من هو عالم الفيزياء وأقسام الفيزياء وأهمية علم الفيزياء في حياتنا وأشهر علماء الفيزياء في العصر الحديث، هذا ما سوف نتعرف عليه فيما يلي.
من هو عالم الفيزياء
هو الشخص المتخصص في الفيزياء أو أحد فروعها، والفيزيائي الذي يصل إلى مرحلة متقدمة في فهم الفيزياء يطلق عليه اسم عالم فيزياء.
أقسام الفيزياء
1-الفيزياء الفلكية:
هي حلقة وصل بين علم الفلك وعلم الفيزياء، وتهتم بدراسة فيزياء الكون بما تتضمن من خصائص فيزيائية ممثلة في الكثافة، والأجرام السماوية مثل الكواكب والطاقة المظلمة ودرجات الحرارة.
2- الفيزياء الحيوية:
هو فرع يهتم بدراسة مبادئ علم الفيزياء الأساسية في علم الأحياء، ويتم دراسته في كلية العلوم، ومن التطبيقات الخاصة بذلك القسم تطبيقات الموجات فوق الصوتية والتصوير الإشعاعي والليزر وقياس كثافة العظام، وذلك من خلال استخدام الأشعة السينية.
3- فيزياء الحالة الصلبة:
أحد مجالات علم الفيزياء حيث يهتم هذا التخصص بدراسة كافة الخصائص التي تميز الحالة الصلبة مثل الخصائص الكهربائية، كما يهتم بدراسة علم البلورات وعلم السبائك وكذلك ميكانيكا الكم.
4- فيزياء الكون:
يهتم هذا القسم بدراسة الكون بصفة شاملة متضمنًا ما يحتوي من معلومات حول نشأته ومراحل التطور الكونية منذ بداية نشأته وصولًا في ذلك إلى المستقبل، وهذا الفرع له ارتباط وثيق ومباشر بعلوم الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء.
5- علم الجيوفيزياء:
وقد يتضح من اسمه أنه حلقة وصل وثيقة بين علوم الفيزياء والجيولوجيا، ويهتم هذا العلم بدراسة المبادئ الأساسية لعلم الفيزياء في الجيولوجيا والمتمثلة في دراسة المجال المغناطيسي للأرض، وتوضيح ظاهرة طبيعة المد والجزر ودراسة الأرصاد الجوية.
كما يهتم بدراسة هذا العلم كل من يهتم بدراسة التنقيب عن البترول كما أنه يضم العديد من العلوم المنفصلة مثل الجيوفيزياء التطبيقية وكذلك الجيوفيزياء الخلقية.
6-الفيزياء الذرية:
يهتم هذا التخصص بدراسة البنية التحتية للذرة وخصائصها وبما يتضمن التفسير العلمي للنظريات التي تهدف إلى فهم وتركيب الذرة ودراسة الطيف الكهرومغناطيسي لها.
٧-الفيزياء الكهرومغناطيسية:
أحد مجالات علم الفيزياء والذي يهتم بدراسة المجال المغناطيسي ومدى تأثيره على الشحنات الكهربائية.
8- الفيزياء الطبية:
يهتم هذا التخصص بدراسة الطرق الفيزيائية، والنظريات الحديثة في إمكانية تطوير وتصنيع الكثير من الأجهزة الطبية مثل أجهزة العلاج الإشعاعية وأجهزة تخطيط القلب الكهربائي، وإمكانية استخدام الأشعة المؤينة في التصوير الطبقي والرنين المغناطيسي، ويتميز هذا التخصص بارتباطه الوثيق بالعديد من الاقسام الفيزيائية الأخرى مثل الفيزياء الإشعاعية والفيزياء.
9- الديناميكا الحرارية:
يهتم هذا القسم بدراسة العمليات الخاصة بتحويل الطاقة في الطبيعة وأهم ما يميز هذا العلم اختلافه عن الكثير من العلوم مثل الفيزياء والكيمياء ويتم دراسة هذا العلم لطلاب فرع الكيمياء ولكنه من التخصصات الأساسية لقسم الفيزياء.
10- الفيزياء الحديثة:
لقد تم إنشاء هذا العلم في ظل وجود عدة عناصر جديدة في الفيزياء، والمتمثلة في النسبية التي ساعدت في تفسير كافة الظواهر الفيزيائية وكذلك الميكانيكا .
أشهر علماء الفيزياء في العصر الحديث
1-ألبرت أينشتاين
ولد البرت في عام 1879م بألمانيا، وهو يعد من أشهر علماء الفيزياء على مر العصور، كما أنه صاحب التنبؤ بوجود الموجود الموجات الثقالية، أثبت النظرية النسبية الخاصة في عام 1909م، والنظرية النسبية العامة في عام 1915، قام بعمل بحث عن التأثير الكهروضوئي، وحصل من خلاله على جائزة نوبل، بسبب خلفية أينشتاين اليهودية تنازل عن جنسيته الألمانية واحتفظ بالجنسيات الأخرى وهي السويسرية والأمريكية وتوفى أينشتاين في عام 1955م.
2-ريتشارد فاينمان
ريتشارد فيلبس فاينمان، ولد في عام 1918م بمدينة نيويورك بأمريكا، وفي عام 1942م حصل على درجة الدكتوراه من جامعة برنستون، وقد كان موضوعها هو تطوير لمقاربة جديدة في ميكانيكا الكم، باستخدام مبدأ القدر الأدنى من الفعل، وشارك ريتشارد في بناء القنبلة الذرية بمشروع مانهاتن، هذا بالإضافة إلى ما قام به من إسهامات عديدة في فيزياء الميوعة الفائقة وفيزياء الجسيمات، وأيضا في مجال نظرية الكم.
في عام 1961م، قام ريتشارد بتأليف واحد من أهم كتب الفيزياء وهو كتاب الكهروديناميكا الكمية، إلى جانب العديد من الكتب الخاصة بعلم الفيزياء، وفي عام 1965م حصل على جائزة نوبل في الكهروديناميكا الكمية، هذا بالإضافة إلى حصوله على العديد من الجوائز الأخرى ، كجائزة ألبرت أينشتاين والتي حصل عليها في عام 1954م، وكقلادة اورستد والتي حصل عليها في عام 1972م، كما حصل في عام 1979م على قلادة العلوم الوطنية الأمريكية، وتوفى ريتشارد فاينمان في عام 1988م.
3- بول ديراك
بول أندريان موريس ديراك، ولد بول سنة 1902 م، بمدينة بريستول بدولة إنجلترا، ظل يبحث في بداية حياته عن عمل يستطيع من خلاله، التعامل مع الرياضيات بشكل عملي وليس نظري، ولذلك بعد حيرة طويلة بين العلوم قرر بول أن يدرس الهندسة، حتى حصل في عام 1921م على شهادة البكالوريوس في الهندسة الكهربائية، وبعد ذلك توجه لدراسة الرياضيات وفي عام 1926م، حصل بول على شهادة الدكتوراه المتخصصة في فلسفة الرياضيات.
كان الهدف من دراسته للرياضيات هو التمكن بعد ذلك من دراسة علم الفيزياء النظرية بعمق، بعد ذلك تم تعيينه كأستاذ للرياضيات، في جامعة كمبريدج، وكان هذا في عام 1932م، وكانت تلك المهنة وفي هذا المكان بالذات من أشهر وأعرق المهن بالعالم كله، وفي العام الذي يليه وهو عام 1933م، حصل بول ديراك على جائزة نوبل بالمناصفة من العالم شرودينغر، بسبب ما أسهموا به من وضع أسس ميكانيكا الكم.
ويعتبر بول ديراك من أشهر علماء الفيزياء النظرية، حيث كان أول من وضع جبرا عاما وليس تبديلا لميكانيكا الكم، وهذا الجبر العام مغاير تماما لمصفوفات هيزنبرغ وبورن ولمعادلة شرودينغر، كما بين أن الميكانيكا المصفوفة والموجبة متكافئتان، وهو أيضا من وضع دالة الحالة، هذا إلى العديد من إنجازاته في مجال العلوم الفيزيائية، وقد توفى في عام 1984م.
4-برنر كارل هيزنبرغ
في مدينة دورزبيرغ بألمانيا، ولد العالم برنر كارل، في عام 1901م، وفي عام 1923م، حصل على شهادة الدكتوراه في فلسفة العلوم، من جامعة ميونخ، له عدة مؤلفات في الفيزياء من أهمها الطبيعة في الفيزياء، والجزء والكل، والفلسفة والفيزياء، وهو صاحب اكتشاف مبدأ عدم التأكد، ومن أهم إسهاماته في خدمة الفيزياء النظرية، هو اكتشافه لميكانيكا المصفوفات، وفي عام 1932م، حصل على جائزة نوبل، وفي العام الذي يليه وهو عام 1933م، حصل برنر على ميدالية بلانك، وتوفى في عام 1976م.
5- ستيفن هوكنج
ولد ستيفن وليام هوكينج يوم 8 من شهر يناير عام 1942م، بمدينة أكسفورد بالمملكة المتحدة، وهو ابن الباحث الشهير في علم الأحياء، ويليام هوكينج، حصل على شهادته الجامعية في مجال الفيزياء من جامعة أكسفورد، في عام 1962م، وبعد ذلك توجه لدراسة الدكتوراه داخل جامعة كامبريدج ، وكان موضوع الدراسة هو البحث بالنظرية النسبية بقسم الرياضيات التطبيقية والفيزياء النظرية، وبعد حصوله على شهادة الدكتوراه، عين كأستاذ للرياضيات بنفس الجامعة، وكان هذا بعام1979م.
أهمية علم الفيزياء في حياتنا
1-الكهرباء:
تعد الكهرباء من أهم التطبيقات الفيزيائية المباشرة في حياة الناس، ويمكن إدراك أهمية الكهرباء من خلال الحالة التي يعيشها الناس خلال الدقائق التي ينقطع فيها التيار الكهربائي عن المنازل، حيث تتوقف كافة الأجهزة الكهربائية عن العمل، وتنطفئ الإنارة، ويصبح أسلوب الحياة صعبًا.
2-الاستخدامات الطبية:
هناك العديد من المجالات الطبية التي يتم فيها استخدامات تنبثق من علم الفيزياء، ومن أهم هذه التطبيقات صور الأشعة التي تبين الكسور العظمية والعديد من المعلومات الأخرى، ومن أشهرها صورة الأشعة السينية.
3-الحركة:
إن تطبيقات قوانين الحركة لا يمكن حصرها، وتتوزع في العديد من التطبيقات التي يستخدمها الإنسان في حياته اليومية، فحركة السيارات، والقطارات، والطائرات كلها مبنية على قوانين الحركة في الفيزياء، كما أن المحركات التي تعمل بها كافة الأجهزة تعد من التطبيقات الفيزيائية العملية في الواقع المعاش.
4-تحولات الطاقة:
توجد الطاقة على العديد من الأشكال في هذا العالم، ويتم الاستفادة منها إما بشكل مباشر، أو من خلال تحويلها إلى أشكال أخرى من الطاقة، فهناك الطاقة الشمسية، والطاقة الحركية، والطاقة الكهربائية، وطاقة الرياح، ويتم التحويل بين هذه الأشكال المختلفة من الطاقة عبر مبادئ فيزيائية مخصوصة، ومن أمثلة ذلك المولد الكهربائي الذي يحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربائية يمكن إعادة الاستفادة منها.
