علم الفيزياء
مــقـــدمـــة
بسم الله الرحمن الرحيم
الحمد لله المعبود ,عم بحكمته الوجود, وشملت رحمته كل موجود, نحمده سبحانه وتعالى وهو بكل لسان محمود, ونشهد ان لا اله الا الله وان محمد عبده ورسوله....أما بعد.
الحمد لله القائل:(وأن ليس للإنسان الا ما سعى) في هذا البحث المتواضع تتحدث الباحثة عن علم جمع الطبيعة بما فيها درس المادة بما تحويها ,علم اهتم بالدقة وضبط القياسات, علم فسر لنا ظواهر كثيرة في حياتنا لم تكن معروفه من قبل.
لولا الله أولا ثم هذا العلم لما توصلنا إلى هذا التقدم الحضاري الذي نشاهده اليوم.
علم يستخدم في علوم أخرى كالهندسة والكيمياء والطب
فجميع الأجهزة التي تملأ حياتنا اليومية أساسها الفيزياء، مثل الرادار و اللاسلكي و الراديو والتلفاز، والهاتف المحمول و الحاسوب وأجهزة التشخيص في الطب مثل أشعة إكس و التصوير بالرنين المغناطيسي والعلاج بالأشعة، والنظارات، والتلسكوبات ومسبارات المريخ والفضاء، و أفران الميكروويف، و الكهرباء وغيرها....
ألا وهو علم الفيزياء, فلنشكر الله أولا أن سخر لنا عقولا تجعلنا نتساءل ونجرب ومن ثم نستنتج ونخترع أو نكتشف.
أيتها القارئة: أغمضي عينيكي, وادخلي معنا في عالم الفيزياء, وتخيلي كيف اكتشفت هذه الأشياء, واخترع الرادار وغيره, وبإذن الله يكون بحثي شامل لهذا العلم العظيم, متدارك لما فيه من قوانين ونظريات.
أسئلة قد تراود ذهن القارئ...
ما هو علم الفيزياء؟
وما هي تخصصاته؟
ولأيّ المجالات يتبع؟
وما هي العلوم أو التفرعات التابعة له؟
كيف يمكن لنا كبشر الاستفادة من علم الفيزياء؟
ما هي تطبيقاته وأدواته وأساليبه؟
من هم أشهر الفيزيائيين على الإطلاق؟
كلّ هذه الأسئلة وغيرها هي محور بحثنا اليوم بإذن الله، وسنقوم بالإجابة عنها والخوض فيها بشيء من التفصيل، لنصل إلى الفائدة الكاملة إن شاء الله.
مقدمة في علم الفيزياء
الفيزياء هي أحد العلوم الطبيعية، والتي لها تسميات متعددة، فمنهم من يطبق عليها اسم علم الطبيعة، ، وتهتم الفيزياء في دراسة المادة والطاقة وحركة الجسيمات، وما يؤثر على سير عملها، والخروج بمعادلات وقوانين تفسر تلك الظواهر وتتنبأ بمسيرتها عن طريق نماذج تقترب رويدا من الواقع.
تتميز الفيزياء بأنّها من العلوم الدقيقة القياس، ويسعى الفيزيائيون دائمًا على إيجاد طرق تعمل على زيادة الدقة في القياس، للوصول إلى تفسير سليم وصحيح للظواهر الطبيعية التي تحيط بنا، واستخدامها في مختلف العلوم الأخرى كالكيمياء والطب والهندسة والفلك وغيرها.
تعتبر الفيزياء من أحد أقدم التّخصصات الأكاديمية، فهي قد بدأت بالبزوغ منذ العصور الوسطى وتميزت كعلم حديث في القرن السابع عشر، وباعتبار أن أحد فروعها، وهو علم الفلك، يعد من أعرق العلوم الكونية على الإطلاق.
وللفيزياء مكانة متميزة في الفكر الإنساني، وكما تأثرت بأفرع المعرفة الإنسانية الأخرى؛ فقد كان لها أيضا الأثر الحاسم في بعض الحقول المعرفية والعلمية الأخرى مثل الفلسفة والرياضيات وعلم الأحياء. ولقد تجسدت أغلب التّطورات التي أحدثتها بشكل عملي في عدّة قطاعات من التقنية والطب
إن التقدم الحضاري والمدني يدين بشكل كبير للتقدم الباهر لعلم الفيزياء، كالفضاء والزمن، ويتعامل 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 للاختبار.
. فعلى سبيل المثال، أدى التّقدم في فهم الكهرومغناطيسية إلى الانتشار الواسع في استخدام الأجهزة الكهربائية مثل التلفاز والحاسوب،وكذلك تطبيقات الديناميكا الحرارية إلى التطور المذهل في مجال المحركات ووسائل النقل الحديثة، وميكانيكا الكم إلى اختراع معدات مثل المجهر الإلكتروني، كما كان لعصر الذرة - بجانب آثاره المدمرة - استعمالات هامة لتطوير الإشعاع في علاج السرطان وتشخيص الأمراض.
معظم الفيزيائيين اليوم هم عادة متخصصون في مجالين متكاملين وهما الفيزياء النظرية و الفيزياء التجريبية، وتهتم الأولى بصياغة النظريات باعتماد نماذج رياضية، فيما تهتم الثانية بإجراء الاختبارات على تلك النظريات، بالإضافة إلى اكتشاف 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 جواب إلى حد الآن، كما أن هناك مجالات نظرية وتطبيقية تشهد نشاطًا وأبحاثًا مكثّفة.
هناك اعتقاد بأن "الفيزياء فرع من فروع الرياضيات" وهو اعتقاد خاطئ تمامًا، لأن النماذج الرياضية تستعمل في علم الفيزياء فقط لتسهيل فهم الظواهر الفيزيائية بوصف الرياضيات لفة منطق قادرة على تفسير الظواهر الفيزيائية وسهولة فهمها. فالفيزياء علم مستقل بذاته بعيدا عن الفيزياء.
وللفيزياء عدة فروع مثل الفيزياء الذرية، الفيزياء النووية، النظرية النسبية، البصريات، الصوتيات، الكهربية، المغناطيسية، الديناميكا الحرارية، الميكانيكا، وبالرغم من أن علم الفلك يقوم بدراسة الأجسام السماوية إلا أنه يعد أحد فروع الفيزياء.
تطورت الفيزياء كما نعرفها اليوم، من سلسلة الملاحظات التي جمعتها الحضارات القديمة حول مختلف الظواهر الطبيعية 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 "الفيزياء" (الطبيعيات) أول النظريات حول طبيعة الحركة والقوى. وقد ضلت هذه الأفكار، والتي تعرف بالفيزياء الأرسطوطاليسية، مهيمنة على التراث الفلسفي لعدة قرون.
الفيزياء في الحضارة العربية والإسلامية
كان للحضارة العربية-الإسلامية دور رئيس في بداية صياغة علم الفيزياء (الذي كان يعرف عند العلماء المسلمين بالطبيعيات). فقد أنقذ ميراث الفلاسفة الإغريق من الضياع بترجمته إلى اللغة العربية تلى ذلك إثراؤه وتنقيحه وتصحيحه. فقد قدم العلماء المسلمون المحيطون بمعرفة الأولين من أمثال أرسطو وبطليموس (وغيرهم) نظرياتهم الخاصة وابتكارات 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.
بعض العلماء المسلمين وإسهاماتهم في الفيزياء
الكندي : البصريات وعلم الفلك
عباس بن فرناس : الميقاتية والطيران.
ثابت بن قرة : تعريف الحركة والوزن والجاذبية
الفارابي : علم الفلك وتجارب حول الصوت وطبيعة الفراغ
السيزجي : عاصر البيروني، قال بحركة الأرض حول الشّمس وقام بصناعة إسطرلاب معتمد على مركزية الشّمس
الحسن ابن الهيثم : إلى جانب أعماله في علم البصريات والفلك. اكتشف قانون القصور الذاتي في علم الحركة
البيروني : وضع بعض المفاهيم الأساسية في علم الحركة مثل التسارع والاحتكاك
وغيرهم من العلماء كابن سينا وعمر الخيام والجزري
تطور الفيزياء الحديثة
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 بعض جوانب 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 بهندسة الزمكان.
وفي جانب آخر استطاعت الميكانيكا الكمومية وصف سلوكات الجسيمات الأولية والذرات والجزيئات، وفي هذا المقياس تختلف القوانين الفيزيائية عن تلك التي تخضع لها الأجسام ذات الأحجام العادية
أهم الفيزيائيين العالميين
ألبرت اينشتاين
يعد ألبرت اينشتاين أحد أهم الفيزيائيين عبر التاريخ. ولد في عام 1879 و توفي في عام 1955 عن عمر ناهز 76 عاما. كان اينشتاين يحمل الجنسية السويسرية و الالمانية و الامريكية. عمل في العديد من الجامعات منها جامعة زيوريخ, معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا, جامعة ليدين و بضع جامعات أخرى. كتب اينشتاين العديد من النظريات الفيزيائية الهامة مثل نظريتا النسبية الخاصة و العامة, الموجة الجاذبة, نظرية الحركة البراونية و غيرها الكثير من النظريات التي احدثت فرقا واضحا في مجالي الفيزياء و الرياضيات. أهم معادلة كتبها اينشتاين كانت معادلة تكافؤ المادة و الطاقة ( E=mc^2 ).نال اينشتاين جائزة نوبل في الفيزياء عام 1921.
نيكولا تيسلا
ولد نيكولا تيسلا في عام 1856 في مملكة النمسا ,و توفي في عام 1934 في مدينة نيويورك في امريكا. يحمل الجنسية النمساوية و الامريكية. درس نيكولا في جامعة غراس للتكنولوجيا. عمل كمهندس ميكانيكي و مهندس كهربائي. أهم المشاريع التي عمل عليها هي تجارب التي شملت التيار المتناوب و فرق الكمون العالي. من أهم اختراعاته المجال المغناطيسي المتحرك و وشيعة تسلا. نال تسلا العديد من الجوائز و الأوسمة مثل ميدالية جون سكوت و ميدالية جامعة باريس. كان تسلا يعتبر"العالم المجنون". من الجدير بالذكر من حياة تسلا أنه قرر ترك الجامعة قبل التخرج بدون إخبار عائلته.
اسحاق نيوتن
ولد اسحاق نيوتن في انجلترا عام 1647 و توفي عام 1727 عن عمر يناهز 84 عاما. حمل نيوتن الجنسية الانجليزية فقط. عمل في مجالات الفيزياء و الرياضيات و الاقتصاد و الفلسفة. درس و عمل في جامعة كامبريدج و المجتمع الملكي. يعتبر نيوتن مؤسس مجال التفاضل و التكامل الذي يدرسه جميع طلاب الهندسة و الرياضيات خلال السنين الاولى من الجامعة. و هو أيضا صاحب الرياضيات النيوتونية و نظرية التجاذب الكوني. من أشهر الحوادث التي حصلت في حياته هي حادثة التفاحة التي سقطت على رأسه من شجرة و منها استوحى نظرية الجاذبية
الخاتمة
يعود الفضل في التقدم الحاصل للعالم على الصعيدين المدني والحضاري إلى الله اولا ثم علم الفيزياء وعلمائه ، فهو أساس الأجهزة المنتشرة في عالمنا، مثل التلفاز والهاتف والرادار والحاسوب، وأمّا في المجال الطبي فتستخدم في أجهزة التشخيص وصور الأشعة والرنين المغناطيسي، وأمّا في مجال الفضاء فهي أساس اختراعات مهمة لها أثر كبير في معرفتنا اليوم بالفضاء والفلك، مثل: أجهزة التليسكوب، والنظارات والمسابير، أمّا على صعيد الحياة المدنية فتدخل في صناعة المايكروويف والكهرباء والميكروفون وغيرها، فتتعدد وتتشعب المجالات والاختصاصات التي يدخل فيها علم الفيزياء وتؤثر بهم تأثيرًا كبيرًا, فلله الحمد والمنة ان ميزنا عن جميع خلقه وجعل لنا عقولا تتامل وتتساءل وتخرج لنا بنظريات وقوانين تسهل لنا الكثير من جوانب حياتنا .
الاسم: آية أيمن خليل حامد
الصف: أول ثانوي (أ)
تحت إشراف معلمة المادة أ: دلال الدغيلبي
المراجع
1 الانترنت(ويكبيديا الموسوعة الحرة)
2 كتاب (الفيزياء الحرة)
3 صفحة الفيزيائيون في الفيس بوك
4 كتاب الف اختراع واختراع(التراث الاسلامي في عالمنا)
الفهرس
مقدمة 2
اسئلة قد تراود ذهن القارئ 3
مقدمة في علم الفيزياء 4
الفيزياء في الحضارة العربية والاسلامية 6
بعض العلماء المسلمين واسهاماتهم في الفيزياء 6
تطور الفيزياء الحديثة 7
الخاتمة 9
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق