الفيزياء ( physics ) / مسلم يعقوب

التفاصيل: نشر بتاريخ السبت, 10 آب/أغسطس 2013 14:02

وهو العلم الذي يدرس المادة والطاقة وتحولاتهما من شكل الى اخر . وتتميز الفيزياء بان لها فروعا واقساما مختلفة وعديدة كالكهربائية والميكانيك والمغناطيسية والنووية . اضافة الى تفرعاتها الاخرى التي لاتعد ولا تحصى . وان علم الفيزياء كما اثبتت مسيرته الطويلة هو علم الطبيعة .. وان جميع الأجهزة التي تملأ حياتنا أساس عملها الفيزياء ، مثل الرادار و اللاسلكي و الراديو والتلفزيون و التلفزيون الملون ، والهاتف ، والمحمول و الحاسوب وأجهزة التشخيص في الطب مثل أشعة إكس و التصوير بالرنين المغناطيسي والعلاج بالأشعة ، والنظارات ، وسماعات الصمم ، والتلسكوبات ومسبارات الكواكب والاقمار والفضاء ، و أفران الميكروويف ، و الكهرباء و الترانزيستور والميكروفون ، والنقال والانترنيت وشاشات البلازما ، وغيرها الكثير الكثير .
اهتمامات الفيزياء
- بالقياس العملي من خلال الاجهزة المتوفرة
- وابتكار اجهزة جديدة
- واستبدال القديمة باجهزة اكثر دقة
- وابتكار طرق جديدة للقياس تزيد من دقتها .
ان هذا هو أساس التوصل إلى التفسير العلمي للظواهر الفيزيائية . وتقدم الفيزياء ما توصلت إليه من طرق القياس للاستخدام في جميع العلوم الطبيعية والحيوية الأخرى كالكيمياء و الطب و الهندسة و الأحياء وغيرها .
ان التقدم الحضاري والمدني يرجع إلى التقدم الباهر لعلم الفيزياء ، وتهتم الفيزياء بالإضافة إلى ذلك بمفاهيم فيزياوية أخرى كالفضاء والزمن، وتتعامل الفيزياء مع خصائص كونية محسوسة يمكن قياسها مثل القوة والطاقة والكتلة والشحنة. وتعتمد الفيزياء المنهج التجريبي، أي أنها تحاول تفسير الظواهر الطبيعية والقوانين التي تحكم الكون عن طريق نظريات قابلة للتطبيق.
تاريخ الفيزياء
1- تعتبر الفيزياء من أحد أقدم التّخصصات الأكاديمية، فهي قد بدأت بالبزوغ منذ العصور القديمة ولكنها كانت تختلط مع باقي العلوم كالفلسفة .
2- وبعد ذلك تحولت على يد غاليليو و نيوتن وغيرهما من كبار الفيزياويين الى علم دقيق يعتمد الرياضيات اساسا بعد توصل العالم نيوتن الى علم التفاضل . لوصف وتفسير الظواهر
3- تميزت كعلم حديث في القرن السابع عشر، وكانت قبلا تعتمد على المشاهدة والاجتهاد في تفسير الظواهر . وباعتبار أن أحد فروعها، وهو علم الفلك، يعد من أعرق العلوم الكونية على الإطلاق.
4- في القرن العشرين تطورت الفيزباء فدرست الجسيمات الدقيقة والذرية وفيزياء الكم والنظرية النسبية الخاصة والعامة .
تخصص الفيزياء
معظم الفيزيائيين اليوم يكونون متخصصين في مجالين متكاملين وهما الفيزياء النظرية و الفيزياء التجريبية، وتهتم الأولى بصياغة النظريات باعتماد نماذج رياضية، فيما تهتم الثانية بإجراء الاختبارات على تلك النظريات . وتهتم الفيزياء بالإضافة إلى ذلك باكتشاف ظواهر طبيعية جديدة. وبالرغم من الكم الهائل من الاكتشافات المهمّة التي حققتها الفيزياء في القرون الأربعة الماضية، إلا أن العديد من المسائل لا تزال بدون حلول إلى حد الآن، كما أن هناك مجالات نظرية وتطبيقية تشهد نشاطًا وأبحاثًا مكثّفة.
الفيزياء والرياضيات
هل ان "الفيزياء فرع من فروع الرياضيات" ؟
ان هذا السؤال يعود لاعتقاد خاطئ تمامًا، لأن النماذج الرياضية تستعمل في علم الفيزياء فقط لتسهيل فهم الظواهر الفيزيائية والتعبير عنها في صورة معادلة رياضية كما في الفيزياء النظرية. وأن مضامين النماذج الرياضية في أي علم من العلوم الطبيعية لا يتدخل في شأنها علم الرياضيات، فالمعادلة الفيزيائية الرياضية هي لغة الفيزياء. فالفيزياء علم مستقل بذاته . اضافة الى ان معظم الانظمة الرياضية " سستمس " قد وضعت من قبل الفيزيائيين لتسهيل عمل الفيزياء ( وقد نعود الى ذلك مستقبلا ) .
فروع الفيزياء
للفيزياء عدة فروع مثل الفيزياء الذرية ، النووية ، النظرية النسبية ، البصريات ، الصوتيات، الكهربائية ، الالكتونيات ، المغناطيسية ، الديناميكا الحرارية، الميكانيكا الكلاسيكية ، ميكانيكا الكم ،...إلخ. وبالرغم من أن علم الفلك يقوم بدراسة الأجسام السماوية إلا أنه يعد أحد فروع الفيزياء.
تاريخ الفيزياء

تطورت الفيزياء كما نعرفها اليوم، من سلسلة الملاحظات التي جمعتها الثقافات القديمة حول مختلف الظواهر الطّبيعية وخاصة منها الفلكية، والمتعلقة بالتقويم وتقدير الزمن، كحركة الشّمس وأدوار القمر وتشكيلات النجوم. وقد توصل الفلاسفة الإغريقيون إلى استنباط نظريات أولية لتفسير تلك الظواهر، وذلك باتباع منهج منطقي واستدلالي بحت في ما يسمى بالفلسفة الطّبيعية. وقد قدم أرسطو في كتابه (الطبيعيات) أول النظريات حول طبيعة الحركة والقوى. وقد سيطرت هذه الأفكار، والتي تعرف بالفيزياء الأرسطوطاليسية، على التراث الفلسفي لعشرات القرون .
الفيزياء في الحضارة العربية والإسلامية
كان للحضارة العربية-الإسلامية دور مهم ورئيسي في بداية صياغة علم الطبيعيات . فقد أنقذ ميراث الفلاسفة الإغريق من الضياع بترجمته إلى اللغة العربية ثم إثرائه وتنقيحه وتصحيحه. فقد قدم المترجمون المسلمون الكتب الخاصة بمعرفة الأولين من أمثال أرسطو وبطليموس (وغيرهم) نظرياتهم الخاصة واضيفت لها ابتكارات عديدة في مجال علم الفلك، والبصريات، والميكانيكا. فعلى سبيل المثال لا الحصر، يعتبر ابن الهيثم رائد علم البصريات في كتابه المناظر. كما قدم البتاني تحسينات لحسابات بطليموس حول مدارات الشمس والقمر، ووضع ابن باجة أولى قوانين الحركة ومفهوم السرعة.
الفيزياء الحديثة
أدى تطور المنهج العلمي، خلال القرن السابع عشر، إلى وضع أسس علم الفيزياء الحديث من قبل فرانسيس بيكون وغاليليو غاليلي وإسحاق نيوتن وفصله نهائيا عن الفلسفة. وقد تمكن اسحق نيوتن من تشكيل المبادئ الأساسية للميكانيكا الكلاسيكية، وهي تصف إلى حد الآن وبشكل جيد قوانين الحركة والقوى والطاقة، على مستوى الاجسام الكبيرة الكتلة . وقد تحقق ذلك بفضل اكتشافه، مع غوتفريد لايبنتز، لأحد أهم أدوات الفيزياء الرياضية وهو الحساب التفاضلي .
وفي القرن الثامن عشر، أثناء الثورة الصناعية، تطورت مفاهيم نقل الحرارة، وتبادل الطاقة، وعمل المحركات، وانتشرت مبادئ ما يعرف بالديناميكا الحرارية والميكانيكا الإحصائية.
أما في القرن التاسع عشر، فاكتشفت القوانين الأساسية للكهرومغناطيسية والطّبيعة الموجية للضوء، وكذلك بنية المادة الذّرية وقوانين الإشعاع.
ومع بدايات القرن العشرين، ظهرت صياغات نظرية جديدة أمام عجز الميكانيكا الكلاسيكية في تفسير الضوء وديناميكا الجسيمات الذرية. وتوصل ألبرت أينشتاين إلى وضع نظرية النسبية الخاصة التي تصف الأجسام المتحركة بسرعة تقارب سرعة الضوء وتأثيرات ذلك على المفاهيم البديهية للمكان والزمن، وبعد ذلك لنظرية النسبية العامة، التي تصف طبيعة قوة الجاذبية ، وعلاقتها بفكرة الزمكان ( الزمان ، المكان ).
وفي جانب آخر إستطاعت ميكانيكا الكم وصف سلوك الجسيمات الأولية والذرات والجزيئات، وفي هذا المقياس تختلف القوانين الفيزيائية عن تلك التي تخضع لها الأجسامذات الأحجام العادية التي تفسرها ميكانيكا نيوتن .