بقلم الدكتور أحمد بن محمد النفيعي: مجالات هذا العلم الرحب وتطبيقاته واسعة جداً. فجميع دارسو العلوم الطبيعية بمختلف أشكالها ومجالاتها لا غنى عنهم عن الفيزياء في تطبيقات علومهم. على سبيل المثال: نرى أن دارسي الفضاء يستمدون من الفيزياء الموضوعات المتعلقة بالفضاء وكذلك تطبيقاتهم مبنية على أسس فيزيائية مثل المركبات الفضائية والتي تهدف إلى دراسة كواكب مجوعتنا الشمسية، وإمكانية الحياة عليها. والمناظير التي تسبر أغوار الفضاء بهدف كشف هذا الكون البديع. والأقمار الصناعية التي يستفاد منها في عالم الاتصالات والبث التلفزيوني الفضائي ومعرفة أحوال الطقس وإمدادنا بصور عن جغرافية الأرض.
ومن الأمثلة على التطبيقات الفيزيائية في العلوم الأخرى ما نراه في علم الطب والمستشفيات. فهناك الطب النووي الذي يعالج بعض الأمراض باستخدام الأشعة الصادرة من نواة الذرة، وكذلك الطب الإشعاعي والذي يستخدم أشعة أكس، وأشعة الرنين المغناطيسي، والأشعة الفوق صوتية. واستخدام الليزر في العمليات الجراحية، كما أن الأطباء يكونوا على دراية بعلم المناظير والبصريات واستخدام المجاهر البسيطة والالكترونية.
هناك تطبيقات عسكرية فيزيائية، نذكر منها الصواريخ والقذائف العسكرية التي يستخدم في توجيهها الليزر. وكذلك المناظير الليلية التي تستخدم الأشعة تحت الحمراء، والأسلحة والطلقات النارية، والمدافع.
يعتمد دارسوا الهندسة بمختلف فروعها على النظريات والقوانين الفيزيائية. على سبيل المثال يتعلم طلاب الهندسة الكهربائية النظرية الكهرومغناطيسية وتطبيقاتها في الحياة اليومية مثل مصابيح الإنارة، الخلايا الشمسية، السيارات الكهربائية، تصنيع الدارات الكهربائية، الأجهزة الكهربائية على تنوعها. وهكذا يتعلم طلاب الهندسة الميكانيكية قوانين الحركة والحرارة والميكانيكا بشكل عام وتطبيقات هذه القوانين التي ينتج عنها السيارات، والمكائن، والأجهزة الميكانيكية الأخرى. كما أن المهندسين المعماريين يستخدمون النظريات والقوانين الفيزيائية في تشييد الأبنية وناطحات السحب والجسور وتعبيد الطرق. وأخيراُ يهتم مهندسي الكمبيوتر بدراسة الفيزياء وخصوصاً فرع الالكترونيات في تصنيع الحاسب الآلي وملحقاته.
تولي دول العالم علم الفيزياء اهتماماً كبيراً، فتستفيد من هذا العلم في تحلية المياه، والحصول على الطاقة من مصادر مختلفة مثل الطاقة الشمسية، الطاقة الكهربائية، الطاقة النووية، طاقة الرياح.
مجالات وتخصصات علم الفيزياء
الفيزياء علم يحظى بالعديد من الفروع والتخصصات بسبب مكانته المرموقة والمهمة بين العلوم الطبيعية الأخرى، قبل أن أعرض هذه التخصصات والفروع، أحب أن أبين مجالات الفيزياء الأساسية وهي:
أولاً: الفيزياء النظرية وفيها تستخدم الرياضيات لوصف الظواهر الفيزيائية (الطبيعية).
ثانياً: الفيزياء التجريبية وفيها يتم تجميع المعلومات والبيانات عن الظواهر الفيزيائية (الطبيعية) تجريبياً. في الفقرة التالية سوف أعرض أهم تخصصات الفيزياء وفروعها:
Mechanics الميكانيكا تدرس حركة الأجسام ضمن إطار إسنادي.
Acoustics: علم الصوتيات ويدرس الموجات الصوتية.
Nuclear Physics: الفيزياء النووية تدرس الخصائص الفيزيائية لنواة الذرة.
Cosmology: فيزياء الكون وتدرس الكون بشكل كلي من حيث البداية و التطور.
Astronomy: علم الفضاء والفلك.
Atomic Physics: الفيزياء الذرية وتدرس الذرة.
Electromagnetism: النظرية الكهرومغناطيسية وتدرس المجال الكهربائي والمغناطيسي وتفاعلهما.
Electronics: الإلكترونيات تدرس تدفق الإلكترون في الدوائر الكهربائية.
Particles Physics: فيزياء الجسيمات تدرس الجسيمات الفيزيائية الأساسية وقوى تفاعلهم.
High Energy Physics: فيزياء الطاقات العالية تدرس الفيزياء في الطاقات العالية جداً ضمن فيزياء الجسيمات.
Laser Physics: فيزياء الليزر تدرس خصائص الليزر الفيزيائية.
Molecular Physics: فيزياء الجزيئات تدرس الخصائص الفيزيائية للجزيئات.
Optics: البصريات “فيزياء الضوء”تدرس خصائص الضوء الفيزيائية.
Plasma Physics: فيزياء البلازما تدرس المادة في طور أو حالة البلازما.
Quantum Mechanics: ميكانيكا الكم “الفيزياء الكمية” فرع من الميكانيكا يوفر وصف رياضي لازدواجية الخصائص الموجية والجسيمية للمادة خصوصاً على المستوى الذري و دون الذري.
Relativity: النسبية تدرس نظرية اينستاين النسبية الخاصة والعامة التي تتضمن الحركة عند سرعات قريبة من سرعة الضوء.
Statistical Physics: الفيزياء الإحصائية تدرس الأنظمة الكبيرة من خلال التوسع الإحصائي في معرفة الأنظمة الصغيرة.
Thermodynamics: الفيزياء الحرارية “الثرموداينمك” تعتني بدراسة الحرارة.
Nanotechnology: تقنية النانو تدرس بناء المركبات،و الدوائر، والآلات من جزئيات و ذرات وحيدة.
Chemical Physics: الفيزياء الكيميائية وتدرس النظام الكيميائي المتعلق بالفيزياء.
Geophysics: فيزياء الأرض “الفيزياء الجيولوجية” تدرس خصائص الأرض الفيزيائية.
Biophysics: الفيزياء الحيوية وتدرس فيزياء النظام الحيوي.
Medical Physics: الفيزياء الطبية وتدرس تطبيقات الفيزياء في الطب.
