نتحدث عن فروع الفيزياء الكلاسيكية في هذا المقال. كما نقدم لك معلومات عامة عن الفيزياء، بالإضافة إلى فروع الفيزياء الحديثة، وكذلك فروع الفيزياء التطبيقية، ولمحة عن قوانين الفيزياء وأدواتها.
فروع الفيزياء الكلاسيكية
النظرية الكلاسيكية لها معنيان مختلفان على الأقل في الفيزياء. في سياق ميكانيكا الكم، تشير النظرية الكلاسيكية إلى نظريات الفيزياء التي لا تستخدم نموذج التكميم، والذي يتضمن الميكانيكا الكلاسيكية والنسبية. وبالمثل، فإن نظريات المجال الكلاسيكية، مثل النسبية العامة والكهرومغناطيسية الكلاسيكية، هي تلك التي لا تستخدم ميكانيكا الكم. في سياق النسبية العامة والخاصة، النظريات الكلاسيكية هي تلك التي تخضع للنظرية النسبية لجاليليو. تنقسم فروع الفيزياء الكلاسيكية إلى:
1-قوانين نيوتن للحركة
– الميكانيكا الكلاسيكية
2-قوانين لاغرانج وهاميلتون الكلاسيكية
3- الديناميكا الحرارية الكلاسيكية
4-معادلات ماكسويل الكهرومغناطيسية الكلاسيكية
5-نظرية الفوضى الكلاسيكية والديناميكا غير الخطية
6- النسبية الخاصة والنسبية العامة (حسب التعريف السابق)
معلومات عامة عن الفيزياء
1- إن حرارة أشعة الشمس تصل إلينا من الأرض رغم بعدها الكبير عنها. لأنها تنتقل على شكل موجات كهرومغناطيسية.
2- سرعة الجسم المقذوف رأسياً من الأعلى عند أعلى نقطة تساوي صفراً.
3-درجة غليان الماء 100 درجة مئوية و212 درجة فهرنهايت.
4- فرع الفيزياء الهيدروليكية يبحث في الخواص الميكانيكية للسوائل.
5- ينعكس الطيف الملون إذا تم وضع مرآة بزاوية داخل حوض السمك، وتم تسليط أي مصدر للضوء عليها.
6-تعتبر المعادن أفضل في توصيل الحرارة. ويرجع ذلك إلى وجود الإلكترونات الحرة التي تساهم في نقل الحرارة وحركة الجزيئات.
7- يعتبر قوس قزح من أجمل الظواهر الطبيعية الناتجة عن تحلل ضوء الشمس الأبيض إلى سبعة ألوان.
8-تختلف النظائر في العدد الكتلي A، ولها نفس العدد الذري Z.
9- يعرف انكسار الضوء بأنه التغير في اتجاه شعاع الضوء بعد مرور السطح الذي يفصل بين وسطين شفافين مختلفين.
10- يعرف التكافؤ بأنه الكميات المتساوية من المادة وفقا للأرقام المتكافئة.
11- المقصود بالجيوفيزياء هو العلم الذي يدرس جميع الظواهر الأرضية من حيث تغيراتها الزمانية والمكانية ونشأتها وعلاقاتها بالظواهر الكونية وخاصة ظاهرتي القمر والشمس.
12- يتميز الصوت بأنه لا ينتقل إلا في البيئة المادية.
13- تستخدم النيوترونات في التفاعلات الانشطارية. وذلك لأنه غير مشحون، أي محايد كهربائيًا.
فروع الفيزياء الحديثة
يشير مصطلح الفيزياء الحديثة إلى ما يأتي بعد مفهوم نيوتن للفيزياء، أي نهاية هيمنة الوصف الكلاسيكي للظواهر الفيزيائية. ولذلك، فإن الوصف الدقيق “الحديث” للواقع يتطلب نظريات تتضمن عناصر من ميكانيكا الكم، أو النسبية لأينشتاين، أو كليهما. يستخدم هذا المصطلح عادة للإشارة إلى أي فرع من فروع الفيزياء. وقد تم تطويره في بداية القرن العشرين أو بعده أو تأثر بشكل كبير بفيزياء بداية القرن العشرين. وتنقسم فروع الفيزياء الحديثة إلى:
1-علم الكونيات (علم الكونيات)
2- النسبية الخاصة
3- ميكانيكا الكم
4-النسبية العامة
5- الكهروديناميكا الكمومية أو الكهروديناميكا الكمومية
6-نظرية المجال الكمي
7- الكروموديناميكا الكمومية أو الكروموديناميكا الكمية
8- النموذج الأساسي
9- الفيزياء النووية
10- فيزياء الجسيمات
11- الفيزياء الذرية والجزيئية والبصرية
12- ميكانيكا إحصائية الكم
13- فيزياء المادة المكثفة
14- الجاذبية الكمومية
12- فيزياء البلازما
لمحة عامة عن قوانين الفيزياء وأدواتها
القوانين الأساسية للفيزياء
هدف الفيزياء هو تطوير نماذج دقيقة للواقع المادي. أفضل سيناريو هو تطوير سلسلة من القواعد الأساسية لوصف كيفية عمل هذه النماذج. غالبًا ما تسمى هذه القواعد “القوانين” بعد أن تم استخدامها بنجاح لسنوات عديدة.
الفيزياء معقدة، لكنها تعتمد بشكل أساسي على عدد من قوانين الطبيعة المقبولة، وبعضها اكتشافات تاريخية ورائدة في العلوم. وتشمل هذه القوانين قانون السير نيوتن في الجاذبية بالإضافة إلى قوانينه الثلاثة للحركة. وتندرج نظرية ألبرت أينشتاين النسبية وقوانين الديناميكا الحرارية ضمن هذه الفئة.
تبني الفيزياء الحديثة هذه الحقائق الضخمة لدراسة أشياء مثل فيزياء الكم، التي تستكشف الكون غير المرئي. وبالمثل، تسعى فيزياء الجسيمات إلى فهم أصغر أجزاء المادة في الكون. هذا هو المجال الذي تدخل فيه الكلمات الغريبة مثل الكواركات والبوزونات والهادرونات واللبتونات في المحادثة العلمية. ويتصدر عناوين الصحف اليومية.
الأدوات المستخدمة في الفيزياء
الأدوات التي يستخدمها الفيزيائيون تختلف من المادية إلى المجردة، وتشمل موازين التوازن، وأجهزة إرسال شعاع الليزر، والرياضيات. إن فهم هذه المجموعة الواسعة من الأدوات وطرق تطبيقها أمر ضروري لفهم العملية التي يمر بها الفيزيائيون في دراسة العالم المادي.
تشمل الأدوات المادية أشياء مثل الموصلات الفائقة والمزامنات، والتي تستخدم لإنشاء مجالات مغناطيسية مكثفة. ويمكن تطبيق ذلك في دراسات مثل مصادم الهادرونات الكبير أو عمليًا في تطوير القطارات المغناطيسية.
الرياضيات هي قلب الفيزياء وهي حيوية في جميع مجالات العلوم. عندما تبدأ في استكشاف الفيزياء، ستكون العوامل الأساسية مثل استخدام الأرقام المهمة وتجاوز أساسيات النظام المتري مهمة. الرياضيات والفيزياء تذهب إلى ما هو أعمق من ذلك بكثير، والمفاهيم مثل الرياضيات المتجهة والخصائص الرياضية للموجات ضرورية لعمل الكثيرين… من علماء الفيزياء.
فروع الفيزياء التطبيقية
الفيزياء التطبيقية هو مصطلح عام للفيزياء المتخصصة للتطبيق في مجال عملي أو تقني معين. ويتميز العلم التطبيقي عن العلم البحت بأنه يدرس لغرض التطبيق على مجالات ومجالات محددة، وعلاقته وثيقة بالتكنولوجيا والآلات والقياسات. وتنقسم فروع الفيزياء التطبيقية إلى:
1- البصريات
2-هندسة النسيج
3- الأرصاد الجوية
4- علم المحيطات
5- الهندسة الميكانيكية
6- أشباه الموصلات
7- فيزياء التربة
8-التبريد
9- فيزياء التربة
10- التنظيم الذاتي
11- الفيزياء الحيوية
12- فيزياء الغوص
13- الفيزياء الفلكية
14- فيزياء الأرض
15- المقذوفات
16- الكيمياء الفيزيائية
17- الفيزياء الكيميائية
18- علم الأصوات
19- الفيزياء الطبية
20- علم المحيطات الفيزيائية
21- فيزياء المسرعات
22- علم المواد
23- فيزياء الحالة الصلبة
24-الموصلات الفائقة
25- فيزياء الفضاء
26- إلكترونيات الدوران
27-ديناميكية المركبة