تعريف النظرية النسبية الخاصة

• ذات صلة
• ما هي النظرية النسبية لأينشتاين
• ما هي النظرية النسبية

تعريف النظرية النسبية الخاصة

تُعرف نظرية النسبية الخاصة (بالإنجليزية: Special Relativity) بأنّها نظرية أوجدها العالم الألماني ألبرت أينشتاين عام 1905م، وهي تُشكل مع ميكانيكا الكم أساس الفيزياء الحديثة، كما أنّها تُعد حالة خاصة من النظرية النسبية العامة؛ إذ إنّها تُطبق فقط على الأجسام التي تتحرك بسرعة ثابتة في أُطر مرجعية قصورية، وفسرت النسبية الخاصة سلوك الأجسام عند اقترابها من سرعة الضوء؛ حيث أنّ لسرعة الضوء حد يُمكن الاقتراب منه ولكن لا يُمكن أنّ يصل إليه أيّ جسم مادي، ممّا ساعد على تفسير نتائج التجارب التي أُجريت على الجسيمات دون الذرية بسرعة عالية، كما فسرت سبب التغيرات الصغيرة بين قراءات الساعات التي تسير بسرعات مختلفة.^[١]

فرضيات النظرية النسبية الخاصة

تشمل النظرية النسبية الخاصة فرضيتين رئيسيتين وهما كالآتي:^[٢]

• مبدأ النسبية: تنص الفرضية الأولى على أنّ جميع قوانين الفيزياء ثابتة في جميع الأُطر المرجعية القصورية.
• ثبات سرعة الضوء: تنص الفرضية الثانية على أنّ سرعة الضوء ثابتة في الفراغ في جميع الأُطر المرجعية القصورية بغض النظر عن حركة مصدر الضوء أو المُراقب، وتُساوي 3 × ⁸10 م / ث.

معادلة النظرية النسبية الخاصة

تُعدّ معادلة النظرية النسبية الخاصة من أشهر المعادلات التي تُوضح العلاقة بين الطاقة (E)، والكتلة (m)، وسرعة الضوء (C)، وهي كالتالي:^[٣]

E = mc²؛ أيّ أنّ الطاقة تساوي الكتلة مضروبة في مربع سرعة الضوء.

تُوضح هذه المعادلة أنّ الكتلة تزداد بازدياد السرعة، وبما أنّ سرعة الضوء هي أسرع سرعة في الكون؛ فإنّ هناك حداً للسرعة التي يُمكن أنّ تتحرك بها الأجسام وفقاً للقانون؛ حيث أنه عندما يتحرك الجسم بسرعة عالية تقترب من سرعة الضوء سوف تزداد كتلته بحيث تقترب من المالانهاية، وبالنظر إلى المعادلة السابقة هذا يعني أنّ الجسم سيُصبح بحاجة إلى طاقة لانهائية لتحريكه، ممّا يضع حداً لسرعة الأجسام.^[٣]

نتائج النظرية النسبية الخاصة

يُوجد للنسبية الخاصة عدةّ نتائج تظهر عند تطبيق سرعات عالية قريبة من سرعة الضوء، وهي كالآتي:^[٤]

• تمدد الوقت.
• انكماش الأطوال.
• تحويل السرعة.
• جمع السرعات بطريقة نسبية.
• تأثير دوبلر النسبي.
• التزامن ومزامنة الساعة.
• الزخم النسبي.
• الطاقة الحركية النسبية.
• الكتلة النسبية.
• إجمالي الطاقة النسبية.

المراجع

1. ↑ “special relativity”, britannica, 28/3/2021, Retrieved 13/6/2021. Edited.
2. ↑ “POSTULATES OF SPECIAL RELATIVITY”, deanza, Retrieved 14/6/2021. Edited.
3. ^ ^{أ ب} Elizabeth Howell (30/3/2017), “Einstein’s Theory of Special Relativity”, space, Retrieved 13/6/2021. Edited.
4. ↑ Andrew Zimmerman Jones (8/1/2020), “Einstein’s Theory of Relativity”, thoughtco, Retrieved 13/6/2021. Edited.