مقالات في الفيزياء

مجالات الفيزياء المختلفة

الفيزياء هي فرع من فروع العلم التي تهتم بدراسة طبيعة وخصائص المواد والطاقة التي لا يتم التعامل معها من خلال الكيمياء أو علم الأحياء، والقوانين الأساسية للكون المادي. على هذا النحو، فهي منطقة دراسة ضخمة ومتنوعة.

من أجل فهم ذلك، ركز العلماء انتباههم على مجال أو مجالين أصغر من التخصص. هذا يسمح لهم بأن يصبحوا خبراء في هذا المجال الضيق، دون الانغماس في الحجم الهائل من المعرفة الموجودة فيما يتعلق بالعالم الطبيعي.

مجالات الفيزياء

تنقسم الفيزياء أحيانًا إلى فئتين رئيسيتين، استنادًا إلى تاريخ العلم: الفيزياء الكلاسيكية، والتي تشمل الدراسات التي نشأت من عصر النهضة إلى بداية القرن العشرين؛ والفيزياء الحديثة والتي تشمل تلك الدراسات التي بدأت مع بداية القرن العشرين. تركز الفيزياء الحديثة على الجسيمات الأصغر حجما، والقياسات الأكثر دقة، والقوانين الأشمل التي تؤثر على كيفية استمرارنا في دراسة وفهم الطريقة التي يعمل بها العالم.

اعلانات جوجل

هناك طريقة أخرى لتقسيم الفيزياء وهي الفيزياء التطبيقية أو التجريبية (بشكل أساسي، الاستخدامات العملية للمواد) مقابل الفيزياء النظرية (بناء قوانين شاملة لكيفية عمل الكون).

عندما تقرأ أي موضوع من مواضيع الفيزياء بصورها المختلفة، يجب أن يصبح واضحًا بالنسبة لك أن هناك بعض التداخل. على سبيل المثال، يمكن أن يكون الاختلاف بين علم الفلك والفيزياء الفلكية وعلم الكونيات بلا معنى تقريبًا في بعض الأحيان. بالنسبة للجميع، باستثناء علماء الفلك وعلماء الفيزياء الفلكية وعلماء الكونيات، الذين يمكنهم التعامل مع الفروق بجدية بالغة.

مجالات الفيزياء الكلاسيكية

قبل مطلع القرن التاسع عشر، ركزت الفيزياء على دراسة الميكانيكا والضوء والصوت وحركة الموجة والحرارة والديناميكا الحرارية والكهرومغناطيسية. تشمل مجالات الفيزياء الكلاسيكية التي تمت دراستها قبل عام 1900 (وما زالت تتطور وتدرس اليوم) ما يلي:

الصوتيات Acoustics: دراسة الموجات الصوتية والصوت. في هذا المجال، تدرس الموجات الميكانيكية في الغازات والسوائل والمواد الصلبة. تشمل الصوتيات تطبيقات للموجات الزلزالية، والصدمات والاهتزازات، والضوضاء، والموسيقى، والتواصل، والسمع، والصوت تحت الماء، والصوت الجوي. وبهذه الطريقة، فإنها تشمل علوم الأرض وعلوم الحياة والهندسة والفنون.

علم الفلك Astronomy: دراسة الفضاء بما في ذلك الكواكب والنجوم والمجرات والفضاء السحيق والكون. علم الفلك هو أحد أقدم العلوم، حيث يستخدم الرياضيات والفيزياء والكيمياء لفهم كل شيء خارج الغلاف الجوي للأرض.

الفيزياء الكيميائية Chemical Physics: دراسة الفيزياء في الأنظمة الكيميائية. تركز الفيزياء الكيميائية على استخدام الفيزياء لفهم الظواهر المعقدة في مجموعة متنوعة من المقاييس من الجزيء إلى النظام البيولوجي. تشمل الموضوعات دراسة الهياكل النانوية أو ديناميكيات التفاعل الكيميائي.

الفيزياء الحاسوبية Computational Physics: تطبيق الأساليب العددية لحل المشكلات الفيزيائية التي توجد لها بالفعل نظرية كمية.

الكهرومغناطيسية Electromagnetism: دراسة المجالات الكهربائية والمغناطيسية، وهما جانبان لنفس الظاهرة.

الإلكترونيات Electronics: دراسة تدفق الإلكترونات، بشكل عام في الدائرة.

اعلانات جوجل

ديناميكا الموائع / ميكانيكا الموائع Fluid Dynamics / Fluid Mechanics: دراسة الخواص الفيزيائية “للسوائل” المحددة في هذه الحالة على وجه التحديد بأنها السوائل والغازات.

الجيوفيزياء Geophysics: دراسة الخصائص الفيزيائية للأرض.

الفيزياء الرياضية Mathematical Physics: تطبيق أساليب رياضية لحل المشكلات في الفيزياء.

الميكانيكا Mechanics: دراسة حركة الأجسام في إطار مرجعي.

الأرصاد / فيزياء الطقس Meteorology / Weather Physics: فيزياء الطقس.

البصريات / فيزياء الضوء Optics / Light Physics: دراسة الخصائص الفيزيائية للضوء.

الميكانيكا الإحصائية Statistical Mechanics: دراسة الأنظمة الكبيرة عن طريق التوسع الإحصائي في معرفة الأنظمة الأصغر.

اعلانات جوجل

الديناميكا الحرارية Thermodynamics: فيزياء الحرارة.

مجالات الفيزياء الحديثة

تضم الفيزياء الحديثة الذرة وأجزائها المكونة لها، والنسبية وتفاعل السرعات العالية، وعلم الكونيات واستكشاف الفضاء، والفيزياء المتوسطة، تلك القطع من الكون التي يقع حجمها بين نانومتر وميكرومتر. بعض المجالات في الفيزياء الحديثة هي:

الفيزياء الفلكية Astrophysics: دراسة الخصائص الفيزيائية للأجسام في الفضاء. اليوم، غالبًا ما تستخدم الفيزياء الفلكية بالتبادل مع علم الفلك والعديد من علماء الفلك حاصلون على درجات علمية في الفيزياء الفلكية.

الفيزياء الذرية Atomic Physics: دراسة الذرات، وتحديداً الخصائص الإلكترونية للذرة، تختلف عن الفيزياء النووية التي تعتبر النواة وحدها. في الممارسة العملية، تدرس مجموعات البحث عادة الفيزياء الذرية والجزيئية والبصرية.

اعلانات جوجل

الفيزياء الحيوية Biophysics: دراسة الفيزياء في الأنظمة الحية على جميع المستويات، من الخلايا والميكروبات الفردية إلى الحيوانات والنباتات والنظم البيئية بأكملها. تتداخل الفيزياء الحيوية مع الكيمياء الحيوية، وتكنولوجيا النانو، والهندسة الحيوية، مثل اشتقاق بنية الحمض النووي من علم البلورات بالأشعة السينية. يمكن أن تشمل الموضوعات الإلكترونيات الحيوية، والطب النانوي، وبيولوجيا الكم، والبيولوجيا الهيكلية، وحركية الإنزيم، والتوصيل الكهربائي في الخلايا العصبية، والأشعة، والفحص المجهري.

الفوضى Chaos: دراسة الأنظمة ذات الحساسية الشديدة للظروف الأولية، لذا فإن التغيير الطفيف في البداية سرعان ما يصبح تغييرات كبيرة في النظام. تعتبر نظرية الفوضى أحد عناصر فيزياء الكم ومفيدة في ميكانيكا السماوات.

اعلانات جوجل

علم الكونيات Cosmology: دراسة الكون ككل، بما في ذلك أصوله وتطوره، بما في ذلك الانفجار العظيم وكيف سيستمر الكون في التغيير.

الفيزياء الباردة / علوم التبريد / فيزياء درجات الحرارة المنخفضة Cryophysics / Cryogenics /Low-Temperature Physics: دراسة الخصائص الفيزيائية في حالات درجات الحرارة المنخفضة، أقل بكثير من نقطة تجمد الماء.

علم البلورات Crystallography: دراسة الهياكل البلورية والبلورية.

فيزياء الطاقة العالية High Energy Physics: دراسة الفيزياء في أنظمة الطاقة العالية للغاية، بشكل عام في فيزياء الجسيمات.

فيزياء الضغط العالي High-Pressure Physics: دراسة الفيزياء في أنظمة الضغط المرتفع للغاية، والمتعلقة عمومًا بديناميكيات الموائع.

فيزياء الليزر Laser Physics: دراسة الخصائص الفيزيائية لليزر.

الفيزياء الجزيئية Molecular Physics: دراسة الخصائص الفيزيائية للجزيئات.

تقنية النانو Nanotechnology: علم بناء الدوائر والآلات من جزيئات وذرات مفردة.

الفيزياء النووية Nuclear Physics: دراسة الخصائص الفيزيائية للنواة الذرية.

فيزياء الجسيمات Particle Physics: دراسة الجسيمات الأساسية وقوى تفاعلها.

فيزياء البلازما Plasma Physics: دراسة المادة في طور البلازما.

الديناميكا الكهربائية الكمومية Quantum Electrodynamics: دراسة كيفية تفاعل الإلكترونات والفوتونات على مستوى ميكانيكا الكم.

ميكانيكا الكم / فيزياء الكم Quantum Mechanics / Quantum Physics: دراسة العلم حيث تصبح أصغر القيم المنفصلة، أو الكميات، للمادة والطاقة ذات صلة.

البصريات الكمومية Quantum Optics: تطبيق فيزياء الكم على الضوء.

نظرية المجال الكمي Quantum Field Theory: تطبيق فيزياء الكم على الحقول، بما في ذلك القوى الأساسية للكون.

الجاذبية الكمية Quantum Gravity: تطبيق فيزياء الكم على الجاذبية وتوحيد الجاذبية مع تفاعلات الجسيمات الأساسية الأخرى.

النسبية Relativity: دراسة الأنظمة التي تعرض خصائص نظرية النسبية لأينشتاين، والتي تتضمن عمومًا التحرك بسرعات قريبة جدًا من سرعة الضوء.

نظرية الأوتار / نظرية الأوتار الفائقة String Theory / Superstring Theory: دراسة النظرية القائلة بأن جميع الجسيمات الأساسية هي اهتزازات من سلاسل طاقة أحادية البعد، في كون أعلى بعدًا.

هذه هي مجالات الفيزياء المتنوعة، وستجد عزيزي القارئ الكثير من المعلومات على شبكة الفيزياء التعليمية تشرح هذه المواضيع، في صورة مقالات ومحاضرات ودروس. كل ما عليك هو استخدام أداة البحث التي يوفرها الموقع للاطلاع على المزيد من المعلومات حول أي من المواضيع والمجالات أعلاه.

للبحث في شبكة الفيزياء التعليمية اضغط هنا.

الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر – غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى