الرئيسية
الفيزياء
الفيزيـاء (من الكلمة الإغريقية فيزيك ، و تعني الطّبيعة) هي العِلم الذي يدرس المادة و حركتها [1] ، بالإضافة إلى مفاهيم أخرى كالفضاء و الزمن، و يتعامل مع خصائص كونية محسوسة يمكن قياسها مثل القوة و الطاقة و الكتلة و الشحنة. و تعتمد الفيزياء المنهج التجريبي، أي أنها تحاول تفسير الظواهر الطّبيعية و القوانين التي تحكم الكون عن طريق نظريات قابلة للإختبار [2].
تعتبر الفيزياء من أحد أقدم التّخصصات الأكاديمية، فهي قد بدأت بالبزوغ منذ العصور الوسطى و تميزت كعلم حديث في القرن السابع عشر، و بإعتبار أن أحد فروعها، وهو علم الفلك، يعد من أعرق العلوم الكونية على الإطلاق [3].
و للفيزياء مكانة متميزة في الفكر الإنساني، فهي تأثّرت كما كان لها الأثر الحاسم في بعض الحقول المعرفية و العلمية الأخرى مثل الفلسفة و رياضيات و علم الأحياء. و لقد تجسدت أغلب التّطورات التي أحدثتها بشكل عملي في عدّة قطاعات من التقنية و الطب. فعلى سبيل المثال، أدى التّقدم في فهم الكهرومغناطيسية إلى الإنتشار الواسع في إستخدام الأجهزة الكهربائية مثل التلفاز و الحاسوب؛ و كذلك تطبيقات الديناميكا الحرارية إلى التطور المذهل في مجال المحركات و وسائل النقل؛ و الميكانيكا الكمية إلى إختراع معدات مثل المجهر الإلكتروني.
معظم الفيزيائيين اليوم يكونون متخصصين في مجالين متكاملين وهما الفيزياء النظرية أو الفيزياء التجريبية، و تهتم الأولى بصياغة النظريات بإعتماد نماذج رياضية، فيما تهتم الثانية بإجراء الإختبارات على تلك النظريات، بالإضافة إلى إكتشاف ظواهر طبيعية جديدة. و بالرغم من الكم الهائل من الإكتشافات المهمّة التي حققتها الفيزياء في القرون الأربعة الماضية، إلا أن العديد من المسائل لا تزال بدون حلول إلى حد الآن [4].
النظريات الأساسية
تحدرت الفيزياء كما نعرفها اليوم، من سلسلة الملاحظات التي جمعتها الحضارات القديمة حول مختلف الظواهر الطّبيعية و خاصة منها الفلكية، و المتعلقة بالتقويم و تقدير الزمن، كحركة الشّمس و أدوار القمر و تشكيلات النجوم. و قد توصل الفلاسفة الإغريقيون إلى إستنباط نظريات أولية لتفسير تلك الظواهر، و ذلك بإتباع منهج منطقي و إستدلالي بحت في ما يسمى بالفلسفة الطّبيعية. و كان للحضارة العربية-الإسلامية دور رئيسي في بداية صياغة هذا العلم، خاصة مع إسهمات الحسن ابن الهيثم، و الذي يعتبر رائد المنهج العلمي، في المناظر و أبو الريحان البيروني في ما يختص بحركة الأجسام و الأوزان النوعية [5].
و أدى تطور هذه الطريقة في التفكير، خلال القرن السابع عشر، إلى و ضع أسس علم الفيزياء الحديث من قبل غاليليو غاليلي و إسحاق نيوتن و فصله نهائيا عن الفلسفة. و قد تمكن كلاهما من تشكيل المبادئ الأساسية للميكانيكا الكلاسيكية، و هي تصف بشكل جيد قوانين الحركة و القوى و الطاقة، على مستوى حياتنا اليومية.
حدود المجالات التي تقوم بدراستها النظريات الفيزيائية الحديثة.
و في القرن الثامن عشر، أثناء الثورة الصناعية، تطورت مفاهيم نقل الحرارة، و تبادل الطاقة، و عمل المحركات، و إنتشرت مبادئ ما يعرف بالديناميكا الحرارية و الميكانيكا الإحصائية.
أما في القرن التاسع عشر، فأكتشفت القوانين الأساسية لالكهرومغناطيسية و الطبيعة الموجية للضوء، و كذلك بنية المادة الذرية و قوانين الإشعاع.
و مع بدايات القرن العشرين، ظهرت صياغات نظرية جديدة أمام عجز الميكانيكا الكلاسيكية في تفسير بعض جوانب الضوء و الجسيمات الذرية. و توصل ألبرت أينشتاين إلى وضع نظرية النسبية الخاصة التي تصف الأجسام المتحركة بسرعة تقارب سرعة الضوء و تأثيرات ذلك على المفاهيم البديهية للمكان و الزمن، و كذلك نظرية النسبية العامة، التي تصف طبيعة قوة الجاذبية و علاقتها بهندسة الزمكان. و في جانب آخر إستطاعت الميكانيكا الكمومية من وصف سلوكات الجسيمات الأولية، التي تخالف القوانين العادية و البديهية التي تخضع لها الأجسام ذات الأحجام العادية كالبكتيريا أو الصخور أو الكواكب.
الميكانيكا الكلاسيكية
الميكانيكا الكلاسيكية هي أساس دراسة فيزياء القوى التي تؤثر علي الأجسام . غالبا ما يشار إلي الميكانيكا الكلاسيكية بإسم ميكانيكا نيوتن نسبة إلي إسحاق نيوتن الذي اكتشفها . الميكانيكا الكلاسيكية يمكن أن تنقسم إلي قسمين ؛ الإستاتيكا او علم السكون التي تدرس حالة الأجسام المادية الساكنة ، و الكينماتيكا أو علم الحركة التي تدرس الأجسام التي في حالة حركة ، وكذلك الديناميكا او علم التحريك التي تدرس حالة الأجسام الواقعة تحت تأثير قوي .الأجسام المادية المستمرة والقابلة للسقوط ، وهي نفسها تنقسم إلي قسمين ؛ ميكانيكا الموائع و ميكانيكا المواد الصلبة .
ميكانيكا الموائع إنما تكون طبقا لحالة المادة موضع الدراسة سواء كانت من السوائل أو غاز. الميكانيكا الإستمرارية هي فرع من فروع الميكانيكا الكلاسيكية التي تدرس الغازات وهي تتناول مواضيع كثيرة ، مثل ؛ الهيدروستاتيكا و الهيدروديناميكا و ميكانيكا الغازات و الديناميكا الهوائية وغيرها من المجالات . الميكانيكا الكلاسيكيه تعطي نتائج دقيقة جدا وذلك ضمن مجال الحياة اليومية ، وذلك عند حساب سرعة سيارة مثلا فإنها تكون كافية . يحل محلها الميكانيكا النسبية في حالة الأنظمة التي تسير بسرعات كبيرة تكاد تقترب من سرعة الضوء . ويحل محلها ميكانيكا الكم في حالة الكلاسيكيه يمكن استخدامها لوصف حركة الأجسام بشريه الحجم ( مثل السيارات وكرة البيسبول ) ، والعديد من الأجسام الفلكية مثل ( الكواكب والمجرات ) ، وبعض الأجسام المجهريه مثل ( الجزيئات العضوية ). أحد المفاهيم الهامة في الميكانيكا هو مفهوم حفظ الطاقة و كمية التحرك ، الأمران اللذان جعلا لاجرانج و [[ميكانيالأنظمة الدقيقة ، و نظرية المجال الكمومي النسبي في حالة الأنظمة التي لها الخاصيتين السابقتين . ومع ذلك ، فإن الميكانيكا الكلاسيكيه ما زالت مفيدة جدا ، لأنها أسهل وأبسط بكثير من تطبيق هذه النظريات الأخرى ، ولها مجال كبير من الشرعية عند تطبيقها في مجال النظريات الأخرى . الميكانيكا ك هاملتون|هاميلتون]] يقومان بإعادة صياغة قوانين نيوتن . النظريات مثل ميكانيكا الموائع و النظرية الحركية للغازات نتجتا عن تطبيق الميكانيكا الكلاسيكيه للأنظمة الدقيقة . و نظرية الفوضى تختص بدراسة الأنظمة التي إذا حدث بها تغييرات طفيفة ينتج عنها آثار كبيرة . قانون نيوتن للجاذبية تم صياغته ضمن الميكانيكا الكلاسيكيه موضحا قوانين كيبلر لحركة الكواكب ، وساهم في بروز الميكانيكا الكلاسيكيه كعنصر هام في الثورة العلمية .
الكهرومغناطيسية
تصف الكهرومغناطيسية التفاعل الذي يتم بين الجسيمات المشحونة وبين مجالات كهربية ومجالات مغناطيسية . ويمكن تقسيم الكهرومغناطيسية إلى ؛ الإليكتروستاتيكا التي تدرس الشحنات الكهربية في حالة السكون ، والإليكتروديناميكا التي تدرس التفاعل بين الشحنات المتحركة والإشعاع . النظرية الكلاسيكية للكهرومغناطيسية تعتمد علي قانون قوي لورنتز ومعادلات ماكسويل . بالنسبة لالإليكتروستاتيكا فهي دراسة الظواهر المرتبطة بالأجسام المشحونة في حالة السكون ، وهذه الأجسام بالتأكيد تبذل قوي باتجاه بعضها البعض ، كما وصفها قانون كولوم . وسلوك هذه الأجسام يمكن تحليلها ومعرفتها من خلال مفهوم أن أي جسم مشحون يكون محاطا بمجال كهربي بحيث إذا كان هناك جسم مشحون آخر يقع في مجال الجسم الأول فإنه بدوره يقع تحت تأثير قوي تتناسب مع مقدار الشحنة والقطبية التي تسبب حدوث تجاذب أو تنافر بين الجسيمات المشحونة . الإليكتروستاتيكا لها تطبيقات كثيرة ، بدءا من تحليل الظواهر مثل العواصف الرعديه إلي دراسة سلوك أنابيب الإلكترون .
الإليكتروديناميكا هو دراسة الظواهر المرتبطة بالأجسام المشحونة المتحركة . حيث أن الشحنات الكهربية المتحركة تنتج مجال كهربيا يحيط بها ، فإن الإليكتروديناميكا تختص بالآثار الناتجة عن ذلك مثل ؛ المغناطيسية و الإشعاع الكهرومغناطيسي و الحث الكهرومغناطيسي . هذه المواضيع من الإليكتروديناميكا تعرف بالإليكتروديناميكا الكلاسيكية ، وكانت قد شرحت لأول مرة بواسطة جيمس ماكسويل ، ومعادلات ماكسويل تصف ظواهر هذا المجال أي الإليكتروديناميكا الكلاسيكية بطريقة جيدة وعامة . الآن هناك تطور حديث لمجال الإليكتروديناميكا الكمومية الذي يتضمن قوانين نظرية الكم لشرح تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي علي المادة . ديراك و هايسينبيرج و باولي كانوا روادا في صياغة الإليكتروديناميكا الكمية . الإليكتروديناميكا النسبية – من جهة أخري – تفسر التصحيحات التي تجريها نظرية النسبية علي سرعة الجسيمات المشحونة عندما تقترب من سرعة الضوء . وهي تنطبق على الظواهر المتضمنة في معجلات الجسيمات ، و أنابيب الإلكترون التي تحمل فروق جهد وتيارات عالية . الكهرومغناطيسية تشمل عديد من ظواهر العالم الحقيقي التي في ذاتها تعتبر ظواهر ذات خواص كهرومغناطيسية . فعلى سبيل المثال ، الضوء عبارة عن مجال كهرومغناطيسي متذبذب الذي يُـشع من جسيمات مشحونة معجلة . مبادئ الكهرومغناطيسية تجد العديد من التطبيقات في مختلف المجالات مثل موجات الميكروويف ، والهوائيات ، والآلات الكهربائية ، والاتصالات الفضائية ، والكهرومغناطيسية الحيوية ، البلازما ، والأبحاث النووية ، والألياف البصرية ، والتداخل والتوافق الكهرومغناطيسي ، وتحويل الطاقة الكهروميكانيكية ، ومعرفة الأرصاد من خلال الرادار ، والإستشعار عن بعد .
وتشمل الأجهزة الكهرومغناطيسية : المحولات الكهربية ، والمبادلات ، وأجهزة الراديو والتلفاز ، والهاتف ، والمحركات الكهربائيه ، وخطوط الإرسال ، وموجهات الموجات ، والألياف البصرية ، وأجهزة الليزر .
الديناميكا الحرارية
الديناميكا الحرارية هي علم متخصص في دراسة آثار التغيرات في درجات الحرارة والضغط والحجم على الأنظمة الفيزيائية في نطاق رؤيتنا الشخصية ، وكذلك تدرس أيضا عملية انتقال الطاقة كحرارة بالطبع . تاريخيا ؛ علم الديناميكا الحرارية - خلال عصر المحركات - تطور نتيجة الحاجة الملحة إلى زيادة كفاءة المحركات البخارية المبكرة .
نقطة الانطلاق في الملاحظات التي أدت إلي ظهور ونمو هذا العلم كانت قوانين الديناميكا الحرارية ، وهي جميع تسلم بأن الطاقة يمكن أن تتبادل بين الأنظمة الفيزيائية كحرارة أو شغل . كما إنها مسلمة أيضا بوجود كمية تسمي الأنتروبيا ، التي يمكن أن تعرف علي أي نظام . في الديناميكا الحرارية ، التفاعلات التي تتم بين المجموعات الكبيرة من الأجسام تأخذ بعين الإعتبار . وسط هذه الأمور تظهر أهمية مفهوم النظام ومفهوم الوسط المحيط ؛ النظام يتكون من مجموعة من الجسيمات التي تتحدد حالتها متوسط الحركة لهذه الجسيمات ، التي بدورها ترتبط مع بعضها البعض من خلال معادلات الحالة . هذه الخواص من خلالها يمكن تعريف الطاقة الداخلية للنظام وغيرها من المفاهيم المفيدة في تحديد الإتزان .الميكانيكا الإحصائية يمكن أن تحلل الأنظمة المرئية من خلال تطبيق المبادئ الإحصائية لمكوناتها المجهرية . وهذا بدوره يوفر إطارا لربط الخواص المجهرية للذرات والجزيئات الفردية بالخواص المرئية للمواد التي نراها في حياتنا اليومية . وذلك عن طريق فهم أعمق للمواد التي تتطرق لها الديناميكا الحرارية
الفيزيـاء (من الكلمة الإغريقية فيزيك ، و تعني الطّبيعة) هي العِلم الذي يدرس المادة و حركتها [1] ، بالإضافة إلى مفاهيم أخرى كالفضاء و الزمن، و يتعامل مع خصائص كونية محسوسة يمكن قياسها مثل القوة و الطاقة و الكتلة و الشحنة. و تعتمد الفيزياء المنهج التجريبي، أي أنها تحاول تفسير الظواهر الطّبيعية و القوانين التي تحكم الكون عن طريق نظريات قابلة للإختبار [2].
تعتبر الفيزياء من أحد أقدم التّخصصات الأكاديمية، فهي قد بدأت بالبزوغ منذ العصور الوسطى و تميزت كعلم حديث في القرن السابع عشر، و بإعتبار أن أحد فروعها، وهو علم الفلك، يعد من أعرق العلوم الكونية على الإطلاق [3].
و للفيزياء مكانة متميزة في الفكر الإنساني، فهي تأثّرت كما كان لها الأثر الحاسم في بعض الحقول المعرفية و العلمية الأخرى مثل الفلسفة و رياضيات و علم الأحياء. و لقد تجسدت أغلب التّطورات التي أحدثتها بشكل عملي في عدّة قطاعات من التقنية و الطب. فعلى سبيل المثال، أدى التّقدم في فهم الكهرومغناطيسية إلى الإنتشار الواسع في إستخدام الأجهزة الكهربائية مثل التلفاز و الحاسوب؛ و كذلك تطبيقات الديناميكا الحرارية إلى التطور المذهل في مجال المحركات و وسائل النقل؛ و الميكانيكا الكمية إلى إختراع معدات مثل المجهر الإلكتروني.
معظم الفيزيائيين اليوم يكونون متخصصين في مجالين متكاملين وهما الفيزياء النظرية أو الفيزياء التجريبية، و تهتم الأولى بصياغة النظريات بإعتماد نماذج رياضية، فيما تهتم الثانية بإجراء الإختبارات على تلك النظريات، بالإضافة إلى إكتشاف ظواهر طبيعية جديدة. و بالرغم من الكم الهائل من الإكتشافات المهمّة التي حققتها الفيزياء في القرون الأربعة الماضية، إلا أن العديد من المسائل لا تزال بدون حلول إلى حد الآن [4].
النظريات الأساسية
تحدرت الفيزياء كما نعرفها اليوم، من سلسلة الملاحظات التي جمعتها الحضارات القديمة حول مختلف الظواهر الطّبيعية و خاصة منها الفلكية، و المتعلقة بالتقويم و تقدير الزمن، كحركة الشّمس و أدوار القمر و تشكيلات النجوم. و قد توصل الفلاسفة الإغريقيون إلى إستنباط نظريات أولية لتفسير تلك الظواهر، و ذلك بإتباع منهج منطقي و إستدلالي بحت في ما يسمى بالفلسفة الطّبيعية. و كان للحضارة العربية-الإسلامية دور رئيسي في بداية صياغة هذا العلم، خاصة مع إسهمات الحسن ابن الهيثم، و الذي يعتبر رائد المنهج العلمي، في المناظر و أبو الريحان البيروني في ما يختص بحركة الأجسام و الأوزان النوعية [5].
و أدى تطور هذه الطريقة في التفكير، خلال القرن السابع عشر، إلى و ضع أسس علم الفيزياء الحديث من قبل غاليليو غاليلي و إسحاق نيوتن و فصله نهائيا عن الفلسفة. و قد تمكن كلاهما من تشكيل المبادئ الأساسية للميكانيكا الكلاسيكية، و هي تصف بشكل جيد قوانين الحركة و القوى و الطاقة، على مستوى حياتنا اليومية.
حدود المجالات التي تقوم بدراستها النظريات الفيزيائية الحديثة.
و في القرن الثامن عشر، أثناء الثورة الصناعية، تطورت مفاهيم نقل الحرارة، و تبادل الطاقة، و عمل المحركات، و إنتشرت مبادئ ما يعرف بالديناميكا الحرارية و الميكانيكا الإحصائية.
أما في القرن التاسع عشر، فأكتشفت القوانين الأساسية لالكهرومغناطيسية و الطبيعة الموجية للضوء، و كذلك بنية المادة الذرية و قوانين الإشعاع.
و مع بدايات القرن العشرين، ظهرت صياغات نظرية جديدة أمام عجز الميكانيكا الكلاسيكية في تفسير بعض جوانب الضوء و الجسيمات الذرية. و توصل ألبرت أينشتاين إلى وضع نظرية النسبية الخاصة التي تصف الأجسام المتحركة بسرعة تقارب سرعة الضوء و تأثيرات ذلك على المفاهيم البديهية للمكان و الزمن، و كذلك نظرية النسبية العامة، التي تصف طبيعة قوة الجاذبية و علاقتها بهندسة الزمكان. و في جانب آخر إستطاعت الميكانيكا الكمومية من وصف سلوكات الجسيمات الأولية، التي تخالف القوانين العادية و البديهية التي تخضع لها الأجسام ذات الأحجام العادية كالبكتيريا أو الصخور أو الكواكب.
الميكانيكا الكلاسيكية
الميكانيكا الكلاسيكية هي أساس دراسة فيزياء القوى التي تؤثر علي الأجسام . غالبا ما يشار إلي الميكانيكا الكلاسيكية بإسم ميكانيكا نيوتن نسبة إلي إسحاق نيوتن الذي اكتشفها . الميكانيكا الكلاسيكية يمكن أن تنقسم إلي قسمين ؛ الإستاتيكا او علم السكون التي تدرس حالة الأجسام المادية الساكنة ، و الكينماتيكا أو علم الحركة التي تدرس الأجسام التي في حالة حركة ، وكذلك الديناميكا او علم التحريك التي تدرس حالة الأجسام الواقعة تحت تأثير قوي .الأجسام المادية المستمرة والقابلة للسقوط ، وهي نفسها تنقسم إلي قسمين ؛ ميكانيكا الموائع و ميكانيكا المواد الصلبة .
ميكانيكا الموائع إنما تكون طبقا لحالة المادة موضع الدراسة سواء كانت من السوائل أو غاز. الميكانيكا الإستمرارية هي فرع من فروع الميكانيكا الكلاسيكية التي تدرس الغازات وهي تتناول مواضيع كثيرة ، مثل ؛ الهيدروستاتيكا و الهيدروديناميكا و ميكانيكا الغازات و الديناميكا الهوائية وغيرها من المجالات . الميكانيكا الكلاسيكيه تعطي نتائج دقيقة جدا وذلك ضمن مجال الحياة اليومية ، وذلك عند حساب سرعة سيارة مثلا فإنها تكون كافية . يحل محلها الميكانيكا النسبية في حالة الأنظمة التي تسير بسرعات كبيرة تكاد تقترب من سرعة الضوء . ويحل محلها ميكانيكا الكم في حالة الكلاسيكيه يمكن استخدامها لوصف حركة الأجسام بشريه الحجم ( مثل السيارات وكرة البيسبول ) ، والعديد من الأجسام الفلكية مثل ( الكواكب والمجرات ) ، وبعض الأجسام المجهريه مثل ( الجزيئات العضوية ). أحد المفاهيم الهامة في الميكانيكا هو مفهوم حفظ الطاقة و كمية التحرك ، الأمران اللذان جعلا لاجرانج و [[ميكانيالأنظمة الدقيقة ، و نظرية المجال الكمومي النسبي في حالة الأنظمة التي لها الخاصيتين السابقتين . ومع ذلك ، فإن الميكانيكا الكلاسيكيه ما زالت مفيدة جدا ، لأنها أسهل وأبسط بكثير من تطبيق هذه النظريات الأخرى ، ولها مجال كبير من الشرعية عند تطبيقها في مجال النظريات الأخرى . الميكانيكا ك هاملتون|هاميلتون]] يقومان بإعادة صياغة قوانين نيوتن . النظريات مثل ميكانيكا الموائع و النظرية الحركية للغازات نتجتا عن تطبيق الميكانيكا الكلاسيكيه للأنظمة الدقيقة . و نظرية الفوضى تختص بدراسة الأنظمة التي إذا حدث بها تغييرات طفيفة ينتج عنها آثار كبيرة . قانون نيوتن للجاذبية تم صياغته ضمن الميكانيكا الكلاسيكيه موضحا قوانين كيبلر لحركة الكواكب ، وساهم في بروز الميكانيكا الكلاسيكيه كعنصر هام في الثورة العلمية .
الكهرومغناطيسية
تصف الكهرومغناطيسية التفاعل الذي يتم بين الجسيمات المشحونة وبين مجالات كهربية ومجالات مغناطيسية . ويمكن تقسيم الكهرومغناطيسية إلى ؛ الإليكتروستاتيكا التي تدرس الشحنات الكهربية في حالة السكون ، والإليكتروديناميكا التي تدرس التفاعل بين الشحنات المتحركة والإشعاع . النظرية الكلاسيكية للكهرومغناطيسية تعتمد علي قانون قوي لورنتز ومعادلات ماكسويل . بالنسبة لالإليكتروستاتيكا فهي دراسة الظواهر المرتبطة بالأجسام المشحونة في حالة السكون ، وهذه الأجسام بالتأكيد تبذل قوي باتجاه بعضها البعض ، كما وصفها قانون كولوم . وسلوك هذه الأجسام يمكن تحليلها ومعرفتها من خلال مفهوم أن أي جسم مشحون يكون محاطا بمجال كهربي بحيث إذا كان هناك جسم مشحون آخر يقع في مجال الجسم الأول فإنه بدوره يقع تحت تأثير قوي تتناسب مع مقدار الشحنة والقطبية التي تسبب حدوث تجاذب أو تنافر بين الجسيمات المشحونة . الإليكتروستاتيكا لها تطبيقات كثيرة ، بدءا من تحليل الظواهر مثل العواصف الرعديه إلي دراسة سلوك أنابيب الإلكترون .
الإليكتروديناميكا هو دراسة الظواهر المرتبطة بالأجسام المشحونة المتحركة . حيث أن الشحنات الكهربية المتحركة تنتج مجال كهربيا يحيط بها ، فإن الإليكتروديناميكا تختص بالآثار الناتجة عن ذلك مثل ؛ المغناطيسية و الإشعاع الكهرومغناطيسي و الحث الكهرومغناطيسي . هذه المواضيع من الإليكتروديناميكا تعرف بالإليكتروديناميكا الكلاسيكية ، وكانت قد شرحت لأول مرة بواسطة جيمس ماكسويل ، ومعادلات ماكسويل تصف ظواهر هذا المجال أي الإليكتروديناميكا الكلاسيكية بطريقة جيدة وعامة . الآن هناك تطور حديث لمجال الإليكتروديناميكا الكمومية الذي يتضمن قوانين نظرية الكم لشرح تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي علي المادة . ديراك و هايسينبيرج و باولي كانوا روادا في صياغة الإليكتروديناميكا الكمية . الإليكتروديناميكا النسبية – من جهة أخري – تفسر التصحيحات التي تجريها نظرية النسبية علي سرعة الجسيمات المشحونة عندما تقترب من سرعة الضوء . وهي تنطبق على الظواهر المتضمنة في معجلات الجسيمات ، و أنابيب الإلكترون التي تحمل فروق جهد وتيارات عالية . الكهرومغناطيسية تشمل عديد من ظواهر العالم الحقيقي التي في ذاتها تعتبر ظواهر ذات خواص كهرومغناطيسية . فعلى سبيل المثال ، الضوء عبارة عن مجال كهرومغناطيسي متذبذب الذي يُـشع من جسيمات مشحونة معجلة . مبادئ الكهرومغناطيسية تجد العديد من التطبيقات في مختلف المجالات مثل موجات الميكروويف ، والهوائيات ، والآلات الكهربائية ، والاتصالات الفضائية ، والكهرومغناطيسية الحيوية ، البلازما ، والأبحاث النووية ، والألياف البصرية ، والتداخل والتوافق الكهرومغناطيسي ، وتحويل الطاقة الكهروميكانيكية ، ومعرفة الأرصاد من خلال الرادار ، والإستشعار عن بعد .
وتشمل الأجهزة الكهرومغناطيسية : المحولات الكهربية ، والمبادلات ، وأجهزة الراديو والتلفاز ، والهاتف ، والمحركات الكهربائيه ، وخطوط الإرسال ، وموجهات الموجات ، والألياف البصرية ، وأجهزة الليزر .
الديناميكا الحرارية
الديناميكا الحرارية هي علم متخصص في دراسة آثار التغيرات في درجات الحرارة والضغط والحجم على الأنظمة الفيزيائية في نطاق رؤيتنا الشخصية ، وكذلك تدرس أيضا عملية انتقال الطاقة كحرارة بالطبع . تاريخيا ؛ علم الديناميكا الحرارية - خلال عصر المحركات - تطور نتيجة الحاجة الملحة إلى زيادة كفاءة المحركات البخارية المبكرة .
نقطة الانطلاق في الملاحظات التي أدت إلي ظهور ونمو هذا العلم كانت قوانين الديناميكا الحرارية ، وهي جميع تسلم بأن الطاقة يمكن أن تتبادل بين الأنظمة الفيزيائية كحرارة أو شغل . كما إنها مسلمة أيضا بوجود كمية تسمي الأنتروبيا ، التي يمكن أن تعرف علي أي نظام . في الديناميكا الحرارية ، التفاعلات التي تتم بين المجموعات الكبيرة من الأجسام تأخذ بعين الإعتبار . وسط هذه الأمور تظهر أهمية مفهوم النظام ومفهوم الوسط المحيط ؛ النظام يتكون من مجموعة من الجسيمات التي تتحدد حالتها متوسط الحركة لهذه الجسيمات ، التي بدورها ترتبط مع بعضها البعض من خلال معادلات الحالة . هذه الخواص من خلالها يمكن تعريف الطاقة الداخلية للنظام وغيرها من المفاهيم المفيدة في تحديد الإتزان .الميكانيكا الإحصائية يمكن أن تحلل الأنظمة المرئية من خلال تطبيق المبادئ الإحصائية لمكوناتها المجهرية . وهذا بدوره يوفر إطارا لربط الخواص المجهرية للذرات والجزيئات الفردية بالخواص المرئية للمواد التي نراها في حياتنا اليومية . وذلك عن طريق فهم أعمق للمواد التي تتطرق لها الديناميكا الحرارية
» رمضان مبارك
» اقتراح للادارة !!
» سلام خاص الى استاذي الغالي
» نظائر الكلور
» الصداقة الحقيقية
» الابتسامة وفوائدها
» العمليات الكيميائية لاستخلاص غاز الكلور
» هل تعلم