مقارنة بين الفيزياء الكلاسيكية والفيزياء المعاصرة، مفهوم الفيزياء الحديثة، مخترع الفيزياء، وما هي مجالات الفيزياء. وهذا ما سنتعرف عليه فيما يلي.
مقارنة بين الفيزياء الكلاسيكية والفيزياء المعاصرة
الفيزياء الكلاسيكية
– الكتلة في قوانينها ثابتة
-نحن نعمل مع الأشياء
الضوء عبارة عن موجة
– الزمن مطلق (الزمن متماثل في جميع الأنظمة). قال نيوتن نفسه: «إن الزمن الرياضي الحقيقي والمطلق يمضي دون أن يتأثر بأي شيء خارجي».
الطول ثابت
الفيزياء الحديثة
– الكتلة متغيرة (حسب السرعة)
نحن نتعامل مع الجسيمات دون الذرية
الضوء عبارة عن موجة وجسيم في نفس الوقت
-الزمن ليس مطلقاً (بسبب ظاهرة تمدد الزمن)
– انكماش الطول (الطول ليس ثابتا)
– التكافؤ بين الكتلة والطاقة
مفهوم الفيزياء الحديثة
يمثل مفهوم الفيزياء الحديثة مرحلة بعد قوانين نيوتن للجاذبية والحركة والقوة. وتتمثل في النظريات وتعرف بفيزياء القرن العشرين، وهي تطور لأسس النظريات النسبية وميكانيكا الكم في أوائل القرن العشرين. وذلك عندما ينشأ نوع من المشاكل التي لا يمكن التعامل معها وفهمها باستخدام الفيزياء الكلاسيكية.
مخترع الفيزياء
معرفة اسم مخترع الفيزياء هو سؤال تاريخي جيد ومهم جداً، وقد تشعر بخيبة أمل قليلاً في إجابته: لم يخترع أحد الفيزياء.
طالما كان هناك أشخاص، فقد تساءلوا لماذا تحدث الأشياء بالطريقة التي تحدث بها، وماذا سيحدث إذا جربوا أشياء أخرى. حسنًا، هذا كل ما يفعله العلماء. يمكنك أن تتخيل رجل الكهف يلاحظ أن النار ساخنة، وأن فرك العصي معًا يجعلها دافئة؛ ربما يسأل نفسه: “هل يمكنني إشعال النار عن طريق فرك تلك العصا ببعضها بقوة؟” كان هذا الكهف عالمًا فيزياء، وعندما حاول فرك العصي معًا، كان يجري تجربة.
– إذن هناك طريقة أخرى للإجابة على سؤالك وهي: الجميع اخترع الفيزياء. أي شخص يطرح سؤالاً عن سبب حدوث الأشياء يعتبر أنه ساهم في اكتشاف الفيزياء.
بالطبع، على مر السنين، كان هناك العديد من الأشخاص الذين جعلوا من مهمتهم محاولة تفسير الأشياء، وقد حقق بعضهم أكبر وأهم الاكتشافات في العلوم. على سبيل المثال، ربما سمعت عن العالم اليوناني القديم أرسطو، الذي حاول شرح الطريقة التي تتحرك بها الأشياء. وهناك يوناني قديم آخر هو أرخميدس، الذي اخترع وأظهر العديد من الآلات البسيطة، مثل الروافع والمضخات.
-قبل عدة مئات من السنين، اكتشف كل من جاليليو ونيوتن قوانين مهمة حول الجاذبية. ربما كان العالم الأكثر شهرة في هذا القرن هو ألبرت أينشتاين. تتحدث النظرية النسبية عن كل الأشياء الغريبة التي تحدث عندما تتحرك بسرعة الضوء تقريبًا، والكثير من الأشياء الرائعة الأخرى. (يعد أينشتاين أحد العلماء المهيمنين في مجال الفيزياء، لأنه قام أيضًا بأشياء كثيرة إلى جانب العلم، مثل محاولة إيقاف الحرب).
ما هي مجالات الفيزياء؟
1-الفيزياء الفلكية:
هو حلقة وصل بين علم الفلك والفيزياء، ويهتم بدراسة فيزياء الكون، بما في ذلك الخصائص الفيزيائية المتمثلة في الكثافة، والأجرام السماوية مثل الكواكب، والطاقة المظلمة، ودرجات الحرارة.
2- فيزياء الحالة الصلبة:
أحد مجالات الفيزياء. يهتم هذا التخصص بدراسة كافة الخواص التي تتميز بها الحالة الصلبة مثل الخواص الكهربائية. كما يهتم بدراسة علم البلورات والسبائك وميكانيكا الكم.
3- الديناميكا الحرارية:
يختص هذا القسم بدراسة عمليات تحويل الطاقة في الطبيعة. وأهم ما يميز هذا العلم هو اختلافه عن كثير من العلوم مثل الفيزياء والكيمياء. يدرس هذا العلم لطلبة فرع الكيمياء ولكنه من التخصصات الأساسية لقسم الفيزياء.
4- الفيزياء الطبية:
يهتم هذا التخصص بدراسة الطرق الفيزيائية والنظريات الحديثة المتعلقة بإمكانية تطوير وتصنيع العديد من الأجهزة الطبية مثل أجهزة العلاج الإشعاعي وأجهزة تخطيط كهربية القلب، وإمكانية استخدام الإشعاعات المؤينة في التصوير المقطعي المحوسب والتصوير بالرنين المغناطيسي. ويتميز هذا التخصص بارتباطه الوثيق بالعديد من الأقسام الفيزيائية الأخرى مثل فيزياء الإشعاع والفيزياء. .
5- الفيزياء الحيوية:
وهو فرع يهتم بدراسة مبادئ الفيزياء الأساسية في علم الأحياء، ويدرس في كلية العلوم. ومن تطبيقات هذا القسم تطبيقات الموجات فوق الصوتية، والتصوير الشعاعي، والليزر، وقياس كثافة العظام، من خلال استخدام الأشعة السينية.
6- الفيزياء الذرية:
يهتم هذا التخصص بدراسة التركيب الأساسي للذرة وخصائصها، بما في ذلك التفسير العلمي للنظريات التي تهدف إلى فهم وتركيب الذرة ودراسة طيفها الكهرومغناطيسي.
7- فيزياء الكون:
يهتم هذا القسم بدراسة الكون دراسة شاملة تتضمن معلومات عن نشأته ومراحل تطوره الكوني منذ بداية خلقه وحتى المستقبل. هذا الفرع له علاقة وثيقة ومباشرة بالفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء.
8- الجيوفيزياء:
وقد يتضح من اسمها أنها حلقة وصل وثيقة بين علوم الفيزياء والجيولوجيا. يهتم هذا العلم بدراسة المبادئ الأساسية للفيزياء في الجيولوجيا، وهي دراسة المجال المغناطيسي للأرض، وتوضيح ظاهرة طبيعة المد والجزر، ودراسة الأرصاد الجوية.
كل من يهتم بدراسة التنقيب عن البترول يهتم أيضًا بدراسة هذا العلم، وهو يشمل العديد من العلوم المنفصلة مثل الجيوفيزياء التطبيقية وكذلك الجيوفيزياء التطورية.
9- الفيزياء الكهرومغناطيسية:
أحد مجالات الفيزياء التي تهتم بدراسة المجال المغناطيسي وتأثيره على الشحنات الكهربائية.
10- الفيزياء الحديثة:
وقد تم إنشاء هذا العلم في ظل وجود عدة عناصر جديدة في الفيزياء، تتمثل في النسبية، والتي ساعدت في تفسير جميع الظواهر الفيزيائية وكذلك الميكانيكا.