المقدمة:
التحويلات في الفيزياء هي عمليات رياضية تستخدم لتغير شكل المعادلات الفيزيائية دون تغيير طبيعتها الأساسية. وتستخدم التحويلات على نطاق واسع في الفيزياء، وهي ضرورية لفهم العديد من الظواهر الفيزيائية.
1. تحويلات لورينتز:
تحويلات لورينتز هي مجموعة من التحويلات التي تربط الإحداثيات المكانية والزمانية لحدثين كما يُلاحظان بواسطة مراقبين مختلفين يتحركون بنسبية لبعضهم البعض.
تم تطويرها من قبل الفيزيائي الهولندي هندريك لورينتز في عام 1904، وهي أساس النسبية الخاصة لأينشتاين.
تعتمد تحويلات لورينتز على فكرة أن سرعة الضوء ثابتة لجميع المراقبين، بغض النظر عن حركة مصدر الضوء أو المراقب.
2. تحويلات جاليليو:
تحويلات جاليليو هي مجموعة من التحويلات التي تربط الإحداثيات المكانية والزمانية لحدثين كما يُلاحظان بواسطة مراقبين مختلفين يتحركون بسرعة ثابتة بالنسبة لبعضهم البعض.
تم تطويرها من قبل الفيزيائي الإيطالي جاليليو جاليلي في القرن السابع عشر، وهي أساس الميكانيكا الكلاسيكية.
تعتمد تحويلات جاليليو على فكرة أن السرعة هي كمية متجهة، وأن سرعة الجسم بالنسبة لمراقب ما هي مجموع سرعة الجسم بالنسبة لمراقب آخر وسرعة المراقب الآخر بالنسبة للمراقب الأول.
3. تحويلات فورييه:
تحويلات فورييه هي عملية رياضية تستخدم لتحويل دالة في مجال الزمن إلى دالة في مجال التردد.
تم تطويرها من قبل الفيزيائي الفرنسي جان بابتيست جوزيف فورييه في القرن التاسع عشر، وهي تستخدم على نطاق واسع في العديد من مجالات الفيزياء، بما في ذلك البصريات والصوتيات والكهرومغناطيسية.
تعتمد تحويلات فورييه على فكرة أن أي دالة يمكن تمثيلها كمجموع من الجيبات والتوافقيات الأخرى، وأن تحويل فورييه لدالة ما هو مجموعة من السعات والترددات لهذه الجيبات والتوافقيات.
4. تحويلات لابلاس:
تحويلات لابلاس هي عملية رياضية تستخدم لتحويل دالة في مجال الزمن إلى دالة في مجال المتغير المعقد s.
تم تطويرها من قبل عالم الرياضيات الفرنسي بيير سيمون لابلاس في القرن الثامن عشر، وهي تستخدم على نطاق واسع في العديد من مجالات الفيزياء، بما في ذلك الهندسة الكهربائية والتحكم الآلي.
تعتمد تحويلات لابلاس على فكرة أن أي دالة يمكن تمثيلها كمجموع من الدوال الأسية، وأن تحويل لابلاس لدالة ما هو مجموعة من المعاملات لهذه الدوال الأسية.
5. تحويلات هيلبرت:
تحويلات هيلبرت هي عملية رياضية تستخدم لتحويل دالة حقيقية إلى دالة ذات قيمة مركبة.
تم تطويرها من قبل عالم الرياضيات الألماني ديفيد هيلبرت في القرن التاسع عشر، وهي تستخدم على نطاق واسع في العديد من مجالات الفيزياء، بما في ذلك البصريات والصوتيات والكهرومغناطيسية.
تعتمد تحويلات هيلبرت على فكرة أن أي دالة حقيقية يمكن تمثيلها كمجموع من دالتين، واحدة متناظرة وواحدة غير متناظرة، وأن تحويل هيلبرت لدالة حقيقية هو الدالة غير المتناظرة المقترنة.
6. تحويلات بارسيفال:
تحويلات بارسيفال هي مجموعة من التحويلات التي تربط الإحداثيات المكانية للجسم كما يُلاحظها مراقبون مختلفون يتحركون بسرعة ثابتة بالنسبة لبعضهم البعض.
تم تطويرها من قبل الفيزيائي الألماني ماكس بارسيفال في عام 1905، وهي تستخدم على نطاق واسع في النسبية العامة.
تعتمد تحويلات بارسيفال على فكرة أن الفضاء ليس مسطحًا، بل منحني، وأن انحناء الفضاء يؤثر على حركة الأجسام.
7. تحويلات كانونيكال:
التحويلات الكانونيكية هي نوع خاص من التحويلات التي تحافظ على الشكل العام للمعادلات الفيزيائية.
تم تطويرها من قبل عالم الرياضيات البريطاني ويليام روبرت هاملتون في القرن التاسع عشر، وهي تستخدم على نطاق واسع في الميكانيكا الكلاسيكية وميكانيكا الكم.
تعتمد التحويلات الكانونيكية على فكرة أن هناك مجموعة من المتغيرات تسمى المتغيرات الكنسية، والتي يمكن استخدامها لوصف حالة النظام الفيزيائي.
الخاتمة:
التحويلات في الفيزياء هي أدوات رياضية قوية تستخدم لفهم العديد من الظواهر الفيزيائية. وهي ضرورية لفهم النسبية الخاصة والعامة، والميكانيكا الكلاسيكية وميكانيكا الكم، والعديد من المجالات الأخرى في الفيزياء.