الفيزياء هو العلم الذي يهتم بدراسة كل من التفاعل والمادة والطاقة، كما يهتم بمفاهيم أخري كالفضاء والزمن والخصائص الكونية المحسوسة، او العلم الذي يدرس الطبيعة، او كل شئ موجود فى هذه الطبيعة، وفي هذا المقال سنذكر فروع علم الفيزياء.
فروع علم الفيزياء
تعتبر الفيزياء من المواد الأولية والتخصصات الأكاديمية التي يجب اكتشافها، ويشمل دراسة المادة وحركتها وسلوكها إلى جانب الطاقة والقوة، باعتباره تخصصًا واسعًا، فإنه يتقاطع مع العديد من الموضوعات والتخصصات المختلفة مثل الفيزياء الحيوية وكيمياء الكم، وتحدد الفيزياء في كثير من الأحيان مجموعة واسعة من المبادئ والمنهجيات التي تدرسها مجالات العلوم الأخرى، كما يقترح مجالات بحث جديدة لمجالات أكاديمية أخرى، حتى الرياضيات والفلسفة.
الركائز الأساسية للفيزياء
هناك أربع ركائز أساسية في الفيزياء وهذه الركائز تتيح الوصول إلى الظواهر المختلفة للمادة، وهي ليست فروع الفيزياء ولكن فقط الهياكل في مختلف مجالات الفيزياء، وتتمثل الأركان الأربعة فيها كما يلي:
- الميكانيكا الكلاسيكية
- الديناميكا الحرارية
- الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية
- ميكانيكا الكم
الفروع الرئيسية للفيزياء
تتكون الفيزياء من العديد من الموضوعات والفروع متعددة التخصصات وهم كالأتي:
1.الفيزياء الكلاسيكية
2.الفيزياء الحديثة
3.الفيزياء النووية
4.الفيزياء الذرية
5.الجيوفيزياء
6.الفيزياء الحيوية
7.علم الميكانيكا
8.الصوتيات
9.بصريات
10.الديناميكا الحرارية
11.الفيزياء الفلكية
الفيزياء الكلاسيكية
من بين الفروع الشعبية للفيزياء الفيزياء الكلاسيكية، وهي تتعامل بشكل أساسي مع قوانين مختلفة للحركة والجاذبية، و هذه النظريات وضعها السير إسحاق نيوتن وجيمس كلارك، وهي نظرية حركية ماكسويل ونظرية الديناميكا الحرارية، و يهتم هذا الفرع من الفيزياء بالمادة والطاقة، ويمكن ببساطة الفيزياء الكلاسيكية بالفيزياء التي يعود تاريخها إلى عام 1900 وما قبله، وكل ما يدخل في علم الفيزياء بعد تلك الحقبة، يعتبر فيزياء حديث، وفي الفيزياء الكلاسيكية، يتم التعامل مع الطاقة والمادة بشكل منفصل، فالنظريات التي توصف بأنها غير صالحة في الفيزياء الحديثة تعتبر على الفور جزءًا من الفيزياء الكلاسيكية.
الفيزياء الحديثة
تتركز الفيزياء الحديثة بشكل أساسي حول نظريتي النسبية وميكانيكا الكم، ويعتبر ألبرت أينشتاين وماكس بلانك هما رواد هذا الفرع من الفيزياء، فقد كانوا أول من طرح نظرية النسبية وميكانيكا الكم، و على عكس الفرع الكلاسيكي للفيزياء، فإن فرع الفيزياء الحديثة لا يعتبر الطاقة والمادة كيانين مختلفين، فهم يطلق عليهم فقط شكلين مختلفين لبعضهما البعض.
الفيزياء النووية
هذا فرع من فروع الفيزياء يهتم بمكونات النوى الذرية وبنيتها وسلوكها وتفاعلاتها، وهذا الفرع من الفيزياء يختلف عن فرع الفيزياء الذرية، فبعد الكثير من الدراسات للذرة، بما في ذلك إلكتروناتها، أصبحت الفيزياء النووية مجالًا واسعًا جدًا للدراسة ووسعت نطاقها، ويتم تطبيق منهجيات ومبادئ هذا الموضوع على المجالات الأكاديمية والبحثية الأخرى، ويتم استخدامه في توليد الطاقة، الأسلحة النووية، الرنين المغناطيسي، التصوير، الأدوية، النظائر الصناعية والزراعية.
الفيزياء الذرية
تهتم الفيزياء الذرية بتكوين الذرة بصرف النظر عن النواة، وتهتم بشكل أساسي بدراسة وفهم سلوك الإلكترونات في الأصداف حول النواة، ويتعامل هذا الفرع من الفيزياء مع الإلكترونات والأيونات والذرات المحايدة، ومن بين أولى الغزوات في الفيزياء الذرية كان الاعتراف بأن كل المادة تتكون من ذرات، كما ترتبط بداية الفيزياء الذرية باكتشاف الخطوط الطيفية، مما أعطى هذا الاكتشاف الطريق لفهم جديد تمامًا لبنية الذرات وترتيبها.
الفيزياء الميكانيكية
هذا أحد فروع الفيزياء التي تهتم بفهم حركة الأشياء المادية وكيف تتأثر بالقوى، كما يطلق عليه ببساطة الميكانيكا، وهي تتكون من فرعين رئيسيين هما الميكانيكا الكلاسيكية وميكانيكا الكم، وتدرس الميكانيكا الكلاسيكية قوانين حركة الأجسام المادية، كما أنه يتعامل مع القوى التي تسبب الحركة، ومن ناحية أخرى، فإن ميكانيكا الكم هي فرع الفيزياء الذي يهتم بشكل أساسي بسلوك أصغر الجسيمات، مثل الإلكترونات.
علم الميكانيكا
الميكانيكا هي فرع من فروع الفيزياء التي تركز على حركة وحركة الأجسام المادية تحت القوة وعند الراحة، كما أنه يدرس العلاقة بين المفاهيم المختلفة مثل القوة والمادة والحركة، وتؤدي القوى المطبقة على الكائنات إلى حدوث عمليات إزاحة أو تغييرات في موضع الكائن بالنسبة إلى بيئته، ويدرس قانون الحركة والجاذبية والاحتكاك والإزاحة والحفلات الموسيقية مثل القوة والطاقة والقوة.
الصوتيات
علم الصوتيات هو فرع من فروع الفيزياء يدرس الصوت، فهو يدرس الموجات الميكانيكية التي تمر عبر أشكال مختلفة مثل الغازات والسوائل والمواد الصلبة، ويدرس الاهتزازات ويركز على إنتاج الصوت والتحكم فيه ونقله واستقباله وتأثيراته، كما أنه يدرس مفاهيم مثل الاهتزاز والصوت والموجات فوق الصوتية والموجات فوق الصوتية.
بصريات
تعد البصريات فرعًا مهمًا من فروع الفيزياء التي تدرس الضوء وخصائصه، وتركز البصريات على دراسة السلوك وخصائص الضوء وتفاعلاته مع المادة والتغيرات في هذه السلوكيات والتفاعلات، كما يدرس الفرع سلوك الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء، و هناك فرعان في هذا المجال،وهما، البصريات الفيزيائية والهندسية، يهتم الفيزيائي بطبيعة الضوء والسمات الأخرى بينما يركز الشكل الهندسي على تفاعلات الضوء مع العدسات والمرايا والأجهزة الأخرى.
أشهر علماء الفيزياء
- كوبرنيكوس: أول من أثبت أن الأرض تدور حول الشمس، وليس العكس.
- غاليليو غاليلي: وصف العديد من المفاهيم الفيزيائية الأساسية، وقام بالعديد من الاكتشافات الفلكية، مثل البقع الشمسية، والأقمار الصناعية الكوكبية، عن طريق اختراع التلسكوب.
- إسحاق نيوتن: هو الأكثر شهرة بين علماء الفيزياء، نظرا لقوانينه الثلاثة للحركة، وقانون الجاذبية، يُنسب إلى نيوتن أيضًا، اختراع حساب التفاضل، والتكامل.
- ماكس بلانك: صاحب نظرية الميكانيكا الكمية.
- ثابت بن قرة: عرف الوزن، والحركة، والجاذبية.
- البيروني: وضع المفاهيم الأساسية في علم الحركة، كالتسارع، والاحتكاك.
- ألبرت أينشتاين: وضع العديد من النظريات الفيزيائية المهمة، مثل النظرية النسبية، والموجة الجاذبة، ونظرية الحركة البرونية.اقرأ آيضآ: علماء الفيزياء الفلكية .. مجموعة من علماء الفيزياء الفلكية ..
المراجع
