الفيزياء ، العلم الذي يتعامل مع بنية المادة والتفاعلات بين الأساسيات الناخبين يمكن ملاحظته كون . بالمعنى الواسع ، الفيزياء (من اليونانية فيزيكوس ) يهتم بجميع جوانب الطبيعة على المستويين العياني ودون المجهري. نطاق دراستها يشمل ليس فقط سلوك الأشياء تحت تأثير قوى معينة ولكن أيضًا طبيعة وأصل مجالات الجاذبية والكهرومغناطيسية والنووية. هدفها النهائي هو صياغة القليل شاملة المبادئ التي تجمع وتشرح كل هذا حماقة الظواهر.
نموذج برنولي لضغط الغاز كما تصوره دانيال برنولي في هيدروديناميكا (1738) ، تتكون الغازات من جزيئات عديدة في حركة عشوائية سريعة. لقد افترض أن ضغط الغاز ينتج عن التأثير المباشر للجسيمات على جدران الحاوية. Encyclopædia Britannica، Inc. ؛ بناء على دانيال برنولي ، هيدروديناميكا (1738)
الفيزياء هي فرع من فروع العلم الذي يتعامل مع هيكل شيء وكيف تتفاعل المكونات الأساسية للكون. يدرس كائنات تتراوح من الصغيرة جدًا باستخدام ميكانيكا الكم إلى الكون بأكمله باستخدام النسبية العامة.
ماذا ترمز بيضة عيد الفصح
يستخدم الفيزيائيون والعلماء الآخرون النظام الدولي للوحدات (SI) في عملهم لأنهم يرغبون في استخدام نظام يتفق عليه العلماء في جميع أنحاء العالم. منذ عام 2019 ، تم تعريف وحدات SI من حيث الثوابت الفيزيائية الأساسية ، مما يعني أن العلماء في أي مكان يستخدمون SI يمكنهم الاتفاق على الوحدات التي يستخدمونها لقياس الظواهر الفيزيائية.
الفيزياء هي الأساس العلم الفيزيائي . حتى الآونة الأخيرة الفيزياء و الفلسفة الطبيعية تم استخدامها بالتبادل للعلم الذي يهدف إلى اكتشاف وصياغة القوانين الأساسية للطبيعة. مع تطور العلوم الحديثة وأصبحت متخصصة بشكل متزايد ، أصبحت الفيزياء تشير إلى ذلك الجزء من العلوم الفيزيائية غير المدرجة في علم الفلك ، كيمياء والجيولوجيا والهندسة. تلعب الفيزياء دورًا مهمًا في جميع العلوم الطبيعية ، ومع ذلك ، فإن كل هذه المجالات لها فروع يتم فيها التركيز بشكل خاص على القوانين والقياسات الفيزيائية ، والتي تحمل أسماء مثل الفيزياء الفلكية ، والجيوفيزياء ، والفيزياء الحيوية ، وحتى الفيزياء النفسية. يمكن تعريف الفيزياء ، في الأساس ، على أنها علم شيء و اقتراح ، والطاقة. يتم التعبير عن قوانينها عادةً بالاقتصاد والدقة في لغة الرياضيات.
كلتا التجربتين ، مراقبة الظواهر في ظل ظروف يتم التحكم فيها بأكبر قدر ممكن من الدقة ، والنظرية ، صياغة نموذج موحد المفاهيمي يلعب دورًا أساسيًا ومتكاملًا في تقدم الفيزياء. ينتج عن التجارب الفيزيائية قياسات تتم مقارنتها بالنتيجة التي تنبأت بها النظرية. يقال إن النظرية التي تتنبأ بشكل موثوق بنتائج التجارب التي تنطبق عليها تجسد قانونًا فيزيائيًا. ومع ذلك ، يخضع القانون دائمًا للتعديل أو الاستبدال أو التقييد بمجال أكثر محدودية ، إذا كانت تجربة لاحقة تجعل ذلك ضروريًا.
ما هو مثال على التكيف
الهدف النهائي للفيزياء هو إيجاد مجموعة موحدة من القوانين التي تحكم المادة والحركة والطاقة على مسافات صغيرة (مجهرية) دون ذرية ، على النطاق البشري (الماكروسكوبي) للحياة اليومية ، وخارج المسافات الأكبر (على سبيل المثال ، تلك الموجودة على المقياس خارج المجرة). لقد تحقق هذا الهدف الطموح إلى حد ملحوظ. على الرغم من أن النظرية الموحدة تمامًا للظواهر الفيزيائية لم تتحقق بعد (وربما لن تتحقق أبدًا) ، يبدو أن مجموعة صغيرة بشكل ملحوظ من القوانين الفيزيائية الأساسية قادرة على تفسير جميع الظواهر المعروفة. تطور جسم الفيزياء حتى مطلع القرن العشرين تقريبًا ، والمعروف باسم الفيزياء الكلاسيكية ، ويمكن أن يفسر إلى حد كبير حركات الأجسام العيانية التي تتحرك ببطء فيما يتعلق بسرعة الضوء ولمثل هذه الظواهر مثل الحرارة و يبدو والكهرباء والمغناطيسية والضوء. تعمل التطورات الحديثة في النسبية وميكانيكا الكم على تعديل هذه القوانين بقدر ما تنطبق على السرعات العالية والأجسام الضخمة جدًا والمكونات الأولية الدقيقة للمادة ، مثل الإلكترونات والبروتونات و النيوترونات .
الفروع أو المجالات المنظمة تقليديا للفيزياء الكلاسيكية والحديثة محدد أدناه.
تُؤخذ الميكانيكا عمومًا على أنها تعني دراسة حركة الأجسام (أو عدم حركتها) تحت تأثير قوى معينة. تعتبر الميكانيكا الكلاسيكية أحيانًا فرعًا من فروع الرياضيات التطبيقية. يتكون من علم الحركة ، ووصف الحركة ، والديناميكيات ، ودراسة عمل القوى في إنتاج إما الحركة أو توازن ثابت (الأخير تشكل علم الإحصائيات). كانت موضوعات القرن العشرين الكم الميكانيكا ، حاسمة في معالجة بنية المادة ، الجسيمات دون الذرية ، السيولة الفائقة ، الموصلية الفائقة ، النجوم النيوترونية ، والظواهر الرئيسية الأخرى ، والميكانيكا النسبية ، المهمة عندما تقترب السرعة من سرعة الضوء ، هي أشكال من الميكانيكا سيتم مناقشتها لاحقًا في هذا القسم.
رسم توضيحي لقانون روبرت هوك لمرونة المواد رسم توضيحي لقانون هوك لمرونة المواد ، يوضح تمدد الزنبرك بما يتناسب مع القوة المطبقة ، من روبرت هوك محاضرات عن السلطة Restitutiva (1678). Photos.com/Jupiterimages
في الميكانيكا الكلاسيكية ، تتم صياغة القوانين مبدئيًا للجسيمات النقطية التي تكون فيها الأبعاد والأشكال وغيرها حقيقي يتم تجاهل خصائص الجثث. وهكذا في التقريب الأول ، حتى الأجسام الكبيرة مثل الأرض والشمس يتم التعامل معها على أنها نقطة - على سبيل المثال ، في حساب حركة الكواكب المدارية. في جسم صلب ديناميات ، يتم النظر أيضًا في تمدد الأجسام وتوزيعها الشامل ، لكن يُتصور أنها غير قادرة على التشوه. ميكانيكا المواد الصلبة المشوهة مرونة ؛ يعالج الهيدروستاتيك والديناميكا المائية ، على التوالي ، السوائل أثناء الراحة والحركة.
الثلاثة قوانين الحركة التي حددها إسحاق نيوتن تشكل أساس الميكانيكا الكلاسيكية ، جنبًا إلى جنب مع الاعتراف بأن القوى هي كميات موجهة (نواقل) وتتحد وفقًا لذلك. ينص القانون الأول ، المسمى أيضًا بقانون القصور الذاتي ، على أنه ما لم يتم التصرف بناءً عليه بواسطة قوة خارجية ، فإن الشيء الساكن يظل في حالة سكون ، أو إذا كان متحركًا ، فإنه يستمر في التحرك في خط مستقيم بسرعة ثابتة. لذلك فإن الحركة الموحدة لا تتطلب سببًا. وفقًا لذلك ، لا تركز الميكانيكا على الحركة في حد ذاتها ، ولكن على التغيير في حالة حركة الجسم الذي ينتج عن القوة الكلية التي تؤثر عليه. يساوي قانون نيوتن الثاني القوة الكلية المؤثرة على جسم ما بمعدل تغير زخمه ، ويكون الأخير ناتجًا عن كتلة الجسم وسرعته. ينص قانون نيوتن الثالث ، قانون الفعل والتفاعل ، على أنه عندما يتفاعل جسيمان ، فإن القوى التي يبذلها كل منهما على الآخر تكون متساوية في الحجم ومعاكسة في الاتجاه. مجتمعة ، تسمح هذه القوانين الميكانيكية من حيث المبدأ بتحديد الحركات المستقبلية لمجموعة من الجسيمات ، مما يوفر حالة حركتها معروفة في لحظة ما ، وكذلك القوى التي تعمل بينها وبينها من الخارج. من هذا الطابع الحتمي لقوانين الميكانيكا الكلاسيكية ، تم استخلاص استنتاجات فلسفية عميقة (وربما غير صحيحة) في الماضي وحتى تم تطبيقها على تاريخ البشرية.
كم يبلغ ارتفاع تمثال الحرية
تقع في أبسط مستوى من الفيزياء ، تتميز قوانين الميكانيكا بخصائص تناظر معينة ، كما يتضح من التناظر السابق ذكره بين قوى الفعل ورد الفعل. التناظرات الأخرى ، مثل الثبات (أي الشكل غير المتغير) للقوانين تحت الانعكاسات والدورات المنفذة في الفضاء ، أو انعكاس الزمن ، أو التحول إلى جزء مختلف من الفضاء أو إلى حقبة زمنية مختلفة ، موجودة في الكلاسيكيات الميكانيكا والميكانيكا النسبية ، ومع بعض القيود ، أيضًا في ميكانيكا الكم. يمكن إثبات أن خصائص التناظر للنظرية لها عواقب رياضية المبادئ الأساسية المعروفة باسم قوانين الحفظ ، والتي تؤكد الثبات في الوقت المناسب لقيم كميات مادية معينة في ظل ظروف محددة. الكميات المحفوظة هي أهم الكميات في الفيزياء. من بينها الكتلة والطاقة (في نظرية النسبية ، الكتلة والطاقة متساويان ويتم حفظهما معًا) ، الزخم ، الزخم الزاوي ، و شحنة كهربائية .
