطح الكاثود على تردد الضوء الساقط


التصنيفات
العلوم الفيزيائية

قـــــوى التجـــــاذب بيـــــن الجزيئـــــات

¦« »¦ قـــــوى التجـــــاذب بيـــــن الجزيئـــــات ¦« »¦
تعليم_الجزائر
بسم الله الرحمن الرحيم

1- تجاذب الجزيئات القطبية ( Dipole – Dipole Ineractions )

تتجاذب الأطراف ذات الشحنات المختلفة للجزيئات القطبية ، فتميل إلى أن تترتب بشيء من الإنتظام وذلك للتقليل من طاقتها ( أي تكون أكثر ثباتاً ) .. ويزداد مقدار التجاذب إذا كانت القطبية عالية ، فتظهر على خواص المادة آثار بارزة كانخفاض الضغط البخاري وارتفاع درجة الغليان …
فمثلاً جزيء HCl قطبي ، يكون غازاً عند درجة حرارة الغرفة 25م ، وعند تبريده إلى (- 85 ) يتحول إلى سائل وعند هذه الدرجة المنخفضة تتباطأ حركة جزيئات HCl ، وتعمل قوى التجاذب بينها على ترابطها وتحويلها إلى الحالة السائلة .

2- الترابط الهيدروجيني … ( Hydrogen Bonding )

هي قوى تجاذب من نوع خاص .. تكون بين جزيئات قطبية فيها ذرات الهيدروجين مرتبطة تساهمياً مع ذرات صغيرة الحجم عالية السالبية الكهربائية ( مثل نيتروجين ، أكسجين ، فلور ) .. وحيث أن هذا الإرتباط يمتد ليشمل عدداً كبيراً من الجزيئات ، فإن المركبات التي توجد فيها هذه الروابط تمتاز بدرجات غليان عالية بالمقارنة مع مركبات لها أخرى لها نفس الوزن الجزيئي تقريباً ..

3- قوى فان درفال ( قوى لندن ) ( London Forces )

تتكون هذه القوى بين جميع أنواع الجزيئات سواء أكانت قطبية أم غير قطبية ، ولكن تكتسب قوى لندن أهميةً خاصة في حالة الجزيئات غير القطبية ( أو الذرات المتعادلة ) لأنها قوى التجاذب الوحيدة العاملة بينها …
لأن وجود مركبات غير قطبية في الحالة السائلة أو الصلبة يتطلب وجود قوى تجاذب تحافظ على بقائها سائلة أوصلبة ، و إلا فإنها تتحول إلى جزيئات في الحالة الغازية …
وتنتج هذه القوى من الفعل المتبادل بين السحب الإلكترونية في الجزيئات ، فتحدث إزاحات لحظية تؤدي إلى قطبية مؤقتة ، ومن ثم إلى تجاذب ضعيف …
ويعتمد التأثير الكهربائي على أشكال السحب الإلكترونية وتوزيعها الفراغي ، أي على شكل الجزيء .. لذلك نجد اختلافات بين جزيئات غير قطبية متماثلة في الوزن الجزيئي ، لكنها مختلفة في الترتيب التسلسلي للذرات …


التصنيفات
العلوم الفيزيائية

طبيعة قوى الثقالة حسب النظريات الفيزيائية

طبيعة قوى الثقالة حسب النظريات الفيزيائية
تعتبر قوة الثقالة في الميكانيك الكلاسيكي قوة مباشرة بعيدة المدى بمعنى أن هذه القوة تستطيع التأثير عن بعد بدون واسطة و يتم تأثيرها بشكل لحظي فأي تغير في موقع أحد الجسمين يرافقه تحول لحظي في الجاذبية بينه و بين الجسم الآخر ، ولكي يفسر اسحاق نيوتن هذه الخاصية عمد إلى تعريف حقل ثقالي عالمي موجود في كل نقطة من الفضاء . هذا الحقل هو حقل شعاعي يعبر عنه بشعاع في كلنقطة و يمثل قوة الثقالة التي تتعرض لها واحدة الكتل عندما توضع في هذه النقطة .
تنص نظرية النسبية العامة لاينشتاين على أن وجود أي شكل من أشكال المادة أو الطاقة أو العزم يحدث انحناء في الزمكان ، وبسبب هذا الانحناء فان المسارات التي تسلكها الاجسام في الجمل العطالية يمكن أن تنحرف أو تغير اتجاهها ضمن الزمن . و هذا الانحراف يظهر لنا على انه تسارع نحو الاجسام الكبيرة و عرفه نيوتن بأنه ثقالة او جاذبية . و بالتالي فان النسبية العامة ترى التسارع الثقالي أو السقوط الحر بأنه حركة عطالية فعليا ( منتظمة ) في حين ان المراقب هو من يتحرك حركة متسارعة ، و هذا ما يعرف ب مبدأ التكافؤ .

التصنيفات
العلوم الفيزيائية

الثقالة أو الجاذبية Gravity


ثقالة

تعليم_الجزائر

تعليم_الجزائر
قوة الثقالة تبقيالكواكب في المجموعة الشمسية ضمن مدار معين

الثقالة أو الجاذبية Gravity هي ميل الكتل و الأجسام للتحرك و الانجذاب نحو بعضها البعض كما في الجاذبية بين المغنطيسات و الأجسام الحديدية ، كان إسحاق نيوتن أول من تحدث عن قوى الثقالة (الجاذبية) محاولا وضع نظرية تفسر ميل الأجسام للسقوط نحو الأرض (تفاحة نيوتن) بشكل يتناسق مع قوانينه التحريكية الثلاثة .
السّير إسحاق نيوتن (Sir Isaac Newton)عالم إنجليزي، اشهر عالمفيزيائي، وفيلسوف ومن أعظم علماء القرن الثامن عشر في الرياضيات و الفيزيقا. عاش ما بين 25 ديسمبر164220 مارس1727, بالتقويم القيصري آنذاك أو 4 يناير164331 مارس1727 بالتقويم الغريغوري. . قدّم نيوتن ورقة علمية وصف فيها قوة الجاذبية الكونية ومهد الطريق لعلم الميكانيكا الكلاسيكية عن طريق قوانين الحركة. يشارك نيوتن لايبتنز الحق في تطوير علم الحسبان التفاضلي والمتفرع من الرياضيات. وغيره من القوانين الفلكية و أساليب حلول مسائلها مما خلد ذكره في تاريخ النهضة العلمية.
فالوزن هو القوة التي تحثها الثقالة محدثة الانجذاب بين الأرض و الجسم المعني و هي تساوي جداء تسارع الثفالة في كتلة الجسم . كان أول من وضع نظرية للثقالة هو الفبزبائي المعروف اسحاق نيوتن و بقيت هذه النظرية صامدة حتى تم استبدالها من قبل اينشتاين بنظرية النسبية العامة لكن معادلة نيوتن تبقى صحيحة و أكثر عملية عندما نتحدث عن حقول ثقالية ضعيفة كارسال المركبات الفضائية و التطبيقات الهندسية الانشائية مثل بناء الجسور المعلقة .
يقول قانون الجاذبية العام لنيوتن : أن كل جسم يجذب جسما آخر في الكون بقوة محمولة على الخط الواصل بين المركزين و شدتها متناسبة طردا مع كتلتيهما و عكسا مع مربع المسافة بينهما .

ق = ثا ( ك * كَ ) / ف2انتشر مصطلح الجاذبية الأرضية مبكرا كون فكرة التجاذب كانت راسخة حسب النظرة النيوتنية ، لكن الترجمة الدقيقة للمصطلح بارتباطه بمقهوم الثقل (grav-) و تغير النظرة إلى هذه القوة بعد ظهور نظرية النسبية دعمت تسميتها بقوى الثقالة . الوزن عبارة عن مقدار فيزيائي متجهي وهو القوة المسلطة من الأرض على الأجسام

    • الجاذبية بين الكتل**

تعليم_الجزائر

تعليم_الجزائر
سقوط قطرات ماء من الحنفية بفعل قوة الجاذبية الأرضية

حسب قانون نيوتن فإن الكتل تتبادل التجاذب بين بعضها بقوة متبادلة ، وهي ضئيلة نسبيا للكتل الصغيرة ، وتتناسب هذه القوة تناسبا طرديا مع كتل الاجسام وتناسبا عكسيا مع مربع المسافة بينهما فتكون العلاقة الرياضية:
ق = ج ( ك * كَ ) / ف2

حيث ق هي القوة ، ك و كَ كتل الجسمين المتجاذبين و ف هي المسافة الفاصلة بين مركزي كتلة الجسمين. ج هي ثابت التجاذب بين الكتل وقيمته ج = 6.6742 × -1110 نيوتن·م 2 /كغ 2
هذا الفانون مثل معظم قوانين الميكانيك الكلاسيكي يطبق على الاجسام النقطية أما الاجسام الكبيرة ذات الاشكال المختلفة فنعمد إلى تطبيق حسبان التكامل من اجل الحصول على شدة قوة الثقالة المطبقة عليها .

طبيعة قوى الثقالة حسب النظريات الفيزيائية

تعتبر قوة الثقالة في الميكانيك الكلاسيكي قوة مباشرة بعيدة المدى بمعنى أن هذه القوة تستطيع التأثير عن بعد بدون واسطة و يتم تأثيرها بشكل لحظي فأي تغير في موقع أحد الجسمين يرافقه تحول لحظي في الجاذبية بينه و بين الجسم الآخر ، ولكي يفسر اسحاق نيوتن هذه الخاصية عمد إلى تعريف حقل ثقالي عالمي موجود في كل نقطة من الفضاء . هذا الحقل هو حقل شعاعي يعبر عنه بشعاع في كلنقطة و يمثل قوة الثقالة التي تتعرض لها واحدة الكتل عندما توضع في هذه النقطة .
تنص نظرية النسبية العامة لاينشتاين على أن وجود أي شكل من أشكال المادة أو الطاقة أو العزم يحدث انحناء في الزمكان ، وبسبب هذا الانحناء فان المسارات التي تسلكها الاجسام في الجمل العطالية يمكن أن تنحرف أو تغير اتجاهها ضمن الزمن . و هذا الانحراف يظهر لنا على انه تسارع نحو الاجسام الكبيرة و عرفه نيوتن بأنه ثقالة او جاذبية . و بالتالي فان النسبية العامة ترى التسارع الثقالي أو السقوط الحر بأنه حركة عطالية فعليا ( منتظمة ) في حين ان المراقب هو من يتحرك حركة متسارعة ، و هذا ما يعرف ب مبدأ التكافؤ .


التصنيفات
العلوم الفيزيائية

الـنـسـبـيـة الـخـاصـة

ظهرت النسبية الخاصة عام 1905 م على يد ألبرت أينشتاين كبديل عن نظرية نيوتن في الزمان والمكان لتحل بشكل خاص مشاكل النظرية القديمة فيما يتعلق بالأمواج الكهرطيسية عامة, والضوء خاصة. وهي تدعى خاصة لأنها تعالج حالة افتراضية خاصة تهمل فيها تأثيرات الثقالة التي ستتناولها فيما بعد النظرية العامة.

فهرست [إخفاء]
1 ظهور النظرية النسبية الخاصة
2 فرضيات النسبية الخاصة
3 نتائج النظرية
4 ثورية النسبية
5 الزمكان في النسبية الخاصة
6 هندسة الزمكان في النسبية الخاصة
7 المصادر
8 انظر أيضا
9 وصلات خارجية
9.1 روابط إنجليزية

[تحرير] ظهور النظرية النسبية الخاصة
مواضيع في نظرية النسبية
نظريات النسبية
نظرية النسبية الخاصة | نظرية النسبية العامة

الأطر المرجعية
إطار مرجعي عطالي | إطار مرجعي غير عطالي | إطار مرجعي متسارع | إطار مرجعي دوراني

نظرية النسبية الخاصة
نظرية النسبية للمبتدئين | مسلمات النظرية النسبية | نتائج النسبية الخاصة | حدود النسبية الخاصة | تاريخ النسبية الخاصة | جبر الفضاء الفيزيائي | إشعاع شيرينكوف | فرضية الساعة | ط=ك.س² E=mc² | علاقة طاقة-عزم | نظرية النسبية لدوبلي | نظرية الإصدار | سرعة الضوء | إبطاء الزمن | تقلص الأطوال | إبطاء الزمن و تقلص الأطوال | مفارقة التوأم | معادلة كلاين غوردون

نظرية النسبية العامة
تاريخ النسبية العامة | الأسس النيوتنية للنسبية العامة | أسس النسبية العامة | حل المعادلات الجيوديسية | تصنيف الحقول الكهرومغناطيسية | فرضية الرقابة الكونية | الثابت الكوني | نظرية التبدل الكوني | مبدأ التكافؤ | معادلات فريدمان | معادلة حقل أينشتاين | المبدأ العام للنسبية | ثقالة | إشعاع ثقالي | فرضية الإنحناء الويلي | ثقب أسود

أسس رياضية
تحويلات لورينتز, تناظر لورينتز, فضاء مينكوفسكي

في النصف الثاني من القرن 19 قدم جيمس كلارك ماكسويل ( 1831 – 1879 ) نظرية متكاملة عن الظواهر الكهرطيسية. لم تحوي هذه النظرية على متغيرات ميكانيكية كما في قانون التحريض الكهرطيسي:

كان من الواضح أنه لا يأخذ بعين الاعتبار أية فكرة عن جسيمات مرافقة لهذه الأمواج و قد بيّن ماكسويل في هذه النظرية أن الضوء عبارة عن أمواج كهرطيسية.

جميع الظواهر الموجية المعروفة آنذاك كانت عبارة عن تموج لوسط معين ( الأمواج على سطح الماء, الأمواج الصوتية…). لذلك اعتقد الفيزيائيون أن الضوء يجب أن يكون تموج لوسط ما أطلقوا عليه اسم الأثير, و كان على هذا الأثير أن يملأ الكون بأكمله ليؤمن توصيل ضوء النجوم البعيدة, و أن يكون سهل الاجتياز ( و إلا لكبح حركة الأرض حول الشمس ), و على الضوء أن ينتشر به بسرعة c .

حاول العديد من الفيزيائيين ومن ضمنهم ماكسويل وضع نموذج ميكانيكي للأثير لكن النجاح لم يحالفهم في ذلك و مع الوقت ساد الاعتقاد بعدم قدرة الميكانيك على تفسير الظواهر الكهرطيسية.

وبذلك تكون جملة المقارنة الغاليلية المرتبطة بالأثير متميزة عن باقي جمل المقارنة الغاليلية. و كان بالإمكان إذا استنتاج سرعة كل جملة مقارنة غاليلية بالنسبة إلى الأثير عن طريق القيام بتجارب انتشار الضوء و لما كان انطبق مبدأ النسبية الميكانيكي على انتشار الضوء.

في الواقع عندما تتحرك الأرض باتجاه ما بالنسبة للأثير و بسرعة v و نرسل من الأرض إشارة ضوئية بنفس الاتجاه ستكون سرعة الإشارة بالنسبة للأثير c و بالنسبة للأرض c-v . أما إذا أرسلت الإشارة بالاتجاه المعاكس فستكون سرعتها بالنسبة للأرض c+v . و لما كانت الأرض تتحرك حول الشمس بسرعة 30 كم. ثا-1 على مسار دائري تقريبا توقع الفيزيائيون بأن الأرض تتحرك بسرعة مماثلة تقريبا بالنسبة للأثير.

في نهاية القرن 19 أجريت تجارب عديدة لقياس التغيرات في سرعة الضوء بالنسبة للأرض و التي سببها حركة الأرض بالنسبة للأثير.لكن جميع النتائج جاءت سلبية حيث انتشر الضوء في جميع الاتجاهات بالنسبة للأرض بسرعة متساوية c . و كانت هذه النتيجة هي جوهر تجربة مايكلسون و مورلي .

تم إثبات هذه النتيجة في يومنا هذا عن طريق عمل نظام التوقيت الدولي الذي يعتمد على الساعة الذرية و كذلك عن طريق التجارب التي أجريت في الفيزياء النووية و فيزياء الجزيئات الأساسية. تدل سرعة الضوء الثابتة على تعذر التميز بين جمل المقارنة الغاليلية حتى باستخدام تجارب انتشار الضوء. ظهرت عدة فرضيات في نهاية القرن 19 تحاول تفسير النتائج التي توصلت إليها التجارب حول ثبات سرعة انتشار الضوء لكن جميعها عجزت عن تعميق فهمنا لهذه الحقيقة.

وضع اينشتاين عام 1905 المبدأين التاليين ليكونا أساس النظرية النسبية الخاصة و التي دعيت بالخاصة لأنها خاصة بجمل المقارنة الغاليلية: مبدأ النسبية و مبدأ ثبات سرعة الضوء.

[تحرير] فرضيات النسبية الخاصة
مبدأ النسبية Relativity Principle: لا توجد خصوصية أو اختلافات في القوانبن الطبيعية بين مختلف الجمل العطالية . فكل ملاحظ في أي جملة عطالية يجب أن يكون على توافق مع مراقب في جملة عطالية أخرى بشأن توصيف الواقع الفيزيائي . (تأخذ قوانين الفيزياء التعبير الرياضي نفسه في جميع جمل المقارنة الخارجية الغاليليةأي جميع جمل المقارنة الغاليلية متساوية فيزيائيا.) لا توجد جملة مقارنة مطلقة لذا لا يمكن عن طريق أية تجربة فيزيائية ( ميكانيكية, بصرية…) تجرى ضمن جملة المقارنة تحديد إذا ما كانت هذه الجملة ساكنة بالنسبة لجملة أخرى أو تتحرك بحركة مستقيمة منتظمة . حيث تم توسيع هذا المبدأ ليشمل كل الأحداث الفيزيائية.
ثبات سرعة الضوء : سرعة الضوء بالنسبة لجميع المراقبين العطاليين inertial observers واحدة ( س ) و في جميع الاتجاهات و لا تعتمد على سرعة الجسم المصدر للضوء . إن سرعة انتشار الضوء في الفراغ هي السرعة الحدية العظمى و لها القيمة نفسها في جميع جمل المقارنة الغاليلية. بغض النظر عن سرعة المنبع و جهة انتشار الضوء و حركة كل من المنبع و المراقب.
عند جمع هذين الفرضين يمكننا الاستنتاح أن الضوء لا يحتاج إلى وسط ( أثير ) ينتقل فيه كما تنص نظرية نيوتن ، فهو لا يرتبط بجملة مرجعية (نظام مرجعي) reference system .

و بما أن هذه النظرية تهمل تأثيرات الجاذبية فيجب ان ننتبه إلى تطبيقها فقط عندما تكون التاثيرات الثقالية مهملة و ضئيلة والا حصلنا على نتائج خاطئة .

[تحرير] نتائج النظرية
الفاصل الزمني بين حدثين متغير من مراقب إلى آخر لكنه يعتمد على السرع النسبية للجمل المرجعية للمراقبين.
نسبية التزامن : يمكن لحدثين متزامنين ، يحدثان في نفس الوقت في مكانين منفصلين ضمن جملة مرجعية ، أن يكونا غير متزامنين متعاقبين بالنسبة لمراقب في جملة مرجعية أخرى.
نسبية القياس : يمكن لعملية القياس التي يجريها مراقبين في جملتين مرجعيتين reference system مختلفتين أن تعطي نتائج و قياسات مختلفة لنفس الشئ المقاس.
نسبية الزمن و مفارقة التوأمين twins paradox : اذا سافر أحد توأمين في مركبة فضائية بسرعة تقارب سرعة الضوء ، فسيكتشف بعد عودته للأرض بعد خمس سنوات على ساعته ، مرور خمسين عاما على توقيت الارض و سيجد أن أخاه قد كبر خمسين عاما في حين لم يزد عمره هو سوى خمس سنين … مما يعني أن الزمن يتباطأ بتزايد سرعة الجملة المرجعية التي يتم القياس بها.
رفضت النسبية فكرة المرجع المطلق absolute reference التي تتوافق مع فكرة مكان متجانس مملوء بمادة تدعي الأثير ينتقل عبرها موجات الضوء ، لقد نسفت النسبية هذه الفكرة من جذورها استنادا إلى تجربة ميكلسون ومورلي التي بينت ثبات سرعة الضوء و قامت باستبدالها بمبدأ النسبية الذي ينص على ثبات قوانين الفيزياء ( و ليس الفضاء ) بالنسبة لكافة الجمل ذات السرع الثابتة ( الجمل العطالية inertial systems) . يمكن ببساطة التحويل بين الجمل المرجعية المتحركة بالنسبة لبعضها عن طريق مجموعة قوانين تدعى : تحويلات لورينتز .

و كما قامت النسبية بتوحيد الزمان مع المكان في فضاء واحد رباعي الأبعاد ، قامت بتبيان العلاقة بين الكتلة Mass, و العزم Momentum, و الطاقة Energy على انها تظاهرات لشئ واحد و فتحت الباب نحو تحويل هذه الظواهر إلى بعضها البعض و عوضا عن الحديث عن انحفاظ المادة Matter أو الطاقة أو العزم يمكننا الحديث عن انحفاظ مجموع هذه القيم ضمن الجمل المعزولة ..

[تحرير] ثورية النسبية
لقد كان لإعلان النظرية النسبية أثر عميق في تفكير الإنسان بشكل عام فقد جاء على مرحلتين فكريتين ضخمتين واحدة تقود إلى الأخرى فكانت النسبية الخاصة عام 1905 والنسبية العامة عام 1915 وقد أدت هذه النظرية النسبويه إلى دمج ثلاث أبعاد مكانيه spatial dimensions مع بعد زمني time dimension في فضاء رباعي الأبعاد ومتعدد الجوانب فأحدث ذلك تغيرا عظيما في الفلسفة ناهيك عن التغيرات الفيزيائية .

كلنا يعلم تجربة ميكلسون ومورلي التي أحدثت اضطرابا كبير في الفيزياء فلكي نستطيع أن نفهم النسبية نحتاج إلى فهم وجهة الخلاف في هذه التجربة . ولم يطور أينشتاين نظرية كي يبحث عن تفسير لهذه التجربة لأنه لم يكن يعلم بها وكان منغمسا في نظرية ماكسويل الكهرومغناطيسيه وكي نفهم طبيعة هذه النظرية دعونا نراقب قطارا مثلا أو نقذ بعض الأشياء أو نتحرك ثم نحاول من مراقبتنا للأشياء تحديد حركتنا أننا مهما تأنينا في مراقبتها فلن نكتشف أننا على سطح كوكب متحرك أو ساكن لان سلوكنا لا يدل على أي شي ولا يختلف الأمر إذا كنا في مركبة أو قطار أو طائره تتحرك بسرعة ثابتة إذ لن نتمكن من اكتشاف حركتنا المنتظمة (بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم) والسبب هو استقلال قوانين نيوتن في الحركة عن حركة المراقب المنتظمة أي لا يمكن أن تتغير هذه القوانين عندما ينتقل المراقب من مرجع إلى مرجع أخر يتحركان بانتظام وقد نقل اينشتاين هذه الفكرة إلى الضوء واقنع نفسه بان الضوء أقدر من قوانين الميكانيكا على كشف حركتنا المنتظمة وهذا يعني أنه لا يمكن لمعادلات مكاسويل التي تصف انتشار الضوء علاقة بحركة الراصد لأنها لو كانت متعلقة بحركة الراصد لأمكن للمعادلات أن تفيدنا في تعين حركة الشيء المطلق وكذلك تجربة ميكلسون ومورلي ولذلك رأى اينشتاين أنه يجب أن تكون سرعة الضوء في الخلاء مستقلة عن حركة المنبع الضوئي وهذا يعني ثبات سرعة الضوء :

وهذه السرعة أصبحت ثابتا كونيا ولكن لم تستند إليه قوانين نيوتن ومن ثبات سرعة الضوء اتجه اينشتاين إلى تحليل مفهومي المكان والزمان المطلقين كان عليه أن يبرهن بأن تواقت حادثين منفصلين في مكان ليس له معنى مطلق بل يتعلق بحركة المراقب وكي نثبت هذه الفكرة نحتاج إلى شرح تجربه وهي تحتاج إلى خيال وتركيز . اقرأ نسبية التزامن

هذا الثابت -سرعة الضوء- يعتبر من أهم الثوابت الكونية التي تدخل في بناء هذا الكون وأن القانون الذي لا يحتوي عليه لا يعتبر قانون كامل بل يحتاج إلى أن يستكمل إلى أن يصبح صامد نسباويا ولم يكن اينشتاين أول من ادخل مبدأ الصمود فقد أدخله نيوتن قبله على نظريته وكان مفيدا إلى حد بعيد ولنبدأ بتعريف الحادث انطباق جسيم على نقطه في الفراغ (إليكترون مثلا أو فتون ) في لحظه معينة فلكي نحدد حادثا معيناً يجب أن نعرف متى وأين وهذا يعني أن يكون لدينا مرجع مقارنه (مجموعة إحداثيات ) وبما انه نريد موقعه فعلينا أن نعطي ثلاث أعداد على المحاور التي يكونها الفراغ (س, ع, ص ) هذه الإحداثيات المكانية وكي نحدد زمن وقوع الحادث نحتاج إلى إحداثي جديد زمني فيكون مسار الجسيم منحنيا يصل بين هذه الحوادث وبما أن القانون لا يعالج حالة خاصة بل يعالج الطبيعة نفسها فيجب أن يبقى نفسه لكل المراقبين وهذا هو مبدأ الصمود وأكثر ما يميز النسبية أنها تظهر أنه لا المكان وحده مطلق ولا الزمان وحده مطلق ولكن قولنا أن كلا من الزمان والمكان ليس مطلقا لا يعني أن النسبية ليست نظرية الأشياء المطلقة بل أن الحقيقة المطلقة فيها أعلى مستوى مما في فيزياء نيوتن لأنها تمزج المكان بالزمان في – زمكان – متشعب الجوانب ولكي نوضح ذلك نلاحظ أولا أن كلا من المسافة بين حادثين والمدة الزمنية الفاصلة بينهما هي نفسها وفقا لفيزياء نيوتن بالنسبة لجميع المراقبين – أي أن المدة مطلقة والمسافة مطلقة – أما في النظرية النسبية فيجد أن المراقبون المختلفون مسافات مختلفة وأزمنة مختلفة ومع ذلك تعلمنا النسبية أن مزيجا معينا للمكان والزمان الفاصلين بين حادثين يكون واحدا بالنسبة إلى جميع المراقبين وللحصول على مربع هذه الفاصلة الزمكانيه المطلقة بين الحادثين نربع المسافة بين الحادثتين ونطرح منها حاصل ضرب سرعة الضوء في المدة الزمنية بين الحادثين فنحصل على المقدار المطلق .

ويمكن أن يستنتج من الفاصلة الزمنية التي سبق ذكرها كل النتائج الهامة التي تنبثق عنها النظرية النسبية الخاصة مثل تقلص الأطوال المتحركة وتباطؤ الزمن وتزايد الكتلة وتكافؤ الطاقة والكتلة .

و في عام 1916 نشر أينشتاين بحثه عن نظرية النسبية العامة في مجلة علوم أكاديمية . يمثل هذا البحث عشر سنوات قضاها أينشتاين بحثا عن تطوير نظريته القديمة وكان الدافع لهذه النظرية هو أن نظرية الخاصة تركت المكان والزمان مبتورين ولان أينشتاين يرى أن الطريق إلى الوصول لتوحيد القوى الفيزيائية كان يجب أن تكون نظرية صامدة نسبيا ولان النظرية الخاصة لم تكن كذلك حاول أن يتمها بالعامة لان الخاصة لا تنطبق إلا على ما يدعى (( المراقبون العطاليون أي المراقبون الذي تحرك أحدهم بالنسبة للأخر بمتجه سرعة ثابتة )) وهذه النظرية تبين أن الطبيعة تفضل المرجع العطالي ورأى اينشتاين أن هذا المرجع العطالي عيب في نظرية لأنه كان يؤمن أن جميع المراجع بغض النظر عن حركتها تتكافئ لدى الطبيعة ولابد لها أن تظم الحركة بتسارعات مختلفة لقد بدأ اينشتاين عند بناء نظريته النسبية العامة بملاحظات جداً عامة كان غاليليو أول من توصل إليها وهي أن جميع الأجسام التي تسقط سقوطاً حراً من ارتفاع تتحرك بتأثير ثقالة الأرض بتسارع واحد مهما كانت كتلها كما لاحظ أن جميع الأجسام المتحركة في مرجع متسارع تستجيب إلى هذا التسارع بالطريقة نفسها مهما كانت كتلتها ومن هاتين الملاحظتين اعتمد مبدأ من أهم المبادئ الفيزيائية وهو مبدأ التكافؤ الذي ينص على أنه لا يمكن تمييز قوى العطالة من قوى الثقالة فأصبح هذا المبدأ أساس نظرية النسبية العامة لأنه نفى إمكان تعيين حالة الشيء الحركية بملاحظة قوى العطالة أو اكتشافها سواء أكان مرجعنا متسارع أم لا يمكن أن نتابع تفكير أينشتاين بتجربة فكرية شهيرة وهي تخيل فيها أن مراقبا في مصعد (وكان في هذا المصعد أجسام مشدودة إلى أسفل ) كان في بداية الأمر معلق فوق الأرض ساكناً ففي هذه الحالة سوف تكون جميع التجارب التي يجريها المراقب تتفق تماماً مع تجارب مراقب خارج المصعد على الأرض سوف يستنتجان قوة الثقالة ….الخ دعوانا ننتقل مع المراقب الذي في المصعد بتسارع(9.8 متر /ثانية) متجهين ألى أعلى عكس قوة الثقالة وبنفس تسارع الأجسام على الأرض إذا كان منطقيا مع نفسه سوف يبقى على استنتاجه لأن جميع الأجسام سوف تبقى على نفس تصرفها عندما كان المصعد معلق على الأرض وهذا هو مبدأ التكافؤ فهو يجنب المرء أن يستنتج بأنه موجود في مرجع متسارع لأن كل الآثار الناجمة عن هذا التسارع تماثل الآثار الناجمة عن الثقالة في مرجع ساكن أو يتحرك حركة مستقيمة منتظمة في حقل ثقالي وهكذا يدعم هذا المبدأ نظر اينشتاين بأنه لا يمكن ان فرق بين الحركة المتسارعة accelerated والغير متسارعة لأن قوى العطالة الناجمة عن التسارع هي نفسها ناجمة عن الثقالة فلا يستطيع المراقب أن يفرق ومن هنا لا يوجد فرق حول ماذا يرصد المراقب هل يرصد الأجسام المادية من الناحية التحركية أو الحركة أو انتشار الضوء مما أدى باينشتاين إلى استنتاج مهم جدا بشأن سلوك الضوء فحينما تمر حزمة ضوئية عبر المصعد المتسارع في اتجاه عمودي على تسارعة تبدو أنها تسقط نحو أرض المصعد مثلما تسقط الجسيمات المادية لآن أرضه تتحرك حركة متسارعة ولما كان مبدأ التكافؤ ينص على أن لا فرق بين آثار التسارع و الثقالة لذلك توقع اينشتاين أن تسقط الحزمة الضوئية في الحقل الثقالي كما تسقط الجسيمات المادية وقد ثبت هذا التوقع بحذافيره في أثناء كسوف الشمس الذي حدث عام 1919 فقد شوهد أن الحزمة الضوئية تنحرف نحو الشمس عندما تمر بجوارها وكان مقدار الانحراف متفقا مع ما توقعه اينشتاين ونلاحظ أنه لا خلاف بين النظرية العامة والنظرية الخاصة في أنهما مبنيتان على زمكان رباعي الأبعاد والعامة تشمل الخاصة ولكنها تختلف عنها في أن هندسة النسيبة العامة لا إقليدية وهذا الجانب هو الذي يقود إلى مبدأ التكافؤ وكي نفهم الفضاء الا إقليدي دعونا نعود إلى المصعد قليلا …. ونتخيل الآن أن المصعد يسقط سقوط حر نحو الأرض ففي هذه الحالة يسقط المراقب وكل شي داخل المصعد بسرعة واحدة كما أن الشيء المقذوف يتحرك عبر المصعد حركة مستقيمة كما يرها المراقب أي لا يوجد لديه حقل ثقالي أما بالنسبة للمراقب الواقف على الأرض فلا يرى المقذوفات تتحرك حركة مستقيمة و أنما على هيئة قطوع مكافئة لذلك لا وجود للثقالة بالنسبة للمراقب الذي في المصعد بينما موجودة للمراقب الذي على الأرض فكيف نخرج من هذا التناقض لقد رأى اينشتاين أن الحل يمكن في إعادة فهم القوة الثقالية لأن مفهوم نيوتن لها ليس مفهوما مطلقاً ويتغير من مرجع إلى أخر كما حدث في التجربة السابقة ولذلك قام اينشتاين بإعادة قانون نيوتن الأول ليشمل هذا المفهوم وأصبح القانون «أن الأجسام تتحرك دائما في خطوط مستقيمة سواءً أكانت في حقل ثقالي أم لا»، ولكن يجب إعادة تعريف الخطوط المستقيمة كي ينتهي الإشكال وتشمل خطوطا ليست مستقيمة بالمعنى الأقليدي وقام اينشتاين بذلك وبين كيفية هندسة الزمكان الأقليدية في الفضاء المليء بالكتل وهندسة الاقليدية في الزمكان الخالي من الكتل وأصبح السبب في حركة الأجسام في الحقل الثقالي gravitational field هو أتباع الأجسام للانحناء الزمكاني وتعد هذه الحركة في الهندسة اللا إقليدية حركة في خطوط مستقيمة لأنها اقصر مسار في هذه الهندسة وكان لهذه الدراسة التي قدمها اينشتاين نتائج كثيرة من انحراف حزمة الضوء وظاهرة (مبادرة حضيض الكواكب ) وأيضاً ظاهرة (الإنزياح الاينشتايني نحو الأحمر).

وأيضا تتنبأ هذه الهندسة الناشئة عن وجود أجسام ذات كتل هائلة كالنجوم تتوقع بأن يتباطأ الزمن بالقرب من هذه النجوم أضف إلى ذلك تقلص الأطوال وكان أعظم أنجاز حققته النسبية العامة كان في مجال علم الكون ( الكوسمولوجيا Cosmology ) فقد طبق اينشتاين نظريته الثقالية على الكون بمجملة وتوصل على نموذج سكوني لا يتوسع و لا ينهار على نفسه ثم أثبت باحثون إن النظرية تؤدي إلى نموذج لا سكوني متوسع وهكذا ساهمت هذه النظرية في إثراء علم الكون .

[تحرير] الزمكان في النسبية الخاصة

مخروط الضوء المستقبلي والماضي.المقال الرئيسي: نسبية التزامن

إذا افترضنا أن الضوء الصادر عن حدث event معين في نقطة ما من الفضاء ينتشر بسرعته الثابتة س فهذا يعني أنه يغطي كرات تحيط بهذا الحدث و هذه الكرات تتوسع بزيادة قطرها مع الزمن حسب سرعة الضوء المنتشر .

لصعوبة تمثيل فضاء رباعي الأبعاد four-dimensional space سوف نضطر لحذف أحد الأبعاد المكانية مكتفين ببعديين مكانيين و بعد زمني شاقولي ، فتأخذ كرات الضوء المتوسعة شكل دوائر متوسعة مع تزايد الزمن أي مع الارتفاع على المحور الشاقولي و بهذا يمثل انتشار الضوء المخروط المتشكل من الدوائر المتوسعة .

في الحقيقة ، يمكن تخيل مخروطي ضوء لكل حدث : مخروط متجه نحو الأعلى يدعى مخروط الضوء المستقبلي Future Light Cone و يمثل مجموعة النقاط التي يمكن وصول الضوء من الحدث المعني اليها ( هذه النقاط في الفضاء الرباعي الأبعاد تمثلها 4 أرقام هي الاحداثيات المكانية الثلاثية و الاحداثي المكاني فهي تحدد النقطة الفراغية مع زمن وصول الضوء عليها … ) أما خارج المخروط فهي النقاط التي لا يمكن وصول الضوء اليها ( هذه النقاط تمثل نقاطا فراغية مع زمن يستحيل وصول الضوء خلاله لأنه يستلزم انتشار للضوء بسرعة تفوق س و هو أمر مستحيل حسب النسبية ) .

المخروط المتجه نحو الاسفل يدعى مخروط الضوء الماضي Past Light cone و يمثل مجموعة الحوادث التي يمكن أن يصل منها شعاع ضوئي إلى الحدث ( في هذه النقطة و اللحظة الزمنية ) .

التزامن و السببية.في الشكل الأيسر :

لنفترض وجود حدثين أ و ب في نفس الجملة المرجعية reference system و في نفس المكان ضمن هذه الجملة لكن بفاصل زمني ( يشتركان بالموقع المكاني و يختلفان بالاحداثي الزمني time coordinate) كما نفترض وجود حدثين ب و ج ضمن جملة مرجعية واحدة بحيث يحدثان آنيا ( أي في وقت واحد ) لكنهما يقعان في موقعين مختلفين . ( يشتركان بالاحداثي الزمني و يختلفان بالاحداثيات المكانية ) .

في الجملة المرجعية الاولى يمكن ل أ أن يسبق ب فعندئذ يكون أ سابقا ل ب في كل الجمل المرجعية و من الممكن للمادة أن تنتقل من أ إلى ب بحيث نعتبر أ سببا و ب نتيجة فتكون هناك علاقة سببية بين أ و ب . في الواقع لا وجود لأي جملة مرجعية تقلب هذا الترتيب السببي .

لكن هذه الحالة لا تنطبق في حالة الحثين أ و ج ( ج يقع خارج المخروط الضوئي ل أ كما هو واضح ) حيث توجد جمل مرجعية ترى حدوث أ قبل ج و جمل مرجعية ترى حدوث ج قبل أ . لكن هذا بكل الأحوال لا يكسر قانون السببية لأنه يستحيل نقل المعلومات بين أو ج أو بين ج و أ لأن هذا يستدعي سرعة أكبر من سرعة الضوء . بكلام آخر يمكن لبعض الجمل المرجعية أن ترى الأحداث بترتيب مختلف لكن لا يمكن لهذه الجمل أن تتواصل فيما بنها لأنها تحتاج اشارات أسرع من الضوء ، و هكذا يحفظ مبدأ ثبات سرعة الضوء في النسبية قانون السببية و يحمينا من مفارقات العودة في الزمن .

[تحرير] هندسة الزمكان في النسبية الخاصة
الفضاء الزمكاني في نظرية النسبية الخاصة هو فضاء منكوفسكي رباعي الأبعاد ، و هو فضاء يشابه الفضاء الأقليدي الثلاثي الأبعاد المعتمد في الميكانيك النيوتني من حيث سكونيته ، فالخاصية الحركية ستدخلها فيما بعد نظرية النسبية العامة لتحول الزمكان من فضاء رباعي الأبعاد سكوني إلى فضاء رباعي الأبعاد حركي .

بالرغم من البعد الرابع فإن مشابهته للفضاء الأقليدي من الناحية السكونية تجعله سهل التعامل فمعظم قواعد الفضاء الإقليدي تطبق هنا ذاتها بعد اضافة الحد الموافق للإحداثي الرابع (الزمني ) .

يعطى التفاضل للمسافة (ds) في فضاء ثلاثي الأبعاد بالعلاقة التالية :

حيث (dx1,dx2,dx3) هي تفاضلات الإحداثيات الثلاثة أو الأبعاد الفراغية الثلاثة . أما في الفضاء الزمكاني للننسبية الخاصة قنضيف احداثي رابع زماني بواحدة تساوي سرعة الضوء c فتكون المعادلة التفاضلية للأبعاد الأربعة :

في العديد من الحالات ، يكون من الأنسب معاملة الاحداثي الزمني كعدد تخيلي ( مثلا لتبسيط المعادلة ) و في هذه الحالة يستبدل t في المعادلة السابقة ب i.t’ ، و تصبح المعادلة :

في خالات أخرى نقوم باختزال الأبعاد المكانية الثلاثة إلى اثنين و نتعامل عندئذ مع فضاء ثلاثي الأبعاد : بعدبن مكانيين و آخر زماني .

يمكننا أن نلاحظ الخط الجيوديسي الصفري على المخروط الثنائي لأي حدث في الصورة التالية :

و يمكن تعريفه بالمعادلة التالية :

أو:

وهي معادلة دائرة ذات قطر r=c*dt. لو مددنا ذلك الكلام لفضاء كامل ذو ثلاث أبعاد مكانية و واحد زماني ،فإن الجيوديسي الصفري عبارة عن دوائر متمركزة مستمرة ذات أقطار متزايدة

تساوي المسافة التي يقطعها الضوء من الحدث = c*(+ أو -)الزمن .

المخروط الثنائي الصفري هو ما يمثل “خط الضوء” أو مسار الضوء الصادر عن تلك النقطة او ما ندعوه بالحدث ضمن الفضاء الرباعي الأبعاد ، و بما أن الضوء صاحب أكبر سرعة في الكون حسب النظرية النسبية فإنه لا وجود لمسارات تنطلق من هذه النقطة ( الحدث ) و تخرج عن نطاق هذا المخروط الثنائي ( ببساطة لأن لا شيء أسرع من الضوء ) . ندعو المخروط العلوي : مخروط الضوء المستقبلي و هو يشمل الأحداث المستقبلية التي يمكن أن تتلقى إشارة من الحدث المعني . أما المخروط السفلي فيدعى مخروط الضوء الماضي و يشمل الأحداث الماضية التي يمكن لها بعث إشارة إلى هذا العنصر . كل ما هو خارج هذين المخروطين لا يمكن له التواصل مع هذا الحدث لا كماضي و لا كمستقبل .


التصنيفات
العلوم الفيزيائية

عنصــــــــــــر الاكسجين

الاكسجيــــن
تعريفه هو عباره عن غاز عديم اللون والورائحه وهو عنصر كيميائى وهو يوجد فى المجموعه السادسهمن الجدوال الدورى للعناصر الكيميائيه.
اكتشاف الأكسجين
اهتم العلماء قديماً بالاحتراق والتنفس، وقد ظهرت أولى الدلالات على ذلك في مخطوطات صينية من القرن الثامن تشير إلى ما يأتي: « لا يساعد جميع الهواءـ بل قسم منه ـ على الاحتراق
خصائصها
1/ عديم اللون.
2/ لا طعم له .
يوجد فكتر الغازات انتشار فى الطبيعه .
اهم مركباته الهواء الجووووى
حالته الطبيعيه
يوجد الاكسيجن فى وفره فى الطبيعه ويوجد فى القشره الارضيه بنسبه (47% كتلة) وهو يكوّن 89% من كتلة المحيطات، و23% .
درته
الأكسجين هو العنصر ذو العدد الذري 8= z الواقع في رأس العمود السادس، وتوافق بنيته الإلكترونية الأساسية التشكيل 1s 2, 2s 2 , 2p 2 .
الجسم
يتكون الأكسجين في جميع الحالات الفيزيائية من جزيئات صيغتها o 2.


التصنيفات
العلوم الفيزيائية

السقوط الحر

السقوط الحر
تعليم_الجزائر

(الفيل والريشه)

لو خرجنا من الافتراضات ان :

· الفيل

والريشةتعليم_الجزائر

متواجدان على ذات الارتفاع عن الارض وان مقاومة الهواء غير مؤثرة وانه تم اسقاطهما (دون سرعه ابتدائية) بذات الوقت….

فمن منهما الفيل ام الريشة سيصل اولا الى الارض؟

فلننظر الى الرسم التالي ممثلا حالة كالتي وصفت اعلاه والسهم الاحمر يمثل فكتور التسارع لكل من الفيل والريشه

تعليم_الجزائر

نرى في الرسم ان الاثنين قد وصلا الى الارض بنفس الزمن وانهما دائما كانا بعد مرور زمن معين بذات الارتفاع عن الارض (يقطعات نفس الازاحات)
والسؤال الذي يطرح نفسه هنا هو لم حصل هذا مع انه حسب قانون نيوتون الثاني

f = m *a ∑

اي ان الكتله تؤخذ بعين الحسبان…

والشرح بسيط وهو يتمثل بالقوى المؤثرة على الجسم… فنلاحظ ان القوى الوحيدة التي تعمل على كل من الفيل والريشة هي قوة الوزن mg اي ان f = mg ∑ ومن هنا نحصل على انه:

m*g = m*a

واذا قسمنا على m نحصل على ان :

F = a = g∑

اذا نستنتج ان :

حسب قانون نيوتون الثاني ففي السقوط الحر:

· لا تؤثر كتلة الجسم على سرعته او تسارعه
· التسارع دائما مساوي لتسارع الجاذبية


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية .


merciiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

شكراااا وبارك الله فيكم على الشرح المفيد


الشكر الجزيل…

التصنيفات
العلوم الفيزيائية

قاموس قوانين الفيزياء


**قاموس قوانين الفيزياء:

قاعدة ارخميدس:
يفقد الجسم المغمور في مائع جزئيا او كليا جزأ من وزنه بقدر وزن المائع المزاح.

قانون بويل :
يتناسب حجم الغاز المحصور عكسيا مع الضغط الواقع عليه .

قانون آوم :
يتناسب فرق الجهد بين طرفي موصل طرديا مع شدة التيار .

قانون شارل :
يتناسب حجم الغاز طرديا مع درجة الحرارة المطلقة .

القانون الاول في التحريك الحراري :
التغير في الطاقة الداخلية لنظام حراري= كمية الحرارة -الشغل
ثابت على كافة المسارات

القانون الثاني في التحريك الحراري :
لا يمكن انتقال الحرارة من مستودع بارد الى مستودع ساخن دون الحاجة الى بذل شغل .

مبدأ برنولي :
مجموع طاقة الوضع و طاقة الحركة لوحدة الحجوم و الضغط ثابت على مسار مائع متحرك

قانون ستوكس :
تتناسب قوة مقاومة المائع لجسم كروي ساقط فيه تناسباً طردياً مع كل من نصف قطر الكرة ومعامل لزوجة المائع و سرعة سقوط الجسم.

قانون نيوتن الاول :
الجسم الساكن يبقى ساكناً و الجسم المتحرك بسرعة منتظمة يبقى كذلك ما لم تؤثر عليه قوة .

قانون نيوتن الثاني :
اذا اثرت قوة على جسم تكسبه تسارعاً يتناسب طردياً مع القوة المؤثرة .

قانون نيوتن الثالث :
لكل فعل رد فعل مساو له بالمقدار و معاكس له بالاتجاه .

قانون أمبير :
الدوران المغناطيسي على مسار مغلق في الفراغ ثابت ومساو لثابت النفاذية مضروبة بالتيار .

قانون لنز :
يكون اتجاه التيار الحثي بحيث يقاوم الاثر المولد له .

قانون فرادي :
القوة الدافعة الحثية المتولدة في الملف تتناسب طرديا مع المعدل الزمني للتغير في التدفق المغناطيسي .

قانون كولوم :
تتناسب القوة بين شحنتين طرديا مع كل منهما وعكسيا مع مربع المسافة بينهما .

قانون جول :
يتناسب معدل توليد الطاقة في مقاومة بحتة طرديا مع مربع شدة التيار .

مبدأ باسكال :
إذا تعرض سائل لضغط فإن الضغط يتوزع على جميع نقاطه بالتساوي .

قانون الانعكاس الاول :
زاوية السقوط=زاوية الانعكاس .

قانون الانعكاس الثاني:
الشعاع الساقط والشعاع المنعكس والعمودالمقام تقع في مستوى واحد .

قانون سنل في الانكسار :
ناتج قسمة جيب زاوية السقوط على جيب زاوية الانكسار ثابت.

القانون الاول في الكهروستاتيكية :
الشحنات المختلفة تتجاذب والمتماثلة تتنافر .

قانون بيوسافار:
ل يسري فيه تيار ت مجال مغناطيسي في d ينتج عن جزء من موصل ل *ت *جيب الزاوية وعكسيا d نقطة تبعد ف يتناسب طرديا مع كل من مع مربع المسافة.

مبدأ هايزنبرغ :
حاصل ضرب الخطأ في قياس موقع جسيم في الخطأ في قياس زخمه رقم لا يقل عن رتبة ثابت بلانك مقسوما على اربعة امثال النسبة التقريبية.

طاقة الفوتون :
يحمل الفوتون طاقة= ثابت بلانك *التردد

و كما أني شوف أنو الموضوع يثبت ،و الله أعلم،الرأي رأيكم طبعا

تقبلوا مني كل تحياتي


السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية . شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك … لك مني أجمل تحية .