تعريف علم الفيزياء

علم الفيزياء

تعريف علم الفيزياء

الفيزياء هي كلمة يونانية الأصل تُسمّى فيسيكوس، يهتمّ علم الفيزياء بدراسة الطاقة والحركة و بنيّة المادة، والتفاعلات بين عناصرها الأساسية، فتتضمّن الفيزياء كافة جوانب الطبيعة التي ترا بالعين المجردة أو بالمجهر، ولا تتضمّن دراسة الفيزياء فقط الكائنات أو الأجسام التي تتعرض لقوة محددة، بل أيضاً تهتمّ الفيزياء بدراسة الطبيعة وقوى الجاذبية والقوى النووية والكهرومغناطيسية، فإن الهدف الذي يسعى إليه علماء الفيزياء هو وضع مبادئ وايجاد قوانين فيزيائية لتفسير الظواهر التي تحدث من حولنا وفي عالمنا، ويمكن أنّ نضع تعريفٍ أكثر دقةً بقولنا إن الفيزياء هي أساس العلوم ومع تطور العلوم واختصاصاتها جاء علم الفيزياء ليهتمّ بالعلم المادي المختلف عن علوم البيئة والكيمياء والفلك والهندسة، وظهرت أيضاً الفيزياء الحيوية والفلكية والنفسية نتيجة تأثير الفيزياء في العلوم الطبيعية، فقوانين الفيزياء الدقيقة تعبر عن الرياضيات بشكل خاص. 

إنِّ القوانين الفيزيائية التي نطبقها تنتج نظام قياس يتم مقارنه نظام القياس مع نتيجة النظريات التي تنبأت بها، وأنّ القوانين قابلة للاستبدال أو للتعديل نتيجة التجارب والغاية من دراسة علم الفيزياء هو تطبيق قوانين تحكُم الطاقة والحركة والمادة.

أهمية علم الفيزياء: 

تكمن أهمية علم الفيزياء في تفسير الظواهر الطبيعية في الكون عم طريق تطبيق القوانين، وتبرز استخدامات علم الفيزياء من خلال التطبيقات التي أصبحت ضرورية في حياتنا ولا نستطيع الاستغناء عنها، ترتبط الفيزياء بالعلوم وعلم الكيمياء جاء من تطبيق الفيزياء، وعلم الأحياء جاء من تطبيق الكيمياء، ومن خلال التقدُّم والتطور في علم الفيزياء تطور مجال الإلكترونيات وظهور أجهزة حاسوب تقنية حديثة ووسائل إعلام إلكترونية.

من أهم التطبيقات على علم الفيزياء:

الصواريخ:  

تعتمد الصواريخ على علم الفيزياء، وتُشتقّ معدلات الاحتراق من الفيزياء وهي قابلة للقياس، وأنّ المعدلات تفيد في حساب القوة التي تلزم لإقلاع الصواريخ، فإنّ الرحلات الفضائية هي من أكبر الإنجازات التي خدمت البشرية.

القنبلة النووية: 

أنّ القنبلة النووية تستخدم لأغراض غير حربية وهي أحدى أقوى الأسلحة، وتدخل القنبلة النووية في عملية الانشطار وتقسم فيها الذرات الثقيلة على حدى، وتنتج كميات كبيرة من الطاقة ويحفظ بها للاحتياجات المستقبلية.

أهمية قوانين الفيزياء: 

أنّ في الواقع الحقيقي لا يمكن تطبيق الكثير من القوانين لكنها تعتبر أساسية ولا نستطيع الاستغناء عنها، و تعتمد قوانين الفيزياء الحديثة على النظريات والبحوث.

من أهم قوانين الفيزياء: 

النظرية النسبية: 

في بداية القرن العشرين وضع العالم اينشتاين نظريته النسبية، وأنّ النظرية النسبية تعتمد على النظريات التي وضعها العالم إسحق نيوتن قبل أينشتاين قبل ٢٠٠ سنة.

قانون الجاذبية: 

نشر العالم إسحق نيوتن في عام ١٦٨٧م قانون الجاذبية في كتابه (المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية)، يتضمن كتابه أكثر النظريات وضوحاً في الحركة والجاذبية، وينص قانون الجاذبية على أنّه قوة جذب بين أيّ جسمين في الكون، وأنّ قوة الجذب تتناسب عكسياً مع مربع المسافة بين مركز الجسمين وطرداً مع حاصل ضرب الكتلة لكليهما.

قانون جاوس:

ينص قانون جاوس على أنّ عدد خطوط المجال الكهربائي عبر سطح مغلق تتناسب مع عدد الشحنات الكهربائية داخل السطح المغلق، وأنّ قانون جاوس هو من أهم قوانين  الفيزياء للعالم كارل فريدريش غاوس.

تاريخ الفيزياء ونشأتها: 

يُعتبر الإغريق هم مؤسسي الفيزياء القديمة و وجدوها منذ زمن طويل، حيث عملوا الإغريق بكل جهدهم من أجل تفسير ما يجري من ظواهر طبيعية، وكان لكبار الفلاسفة أفلاطون وأرسطو وسقراط دور في فهم الظواهر الطبيعية، وبعد عدة قوانين من الفيزياء القديمة ظهرت الفيزياء الحديثة على يد إسحاق نيوتن، وكوبرنيكوس، وجاليليو، وفي عام ١٦٠٠م خلال الثورة العلمية كان هناك الكثير من الاكتشافات العلمية لمعرفة اشياء مهمة عن الكون، ومثال عن ذلك: أثبت الفلكي كوبرنيكوس(أنّ الشمس لا تدور حول الأرض بل العكس).

أنّ الفلكي جاليليو عرّف الكثير من المفاهيم الأساسية للفيزياء، وقدم الكثير من الاكتشافات الفلكية للبشرية من خلال خبرته في التلسكوب كالأقمار الصناعية.

وأنّ العالم إسحاق نيوتن قدم قوانين الجاذبية و الحركة التي طورت الفيزياء بشكل كبير، وقدم العديد من الدراسات المفيدة في علم الفيزياء التي نحتاجها معتمد على تلك القوانين العامة.

الخلاصة يهتمّ علم الفيزياء في دراسة المادة وتفاعلاتها، وهو علم الطاقة والحركة، وأنّ الفيزياء القديمة وجدت منذ زمن طويل على يد الإغريقين لفهم ما يجري من ظواهر طبيعية، ووجدت الفيزياء الحديثة على يد العلماء إسحاق نيوتن وجاوس واينشتاين وطبقوا العديد من القوانين.

المواضيع التي تهتم الفيزياء بدراستها: 

المادة: أي شيء نتعامل معه هو مادة أو هذا الانطباع الأول عن المادة، وبمعنى آخر وبشكل دقيق أكثر عرف نيوتن تعريفاً كلاسيكياً للمادة وقال أنّ الكتلة تعبر عن مقدار المادة التي تحتل فراغاً ما ( اي مقدار ما يحويه الجسم من مادة)، لا شيء يمكنه التعبير عن المادة أكثر من الكتلة، فأن الكتلة لا تفنى ولا تستحدث.

أنّ التعريف الحديث للمادة حسب معادلة آينشتاين الشهيرة، حين صدرت في عام ١٩٠٥ النظرية النسبية تتضمن أنّ الطاقة كتلة مضروبة بعامل ما ( هو سرعة الضوء في الفراغ )، فإن الطاقة مادة محفوظة داخل الأنظمة الفيزيائية المغلقة.

أن الكتلة تتحول إلى طاقة، والطاقة تتحول إلى مادة.

الطاقة: هي قدرة نظام ما على إتمام عمل معين، فأن كل عملية تحتاج إلى طاقة لإنجاز ما نقوم به من أعمال، حتى الكائنات الحية تحتاج إلى طاقة لتؤدي العمليات الحيوية من خلال عملية التركيب الضوئي أو من الطعام، ويمكن أن يطبق هذا الكلام على الآلات التي يصنعها الإنسان والتي تقوم بأعمال مختلفة معتمدة على مشتقات الوقود الأحفوري مصدر للطاقة. 

أن طاقة لها أشكال متعددة مثل الحرارة، وطاقة الوضع، وطاقة الحركة، والطاقة الكيميائية التي تنشأ بين الروابط الكيميائية، والكثير غيرها، تتبع الطاقة مبدأ أساسي وهو قانون حفظ الطاقة ( أن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث) ويمكن أن تتحول الطاقة من شكل إلى شكل آخر.

كيف أتعلم الفيزياء:  

يمكن أنّ نستفيد من تعلم الفيزياء لعدة أسباب، الشهرة أو الوظيفة أو الرغبة في المعرفة أو المال أو حب العلم أو لأي سبب ما، فقد تحدثنا في مقالنا عن تعريف الفيزياء فلا بد من أن نذكر كيف نتعلم من الفيزياء، أنّه في الحقيقة أمر بسيط وأبسط مما نتخيل لأن الفيزياء في باطنها إجابات كثيرة عصفت بذهن الفرد على مر العصور، فأولاً وأخيراً تهدف الفيزياء إلى فهم ظواهر الكون العجيبة، نبدأ من تأمل الكون والتفكير في عجائبه وغرائبه، لتقوده هذه الأسئلة إلى رحلة بحثية عن الحقيقة تنتهي بالاكتشاف لجواب السؤال، حيث أن كان الشخص يريد أن يغوص في علم الفيزياء فلا بد من تسجيل في الجامعة باختصاص الفيزياء وهذا هو أفضل طريقة لتعلم في رحلة الفيزياء من خلالها يقابل أشخاصاً يساعدنه على التعلم، ويمكن أن يتمكن من الحصول على إجابات لم تكن تخطر في باله ويمكن أيضاً أن يشترك في الفرق البحثية، ولا ننسى ذكر أهمية المنفعة الجامعية التي تقدمها للفيزيائي بالإضافة إلى بعض النصائح ستكون مفيدةً، وعلى الشخص أن يقوم بالتعلّم الذاتي.