• Admin

سرعة الضوء

كان الإنسان في الماضي يعتبر أن الضوء ينتقل لحظيا بسبب سرعته العظيمة. ثم أوضح أوول رومر أن للضوء سرعة محدودة بدراسة الحركة الظاهرية لقمر المشتري أيو. ثم اقترح ماكسويل بأن الضوء هو موجة كهرومغناطيسية، وبالتالي ظهرت السرعةc في نظريته للكهرومغناطيسية افترض ألبرت أينشتاين استقلال سرعة الضوء عن حركة المصدر لأي اطار عطالي وأثبت ثباتها ، واكتشف كل العواقب المتعلقة باشتقاقه نظرية النسبية الخاصة وأوضح أنc هي ثابت طبيعي ولا تنحصر فقط في سياق الضوء والظواهر الكهرومغناطيسية.



بعد قرون من القياسات المتزايدة الدقة عرفت سرعة الضوء بكونها تساوي 299,792,458 م/ث مع ريبة في القياس تساوي 4 أجزاء بالبليون.


عام 1983 تم اعادة تعريف المتر في نظام الوحدات الدولي بأنه المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ خلال 1/299792458 ثانية. وبالتالي قيمةc العددية بوحدة م/ث هي الآن قيمة ثابتة بالضبط نسبة إلى تعريف المتر.


العرض :

سرعة الضوء هي السرعة القصوى لسفر الطاقة، والمادة، والمعلومات في الكون , و ذلك طبقا لنظرية لنسبية الخاصة لاينشتاين .


تبلغ سرعة الضوء تبلغ 300 ألف كيلو متر في الثانية الواحدة وهذا يعني أنه يمكن للشعاع الضوئي أن يدور سبع مرات حول الكرة الأرضية في الثانية . أجرى العلماء العديد من التجارب لقياس سرعة الضوء ووصلوا إلى القيمة التي ذكرناه سابقاً 300 ألف كيلومتر في الثانية).


يرمز لها عادة بالرمزc للدلالة على الثبوتسرعة الضوء ينتشر الضوء في المواد الشفافة مثل الزجاج والهواء بسرعة أقل منc.


تدعى النسبة بينc وبين سرعة الضوء في مادة ماv بقرينة الانكسارn لتلك المادة(n=c/v).و تقل سرعة الضوء المرئي في الهواء بحوالي 90 كم/ث عن سرعة الضوء . هذه السرعة الكبيرة للضوء استخدمت في تقدير المسافات الفلكية بين النجوم والمجرات لأنه لا يمكن بأي حال من الاحوال الاعتماد على وات المستخدمة على الارض كالمتر و القدم و الميل و ومضاعفاتها. وحدة قياس المسافةفي الفلك هي السنة الضوئية وهي المسافة التي يقطعها الضوء خلال سنة والتي تساوي 9460000000000 كيلومتر.


فيمكننا القول بأن الشمس تبعد عنا 150 مليون كيلومتر أو القول بأن المسافة بينهما تبلغ 8 دقائق. يستغرق الضوء عند خروجه من الشمس حتى يصلنا 8 دقائق. حتى عام 1676 كان يعتقد ان الضوء ينتقل لحظيا الى ان أوضح أوول رومر -فلكي دانمركى- ان للضوء سرعة وذلك من خلال ملاحظة خسوف القمر أيو التابع لكوكب المشتري. و تمكن من حساب أول قيمة لسرعة الضوء.


و هي 220,000 كم / ث بعد قرون من القياسات المتزايدة الدقة عرفت سرعة الضوء عام 1975 بكونها تساوي 299,792,458 م/ث مع شك في دقة القياس تساوي اربعة أجزاءبالبليون

حساب سرعة الضوء من القرآن

اكتشف العالم المعروف : أينشتاين سرعة الضوء وأنها تساوي : 299792.5 كلم في الثانية ولكن المذهل ما اكتشفه مؤخرا أحد العلماء أن هذا الرقم يمكن إستنتاجه من آية بالقرآن الكريم، لتكون دليلا جديدا ضد من يزعم أن القرآن من تأليف محمد بن عبدالله (صلى الله عليه و سلم).


سرعة الضوء طبقا للجنة المعايير الأمريكية : 299792.4574 +- 0.0011 كم\ثانية

وطبقا للجنة المعايير البريطانية : 299792.4590 +- 0.0008 كم\ثانية

ولقد قام المؤتمر العالمي للمقاييس والوحدات بتعريف المتر على أنه : "هو طول المسار الذي يقطعه الضوء خلال أنبوبه في زمن قدره 1 على 299792458 من الثانية". و تنص نظرية النسبية على أن سرعة الضوء هي الحد الأقصى لأي سرعة يمكن أن تبلغها جميع الأجسام المعروفة.


أولاً:من المعلوم أن حساب السنين في القرآن الكريم يعتمد على السنة القمرية وليس السنة الشمسية. أي أن طريقة الحساب المتبعة في عدد السنين هي السنوات القمرية إن من المعروف أن القمر يدور حول الأرض بنفس السرعة التي يدور بها حول نفسه (29.53 يوما) مما يعني أننا نرى جانبا واحدا من سطح القمر، و يسمى الجانب الآخر بالجانب المظلم بالرغم من أنه ليس بمظلم طوال الوقت. و تسمى هذه الفترة بالشهر الاقتراني الذي يبلغ 29.53 يوما.


و لذلك في التقويم القمري الشهري يكون إما 29 يوما أو 30 يوما. لكن يجب الانتباه هنا إلى أن الأرض تدور حول الشمس، و بالتالي فالقمر يدور حول الشمس أيضا نتيجة دورانه حول الأرض. فخلال دوران القمر حول الأرض أثناء الشهر الاقتراني، تكون الأرض (و بالتالي مدار القمر) قد قطعت مسافة في دورانها حول القمر.


فموقع القمر بالنسبة للنجوم قد تغير. فالوقت الذي يستغرقه القمر ليعود لنفس مكانه بالسماء (كما يرى من الأرض) يسمى بالشهر الفلكي (27.32 يوم) حيث يعبر عن الوقت الصافي الذي تستغرقه دورة واحدة في مدار القمر. هذا المدار هو دائري تقريبا بمعدل نصف قطر rيساوي 384264 كم.


راجع الجدول أدناه (من المهم التفريق بين tو بين T)

الـفـتـرة الـفـلـكـي الاقـتـرانـي

الشهر القمري T 27.321661يوماً = 655.71986 ساعة 29.53059 يوماً

اليوم الأرضي t 23ساعة و 56 دقيقة و 4.0906 ثواني = 86164.0906 ثانية 24 ساعة = 86400 ثانية

نلاحظ أنها فرقت بين الفترة فترة الاقتران الظاهرية لمعرفة عدد السنين و بين الفترة الفلكية الحقيقية لمعرفة الحساب. و لذلك نحن الآن ملزمين في حساباتنا باستعمال النظام الفلكي الحقيقي للشهر القمري و اليوم الأرضي. و دقة حساباتنا تعتمد على هذين الرقمين.


هدفنا الآن:(1) أن نحسب المسافة الفلكية الحقيقية التي يقطعها القمر خلال ألف سنة (2) أن نحسب السرعة الازمة لنقطع هذه المسافة خلال يوم واحد فقط عن طريق القاعدة البسيطة: السرعة تساوي المسافة على الزمن

لفهم تلك الآيـة فهماً صحيحاً، دعونا نتحدث عن معادلة هامّــة:

قلنا أن مسافة الألف سنة هو طول المسار الذي يقطعه القمر في خلال 12000 شهر، أي أن :

C*t= 12000 L(المعادلة الأولى)

حيث Cهي سرعة الملائكة، و tهو الزمن الذي يستغرقه القمر في دورة فلكية واحدة حول الأرض و هو كما ذكرنا من قبـل ( 23 ساعة و 56 دقيقة و 4.0906 ثانية ) أي : 86164.0906 ثانية.


و Lهي المسافة التي يقطها القمر في دورانه في شهر فلكي واحد حول الأرض دون الأخذ بالاعتبار دوران الأرض (و بالتالي مدار القمر) حول الشمس.


دعونا نأخذ Vأنها هي السرعة الزاويّـة المتوسطة لسرعة القمر في المسار الخاص به ، و هي تستنتج من طول نصف القطر المتوسط بين المسار و الأرض. فيكون: V = 2 Pi * R / T

و بالتعويض عن Rبـ : 384264 كم .. و Tبـ 655.71986 ساعة ( و هي فترة الاقتران التي تبلغ 29.53059 يوم أي متوسط الوقت بين مرور قمرين )

فنتج عن ذلك : V= (2*3.146*384264) / (655.71986) = 3682.07كم\سا

و هذه القيمة معطاة في كل كتب الفلك و تم مراجعتها و اعتمادها من قبل وكالة ناسا.

و دعونا بذلك نقول أن هو الملك يجري حول الشمس وفق قواعد النظام الأرضي-القمري خلال شهر فلكي واحد (27.321661 يوما). فإذا أخذنا بالاعتبار فترة سنة شمسية (365.25636 يوماً) فيمكننا بذلك حساب

@ = ( 27.321661*360 ) / 365.25636 = 26.92848

حيث @ هو الثابت الذي يعتمد على زمن الشهر و العام الذي يدور فيه القمر.


و حيث أن وجود الشمس سيغير الخصائص الجاذبية للفضاء و الوقت، يجب أن نعزل تأثير جاذبيتها من على النظام الأرضي-القمري بأن نتجاهل دوران النظام الأرضي-القمري حول الشمس. فإذا اعتبرنا الأرض ثابتة أمكننا أن نطبق القاعدةVO=V cosOلنحسب السرعة الزاويّـة الصافية للقمر. و بذلك يمكننا حساب المسافة الخطية التي يقطعها القمر خلال شهر فلكي واحد.

L = V cos @ T(المعادلة الثانية)

بتعويض المعادلة الثانية في المعادلة الأولى نحصل على:

C =12000 V cos @ T/t

و بتعويض قيم الثوابت من الجدول أعللاه. حيث cos@ = cos 26.92848 = 0.89157و V = 3682.07كم\سا نحصل على:

C=12000 x 3682.07 x 0.89157 x 655.71986/86164.0906

.:. C = 299792.5كم\بالثانية

التي تجري بها تلك الملائكة في الكون و هي مطابقة تماما لسرعة الضوء التي تعتبر أقصى سرعة يمكن أن تبلغها الأجسام الكونية التي نعرفها حتى الآن. و هذا الحساب يتعلق بدقة الأرقام التي نعلمها عن مدة دوران القمر حول الأرض.

سرعة الضوء في المواد

تختلف سرعة الضوء خلال مروره في المواد حسب طبيعة شفافيتها حيث تصبح اقل من تلك المحسوبة في الفراغ وذلك بالعلاقة:


حيث:

n معامل انكسار الضوء في المادة أكبر من الواحد لغير الفراغ,

εr معامل السماحية النسبي للمادة أكبر من الواحد لغير الفراغ,

μr معامل النفاذية النسبي أكبر من الواحد لغير الفراغ.

vp سرعة الضوء في المادة

تصف الفيزياء الكلاسيكية الضوء على أنه نوع من الموجات الكهرومغناطيسية والتي تنبأت معادلات ماكسويل بأن سرعتها معتمدة على ثابت العازلية ε وثابت المغناطيسية μ بالمعادلة السابقة.[3]

بالمقابل فإن نظرة فيزياء الكم للضوء والمجال الكهرومغناطيسي في كهروديناميكا الكم (QED)، على أنها عبارة عن إثارات أو كمات من المجال الكهرومغناطيسي تدعى الفوتونات. هذه الفوتونات عبارة عن جسيمات عديمة الكتلة ووفقاًللنسبية الخاصة. هناك نظرة أبعد في كهروديناميكا الكم لأحتمال وجود كتلة للفوتونات وبالتالي تكون سرعتها معتمدة على ترددها وعلى السرعة اللامتغيرة والتي يمكن أن تكون سرعة الضوء في الفراغ هي أعلى قيمة حدية لها من النسبية الخاصة.[4] حتى اليوم لم تلاحظ أي ظواهر تؤكذ ذلك.[5][6][7] عملياً تم الوصول لقيم حدية عليا بشأن كتلة الفوتون وإن اختلفت من نموذج لآخر. على سبيل المثال فإن أعلى قيمة حدية من نظرية بروكا،[8] هي حوالي 10−57 غرام;[9] آلية هيغرز تعطي حداً أعظمياً تجريبياً مقداره, m ≤ 10−14 eV/c2 [8] (حوالى 2 × 10−47 g).


هناك سبب آخر يدعو للاعتقاد باعتمادية سرعة الضوء على تردده وهو فشل تطبيق النسبية الخاصة على القياسات الصغرية، بنفس ما تنبأت به نظريات مقترحة مثل ثقالة الكم. في 2009، وجدت مراقبة انفجارات غاما عدم وجود أي فرق في سرعة الفوتونات المختلفة الطاقة، مؤكدة صحة لاتباين-لورتنز على الأقل نزولا حتى مقياس طول بلانك. (lP = √ħ'G/c3 ≈ 1.6163×10−35 م) مقسومة على 1.2.


الخاتمة :

ظراً لان المجرة تسير بسرعة عالية جداً ومن ضمنها الأرض والرقم الذي حسبته 5000 كيلومتر في الثانية فلو كان الضوء مستقل على الطاقة الحركية لمصدر الضوء فإن هذا يعني ان سرعة الضوء النسبية لحركة الأرض في المجرة سوف تختلف مما يعني ظهور صورة لجسم ساكن وبعيد سوف يختلف مع دوران الأرض حول نفسها وذلك لان السرعة النسبية سوف تختلف ولكن ظهور صورة الجسم في نفس المكان يعني أن الضوء يسير متأتر بسرعة المصدر.


المصادر :

1. https://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88%D8%A1

2. http://www.marefa.org/index.php/%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88%D8%A1

COME SAY HI

Avenue 6, Sitra 604,

Central Governorate, Bahrain

CALL OR TEXT

OFFICE | +973 1773 0767 

WHATSAPP | +973 33805115

EMAIL US

FOLLOW US

  • Facebook
  • Twitter
  • Instagram
  • Pinterest
  • locatio-icon

© Optimum Copy Center. Made in Bahrain.