ما هو علم الفيزياء؟

2 إجابتان

الفيزياء هي علم المادة وحركتها، أي هي العلم الذي يتعامل مع مفاهيم كالقوة والكتلة والطاقة والشحنة. وهي العلم الذي يتعامل مع بنية المادة والتفاعلات بين المكونات الأساسية للكون المرئي. بالمعنى الأوسع يمكننا القول أن الفيزياء (من الجدير بالذكر أن أصل الكلمة إغريقي) تُعنى بجميع جوانب الطبيعة.

لا يشمل نطاق الدراسات الفيزيائية سلوك الأشياء تحت تأثير معنى وإنما تعنى بأصل الجاذبية والكهرومغناطيسية ومجالات القوة النووية وهدفها النهائي هو صياغة مبادئ شاملة تجمع هذه الظواهر المتباينة وتشرحها.

تأسس علم الفيزياء الحديث في منتصف القرن التاسع عشر وكانت الدراسات حينها قائمة على مبدأ أن جميع القوى الطبيعية مرتبطة ببعضها البعض ومع الدخول إلى القرن العشرين بدأ علم الفيزياء بالاهتمام بسلوك الذرات وبنيتها. ويوجد حاليًا 11 فرع لعلم الفيزياء وهي:

  1. الفيزياء الكلاسيكية: يهتم هذا الفرع من الفيزياء بقوانين الحركة والجاذبية، ويشمل هذا نظرية العالم إسحاق نيوتن المتعلقة بالحركة ونظرية العالم جيمس ماكسويل المتعلقة بالديناميكية الحرارية.
    غالبًا ما يتعامل هذا الفرع من الفيزياء مع المادة والطاقة، وتعتبر الفيزياء التي يرجع تاريخها إلى ما قبل عام 1900 بالفيزياء الكلاسيكية، أما النظريات التي ظهرت بعد عام 1900 فهي تعتبر فيزياء حديثة.
  2. الفيزياء الحديثة: الفيزياء الحديثة هي فرع من الفيزياء يهتم بشكل أساسي بنظرية النسبية وميكانيكا الكم. وكان ألبرت أينشتاين وماكس بلانك من رواد الفيزياء الحديثة وكانا أول عالمين يقدمان نظرية النسبية وميكانيكا الكم. وإحدى الأمور التي قدمتها الفيزياء الحديثة هي عدم التعامل مع الطاقة والمادة ككيانات منفصلة بل تعتبر أشكالًا مختلفة من الشيء ذاته.
    يوجد ركيزتان أساسيتان للفيزياء الحديثة: نظرية ألبرت أينشتاين النسبية ونظرية ماكس بلانك الكمومية.
  3. الفيزياء النووية: هي الفرع من الفيزياء الذي تعامل مع مكونات النوى الذرية وبنيتها وسلوكها وتفاعلاتها. ومن المهم ألا يحدث خلط بين الفيزياء النووية وبين الفيزياء الذرية.
    لكن في العصر الحديث أصبحت الفيزياء النووية واسعة النطاق وأصبحت تُطبق في العديد من المجالات حيث تستخدم في توليد الطاقة والأسلحة النووية والأدوية والرنين المغناطيسي والتصوير، الخ..
  4. الفيزياء الذرية: هي فرع الفيزياء الذي يتعامل مع تكوين الذرة بصرف النظر عن النواة وتهتم بترتيب وسلوك الالكترونات. وهكذا تدرس الفيزياء الذرية الإلكترونات والأيونات والذرات.
    وكانت الخطوة الأولى نحو الفيزياء الذرية هي إدراك أن المادة تتكون من ذرات فقط وتتميز البداية الحقيقية للفيزياء الذرية باكتشاف الخطوط الطيفية ومحاولة تفسيرها. أدى هذا إلى فهم جديد تمامًا لهيكل الذرات وسلوكها.
  5. الجيوفيزياء: هو فرع من الفيزياء يتعامل مع دراسة الأرض ويتهم ببنية الأرض وتركيبها ولكن يدرس علماء الجيوفيزياء قوة الجاذبية والمجالات المغناطيسية والزلازل وما إلى ذلك. ويمكن تعريفها على أنها علم طبيعي يهتم بالعمليات الفيزيائية للأرض وبيئتها الفضائية المحيطة واستخدام الأساليب الكمية لتحليلها.
  6. الفيزياء الحيوية: هي دراسة للظواهر والمسائل البيولوجية باستخدام مبادئ وتقنيات علم الفيزياء. ويعد اكتشاف بنية الحمض النووي أحد الإنجازات الأهم للفيزياء الحيوية.
  7. الفيزياء الفلكية: فرع من الفيزياء يهتم بالأجسام الفلكية وكيف تتحرك في الفضاء وتهدف إلى فهم الكون ومكاننا فيه.
  8. الفيزياء الميكانيكية: هي فرع من الفيزياء يتعامل مع حركة الأشياء المادية تحت تأثير القوى وهي تنقسم إلى فرعين أساسيين هما ميكانيكا الكم والميكانيكا الكلاسيكية.
  9. علم الصوتيات: هي فرع الفيزياء الذي يدرس كيفية إنتاج الصوت وانتقاله والتحكم فيه وتأثير الأصوات في الوسائط الفيزيائية المختلفة (كالغاز والسائل والصلب).
  10. علم الصوتيات: فرع الفيزياء الذي يدرس الإشعاع المغناطيسي (الأشعة تحت الحمراء على سبيل المثال) وتفاعلاته وهي تشمل دراسة البصر.
  11. الديناميكا الحرارية: هي فرع الفيزياء الذي يتعامل مع الحرارة وعلاقتها بالطاقة وتخضع للقوانين الأربعة للديناميكا الحرارية.

وبالطبع فإن وراء هذه الفروع من الفيزياء علماء عظيمون غيّروا فهمنا للكون بأسره، من أبرزهم:

  • مايكل فاراداي
  • إسحاق نيوتن
  • جيمس ماكسويل
  • ويليم رونتغين
  • ماري كوري
  • ماكس بلانك
  • ألبرت أينشتاين
  • نيل بور
  • اروين شرودنغر
  • فيرا روبن

أكمل القراءة

يُعرف علم الفيزياء (Physics) على أنّه أحد فروع العلوم الأساسية الذي يهتم بدراسة الطبيعة والمواد وما يخصها، بالإضافة إلى شموله للميكانيك والضوء والحرارة والأشعة والمغناطيسية والكهرباء والذرات وبنيتها، في حين تم تعريفه من قبل موسوعة Encarta على أنّه العلم الذي يُعنى بدراسة المكونات الأساسية للكون ونتائجه كما أنّه مرتبط بالعديد من القوانين المختلفة كالتناظر والزخم والتكافؤ وحفظ الطاقة والشحنة.

تعتبر الفيزياء الأرسطية (Aristotelian Physics) أهم العلوم الفيزيائية، وتنسب إلى الفيلسوف الإغريقي أرسطو (Aristotle)، الذي يعتبر من أوائل العلماء الذين سعوا لاكتشاف علوم الفيزياء، حيث وضع عددًا من المبادئ الأساسية الشاملة والتي تتحكم بكل التغيرات التي يمكن أن تحدث في الأجسام الطبيعية الحية منها وغير الحية سواء كانت على الأرض أو في السماء، على سبيل المثال، التغيرات بالنسبة للعدد والحجم أو التغيرات النوعية بشكل أكثر شمولية.

علم الفيزياء

تأسس علم الفيزياء بمعناه الحديث في منتصف القرن التاسع عشر كناتج لتجميع العديد من العلوم الأقدم، وهي علوم الميكانيك والبصريات والصوتيات والكهرباء والمغناطيسية والحرارة بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية للمادة، واعتمد تأليف العلم في جزء كبير منه إلى الاعتراف بأن قوى الطبيعة المختلفة مرتبطة مع بعضها البعض وأنّها تقبل التحويل فيما بينها، كونها جميعها أشكال من الطاقة، وكما تعلم، فالطاقة لا تفنى ولا تخلق من العدم، وإنّما تتحول من شكل إلى أخر.

يتشابه علما الفيزياء والكيمياء فيما بينهما؛ حيث تهتم الفيزياء ببنية وسلوك الذرات الفردية ومكوناتها، بينما تتعامل الكيمياء مع خصائص وتفاعلات الجزيئات كما تعتمد الكيمياء على الذرات والطاقة وخاصةً الطاقة الحرارية، وبالتالي هناك ترابط قوي بين الفيزياء والكيمياء. يهتم الكيميائيون أكثر بالخصائص المحددة للعناصر والمركبات المختلفة، بينما يهتم الفيزيائيون بالخصائص العامة التي تشترك فيها كل المادة، هذا هو الفرق الأساسي بين العلمين.

أمّا بالنسبة لعلاقة علم الفلك بعلم الفيزياء، فعلم الفلك هو العلم الذي يدرس الكون بأكمله خارج الكرة الأرضية، كما يدرس الخصائص الفيزيائية الإجمالية للأرض مثل كتلتها ودورانها وتفاعلاتها مع الأجسام الآخرى في النظام الشمسي، بقي علماء الفلك حتى القرن الثامن عشر مهتمين بشكل أساسي بدراسة الشمس والقمر والكواكب والمذنبات، لكن بعد ذلك بدأ الاهتمام بدراسة النجوم والمجرات والسدم والوسط النجمي، في حين شكّل علم الميكانيك الفلكي، وهو العلم الذي يدرس حركة الكواكب والأجسام الصلبة الأخرى داخل النظام الشمسي، شكّل أول أرض حقيقية لاختبار قوانين نيوتن في الحركة، وبالتالي ساعد ذلك في وضع المبادئ الأساسية للفيزياء الكلاسيكية، وذلك قبل القرن العشرين، في حين نشأت الفيزياء الفلكية خلال القرن التاسع عشر، وهي دراسة الخصائص الفيزيائية للأجرام السماوية وترتبط ارتباطًا وثيقًا بتحديد التركيب الكيميائي لتلك الأجسام، في القرن العشرين أصبحت الفيزياء وعلم الفلك أكثر ارتباطًا من خلال النظريات الكونية خاصةً تلك التي تستند إلى النظرية النسبية لأينشتاين.

تدخل الفيزياء في جميع جوانب حياتنا، وقد ساهمت الإكتشافات الفيزيائية عبر التاريخ في ظهور العديد من التطبيقات والاختراعات التي ساعدت وسهلت الحياة، كالحواسيب والترانزستورات التي تدخل في تكوين أي جهاز إلكتروني، بالإضافة إلى مساهمتها في اكتشاف تقنيات التصوير الشعاعي والعلاج الطبي والهولوغرام، كما ساعدت الفيزياء في برمجة شبكة الويب العالمية التي لا نستطيع الاستغناء عنها مطلقًا.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو علم الفيزياء؟"؟