شلالات تطير فيها المياه للأعلى بدلا من السقوط

لم تتبع شلالات المياه على أحد السواحل الجنوبية للقارة الأسترالية قوانين الجاذبية بحيث أخذت المياه بالطيران للأعلى بدلا من السقوط وذلك بسبب القوة الشديدة للرياح المعاكسة للتيار المائي المتدفق ووصلت سرعة الرياح إلى 120 كلم في الساعة من ما سبب هذه الظاهرة الغريبه في طيران مياه الشلال بدلا من سقوطها للأسفل وقد بلغ طول الأمواج البحرية بسبب هذه الرياح إلى 5 أمتار.

 

شاهد الفيديو التالي لتقرير يصور هذا الحدث.

تابع القراءة »

Posted in: ثقافة عامة,فيزياء

الصدى واستخداماته

الصدى واستخداماته

من الظواهر الطبيعية الأولى التي استأثرت باهتمام الإنسان، وأكثر ما كان يرهف له سمعه، عندما كان يرتد إليه الصوت على هيئة الصدى، شاقا صمت وحدته المطبق العميق، في فضائه السمعي البدائي وأصبح لا يأبه بها في عالم يطغى عليه صخب الضجيج والعجيج। لكن العلماء ما زالوا يتجشمون عناء دراسة هذه الظاهرة للاستفادة منها وتوظيفها في الفضاءات السمعية المعاصرة।

• وكما أن للصوت صدى، نجد تلك الظاهرة أيضا في الأمواج الكهرومغناطيسية فهي تنعكس مثلما ينعكس الضوء على المرايا، وتـم أول تعيين دقيق لبعد القمر عن الأرض بواسطة الرادار. ثم خلفة تعيين البعد بطريقة أدق بواسطة إرسال شعاع الليزر إلى القمر وقياس زمن الشعاع المرتد।

• *ارتداد الموجات الصوتية

  الصدى، أو ردة الصدى، أو رجع الصدى؛ لغة، هو الصوت، وما يرد عليك أو يجيبك من صوت الجبل أو نحوه بمثل صوتك. قال الله تعالى: " وما كان صَلاتُهُم عندَ البَيْتِ إلا مُكاءً وتَصْدِيَةً". َوالتَّصْدِيَة: ضَرْبُكَ يَداً على يَدٍ لتُسْمِعَ ذلك إنساناً، وهو من قوله مُكاءً وتَصْدِيَة. صَدَّى: قيلَ أَصْلُه صَدَّدَ لأَنَّه يقابِلُ في التَّصْفِيقِ صَدُّ هذا صَدَّ الآخَرِ أَي وجْهاهُما وجْهُ الكَفِّ يقابِلُ وَجْهَ الكَفِّ الأُخْرَى. والصَّدَى: موضِعُ السَّمْعِ من الرَّأْسِ.
  ويقال: "أوحى من صدى"؛ و" أصم الله صداه"، و"صم صداه"، وهو دعاء بالهلاك، لأنه إذا هلك لم يجبه الصدى. وقال الشاعر:
  سأل الصدى عنه وأصغى للصدى ------ كيما يجيب فقال مثل مقاله
  وقال آخر:
  وقد تبدي لك المرآة شخصا ------ ويسمعك الصدى ما قد تنادي
  وآخر:
  ومُسْتَنْبَحٍ، يَعْوي الصَّدى لِعُوائِه، ------- تنَوَّرَ ناري فاسْتَناها وأَوْمَضـا
  والعرب تطلق على الصدى "ابنة الجبل"، ومن ذلك قولهم "صمي ابنة الجبل مهما يقل تقل" وهو مثل يضرب للامعة الذليل الذي يتبع لغيره؛ وكذلك "هو ابنة الجبل" يضرب لمن يكون مع كل أحد. كما كانوا يقولون: "بنت صفا تقول عن سماع"، وبنت صفا مثل قولهم بنت الجبل يعنون بها الصدى. كما كانوا يطلقون على الصدى "ابن الطود"، ومن ذلك قول الشاعر:
  دعوت خليدا دعوة كأنما ------ دعوت به ابن الطود أو هو أسرع
  ويعرف الصدى في عدد من اللغات اللاتينية ب "إيكو" echo، وأصلها أسطورة يونانية قديمة؛ حيث كانت إيكو هي ربة الجبال، لكنها عرفت بين الأرباب بطول لسانها ولجاجتها، فضاقوا بها ذرعا، وحكموا عليها بعقوبة من جنس إثمها، وهي أن تعجز عن النطق بما هو جديد، وأن ينحصر نطقها في شيء واحد فقط، وهو أن تردد المقطع الأخير مما تسمعه।

• انعكاس الصوت

  وينطبق قانون الانعكاس أيضا على انعكاس الصوت . ويستخدم انعكاس الصوت في تعيين أعماق البحار أو بعد الغواصات . وللانعكاس أهمية في الجيولوجيا حيث تنعكس موجات الصوت في باطن الأرض على طبقات بحسب كثافة الطبقات الأرضية وكذلك شكلها . كما يستخدم الانعكاس في تعيين مواقع وأعماق الزلازل.
  
  
  
  يعرف انعكاس الصوت بأنه ارتداد الموجات الصوتية نتيجة لاصطدامها بسطح عاكس تحت زاوية معينة طبقا لقانون الانعكاس المعروفة عن الضوء . وعندما تكون زاوية السقوط عمودية على السطح العاكس ، ترتد الموجة على نفسها (حيث تتساوى زاوية السقوط وزاوية الانعكاس) ويعرف ذلك ب صدى الصوت، وهو تكرار سماع الصوت الناشئ عن انعكاس الصوت الأصلي. ويستوجب ذلك أن تكون الفترة الزمنية بينهما على الأقل لكي تشعر الأذن البشرية بصدى الصوت .
  وبما أن سرعة الصوت في الجو عند 20 درجة مئوية يبلغ 340 متر في الثانية فإته لكي تشعر الأذن بصدى الصوت يلزم أن يكون الحائل أو الحائط بعيدا عنا على الأقل 17 متر .
  

  *علميا

  والصدى، علميا، هو ظاهرة مرتبطة بارتداد موجة صوتية على سطح حاجز (من الأسطح الصلبة) يسبب انعكاسها وعودتها إلى نقطة انطلاقها. وتسمع أذن الإنسان الصدى إذا كانت المدة التي تفصل بين الموجة الصوتية المباشرة وانعكاسها على سطح الحاجز تفوق 0,1 ثانية، أي على مسافة أكبر من17 متروقد تم حساب تلك المسافة من العلاقة2 ف = ع* ز.حيث ان ع =340 م/ث ’ ز =0.1 ومعروف أن سرعة الصوت تقارب 340 متر في الثانية. وإذا كانت مساحة الحاجز أكبر، أو على مسافات أطول، يمكن أن يُسمع تردد الصوت بشكل متكرر ومتوالي؛ وكذلك إذا تعددت الحواجز التي ترتطم بها الموجات يكون الصدى مضاعفا.
  وتُستغل ظاهرة الصدى في عدد من الآلات وفي عدد من المجالات، خاصة آلات السبر (السونار) والرادارات؛ حيث تمكن من تحديد مكان الحواجز، الثابتة والمتحركة، انطلاقا من الموجات الصوتية المنعكسة.
  وأكدت دراسة علمية، مؤخرا، خطأ نظرية كانت واسعة الانتشار، تفيد بأن صوت البط ليس له صدى دون معرفة السبب، وهو ما أصبح مقولة يضرب بها المثل. فقد أثبت أحد علماء السمعيات في بريطانيا، خطأ النظرية بعد أن طبق أساليب علمية. وأكد البروفيسور تريفور كوكس (وهو خبير في التحكم في صدى الصوت) أن صياح البطة يتلاشى، ويبدو أنها تصيح لوقت أطول. ونظرا لانخفاض صوت صياح البطة، ولأنها تأتي في وسط تلاشي الصدى، فيبدو وكأن صدى الصوت قد ارتدى قناعا.
  

  *استخدامات صدى الصوت

  يُستخدم قياس صدي الصوت في:
  
• اكتشاف الحقول النفطية تحت الأرض

• التنقيب عن النفط

  

  

  بئر البترول (أحمر)
  تعطينا المسوحات الزلزالية التي يقوم بها الجيولوجيون صوراً للطبقات الصخرية لعدة كيلو مترات تحت الأرض . ويحلل العلماء الجيولوجيون هذه الصور للعثور على مناطق قد تحتوي على النفط أو الغاز ، حيث تتميز ممناطق تواجدها بأشكال خاصة. فإذا بدت الصور معبرة عن احتمال وجود النفط ، فإننا تستخدم معدات الحفر لحفر بئر في الموقع المرجح تواجد النفط فيه . وبالحفر نتأكد من تواجد الفط مي الموقع تحت الأرض من عدمه .
• الكشف على الإنسان بالموجات الفوق صوتية

• الرادار

  
• 

  تعيين بعد طائرة بالرادار . يرسل جهاز الرادار نبضة موجة كهرومغناطيسية ويقيس زمن عودتها [صدى] وبمعرفة سرعة الضوء يمكن حساب المسافة.
  كما يستخدم الرادار لتحديد بعد الأجسام ، وخاصة الطائرات . وقد استخدم الرادار من قبل (وهو موجات كهرومغناطيسية) في تحديد بعد القمر بدقة عن الأرض . ثم خلفه تحديد بعد القمر بطريقة أكثر دقة باستعمال أشعة الليزر - والليزر أيضا موجة كهرومغناطيسية - وذلك بقياس شعاع الليزر المنعكس عليه إلى الأرض.
• صيد الأسماك وتعيين تجمعات السمك

تابع القراءة »

Posted in: فيزياء

كيف تحمل كرة من النار بدون عازل

طريقة تصنع بها كرة من النار تسطيع أن تحملها بدون أن تتأذي

لن أطيل عليكم حيث أن الشرح بالفيديو

الأدوات

1- قطعة قماش من القطن الخالص

2- مقص

3- إبرة وخيط من القطن أيضاً

4- "سيبيرتو"

فقط لا غير 

والآن أترككم مع الشرح

تابع القراءة »

Posted in: فيزياء,كيمياء

عندما تخترق الطائرات حاجز الصوت

حاجز الصوت هو الخط الفاصل ما بين سرعة الجسم وسرعه الصوت التي تبلغ 345 متر في الثانيه وعندما يصل أي جسم لسرعة الصوت فإن الهاله التي في الصورة تظهر في ما يشابه تفتيت لحاجز وهم


لماذا يحدث ذلك عند إختراق حاجز الصوت؟ (الإجابة من موقع مجله الجزيرة)
السؤال كان مطروحا على «توبياس روسمان»، الباحث والمهندس في المركز الأمريكي للمشاريع المتقدمة وباحث زائر في معهد كاليفورنيا للتقنية وقد رد قائلا: أي حديث عن النتائج التي تقع جراء اختراق حاجز الصوت لابد أن يبدأ بالوصف الفيزيائي للصوت على اعتبار أنه موجات لها سرعة محددة وأي فرد يسمع صدى الصوت (موجات صوتية تنعكس من أسطح تقع على مسافات بعيدة) أو يكون على مسافة بعيدة تجعله يرى أولا الحدث ثم يسمعه فيما بعد فإنه بذلك يكون على معرفة ولو نسبية بالتوليد البطيء للموجات الصوتية وعلى مستوى سطح البحر أو الأوضاع القياسية لطبقات الجو العليا. تبلغ سرعة الموجات الصوتية 345 متر في الثانية (حوالي 777 ميل في الساعة). ومع انخفاض درجات الحرارة في الجو تقل سرعة الموجات الصوتية أيضا. ولذلك، تطير الطائرات على ارتفاع 35 ألف قدم حيث تتوافر درجة الحرارة الملائمة (54 درجة مئوية تحت الصفر). وتصل سرعة الصوت إلى 295 متر في الثانية (660 ميل في الساعة).ونظرأ لأن توالد الموجات الصوتية يسير وفق نظام محدود فإن المصادر المتحركة التي يأتي منها الصوت من الممكن أن تبدأ في اللحاق بالموجات الصوتية المنبعثة من تلك المصادر ومع تزايد سرعة الطائرة ووصولها إلى سرعة الصوت تبدأ الموجات الصوتية في التراكم أمام الطائرة وإذا كانت سرعة الطائرة تتزايد بصورة كافية فمن المحتمل أن تنفجر عند عبورها حاجز الموجات الصوتية. أما التغير المفاجئ في الضغط بسبب تخطي الطائرة كل الحدود القصوى للضغط والموجات الصوتية المتراكمة أمامها فإنه يسمع على الأرض كأنه انفجار أو فرقعة صوتية مدوية.
وفي حالة السرعات الخارقة للصوت (السرعات الأعلى من سرعة الصوت المحلية) لا يسمع أي صوت مع اقتراب الطائرة من المراقب لأنها تطير بسرعة تفوق سرعة الصوت المنبعث منها ولا يسمع المراقب الصوت المنبعث من الطائرة إلا بعد مرورها ويشار عادة إلى هذه الفترات ب«منطقة الصمت» و«منطقة الفعل» وحين تمر الطائرة أمام المراقب فإن الموجات الناجمة عن التغير في الضغط ستتجه نحو الأرض مما يسبب فرقعة صوتية مدوية. أما المنطقة التي يتواجد فيها الفرد الذي يستطيع سماع تلك الفرقعة الصوتية فيطلق عليها منطقة «وسادة الفرقعة». وتظهر أقصى قوة لتلك الفرقعة في المنطقة التي تقع أسفل مسار الطيران مباشرة في حين تقل تلك القوة على المناطق الجانبية.
فيديو للحظه إختراق حاجز الصوت:

تابع القراءة »

Posted in: فيزياء

النظرية النسبية

 النظرية النسبة

نحن الآن في عام 1905 .. هذا العام الذي اعتبر عاماً ثوريا في التاريخ حيث تتلاحق الأحداث ، ففي هذه السنة نمت روسيا وأصبحت اليابان دولة عظمى، وكان كل شيء ينذر بوشك اندلاع الحرب العالمية الأولى.
وفي هذه السنة الحاسمة كان أينشتاين كثيرا ما يفكر في ماهية وكنه الكون، وفي نفس السنة أيضاً قام بخطوات من شأنها أن تقلب وجهة نظرنا الكونية رأساً على عقب. ففيها وضع نظرياته الثلاث، نظرية الكم والنظرية البراونية ونظريته النسبية الخاصة التي كان لها الدور الكبير في الأخذ بمسيرة العلم والعالم بأسره إلى خطوة متقدمة وقفز به إلى الأعالي.
سنعطي الآن نبذة مبسطة عن النظرية النسبية الخاصة ونتناول مفاهيمها وما تنص عليه من فرضيات ولكن قبل أن نقوم بذلك سنورد أولاً بعض الأمثلة التي قد تساعد على تقريب المفهوم النسبي.



************************************************** *****************


يمين أم يسار؟
أنظر إلى الشكل المقابل إلى أي جهة من الطريق يقع المنزل إلى اليمين أم إلى اليسار؟
لأول وهلة تبدو الإجابة محيرة ومستحيلة! ولكن إذا نظرت إلى الشخص ( أ ) يبدو المنزل على يمين الطريق، وبالنسبة للشخص (ب) فإن المنزل يقع على يسار الطريق.



************************************************** ****************

فوق أم تحت؟
كثيراً ما نستخدم الكلمات فوق و تحت والتي اختلف مفهومها مع مرور الزمن وتطور العلم. ففي الحقبة التاريخية التي كان يعتقد فيها بأن الأرض مسطحة كان الاتجاه الرأسي فوق هو نفسه عند كل النقاط على سطح الأرض، أي أن هناك اتجاه علوي (فوق) مطلق واتجاه سفلي مطلق، ولكن بعد ثبوت فكرة كروية الأرض أصبح مفهوم الاتجاه العلوي (فوق) والاتجاه السفلي (تحت) يختلف من مكان إلى أخر من سطح الأرض. فالاتجاه الرأسي للشخص المقيم في نصف الكرة الشمالي يعاكس تماماً الاتجاه الرأسي للشخص المناظر له في نصف الكرة الجنوبي. بهذا اختل مفهوم الفوق المطلق والتحت المطلق فليس هناك اتجاه رأسي وحيد في الكون بل هو يختلف من مكان لآخر، ولكي نتحدث عن الاتجاه الصحيح يجب الأخذ في الاعتبار المكان الذي ينسب إليه هذا الاتجاه.

ليل أم نهار؟

الساعة الآن العاشرة مساء…كلمة ليس لها معنى ولا مفهوم بدون أن نحدد إذا كانت العاشرة مساءً في مكة أم في طوكيو، فالليل في مكة يوافقه النهار في طوكيو والعكس صحيح فليس هناك ليل مطلق أو نهار مطلق بل هو زمن نسبي يختلف من مكان لآخر على سطح الأرض.


وجميع الحالات التي تناقشها الأمثلة السابقة تعد صحيحة، أي أن المنزل في المثال الأول يقع مرة على يمين الطريق ومرة على يساره وهذا صحيح. الاتجاه الرأسي متعاكس تماماً في المثال الثاني بالنسبة لشخص في شمال الكرة الأرضية والآخر في جنوبها وكلا الاتجاهين صحيحاً. الشخص الذي في طوكيو يرى أن الوقت لديه نهاراً والآخر في مكة مصر وبشدة على أن الوقت لديه ليلاً في نفس اللحظة، وهذا الاختلاف في قياس الزمن أو تحديد الاتجاهات لا يعود إلى الخطأ في القياسات بين الشخصين أو الخلل في آلات الرصد المستخدمة، فكل منهما صحيح ولكن بالنسبة له أي أن جميع الظواهر يكون فيها المرجع هو الشخص أو الجهاز الراصد وليس هناك مرجع كوني مميز وثابت ولهذا أطلق عليها النظرية النسبية.


وهناك الكثير من الأمور المسلم بها في حياتنا والتي نعتبرها مطلقة تصبح في عالم أينشتاين نسبية…فمثلا المتر العياري طوله متراً وهذا أمر مسلم به ولكن من وجهة نظر أينشتاين والنسبية التي ترى أنه لا وجود لشيء مطلق لا طول ولا زمن ولا كتل ترى أن المتر العياري طوله متراً (100سم) بالنسبة للشخص الذي يحمله ولكنه بالنسبة لشخص آخر يتحرك بسرعة كبيرة يكون طوله 70سم أو أقل من ذلك كلما زادت سرعته. وكذلك الدقيقة(60ثانية) التي يقيسها شخص بساعته قد يقيسها آخر على أنها 100ثانية أو أكثر تبعاً للسرعة التي يتحرك بها. إن الأمر لا يقف عند هذا الحد في النظرية النسبية بل انعكس على مفهومنا للماضي والحاضر والمستقبل فمثلاً نعلم أشعة الشمس تصلنا خلال ثمانية دقائق وبهذا يكون بعد الشمس عنا هو ثمان دقائق ضوئية، وكمثال آخر فإن أقرب نجم للمجموعة الشمسية يبعد عنها أربعة سنوات ضوئية والنجوم البعيد في مجرتنا تبعد عنا آلاف السنوات الضوئية، وبما أن الضوء هو الوسيلة الوحيدة التي نعلم من خلالها حدوث حدث ما في الكون وهو أسرع وسيلة لنقل المعلومات بين النجوم والمجرات، فحدث ما على الشمس نعلم به على الأرض بعد ثمان دقائق من وقوعه. وانفجار أقرب نجم من المجموعة الشمسية يصلنا خبره بعد أربعة سنوات لأن الضوء القادم منها سيصل الأرض بعد أربعة سنوات، وكذلك النجوم التي نراها في الليل قد لا تكون موجودة الآن ولكننا نرى الضوء الذي صدر عنها منذ سنوات أو آلاف السنوات حسب بعدها عنا، ولهذا فإن انفجار نجم ما قد يكون ماضي بالنسبة لشخص في هذا الكون ويكون حاضراً لشخص آخر في مكان آخر وقد يكون مستقبلاً بالنسبة لشخص ثالث في مكان ثالث، وهذا بسبب تباطؤ الزمن حسب سرعة كل شخص بالنسبة للحدث ومكانه.


لنلقي النظر وبشكل سريع على مسيرة العلم ووضعه قبل ظهور النظرية النسبية والعجز الذي أصاب الكثير من العلماء في تفسير الظواهر ونتائج التجارب التي تحصلوا عليها.

************************************************** ****************

الأثير المزعوم
عندما نكون في سيارة تسير بنا بسرعة ثابتة في الطريق فإنه يخيّل إلينا أننا في حالة سكون بلا حراك، والطريقة المثلى لمعرفة إذا كنا نتحرك أو ساكنين هي المقارنة بأشياء ثابتة كأن ننظر من خلال نافذة السيارة ونشاهد الأشجار وأعمدة الهاتف والرصيف لندرك بالمقارنة أن سيارتنا تتحرك بالنسبة لها. وعندما تمر بنا سيارة أخرى قادمة من الاتجاه المعاكس فإننا للوهلة الأولى سنظن أننا نقف والسيارة القادمة هي المتحركة، وإذا مرت بنا وتجاوزتنا مبتعدة عنا وبعكس اتجاهنا فإننا نقدر سرعتها بشكل خاطئ و يخيل إلينا أنها تسير بسرعة خاطفة بينما هي في الواقع تسير بمعدل سرعة سيارتنا. أما إذا كانت السيارة تسير في نفس الاتجاه الذي نسير فيه وموازية لنا فإننا سنظن أن السيارتين واقفتين! وفي هذه الحالة لا سبيل إلى تمييز حركة السيارة من سكونها إلا بالخروج منها والنظر من بعيد من على رصيف ثابت.
إذا الحكم على جسم ما بأنه متحرك أو ساكن وبشكل قاطع يحتاج إلى مرجع ثابت للملاحظة وبدون المرجع الثابت لا يمكن معرفة الحركة من السكون.
وإذا تركنا السيارات وجئنا إلى الكون…فالمعروف انه في حالة حركة ككل وكأجزاء، فمثلاً تدور الأرض حول محورها بسرعة ألف ميل في الساعة، وحول الشمس بسرعة عشرين ميلاً في الثانية، وتتحرك الشمس ضمن مجموعتها الشمسية بسرعة ثلاثة عشر ميلاً في الثانية، والمجموعة الشمسية تتحرك داخل درب التبانة بسرعة مائتي ميلاً في الثانية، ومجرة درب التبانة تتحرك نحو مجرات أخرى لا يعلمها إلا الله بسرعة مائة ميل في الثانية….الخ. فالكون كله في حالة حركة دائمة ومستمرة (وكل في فلك يسبحون).
وقد واجه العلماء حيال هذه الحركات المعقدة مشكلة البحث عن الحركة الحقيقية، فحاولوا الخروج منها بافتراض أن هناك مادة ثابتة تملأ الفضاء يطلق عليها الأثير ether بحيث ينسب إليه جميع الحركات ويعد كمرجع كوني ثابت. وإن كل جسم متحرك فهو متحرك بالنسبة للأثير وسرعته مقاسة بالنسبة للأثير، حتى سرعة الضوء هي سرعته بالنسبة للأثير. وبرهنوا على وجود الأثير بالطبيعة الموجية للضوء قائلين أن الضوء لا بد له من وسط ينتشر فيه مثله مثل الصوت الذي ينتشر في الهواء وينعدم في الفراغ، ومثله مثل موجات البحر التي تنتشر في الماء وهكذا بما أن الضوء يصلنا من النجوم البعيدة فإنه لابد من وجود وسط يمتد ويملأ الكون ينتقل الضوء خلاله وأطلقوا عليه الأثير. وقد أعطى العلماء خصائص للأثير بما يناسب تجاربهم، فأصبح للأثير الكثير من الخصائص فمثلاً:

يخترق الأثير جميع الأجسام والنجوم والكواكب التي تسبح فيه.
ينسحب الأثير خلف الأجسام الصلبة. 

تجربة مايكلسون و مورلي



في العام 1881م أجرى العالمان مايكلسون و مورلي تجربة حاسمة الغرض منها إثبات وجود الأثير وذلك عن طريق قياس تأثير حركة الأرض خلال الأثير على سرعة الضوء وحساب سرعة الضوء في وضعين مختلفين:
الوضع الأول: أن تكون سرعة الضوء ففي نفس اتجاه سرعة الأرض في مدارها حول الشمس.
الوضع الثاني: أن تكون سرعة الضوء عمودية على سرعة الأرض في مدارها حول الشمس..

فكرة التجربة



تتلخص فكرة التجربة في أن الأرض تتحرك خلال الأثير بسرعة v عشرين ميلا في الثانية فهي بذلك تحدث تياراً في الأثير بهذه السرعة، فلو أن شعاعاً من الضوء سقط على الأرض في اتجاه التيار فإنه لابد أن تزداد سرعته بمقدار عشرين ميلاً. أما إذا سقط في اتجاه مضاد للتيار فإن سرعته سوف تنقص بمقدر العشرين ميلاً، فإذا كانت سرعة الضوء c المعروفة هي 186284 ميلاً في الثانية، فإن السرعة المحسوبة في الحالة الأولى ستكون: 186284+20=186304 ميلاً في الثانية. وتكون في الحالة الثانية: 186284-20=18264 ميلاً في الثانية. وذلك وفقا لقانون إضافة السرعات لنيوتن c±v.
أما إذا سقط الشعاع عمودي على حركة الأرض فإن سرعة الضوء المحسوبة تساوي ½(c2 -v2).

وبعد عدة متاعب قام مايكلسون و مورلي بتنفيذ التجربة بدقة مستخدمين جهازا عبارة عن طاولة بها مرايا ومصدراً ضوئياً وشاشة لرصد الشعاع الضوئي، لن نخوض في تركيب الجهاز أو تفاصيل التجربة ولكن سنهتم للنتيجة المدهشة التي توصلت إليها، حيث كانت النتيجة غير متوقعة على الإطلاق لم تسجل نتائج التجربة أي فرق في سرعة الضوء في الحالتين الأولى والثانية! وأعيدت التجربة في مناطق مختلفة على سطح الأرض وفي فصول مختلفة من السنة وكانت النتيجة واحدة وهي أن سرعة الضوء ثابتة
لا تتغير ولا تختلف نتيجة لاختلاف الاتجاهين.

هذه النتيجة السلبية كانت بمثابة الصدمة للعلماء، فهي تشكك في صحة نظرياتهم التي قامت على مبدأ وجود الأثير فما كان منهم إلا أن تمسكوا بفرضيتهم القائلة بوجود الوسط الكوني الثابت (الأثير) على الرغم من النتائج العملية التي أبطلت هذا، وهذه الصدمة جعلتهم يقولون تارة أن الأثير لا بد وأنه يسير مع الأرض وتارة يقولون أن الأجسام تنكمش في اتجاه حركتها خلال الأثير وغيرها من الاعتقادات رافضين بذلك فكرة فشل وانعدام فرضية الأثير وكل ما بني عليها خلال تلك السنوات.

الجدير بالذكر أنه بالرغم من فشل فرضية وجود ما يسمى بالأثير وأن ليس هناك أي مرجع كوني ثابت تنسب إليه الحركات وأن سرعة الضوء تعد ثابتة لا تتغير فإن جميع النتائج والقوانين الكلاسيكية التي قامت على هذه الفرضية مازالت تحافظ على صحتها ولكن في حالات خاصة سنذكرها لاحقاً، وذلك لأنها قامت بناء على التجارب وما يتوصل إليه من تلك التجارب يسخر لها الأثير ويعطى الخصائص لكي يتفق معها. 

تابع القراءة »

Posted in: فيزياء

الرمال المتحركة

بكل بساطة... رمال تشبعت بالماء لدرجة ان الاحتكاك بين حبيبات الرمال قل جدا... والنتيجة

رمال رطبة غير قادرة على حمل أي ثقل فوقها...


وعليه فإن الرمال المتشبعة بالماء تتصرف كأنها سائل وليس شئ جاف...



من أين يأتي الماء؟
هناك مصدرين...


الأول... من المياة الجوفية الموجودة تحت الرمال.


الثاني... الزلازل... الهزات العنيفة تؤدي الى ارتفاع ضغط الماء تحت سطح الأرض فتجبره

على تخلل حبيبات الرمال. لو وجـُدت مباني فوق سطح هذه الرمال... قد يكون مصيرها ان

تـُغمر تحت الرمال أو تنهار.

أكيد الكل يعرف خصائص رمال الشواطئ... الرمال الجافة تستطيع ان تحمل وزنك حين تقف

عليها... لو قربت قليلا للبحر ووقفت على رمال رطبة (أي ليست مشبعة بالماء تماما) ستجد

انها أصلب من الرمال الجافة... هذا لأن تواجد كمية قليلة من الماء يزيد تماسك حبات الرمل...

لهذا السبب نستطيع تشكيل الرمال الرطبة أو بناء القصور بها.

أما في حالة تشبع الرمال بالماء تماما... سيتسبب هذا في ابتعاد حبيبات الرمال عن بعضها...

مما سيؤدي الى ضياع الاحتكاك بينهم.


كمية الأملاح المتواجدة في الأرض أيضا تلعب دور في خصائص الرمال المتحركة... كلما زادت

الأملاح... كلما كان التحرك في الرمال المتحركة أصعب.


هذه الظاهرة يمكن رصدها في أي مكان تتوفر فيه الظروف المناسبة... على ضفاف نهر

أو بحيرة أو على شاطئ أو حول المستنقعات... أو بقرب المياة الجوفية.

بعكس الانطباع الذي توحي به الأفلام... الرمال المتحركة ليست عميقة جدا... عادة لا يزيد

عمقها عن بضعة أقدام...

اذا وجدت نفسك وسط رمال متحركة... لا تخف ولا تتوتر.. الرمال المتحركة لن تبتلعك... لكن

الحركة الكثيرة ممكن ان تجعلك تغرق فيها أكتر... يمكنك الخروج من الموقف بقليل من الحكمة

والتروي...

معلومة مهمة... كثافة جسم الانسان 1 جرام لكل سنتيمتر مكعب... لهذا نطفو في الماء... لأن

كثافة الماء أعلى... أما الرمال المتحركة فكثافتها أعلى من كثافة الماء... في حدود 2 جرام لكل

سنتيمتر مكعب... أي ان الطفو على الرمال المتحركة أسهل من الطفو على الماء!

المشكلة تبدأ عندما تغوص قدمك في الرمال المتحركة... لأن هذا يغير ديناميكية الرمال... بحيث

تتجمع الرمال حول رجلك... وترتفع المياه للأعلى... تحريك رجلك الآن أصبح أصعب...

خصوصا لو حركتها بعنف أو سرعة... الحركة العنيفة ستتسبب في انغمار جسمك في الرمال

أكثر. الحركة البطيئة مهمة جدا للتخلص من الموقف




أفضل شئ... ان تنام على ظهرك وتحاول ان تطفو... في أغلب الأحيان الرمال المتحركة لن

تكون أعمق من مستوى الركبة... لكن لو كانت أعمق... محاولة الخروج ستكون أصعب... في

هذه الحالة يجب التحرك ببطء مع محاولة فرد الذراعين والميل للأمام حتى تخلص نفسك من

الرمال وتستطيع ان تطفو على السطح وتصل لطرف الرمال المتحركة... وتخرج منها.

ولكن انتبه! قد يكون الخطر أكبر اذا حاولت أن تستعين بوسيلة خارجية مثل حصان أو عربة

لجرك خارج منطقة الرمال المتحركة اذ أن الرمال قد تتشبث بأرجلك أكثر كلما كانت الحركة

عنيفة ويصبح جسدك حبيسا بين شد الرمال من ناحية وشد الحصان من ناحية فتنقسم نصفين!


كما ذكرنا... الغرق ليس وارد في معظم الأحيان... أسوأ ما قد يحدث ان تفقد حذاؤك في الرمال...

الخطر الأكبر قد يكون ضربة شمس في حالة عدم استطاعتك الخروج من الرمال قبل فترة

طويلة... أو الارهاق الشديد الذي سينتج عن محاولة الخروج... خصوصا لو عن طريق

حركات عنيفة وسريعة.


من الأماكن المشهور عنها كثرة الرمال المتحركة... خليج موركامب في انجلترا

Morecambe Bay



السقوط أثناء فترات الجزر هو المشكلة الحقيقية في هذا الخليج اذ أن الغرق سيكون مصيرك اذا

وصل تيار المد اليك قبل أن تتمكن من الخروج.


الرمال المتحركة الجافة!

سمعنا عن عربات وطائرات تخفتي فجأة دون أن تترك أثرا... وكان الكثير قديما يعتقدون انها

تخاريف وتخيلات الرحالة...


هناك نظرية جديدة تقول انه حين يتم تمرير هواء شديد خلال الرمال الناعمة جدا... فإن هذا

الهواء يثيرها من مكانها ويعيد ترتيب حبيباتها... بحيث انها حين تعود الى الأرض تصبح هذه

الحبيبات مشبعة بالهواء... بعكس الحالات السابقة التي كانت فيها الرمال مشبعة بالماء.


لو وضعنا على هذه الرمال كرة مثلا... سوف تغوص لعمق يساوي أضعاف قطر الكرة...

وبسرعة شديدة...



الغوص العميق وبهذه السرعة ليس من خواص الرمال المتحركة العادية (المشبعة بالمياة).


نظرية الرمال المتحركة الجافة تم اثباتها معمليا... لكن هل لها وجود في الطبيعة؟ لم يتم رصدها

حتى يومنا هذا... ولذلك.... فالعلم عند الله وحده

تابع القراءة »

Posted in: فيزياء