13 فرعًا للفيزياء الكلاسيكية والحديثة - جسدي - بدني - 2026

من بين فروع الفيزياء الكلاسيكية والحديثة ، يمكننا تسليط الضوء على الصوتيات أو البصريات أو الميكانيكا في أكثر المجالات بدائية ، وعلم الكونيات ، وميكانيكا الكم أو النسبية في التطبيقات الحديثة.

تصف الفيزياء الكلاسيكية النظريات التي تم تطويرها قبل عام 1900 ، والفيزياء الحديثة الأحداث التي حدثت بعد عام 1900. تتعامل الفيزياء الكلاسيكية مع المادة والطاقة ، على نطاق واسع ، دون التعمق في الدراسات الأكثر تعقيدًا للكميات. الفيزياء الحديثة.

ماكس بلانك ، أحد أهم العلماء في التاريخ ، وضع علامة على نهاية الفيزياء الكلاسيكية وبداية الفيزياء الحديثة بميكانيكا الكم.

فروع الفيزياء الكلاسيكية

1- الصوتيات

الأذن هي الأداة البيولوجية بامتياز لتلقي اهتزازات موجية معينة وتفسيرها على أنها صوت.

علم الصوتيات ، الذي يتعامل مع دراسة الصوت (الموجات الميكانيكية في الغازات والسوائل والمواد الصلبة) ، يتعلق بإنتاج الصوت والتحكم فيه ونقله واستقباله وتأثيراته.

تشمل التكنولوجيا الصوتية الموسيقى ودراسة الظواهر الجيولوجية والجوية وتحت الماء.

يدرس علم الصوت النفسي التأثيرات الفيزيائية للصوت على الأنظمة البيولوجية ، الموجودة منذ أن سمع فيثاغورس ، لأول مرة ، أصوات أوتار مهتزة ومطارق تضرب السندان في القرن السادس قبل الميلاد. لكن التطور الأكثر إثارة للصدمة في الطب هو تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية.

2- الكهرباء والمغناطيسية

تأتي الكهرباء والمغناطيسية من قوة كهرومغناطيسية واحدة. الكهرومغناطيسية هي فرع من فروع العلوم الفيزيائية التي تصف تفاعلات الكهرباء والمغناطيسية.

يتم إنشاء المجال المغناطيسي بواسطة تيار كهربائي متحرك ويمكن أن يحفز المجال المغناطيسي حركة الشحنات (التيار الكهربائي). تشرح قواعد الكهرومغناطيسية أيضًا الظواهر المغناطيسية الأرضية والكهرومغناطيسية ، وتصف كيفية تفاعل الجسيمات المشحونة من الذرات.

في السابق ، تم اختبار الكهرومغناطيسية على أساس تأثيرات البرق والإشعاع الكهرومغناطيسي كتأثير ضوئي.

لطالما استخدمت المغناطيسية كأداة أساسية للتنقل الموجه بالبوصلة.

اكتشف الرومان القدماء ظاهرة الشحنات الكهربائية في حالة السكون ، الذين لاحظوا الطريقة التي يجذب بها المشط المحبب الجزيئات. في سياق الشحنات الموجبة والسالبة ، مثل الشحنات المتنافرة ، وتجذب الشحنات المختلفة.

قد تكون مهتمًا بمعرفة المزيد عن هذا الموضوع من خلال اكتشاف الأنواع الثمانية للموجات الكهرومغناطيسية وخصائصها.

3- ميكانيكا

وهو يتعلق بسلوك الأجسام المادية ، عندما يتعرضون لقوى أو نزوح ، والآثار اللاحقة للأجسام في بيئتهم.

في فجر الحداثة ، وضع العلماء جايام وجاليليو وكبلر ونيوتن الأساس لما يعرف الآن بالميكانيكا الكلاسيكية.

يتعامل هذا التخصص الفرعي مع حركة القوى على الأشياء والجسيمات التي تكون في حالة راحة أو تتحرك بسرعات أبطأ بكثير من سرعة الضوء. يصف الميكانيكا طبيعة الأجسام.

يشمل مصطلح "الجسد" الجسيمات ، والمقذوفات ، وسفن الفضاء ، والنجوم ، وأجزاء الآلات ، وأجزاء المواد الصلبة ، وأجزاء السوائل (الغازات والسوائل). الجسيمات هي أجسام ذات بنية داخلية قليلة ، وتعامل كنقاط رياضية في الميكانيكا الكلاسيكية.

الأجسام الصلبة لها حجم وشكل ، لكنها تحتفظ بالبساطة قريبة من الجسيم ويمكن أن تكون شبه صلبة (مرنة ، سائلة).

4- ميكانيكا الموائع

تصف ميكانيكا الموائع تدفق السوائل والغازات. ديناميكيات الموائع هي الفرع الذي تنبثق منه تخصصات فرعية مثل الديناميكا الهوائية (دراسة الهواء والغازات الأخرى المتحركة) والديناميكا المائية (دراسة السوائل المتحركة).

يتم تطبيق ديناميات الموائع على نطاق واسع: لحساب القوى واللحظات في الطائرات ، وتحديد كتلة سائل البترول عبر خطوط الأنابيب ، بالإضافة إلى التنبؤ بأنماط الطقس ، وضغط السدم في الفضاء بين النجوم ونمذجة انشطار الأسلحة النووية.

يقدم هذا الفرع بنية منهجية تشمل القوانين التجريبية وشبه التجريبية المشتقة من قياس التدفق والمستخدمة لحل المشكلات العملية.

يتضمن حل مشكلة ديناميكيات الموائع حساب خصائص المائع ، مثل سرعة التدفق ، والضغط ، والكثافة ، ودرجة الحرارة ، ووظائف المكان والزمان.

5- البصريات

تتعامل البصريات مع خصائص وظواهر الضوء والرؤية المرئية وغير المرئية. دراسة سلوك وخصائص الضوء ، بما في ذلك تفاعلاته مع المادة ، وبناء الأدوات المناسبة.

يصف سلوك الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. نظرًا لأن الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية ، فإن الأشكال الأخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل الأشعة السينية وموجات الميكروويف وموجات الراديو لها خصائص مماثلة.

هذا الفرع مناسب للعديد من التخصصات ذات الصلة مثل علم الفلك والهندسة والتصوير والطب (طب العيون وقياس البصر). توجد تطبيقاته العملية في مجموعة متنوعة من الأشياء والتقنيات اليومية ، بما في ذلك المرايا والعدسات والتلسكوبات والمجاهر والليزر والألياف البصرية.

6- الديناميكا الحرارية

فرع الفيزياء الذي يدرس آثار العمل والحرارة والطاقة في نظام. ولدت في القرن التاسع عشر مع ظهور المحرك البخاري. إنه يتعامل فقط مع المراقبة واسعة النطاق والاستجابة لنظام يمكن ملاحظته وقياسه.

توصف النظرية الحركية للغازات تفاعلات الغاز الصغيرة. الأساليب تكمل بعضها البعض ويتم شرحها من حيث الديناميكا الحرارية أو النظرية الحركية.

قوانين الديناميكا الحرارية هي:

• قانون المحتوى الحراري (Enthalpy Law): يربط بين الأشكال المختلفة للطاقة الحركية والطاقة الكامنة في نظام ما ، والعمل الذي يمكن للنظام القيام به ، بالإضافة إلى نقل الحرارة.
• يؤدي هذا إلى القانون الثاني وإلى تعريف متغير حالة آخر يسمى قانون الإنتروبيا.
• و القانون الصفري يحدد واسع النطاق الديناميكا الحرارية التوازن، درجة الحرارة خلافا لتعريف نطاق ضيق ذات الصلة إلى الطاقة الحركية للجزيئات.

فروع الفيزياء الحديثة

7- علم الكونيات

إنها دراسة هياكل وديناميكيات الكون على نطاق أوسع. تحقق من أصلها وهيكلها وتطورها ووجهتها النهائية.

نشأ علم الكونيات ، كعلم ، مع مبدأ كوبرنيكوس - تخضع الأجرام السماوية لقوانين فيزيائية مماثلة لتلك الموجودة في الأرض - وميكانيكا نيوتن ، التي سمحت لنا بفهم هذه القوانين الفيزيائية.

بدأ علم الكونيات الفيزيائي في عام 1915 مع تطور نظرية النسبية العامة لأينشتاين ، تلتها اكتشافات رصدية عظيمة في عشرينيات القرن الماضي.

أدت التطورات الدراماتيكية في علم الكون القائم على الملاحظة منذ التسعينيات ، بما في ذلك الخلفية الكونية الميكروية ، والمستعرات الأعظمية البعيدة ، وانتفاضات الانزياح الأحمر للمجرة ، إلى تطوير نموذج معياري لعلم الكونيات.

يلتزم هذا النموذج بمحتوى كميات كبيرة من المادة المظلمة والطاقات المظلمة الموجودة في الكون ، والتي لم يتم تحديد طبيعتها بشكل جيد بعد.

8- ميكانيكا الكم

فرع الفيزياء الذي يدرس سلوك المادة والضوء على المقياس الذري ودون الذري. هدفه هو وصف وشرح خصائص الجزيئات والذرات ومكوناتها: الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات وغيرها من الجسيمات الباطنية مثل الكواركات والغلوونات.

تتضمن هذه الخصائص تفاعلات الجسيمات مع بعضها البعض ومع الإشعاع الكهرومغناطيسي (الضوء والأشعة السينية وأشعة جاما).

ساهم العديد من العلماء في إنشاء ثلاثة مبادئ ثورية اكتسبت تدريجياً القبول والتحقق التجريبي بين عامي 1900 و 1930.

• الخصائص الكمية. يمكن أن يحدث الموضع والسرعة واللون أحيانًا بكميات محددة فقط (مثل النقر على الرقم برقم). هذا على عكس مفهوم الميكانيكا الكلاسيكية ، الذي يقول أن مثل هذه الخصائص يجب أن توجد في طيف مسطح ومستمر. لوصف فكرة أن بعض الخصائص تنقر ، صاغ العلماء فعل التحديد الكمي.
• جزيئات الضوء. دحض العلماء 200 عام من التجارب من خلال افتراض أن الضوء يمكن أن يتصرف مثل الجسيمات وليس دائمًا "مثل الأمواج / الأمواج في البحيرة".
• موجات المادة. يمكن للمادة أيضًا أن تتصرف مثل الموجة. يتضح هذا من خلال 30 عامًا من التجارب التي تؤكد أن المادة (مثل الإلكترونات) يمكن أن توجد كجسيمات.

9- النسبية

تشمل هذه النظرية نظريتين لألبرت أينشتاين: النسبية الخاصة ، والتي تنطبق على الجسيمات الأولية وتفاعلاتها - تصف جميع الظواهر الفيزيائية باستثناء الجاذبية - والنسبية العامة ، والتي تشرح قانون الجاذبية وعلاقته بالقوى الأخرى لـ الطبيعة.

إنه ينطبق على عالم الكونيات والفيزياء الفلكية وعلم الفلك. غيرت النسبية افتراضات الفيزياء وعلم الفلك في القرن العشرين ، وألغت 200 عام من النظرية النيوتونية.

قدم مفاهيم مثل الزمكان ككيان موحد ، ونسبية التزامن ، وتمدد الوقت الحركي والجاذبي ، وانكماش خط الطول.

في مجال الفيزياء ، قام بتحسين علم الجسيمات الأولية وتفاعلاتها الأساسية ، إلى جانب بدء العصر النووي.

تنبأ علم الكونيات والفيزياء الفلكية بظواهر فلكية غير عادية مثل النجوم النيوترونية والثقوب السوداء وموجات الجاذبية.

10-الفيزياء النووية

إنه مجال فيزيائي يدرس النواة الذرية وتفاعلاتها مع الذرات والجسيمات الأخرى ومكوناتها.

11- الفيزياء الحيوية

رسميًا ، هو فرع من فروع علم الأحياء ، على الرغم من ارتباطه الوثيق بالفيزياء ، لأنه يدرس علم الأحياء بالمبادئ والأساليب الفيزيائية.

12- الفيزياء الفلكية

رسميًا ، هو فرع من علم الفلك ، على الرغم من ارتباطه الوثيق بالفيزياء ، حيث يدرس فيزياء النجوم وتكوينها وتطورها وبنيتها.

13- الجيوفيزياء

إنه فرع من فروع الجغرافيا ، على الرغم من ارتباطه الوثيق بالفيزياء ، لأنه يدرس الأرض بأساليب ومبادئ الفيزياء.

أمثلة بحثية من كل فرع

1- الصوتيات: UNAM Research

يجري مختبر الصوتيات التابع لقسم الفيزياء بكلية العلوم بجامعة UNAM بحثًا متخصصًا في تطوير وتنفيذ التقنيات التي تسمح بدراسة الظواهر الصوتية.

تشمل التجارب الأكثر شيوعًا وسائط مختلفة ذات هياكل فيزيائية مختلفة. يمكن أن تكون هذه الوسائط عبارة عن سوائل أو أنفاق رياح أو استخدام طائرة نفاثة تفوق سرعة الصوت.

التحقيق الذي يجري حاليا في UNAM هو الطيف الترددي للغيتار ، اعتمادا على مكان ضربه. كما تجري دراسة الإشارات الصوتية الصادرة عن الدلافين (فورغاتش ، 2017).

2- الكهرباء والمغناطيسية: تأثير المجالات المغناطيسية في النظم البيولوجية

تجري جامعة مقاطعة فرانسيسكو خوسيه كالداس بحثًا حول تأثير المجالات المغناطيسية على الأنظمة البيولوجية. كل هذا من أجل التعرف على جميع الأبحاث السابقة التي تم إجراؤها حول الموضوع وإصدار معارف جديدة.

تشير الأبحاث إلى أن المجال المغناطيسي للأرض دائم وديناميكي ، مع فترات متناوبة من الشدة العالية والمنخفضة.

يتحدثون أيضًا عن الأنواع التي تعتمد على تكوين هذا المجال المغناطيسي لتوجيه نفسها ، مثل النحل والنمل والسلمون والحيتان وأسماك القرش والدلافين والفراشات والسلاحف وغيرها (فوينتس ، 2004).

3- الميكانيكا: جسم الانسان وانعدام الجاذبية

لأكثر من 50 عامًا ، أجرت وكالة ناسا بحثًا عن تأثيرات انعدام الجاذبية على جسم الإنسان.

سمحت هذه التحقيقات للعديد من رواد الفضاء بالتحرك بأمان على القمر ، أو العيش لأكثر من عام في محطة الفضاء الدولية.

تحلل أبحاث ناسا التأثيرات الميكانيكية التي تنعدم فيها الجاذبية على الجسم ، بهدف تقليلها وضمان إمكانية إرسال رواد الفضاء إلى أماكن بعيدة في النظام الشمسي (Strickland & Crane ، 2016).

4- ميكانيكا الموائع: تأثير لايدنفروست

تأثير لايدنفروست هو ظاهرة تحدث عندما تلمس قطرة من سائل سطحًا ساخنًا عند درجة حرارة أعلى من نقطة غليانه.

ابتكر طلاب الدكتوراه في جامعة لييج تجربة لمعرفة آثار الجاذبية على وقت تبخر السائل وسلوكه خلال هذه العملية.

تم تسخين السطح في البداية وتميله عند الضرورة. تم تتبع قطرات الماء المستخدمة عن طريق ضوء الأشعة تحت الحمراء ، لتنشيط محركات مؤازرة في كل مرة تبتعد فيها عن مركز السطح (Research and Science ، 2015).

5- البصريات: ملاحظات ريتر

كان يوهان فيلهلم ريتر صيدليًا وعالمًا ألمانيًا أجرى العديد من التجارب الطبية والعلمية. من بين أبرز مساهماته في مجال البصريات اكتشاف الضوء فوق البنفسجي.

استند ريتر في بحثه إلى اكتشاف الأشعة تحت الحمراء بواسطة William Herschel في عام 1800 ، وبالتالي تحديد أن وجود الأضواء غير المرئية كان ممكنًا وإجراء تجارب باستخدام كلوريد الفضة وأشعة ضوئية مختلفة (Cool Cosmos ، 2017).

6- الديناميكا الحرارية: الطاقة الشمسية الديناميكية الحرارية في أمريكا اللاتينية

يركز هذا البحث على دراسة المصادر البديلة للطاقة والحرارة ، مثل الطاقة الشمسية ، مع الاهتمام الرئيسي بالإسقاط الديناميكي الحراري للطاقة الشمسية كمصدر للطاقة المستدامة (برنارديلي ، 201).

لهذا الغرض ، تنقسم وثيقة الدراسة إلى خمس فئات:

1- توزيع الطاقة والإشعاع الشمسي على سطح الأرض.

2- استخدامات الطاقة الشمسية.

3- خلفية وتطور استخدامات الطاقة الشمسية.

4- التركيبات وأنواع الديناميكا الحرارية.

5- دراسات حالة في البرازيل وشيلي والمكسيك.

7- علم الكونيات: مسح الطاقة المظلمة

المسح على الطاقة المظلمة أو مسح الطاقة المظلمة ، كانت دراسة علمية أجريت في عام 2015 ، وكان الغرض الرئيسي منها هو قياس هيكل الكون على نطاق واسع.

من خلال هذا البحث ، تم فتح الطيف للعديد من الاستفسارات الكونية ، والتي تسعى لتحديد كمية المادة المظلمة الموجودة في الكون الحالي وتوزيعها.

من ناحية أخرى ، فإن النتائج التي توصلت إليها DES تتناقض مع النظريات التقليدية حول الكون ، والتي صدرت بعد مهمة الفضاء بلانك ، بتمويل من وكالة الفضاء الأوروبية.

أكد هذا البحث النظرية القائلة بأن الكون يتكون حاليًا من 26٪ من المادة المظلمة.

تم أيضًا تطوير خرائط تحديد المواقع التي قاسَت بدقة بنية 26 مليون مجرة ​​بعيدة (برناردو ، 2017).

8- ميكانيكا الكم: نظرية المعلومات والحوسبة الكمومية

يسعى هذا البحث إلى التحقيق في مجالين جديدين من مجالات العلوم ، مثل المعلومات والحوسبة الكمومية. كلتا النظريتين أساسيتان للنهوض بالاتصالات وأجهزة معالجة المعلومات.

تعرض هذه الدراسة الحالة الحالية للحوسبة الكمومية ، مدعومة بالتطورات التي حققتها مجموعة الحوسبة الكمية (GQC) (لوبيز) ، وهي مؤسسة مكرسة لإلقاء المحادثات وتوليد المعرفة حول هذا الموضوع ، بناءً على الأول مسلمات تورينج على الحوسبة.

9- النسبية: تجربة ايكاروس

جلب بحث إيكاروس التجريبي ، الذي تم إجراؤه في مختبر غران ساسو بإيطاليا ، الطمأنينة إلى العالم العلمي من خلال التحقق من صحة نظرية النسبية لأينشتاين.

قام هذا البحث بقياس سرعة سبعة نيوترينوات بشعاع ضوئي قدمه المركز الأوروبي للأبحاث النووية (CERN) ، وخلص إلى أن النيوترينوات لا تتجاوز سرعة الضوء ، كما تم الاستنتاج في التجارب السابقة من نفس المختبر.

كانت هذه النتائج معاكسة لتلك التي تم الحصول عليها في التجارب السابقة من قبل CERN ، التي خلصت في السنوات السابقة إلى أن النيوترينوات تقطع 730 كيلومترًا أسرع من الضوء.

على ما يبدو ، كان الاستنتاج الذي قدمته CERN سابقًا بسبب ضعف اتصال GPS في وقت إجراء التجربة (El tiempo ، 2012).

المراجع

1. كيف تختلف الفيزياء الكلاسيكية عن الفيزياء الحديثة؟ تعافى في reference.com.
2. الكهرباء والمغناطيسية. عالم علوم الأرض. حقوق النشر 2003 ، The Gale Group، Inc. تم استردادها على encyclopedia.com.
3. علم الميكانيكا. تم الاسترجاع في wikipedia.org.
4. ديناميات السوائل. تم الاسترجاع في wikipedia.org.
5. بصريات. تعريف. تعافى في Dictionary.com.
6. بصريات. موسوعة ماكجرو هيل للعلوم والتكنولوجيا (الطبعة الخامسة). ماكجرو هيل. 1993.
7. بصريات. تم الاسترجاع في wikipedia.org.
8. ما هو مصطلح الديناميكا؟ تعافى في grc.nasa.gov.
9. أينشتاين أ. (1916). النسبية: النظرية الخاصة والعامة. تم الاسترجاع في wikipedia.org.
10. ويل ، كليفورد إم (2010). "النسبية". موسوعة Grolier للوسائط المتعددة. تم الاسترجاع في wikipedia.org.
11. ما هو الدليل على الانفجار العظيم؟ تعافى في astro.ucla.edu.
12. يكشف بلانك عن كون شبه مثالي. تعافى في esa.int.