[محمد محمود بدر]

الإطـــار المـــرجــعــي.



والأن نريد أن نطرح بعض الأسئلة عن هذين الفرعين المختلفين من الفيزياء اللذين ذُكرا في الملخص التاريخي المختصر للفيزياء ، الميكانيكا (أو دراسة الحركة) ، والكهرومغناطيسية (أو دراسة الكهرباء والمغناطيسية بما فيها الضوء).

ولكن قبل أن نبدأ ، نريد الآن تقديم مفهوم جديد. إنه مفهوم يسمى "الإطار المرجعي".
ماذا نعني بالإطار المرجعي ؟
في الحقيقة ، أنت قد تقول ، إنه شئ مثل وجهة نظرك. وفي الفيزياء نقول ، نعم بالفعل إنه شئٌ مثل وجهة نظرك. إنه في الأساس مثل حالة الحركة الخاصة بك ، أو الأشياء التي تشاركك في حالة الحركة الخاصة بك.

على سبيل المثال :

لو أنت هنا على الأرض ، وتقوم بعمل تجربة فيزيائية ، فإن الأرض هي الإطار المرجعي لك.

عندما تقول : أنا أشاهد سيارة تتحرك بسرعة ٥٠ كيلومتراً في الساعة ، فإن الأرض هي الإطار المرجعي لك ، والذي تعنيه هو أن السيارة تتحرك بسرعة ٥٠ كيلومتراً في الساعة بالنسبة للإرض ولكل الأشياء المُثَبَّتَة والعالقة بالأرض.

لو كنت في الطائرة وتتحرك بسرعة ٩٠٠ كيلومتراً في الساعة بالنسبة للأرض ، فإن الطائرة هي الإطار المرجعي لك. ولو قلت أنني سوف أمشي في ممر الطائرة إلى الأمام بسرعة ٢ كيلومتر في الساعة ، فإن ذلك بالنسبة للإطار المرجعي الخاص بك وهي الطائرة وليست الأرض.

لو كنت في سيارة تتحرك بسرعة كبيرة على الطريق السريع ، وأردت أن تقوم بعمل تجربة فيزيائية داخل السيارة ، فإن السيارة هي إطارك المرجعي.

إن إطارك المرجعي في الأساس هو كل شئ يشاركك حالة الحركة الخاصة بك.

إذاً هذه هي فكرة الإطار المرجعي ، وسوف نقوم بإستخدام هذا المفهوم بكثرة في هذا المقال والمقالات القادمة. إنه مفهوم حاسم في النسبية ، وذلك لأن مبدأ النسبية - سواءٌ كانت النسبية الجاليلية أو نسبية أينشتاين - هي في الأساس تتعلق وتدور حول مفهوم الأطر المرجعية.

والآن نستطيع العودة للأسئلة البسيطة التي أردنا أن نسألها في البداية.

دعونا نسأل السؤال التالي : في أي إطار مرجعي تكون قوانين الميكانيكا (أو قوانين الحركة) صالحة ؟

في أي إطار مرجعي تكون - هذه الفيزياء المذكورة في الجزء الأول من ملخص تاريخ الفيزياء - صالحة ؟

نحن بالفعل نعلم مسبقاً الإجابة على هذا السؤال. لقد أجبنا على هذا السؤال من قبل بواسطة مبدأ النسبية الجاليلية. هذا المبدأ يقول إن قوانين الميكانيكا (أو الحركة) هي نفسها لكل المراقبين في حركة منتظمة. وإذا أعدنا صياغة ذلك من ناحية الإطار المرجعي فإننا نقول إن قوانين الميكانيكا هي نفسها وتعمل بطريقة جيدة متساوية في جميع الأطر المرجعية ذات الحركة المنتظمة.

إذاً لو كنت هنا على الأرض ، أو لو كنت على متن الطائرة وتتحرك خلال الهواء الثابت بدون مطبات هوائية وبسرعة منتظمة فإن هذين إطاران مرجعيان صالحان للقيام بالميكانيكا.

لو كنت على الزُهرة تلعب التنس ، أو على هذا الكوكب البعيد في تلك المجرة البعيدة ، ما دامت الحركة منتظمة فإن هذين إطاران مرجعيان صالحان للقيام بالميكانيكا. إذاً في أي إطار مرجعي تعتبر قوانين الميكانيكا صالحة ؟ إنها صالحة في أي إطار مرجعي يتحرك بسرعة منتظمة ثابتة.




ألبرت مايكلسون (١٨٥٢م - ١٩٣١م)


الــســرعـــة "c" بــالــنــســبــة لــمــاذا ؟

يتبع