الساعة الضوئية.

الساعة الضوئية.
تتكون الساعة الضوئية من مرآتين عاكستين بينهما مسافة , تنعكس بينهما نبضة ضوئية ، - فكّر في تلك التجربة العالمان جيلبرت لويس و ريشارد تولمان عام 1909بناءا عن نظرية أينشتاين عن النسبية. [1]

بالنسبة للساعة أ والتي يتحرك معها أحمد فهو يشاهد أن نبضة ضوئية تنعكس بين المرئتين خلال زمن قدره حيث أن المسافة بينهما d وسرعة الضوء c. يسجل زمن الانعكاس عند كل مرآة ويكون الزمن الكلي هو مجموع تلك الفترتين.

وعندما نحرك ساعة ضوئية ثانية ب عموديا على الخط الواصل بين المرأتين بسرعة قدرها فإن المشاهد الواقف بجانب الساعة أ وهو أحمد يرى أن نبضة الضوء تقطع مسافة أكبر بين المرآتين عن المسافة في ساعتة أ. وباعتبار سرعة الضوء ثابتة لا تتغير فإن أحمد يشاهد أن الساعة ب تتباطأ عن الساعة أ. وتقدر الفترة الزمنية , التي تقطع خلالها النبضة الضوئية المسافة بين المرآتين بالمعادلة :

.
وبالتعويض عن المسافتين و وحل المعادلة للحصول على نحصل على :


وبالتالي

(2)
ومن وجهة أخرى فيمكن لمشاهد بجوار الساعة ب ويتحرك بسرعتها أن يدعي - طبقا لمبدأ النسبية - أنه هو في حالة ثبات. هذا يعني أن ساعته ب انما تستغرق الزمن لحركة النبضة الضوئية ، كما يرى أن النبضة الضوئية في الساعة أ التي تتحرك بالنسبة له تقطع مسافة أكبر وتستغرق زمنا قدره :


وبالتالي يكون:

(1) .