بحث عن مادة الفيزياء

الفيزياء

تعرّف الفيزياء في القاموس على أنّها دراسة المادة، والطاقة، والتفاعل بينهما،^[١] وهي علمٌ طبيعيٌّ مبنيٌّ على التجارب والقياس والتحليل الرياضيّ الذي يهدف لإيجاد قوانين فيزيائيّة لكل شيء في الطبيعة، وعلى كافة المستويات مهما صغرت من عالم النانو والميكرو، للكواكب وأنظمة الطاقة الشمسية والمجرّات.^[٢] ويحاول الفيزيائيون الإجابة على أسئلة كبيرة من مثل:^[١]

• كيف بدأ الكون؟
• كيف يمكن للكون أن يتغيّر في المستقبل؟
• كيف تستمرّ الشمس بالإشعاع؟
• ما هي الوحدات الأساسية في بناء المواّد؟

لا تتعامل فقط مع المبادئ النظريّة البحتة، بل تلعبُ دوراً مهمّاً في كل مناحي الحياة الإنسانيّة؛ إذ إنّها تساهم في تطوير مصادر مستدامة للطاقة، وعلاج السرطان بالأشعّة، وتشخيص العديد من الأمراض، وتطوير ألعاب الحاسوب، وتصميم وتصنيع المعدّات الرياضيّة، بالإضافة لفهم و توقّع الزلازل الأرضيّة، وغيرها الكثير.^[١]

علاقة الفيزياء بالرياضيات

إنّ الرياضيات هي لغة الفيزياء، إذ إنّ العلماء يحاولون صياغة تصرّفات المادة في الكون والأنظمة التي تحكمها على شكل معادلات رياضيّة تختزل العلاقة بين المتغيّرات، وذلك عبر جمع البيانات اللازمة، وترتيبها في نماذج رياضيّة، ثمّ اختبارها في التجارب العلميّة. لذلك، يحتاج الفيزيائيّ لإتقان الرياضيّات كجزء أساسي وضرويّ من مسيرته العلميّة.^[١]

فروع علم الفيزياء

مع تقدّم العلم والتكنولوجيا، يُضاف لعلم الفيزياء فروع وتصنيفات جديدة. ولكن بشكلٍ عامّ، هناك تقريبا إحدى عشر فرعاً في الفيزياء:^[٣]

الفيزياء الكلاسيكيّة

هذا الفرع من الفيزياء يبحث في قوانين الحركة والجاذبيّة، كما نصّت عليها قوانين إسحاق نيوتن وجيمس ماكسويل، وبشكلٍ عام يُعنى بدراسة المادّة والطّاقة، وجرت العادة باعتبار مطلع القرن العشرين حداً فاصلاً بين الفيزياء الكلاسيكية والفيزياء الحديثة، حيثُ كل ما قبل عام 1900 وُضع تحت مسمّى الفيزياء الكلاسيكية التي تضمنّت: الصوتيّات، والبصريّات، والميكانيكا الكلاسيكية، والكهرومغناطيسيّة، ومن الجدير بالذكر أنّ الفيزياء الكلاسيكية تعامل الطاقة والمادّة على أنّهما كيانان منفصلان، لكل واحدة وجود مستقلّ عن الآخر.^[٣]

الفيزياء الحديثة

تهتمّ الفيزياء الحديثة على وجه التحديد بدراسة النظريّة النسبيّة وميكانيكا الكوانتم، ويعتبر كل من ألبرت آينشتاين وماكس بلانك رائدي هذا العلم في العصر الحديث، وعلى العكس من الفيزياء الكلاسيكية، لا تعتبر الطاقة والمادة هنا مستقلّين عن بعضهما، إذ كل واحدة منهما هي تمثيل للأخرى ولكن بصورة مختلفة.^[٣]

الفيزياء النوويّة

تدرس مكوّنات وبناء النوى الذريّة، وكيف تحدث التفاعلات بينها. ومن المهمّ التنبيه إلى الفرق بين الفيزياء النووية والفيزياء الذريّة؛ إذ إنّ الأخرى تُعنى بدراسة الذرة ككل وليس النواة بالتحديد،^[٣] تطوّر هذا الفرع في العصر الحديث لتحتلّ تطبيقاته مساحة واسعة في العديد من الحقول: في توليد الطاقّة، والأسلحة النووية، والأدوية، والرنين المغناطيسيّ، والتصوير، وغيرها الكثير.^[٣]

الفيزياء الذريّة

تتعامل مع مكوّنات الذرّة بعيداً عن النواة، وبالتحديد؛ ترتيب الإلكترونات وتصرّفاتها في المنطقة المحيطة بالنواة. وبشكلٍ عامّ، تهتمّ بالإلكترونات والأيونات والذرّات المتعادلة. وكانَ أوّل ما مهّد لتأسيس هذا العلم، هو محاولة تفسير خطوط الإشعاع الصادرة عن بعض ذرّات المواد عند تعريضها لظروف معيّنة. والتي أدت لتغيير جذري في المفهوم السائد الذي كان يشرح تركيب الذرات وكيفيّة تصرُّفها.^[٣]

الفيزياء الجيولوجيّة

يهتمّ بدراسة كوكب الأرض؛ شكله وتركيبته والعناصر المكوّنة له. ويدرس الجيولوجيون أيضاً قوّة الجاذبيّة، والحقول المغناطيسيّة، والزلازل الأرضيّة، وغيرها الكثير.^[٣]

الفيزياء الحيويّة

تُعنى بتحليل المشاكل البيولوجيّة، وتركيب الجزيئات في الكائنات الحيّة، باستخدام تقنيات مشتقّة من الفيزياء، ويعتبر اكتشاف تركيب ال DNA أهمّ إنجازات هذا العلم.^[٣]

علم الميكانيكا

يتعامل هذا التخصص مع حركة الأجسام تحت تأثير القوى، ويتفرّع إلى فرعين:^[٣]

• الميكانيكا الكلاسيكيّة.
• ميكانايكا الكمّ، إذ تختصّ الأخيرة دوناً عن الأولى بتصرّف الجسيمات الصغيرة: الإلكترونات، والنيوترونات، والبروتونات.^[٣]

علم الصوتيّات

يدرس كيف يتولّد الصوت وكيف يمكن التحكّم فيه وكيف ينتقل: يُرسَل أويُستقبل. ويهتمّ هذا التخصص بتأثير الوسط ( غاز أو سائل أو صلب) على خصائص الصوت،^[٣] تبدأ جذور هذا العلم بدراسة الاهتزازات الميكانيكيّة وإشعاع هذه الاهتزازات عبر الموجات الميكانيكيّة، حيثُ إنّ النتائج التي يتمّ التوصّل إليها من دراسة الموجات الصوتيّة يمكن توسعتها لتطبّق على دراسة الموجات بشكل عامّ، ومن التطبيقات على هذا العلم: الموسيقى، ودراسة الجيولوجيا الأرضيّة، وطبقات الغلاف الجويّ، والظواهر التي تحدث تحت سطح الماء.^[٤]

علم البصريّات

يدرس الإشعاع الكهرومغناطيسيّ وتفاعله مع الموادّ، وبالتحديد الضوء المرئي. ويعنى بتصنيع الأدوات اللازمة لجمع المعلومات عن هذه التفاعلات، وبدأ هذا العلم مع اختراع العدسات من قبل المصريين وأهل بلاد الرافدين، تلا ذلك تطوّر النظريات التي فسّرت طبيعة الضوء وكيفية الرؤية على يد الفلاسفة اليونانيين القدماء، وكلّ هذا يصنّف تحت مسمّى الفيزياء الكلاسيكية، أمّا الدراسات والنتائج التي تمّت بعد القرن العشرين من مثل: البصريّات الطبيعية والكموميّة، فهي تعتبر من البصريات الحديثة.^[٣]

الديناميكا الحراريّة

يُعنى بدراسة تأثير الحرارة والطاقة والعمل على النظام. وُلد هذا العلم مع بداية القرن العشرين عندما كان العلماء يحاولون بناء وتشغيل المولدات البخاريّة.^[٥]

الفيزياء الفلكيّة

هو الفرع من علم الفضاء الذي يستخدم القوانين الفيزيائية والكيميائيّة لتوضيخ دورة حياة النجوم والكواكب والمجرّات وبقيّة الأجرام الكونية. يتفرّع لقسمين يصعب الفصل بينهما: علم الفلك وعلم الكون. يقيس علم الفلك مواقع وحركة وشدّة إضاءة الأجرام الكونية بالإضافة إلى خصائصها الأخرى، والفيزياء الفلكية تضع النظريات الفيزيائية لفهم التركيبات الكونية ذات الأحجام الصغيرة للمتوسطة، وعلى الصعيد الآخر، علم الكون يُعنى بوضع النظريات الفيزيائية للتركيبات الكونيّة الأكبر حجما.^[٦]

المراجع

1. ^ ^{أ ب ت ث} “What is physics?”, physics, Retrieved 2018-12-24. Edited.
2. ↑ “What is Physics?”, ntnu, Retrieved 2018-12-24. Edited.
3. ^ ^{أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س} Muhammad Rafiq (2018-9-7), “Physics: Definition and Branches”، owlcation, Retrieved 2018-12-25. Edited.
4. ↑ “Acoustics”, sciencedaily, Retrieved 2018-12-25. Edited.
5. ↑ “What is Thermodynamics”, nasa, Retrieved 2018-12-25. Edited.
6. ↑ “What is Astrophysics?”, space, Retrieved 2018-12-25. Edited.