معامل لورنتز

أو

حيث:

مقسوم السرعة النسبية على سرعة الضوء،

تقلص الأطوال

v السرعة النسبية c هي سرعة الضوء.

حيث

من جهة ثانية، وصل مصادم الهدرونات الكبير إلى تسريع البروتونات إلى أن تصل كتلة البروتون نحو 200 بروتون، أي تعادل كتلة البروتون المسرّع نحو كتلة ذرة الرصاص.

m' الكتلة النسبية أو كتلة الجسيم المتحرك،

m كتلة السكون.

من جانب آخر، يبين الجدول المنشور اسفله تحت عنوان «قيمته» أن معامل لورينتز يصل إلى نحو = 22 عندما تصل سرعة الجسم أو الجسيم 999و0 من سرعة الضوء.

وفي هذا الصدد، ينتج من تلك العلاقة أن جسما لا يمكن من الوجهة العملية أن تبلغ سرعته سرعة الضوء، إذ أن تسريع الجسم يحتاج إلى طاقة وكلما زادت كتلة الجسم احتاج لتسريعه طاقة أكبر، وزيادة سرعته تزيد من كتلته فبالتالي يحتاج إلى طاقة أكبر فأكبر لتسريعه أكثر حتى تصبح الطاقة اللآزمة لتسريعه لا نهائية، أي لا يمكن تحضيرها عمليا.

أساسيات كريغ إيغان

ومن جهة أخرى، محاكي راب للنسبية الخاصة برنامج حاسوبي يوضح تأثير السفر بسرعة قريبة من سرعة الضوء

وفي السياق ذاته، أفكار منيرة رسوم متحركة فكاهية عن النسبية الخاصة لعامة الناس، يانيك ماهي، 2005

ضوء أينشتاين مقدمة غير تقنية فائزة بجائزة.

تحويل لورينتز

وصلات خارجية

النسبية: نظرية النسبية.

إضافةً إلى ذلك، أشخاص: آرثر إيدينجتون – ألبرت آينشتاين – هيندريك لورينتز – هيرمان مينكوفسكي – بيرنارد ريمان – هنري بوانكارييه – اليكسندر ماكفارلين – هاري باتيمان – روبرت شانكلاند – بلو وييلر

حيث

إضافةً إلى ذلك، تنص النظرية النسبية على أن الأطوال تقصر «في اتجاه الحركة» وذلك عندما يقوم مشاهد خارج النظام بقياسها. ومثلًا إذا افترضنا قطارا يسير بسرعة v مقاربة من سرعة الضوء c وبه راكب يقوم بقياسه ونفترض أن الطول الذي يحصل عليه داخل القطار L . ونفترض مشاهد واقف على رصيف المحطة يقوم هو كذلك بقياس القطار الذي يمرق أمامه بالسرعة v فهو يحصل على الطول L' . العلاقة بين الطولين يحددها معامل لورينتز الذي يعتمد على مربع النسبة بين سرعة القطار وسرعة الضوء

تباطؤ الزمن

طبقا للعلاقة أعلاه.

ومن جهة أخرى، أي أن المشاهد الواقف على المحطة يقيس القطار المارق من أمامه بالطول L' بينما يقيسه راكب القطار (ويتحرك بنفس سرعة القطار) بالطول L ، وهذا ما تعنيه «النسبية»، أي نسبية قياس طول القطار بالنسبة لمشاهدين أحدهما يتحرك مع القطار ويقيسه والآخر يشاهده من المحطة، تختلف النتيجتان.

ما معنى تقلص الطول؟

• L هو طول الجسم في حالة السكون.
• L' هو الطول الظاهر للراصد.
• هي السرعة النسبية بين الراصد والجسم المتحرك.

هي سرعة الضوء،

من جانب آخر، وكما تحدث نسبية قياس الأطوال وعلى الأخص عندما تقترب سرعة النظام المتحرك بسرعة مقاربة من سرعة الضوء فتصبح ملحوظة كذلك يكون قياس الزمن نسبي بالنسبة لشخص يتحرك مع الصاروخ وآخر واقف على منصة الإقلاع (انظر أسفله).

قيمته

وفي هذا الصدد، عند تكون السرعة النسبية بين الراصد والمتحرك صفر فإن معامل لورنتز يأخذ أدنى قيمة له وهي واحد.أما حين يتحرك الجسم بسرعة تناهز سرعة الضوء ُفإن معامل لورنتز يزداد إلى حدّ كبير.وقد يؤول إلى مالانهاية إذا بلغت السرعة النسبية بين الراصد والمتحرك سرعة الضوء.

• انظر كذلك
• النظرية النسبية الخاصة
• تقلص الأطوال

تزايد الكتلة

من جهة ثانية، تتزايد كتلة الأجسام كلما اقتربت سرعتها من سرعة الضوء البالغة 300.000 كيلومتر في الثانية. وفعلا عينت تلك الزيادة في المختبرات حيث تعجل جسيمات مثل البروتون في معجل مع قياس كتلتها، وقياس زيادة كتلتها بزيادة سرعاتها. هذه هي إحدى نتائج النظرية النسبية الخاصة لأينشتاين التي صاغها عام 1905 . والعلاقة الخاصة بتزايد الكتلة بزيادة سرعة الجسم تقول أن:

روابط إنجليزية

وفي السياق ذاته، بعيني أينشتاين الجامعة الوطنية الأسترالية. تأثيرات بصرية نسبية مشروحة بواسطة الصور والأفلام.

علاوةً على ذلك، تأملات في النسبية كتاب إلكتروني كامل عن النسبية مع قائمة مطولة بالمراجع.

وفي السياق ذاته، نظرية النسبية الخاصة بشكل مبسط أسلوب جديد لشرح المعنى النظري للنسبية الخاصة من وجهة نظر هندسية مبسطة.

ومن جهة أخرى، السياق التاريخ للنسبية: اكتشاف النسبية الخاصة كان أمرا حتميا إذا ما أخذت الاكتشافات التي سبقته بعين الاعتبار.

وعلى صعيد آخر، لا شيء سوى النسبية فهنالك عدة طرق لاشتقاق تحويلات لورينتز من دون استخدام فرضية أينشتاين عن ثبوت الضوء. الأسلوب المتبع في هذه الورقة يعيد صياغة أسلوب معروف وبسيط.

شروح هوغ عن النسبية مقدمة جيدة عن النسبية للمستوى الجامعي.

علاوةً على ذلك، محاضرات عن النسبية الخاصة عبارة عن مقدمة تقليدية لموضع النسبية الخاصة يحتوي على أمثلة توضيحية بناء على رسومات ومخططات زمكانية من جامعة فيرجينيا التقنية.

ومن ناحية أخرى، حاسبة النسبية لعمل حسابات هندسية في المسائل النسبية كما في جمع السرع. التطبيق يتطلب جافا وقد يستغرق عدة دقائق للتحميل إذا كان الاتصال بطيئا.

ومن ناحية أخرى، النسبية الخاصة جامعة ستانفورد، هيلين كوين، 2003*, تأليف: ألبرت أينشتاين

الولد وأبوه

كذلك، نفترض أن الأب رائد فضاء بدأ رحلته بالصاروخ وعمره 40 سنة وكان ابنه مولودا عمره سنة واحدة، ثم مر على الوالد في الصاروخ مدة أربعة سنوات حتى عودته إلى الأرض. قد تعادل الأربعة سنوات على الصاروخ السريع أربعين سنة على الأرض (تصل قيمة = 10 عندما تكون سرعة الأب 993و0 من سرعة الضوء). فيصبح سن الأب عند عودته 44 سنة ويجد ابنه في سن 41 سنة. بل إذا زادت سرعة الصاروخ أكثر من ذلك فقد يعود الأب إلى الأرض في سن 44 سنة ويجد أبنه في سن 50 سنة !! والمهم هو استمرار طيران الأب بسرعة مقاربة من سرعة الضوء.

حيث

أي الأخين أكبر؟

إضافةً إلى ذلك، نفترض أن أحمد عمره 31 سنة وعمر أخيه هشام 30 سنة. ونفترض أن أحمد ركب مركبة فضائية وقام بسفرية استغرقت وفق ساعته على الصاروخ سنتين فأصبح سنه 33 سنة، في نفس الوقت قد يمر على هشام على الأرض 5 سنوات فيصبح سنه 35 سنة. فعلا يمكن أن يحدث ذلك وأكثر عندما يتحرك أحمد بسرعة مقاربة من سرعة الضوء ويظل هشام على الأرض.

• فرق الزمن النسبي.
• فرق الزمن عند السكون.
• ما معنى الإبطاء الزمني؟

وفي هذا الصدد، فكلما اقتربت v من c كلما اقترب الكسر v/c من 1، وكلما اقترب الجزء من الصفر. بالتالي تزداد القيمة . وقد تحققنا من ذلك خلال تجارب كثيرة على طائرات وأقمار صناعية على تلك الإختلا فات التي يمكن حسابها بواسطة معامل لورينتز .

وعلى صعيد آخر، بينت النظرية النسبية الخاصة أن الإبطاء الزمني يتبع معامل لورينتز. ولنفرض أن أحمد قد ركب صاروخ يسير بسرعة v (بالنسبة للأرض) ومع ساعة، وترك أخاه على الأرض ومعه ساعة من نفس الماركة. فعندما يقوم أحمد بقياس الزمن على ساعته ويمر عليه فترة ويقوم أخاه هاشم بقياس نفس الفترة فيحصل على الفترة الزمنية ، نجد أن الفترتين مختلفتين، ويتزايد اختلافهما بتزايد اقتراب سرعة الصاروخ من سرعة الضوء (في حياتنا اليومية لا نلاحظ تلك الفروق حيث أن سرعة تحركاتنا بطيئة جدا بمقارنتها بسرعة الضوء التي تبلغ 300.000 كيلومتر في الثانية). والنسبة بين سريان الزمن على الصاروخ ومسيرته على الأرض تعتمد على معامل لورينتز كما تبين المعادلة أعلاه التي تعتمد على مربع النسبة v/c .

من جهة ثانية، بحسب مربع النسبة v/c نجد أن ساعة أحمد تبين مرور 50 دقيقة عنده في الوقت الذي تسجل فيه ساعة أخيه على الأرض مرور، مثلا 60 دقيقة.

كذلك، اعترض بعض العلماء على تلك النتيجة وقت صياغة أينشتاين للنظرية النسبية وقالوا أنه بالنسبة إلى راصد خارج الأرض، على المريخ مثلا يشاهد المركبة الفضائية تخرج من الأرض وتؤدي رحلتها ثم تعود إلى الأرض. فرد عليهم أينشتاين أن ظروف المركبة الفضائية وظروف الأرض تختلفان، إذ أن مركبة الفضاء (وأحمد عليها) هما الذان عانا عمليات التعجيل والكبح.

روابط عربية

نبذ فرضية تقلص الأطوال النسبية في الإلكتروديناميك النسبي

الصيغة الرياضية

رمز معامل لورنتز هو (جاما) ويساوي: