بحث علمي عن الفيزياء سنقدم فى هذا الموضوع المتكامل بحث علمي عن الفيزياء كل ذلك في هذا المقال.
محتويات المقال
مفهوم الفيزياء
الفيزياء هوالعلم الذي يدرس المفاهيم الأساسية مثل الطاقة، القوة، والزمان، وكل ما ينبع من هذا، مثل الكتلة المادة وحركتها. وعلى نطاق أوسع، هو التحليل العام للطبيعة، والذي يهدف إلى فهم كيف يعمل الكون.
، وتحاول الفيزياء أن تفهم الظواهر الطبيعية والقوى والحركة المؤثرة في سيرها، وصياغة المعرفة في قوانين لا تفسر العمليات السالفة فقط بل التنبؤ بمسيرة العمليات الطبيعية بنماذج تقترب رويدا رويدا من الواقع.
تهتم الفيزياء في نفس الوقت بدقة القياس وابتكار طرق جديدة للقياس تزيد من دقتها؛ فهذا هو أساس التوصل إلى التفسير السليم للظواهر الطبيعية. وتقدم الفيزياء ما توصلت إليه من طرق القياس للاستخدام في جميع العلوم الطبيعية والحيوية الأخرى كالكيمياء و الطب و الهندسة و الأحياء وغيرها. إن التقدم الحضاري والمدني يدين بشكل كبير للتقدم الباهر لعلم الفيزياء، فجميع الأجهزة التي تملأ حياتنا اليومية أساسها الفيزياء، مثل الرادار و اللاسلكي و الراديو والتلفزيون و التلفزيون الملون، والهاتف، والمحمول و الحاسوب وأجهزة التشخيص في الطب مثل أشعة إكس و التصوير بالرنين المغناطيسي والعلاج بالأشعة، والنظارات، والتلسكوبات ومسبارات المريخ والفضاء، و أفران الميكروويف، و الكهرباء و الترانزيستور والميكروفون، وغيرها.بالإضافة إلى مفاهيم أخرى كالفضاء والزمن، ويتعامل مع خصائص كونية محسوسة يمكن قياسها مثل القوة والطاقة والكتلة والشحنة. وتعتمد الفيزياء المنهج التجريبي، أي أنها تحاول تفسير الظواهر الطبيعية والقوانين التي تحكم الكون عن طريق نظريات قابلة للاختبار.
أبرز علماء الفيزياء
إسحاق نيوتن
يعود الفضل لتأسيس علم الفيزياء الحديثة إلى العالم إسحاق نيوتن؛ إذ إنَّ مُكتشفاته في القرن السابع عشر كانت ذات تأثير كبير. في عام 1666م وبعد حصوله على شهادة البكالوريا، أنهى نيوتن مشروعه على قوانين الحركة الثلاث الشّهيرة والتي ما زالت حتى الوقت الحاضر تُدرَّس في الكُتُب الجامعيّة، وهي:
-الجسم الساكن يبقى ساكناً ما لم تؤثِّر به قوى.
-العلاقة بين التسارُع والقوّة هي (القوّة = الكُتلة × التسارع).
-لكُل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه.
بعد حثّ من عالم الفلك إدموند هالي؛ أكمل نيوتن دراسته على الجاذبيّة، وقام بنشر كتابه “المبادئ” (باللاتينيّة: Principia) عام 1687م، والذي اعتبره الكثيرون أعظم كتاب علميّ على الإطلاق.
ألبيرت آينشتاين
ألبيرت آينشتاين هو عالم فيزياء ألماني، ويُعتَبَر الأكثر تأثيراً بين علماء الفيزياء في القرن العشرين، حيثُ أنَّ أعماله تُعتبر ذات تأثير كبير في تطوير علم الطاقة النَّوويّة. في عام 1905م، قام آينشتاين بالعديد من الإنجازات، حيثُ توصَّلَ إلى الظاهرة الكهروضوئيّة، إضافةً إلى الحركة البراونيّة، وتوصَّلَ أيضاً إلى نظريّته الشهيرة النظريّة النسبيّة، كما أنّه وجد علاقة تُشير إلى إمكانيّة تحويل الجُزيئات الصغيرة للمادّة إلى كمّيّات هائلة من الطّاقة، وهذه العلاقة كانت تلميحاً لتطوُّر علم الطّاقة النوويّة. في عام 1915م، أنهى أينشتاين النظريّة النسبيّة، وفي عام 1921م، فازَ بجائزة نوبل للفيزياء. تُوفّي آينشتاين عام 1955م في ولاية نيو جيرسي الأمريكيّة.
أهميّة علم الفيزياء
يمكن القول أنّ سبب التقدّم الكبير الذي شهدته الحضارة الإنسانيّة في القرون الأخيرة يرجع بشكل أو بآخر إلى علم الفيزياء، خاصّة بعد إيجاد قوانين الحركة للعالم إسحاق نيوتن،وبعد اكتشاف المبادئ التي بُنيت عليها العديد من الأجهزة التي لم يعد الإنسان قادراً على الاستغناء عنها كوسائل الاتصالات،والأجهزة الطبية التي استطاعت إنقاذ العديد من أرواح البشر الذين يعانون من مختلف الأمراض.
من العلوم التي تتقاطع بشكل كبير جداً مع علم الفيزياء -بحيث يشكلان معاً توأمةً رائعةً- هو علم الرياضيات، والذي يُعتبر سببَ تحويل معظم الظواهر الطبيعية وسلوكاتها المختلفة إلى معادلات وصِيَغ رياضية هامَّة تخدم حاجة الإنسان إلى التنبؤ بهذه الظواهر، وبذلك يُستنتج أنَّ الرياضيات والفيزياء لا يمكن أن ينفصلا أبداً.
يتفرّع علم الفيزياء إلى عدد كبير وهائل من الفروع التي يتخصّص كل واحد منها بمجال معيَّن من المجالات، ولعلَّ أبرز فروع علم الفيزياء: الفيزياء الذَّرّيّة، والنَّوويّة، والصوتيّات، والبصريّات، والفلكيّة، وفيزياء الأرض، والديناميكا الحرارية، والعديد من الفروع الأخرى، وقد أسهم عدد كبير من العلماء في هذا المجال المعرفي الهائل على مرّ الإنسانيّة ممّا أوصل علم الفيزياء إلى هذا المستوى الراقي الذي هو عليه في الوقت الحاضر.
نظريات الفيزياء
من النظريات الأساسية في الفيزياء:
-النظرية النسبيّة التي تأسّست عليها الميكانيكا الكلاسيكية، وهي تصف حركة الأجسام بسرعات تقارب سرعة الضوء، وهي على قسمين النظرية النسبيّة العامّة، والنظرية النسبية الخاصّة.
-النظرية الكهرومغناطيسيّة التي تدرس التأثيرات التي تتم بين كل من المجالات الكهربائية، وبين الجسيمات المشحونة، وبين المجالات المغناطيسية.
-نظرية ميكانيكا الكم التي تتعامل مع نظم ذات أحجام ذرية أو نظم تحت الذرية مثال الإلكترونات، والبروتونات، والجزيئات، والذرّات.
-نظرية الميكانيكا الكلاسيكية الّتي توضّح مبدأ حفظ زخم الحركة والطاقة، وتصف القوى التي تؤثّر على حركة الأجسام الماديّة وحالتها.
-نظرية الديناميكا الحرارية التي تهتم في دراسة العلاقة بين كل من الضغط، والحرارة، والعمل، والحجم، ودراسة انتقال الطاقة وكيفية تحولها داخل النظم الفيزيائيّة.
-نظرية الميكانيكا الإحصائية ويطلق عليها اسم علم إحصاء الحركة واسم الثرموديناميكا الإحصائية، وهي عبارة عن تطبيق لنظريات الإحصاء.
علماء الفيزياء
-البيروني الذي وضع المفاهيم الأساسيّة في علم الحركة مثال الاحتكاك والتسارع.
-نيكولا تيسلا ومن اختراعاته في الفيزياء المجال المغناطيسي المتحرّك، واختراع وشيعة تسلا.
-ألبرت أينشتاين ألف العديد من النظريات أهمها النظرية النسبية الخاصة والعامة، ونظرية الحركة البراونية، ونظرية الموجة الجاذبة.
-مايكل فارادي وأسهم في علم الفيزياء في وضع أسس الكهرومغناطيسية، وأيضاً وضع قانون التحليل الكهربائي، واكتشف نظرية النفاذية والمحادثة المغناطيسية.
-الحسن بن الهيثم الذي اكتشف قانون القصور الذاتي الخاص في علم الحركة.
-ماكس بلانك وأهم إسهاماته في الفيزياء كتابة أسس نظرية ميكانيكا الكم.
-روبرت كولوم وأسهم في علم الفيزياء في وضع قانون كولوم الذي يقوم على دراسة العلاقة بين القوة الكهربائية والشحنات الكهربائية والمسافة بينهما.
-الكندي الذي أسهم في علم الفلك والبصريات.
-جاليليو جاليلي ومن إسهاماته في علم الفيزياء نظرية الحركة النسبية، وقانون سقوط الأجسام، وقانون حركة الجسم.
-بيير سيمون لابلاس الذي اهتم في ميكانيكا الأجسام الفلكية.
-ثابت بن قرة الذي عرف كلاً من الحركة والوزن والجاذبية.
-إسحاق نيوتن الذي يعد صاحب نظرية التجاذب الكوني ونظرية الرياضيات النيوتونية.
-بول ديراك الذي وضع الميكانيكا الكمومية بصيغتيها الموجبة وصيغتها الخطية المعروفة باسم المصفوفات.
-عباس بن فرناس الذي اهتم في مجال الطيران والميقاتية.
