تعريف الفيزياء الحديثة. ونتحدث عنها بالتفصيل من خلال هذا المقال. ونذكر لك أيضاً تطبيقات الفيزياء الحديثة ومخترع الفيزياء، وخاتمة الموضوع أقسام الفيزياء.
تعريف الفيزياء الحديثة
-يشير مصطلح الفيزياء الحديثة إلى مبادئ فيزياء ما بعد نيوتن ونتائجها وقوانينها، وتشمل (ميكانيكا الكم/نسبية أينشتاين)، والبدء بالنسبية الخاصة كتطور لرؤية الفيزيائيين الجدد بالتجارب التي عارضت فرضية الأثير، نبدأ قصة الفيزياء الحديثة.
-الأثير؛ وهي نظرية تنص على حتمية وجود وسط ينقل أو ينشر طيف الضوء. وتشمل الفيزياء الحديثة، والنسبية، التي طورها أينشتاين وعممها عن غاليليو، وأظهر من خلالها أن كل شيء في حركة مستمرة بالنسبة إلى الآخر، ولا يوجد نظام في حالة استقرار مطلق أو ذو بعد مطلق، والنسبية يعتمد على تفسير الظواهر والأجسام الموجودة في الكون والتي تتصرف بسرعات عالية، ومن مبادئ النسبية أن سرعة الضوء ثابتة في الفضاء بالنسبة لجميع المراقبين، بغض النظر عن اتجاه انطلاقه. وقد تناقضت التجارب هذه الفكرة مع الفرضية. الأثير تماما.
وظهرت ميكانيكا الكم لتوسيع نطاق تطبيق الفيزياء على كافة المستويات وتعميم القوانين وتفسير الظواهر، وصولا إلى الأجسام دون الذرية وليس مجرد الأجسام العادية التي فسرتها الميكانيكا الكلاسيكية. فقد جمعت بين الخاصية الجسيمية والخاصية الموجية للأطياف الكهرومغناطيسية، وفي واجهة ميكانيكا الكم كما هو معروف مبدأ عدم اليقين (مبدأ عدم اليقين) لهايزنبرغ، والذي يوضح لنا في صياغاتها أنها لا تقدم قياسات نهائية، ولكن النبوءات والتوزيعات المحتملة حيث من المستحيل تحديد موقع الجسيم وزخمه بشكل قاطع في نفس الوقت.
تطبيقات الفيزياء الحديثة
1- الفيزياء النووية :
تهتم الفيزياء النووية بدراسة نوى العناصر من حيث تركيبها وخصائصها وتفاعلاتها. للتفاعلات النووية أهمية خاصة في إنتاج الطاقة أو استهلاك الطاقة، وللطاقة المنتجة من التفاعلات النووية استخدامات عديدة منها استخدامات سلمية مثل توليد الكهرباء والطب والزراعة والبحث عن المعادن في باطن الأرض ومنها استخدامات عسكرية مثل إنتاج بالقنابل الذرية والهيدروجينية. تعتمد القنابل الذرية على التفاعل الانشطاري، والمادة المستخدمة عادة هي اليورانيوم. أما القنابل الهيدروجينية فتعتمد على التفاعل الاندماجي، حيث تتولد الطاقة الانفجارية من اندماج ذرتي هيدروجين لتكوين غاز الهيليوم، وهي أكبر بكثير من الطاقة الانشطارية المتولدة في القنابل الذرية.
2- فيزياء الجسيمات :
وهو الفرع الذي يتعامل مع الجسيمات دون الذرية، أي تلك التي يكون حجمها أصغر من نواة الذرة. وتشمل هذه الجسيمات البروتونات والإلكترونات والنيوترونات التي تتكون منها الذرة. كما أن هناك جسيمات أخرى تنتج عن التفاعلات النووية، لكنها غير مستقرة، إذ سرعان ما تختفي على شكل جسيمات أخرى أو طاقة. الإشعاع قام العلماء بتقسيم الجسيمات دون الذرية إلى ثلاث فئات رئيسية: اللبتونات، والكواركات، والبوزونات. وتمثل هذه الأنواع الجسيمات الأولية، أي تلك التي لم يثبت بعد أنها تتكون من جزيئات أصغر، ولكنها قد تدخل في تكوين الجزيئات. والبعض الآخر، على سبيل المثال، الكواركات هي الجسيمات التي يتكون منها البروتون والنيوترون، أو الإلكترون هو لبتون، وحجم الجسيمات الأولية أصغر بمئة مليون مرة من حجم الذرات.
3- الفيزياء الفلكية:
يدرس هذا العلم طبيعة وأصل وتطور الشمس والنجوم والمجرات والكون بأكمله.
4- فيزياء المواد الصلبة :
فرع من فروع الفيزياء يدرس الحالة الصلبة للمادة وخواصها التي تظهر من خلال ترتيب الذرات في بلوراتها. ينطبق هذا المصطلح بشكل خاص على دراسة أشباه الموصلات مثل السيليكون والجرمانيوم. ومن خلال أبحاث فيزياء الحالة الصلبة التي أجريت على هذه المواد، أصبح من الممكن تصنيع الترانزستورات وأشعة الليزر والبطاريات الشمسية. الفيزياء الصلبة تعتمد بشكل كامل. في بحث حول نظرية الكم، وهي النظرية المعنية بالحالات الذرية ودون الذرية للجزيئات التي تتكون منها المادة والقوة المؤثرة عليها.
مخترع الفيزياء
مخترع الفيزياء هو ألبرت أينشتاين، عالم فيزياء ألماني ولد في مدينة أولم في 14 مارس 1879 لأبوين يهوديين، وتوفي في 18 أبريل 1955. حصل ألبرت أينشتاين على شهادته الأكاديمية من المدرسة التقنية الفيدرالية السويسرية في 1900م، ثم حصل على الدكتوراه من جامعة زيورخ في سويسرا بعد حصوله على الجنسية عام 1905م، وحصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1921م. م لبحثه في التأثير الكهروضوئي. اشتهر ألبرت أينشتاين بتأسيس نظريتي النسبية العامة والخاصة في الفيزياء الحديثة. ولمزيد من المعلومات عن ألبرت أينشتاين نقدم لكم في موقع أحلام موضوع “معلومات عن أينشتاين مؤسس الفيزياء الحديثة” والذي يتضمن مجموعة من المعلومات في الفقرات التالية، فلنلقي نظرة عليها.
أقسام الفيزياء
1- الفيزياء الحيوية
أحد أقسام الفيزياء ويختص بتطبيق مبادئ وأساسيات الفيزياء في علم الأحياء. يدرس هذا المقرر للدفعة الأولى في كلية العلوم تخصص الفيزياء الحيوية والأحياء. وتشمل تطبيقات هذا العلم قياس كثافة العظام، وتطبيقات الليزر والموجات فوق الصوتية، وتصميم الأجهزة الطبية، والتصوير الشعاعي باستخدام الأشعة السينية. . يرتبط هذا العلم ارتباطًا وثيقًا بالفيزياء الإشعاعية.
2- علم الكونيات
يتناول دراسة الكون ككل وما يحتويه، مع تسليط الضوء على نشأته وتطوره منذ البداية وحتى المستقبل. يرتبط هذا العلم ارتباطًا وثيقًا بعلوم الفضاء والفيزياء الفلكية.
3- فيزياء الحالة الصلبة (فيزياء المادة المكثفة)
ويتناول دراسة خصائص المواد الصلبة مثل الخصائص الكهربائية والعازلة والحرارية والمرنة لهذه المواد من خلال طرق مثل ميكانيكا الكم، وعلم البلورات، والكهرومغناطيسية، وصناعة السبائك.
4- الجيوفيزياء
إنها حلقة الوصل بين الفيزياء والجيولوجيا. يتناول هذا العلم تطبيق مبادئ ونظريات الفيزياء في الجيولوجيا. وتشمل تطبيقاتها دراسة الأرصاد الجوية، ورصد وتتبع أنشطة الزلازل، ودراسة المجال المغناطيسي للأرض، ودراسة المد والجزر. يدرس هذا المقرر لطلبة قسم الجيولوجيا كتخصص إضافي أو كتخصص منفصل لطلبة القسم. الجيوفيزياء، وهي دورة حيوية للغاية لأي شخص يعمل في مجال التنقيب عن النفط. وتشمل العديد من العلوم الأخرى، منها على سبيل المثال الجيوفيزياء الميدانية والجيوفيزياء التطبيقية.