مقالات عربية ثقافية ومعرفية عالية الجودة ذات محتوى غني و مفيد

فروع علم الفيزياء

0

نوضح لك فروع علم الفيزياء وخصائصها والتخصصات التي تنشأ من تفاعلها مع العلوم الأخرى.

اعتمادًا على مدى قربها من العلوم الأخرى ، يتم تقسيم الفيزياء إلى العديد من الفروع.

ما هي فروع الفيزياء؟

في الفيزياء هو الانضباط العلمي ينتمون إلى ذلك – دعا العلوم الطبيعية أو العلوم “النقي”، له تاريخ أصول من القديمة الكلاسيكية. جنبا إلى جنب مع الكيمياء و علم الأحياء ، فإنه قد أحدثت ثورة عميقة في طريقة البشر فهم والتعامل مع العالم من حولنا.

بينما تدرس الكيمياء تكوين المادة والبيولوجيا الكائنات الحية ، فإن الفيزياء مكرسة للدراسة والوصف العلمي للقوى الأساسية التي تحكم الكون . وفقًا لدراسة كل من هذه القوى ، والنقاط التي تقترب فيها من مجال العلوم والتخصصات الأخرى ، تنقسم الفيزياء إلى العديد من الفروع أو المجالات ، كل واحدة لها اسمها وأهدافها.

ومع ذلك ، نظرًا لأن الفيزياء هي واحدة من أقدم العلوم ، وبما أن التخصصات الأخرى الموجودة اليوم لم تكن موجودة دائمًا ، فمن الشائع التمييز ، أولاً وقبل كل شيء ، بين اللحظات الثلاث العظيمة أو وجهات النظر الثلاثة العظيمة التي تشملها. الفيزياء . لذلك يجب أولاً التفريق بين:

  • الفيزياء الكلاسيكية ، التي تأتي من السوابق الكلاسيكية العصور القديمة ، وخاصة اليونان القديمة، وتركز على دراسة ظواهر الكون أن السرعة في الحاضر أقل من ذلك الضوء ، والتي هي أعلى من تلك المقاييس المكانية الذرة و الجزيئات . تستند مبادئها على الميكانيكا الكلاسيكية أو ميكانيكا نيوتن ، حيث كان إسحاق نيوتن (1642-1727) أحد مفكريها العظماء.
  • الفيزياء الحديثة ، التي يعود تاريخ بداياتها إلى أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين ، عندما تم إحداث ثورة في المفاهيم المختلفة للفيزياء الكلاسيكية بفضل دراسات ماكس بلانك (1858-1947) ونظريات ألبرت أينشتاين (1879-1955): النظرية النسبية الخاصة ونظرية النسبية العامة ، وفتح مجال الأنظمة المعقدة والفيزياء غير النيوتونية.
  • الفيزياء المعاصرة ، هي الجانب الأكثر حداثة على الإطلاق ، والتي تقع بداياتها في نهاية القرن العشرين وبداية القرن الحادي والعشرين ، وهي مخصصة للأنظمة غير الخطية ، وعمليات خارج التوازن الديناميكي الحراري ، وبشكل عام ، أكثرها طليعية واتجاهات معقدة فيما يتعلق بوصف أداء الكون غير المرئي.

فروع علم الفيزياء

خلال لحظاتها الثلاث ، جمعت الفيزياء مجالات دراسية محتملة ، كل منها يفتتح أو يشتمل على أحد ما يسمى بفروع الفيزياء ، والتي يمكننا تلخيصها في جوانبها الرئيسية والأكثر شهرة ، وهي كالتالي:

  • ميكانيكا كلاسيكية . تركز على فكرة الحركة بسرعات أقل من الضوء والسلوك العياني للأجسام ، وتتميز بالنظر إلى الوقت كمفهوم ثابت والكون ككيان محدد. وهي تتألف ، بشكل عام ، من ميكانيكا المتجهات ، نتيجة دراسات إسحاق نيوتن وقوانينه الخاصة بالحركة ، والميكانيكا التحليلية ، ذات الطبيعة المجردة والرياضية ، والتي يُعتبر البادئ بها جوتفريد لايبنتز (1646-1716)
  • الديناميكا الحرارية . مخصص لدراسة توازن الطاقة في أنظمة العيانية، وكذلك من الحرارة و الطاقة نقل العمليات، وأشكال هذا الأخير، وكيف يمكن استخدامها لتنفيذ العمل .
  • الكهرومغناطيسية . هو فرع من فروع الفيزياء التي دراسات كل من الكهرباء و المغناطيسية ، ويفعل ذلك بطريقة موحدة، وهذا هو، من خلال نفس والوحيدة نظرية . وهذا يعني أنه يهتم بظواهر المجالات الكهربائية والمغناطيسية ومراسلاتهما وتفاعلاتهما ، والتي يتم توفير الضوء بينهما إلى حد ما. يعود تاريخ بدايتها إلى دراسات ميشيل فاراداي (1791-1867) وجيمس كليرك ماكسويل (1831-1879).
  • الصوتيات . هذا هو الاسم الذي يطلق على فيزياء الصوت ، وهو مخصص لدراسة طبيعة وانتشار الموجات الصوتية وسلوكها في الوسائط المختلفة وإمكانيات التلاعب بها. تعتبر تطبيقاتها حيوية لعالم الآلات الموسيقية ، لكنها تذهب إلى أبعد من ذلك في حياتنا اليومية.
  • بصري . إذا كانت الصوتيات هي فيزياء الصوت ، فإن البصريات هي فيزياء الضوء ، مكرسة لفهم الطبيعة المعقدة للطيف الكهرومغناطيسي المرئي (وغير المرئي) وأشكال تفاعله مع المادة: الوسائط المختلفة ، والمواد العاكسة ، والمنشورات. هذا الانضباط ، الذي ظهر في العصور القديمة ولكنه أحدث ثورة خلال العصر الحديث ، سمح بإنشاء أجهزة لم تشك بها البشرية من قبل، مثل المجاهر والكاميرات والبصريات (الطبية) التصحيحية.
  • ميكانيكا الموائع . تركز على دراسة حركة السوائل وتفاعلاتها مع البيئة ، وكذلك القوى الخاصة بها والتي تسمح لها بمقاومة ضغوط القص. هذا يعني أنه يدرس السوائل والغازات بشكل أساسي ، ولكن أيضًا يدرس الأشكال المعقدة الأخرى للمادة القادرة على التدفق ، أي أن تصبح وسائط مستمرة.
  • ميكانيكا الكم . هذا الفرع مخصص لدراسة الطبيعة على مستويات صغيرة جدًا مثل الذرة ودون الذرية ، بالإضافة إلى ديناميكياتها وتفاعلاتها ، من حيث الكميات التي يمكن ملاحظتها. إنها الفاكهة المباشرة للتقدم في الفيزياء في بداية القرن العشرين ، والتي ابتعدت عن افتراضات الميكانيكا الكلاسيكية لتفتتح مجالًا جديدًا للدراسة: مجال الذرة والتلاعب المحتمل بها.
  • نظرية الفوضى . ركز على دراسة الأنظمة الفيزيائية المعقدة والديناميكية ، باستخدام معادلات نيوتن التفاضلية ومساهمات علماء الفيزياء مثل بيير سيمون دي لابلاس (1749-1827) وهنري
  • دي بوانكاريه (1854-1912) وإدوارد لونرينز (1917-2008) ، من بين الآخرين.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك فروع للفيزياء ولدت بفضل تفاعلها مع العلوم والتخصصات الأخرى ، مثل:

  • الجيوفيزياءنتيجة للتلامس بين الفيزياء والجيولوجيا ، فهي مكرسة لدراسة الطبقات الداخلية لكوكبنا : هيكلها ودينامياتها وتاريخها التطوري ، مع الأخذ في الاعتبار ما هو معروف عن القوانين الأساسية للمادة: الجاذبية ، الكهرومغناطيسية والإشعاع وما إلى ذلك.
  • الفيزياء الفلكية . هذه هي فيزياء النجوم ، أي الفيزياء المطبقة على دراسة الأجسام المرئية في الفضاء الخارجي ، مثل النجوم أو السدم أو الثقوب السوداء. من الواضح أن هذا الانضباط ولد من يد علم الفلك ومعه يوفر كميات هائلة من المعلومات المتعلقة بكيفية عمل الفضاء خارج الكواكب وما هي الاستنتاجات التي يمكن استخلاصها من ملاحظته .
  • الكيمياء الفيزيائية . كما يشير اسمها ، فهي نقطة التقاء أو نقطة الاتصال بين علم القوى (الفيزياء) وعلم المادة (الكيمياء). لذلك ، فهو يتكون من دراسة المادة باستخدام المفاهيم الفيزيائية ، والتي يمكن أن تكون مجالًا واسعًا للغاية ، كما وافق عليه جيلبرت نيوتن لويس (1875-1946) عندما عرّفها على أنها “أي شيء مثير للاهتمام”.
  • الفيزياء الحيوية . من الواضح أنه مكرس لدراسة الكائنات الحية من منظور مادي ، خاصة على مستوى الديناميات الجزيئية ، أي تبادل وتفاعل الجسيمات دون الذرية ، وبالتالي الطاقة ، بين الكائنات الحية وداخلها.