بحث في الفيزياء الحديثة، مقدمة للبحث في الفيزياء الحديثة، معنى الفيزياء الحديثة، ما هي النظرية النسبية؟، أهمية الفيزياء الحديثة، الفرق بين الفيزياء الكلاسيكية والفيزياء الحديثة، وخاتمة البحث في الفيزياء الحديثة. وسنتحدث عنها بشيء من التفصيل خلال المقال التالي.
أبحاث في الفيزياء الحديثة
أغراض
1. مقدمة للبحث في الفيزياء الحديثة.
2. معنى الفيزياء الحديثة.
3. ما هي النظرية النسبية؟
4. أهمية الفيزياء الحديثة.
5. الفرق بين الفيزياء الكلاسيكية والفيزياء الحديثة.
6. اختتام دراسة في الفيزياء الحديثة.
مقدمة في الفيزياء الحديثة
كان ظهور الفيزياء الحديثة أحد أهم الأحداث في تاريخ البشرية، حيث غيرت نظريات الفيزياء الحديثة وأعادت تشكيل نظرتنا إلى الكون من حولنا، مما أحدث ثورة علمية هائلة.
الفيزياء الحديثة هي أحد فروع الفيزياء التي تهتم بدراسة المفاهيم الفيزيائية التي ظهرت بعد نيوتن، وتعتمد بشكل أساسي على أهم نظريتين فيزيائيتين في القرن العشرين: النسبية وفيزياء الكم. كما يشمل جميع الأفكار الجديدة التي ظهرت بعد قوانين نيوتن، ومعادلات ماكسويل، وقوانين الديناميكا الحرارية، والتي تصنف تحت اسم الفيزياء الكلاسيكية.
وهكذا يمكن أن نعتبر الفيزياء الحديثة أحدث معلم رئيسي في تاريخ الفيزياء، تاريخ تمتد جذوره إلى الحضارة اليونانية، والحضارة الهندية القديمة، والحضارة الصينية، ثم ما قدمته الحضارة الإسلامية، وانتهاءً بالثورة العلمية التي قامت. وقد استند إلى أفكار كوبرنيكوس، وجاليليو، وديكارت، ونيوتن، وآخرين.
معنى الفيزياء الحديثة
– بالمعنى الحرفي مصطلح الفيزياء الحديثة يشير إلى الفيزياء الحديثة، وبالتالي فإن نسبة كبيرة مما يسمى بالفيزياء الكلاسيكية تعتبر حديثة، ومنذ عام 1890 تقريباً أحدثت الاكتشافات الجديدة تحولات كبيرة مثل ظهور ميكانيكا الكم ونظرية أينشتاين. النسبية، إذ يطبق المصطلح بشكل عام على الفيزياء التي تتضمن عناصر من ميكانيكا الكم، أو النسبية لأينشتاين، أو كليهما.
تتعامل الفيزياء الحديثة غالبًا مع الحالات القصوى. تميل تأثيرات ميكانيكا الكم إلى الظهور عند التعامل مع الصغير (درجات الحرارة المنخفضة، المسافات الصغيرة)، بينما تميل تأثيرات النسبية إلى الظهور عند التعامل مع الكبير (سرعات عالية، مسافات كبيرة). تتبع الولايات الوسطى السلوك الكلاسيكي؛ مثال: عند تحليل سلوك الغاز في درجة حرارة الغرفة، يتم استخدام توزيع ماكسويل-بولتزمان (الكلاسيكي). ومع اقترابه من الصفر المطلق، يفشل هذا التوزيع في وصف سلوك الغاز، ويتم استخدام إحصائية فيرمي-ديراك أو إحصائية بوز-أينشتاين (الحديثة) بدلاً من ذلك.
في كثير من الأحيان، من الممكن العثور على السلوك الكلاسيكي أو استرجاعه من الوصف الحديث عن طريق تحليله بسرعات صغيرة ومسافات كبيرة (بأخذ حد، أو بإجراء تقريب)، وهو ما يسمى
والنتيجة في مثل هذه الحالة هي في الحد الكلاسيكي.
ما هي النظرية النسبية؟
وهو الفرع الثاني من الفيزياء الحديثة. نشر أينشتاين ما يعرف بالنظرية النسبية العامة، وكان ذلك في بداية القرن العشرين، وتحديدًا في عام 1915م. النظرية النسبية هي النظرية الهندسية للجاذبية، ولكن بعد انتشار الفيزياء الحديثة بدأت النسبية العامة تعمل على تعميم قانون نيوتن للجاذبية العامة، حيث يعمل. وتقدم النسبية وصفا محددا وموحدا للجاذبية، إذ تعتبرها خاصية هندسية للزمان أو المكان. ولذلك فإن النسبية العامة تختلف بشكل شبه كامل عن الفيزياء الكلاسيكية، خاصة فيما يتعلق بهندسة الفضاء ومرور الزمن، بالإضافة إلى حركة الأجسام في السقوط الحر وانتشار الضوء. على سبيل المثال، عدسة الجاذبية، وتمدد الزمن الجاذبية، والانزياح الأحمر الجاذبية.
وبعد إجراء بعض الدراسات الفيزيائية، تم تأكيد تنبؤ النسبية العامة فيما يتعلق بالفيزياء الكلاسيكية في جميع العمليات التجريبية والرصدية. هذا على الرغم من أن النسبية العامة لم تكن النسبية الوحيدة المتعلقة بالجاذبية، ولكنها من أبسط النظريات المتعلقة بدراسة الجاذبية بشكل أو بآخر، حيث أنها تحتوي على بعض البيانات التجريبية، مما يعني أن نظرية أينشتاين قد تأثير كبير على الفيزياء الفلكية.
أهمية الفيزياء الحديثة
– الطب العلاجي
ومن الاكتشافات العلمية التي قدمتها لنا الفيزياء والتي تم استغلالها في العلاج والتشخيص، الأشعة العادية وأشعة الرنين المغناطيسي.
– كهرباء
ومن خلال النظريات الفيزيائية وتوليد الطاقة الكهربائية من خلال الطاقة الحركية للشلالات أو قوة الرياح، تم اكتشاف الكهرباء التي لا غنى عنها في جميع جوانب حياتنا اليومية.
– تحولات الطاقة
نظرية تحويل الطاقة من شكل إلى آخر مثل تحويل الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية كما في الدينامو والشلالات، وتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ضوئية كما في البطاريات، وتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية كما في المحرك الكهربائي . لقد تم تطوير جميع أشكال الحياة لإفادة الإنسان وتسهيل أساليب حياته. مواجهة تقلبات الطبيعة.
الفرق بين الفيزياء الكلاسيكية والفيزياء الحديثة
تهتم الفيزياء الكلاسيكية بشرح جميع الأشياء الفيزيائية التي يمكن ملاحظتها بشكل يومي، كما أنها تشرح التجارب المتعلقة بالصوت والضوء والحرارة وغيرها. وتهتم بالكون المرئي (النظام العياني). الفيزياء الكلاسيكية هي ما تشكلت من قوانين نيوتن، ومعادلات جيمس ماكسويل، ونظرية الديناميكا الحرارية.
وبينما تتعامل الفيزياء الحديثة مع الظواهر العلمية التي لا يمكن رؤيتها بشكل مباشر، فإنها تتناول العديد من تأثيرات الكون. ومن أمثلة هذه الظواهر: الظواهر الإلكترونية التي أسست علم الاتصالات، والتفاعلات الكيميائية التي تحدث على مستوى الجزيء، وتفسيرها، النظام “المجهري” غير المرئي بالعين المجردة. أحمد زويل.
اختتام دراسة في الفيزياء الحديثة
الفيزياء هو العلم الذي يدرس بنية المادة وكيفية التفاعل بين عناصرها الأساسية. وهو علم الطاقة والمادة والحركة. ويرجع الفضل في اكتشاف هذا العلم إلى اليونان، لأن كلمة الفيزياء لها أصل يوناني، وهو العلم الذي أثبت قدرة الله تعالى على خلق الكون وظواهره الطبيعية. وتلك الظواهر التي نراها، هناك ملايين أخرى لا تراها العين. فمن خلال دراسة الفيزياء استطاع الإنسان أن يرى الأشياء التي لم يكن يراها دون المجهر، وهو العلم الذي درس الطبيعة كما هي، ووضع المبادئ والقوانين التي تحكم كل شيء. إن الظواهر التي توجد حول الإنسان، والفيزياء تعتبر على مستوى العالم أساس كل العلوم.