ae.llcitycouncil.org
علم

10 طرق ترى فيها نظرية النسبية لأينشتاين في الحياة الواقعية

10 طرق ترى فيها نظرية النسبية لأينشتاين في الحياة الواقعية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


في عام 1905 ، طور ألبرت أينشتاين نظريته في النسبية. غيّر هذا العمل الرائد طريقة تفكيرنا وإدراكنا للعالم من حولنا ، وقلب قرونًا من التفكير العلمي المقبول.

تشبيهي المفضل للنظرية يأتي من الرجل نفسه:

"عندما تجلس مع فتاة لطيفة لمدة ساعتين ، تعتقد أنها دقيقة واحدة فقط ، ولكن عندما تجلس على موقد ساخن لمدة دقيقة ، تعتقد أنها ساعتان. هذه هي النسبية." - ألبرت أينشتاين

حول النظرية نفسها

بالنسبة لمعظم الناس ، قد يبدو الأمر وكأنه حل رياضي معقد لمشكلة باطنية. ولكن إلى أي مدى يفسر جيدًا الأشياء التي نراها في حياتنا اليومية؟

أولا بعض التوضيح في محله. عندما نشير إلى نظرية النسبية ، نحتاج إلى أن نكون أكثر وضوحًا.

تنص النظرية النسبية الخاصة على أن قوانين الفيزياء متساوية في الكون مع كائن أو مراقب ثابت أو غير متحرك. في الفراغ تكون سرعة الضوء ثابتة ومستقلة عن أي مراقب. قدم إطارًا جديدًا لجميع الفيزياء واقترح مفاهيم جديدة للمكان والزمان.

لكن كانت هناك مشكلة ماذا عن التسارع والجاذبية؟ أمضى أينشتاين السنوات العشر التالية في محاولة تضمين التسارع في النظرية ونشر نظريته عن النسبية العامة في عام 1915. وفيها ، قرر أن الأجسام الضخمة تسبب تشوهًا في الزمكان ، والذي يُحس به كجاذبية.

يمكن التفكير في هاتين النظريتين بشكل جماعي على أنهما نظرية النسبية. يساعد في تفسير حركة الكواكب وتأثير الجاذبية على الضوء لوجود الثقوب السوداء.

بقدر ما تبدو النظرية معقدة ، فهي في الواقع بسيطة بشكل مدهش. أولاً ، لا يوجد إطار مرجعي "مطلق" ، ومن ثم النسبية. في كل مرة تقيس فيها سرعة جسم أو زخمه أو مروره ، يكون ذلك دائمًا مرتبطًا بشيء آخر. ثانيًا ، سرعة الضوء هي السرعة التي تقيسها ، سواء كانت في حالة حركة أم لا. الثالث، لا شيئ يمكن أن تذهب أسرع من الضوء.

بالنظر إلى كل ذلك ، كيف يمكننا أن نرى آثار النسبية في الحياة الواقعية؟ هيا نكتشف.

1. نظام تحديد المواقع العالمي

بدون تعويض التأثيرات النسبية ، فإن وحدة GPS التي تخبرك ، على سبيل المثال ، 0.8 كم ، إلى محطة الوقود التالية ستكون 5 أميال (8 كم) بعد يوم واحد فقط.

أوضح باحثون من جامعة ولاية أوهايو: "نظرًا لأن مراقبًا على الأرض يرى الأقمار الصناعية في حالة حركة بالنسبة لهم ، فإن النسبية الخاصة تتنبأ بأننا يجب أن نرى ساعاتهم تدق ببطء أكثر".

[مصدر الصورة: بيكساباي]

لماذا ا؟ على الرغم من عدم اندفاعها بسرعة الضوء ، فإن أقمار GPS الصناعية تسير بسرعة كبيرة (حوالي 6000 ميل في الساعة أو 10000 كم / ساعة). عامل في أنهم يرسلون إشارات إلى سطح الأرض الذي هو تحت تأثير أكبر من جاذبية الأرض. يؤدي هذا إلى تمدد زمني نسبي صغير ولكنه غير محسوس يضيف حوالي 4 ميكروثانية كل يوم. أضف تأثيرات الجاذبية ويرتفع الرقم إلى حوالي 7 ميكروثانية.

2. كل ما يلمع ليس ذهبًا

معظم المعادن "لامعة" لأن معظم الضوء ينعكس مع امتصاص بعضه وإعادة إرساله عندما تقفز الإلكترونات وتهبط داخل المدارات.

الذهب ، مع ذلك ، هو ذرة ثقيلة للغاية. تتحرك الإلكترونات الداخلية بسرعة كبيرة (تقترب من نصف سرعة الضوء) بحيث تزداد كتلتها ويقصر طولها تحت تأثير نظرية النسبية. هذا يمنحهم المزيد من الزخم والمسارات الأقصر.

هذه الإلكترونات لها نفس القدر من الطاقة الموجودة في الأصداف الخارجية وبالتالي فإن الطول الموجي الممتص والانعكاس أطول. هذا يعني أنه يتم امتصاص ضوء أكثر من "العادي" ، والذي يقع في الطرف الأزرق من الطيف.

هذا يعني أن الضوء المنعكس من الذهب يحتوي على درجة أقل من اللون الأزرق والبنفسجي مما يعطي الذهب لونه المصفر لأن هذا الجزء من الطيف أطول من الأزرق.

هذه مقالة رائعة إذا كنت تريد معرفة المزيد.

4. العودة إلى الذهب

لا تؤثر نظرية النسبية على لون الذهب الجذاب فقط. كما أنه يؤثر على قدرة الذهب ، وعدم قدرته على التفاعل مع المواد الأخرى.

يحتوي الذهب على إلكترون واحد فقط في غلافه الخارجي (وفقًا لنموذج بوهر الساذج) ، مما يجعله شديد التفاعل (فكر في الكالسيوم أو الليثيوم). نظرًا لأن الذهب عبارة عن ذرة ضخمة أو ثقيلة ، فإن هذه الإلكترونات تقترب من النواة. هذا يعني أن الإلكترونات أقل عرضة للتأثر بالذرات الأخرى لأنها أكثر عرضة للاحتفال مع إلكترونات الذهب الأخرى القريبة من النواة.

3. المغناطيسات الكهربائية

تعمل المغناطيسات الكهربائية عن طريق النسبية. عندما يتدفق التيار المستمر عبر سلك واحد ، تكون المادة الموصلة محايدة كهربائياً بدون صافي شحنة موجبة أو سالبة. الآن دعنا نضع سلكًا متطابقًا آخر بجوار الأول.

بافتراض أن التيارات تتحرك وبنفس القوة ، في نفس الاتجاه ، فإن الإلكترونات في السلك الأول "ترى" الإلكترونات في السلك الثاني بلا حراك. من منظور الإلكترونات ، يبدو أن البروتونات في كلا السلكين تتحرك. نظرًا لانكماش الطول النسبي ، يبدو أنها متقاربة بشكل أكبر ، لذلك هناك شحنة موجبة لكل طول سلك أكثر من الشحنة السالبة. نظرًا لأن الشحنات المتشابهة تتنافر ، فإن السلكين يتنافران أيضًا.

اعكس أحد التيارات في أحد الأسلاك وستحصل على التأثير المعاكس وسوف تجتذب مما يخلق لك مغناطيسًا كهربائيًا - رائعًا.

[مصدر الفيديو: فيريتاسيوم]

5. الزئبق

الزئبق ، مثل الذهب ، ذرة ثقيلة جدًا. كما هو الحال مع الذهب ، يتم الاحتفاظ بالإلكترونات بالقرب من النواة (وبالتالي يكون لها سرعة وكتلة أكبر مما كان متوقعًا). هذا يعني أن الروابط بين الذرية ضعيفة بما يكفي لأن يكون لدى عطارد نقطة انصهار منخفضة عن المعادن الأخرى وبالتالي توجد في حالة سائلة على الأرض.

6. تلفازك القديم

تحتوي أجهزة التلفزيون القديمة على قطعة من التكنولوجيا تسمى أنبوب أشعة الكاثود. تعمل هذه عن طريق إطلاق الإلكترونات على سطح الفوسفور باستخدام مغناطيس كبير. كل إلكترون يساوي بكسل مضاء على الشاشة. تنتقل هذه الإلكترونات بحوالي 30 في المائة من سرعة الضوء ويجب تعويض التأثيرات النسبية عند تصميم أشكال المغناطيس.

7. الضوء

اقترح إسحاق نيوتن أن هناك إطار راحة مطلقة في الكون. إذا كان هذا صحيحًا ، فلا يجب أن يوجد الضوء على الإطلاق.

أوضح أندرو مور من كلية بومونا ذلك على النحو التالي:

"لن تكون المغناطيسية موجودة فحسب ، بل لن يكون الضوء موجودًا أيضًا ، لأن النسبية تتطلب أن تتحرك التغييرات في المجال الكهرومغناطيسي بسرعة محدودة بدلاً من أن تتحرك على الفور ، إذا لم تفرض النسبية هذا المطلب ... سيتم توصيل التغييرات في المجالات الكهربائية على الفور ... بدلاً من ذلك من خلال الموجات الكهرومغناطيسية ، ولن تكون هناك حاجة إلى المغناطيسية والضوء. "

8. وجودك ذاته

جاءت كل الكتلة في نظامنا الشمسي من مستعر أعظم قبل ولادة شمسنا. نحن أبناء هذا النجم الميت منذ زمن طويل وجميع الذرات الأثقل يتم تكوينها وصنعها داخل السوبرنوفا.

تحدث السوبرنوفا عندما تتغلب التأثيرات النسبية على التأثيرات الكمومية في النجوم الضخمة. تنهار الطبقات الخارجية للنجم على اللب. ثم ينفجر هذا مكونًا عناصر أثقل من الحديد. في الواقع ، تقريبًا جميع العناصر الثقيلة التي نعرفها اليوم.

9. (و 10) * الطاقة النووية وضوء الشمس

* (حسنًا ، لقد غشنا قليلاً)
من محطات الطاقة النووية إلى نجمنا المحلي ، يصف E = MC2 ظاهرة الكتلة والطاقة مترابطة وقابلة للتحويل إلى بعضهما البعض. بدون هذا لن يكون لدينا طاقة نووية والأهم من ذلك لن يكون لدينا ضوء الشمس.

راجع أيضًا: خريطة واحدة توضح كيفية اتصال الفيزياء بكاملها

المصادرالعلوم الحية ، جون ووكر ، فيريتاسيوم


شاهد الفيديو: الدكتور عدنان إبراهيم l نسبية آينشتاين بطريقة ميسرة


تعليقات:

  1. Keita

    أعني أنك لست على حق. أدخل سنناقش. اكتب لي في PM ، سنتعامل معها.

  2. Antton

    هذا يمكن مناقشته إلى ما لا نهاية.

  3. Negami

    ما الكلمات ... سوبر ، عبارة رائعة

  4. Eachann

    بشكل لا يصدق!

  5. Diji

    عصر المدونات الجيدة يقترب من نهايته. وسرعان ما سيمتلئون جميعًا بالتعليقات القذرة. خف أيها المؤمن الصغير ، لأن هذا قريب جدًا!

  6. Frazer

    يا لها من عبارة مسلية



اكتب رسالة