الفيزياء

فيزياء طبية

noreply@blogger.com (عبدالله) — Fri, 18 Jun 2010 00:32:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم ...

الـفيزياء الطبية : هي أحد تخصصات الفيزياء التطبيقية في المجالات الطبية، وخصوصا في تشخيص وعلاج الأمراض البشرية.

تاريخ الفيزياء الطبية

ربما يكون ليوناردو دا فينشي (بالإنجليزية: Leonardo da Vinci‏)، منذ خمس قرون مضت، أول فيزيائي طبي. فمن غير شك نحن الآن مهتمين بميكانيكية حركة جسم الإنسان. والتطور التدريجي في الأدوات الفيزيائية أضاف الكثير إلى العلوم الطبية والأحيائية.
مثال ذلك المجهر والذي طوره المخترع الهولندي انطون فان ليوين هوك (بالإنجليزية: Anton van Leeuwenhoek‏) خلال القرن السابع عشر. أما التطوير الحاصل في الكهرومغناطيسية في القرن التاسع عشر فقد ساعد الفيزيائيين على أن يسهموا في العلاج الطبي والتشخيص. يعتبر دو أرسونال (بالإنجليزية: D'Arsonval‏)، الفيزيائي الفرنسي، الرائد في استعمال التيار الكهربائي عالي التردد في العلاج. كما وجه الطريق نحو تطوير أجهزة القياس الكهربائية. ومنذ ذلك الحين فإن أجهزة قياس الفولت الحساسة أدت إلى تطوير أجهزة نخطيط كهربائية القلب والدماغ.

اكتشاف العالم الفيزيائي رونتجن (بالإنجليزية: Roentgen‏) للأشعة السينية (بالإنجليزية: x-rays‏) في عام 1895م، واكتشاف بيكريل (بالإنجليزية: Becquerel‏) للنشاط الإشعاعي (بالإنجليزية: radioactivity‏) الناتج عن بعض المواد في الطبيعة في عام 1896م أدى فورا إلى تطبيق استعمال الأشعة المؤينة لتشخيص وعلاج الأمراض. وكان ذلك هو السبب الرئيسي لدخول الفيزيائيين دنيا المستشفيات. في عام 1913م قام دوان (بالإنجليزية: Duane‏) بالعمل على مصادر الرادون لعلاج السرطان في مستشفى بوسطن ولحقه فايلا (بالإنجليزية: Failla‏) في عام 1915م. حاليا يتعدى عدد الفيزيائين الطبيين العاملين في مستشفيات أمريكا الـ4000 فيزيائي طبي.

أدى اختراع المصادر الإشعاعية لإيصال العلاج الاشعاعي داخل الأنسجة (بالإنجليزية: interstitial‏) وداخل التجاويف (بالإنجليزية: intra-cavitary‏)، وأجهزة العلاج الإشعاعي الخارجي مثل جهاز فان دي قراف (بالإنجليزية: Van de Graaff generators‏)، البيتاترون (بالإنجليزية: betatrons‏)، وحدات كوبالت (بالإنجليزية: cobalt units‏)، المعالجات الخطية (بالإنجليزية: linear accelerators‏)، المايكروترون (بالإنجليزية: microtrons‏)، السايكلترون (بالإنجليزية: cyclotrons‏)، بالإضافة إلى تطبيقات النويدات المشعة الاصطناعية في التشخيص الطبي، وتطوير أجهزة الكشف مثل جهاز الجاما كاميرا (بالإنجليزية: Gamma Cameras‏)، والتصوير الطبقي بالبروتون المنبعث (بالإنجليزية: Positron Emission Tomography‏) إختصارًا PET، والماسحات، وأيضا تطبيقات الأشعة المؤينة في التشخيض الطبي واختراع أجهزة التصوير مثل المشدد الصوري (بالإنجليزية: Image Intensifiers‏)، التصوير الطبقي (بالإنجليزية: Computerized Tomography - CT‏)، والأشعة الرقمية (بالإنجليزية: Digital Radiology‏)، وحديثا استعمال ظاهرة الرنين النووي المغناطيسي (بالإنجليزية: Nuclear Magnetic Resonance - NMR‏) في التصوير والتحليل الطيفي - أدى ذلك كله إلى انشاء دور بارز للفيزيائين الطبيين في فن الشفاء. ولذلك يعتبر نمو إسهام الفيزياء الطبية نتيجة طبيعية لتطور العلوم الحديثة والتتقنية.

فروع الفيزياء الطبية

تنقسم الفيزياء الطبية تبعا لتقسيم الجمعية الأمريكية للفيزياء الطبية إلى:

فيزياء العلاج الاشعاعي Therapeutic Radiological Physics

فيزياء الطب النووي Medical Nuclear Physics

فيزياء الأشعة التشخيصية Diagnostic Radiological Physics

فيزياء الرنين المغناطيسي Magnatic Resonance Physics

الوقاية من الإشعاع (الفيزياء الصحية) Medical Health Physics

و يصاف إلي ذلك في بعض التقسيمات الأخرى:

فيزياء أجهزة الليزر Laser Physics

فيزياء الموجات الصوتية Ultrasound Physics

فيزياء الموجات الحرارية والعلاج الحراري Infrared and thermal therapy

فيزياء الكهرباء الحيوية (مثل تخطيط كهربائية القلب والدماغ) Bioelectrical Physics

نطاق عمل الفيزيائيين الطبيين

عادة يتضمن عمل الفيزيائيين الطبيين أربع نشاطات: الخدمة الإكلينيكية والاستشارات، البحث والتطوير، التدريس، والإدارة. ويعتمد انخراط الفيزيائي الطبي في كل أو بعض هذه النشاطات على مكان العمل وعلى خلفيته الدراسية واهتماماته الشخصية. فمثلا يكون أغلب نشاط الفيزيائي الطبي العامل بمستشفى غير تعليمي أو في عيادة في الخدمة الإكلينيكية، أما الفيزيائي الطبي العامل بمؤسسة أكاديمية فيكون أغلب نشاطاته موجهة نحو النشاطات الأكاديمية مثل التدريس والبحث العلمي.

الدراسة الأكاديمية وحدها لا تكفي لتكوين الفيزيائي الطبي، فهو يحتاج لخبرة عملية في التعامل مع المشاكل الطبية والأجهزة المختلفة في مجاله. ويمكن الحصول علي تلك الخبرة بالتدريب مواصلة مع الوظيفة أو يفضل عن طريق برنامج تدريب عملي منظم (برنامج زمالة) أو برنامج بعد الدكتوراة مكون من سنة أو سنتين في المستشفى بعد الحصول على درجة الماجستير أو الدكتوراة في الفيزياء الطبية.

منظمات الفيزياء الطبية

عالميا:

المنظمة الدولية للفيزياء الطبية: International Organization of Medical Physics - IOMP والتي تأسست في عام 1963 وهي مؤسسة علمية تعليمية وتخصصية تجمع عضوية 75 دولة وأكثر من 16000 عضو.

الولايات المتحدة الأمريكية:

الجمعية الأمريكية للفيزيائيين في الطب: American Association of Physicists in Medicine - AAPM منظمة علمية، تعليمية، ومهنية مكونة من أكثر من 5000 فيزيائي طبي. هدفها الرقي بتطبيقات الفيزياء في الطب والأحياء وتشجيع الإقبال والتدريب في الفيزياء الطبية والمجالات المشابهة. وهي عضو في المعهد الأمريكي للفيزياء American Institute of Physics. المركز الرئيسي يقع في المركز الأمريكي للفيزياء في كوليج بارك بولاية ماريلاند الأمريكية ويعمل فيه 20 موظف وبميزانية سنوية أكثر من 5 ملايين دولار. من اصدارتها مجلة علمية (الفيزياء الطبية Medical Physics)، التقارير التقنية ومحاضر الندوات العلمية. وتقيم عادة مؤتمرا سنويا في الفيزياء الطبية.

الكلية الأمريكية للفيزياء الطبية: American College of Medical Physics - ACMP من اصداراتها مجلة علمية (مجلة الفيزياء الطبية التطبيقية الاكلينيكية - Journal of Applied Clinical Medical Physics) بالاشتراك مع المنظمة الدولية للفيزياء الطبية.

المجلس الأمريكي للفيزياء الطبية:American Board of Medical Physics - ABMP تأسس عام 1987، يقوم المجلس باعتماد الفيزيائين الطببيين في المجالات الاشعاعية. ومنذ عام 2001م توقف المجلس عن اعتماد الفيزيائيين الطبيين في تخصصات الفيزياء الاشعاعية العلاجية Therapeutic Radiological Physics، الفيزياء التشخيصية Diagnostic Physics، وفيزياء الطب النووي Medical Nuclear Physics حيث انتقلت إلى المجلس الأمريكي للطب الإشعاعي ABR، ويقتصر الاعتماد الآن من هذا المجلس على اختصاصي التصوير بالرنين المغناطيسي Magnetic Resonance Imaging Physics والفيزياء الصحية Medical Health Physics.

المجلس الأمريكي للطب الإشعاعي: The American Board of Radiology - ABR هدفه خدمة المواطنين والمهن الطبية عن طريق التصديق على أن الحأصلين على شهاداته قد حصلوا ،و أظهروا، وحافظوا على المستوى المطلوب من العلم والمهارة لممارسة الطب الإشعاعي، العلاج الإشعاعي وفيزياء الأشعة. أيضا يقدم اختبارات اعتماد الفيزيائيين في تخصصات الفيزياء الاشعاعية العلاجية Therapeutic Radiological Physics، الفيزياء التشخيصية Diagnostic Physics، وفيزياء الطب النووي Medical Nuclear Physics.

كندا:

المنظمة الكندية للفيزياء الطبية: Canadian Organization of Medical Physics - COMP لديها ستة أهداف لتشجيع تطبيقات الفيزياء في الطب: 1) الرقي بالمعرفة العلمية. 2) تبادل الاصدارات العلمية والتقنية. 3) تعزيز فرص التعليم. 4) تطوير وحماية مقاييس المهنة من خلال لجنة الشؤون المهنية. 6) الرقي وتشجيع الاعتمادات والشهادات من الكلية الكندية للفيزيائين الطبيين. تقوم بإقامة مؤتمر سنوي في الفيزياء الطبية بكندا. ولديها مجلتين علميتين رسميتين (الفيزياء الطبية Medical Physics) و(الفيزياء في الطب والأحياء Physics in Medicine and Biology)بالتعاون مع جمعيات فيزيائية أخرى.

الكلية الكندية للفيزيائين في الطب: Canadian College of Physicists in Medicine - CCPM

هدفها خدمة المجتمع عن طريق تعيين ومنح شهادات للأشخاص الذي حصلوا، وأظهروا، وحافظوا على المقياس المطلوب من العلم والمهارة في الممارسات الإكلينيكية في الفيزياء الطبية. أيضا تقوم بتقديم احتبارات لاعتماد الفيزيائيين في تخصصات الفيزياء الاشعاعية العلاجية Therapeutic Radiological Physics، الفيزياء التشخيصية Diagnostic Physics، فيزياء الطب النووي Medical Nuclear Physics والتصوير بالرنين المغناطيسي Magnetic Resonance Imaging. كما تقوم باعتماد الفيزيائين في تصوير الثدي الاشعاعي Mammography.

أوروبا:

الاتحاد الفيدرالي الأوربي لمنظمات الفيزياء الطبية: European Federation of Organisations in Medical Physics - EFOMP تأسس عام 1980م. ويغطي 35 منظمة وطنية تمثل أكثر من 5000 فزيائي ومهندس في مجال الفيزياء الطبية. أهدافها تتضمن: تشجيع و تنسيق نشاطات المنظمات الوطنية والتعاول بينها وبين المنظمات العالمية. تشجيع تبادل المعلومات المهنية والعلمية وتبادل الفيزيائيين الطبيين ببن الدول. اقتراح مخططات ارشادية للتعليم والتدريب واعتماد البرامج في الفيزياء الطبية. تقديم التوصيات في المسؤوليات العامة والعلاقات المنظماتية ودور الفيزيائين الطبيين. تشجيع تشكيل منظمات للفيزياء الطبية في الأماكن التي لا توجد بها مثل هذه المنظمات.

بريطانيا:

Institute of Physics and Engineering in Medicine - IPEM

منظمة خيرية تأسست للرقي - لصالح المجتمع - بتطبيقات الفيزياء والهندسة في الطب والأحياء، ولدفع العجلة التعليمية في هذا المجال، ولتمثيل الاحتياجات وو الاهتمامات بالهندسة والعلوم الفيزياء في تحسين الرعاية الصحية.

نشرات ودوريات علمية متخصصة

نشرات :

1- نشرة عالم الفيزياءالطبية Medical Physics World Bulletin تصدر من المنظمة العالمية للفيزياء الطبية IOMP

2- نشرة الجمعية الامريكية للفيزيائين الطبيين AAPM Newsletter تصدر من الجمعية الأمريكية للفيزيائين الطبيين AAPM

3- تفاعل InterACTIONS تصدر من الجمعية الكندية للفيزيائيين الطبيين COMP - فقط الأعداد التي مضى عليها أكثر من عام متوفرة للعامة..للحصول على الأعداد الجديدة عليك أن تكون عضوا في الجمعية.

دوريات علمية متخصصة :

1- دورية الفيزياء الطبية التطبيقية الاكلينيكية Journal of Applied Clinical Medical Physics - JPCMP

2- الفيزياء في الطب والأحياء Physics in Medicine & Biology

3- الفيزياء الطبية Medical Physcs

4- دورية الطب الاشعاعي البريطانية British Journal of Radiology

5- العلاج الاشعاعي وعلم الأورام Radiotherapy and Oncology

كيف تتخصص في الفيزياء الطبية

يكون التخصص في أحد مجالات الفيزياء الطبية عادة بعد انهاء درجة البكالوريوس في العلوم أو الهندسة، ويفضل تخصص الفيزياء على بقية العلوم. ومن ثم التقديم على درجة الماجستير في تخصص الفيزياء الطبية.

مع العلم أن هناك بعض الجامعات التي تقدم بكالوريوس في الفيزياء الطبية.

بعد الحصول على درجة الماجستير يمكن اكمال التخصص في الدكتوراة، أو التقديم على برنامج زمالة والذي عادة يكون لمدة سنتين، حيث يتم التدريب في أحد مجالات الفيزياء الطبية (مثال فيزياء العلاج الاشعاعي أو الفيزياء التشخيصية).

للعمل في المستشفيات كاستشاري فيزياء طبية عليك الحصول على الاعتماد من أحد الجمعيات العالمية، مثلا المجلس الأمريكي للطب الاشعاعي The American Board of Radiology - ABR أو الكلية الكندية للفيزيائين الطبيين Canadian College of Physicists in Medicine - CCPM، أو المعهد البريطاني في فيزياء الهندسة الطب Institute of Physics and Engineering in Medicine - IPEM.

و عادة يمكنك التقديم لاختبار الاعتماد التحريري بعد سنتين أو ثلاث سنوات من الخبرة، ويعقبه اختبار شفهي. كما يمكنك التقديم على درجة أعلى وهي زمالة الجمعية، والتي تتطلب عادة خمس سنوات من الخبرة واختبار شفهي.

أين تدرس الفيزياء الطبية

جامعات في مختلف مناطق العالم

قائمة ببعض الجامعات حول العالم من المنظمة العالمية للفيزياء الطبية

جامعات في إمريكا الشمالية

قائمة ببرامج الماجستير والدكتوراة المعتمدة من الجمعية الأمريكية للفيزيائيين الطبيين

قائمة ببرامج الزمالة المعتمدة من الجمعية الأمريكية للفيزيائيين الطبيين

قائمة بالجامعات الكندية

جامعات في أورربا

غير مكتمل

قائمة بالجامعات في المملكة المتحدة

جامعات عربية

جامعة الملك فهد للبترول والمعادن - الظهران السعودية

برنامج ماجستير الفيزياء الطبية تقدم الجامعة برنامج ماجستير فيزياء طبية للذكور فقط. مدة البرنامج سنتين يقوم خلالها الطالب بدراسة بعض المواد الدراسية بالإضافة إلى تدريب عملي في أحد المستشفيات لمدة 16 أسبوع. كما يقوم بعمل بحث تخرج قبل الحصول على درجة الماجستير.

الجامعات التالية تقدم برامج بكالوريوس في الفيزياء الطبية:

جامعة الملك عبد العزيز - جدة السعودية

جامعة أم القرى - مكة المكرمة السعودية

جامعة الزرقاءالأهلية- الأردن

جامعة النيلين - السودان

جامعة حلوان -كلية العلوم- شعبه الفيزياءالحيوية الطبية

جامعة البحرين - كلية العلوم قسم الفيزياء

...

قوانين فيزيائية [ج2]

noreply@blogger.com (عبدالله) — Tue, 1 Jun 2010 17:43:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

قوانين فيزيائية [ج2]

قانون دُوان وهَانْت: صيغة للعلاقة بين الحدّ الأعلى لتردد الأشعة السينية من هدف ما، وبين شحنة الإلكترون، وجهد التسريع للإلكترونات، وثابت بلانك. تنص هذه الصيغة على أن الحد الأعلى للتردد يساوي حاصل ضرب شحنة الإلكترون في جهد التسريع، مقسوماً على ثابت بلانك.

قانون دي لارو وميلر: في المجال بين لوحين متوازيين، يكون جهد الشرارة للغاز دالَّةً في حاصل ضرب ضغط الغاز في مسافة الشرارة.

قانون ديكارت: قانون الانكسار الذي ينص على أن خارج قسمة جيب زاوية السقوط على جيب زاوية الانكسار بين وسطين هو ثابت.

قانون ديلونغ وبيتي: قانون ينص على أن حاصل ضرب الرقم الذري لعنصر جامد في الحرارة النوعية له، عند ثبوت الحجم، هو ثابت لعدد كبير من الجوامد، ويساوي تقريباً 6 حُرَيرات للغرام الذري لكل درجة مئوية.

قانون ستيفان ـ بولتسمان: يتناسب الإشعاع الكلي من الجسم الأسود، أو المشِعّ الكامل،ت تناسباً طردياً مع الأُسّ الرابع لدرجة الحرارة المطلقة.

قانون سنيل: قانون الانكسار الذي ينص على أن خارج قسمة جيب زاوية السقوط على جيب زاوية الانكسار يساوي ثابتاً.

قانون ضغط الغاز: يتناسب ضغط كتلة ثابتة من الغاز تناسباً طردياً مع درجة الحرارة المطلقة، عند ثبات الحجم.

قانون غاوس: قانون ينص على أن التحريض الكلي الكهربائي عمودياً على سطحٍ مغلق في مجال كهربائي، يساوي 4 ط مضروبة في قيمة الشحنة الكهربائية داخل هذا السطح.

قانون غاي ـ لوساك للحجم: قانون ينص على أن حجوم الغازات الداخلة في تفاعل كيميائي، وحجوم نواتجها إذا كانت غازية، تكون نسبها بعضها إلى بعض نسباً بسيطة، تحت نفس ظروف الضغط ودرجة الحرارة.

قانون غراهام للانتشار: قانون ينص على أن زمن انتشار غازٍ ما يتناسب تناسباً طردياً مع الجذر التربيعي لكثافته.

قانون غرونيزِن: النسبة بين معامل التمدّد الطولي لفِلِزّ وبين حرارته النوعية، وهي نسبة ثابتة لا تتوقف على درجة الحرارة.

قانون غلادستون ـ ديل: قانون ينص على أنه عند ضغط مادة أو تغيير درجة حرارتها، تتغير كثافتها النوعية، وبالتالي يتغير معامل انكسارها.

قانون غولد شميت: قانون مفاده أن البناء البلوري يتحدد بالنسبة بين أعداد مكوِّنات البلورة من الذرّات أو الأيونات، والنسبة بين أحجامها، والخصائص الاستقطابية لهذه المكوِّنات.

قانون فورييه للتوصيل الحراري: قانون ينص على أن المعدل الزمني لانسياب الحرارة يتناسب تناسباً طردياً مع المقطع العرضي العمودي على اتجاه الانسياب، ومع سالب معدل تغيُّر الحرارة مع المسافة في اتجاه الانسياب.

قانون فيدمان ـ فرانس: النسبة بين الموصلية الحرارية والموصلية الكهربائية، وهي ثابت لكل الفلِزات يعتمد على درجة الحرارة المطلقة.

قانون فين للإزاحة: قانون ينص على أن الطول الموجي المناظر للشدّة الإشعاعية القصوى الصادرة من الجسم الأسود، ينحو إلى القصر مع ارتفاع درجة الحرارة المطلقة.

قانون كلاوزيوس: قانون ينص على أن الحرارة النوعية لغاز مثالي لا تتغير تحت حجم ثابت بتغيُّر درجة الحرارة.

قانون كنودسن الجَيْبي: قانون لحساب احتمال خروج جزيء غازي من سطح جامد في اتجاه معين.

قانون كوب: الحرارة الجزيئية لمركّب جامد تساوي تقريباً مجموع الحرارات الذرّية لمُرَكِّباته.

قانون كوري ـ فايس: تعديل لقانون كوري، وتخضع له كثير من المواد المغناطيسية المسايرة (البارامغناطيسية)، وينص على أن المتأثرية تتناسب تناسباً عكسياً مع زيادة درجة الحرارة الحرارية الديناميكية عن درجة حرارة معينة، تسمى «ثابت فايس».

قانون كوري: قانون ينص على أن متأثرية مادة بارامغناطيسية (مغناطيسية مسايرة) تتناسب تناسباً عكسياً مع درجة الحرارة الحرارية الديناميكية. قانون كولوم للكهرستاتية: قانون ينص على أن القوة بين نقطتين مشحونتين تكون متناسبة تناسباً طردياً مع قيم الشحنتين، ومتناسبة تناسباً عكسياً مع مربع المسافة بينهما.

قانون كولوم للمغناطيسية: قانون ينص على أن القوة بين قطبين مغناطيسيين تكون متناسبة تناسباً طردياً مع شدتهما، ومتناسبة تناسباً عكسياً مع مربع المسافة بينهما.

قانون لامبرت: تتناسب شدّة استضاءة سطح تناسباً طردياً مع جيب تمام زاوية سقوط الشعاع المسبب للاستضاءة.

قانون لِنْز: يكون اتجاه التيار الكهربائي الناتج عن الحثّ (التحريض) الكهرمغناطيسي، بحيث يقاوم التغير المؤدي إلى هذا الحثّ.

قانون لينارد للامتصاص الكتلي: قانون ينص على أن امتصاص الإلكترونات، ذات السرعات الأعلى من 0.2 من سرعة الضوء، يكون معتمداً فقط على كتلة الوسط الذي تمر خلاله الإلكترونات، ولا يتوقف على التركيب الكيميائي له.

قانون ماريوت: يتناسب حجم الغاز تناسباً عكسياً مع ضغطه عند درجة الحرارة الثابتة، وهو نفسه قانون بويل، أو قانون بويل ـ ماريوت.

قانون مِرْسِنّ: قانون لاستنتاج التردّد الأساسي لوتر، من شدّ الوتر، وطوله وكتلة وحدة الطول فيه.

قانون نيوتن للتبريد: كون معدل فقدان الجسم للحرارة إلى الوسط المحيط متناسباً تناسباً طردياً مع زيادة درجة حرارة الجسم عن درجة حرارة الوسط. (يسري هذا القانون تقريبياً عند الفروق الصغيرة في درجات الحرارة).

قانون نيوتن للجاذبية: تتناسب قوة الجذب بين جسمين تناسباً طردياً مع حاصل ضرب كتلتي الجسمين، وتناسباً عكسياً مع مربع المسافة بينهما.

قانون نيوتن للمقاوَمة: بالنسبة لجسم يتحرك في مائع، تتناسب مقاومة المائع لحركة الجسم تناسباً طردياً مع مربع سرعة الجسم في المائع، وذلك عند السرعات المعتدلة.

قانون هوك: قانون ينص على أن الزيادة في طول زنبرك أو سلك مشدود، تتناسب تناسباً طردياً مع قوة الشدّ.

قانون هيس: قانون ينص على أن مجموع كميات الحرارة التي تُمتص أو تَنطلق في خطوات تفاعل كيميائي، يساوي كمية الحرارة المُمتصة أو المنطلقة، إذا ما حدث التفاعل في خطوة واحدة.

قاعدة لوشاتيليه : «إذا حدث تغيير في أحد العوامل المؤثرة على نظام متزن مثل التركيز أو الضغط أو درجة الحرارة، فإن هذا النظام سيتجه لتعديل موضع إتزانه، بحيث يلغي تأثير هذا التغيير إلى أقصى حد ممكن». قانون فعل الكتلة: تتناسب سرعة التفاعل الكيميائي طردياً مع درجات تركيز المواد المتفاعلة» وتقاس درجات التركيز بالمول/لتر.

قوانين فيزيائية [ج1]

noreply@blogger.com (عبدالله) — Tue, 1 Jun 2010 14:32:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

قوانين فيزيائية [ج1]

القانون: مبدأ نظري، يتم استنتاجه من ملاحظة مجموعة من الحقائق، وتتم صياغته بحيث يعبر عن ضرورة حدوث ظواهر معينة، إذا توفرت شروط محددة.

القانون الأول للديناميكا الحرارية: قانون ينص على أن الحرارة شكل من الطاقة، وأن المقدار الكلي لكل أنواع الطاقات يبقى ثابتاً في النظام المعزول.

القانون الصفري للديناميكا الحرارية: إذا كان النظام «أ» في تعادل حراري مع النظام «جـ»، والنظام «ب» كذلك في تعادل حراري مع النظام «جـ»، فإن النظام «أ» يكون في تعادل حراري مع النظام «ب».

إحصائيات بوز ـ أينشتاين: قانون إحصائي يحكم توزيع مجموعة من الجُسَيمات بالنسبة للقِيَم المحتملة لطاقاتها ومواقعها.

التَّماثُل الوَحْدِي: قانون تقريبي للتماثل، يحكم الفعل المتبادل للقوى بين الجُسَيْمات الأولية، في ضوء تصور وجود ثلاثة جُسَيْمات أولية تسمى الكواركات، تتكون منها كل الهادرونات.

تجزئة متساوية للطاقة: في حالة اتزان مجموعة من الجسيمات المحصورة، بعد وقت من اختلاطها وتصادمها، تتوزَّع كمية الحركة لها وفقاً لمبدأ التجزئة المتساوية للطاقة، وهو ما يعرف بقانون ماكسويل ـ بولتسمان.

قانون أوم: يتناسب التيار الكهربائي، الذي يسري في موصل عند درجة حرارة ثابتة، تناسباً طردياً مع فرق الجهد بين طرفي الموصل.

قانون أينشتاين: يطلق عادة على القانون الذي ينص على تكافؤ الطاقة والمادة، وبأن الطاقة تساوي الكتلة مضروبة في مربع سرعة الضوء.

قانون الامتصاص الكتلي: يكون امتصاص الإلكترونات، ذات السرعات الأعلى من 0.2 من سرعة الضوء، معتمداً فقط على كتلة الوسط الذي تمر خلاله الإلكترونات، ولا يتوقف على التركيب الكيميائي له.

قانون التربيع العكسي: قانون يربط شِدَّة أثر ما، عند نقطة معينة، بمعكوس مربع المسافة بين هذه النقطة وبين مسبب هذا الأثر.

قانون التوزيع لماكسويل وبولتسمان: توزيع سرعات جزيئات الغاز في حالة التوازن الحراري وفقاً لنظرية الحركة للغازات.

قانون الغاز المثالي: هو معادلة الحالة للغاز المثالي والتي تمثل تقريباً مقبولاً عند الضغوط المنخفضة، ودرجات الحرارة التي ترتفع كثيراً عن نقطة الإسالة. وفي هذه المعادلة، يكون حاصل ضرب حجم الغرام الجزيئي للغاز في ضغطه مساوياً لحاصل ضرب ثابت الغاز في درجة الحرارة المطلقة.

قانون الفعل ورد الفعل: قانون ينص على أنه عندما يؤثر جسم ما بقوة على جسم ثان، فإن الجسم الثاني يؤثر بدوره على الجسم الأول بقوة تقع مع القوة الأولى على خط مستقيم واحد وتساويها في المقدار وتعاكسها في الاتجاه.

قانون المساحات: إن الجسم الذي يتحرك تحت تأثير قوة مركزية، يمسح متجه نصف القطر له، مساحات ثابتة في فترات زمنية ثابتة.

قانون بابو: قانون ينص على أن انخفاض ضغط بخار المُذيب، نتيجة إضافة مادة مُذابة لا متطايرة، يكون متناسباً تناسباً طردياً مع تركيز المحلول.

قانون باشِن: تتناسب فلطية الانهيار، للتفريغ الشراري بين إلكترودين في غاز، تناسباً طردياً مع حاصل ضرب ضغط الغاز في المسافة بين الإلكترودين.

قانون بايوت ـ سافارت: قانون يعبَّر عن شدة المجال المغناطيسي بالقرب من سلك طويل مستقيم يسري فيه تيار كهربائي ثابت.

قانون بايوت: علاقة لاستنباط درجة دوران مستوى الاستقطاب لضوء يسري في وسطٍ نَشِطٍ ضوئياً.

قانون براغ ـ بيرس: صيغة للعلاقة بين مُعامِل الامتصاص الكتلي للأشعة السينية، عند طول موجي معين، وبين الرقم الذري للوسط.

قانون براغ: قانون يحدد العلاقة بين طول موجة الأشعة السينية، الساقطة على بلورة ما، وزاوية ميل هذه الأشعة على مستوى البلّورة، والبعد بين مستويات البلورة، والتي يحدث عنها تداخل بَنَّاء بين الأشعة السينية المنعكسة من المستويات المختلفة للبلورة.

قانون برنولي: قانون ينص على أنه عندما يتدفّق مائع ما بسلاسة فإن زيادة سرعة التدفق يصاحبها انخفاض في الضغط.

قانون بروستر: قانون للعلاقة بين زاوية استقطاب الضوء المنعكس عند طول موجي معين، وبين مُعامِل انكسار الوسط عند نفس الطول الموجي.

قانون بلاغْدِنْ: قانون ينص على أن درجة تجمد محلولٍ ما تنخفض بمقدارٍ يتناسب مع تركيز المادة المذابة، وذلك بالنسبة للتركيزات الصغيرة.

قانون بلانك: تنتقل الطاقة بالإشعاع على شكل كمات من الطاقة تتناسب، مع تردّد الإشعاع الناقل لها، تناسباً طردياً.

قانون بلوندِل ـ ري: قانون لحساب السطوع الظاهري لمصدر ضوئي متذبذب عند التردّدات المنخفضة.

قانون بنزن ـ كيرشهوف: قانون ينص على أن كل عنصر له طيف انبعاث مميَّز وله طيف امتصاص مميَّز.

قانون بوازوي: صيغة لانسياب سائل لزج في أنبوب مستدير المقطع بدلالة فرق الضغط عند نقطتين والمسافة بينهما ولزوجة السائل ونصف قطر الأنبوب.

قانون بود: صيغة تجريبية لتحديد أطوال المحاور الكبرى لمدارات كواكب المجموعة الشمسية.

قانون بويل ـ تشارل: قانون ينص على أن حاصل ضرب ضغط الغاز في حجمه، هو مقدار ثابت يعتمد على درجة حرارة الغاز.

قانون بويل: قانون ينص على أن حجم كتلة محددة من الغاز يتناسب تناسباً عكسياً مع ضغط الغاز، عند ثبوت درجة الحرارة.

قانون بِير ـ لامْبرت: قانون لحساب الجزء الممتصّ من شعاع ضوئي عند سَرَيانه في محلول مُخَفَّف.

قانون تشارلز: قانون ينص على أن حجم الغاز الجاف يتناسب تناسباً طردياً مع درجة الحرارة المطلقة عند ضغط ثابت.

قانون تشايلد: قانون ينص على أن التيار في الدايود الحراري الأيوني يتناسب تناسباً طردياً مع فلطية لأنود للأُسّ 3/2، ويتناسب تناسباً عكسياً مع مربع المسافة بين الإلكترودين، طالما كان التيار مقتصراً على الشحنة الحيِّزيّة.

قانون جورين: صيغة للعلاقة بين ارتفاع السائل في الأنبوب الشعري، ونصف قطر الأنبوب، ومعامل التوتّر السطحي للسائل، وزاوية التلامس بين السائل وسطح الأنبوب، والكثافة النوعية للسائل.

قانون جول: قانون ينص على أن الحرارة الناتجة عن انسياب تيار كهربائي في مُوصِّل، لفترة زمنية معينة، تساوي مربع التيار مضروباً في مقاومة الموصِّل مضروباً في الفترة الزمنية.

قانون جيب التمام للانبعاث: قانون ينصّ على أن الطاقة المنبعثة من سطح مُشِع تتناسب مع جيب تمام الزاوية الواقعة بين اتجاه الإنبعاث وبين الخط العمودي على السطح.

قانون حفظ الطاقة الميكانيكية: إن مجموع طاقة الحركة وطاقة الجهد، في نظام محافظ، يبقى دائماً ثابتاً.

قانون دارسي: قانون ينص على أن كمية السائل التي تنفذ من جسم مسامي تتناسب تناسباً طردياً مع الضغط.

قانون دالتون: قانون ينص على أنه إذا وضعت عدة غازات لا تتفاعل كيميائياً مع بعضها البعض في نفس الوعاء، فإن الضغط الناتج عن الخليط يكون مساوياً لمجموع الضغوط الناتجة عن كل غاز إذا وُضِع وَحْده في الوعاء نفسه.

مرصد هابل الفضائي

noreply@blogger.com (عبدالله) — Fri, 28 May 2010 17:17:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

مرصد هابل الفضائي (رمز له اختصاراً بالرمز H.S.T) : هو أول مقراب يدور حول الأرض وقد أمد الفلكيين بأوضح وأفضل ردية للكون على الإطلاق بعد طول معاناتهم من التلسكوبات الأرضية التي يقف في طريق وضوح رؤيتها الكثير من العوائق سواءً جو الأرض المليء بالأتربة والغبار أم المؤثرات البصرية الخادعة لجو الأرض والتي تؤثر في دقة النتائج بدأ مشروع بناء المقراب عام 1977، وأطلق إلى الفضاء في أبريل من عام 1990، وسمي على اسم الفلكي ادوين هابل Edwin Hubble.

يقع خارج الغلاف الجوي للأرض على بعد 593 كيلومترا فوق مستوى سطح البحر، يكمل مداره الدائري بين 96 و 97 دقيقة.

مرصد فضاء هابل

صيانة :

صُمم هابل لتتم صيانته في الفضاء، عندما إحتاج هابل إلى التصليح، في ديسمبر عام 1993 قام رواد الفضاء بمهمة تبديل لوحات المنظار التي تستهلك الطاقة الشمسية فقد أدت إلى تمايله، قرر إعادة إحدى اللوحتين إلى الأرض، بينما تم إصلاح الأخرى. تلتها رحلات أخرى للصيانة وإبدال معدات قديمة في المقراب الفضائي، في أعوام 1997 و1999.

ليمان سبيتزر,من كبار مصممي هابل

واحدة من كاميرات هابل المتطورة، تعطلت عن العمل، بعد أن تخطى مؤشر الطاقة الحد الأقصى، لذلك حددت وكالة الفضاء والطيران الأمريكية ناسا موعدا لزيارة المقراب الفضائي هابل من أجل صيانته وإصلاحه، وذلك في 8 أكتوبر 2008. في 19 أكتوبر 2008 تم الإعلان عن وجود خلل جديد في المرصد وتم تأجيل رحلة الإصلاح إلي فبراير 2009.ولكن لم تتم إرسال بعثة الصيانة إلا في يوم الإثنين 11/مايو/2009 كما أن المكوك الذي أرسل لهذه المهمة والذي يدعى بمكوك أتلانتس أصابته قطعة من الحطام ضربت جزءا من الدرع الحراري للمكوك، أدى ذلك إلى إحداث خدش طوله 53 سم ولكن الضرر بسيط جدا.

ذصور عديده لاصطدام المجرات ببعضها , إلتقطها مرصد هابل الفضائي

نقاط :

1_ أحدث كاميرا بهابل إلتقطت صورة فسيفساء من قطعة كبيرة من السماء، تشمل على الاقل 10،000 مجرة.

2_هابل لاحظ ما يقرب من مليون جسم. بالمقارنة، فان العين البشرية لا يمكن ان تشاهد أكثر من 6.000 نجم بالعين المجردة.

3_علماء فلك من أكثر من 45 بلدا نشروا اكتشافات هابل في 4800 مقال علمي.

إسحاق نيوتن

noreply@blogger.com (عبدالله) — Mon, 17 May 2010 20:33:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

إسحق ”نيوتن“ (بالإنجليزية: Isaac Newton‏) : وينادي بالسير إسحق نيوتن (4 يناير 1643- 31 مارس 1727) من رجال الجمعية الملكية كان فيزيائي إنجليزي وعالم رياضيات وعالم فلك وفيلسوف بعلم الطبيعة وكيمائي وعالم باللاهوت وواحدًا من أعظم الرجال تأثيرًا في تاريخ البشرية. ويعد كتابه كتاب الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية والذي نشر عام 1687 من أكثر الكتب تأثيرًا في تاريخ العلم واضعًا أساس لمعظم نظريات الميكانيكا الكلاسيكية. في هذا الكتاب، وصف “نيوتن” الجاذبية العامة وقوانين الحركة الثلاثة والتي سيطرت على النظرة العلمية إلى العالم المادي للقرون الثلاثة القادمة ووضح "نيوتن" أن حركة الأجسام على كوكب الأرض والتي لها أجرام سماوية تحكمها مجموعة القوانين الطبيعية نفسها عن طريق إثبات الاتساق بين قوانين "كبلر" الخاصة بالحركة الكوكبية ونظريته الخاصة بالجاذبية

؛ ومن ثم إزالة الشكوك المتبقية التي ثارت حول نظرية مركزية الشمس مما أدى إلى تقديم الثورة العلمية. وفيما يتعلق بالميكانيكا، أعلن "نيوتن" مبادئ بقاء الطاقة الخاصة بكل من كمية الحركة وكمية الحركة الزاوية. وفي علم البصريات، اخترع "نيوتن" أول تلسكوب عاكس عملي. وكذلك أيضًا طور نظرية الألوان (لون) معتمدًا على ملاحظة أن المنشور يحلل الضوء الأبيض إلى العديد من الألوان التي تشكل الطيف المرئي. وبالإضافة إلى ذلك، صاغ قانون نيوتن للتبريد ودرس سرعة الصوت. وبالنسبة لعلم الرياضيات، يشارك "نيوتن" "جوتفريد لايبنتز" في شرف تطوير حساب التكامل والتفاضل. وكذلك أيضًا، أثبت النظرية ذات الحدين المعممة وطور ما يسمى بـ "طريقة نيوتن" الخاصة بتقريب الأصفار الموجودة بالدالة وساهم في دراسة متسلسلة القوى. تظل مكانة "نيوتن" الرفيعة بين العلماء في أعلى مرتبة الأمر الذي أثبته استطلاع رأي أجري عام 2005 فيما يتعلق بعلماء المجتمع الملكي البريطاني وكان السؤال الذي طرحه هذا الاستطلاع هو من كان له أعظم تأثير على تاريخ العلم "نيوتن" أم "ألبرت آينشتاين". وكانت نتيجة الاستطلاع هي أن "نيوتن" هو يعتبر الأكثر تأثيرًا. علاوةً على ذلك، كان "نيوتن" تقيًا للغاية (على الرغم من أنه لم يكن متفقًا مع الأعراف الدينية القائمة) ومنتجًا للعديد من الأعمال في تفسيرات الكتاب المقدس أكثر مما أنتجه في العلوم الطبيعية التي لم ينس العالم إسهاماته به حتى الآن.

حياته

السنوات الأولى من حياته

ولد "إسحاق نيوتن" في 4 يناير عام 1643 (OS: 25 ديسمبر 1643) لم تكن إنجلترا وقت مولد "نيوتن" قد اتخذت التقويم الميلادي تقويمًا لها ولذلك فإن تاريخ ميلاده كان مسجلاً بعيد الميلاد 25 ديسمبر 1642. ولد "نيوتن" بعد وفاة والده بثلاثة أشهر. وكان "نيوتن" صغير الحجم حيث أنه ولد مبتسراً (خداج). وقد قالت والدته Hannah Ayscough على ما يدل على أنه كان صغير الحجم للغاية. عندما بلغ "نيوتن" من العمر ثلاثة أعوام، تزوجت والدته مرةً أخرى وذهبت لتعيش مع زوجها الجديد تاركةً ابنها برعاية والدتها Margery Ayscough. وقد كان "نيوتن" الصغير يكره زوج والدته وكان يحمل في قلبه بعض العداوة لوالدته بسبب زواجها من هذا الشخص الأمر الذي أظهره كتابه في قائمة الخطايا التي اُرتكبت حتى سن 19: "مهددًا والداتي وزوجها بحرقهما وحرق المنزل وهم به."

ومنذ أن ناهز الثانية عشر وحتى وصل إلى السابعة عشر، تلقى "نيوتن" العلم في مدرسةThe King's School في جرانثام (حيث يمكن حتى الآن رؤية توقيعه على عتبة نافذة المكتبة). وخرج "نيوتن" من المدرسة وعاد مرةً أخرى إلى بلدته Woolsthorpe-by-Colsterworth في أكتوبر عام 1659 حيث ترملت والدته من جديد وللمرة الثانية وقد حاولت أن تجعل "نيوتن" مزارعاً. ولكنه كان يكره الزراعة. وأقنع مدرس بمدرسة الملك يدعى "هنري ستوك" والدة "نيوتن" أن ترسله مرةً أخرى للمدرسة ليكمل تعليمه. وقد أصبح "نيوتن" الطالب الممتاز بالمدرسة حيث دفعته بصورة جزئية رغبته في الانتقام من الإساءة التي تعرض لها من أحد زملائه بالمدرسة إلى التفوق. وفي يونيو 1661، سمح لنيوتن بدخول كلية ترينتي بجامعة كامبريدج بصفته طالب مساعد sizar، الأمر الذي يمكنه من اكتساب خبرة عملية وكسب المال أثناء استكمال دراسته. وفي هذا الوقت، كانت تعاليم الكلية تقوم على دراسة نظريات "أرسطو" الفلسفية ولكن "نيوتن" فضل قراءة الأفكار المتقدمة الخاصة بالفلاسفة المعاصرين مثل "ديكارت" وعلماء الفلك مثل "كوبرنيكوس" و"جاليليو" و"كبلر". وفي عام 1665، اكتشف "نيوتن" النظرية ذات الحدين المعممة وبدأ في تطوير نظرية رياضية أصبحت فيما بعد تُعرف بحساب التفاضل والتكامل والكميات متناهية الصغر (infinitesimal). وبعد حصول "نيوتن"على شهادته في أغسطس عام 1665 بوقت قصير، أغلقت الجامعة كإجراء احتياطي لتجنب انتشار وباء الطاعون. وعلى الرغم من أن "نيوتن" لم يكن معروفاً بأنه طالب بجامعة كامبريدج، فإن دراساته الخاصة التي قام بها بالمنزل بوولسثروب في خلال العامين التاليين شهدت تطور نظرياته في حساب التفاضل والتكامل وفي علم البصريات وقانون الجاذبية. وفي عام 1667، عاد لجامعة كامبريدج بصفته خريج كلية ترينتي.

صورة لنيوتن في عام 1702

سنوات منتصف العمر

إنجازات نيوتن في علم الرياضيات

يعتقد معظم المؤرخين العصريين أن "نيوتن" و"لايبنتز" قد طورا حساب التكامل والتفاضل في الكميات متناهية الصغر (infinitesimal) بشكل مستقل كلا مستخدمًا علاماته المميزة. ووفقاً لما ذكره فريق عمل "نيوتن"، إن "نيوتن" فكر في طريقته هذه قبل "لايبنتز" بأعوام ولكنه لم ينشر في الغالب أي شي عنها حتى عام 1693 ولم يعط وصفاً كاملاً لهذه الطريقة حتى عام 1704. وفي تلك الأثناء، بدأ "لايبنتز" في نشر وصف كامل لطرقه في عام 1684. وعلاوة على ذلك، فإن رموز "لايبنتز" وطريقته في حل معادلة خطية تفاضلية بمعاملات ثابتة تم تبنيها عالمياً في غرب قارة أوروبا ما عدا إنجلترا، حيث تبنتها الإمبراطورية البريطانية بعد عام1820. وفي حين أن مذكرات "لايبنتز" تبين تقدم الأفكار من المراحل الأولى وصولاً إلى المرحلة الأخيرة، فإن مذكرات "نيوتن" المعروفة كانت تحتوي فقط على المنتج النهائي. وادعى "نيوتن" أنه كان متردداً في نشر نظرياته الخاصة بحساب التفاضل والتكامل حيث أنه خشي أن يُسخر منه بسببها. وكان "لنيوتن" علاقة وثيقة للغاية مع عالم الرياضيات السويسري "نيكولاس فاتيو دي دويلير" والذي كان من البداية معجباً بنظرية الجاذبية لنيوتن. وفي عام 1691، خطط ديللر لإعداد نسخة جديدة من كتاب "نيوتن" الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ولكنه لم ينتهي أبداً من إعدادها. وعلى الرغم من ذلك، ففي عام 1693 تغيرت العلاقة بين "نيوتن"و"ديللر". وفي هذا الوقت، تبادل "ديللر" كذلك أيضاً العديد من الخطابات مع "لايبنتز" وبدءاً من عام 1699، اتهم أعضاء آخرون بالمجتمع الملكي (الذي كان "نيوتن" عضواً به) "لايبنتز" بالسرقة الفكرية لآراء الآخرين ونشب الخلاف الضاري في عام 1711. وأعلن مجتمع "نيوتن" الملكي في دراسة أن "نيوتن" هو المكتشف الحقيقي لهذه النظريات وأطلقوا على "لايبنتز" وصف المحتال. وبدأ التشكيك في صحة هذه الدراسة عندما اٌكتشف فيما بعد أن "نيوتن" نفسه قد كتب الملاحظات النهائية على دراسة لايبنتز. ومن هنا بدأت الخلافات المريرة الخاصة بحساب التفاضل والتكامل بين "نيوتن" و"لايبنتز" التي دمرت حياتهما حتى وفاة "لايبنتز" عام 1716.[20] نسبت عمومًا إلى "نيوتن" النظرية ذات الحدين المعممة والصالحة لأي معامل أسي. وقد اكتشف معادلات "نيوتن" المتطابقة وطريقة نيوتن والمحنيات المستوية المكعبة المصنفة (متعددة الحدود للدرجة الثالثة في متغيرين) وقدم إسهامات جوهرية في نظرية الفروق المنتهية وكان أول من استخدم الأسس الكسرية وأول من استعمل الهندسة الإحداثية لاستنتاج حلول المعادلات الديفونتية. وقد قرب المجاميع الجزئية من المتسلسلة التوافقية عن طريق اللوغاريتمات (سبقت صيغ الجمع الخاصة بأويلر) وكان أول من استخدم متسلسلة القوى بثقة وكان أول من أعادها إلى أصلها مرة أخرى. وقد رشح نيوتن عام 1699 لتولي منصب أستاذ الرياضيات في جامعة كامبريدج (Lucasian Professor of Mathematics). وفي ذلك الوقت، كان من شروط الإلتحاق بجامعة كامبريدج أو أكسفورد أن يكون المتقدم قساً إنجليكانيًا. وعلى الرغم من ذلك، كان من شروط الحصول على أعلى درجة أستاذية في علم الرياضيات والتي تمنحها جامعة كامبريدج ألا يكون للمتقدم أي نشاط كنسي، والسبب في هذا على الأرجح، هو أن يكون لديه متسع من الوقت يقضيه في رحاب العلم. وجادل "نيوتن" قائلاً أن هذا الأمر يتطلب إعفائه من الرسامة الكنسية اللازمة، وقد وافق تشارلز الثاني ملك إنجلترا على هذه الحجة، حيث كان إذنه بهذا الأمر ضرورياً. وبالتالي فقد تم تجنب الصراع بين آراء "نيوتن" الدينية وبين معتقدات الكنيسة الإنجليكانية.

إسحق نيوتن

إنجازات نيوتن في علم البصريات

نسخة مطابقة لثاني تلسكوب عاكس لنيوتن والذي قدمه للمجتمع الملكي في عام 1672 "تاريخ التلسكوب" بقلم Henry C. King صفحة 74.كان "نيوتن" يلقي محاضرات في علم البصريات منذ عام 1670 إلى عام 1672. وفي خلال هذه الفترة، كان يعكف على دراسة انكسار الضوء مثبتاً أن المنشور قد يحلل الضوء الأبيض إلى طيف من الألوان وأنه باستخدام عدسة ومنشور آخر يمكن إعادة الطيف متعدد الألوان إلى الضوء الأبيض.

وكذلك أيضًا، وضّح نيوتن أن الضوء الملون لا تتغير خصائصه عندما ينشق عنه شعاع ملون ويلمع على الأسطح المختلفة. وقد لاحظ "نيوتن" أنه بغض النظر عن انعكاس أو تفرق أو انتقال الضوء الملون، فإن لونه يظل ثابتاً دون تغير. ومن ثم فقد لاحظ أن اللون هو نتيجة تفاعل الأجسام مع الضوء الملون الساقط عليها وليس من الأجسام التي تولد اللون بنفسها. وقد عرف هذا بنظرية نيوتن للألوان.[24] واستنتج "نيوتن" من هذا العمل أن عدسات أي تلسكوب كاسر قد تعاني من تشتت الضوء إلى ألوان (الزيغ اللوني)، وكدليل على هذا المفهوم قام نيوتن بعمل تلسكوب باستخدام مرآة كعدسة شيئية ليتجنب هذه المشكلة.[25] وفي الواقع، إن بناء هذا التركيب - الذي يعد أول تلسكوب عاكس عملي ويعرف اليوم باسم تلسكوب نيوتن - قد تضمن حل مشكلة مادة المرآة المناسبة أسلوب التشكيل. وصنع نيوتن مراياه من تركيب مخصوص من عاكس معدني يعكس الضوء بشكل كبير، باستخدام حلقات نيوتن كي يحكم على جودة المرايا بالنسبة للتلسكوب. وبحلول فبراير عام 1669 استطاع نيوتن أن يصنع جهازاً لا يسبب الزيع اللوني. وفي عام 1671، طلب المجتمع الملكي من "نيوتن" عرض تلسكوبه العاكس.[27] وشجع اهتمام المجتمع الملكي نيوتن على نشر ملاحظاته في كتاب أسماه On Colour والذي قام بعد ذلك بنشره بالتفصيل في كتاب أسماه Opticks. وعندما انتقد "روبرت هوك" بعض أفكار نيوتن، تضايق نيوتن للغاية لدرجة أنه انسحب من المناظرة العامة. وظل الرجلان عدوين حتى وفاة "هوك". [بحاجة لمصدر]

حاول "نيوتن" أن يبرهن أن الضوء يتكون من الجسيمات التي كانت تنكسر عن طريق التسارع تجاه وسط كثيف ولكن كان عليه أن يربط بينهم وبين الأمواج حتى يشرح انحراف الضوء. (Opticks Bk. II, Props. XII-L). وبعد ذلك، فضل علماء الفيزياء تماماً وجهة النظر القائمة على الربط بين الضوء والأمواج على وجهة النظر القائلة بانحراف الضوء. واليوم، تشبه ميكانيكا الكم والفوتون وفكرة مثنوية موجة-جسيم في عصرنا الحالي بصورة بسيطة فهم "نيوتن" للضوء.

وفي كتاب Hypothesis of Light والذي نشر عام 1675 افترض نيوتن وجود الأثير الذي ينقل القوى بين الجسيمات. وأعادت علاقة "نيوتن" بالثيوصوفي "هنري مور" اهتمامه بالكيمياء القديمة. وقد استبدل "نيوتن" الأثير بالقوى الخفية معتمداً على أفكار سحر الكيمياء القديمة الخاصة بالتجاذب والتنافر بين الجسيمات. وقال "جون ماينارد كينز"- الذي نال حظاً كبيراً من كتابات "نيوتن" في علم الكيمياء القديمة- أن "نيوتن" لم يكن الأول في عصر العقل: فقد كان آخر السحرة." فلا يمكن فصل اهتمام "نيوتن" بالكيمياء القديمة عن إسهاماته التي قدمها في العلوم المختلفة. (وكان ذلك في وقت لم يكن هناك فرق واضح بين الكيمياء القديمة والعلم). فإذا لم يعتمد "نيوتن" على الفكرة السحرية القائمة على نظرية العمل عن بعد action at a distance عبر فراغ، لما طور نظريته الخاصة بالجاذبية. (انظر أيضاً أعمال إسحق نيوتن الخاصة بالسحر والتنجيم Isaac Newton's occult studies) وفي عام 1704، نشر "نيوتن" كتابه الذي أطلق عليه Opticks والذي شرح به نظرية الجسيمات الضوئية. فقد اعتبر أن الضوء يتكون من جسيمات دقيقة للغاية وأن المادة تتكون من جزئيات أكبر من جزئيات الضوء ووصل إلى هذه الفكرة عن طريقة عملية من عمليات التحول العنصري الكيميائي "أليست الأجسام الكبيرة والضوء قابلين للتحويل لبعضهم البعض... أليس ممكنًا أن تستمد هذه الأجسام المزيد من نشاطها من جسيمات الضوء التي تدخل في تركيبها؟" بالإضافة إلى ذلك، قام نيوتن بتركيب شكل بدائي لمولد كهرباء ساكنة يعمل عن طريق الاحتكاك، باستخدام كرة زجاجية. (Optics, 8th Query).

الميكانيكا والجاذبية

نسخة نيوتن الخاصة من كتابه Principia مع التصحيحات التي خطها بيدها للطبعة الثانيةلمعلومات أكثر: Writing of Principia Mathematica

في عام 1677، عاد "نيوتن" إلى عمله في مجال الميكانيكا أي الجاذبية وتأثيرها على مسارات الكواكب مع الرجوع إلى قوانين كبلر الخاصة بالحركة الكوكبية واستشارة "هوك" و"فلامستيد" في هذا الموضوع. وقد نشر "نيوتن" نتائجه التي توصل إليها في De motu corporum in gyrum في عام 1684. وقد احتوت هذه النتائج على بدايات قوانين الحركة التي ستكون جزءًا من كتاب Principia. وقد نشر كتاب Philosophiae Naturalis Principia Mathematica المعروف اليوم باسم Principia في 5 يوليو 1687 بدعم وبمساعدة مادية من إدموند هالي. وقد وضع نيوتن في هذا الكتاب قوانين الحركة الكونية الثلاثة والتي لم يعدلها أحد من بعده لمدة تزيد عن مائتي سنة. وقد استخدم "نيوتن" الكلمة اللاتينية gravitas (الوزن) ليشير إلى التأثير الذي سيعرف فيما بعد باسم الجاذبية، وعرف قانون الجذب العام. وفي العمل نفسه، قدم "نيوتن" أول تقدير تحليلي معتمدًا على قانون بويل الخاص بسرعة الصوت في الهواء. إن مبدأ "نيوتن" الخاصة بالقوى الخفية القادرة على العمل عبر مسافات كبيرة للغاية عرضته للنقد بسبب تقديمه ظواهر خفية صعبة التصور في العلم. وبفضل كتاب Principia أصبح نيوتن معروفًا عالميًا. وقد اكتسب سلسلة من المعجبين من بينهم عالم الرياضيات السويسري "نيكولاس فاتيو دي دويلير" الذي ارتبط معه "نيوتن" بعلاقة قوية دامت حتى عام 1693 والتي انتهت فجأة في الوقت نفسه الذي عانى فيه "نيوتن" من انهيار عصبي.

المراحل الأخيرة من حياة نيوتن

كتب "نيوتن" في الستينيات عددًا من المقالات الدينية التي تناولت تفسير الكتاب المقدس تفسيرًا حرفيًا.

وربما يكون رأي "هنري مور" فيما يتعلق بالكون ورفضه لثنائية ديكارت قد أثر على أفكار "نيوتن" الدينية. ولم تنشر المخطوطة التي أرسلها "نيوتن" إلى "جون لوك" والتي كانت تشكك في وجود الثالوث الأقدس. وقد نشرت أعماله الأخيرةقالب:Ndash بعد وفاته مثل The Chronology of Ancient Kingdoms Amended الذي نشر عام 1728، وObservations Upon the Prophecies of Daniel and the Apocalypse of St. John والذي نشر عام 1733.قالب:Ndash وكذلك أيضًا، كرس "نيوتن" وقتًا كبيرًا من حياته في دراسة الكيمياء القديمة. (انظر المذكور أعلاه). كذلك أيضًا، كان "نيوتن"عضوًا بالبرلمان الإنجليزي من عام 1689 إلى عام 1690 وكذلك أيضًا كان عضوًا بالبرلمان عام 1701 ولكن وفقًا لبعض الروايات كانت ملاحظاته الوحيدة تتعلق بالشكاوى من برودة الغرفة وطلب غلق النافذة.

انتقل "نيوتن" إلى لندن ليتولى منصب القيّم على دار سك العملة الملكية في عام 1696 وقد حصل على هذا المنصب بتوصية من تشارلز مونتاجو الإيرل الأول لمدينة هاليفاكس والذي أصبح بعد ذلك وزير المالية البريطانية. تولى "نيوتن" مسؤولية إعادة سك عملة إنجلترا مرًة ثانية، وأثار "نيوتن" غضب مستر "لوكاس" بتدخله في مهامه (وحصل على وظيفة نائب مراقب الحسابات والنفقات فرع تشيستر المؤقت "لأدموند هالي"). وأصبح نيوتن رئيس دار سك العملة الإنجليزية الأشهر _ إذا صح التعبير- بعد وفاة لوكاس في عام 1699، وقد احتفظ نيوتن بهذا المنصب حتى وفاته. وكان المقصود من تلك التعينات أن تكون بمثابة وظيفة عاطلة ولكن "نيوتن" أخذ تلك الوظائف بجدية واستقال من مهامه التي كان يقوم بها بجامعة كامبريدج عام 1701 ومارس سلطته لإعادة تشكيل العملة ومعاقبة النهابين ومزوري العملة. وبصفته رئيس دار سك العملة في عام 1717 في قانون الملكة آن، قام نيوتن عن غير قصد بنقل قيمة الجنيه الاسترليني من قاعدة الفضة إلى قاعدة الذهب عن طريق وضع علاقة نظام المعدنين بين العملات الذهبية والبنس الفضي لصالح الذهب. وهذا أدى إلى صهر العملات الفضية الإسترلينية وشحنها خارج بريطانيا. وأصبح "نيوتن" رئيس المجتمع الملكي عام 1703 وعُين مساعدًا بأكاديمية العلوم الفرنسية. وكون "نيوتن" عداوة مع جون فلامستيد الفلكي الملكي حيث قام بنشر كتاب جون فلامستيد Historia Coelestis Britannica قبل موعد نشره وهو الكتاب الذي استخدمه "نيوتن" في دراساته.[10][38] في أبريل عام 1705، قامت الملكة آن بإطلاق لقب فارس على نيوتن أثناء الزيارة التي قامت بها إلى كلية ترينتي بجامعة كامبريدج. ومن المحتمل أن تكون الدوافع وراء رفع "نيوتن" إلى مرتبة الفارس راجعة لاعتبارات سياسية مرتبطة بالانتخابات البرلمانية في مايو 1705 وليس تقديرًا للأعمال التي قام بها "نيوتن" في المجال العلمي أو لخدماته التي قدمها عندما عمل رئيسًا لدار سك العملة.[39][40][41] توفى "نيوتن" في لندن في 31 مارس عام 1727 ([[الطريقة القديمة والطريقة الحديثة لكتابة التواريخ|OS]]: 20/ مارس 1726) وكانت بنت أخته غير الشقيقة، كاثرين بارتون كوندويت [42][43] بمثابة مضيفته فيما يتعلق بالشؤون الاجتماعية بمنزله بشارع جيرمين بلندن، وقد كان "نيوتن" بمثابة "خالها المحب لها للغاية" وذلك وفقًا للخطاب الذي كتبه لها عندما كانت تتعافى من الجدري. وقام "نيوتن"- الذي لم يكن له أولاد- بنقل ملكية معظم ممتلكاته إلى أقاربه في أيامه الأخيرة وتوفى دون ترك وصية. وبعد وفاة "نيوتن"، اكتشف وجود كمية كبيرة من الزئبق بجسده وربما يرجع ذلك إلى مساعيه الكيميائية. وقد يفسر التسمم بالزئبق غرابة أطوار "نيوتن" بالمرحلة الأخيرة من حياته.

ما بعد وفاة نيوتن

الشهرة

كان غالبًا ما يقول العالم الرياضي الفرنسي "جوزيف لويس لاجرانج" أن "نيوتن" كان أعظم عبقري عاش على وجه الأرض وفي إحدى المرات أضاف قائلاً أنه أيضًا كان "أكثر الناس حظًا، نظرًا لاكتشافه أحد قوانين الكون، وهذا أمر لا يحدث إلا مرة واحدة في التاريخ." وقد دفعت إنجازات "نيوتن" الشاعر الإنجليزي ألكسندر بوب إلى كتابة نقش تأبين على ضريح نيوتن يعد شهيرًا للغاية، يقول فيه:

احتجبت الطبيعة وقوانينها في الليل البهيم

وقال الله كن يا نيوتن فكان السراج المنير

كان "نيوتن" نفسه أكثر تواضعًا فيما يتعلق بإنجازاته، وقد كتب خطابًا "لروبرت هوك" في فبراير عام 1676 قائلاً عبارته الشهيرة:

إذا كنت استطعت إدراك إنجازات أكبر من غيري، فإنما هذا وليد الارتفاع عن أكتاف من سبقوني من العمالقة.

على الرغم من ذلك، يعتقد المؤرخين أن العبارة المذكورة أعلاه كانت بمثابة نقدًا لهوك (الذي كان قصيرًا وأحدبًا) بدلاً من - أو بالإضافة إلى - كونها عبارة تدل على التواضع. في هذا الوقت كان "هوك" و"نيوتن" على خلاف فيما يتعلق بالاكتشافات الخاصة بعلم البصريات. بالإضافة إلى ذلك، يتماشى تفسير هوك مع العديد من خلافاته الأخرى حول الاكتشافات مثل مسألة من هو مكتشف علم التفاضل والتكامل والذي تم مناقشتها فيما سبق. كتب "نيوتن" في مذكرات تالية:

لا أعرف كيف أبدو في أعين العالم ولكن بالنسبة لنفسي فأني أبدو فقط مثل طفل يلعب على شاطئ البحر مسليًا نفسه من حين لآخر بالبحث عن حصاة أنعم أو صدفة أجمل من المعتاد بينما انظر أمامي فأجد أن محيط الحقيقة العظيم لم يكتشف حتى الآن.

الاحتفال بذكرى نيوتن

يمكن رؤية تمثال "نيوتن" (1731) بويست منيستر أبي شمال المدخل المخصص لصفوف المرتلين بالكنيسة. وقد قام النحات Michael Rysbrack الذي عاش في الفترة من 1694 إلى 1770 بتنفيذ التصميم الذي وضعه المهندس المعماري William Kent الذي عاش في الفترة من 1685 إلى 1748، وصنع التمثال من الرخام الأبيض والرخام الرمادي. ويظهر التمثال نيوتن متكئًا على تابوت حجري ساندًا مرفقه الأيمن على العديد من كتبه العظيمة ويده اليسرى مشيرًة إلى لفيفة ذات تصميم رياضي. ويعلوه هرم وكرة سماوية يظهر عليها علامات دائرة البروج وطريق مذنّب عام 1680. وتصور الصورة ذات النقش البارز ملائكة تستخدم أدوات مثلمثل التلسكوب والمنشور.

ويمكن ترجمة النقش اللاتيني الموجود على القاعدة كالتالي:

هنا يرقد إسحق "نيوتن" الفارس الذي استطاع بقوة عقله التي التي تستقي من عبير إلهي ومبادئه الرياضية غير المعهودة أن يكتشف مسار وأشكال الكواكب وطرق المذنبات ومد وجزر البحر واختلاف أشعة الضوء وما لم يتصوره من قبل أي عالم آخر ومن ثم توصل إلى خصائص الألوان. وباجتهاده وذكائه وإخلاصه في التفسيرات التي قدمها، والخاصة بالطبيعة والعصر القديم والكتب المقدسة، أثبت مستخدمًا فلسفته عظمة الرب الجبار الرحمن وعبر عن بساطة الإنجيل بطريقته الخاصة به. ويفرح الناس أنه عاش بينهم "نيوتن" حيث إنه كان يمثل قيمة رائعة الجمال تنتمي للجنس البشري. ولد في 25 ديسمبر عام 1642 وتوفى في 20 مارس عام 1726/7. ترجمة من G.L. SmythThe Monuments and Genii of St. Paul's Cathedral, and of Westminster Abbey (1826), ii, 703–4.

ومنذ عام 1978 حتى عام 1988، ظلت صورة "نيوتن" التي صممها "هاري إيكلستون" موضوعة على الأوراق النقدية فئة الجنيه والتي أصدرها بنك إنجلترا (وكانت آخر الأوراق النقدية فئة الجنيه الواحد التي يصدرها بنك إنجلترا). وكانت صورة "نيوتن" معروضة على ظهر العملات الورقية حاملاً كتاب ومصطحبًا تلسكوبًا ومنشورًا وخريطةً توضح المجموعة الشمسية.[52] ويمكن رؤية تمثال "نيوتن" واقفًا على تفاحة بمتحف جامعة أكسفورد للتاريخ الطبيعي. Oxford University Museum of Natural History.

آراء حول نهاية العالم

في محاولات نيوتن لاستخلاص المعلومات العلمية من الكتاب المقدس، قدر نيوتن في مخطوط كتبه عام 1704 أن العالم لن ينتهي قبل عام 2060 2060. وقال "نيوتن" فيما يتعلق بهذا التنبوء "إن ما ذكرته ليس الهدف منه تأكيد الموعد الذي سوف ينتهي فيه العالم ولكن لأوقف التخمين المتهور للرجال الخياليين الذين دائمًا ما يتوقعون موعد نهاية العالم وبقيامي بذلك أتمكن من التشكيك في النبؤات المقدسة حيث تخفق في الغالب توقعاتهم."

فلاسفة عصر التنوير

اختار فلاسفة حركة التنوير تاريخًا قصيرًا للأسلاف العلميين- مثل "جاليليو" و"بويل" وأولاً وقبل كل شيء "نيوتن" - كأدلة وضمانات لنجاح تطبيقاتهم الخاصة للمبدأ الوحيد القائل بمفهوم الطبيعة والقانون الطبيعي الذي يطبق على كل مجال من مجالات الحياة المادية والاجتماعية. وفي هذا الصدد، فإنه من الممكن التخلي عن دروس التاريخ والبنيات الاجتماعية التي تقوم عليها. أصبح مفهوم "نيوتن" عن الكون القائم على قوانين طبيعية تدرك بالعقل أحد بذور أيديولوجية حركة التنوير. وقد طبق "لوك" و"فولتير" مبادئ القانون الطبيعي على الأنظمة السياسية مدافعين عن الحقوق الأساسية.وقدطبقالفيزيوقراطيون و"آدم سميث" المبادئ الطبيعية الخاصة بعلم النفس والمصلحة الشخصية على الأنظمة السياسية في حين أن علماء الاجتماع قد انتقدوا النظام الاجتماعي الحالي حيث إنه يحاول أن يكيف التاريخ مع نماذج التطور الطبيعية وقد عارض "صأمويل كلارك" و"مونبودو" بعض عناصر من أعمال نيوتن ولكن في النهاية قاموا بمحاولة صياغتها بصورة عقلية لتتوافق مع آرائهم الدينية القوية الخاصة بالطبيعة.

نيوتن والمزورون

قدر "نيوتن" بصفته قيمًا على دار السك الملكية البريطانية أن 20٪ من العملات التي تم أخذها أثناء إعادة سك العملة كانت مزورة. وكان التزوير خيانة عظمى يعاقب عليها بالشنق أو الإغراق أو التقطيع إلى أربعة أجزاء. وعلى الرغم من ذلك، فقد يكون من الصعب إدانة أفظع المجرمين ولكن نيوتن أثبت كفاءته في هذه المهمة. واستطاع "نيوتن" أن يجمع كثير من الأدلة بنفسه حيث كان يتردد متخفيًا على الحانات.ونظرًا للحواجز التي توضع لتنفيذ الأحكام والفصل بين فروع الحكومة، ظل القانون الإنجليزي يحتفظ بعادات سلطوية مرعبة. وعُين "نيوتن" قاضي صلح وقام بين يونيو 1698 وعيد الميلاد المجيد في عام 1699 بعمل مائتي تحقيق مع الشهود والمخبرين والمشتبه بهم. وكسب "نيوتن" الدعاوى وفي فبراير 1699 كان هناك عشرة سجناء ينتظرون تنفيذ حكم الإعدام.[بحاجة لمصدر] كانت واحدة من القضايا التي عمل بها "نيوتن" كمحامي للملك مقامة ضد " William Chaloner". فقد كان يعد مؤامرات زائفة للكاثوليك ثم يقوم بتسليم المتآمرين ذوي الحظ العاثر الذين أوقعهم في شركه. بعد ذلك حاول إضفاء صفة الثراء على نفسه كي يبدو من علية القوم. وقدم عريضة للبرلمان اتهم فيها دار سك العملة يتوفير الأدوات للمزورين (وهي تهمة وجهها آخرون). وقد تقدم بطلب للسماح له بالإشراف على عمليات سك العملة من أجل تحسين الأداء. وقد تقدم إلى البرلمان بطلب من أجل قبول خططه لسك عملة لا يمكن تزويرها ومن الممكن في الوقت نفسه أن تكتشف العملات المزورة. وأحاله "نيوتن" للمحاكمة بتهمة التزوير وأرسله إلى سجن نيوجيت في سبتمبر 1697 لكنه كان على صلة بأصدقاء يعملون بمناصب عليا ساعدوه في ضمان البراءة وإطلاق سراحه. ومرة أخرى، أحاله نيوتن إلى ساحة القضاء ولكن بأدلة دامغة. وتم اتهامه بالخيانة العظمى وتم شنقه وإغراقه وتقطيع جثته إلى أربعة أجزاء في 23 من مارس من عام 1699 في Tyburn gallows.

قوانين نيوتن للحركة

قوانين الحركة الثلاثة الشهيرة: قانون نيوتن الأول (يعرف أيضًا بقانون القصور الذاتي) ويقول القانون "يظل الجسم الساكن ساكنًا والمتحرك متحركًا ما لم تؤثر عليه مجموعة من القوى الخارجية". وينص قانون نيوتن الثاني على أن القوة المؤثرة على جسم تساوي معدل تغير كمية حركته بالنسبة للزمن. ويعبر عن هذا القانون رياضيًا كالآتي:

وبما أن القانون الثاني ينطبق على نظام الكتلة الثابتة (dm /dt = 0)، فإن الطرف الأول من المعادلة يزول نهائيًا ويمكن كتابة المعادلة في الشكل الرمزي الآتي:

خطأ رياضيات (خطأ في الصيغة): \vec F = m \, \frac{\mathrm{d}\vec v}{\mathrm{d}t} = m \, \vec a \.

يشير القانون الأول والثاني إلى فكرة مغايرة عن فكرة أرسطو والتي كان يعتقد فيها أن القوة ضرورية للمحافظة على الحركة. ولكن القانون الأول والثاني لنيوتن يقولان أن القوة ضرورية فقط من أجل تغير حالة حركة الجسم. كما أن الوحدة الدولية للقوة هي النيوتن وقد سميت على اسم "نيوتن" تكريمًا له. يقول قانون "نيوتن" الثالث أن لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار مضاد له في الاتجاه. وهذا يعني أن أي قوة تمارس على جسم لها رد فعل مماثل في الاتجاه المعاكس على الجسم الأول. وهناك مثال شائع عن ذلك يتمثل في اثنين من المتزحلقين على الجليد يصطدمان ببعضهما البعض وينرتد كل منهما في اتجاه معاكس. والمثال الآخر هو ارتداد السلاح الناري الذي ترد فيه القوة الدافعة للرصاصة إلى البندقية نفسها بالقدر نفسه ويشعر بها مطلق النار. ونظرًا لأن الأجسام ليس لها الكتلة نفسها فإن سرعة الأجسام الناتجة يمكن أن تكون مختلفة (كما يحدث في حالة الأثر الارتجاعي للسلاح الناري). وخلافًا لأرسطو، قُدِر لفيزياء "نيوتن" أن تكون عامة. على سبيل المثال ينطبق القانون الثاني على الكوكب مثلما ينطبق على الحجر الساقط. إن الطبيعة المتجهية للقانون الثاني تتناول العلاقة الهندسية بين اتجاه القوة والطريقة التي تتغير بها كمية حركة الجسم. وقبل نيوتن، كان هناك افتراض سائد بأن الكوكب الذي يدور حول الشمس يحتاج إلى قوة دافعة لاستمرار تحركه.و أوضح نيوتن أنه بدلاً من ذلك وحتى بعد عقود طويلة من نشر كتاب Principia، لم تقبل هذه الفكرة المخالفة للحدس عالميًا، وفضل كثير من العلماء نظرية دوامات ديكارت .

تفاحة نيوتن

شجرة تفاح من نسل شجرة تفاح نيوتن في حديقة كمبريدج النباتية،..

.. وأيضًا في حديقة مكتبة معهد بالسيرو.لقد حكى نيوتن نفسه عن قصة إلهامه باستنباط نظرية الجاذبية عند مشاهدة سقوط تفاحة من على الشجرة. وذهبت الأفلام الكرتونية لتقترح شكل التفاحة بالضبط التي ارتطمت برأس نيوتن، وأن تأثيرها قد جعل نيوتن إلى حد ما واعيًا بقوة الجاذبية. ويعرف من خلال أوراق نيوتن أنه في أواخر ستينيات القرن السابع عشر، كان يحاول فهم فكرة أن الجاذبية الأرضية تمتد إلى القمر بتناسب عكسي مع مربع المسافة بينهما، وعلى الرغم من هذا، استغرق عقدين كي يضع النظرية كاملة.وقد وصف جون كونديات "John Conduitt" مساعد نيوتن في دار السلك الملكية وزوج ابنة أخته، هذا الحدث عندما كتب عن حياة نيوتن قائلاً:

في عام 1666 استقال نيوتن مرة أخرى من كامبريدح وعاد لوالدته في لينكولينشير. بينما كان يتجول متأملاً في حديقة، خطر في باله أن قوة الجاذبية (التي أسقطت التفاحة من على الشجرة إلى الأرض) ليست قاصرة على مسافة معينة من الأرض، وأنه لا بد أن هذه القوة ممتدة أكثر مما يظن الناس عادةً. وقال لنفسه:لم لا تكون عالية بعلو القمر، وإذا كان، فلا بد أن يؤثر هذا على حركتها وربما يحفظها في مدارها، وعندها أخذ يحسب ماذا ستكون نتيجة ذلك الافتراض.

في هذا الصدد ليس السؤال عن وجود الجاذبية أم عدمه، ولكن هل تمتد لمسافة بعيدة عن الأرض لدرجة أن تكون بمثابة القوة التي تبقي القمر في مداره. وأوضح نيوتن أنه إذا انخفضت القوة مثل التربيع العكسي للمسافة، عندها حقًا يستطيع الفرد حساب فترة دوران القمر، وقد نال نيوتن موافقة مقبولة عن هذا الأمر. وخمن أن القوة نفسها مسئولًة عن الحركات المدارية الأخرى؛ ومن ثم أطلق عليها "الجاذبية العامة". ويروي كاتب معاصر يدعى ويليام ستاكيلي في كتاب مذكرات حياة السير إسحاق نيوتن Memoirs of Sir Isaac Newton's Life حوارًا مع نيوتن في كنسينجتون في 15 أبريل من عام 1726، عندما تذكر نيوتن ورود فكرة الجاذبية إلى ذهنه فيما سبق. لقد حدث ذلك بسبب سقوط تفاحة بينما كان يجلس متأملاً. فكر نيوتن قائلاً لنفسه لماذا تسقط التفاحة دائمًا على الأرض بشكل عمودي؟ لماذا لا تنحرف ذات اليمين أو ذات الشمال أو إلى أعلى، وتتجه دومًا إلى مركز الأرض. وبشكل مشابه، كتب فولتير في مقال عن الشعر الملحمي كتبه في عام 1727 " بينما كان السير إسحق نيوتن سائرًا في حدائقه، راودته أول فكرة عن نظام الجاذبية عندما رأى تفاحة تسقط من الشجرة." ونسبت أشجار كثيرة إلى حادثة سقوط التفاحة التي ذكرها نيوتن، حيث راح كل يزعم أن شجرة بعينها هي الشجرة التي وصفها نيوتن. وتدعي مدرسة الملوك "The King's School" في جرانثام أنها اشترت الشجرة وأن الشجرة اُقتلعت من جذورها ونقلت إلى حديقة مدير المدرسة بعد عدد من السنوات. وعارض العاملون في عزبة Woolsthorpe Manor المملوكة الآن لمنظمة ناشونال ترست "National Trust" هذا الزعم ويدعون أن شجرةً موجودةً في حدائقهم هي الشجرة التي وصفها نيوتن. ويمكن رؤية شجرة متحدرة من الشجرة الأصلية نامية خارج البوابة الرئيسية لكلية ترينيتي في جامعة كامبريدج أسفل الغرفة التي عاش بها "نيوتن" عندما درس هناك. ويمكن أن تمد مزرعة National Fruit Collection الموجودة في Brogdale نبتات من شجرة لديهم تبدو مطابقة لنوع Flower of Kent وهو نوع من التفاح خشن اللحم.

قوانين نيوتن للحركة

noreply@blogger.com (عبدالله) — Mon, 17 May 2010 17:06:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

قوانين نيوتن للحركة عبارة عن مجموعة من ثلاثة قوانين فيزيائية تعد أساس الميكانيكا الكلاسيكية، وتربط هذه القوانين القوى المؤثرة على الجسم بحركته وأول من جمعها هو السير إسحاق نيوتن, وقد أستخدم هذه القوانين في تفسير العديد من الأنظمة والظواهر الفيزيائية وهي كما يلي

قانون نيوتن الأول Newton's First Law : يظل الجسم على حالته الحركية (إما السكون التام أو التحريك في خط مستقيم بسرعة ثابتة) ما لم تؤثر عليه قوة تغير من هذا الحالة.

قانون نيوتن الثاني:Newton's second law : إذا أثرت قوة أو مجموعة قوى على جسم ما فإنها تكسبه تسارعاً a، يتناسب مع محصلة القوى المؤثرة، ومعامل التناسب هو كتلة القصور الذاتي m للجسم أي أن :

قانون نيوتن الثالث Newton's third law : لكل فعل رد فعل، مساو له في المقدار ومعاكس في الاتجاه.بشرط ان لايتأثر من تلقى الفعل بشكل سلبي يؤثر على رد فعله.مثلا ان تطلق النار على شخص وتقتله فلن يكون هناك رد فعل

قوة الاحتكاك Force of friction : القوة التي تقاوم الحركة بسبب تلامس سطح الجسم المراد تحريكه مع أسطح أخرى.

ألبرت أينشتاين

noreply@blogger.com (عبدالله) — Mon, 17 May 2010 15:51:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

ألبرت أينشتاين (بالألمانية: Albert Einstein) :‏ ، عالم في الفيزياء النظرية. ولد في ألمانيا، لأبوين يهوديين، وحصل على الجنسيتين السويسرية والأمريكية. يشتهر أينشتاين بأنه واضع النظرية النسبية الخاصة والنظرية النسبية العامة الشهيرتين اللتان حققتا له شهرة إعلامية منقطعة النظير بين جميع الفيزيائيين، حاز في العام 1921 على جائزة نوبل في الفيزياء.

بعد تأسيس دولة إسرائيل عرض على أينشتاين تولي منصب رئيس الدولة في إسرائيل لكنه رفض مفضلا عدم الانخراط في السياسة وقدم عرضا من عدة نقاط للتعايش بين العرب واليهود في فلسطين. والوثيقة التي أرسلها أينشتاين تدل أنه كان بعيدا تماما عن معرفة الأمور السياسية وتعقيداتها وبعيد عن أي معرفة بالأفكار الصهيونية التي تقوم عليها إسرائيل.

ألبرت اننشتاين عام1893(14عام )

حياته

وُلد ألبرت أينشتاين في مدينة أُولم الألمانية في العام 1879 وأمضى سِن يفاعته في ميونخ. كان أبوه "هيرمان أينشتاين" يعمل في بيع الرّيش المستخدم في صناعة الوسائد، وعملت أمّه "ني بولين كوخ" معه في إدارة ورشةٍ صغيرةٍ لتصنيع الأدوات الكهربائية بعد تخلّيه عن مهنة بيع الرّيش. تأخر أينشتاين الطفل في النطق حتى الثالثة من عمره، لكنه أبدى شغفا كبيراً بالطبيعة، ومقدرةً على إدراك المفاهيم الرياضية الصعبة، وقد درس وحده الهندسة الإقليدية، وعلى الرغم من انتمائه لليهودية، فقد دخل أينشتاين مدرسة إعدادية كاثوليكية وتلقّى دروساً في العزف على آلة الكمان ولكن أينشتاين رفض فكرة الإله الشخصي والأديان بشكل كامل ورسائله الخاصة تبين أنه يؤمن بإله سبينوزا وهي الطبيعة. وفي الخامسة من عمره أعطاه أبوه بوصلة، وقد أدرك أينشتاين آنذاك أن ثمّة قوةً في الفضاء تقوم بالتأثير على إبرة البوصلة وتقوم بتحريكها. وقد كان يعاني من صعوبة في الاستيعاب، وربما كان مردُّ ذلك إلى خجله في طفولته. ويشاع أن أينشتاين الطفل قد رسب في مادة الرياضيات فيما بعد، إلا أن المرجح أن التعديل في تقييم درجات التلاميذ آنذاك أثار أن الطفل أينشتاين قد تأخّر ورسب في مادة الرياضيات. وتبنَّى اثنان من أعمام أينشتاين رعايته ودعم اهتمام هذا الطفل بالعلم بشكل عام فزوداه بكتبٍ تتعلق بالعلوم والرياضيات. بعد تكرر خسائر الورشة التي أنشأها والداه في عام 1894، انتقلت عائلته إلى مدينة بافيا في إيطاليا، وأستغل أينشتاين الابن الفرصة السانحة للإنسحاب من المدرسة في ميونخ التي كره فيها النظام الصارم والروح الخانقة. وأمضى بعدها أينشتاين سنةً مع والديه في مدينة ميلانو حتى تبين أن من الواجب عليه تحديد طريقه في الحياة فأنهى دراسته الثانوية في مدينة آروا السويسرية، وتقدَّم بعدها إلى امتحانات المعهد الإتحادي السويسري للتقنية في زيورخ عام 1895، وقد أحب أينشتاين طرق التدريس فيه، وكان كثيراً مايقتطع من وقته ليدرس الفيزياء بمفرده، أو ليعزف على كمانه، إلى أن اجتاز الإمتحانات وتخرَّج في عام 1900، لكن مُدرِّسيه لم يُرشِّحوه للدخول إلى الجامعة. كان أينشتاين قد تنازل عن أوراقه الرسمية الألمانية في عام 1896، مما جعله بلا هوية إثبات شخصية أو انتماءٍ لأي بلدٍ معين، وفي عام 1898، التقى أينشتاين بـ "ميلفا ماريك Mileva Maric" زميلته الصربية على مقاعد الدراسة ووقع في غرامها، وكان في فترة الدراسة يتناقش مع اصدقائه المقربين في المواضيع العلمية. وبعد تخرجه في عام 1900 عمل أينشتاين مدرّساً بديلاً، وفي العام الذي يليه حصل على حق المواطنة السويسرية، ورُزق بطفلةٍ غير شرعية من صديقته اسمياها (ليسيرل) في كانون الثاني (يناير) من العام 1901.

ألبرت أينشتاين عام 1921

عمله

معظم ما أخذه أينشتاين في نظريته النسبية الخاصة والعامة كان من العالم الإنجليزي إسحاق نيوتن. جرأة أينشتاين في شبابه حالت بينه وبين الحصول على عمل مناسبٍ في سلك التدريس، لكن وبمساعدة والد أحد زملاء مقاعد الدراسة حصل على وظيفة فاحص (مُختبِر) في مكتب تسجيل براءة الإختراعات السويسري في عام 1902. تزوج أينشتاين من صديقته "ميلِفا" في 6 كانون الثاني (يناير) 1903 ورُزق بابن حمل اسم "هانز" في 14 من أيار (مايو) عام 1904، وفي هذه الأثناء أصبح عمل أينشتاين في مكتب التسجيل السويسري دائماً، وقام بالتحضير لرسالة الدكتوراه في نفس الفترة، وتمكن من الحصول على شهادة الدكتوراه في عام 1905 من جامعة زيورخ، وكان موضوع الرسالة يدور حول أبعاد الجزيئات، وفي العام نفسه كتب أينشتاين 4 مقالاتٍ علميةٍ دون الرجوع للكثير من المراجع العلمية أو التشاور مع زملائه الأكاديميين، وتعتبر هذه المقالات العلمية اللبنة الأولى للفيزياء الحديثة التي نعرفها اليوم. درس أينشتاين في الورقة الأولى مايُعرف باسم الحركة البراونية، فقدم العديد من التنبُّؤات حول حركة الجسيمات الموزعة بصورةٍ عشوائية في السائل. عرف أينشتاين "بأبي النسبية"، تلك النظرية التي هزت العالم من الجانب العلمي، إلا أن جائزة نوبل مُنحت له في مجال آخر (المفعول الكهرضوئي) وهو ما كان موضوع الورقة الثانية.

النظرية النسبية الخاصة

ورقة أينشتاين العلمية الثالثة كانت عن "النظرية النسبية الخاصة"، فتناولت الورقة الزمان، والمكان، والكتلة، والطاقة، وأسهمت نظرية أينشتاين بإزالة الغموض الذي نجم عن التجربة الشهيرة التي أجراها الأمريكيان الفيزيائي "ألبرت ميكلسون والكيميائي إدوارد مورلي" أواخر القرن التاسع عشر في عام 1887، فقد أثبت أينشتاين أن موجات الضوء تستطيع أن تنتشر في الخلاء دون الحاجة لوجود وسط أو مجال، على خلاف الموجات الأخرى المعروفة التي تحتاج إلى وسط تنتشر فيه كالهواء أو الماء وأن سرعة الضوء هي سرعة ثابتة وليست نسبية مع حركة المراقب (الملاحظ)، تجدر الإشارة إلى أن نظرية أينشتاين تلك تناقضت بشكل كلّي مع استنتاجات "إسحاق نيوتن". جاءت تسمية النظرية بالخاصة للتفريق بينها وبين نظرية أينشتاين اللاحقة التي سُمِّيت بالنسبية العامة.

أينشتاين مع نيلز بور عام 1925

منتصف حياته

في العام 1906 ترقى أينشتاين في السلم الوظيفي من مرتبة فاحص فني مختبر أول إلى مرتبة فاحص فني من الدرجة الثانية، وفي العام 1908 مُنح إجازةً لإلقاء الدروس والمحاضرات من "بيرن" في سويسرا، ووُلد الطفل الثاني لأينشتاين الذي سُمِّي "إدوارد" في 28 تموز (يوليو) 1910، وطلّق أينشتاين بعدها زوجته ميلِفا في 14 شباط (فبراير) 1919 وتزوج بعدها من ابنة عمه "ايلسا لوينثال" التي تكبره بثلاث سنوات في 2 حزيران (يونيو) 1919. لايعلم أحد حتى هذه الساعة شيئاً عن مصير طفلة أينشتاين الأولى غير الشرعية من زوجته ميلِفا إذ يعتقد البعض أنها ماتت في فترة الرضاعة، ويعتقد البعض الآخر أن والديها أعطياها لمن لا أولاد له للتبني، أمّا بالنسبة لأولاد أينشتاين، فقد أُصيب أحدهما بمرض انفصام الشخصية ومات فيما بعد في المصح العقلي الذي تولى علاجه ورعايته. أمّا الابن الثاني، فقد انتقل لولاية كاليفورنيا الأمريكية للعيش فيها ومن ثم أصبح استاذاً (دكتور) في الجامعة، وكانت اتصالاته مع والده محدودةً جداً. في العام 1914 وقبيل الحرب العالمية الأولى، استقر أينشتاين في مدينة "برلين" الألمانية، ولم يكن أينشتاين من دعاة الحرب ولكنه كان ألمانيا من أصل يهودي، مماتسبب بشعور القوميين الألمان بالضيق تجاه هذا الرجل، وتأجج هذا الامتعاض لأينشتاين من قبل القوميين الألمان عندما أصبح أينشتاين معروفاً على المستوى العالمي بعدما خرجت مجلة "التايم" الأمريكية في 7 تشرين الثاني (نوفمبر) 1919 بمقالٍ يؤكد صحة نظرية أينشتاين المتعلقة بالجاذبية.

الأعوام اللاحقة

بوصول القائد النازي أدولف هتلر إلى السلطة في العام 1933 تزايدت الكراهية تجاه أينشتاين فاتهمه القوميون الاشتراكيون (النازيون) بتأسيس "الفيزياء اليهودية"، كما حاول بعض العلماء الألمان النيل من حقوق أينشتاين في نظرياته الأمر الذي دفع أينشتاين للهرب إلى الولايات المتحدة الأمريكية والتي منحته بدورها إقامة دائمةً، وانخرط في "معهد الدراسات المتقدمة" التابع لجامعة برينستون في ولاية نيو جيرسي، ففي عام 1939 كتب رسالته الشهيرة إلى الرئيس الأمريكي روزفلت لينبهه على ضرورة الإسراع في إنتاج القنبلة قبل الألمان وذلك قبل أن يهاجر إلى الولايات المتحدة. وفي العام 1940، صار أينشتاين مواطناً أمريكياً مع احتفاظه بجنسيته السويسرية.

أينشتاين والصهيونية

لم يكن موقف أينشتاين، في بداية حياته على الأقل، رافضاً للصهيونية. فقد نشأ وتعلَّم في ألمانيا. ولذا، فقد كان يؤمن بفكرة الشعب العضوي، وبأن السمات القومية سمات بيولوجية تُوَّرث وليست سمات ثقافية مكتسبة. فقد صرح بأن اليهودي يظل يهودياً حتى لو تخلى عن دينه. وقد عبَّر أينشتاين في عدة مناسبات عن حماسه للمشروع الصهيوني وتأييده له، بل واشترك في عدة نشاطات صهيونية. ولكن موقف أينشتاين هذا لم يكن نهائياً، إذ عَدَل عن هذه المواقف فيما بعد، فقد صرح بأن القومية مرض طفولي، وبأن الطبيعة الأصلية لليهودية تتعارض مع فكرة إنشاء دولة يهودية ذات حدود وجيش وسلطة دنيوية. وأعرب عن مخاوفه من الضرر الداخلي الذي ستتكبده اليهودية، إذا تم تنفيذ البرنامج الصهيوني، وفي هذا رَفْض للفكر الصهيوني ولفكرة التاريخ اليهودي الواحد. ولهذا السبب، وفي العام نفسه، فسَّر انتماءاته الصهيونية وفقاً لأسس ثقافية، فصرح بأن قيمة الصهيونية بالنسبة إليه تكمن أساساً في « تأثيرها التعليمي والتوحيدي على اليهود في مختلف الدول ». وهذا تصريح ينطوي على الإيمان بضرورة الحفاظ على الجماعات اليهودية المنتشرة في أرجاء العالم وعلى تراثها، كما يشير إلى إمكانية التعايش بين اليهود وغير اليهود في كل أرجاء العالم. وفي عام 1946، مَثل أمام اللجنة الأنجلو أمريكية وأعرب عن عدم رضاه عن فكرة الدولة اليهودية، وأضاف قائلاً: « كنت ضد هذه الفكرة دائماً ». وهذه مُبالَغة من جانبه حيث أنه، كما أشرنا من قبل، أدلى بتصريحات تحمل معنى التأييد الكامل لفكرة القومية اليهودية على أساس عرْقي. والشيء الذي أزعج أينشتاين وأقلقه أكثر من غيره هو مشكلة العرب. ففي رسالة بعث بها إلى وايزمان عام 1920، حذر أينشتاين من تجاهل المشكلة العربية، ونصح الصهاينة بأن يتجنبوا «الاعتماد بدرجة كبيرة على الإنجليز »، وأن يسعوا إلى التعاون مع العرب وإلى عَقْد مواثيق شرف معهم. وقد نبه أينشتاين إلى الخطر الكامن في الهجرة الصهيونية. ولم تتضاءل جهود أينشتاين أو اهتمامه بالعرب على مر السنين. ففي خطاب بتاريخ أبريل سنة 1948، أيَّد هو والحاخام ليو بايك موقف الحاخام يهودا ماجنيس الذي كان يروج فكرة إقامة دولة مشتركة (عربية ـ يهودية)، مضيفاً أنه كان يتحدث باسم المبادئ التي هي أهم إسهام قدَّمه الشعب اليهودي إلى البشرية. ومن المعروف أن أينشتاين رَفَض قبول منصب رئيس الدولة الصهيونية حينما عُرض عليه.

ألبرت اينشتاين عام1947

السنوات الأخيرة

عرضت الحكومة الإسرائيلية على أينشتاين منصب رئيس الدولة في العام 1952 ولكن أينشتاين رفض هذا العرض الإسرائيلي قائلا: "انا رجل علم ولست رجل سياسة".وفي نهاية حياته اتهمته المخابرات الأمريكية بالميول للشيوعية لأنه قدم انتقادات لاذعة للنظام الرأسمالي الذي لم يكن يروق له. وفي عام 1952 كتب أينشتاين في رسالة إلى الملكة الأم البلجيكية: "لقد أصبحت نوعاً من المشاغب في وطني الجديد بسبب عدم قدرتي على الصمت والصبر على كل ما يحدث هنا."

وفاته

وفي العام 1955، توفي أينشتاين، وحُرق جثمانه في مدينة "ترينتون" في ولاية "نيو جيرسي" في 18 نيسان (أبريل) 1955 ونُثر رماد الجثمان في مكان غير معلوم، وحُفظ دماغ العالم أينشتاين في جرّة عند الطبيب الشرعي "توماس هارفي" الذي قام بتشريح جثته بعد موته. وقد أوصى أينشتاين أن تحفظ مسوداته ومراسلاته في الجامعة العبرية في القدس، وأن تنقل حقوق استخدام اسمه وصورته إلى هذه الجامعة.

المعجلات النووية

noreply@blogger.com (عبدالله) — Sat, 15 May 2010 14:07:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم ...

المعجلات النووية

Nuclear Accelerators

ان الهدف من المعجل هو توجيه الاجسام المشحونة في شكل شعاع باكسابه طاقة حركة باتجاه الهدف من خلال تطبيق مجالات كهربية ومغناطيسية وهناك عدة انواع من هذه المعجلات

يتكون المعجل بصفة عامة من مصدر للجسيمات المشحونة مثل الكترونات منبعثه من فتيلة ساخنة او من ذرات متأينة حيث تنطلق هذه الجسيمات المشحونة تحت تأثير فرق جهد كهربي يتراوح من إلى 10 مليون فولت. يتم تحديد مسار هذه الجسيمات المعجلة لتكون شعاع ينطلق باتجاه الهدف, ويكون داخل المعجل مفرغ من الهواء (تحت ضغط منخفض) لتفادي تشتت الجسيمات المعجلة عند تصادمها مع ذرات الهواء.

تصنف المعجلات إلى ثلاثة اقسام بناء على الطاقة المستخدمة للتعجيل وهي على النحو التالي:

(1) المعجلات المنخفضة الطاقة: حيث تنتج جسيمات معجلة بطاقة تصل تتراوح بين 10 إلى 100 مليون الكترون فولت وفي اغلب الاحيان تستخدم هذه المعجلات لدراسة تشتت الجسيمات المعجلة بتفاعلها مع مادة الهدف

(2) المعجلات ذات الطاقة المتوسطة: حيث تنتج شعاع من الجسيمات المعجلة بطاقة تفوق 100 مليون الكترون فولت لتصل 1000 مليون الكترون فولت. وعند هذه الطاقة يتم دراسة تصادم النيوكليونات مع أنوية العناصر وقد سنتج عن هذه التصادمات توليد جسيمات اخرى مثل الميونز وفي هذا المعجلات يتم دراسة القوى النووية والتحقق تركيب النواة.

(3) المعجلات ذات الطاقة العالية: وهي تنتد شعاع من الجسيمات المعجلة بطاقة تفوق 1000 مليون الكترون فولت. ويكون الغرض من هذه المعجلات هو انتاجح جسيمات جديدة من خلال اصطدام هذه الجسيمات المعجلة بأنوية العناصر ومن ثم دراسة خصائص الجسيمات الناتجة

وقد تم تصميم معجلات نووية تصل طاقة التعجيل فيها إلى 10000000 الكترون فولت.

الاجزاء الرئيسية للمفاعل

(1) مصدر الجسيمات المشحونة Ion source: وهو المصدر الرئيسي للجسيمات المعجلة ويتكون من غاز متأين بواسطة التفريغ الكهربائي ويتم استخلاص الجسيمات ذات الشحنة الموجبة من خلال الكترود سالب ذو جهد 10000 فولت.

(2) ناقل الشعاع beam optics: وهو عبارة عن عدد من الموجهات المكونة من اجهزة كهربية ومغناطيسية لتوجيه الجسيمات المعجلة في المسار المحدد لها داخل المعجل وهي بمثل العدسات في الضوء وتعتمد على قوة لورنز Lorentz force

F = q(vxB)

(3) الهدف Target: وهو المادة التي توضع في نهاية المعجل بهدف التجربة تحت الدراسة فمثلاً تجربة nuclear spectroscopy حيث يتم دراسة مستويات الطاقة ومساحة المقطع فإن الهدف في هذه الحالة يكون شريحة سمكها 10ميكرون، اما في حالة دراسة انتاج جسيمات ثانوية من تصادم الانوية المعجلة مع الهدف فإن الهدف يكون سميك يصل سمكه إلى 10 سنتميتر بحيث يمتص طاقة الجسيمات المعجلة. وفي كلا الحالتين يتم تبريد الهدف حتي لاتتغير درجة حرارته مع تصادم الجسيمات المعجلة معه.

(4) الكاشف Detector وهي الجزء الأساسي الذي تعتمد عليه القياسات المراد الحصول عليها من التجربة مثل تحديد نوعية الجسيمات الناتجة من التصادم وطاقتها وزمن بقاءها وتوزيعها الزاوي وهذه الكواشف علم قائم بحد ذاته وسنخصص مقالاً منفصلا للحديث عنها.

أنواع المعجلات

(1) المعجل الكهروستاتيكي Electrostatic accelerator

(2) معجل السكلترون Cyclotron accelerator

(3) المعجل الخطي Linear accelerator

(4) معجل السنكتورن Synchrotrons

(5) المعجل التصادمي Colliding-Beam accelerator

المعجل الكهروستاتيكي Electrostatic accelerator

ابسط انواع المعجلات التي تستخدم لتعجيل الجسيمات المشحونة خلال فرق جهد ثابت من خلال العلاقة E = qV حيث V فرق جهد التعجيل ويصل إلى 10 مليون فولت وq شحنة الجسيمات المعجلة وE طاقة الحركة للجسيمات. وهذا يعني ان الطاقة التي يمكن ان يكتسبها الجسيم المعجل تصل إلى 10 مليون الكترون فولت لكل وحدة شحنة وهذه الطاقة كافية لدراسة التركيب النووي للنواة.

اول معجل تم تصميمه على هذا الاساس كان في 1932 بواسطة العالمان Cockcroft and Walton حيث وصل فرق جهد التعجيل إلى 800 الف فولت واعتمد مبدأ عمله على شحن مكثفات على التوازي ومن ثم تحويلها إلى توصيل على التوالي من خلال الدائرة الموضحة في الشكل

وتسمى هذه الطريقة بمضاعفة فرق الجهد voltage multiplication ةاستخدم في اول تجربة نووية في التفاعل التالي

P + 7Li º 4He+4He

وفي الوقت الحالي فإن هذا النوع من المعجلات يعتمج على مولد فانديجراف الذي طوره العالم Van de Graaff في عام 1932

وتعتمد فكرة عمل مولد فانديجراف على مبادئ الكهربية الساكنة حيث نعلم ان الشحنة الكهربية تستقر على سطح الموصل في الحالة الكهروستاتيكية وتنقل الشحنة الكهربية من خلال حزام من مادة عازلة وفي اغلب الاحيان من الحرير ويحصل الحزام على الشحنة الكهربية من جهاز corona discharge وهو رأس مدبب من مادة موصلة مطبق عليه فرق جهد عالي يصل الى 20 الف فولت وعند الرأس المدببة حيث تزداد كثافة الشحنة علية يحدث تفريغ كهربي يعمل على تأيين الهواء فتندفع الايونات الموجبة بقوة التنافر في اتجاه الحزام المتحرك حاملاً شحنة موجبة إلى القشرة الكروية التي تشكل مكثف كهربي من مع الأرض. وهذه فكرة عمل هذا المولد فعندما يتم شحن الموصل الداخلي تنتقل الشحنة إلى القشرة الكروية المتصلة مع الموصل الداخلي كما في الشكل وتستقر الشحنة على السطح الخارجي للقشرة وتعتمد قيمة الشحنة على العلاقة

V = Q/C

حيث C سعة المكثف وQ الشحنةو V فرق الجهد الناتج ومن الناحية النظرية فإنه يمكن ان يزداد الجهد الكهربي إلى مالانهاية لان سعة المكثف لانهائية وكلما ازادادت قيمة الشحنة ازدادت قيمة الجهد ولكن من الناحية العملية فإن قيمة عالة للجهد الكهربي يوئدي إلى تأيين الهواء ويصبح موصل مما يؤدي إلى وضع حد لزيادة فرق الجهد الكهربي الممكن الحصول عليه. وللتغلب على هذه المشكلة يتم وضع مولد الفانديجراف في حاوية تحتوي على غاز عازل كهربيا مثل غاز SF6 عند ضغط 10 إلى 20 ضغط جوي

يمتاز مولد فانديجراف عن مولد والتن كوكفورت باثبات قيمة فرق الجهد وهذه مهمة جداً في دراسة مساحة مقطع التصادمات النووية لدراسة مستويات الطاقة النووية.

تمتلك العديد من الجامعات الامريكية والمراكز البحثية مولد الفانديجراف وفي الصورة التالية نلاحظ مختبر مجهز بمولد فاندجراف

حيث نلاحظ على اليمين من الصورة مولد الفاندجراف داخل مستودع يحتوي على غاز عازل والجسيمات المعجلة تنطلق داخل الانبوب وفي الوسط مغناطيس يعمل على دوران الجسيمات المعدلة باتجاه الهدف على يسار الصورة.

من المولدات المتطورة المعتمدة على مولد فانديجراف مولد تاندم فانديجراف Tandem Van de Graaff والموضح في الشكل التخطيطي التالي:

ويمكن الحصول على فرق جهد 20 مليون فولت ويستخدم هذا المعجل في دراسة تفاعل الأيونات الثقيلة. ونلاحظ على يسار الصورة المغناطيس الذي يعمل على حرف الجسيمات المعجلة وكذلك المغناطيس الذي يعمل على توجيه الجسيمات إلى عدة مسارات مختلفة لكل مسار يخصص تجربة محددة.

معجل السكلترون Cyclotron accelerator

جهاز السنكلترون يعد جهاز حديث تم تصميمه في 1934 ويستخدم في تعجيل الجسيمات المشحونة إلى سرعات هائلة تستخدم في تجارب التصادمات النووية. وهنا ايضا يستخدم كلا من المجال الكهربي والمجال المغناطيسي لهذا الغرض.

فكرة العمل

يتكون السنكلترون من وعائين منفصلين على شكل الحرف الانجليزي D مفرغين من الهواء لتقليل احتكاك الجسيمات المعجلة مع جزيئات الهواء. يطبق فرق جهد متردد على طرفي الوعائين ويطبق مجال مغناطيسي عمودي على الوعائين كما هو موضح في الشكل

يتم اطلاق الجسيمات المراد تعجيلها في وسط المنطقة الفاصلة بين الوعائين لتأخذ مسار دائري وتعود إلى الوسط الفاصل في فترة زمنية قدرها T/2 حيث T هو الزمن الدوي.

وبضبط تردد فرق الجهد المطبق بين الوعائين لقلب قطبيتهما ليتوافق مع وصول الجسم المشحون للمنطقة الفاصلة حيث يكون مجالا كهربياً يكسب الشحنة دفعة لتزيد من سرعته وبالتالي يزداد نصف قطر الدوران للجسم المشحون تدريجياً حتى يصل إلى نصف قطر الوعاء وعندها يخرج الجسيم المشحون من المعجل (السنكلترون) بسرعة كبيرة تعتمد على المعادلة

v = qBr/m

وهذا يعني ان سرعة الجسيمات المعجلة تتناسب طرديا مع المجال المغناطيسي المطبق وعلى نصف القطر.

اول معجل تم تصنيعه على هذا الاساس بواسطة Lawrence and Livingston في بيركلي بالولايات المتحدة في 1931 وكان نصف قطره 12.5 سم والمجال المغناطيسي 1.3 تسلا وهذا انتج بروتونات معجلة بطاقة 1.2 مليون الكترون فولت. وبعد عدة سنوات تم تطوير معجل السنكلترون ليصل نصف قطره إلى 35 سم وطاقة تعجيل البروتونات تصل إلى 10 مليون الكترون فولت. وفي نهاية 1930 تم بناء معجل سنكلترون نصف قطره 75 سم وطاقة تعجيل البروتونات تصل إلى 20 مليون الكترون فولت.

في الصورة التالية معجل سنكلترون في مختبر Argonne National Laboratory حيث يتضح المغناطيس العلوي والسفلي كذلك تظهر الصورة شعاع الجسيمات التي تنطلق من المعجل نتيجة تأينها للهواء.

المعجل الخطي Linear accelerator

يدعى هذا المعجل باسم ليناك Linac وفيه يتم تعجيل الجسيمات المشحونة على مراحل بواسطة فرق جهد متردد كما في السينكلترون ولكن الفرق ان مسار الجسيمات المشحونة يكون في خط مستقيم حيث لا نحتاج الى المغناطيس الباهظ التكلفة. يتكون المعجل الخطي كما في الشكل التوضيحي التالي من عدة سلسلة من الالكترود ذات الشكل الاسطواني والتي ترتبط ببعضها البعض من خلال مصدر فرق جهد متردد.

تكتسب الجسيمات المعجلة طاقتها من الفجوة بين الاسطوانات نتيجة لفرق الجهد المطبق عليها وفي داخل الاسطوانة حيث لا يوجد مجال تندفع الجسيمات تحت تأثير قوة اندفاعها لفترة من الزمن تساوي نصف الزمن الدوري لفرق الجهد المتردد لحين تغير قطبية فرق الحهد المطبق على الاسطوانة التي تليها.

وتعتمد فكرة عمل المعجل الخطي على التزامن بين الطاقة التي يكتسبها الجسيم المشحون بين الاسطوانات مع المجال الكهربي المتردد المطبق على الاسطوانات ولضبط هذا التزامن فإن طول الاسطوانة يصمم بناء على سرعة الجسيمات المعجلة بعد كل مرحلة، فإذا كان نصف الزمن الدوري للجهد المطبق هو t/2 فإن طول الاسطوانة رقم n يعكى بالمعادلة

Ln = vnt/2

وطاقة الحركة المكتسبة بعد مرورها من الاسطوانة رقم n يعطى بالعلاقة

1/2 mvn2 = neVo

ومن المعادلتين السابقتين يكون طول الاسطوانة n

عند خروج الجسيمات المعجلة من الاسطوانة تتعرض إلى مجال كهربي كما في الشكل التوضيحي التالي:

مثال على المعجل الخطي هو المعجل الموجود في جامعة ستانفورد في الولايات المتحدة والذي انتج في 1967 ضمن برنامج ابحاث فيزياء الطاقة العالية وهذا المعجل يعطي الالكترونات المعجلة طاقة تصل إلى 1.2 جيجا الكترون فولت 1.2x109 eV والتجارب التي عملت بواسطة هذا المعجل على تشتت الالكترونات المعجلة لتحديد نصف قطر النواة.

معجل خطي في Los Alamos Meson Physics Laboratory يبلغ طوله نصف ميل

المعجل التصادمي Colliding-Beam accelerator

يستخدم المعجل التصادمي في مجال الفيزياء النووية ذات الطاقة العالية لانتاج جسيمات جديدة من خلال تحويل اكبر قدر ممكن من طاقة حركة الجسيمات المعحلة إلى طاقة تكوبن (كتلة) لجسيمات جديدة. افترض شعاع من جسيمات مثل البروتونات تم تعجيلها لتصطدم بهدف من ذرات الهيدروجين لتنتح جسيمات جديدة X كما في المعادلة التالية:

P + P º P + P + X

يجب ان تكون طاقة الحركة اكبر من طاقة تكوين الجسيمات المنتجة ولحساب طاقة الحركة المطلوية

الفيزياء الذرية و الجزيئية

noreply@blogger.com (عبدالله) — Sat, 8 May 2010 13:54:00 +0300

.:: الفيزياء الذرية و الجزئية ::.

منذ بداية القرن العشرين أصبح من المعروف أن المادة غير قابلة للتجزئة إلى مالانهاية، بل انها تتكون من جسيمات مادية قطرها في حدود 10-10m سميت بالذرات (Atoms).

وجاءت أولى الدلائل على وجود الذرات من دراسة التفاعلات الكيميائية وسلوك الغازات، كما حصل الفيزيائيون على دلائل مباشرة على وجود الذرات باستخدام المجاهر الحديثة ذات القدرة التكبيرية العالية، إلا أن أقوى هذه المجاهر لا تستطيع استكشاف التركيب الداخلي للذرات ولذلك قام العلماء بوضع تصوراتهم لتركيب الذرة الداخلي من خلال التجارب والنتائج المتوفرة لديهم في ذلك الوقت.

يتناول هذا المقرر دراسة تفصيلية للنماذج التي وضعها العلماء لتركيب الذرة مثل نموذج طومسون ونموذج رذرفورد ونوذج بور. وكل نموذج حقق العديد من الظواهر وفشل في أخرى وهذا ما سيتم توضيحه من خلال تناول كل نموذج بالدراسة. كما سيتم دراسة تركيب الذرة باستخدام ميكانيكا الكم من خلال معادلة شرودينجر.

تعتمد دراسة تركيب الذرة بشكل اساسي على فهم الطيف الكهرومغناطيسي للذرة باعتبارها بصمة مهمة تكشف عن بنية الذرة ونركز من خلال هذا المقرر على طيف الهيدروجين باعتباره أبسط الأطياف الذرية والمدخل إلى بناء النماذج الذرية.

ولأهمية هذا الموضوع يرجى الاطلاع على الشرح المفصل الخاص بـ ما هي الأشعة الكهرومغناطيسية؟ من الموقع التعليمي للفيزياء.

تحيــــــاتي ...

الفيزياء النووية

noreply@blogger.com (عبدالله) — Sat, 8 May 2010 13:44:00 +0300

.::الفيزياء النووية::.

الفيزياء النووية فرع من الفيزياء يدرس خواص النويات الذرية وتراكيبها وتفاعلاتها. وقد بدأت الفيزياء النووية في حوالي عام 1900م باكتشاف خاصية النشاط الإشعاعي ونواة الذرة. ومنذ ذلك الحين، مَكَّن تطوير معدات تتزايد قوتها ودقتها باطراد، العلماء من دراسة النويات بتفاصيل أكبر .

وتحتوي النواة على 99,9% من كتلة الذرة. وتتكون من نوعين من الجسيمات، هما النيوترونات، والبروتونات، ولهما نفس الكتلة تقريبًا. والبروتونات لها شحنة كهربائية موجبة، بينما لا تحمل النيوترونات أية شحنة. ويحدد عدد البروتونات في النواة العنصر الكيميائي الذي تنتمي إليه الذرة، بينما يحدد عدد النيوترونات النظير الذي تمثله.

وتربط قوة عظيمة تدعى التفاعل القوي، أو القوة النووية النيوترونات بالبروتونات في النواة، وتحزم بعضها إلى بعض، وهكذا، فإن كل النويات يكون لها نفس الكثافة العالية جدًا. ولو أن الكرة الأرضية انكمشت حتى أصبح لها كثافة مثل كثافة نواة ذرية، فإن قطرها في هذه الحالة سيكون نحو 0,5 كم فقط.

والنوّيات التي لها أعداد مختلفة من البروتونات، والنيوترونات، يمكن أن يكون لها خواص مختلفة. فبعض النويات لها شكل الكرة، بينما بعضها الآخر ممدود أو مسطح قليلاً. وبعض النويات صلب، بينما بعضها الآخر أكثر مرونة. وبعضها مستقر بينما بعضها الآخر مشع ويطلق تلقائيًا إشعاعًا يُدْعى جسيمات ألفا، وجسيمات بيتا، وأشعة جاما لكي تأخذ شكلاً أكثر استقرارًا. ويفسر الفيزيائيون هذه الخواص باستخدام نظريات معقدة تتيح لهم التنبؤ بسلوك الأنواع الجديدة من (النويات).

وتأتي معظم المعلومات عن النويات الذرية، من دراسات التفاعلات النووية. وعادة يستخدم معجل الجسيمات ليحدث أشعة دقيقة عالية السرعة من البروتونات، والنيوترونات والجسيمات الأخرى. ويحدث تفاعل نووي عندما تصطدم إحدى الجسيمات بنواة. وعندئذ يستخدم الفيزيائيون معداتهم العالية الدقة لتحليل الإشعاعات المنبعثة أثناء التفاعل.

وتُستخدم التفاعلات النووية، في كل من الطاقة النووية، والأسلحة النووية. ويطلق انشطار (انقسام) النويات الثقيلة جدًا واندماج (اتحاد) نواتين خفيفتين جدًا كميات كبيرة من الطاقة. وعادة ما تُطَلق هذه الطاقة بطريقة بطيئة ومنتظمة. وتُستخدم الطاقة الانشطارية لتوليد الكهرباء ولتزويد السفن بالطاقة. ويعمل الباحثون لتصنيع أجهزة لتحويل الطاقة الاندماجية إلى كهرباء. وفي الأسلحة النووية، تجبر ظروف مختلفة جدًا عددًا كبيرًا من تفاعلات الانشطار أو الاندماج على الحدوث في نفس اللحظة تقريبًا، مما يتسبب في حدوث انفجار قنبلة ذرية أو هيدروجينية.

وقد قادت الأبحاث في مجال الفيزياء النووية إلى أساليب جديدة لتشخيص وعلاج الأمراض والتعقيم وحفظ الأغذية والتنقيب عن النفط. وفي أغلب الأحوال، تستخدم هذه التقنيات نويات نشطة إشعاعيًا تدعى النظائر المشعة.

كما أن الأبحاث النووية مفيدة أيضًا في الفروع الأخرى للفيزياء، وفي حقول مثل الفيزياء الفلكية والكيمياء الحيوية والكيمياء.

تحيــــــــــاتي ...

ما هو علم الفيزياء وما هي تخصصاته?

noreply@blogger.com (عبدالله) — Thu, 6 May 2010 16:48:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم ..

.::ماهو علم الفيزياء وما هي تخصصاته؟::.

اشتهر علم الفيزياء بصعوبته بالمقارنة بالعلوم الأخرى ولكن كنوع من التحدي الذي نواجهه في حياتنا فإن النجاح في دراسة الفيزياء له متعة خاصة. فمن حصل على شهادة علمية في احد تخصصات الفيزياء فإنه يكون مرشح للنجاح في العديد من المجالات التي قد يوضع بها فعلم الفيزياء يكسب دارسه العديد من المهارات ومنها على سبيل المثال ليس للحصر:

التمثيل الرياضي لأية مشكلة لإيجاد الحل المنطقي لها.

اكتساب المهارات الكافية لتصميم التجارب وأجراءها،

العمق في إيجاد تفسير لنتائج التجارب.

اكتساب الخبرات في مجال البحث العلمي.

من يدرس الفيزياء

هل ترغب في معرفة كيف تعمل الأشياء من حولنا مثل الكمبيوتر والليزر والصواريخ الفضائية؟ وهل ترغب في إيجاد تفسير لما يدور في هذا الكون من ظواهر عديدة مثل الجاذبية والضوء والنجوم والعواصف والأعاصير والزلازل. هل ترغب في الشعور بمتعة الاكتشاف والمشاركة بالمعرفة العالمية وإجراء التجارب العلمية واكتشاف نظريتها. إذا كنت مغرم بهذا فإن الفيزياء هي لك...

ما هو علم الفيزياء

علم الفيزياء هو القاعدة الأساسية لمختلف العلوم فهو يقدم التفاصيل العميقة لفهم كل شيء بدءاً بالجسيمات الأولية إلى النواة والذرة والجزيئات والخلايا الحية والمواد الصلبة والسائلة والغازات والبلازما (الحالة الرابعة للمادة) والدماغ البشري والأنظمة المعقدة والكمبيوترات السريعة والغلاف الجوي والكواكب والنجوم والمجرات والكون نفسه. أي أن الفيزيائيين يختصون بمعرفة اصغر عنصر لهذا الكون وهو الجسيمات الأولية إلى الكون الفسيح مرورا بالتفاصيل التي ذكرناها.

ماذا تقدم الفيزياء لدارسيها

معظم العلماء المشهورين مثل اينشتين ونيوتن وماكسويل .... كانوا فيزيائيين. يمكننا ان نقول ان الفيزيائيين هم أكثر العلماء المدربين في عدة مجالات مثل الرياضيات والكمبيوتر بل انهم أحيانا يتفوقون على اقارنهم المتخصصين لانهم يتعاملون مع هذه العلوم على اساس تطبيقي كما ان الفيزيائي يمكن ان يكسر الحواجز بين العلوم التطيبقية الاخرى كالكيمياء والبيولوجي والجيولوجيا والهندسة والطب ولا يجد الفيزيائي صعوبة في فهم اي نوع من العلوم المختلفة ولأهمية هذا العلم ظهرت تخصصات تجمع الفيزياء مع العلوم الاخرى مثل الجيوفيزياء والبيوفيزياء. عندما تظهر تطبيقات علمية جديدة او اجهزة متقدمة فإن علم الفيزياء يكون مطلوباً...

هل انت مرشح لدراسة الفيزياء

اذا كنت من المولعين بفهم وتعلم كيف تعمل الاشياء وتحب الرياضيات والكمبيوتر واجراء التجارب فإن عليك ان تصبح فيزيائياً. فإن دراسة هذا العلم سوف يشبع رغباتك وستجد في كل موضوعاته ما يزيدك زهوا وفخرا كلما اكتشفت جديد فدراسة الفيزياء مغامرة جدير بالاهتمام. ولا يجب عليك قبل التفكير في دراسة هذا التخصص بفرص العمل المتوفرة لك بعد اتمام الدراسة المهم ان تدرس ما يشبع رغباتك وان تستمتع بما تدرس ودع المستقبل للخالق.

ماذا يمكن ان يعمل متخصص الفيزياء

في اي مكان تتواجد فيه التكنولوجيا يجد الفيزيائي عمل له ويكون مفضل عن غيره لما يمتلكه من معلومات عن المبادئ الاساسية والخبرات الذاتية التي تؤهله للتعامل مع التكنولوجيا وتطورها بشكل اسرع. وفي الدول الصناعية المتقدمة لا يمكن ان يوجد فيزيائي عاطل عن العمل. فيمكن للفيزيائي ان يعمل في المجال الطبي حيث ان كل اجهزة التشخيص في المستشفيات يعتمد تشغيلها على الفيزياء مثل استخدام اشعة اكس والنظائر المشعة والرنين المغناطيسي والامواج فوق الصوتية واشعة الليزر والمنظار وغيرها من الاجهزة المستخدمة والتي هي تطبيقات لاكتشافات وابحاث الفيزيائيين ولا يمكن ان يكون هناك علاج بدون تشخيص فكلما تطورت وسائل التشخيص امكن التغلب على امراض كانت قاتلة. كذلك في مجال الاتصالات والاقمار الصناعية الذي يعتمد على تطور احد فروع الفيزياء وهو الالكترونيات. كما وان علم الفيزياء ضرورياً لمراكز الارصاد الجوية ومراكز التنبؤ بالزلازل ومراكز البحوث كما ان للفيزيائي دورا اساسياً في مجال التعليم لاعداد اجيال جديدة لاكمال مشوار التقدم العلمي. وكذلك في التطبيقات الصناعية ومراكز تطوير مواد جديدة ولا شك ان علم الفيزياء وراء تطور اجهزة الكمبيوتر بكافة مكوناته من المعالج إلى الذاكرة إلى الشاشة إلى اقراص الليزر وكلما تقدمت الابحاث الفيزيائية كما انعكس ذلك على تطور اجهزة الكمبيوتر وكفاءتها....

أفرع الفيزياء

الفيزياء الكلاسيكية :

الميكانيكا

الديناميكا الحرارية

الكهرباء والمغناطيسية

الضوء

الفيزياء الحديثة :

النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

فيزياء الحالة الصلبة

علوم فيزياء تطورت بتطور مفاهيم الفيزياء الحديثة :

الليزر

الطاقة الشمسية

البلازما

الاغشية الرقيقة

الالياف الضوئية

الفيزياء الاشعاعية

الجسيمات الاولية

الفلك

تحياتي ...

الاحتكاك

noreply@blogger.com (عبدالله) — Mon, 19 Apr 2010 18:45:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

الاحتكاك :هي القوة المقاومة التي تحدث عند تحرك سطحين متلاصقين باتجاهين متعاكسين عندما يكون بينهما قوة ضاغطة تعمل على تلاحمهما معا (وزن أحد الجسمين مثلا). وتنتج كمية من الحرارة.

يحدث الاحتكاك بين المواد الصلبة، السائلة والغازية أو أي تشكيلة منهم.

وقوة الاحتكاك هي حاصل ضرب القوة الضاغطة بين الجسمين في معامل الاحتكاك. قح = قض X µ حيث: قح: قوة الاحتكاك قض: القوة الضاغطة بين الجسمين أو القوة العمودية على السطح الفاصل بينهما µ: معامل الاحتكاك، إما الساكن(µس) أو الحركي(µح)

يعتبر الاحتكاك قوة تطبق في الاتجاه العكسي لسرعة الجسم. فمثلا إذا دُفع كرسي على الأرض نحو اليمين تكون قوة الاحتكاك متجهة إلى اليسار. تنشأ قوة الاحتكاك بين الأجسام نتيجة وجود نتوءات وفجوات بين الأسطح فكلما كانت الأسطح ملساء كلما قلت تلك القوة. أثناء تحرك الجسم على السطح، تصطدم كل من النتوءات الصغيرة الموجودة عليه وذلك السطح، وحينئذ تكون القوة مطلوبة لنقل النتوءات بجانب بعضها الآخر. وتعتمد منطقة الاتصال الفعلي على القوة العمودية بين الجسم والسطح المنزلق. وتتناسب هذه القوة الاحتكاكية مع إجمالي القوة العمودية وتعادل هذه القوة غالبا وزن الجسم المنزلق تماما. وفي حالة الاحتكاك الجاف المنزلق حيث لا يوجد تشحيم أو تزييت، تكون قوة الاحتكاك مستقلة عن السرعة تقريبا. كما أن قوة الاحتكاك لا تعتمد على منطقة الاتصال بين الجسم والسطح الذي ينزلق عليه. وتعتبر منطقة الاحتكاك الفعلية منطقة صغيرة الحجم نسبيا، وتعرف منطقة الاحتكاك بأنها تلك المنطقة التي يحدث فيها تلامس فعلي بين كل من النتوءات الصغيرة الموجودة على الجسم والسطح الذي ينزلق عليه.

معامل الاحتكاك

معامل الاحتكاك هو كمية عددية تستخدم للتعبير عن النسبة بين قوة الاحتكاك بين جسمين والقوة الضاغطة بينهما، وليس له وحدة قياس. ويعتمد على مادتي الجسمين.مثلا الجليد على المعدن لهما معامل احتكاك قليل (أي إنهما ينزلقان على بعض بسهولة). أما المطاط على الإسفلت فلهما معامل احتكاك عالي جدا (لا ينزلقان على بعض)، انظر الجدول. µس السطح 2 السطح 1 0.06 جليد خشب 0.02 - 0.1 ثلج نحاس أصفر 0.07 معدن (مشحم) معدن 0.25 خشب بلوط خشب بلوط 0.5 - 0.9 خرسانة (مبللة) مطاط 0.7 - 1 خرسانة جافة مطاط معامل الاحتكاك الساكن لبعض المواد

يعتبر معامل الاحتكاك كمية تجريبية، أي انه يجب قياسه عن طريق التجربة ولا يمكن حسابه بالمعادلات الرياضية. كما أن معظم المواد الجافة مع بعضها تعطي معامل احتكاك بين 0.3 و 0.6. ومن الصعب الحصول على قيمة خارج هذا المجال. إن قيمة 0 لمعامل الاحتكاك تعني انه لا يوجد احتكاك بالمرة وسينزلق الجسمان على بعضهما إلى ما لا نهاية. و يكون معامل الاحتكاك الساكن أكبر من الحركي لأن النتوءات والفجوات الموجودة بين أسطح الأجسام المتلاصقة تتداخلان في بعضهما فتسببان مقاومة السطحين للانزلاق. ولكن إذا بدأ الجسم في الانزلاق فلن يتوفر الوقت اللازم للسطحين لكي يتلاحما تماماً كل مع الآخر.

أنواع الاحتكاك

الاحتكاك الساكن

يحدث الاحتكاك الساكن عندما يكون الجسمان غير متحركان بالنسبة إلى بعضهما البعض (مثل الطاولة على الأرض). معامل الاحتكاك الساكن يرمز له بالرمز (µس). القوة الابتدائية اللازمة لتحريك هذا الجسم تكون عادة أكبر بقليل من قوة الاحتكاك الساكن. يكون معامل الاحتكاك الساكن عادة أكبر من معامل الاحتكاك الحركي.

مثال على الاحتكاك الساكن هو القوة التي تمنع عجلات السيارة من الانزلاق على سطح الدوران. فعلى الرغم من أن العجلات تدور، إلا أن النقطة النسبية للحركة بين العجلة والأرض تكون ساكنة بالنسبة للأرض ولذلك يكون الاحتكاك ساكن وليس تحريكيا.

الاحتكاك الحركي

يحدث الاحتكاك الحركي عندما يتحرك الجسمين بالنسبة إلى بعضهما البعض ويحتك أحدهما بالآخر(مثل مز لجة على الأرض). معامل الاحتكاك الحركي يرمز له بالرمز (µح). ويكون عادة اقل من معامل الاحتكاك الساكن.

أمثلة على الاحتكاك الحركي

الاحتكاك الانزلاقي: يحدث عندما يحتك جسمين صلبين ببعضهما البعض (مثل تحريك كتاب على الطاولة).

الاحتكاك المائع (احتكاك الموائع): يحدث عندما يتحرك جسم صلب خلال مادة سائلة أو غازية (مثل مقاومة الهواء لحركة الطائرة، أو مقاومة الماء لحركة الغطاس).

الطاقة المفقودة بسبب الاحتكاك: عندما يتحرك جسم على سطح بمعامل احتكاك حركي(µح) وقوة عمودية(قع) تكون كمية الطاقة المفقودة بسبب الاحتكاك U تساوي: U = µح X قع X ف حيث ف هي المسافة المقطوعة بواسطة الجسم. هذه المعادلة مماثلة للمعادلة (الطاقة المفقودة=القوةXالمسافة) وهذا لأن الاحتكاك كمية غير متجهة.

فوائد الاحتكاك

كثيرا ما ننظر إلى قوة الاحتكاك على أنها قوة مبددة، ومعيقة لحركة الأجسام ،وعندما نحسب الشغل المبذول ضد الاحتكاك نعتبره شغلا ضائعا ونحاول في الكثير من التصاميم الميكانيكية تقليل قوى الاحتكاك إلى أقل قدر ممكن بغية تحقيق أداء أفضل للآلات والماكينات ولكن.. هل الاحتكاك ضار إلى هذا الحد؟ وما الذي سيحدث لو أن الاحتكاك في لحظة ما قد اختفى من العالم، أي أصبح صفرا؟

إذا اختفى الاحتكاك فلا بد إن السيارات والقطارات وجميع وسائل المواصلات لن تستطيع أن تتحرك لأنها تتحرك بواسطة الاحتكاك بين الأرض والعجلات. وحتى لو تحركت فإنها لن تستطيع أن تتوقف، لأن الفرامل تعتمد أساسا على الاحتكاك.كما لن يستطيع الناس السير أو حتى الوقوف وقفة سليمة، وكأنهم واقفون على أرضية جليدية. ولن يستطيعوا أن يمسكوا بأي شيء لأنه سينزلق من أيديهم. كما ستتفتت الجبال ولن يبقى عليها أي غطاء من التربة.و لن تبقى أي بناية سليمة بل ستتهدم. وستفك الحبال المربوطة. كل هذا بسبب الانزلاق وانعدام الاحتكاك. باختصار، الحياة مستحيلة بدون احتكاك.

فللاحتكاك فوائد مهمة؛ فهو يجعل عجلات السيارة تتحرك على الرصيف، ويجعل عجلات القاطرة تمسك بقضبان السكك الحديدية. وهو يسمح للسير الناقل بأن يدير البكرة دون انزلاق. وأنت لا تستطيع السير دون الاحتكاك لتمنع حذاءك من التزحلق على الرصيف. ولهذا فمن الصعب السير على الجليد؛ حيث أن السطح الأملس يسبب احتكاكاً أقل من الرصيف، وبذلك يسمح للحذاء بالانزلاق. ويثبت التربة على سطح الجبال ويثبت البنايات ويجعلها قائمة. ويجعل الحبال المربوطة تبقى ثابتة. بالإضافة إلى العشرات إن لم يكن المئات من الفوائد الأخرى.

مساوئ الاحتكاك

على الرغم من أهمية الاحتكاك واستحالة الحياة بدونه كما رأينا، إلا أن له مساوئ عديدة قد تؤدي إلى أضرار كبيرة على المدى البعيد. الشغل المبذول بواسطة الاحتكاك يتم تحويله إلى تشوه وحرارة. ففي الآلات، يجعل الاحتكاك جزءا كبيرا من الطاقة المبذولة يذهب سدى. ويحولها إلى حرارة تتطلب المزيد من التبريد. وأحيانا يؤدي الاحتكاك إلى ذوبان بعض الأجسام كما يؤدي إلى التشوه، والتشوه في الأجسام صفة متلازمة مع الاحتكاك. مع انه قد يكون مفيدا في بعض الحالات (مثل صقل الأجسام). إلا أنه عادة يكون مشكلة، لأن الأجسام تبلى وتفقد قدرتها على التحمل، وقد تتعطل بعض الآلات. وعلى المدى الطويل يمكن أن تؤثر على خصائص السطوح وقد تؤثر على معامل الاحتكاك نفسه، وتستطيع أن ترى هذا بنفسك في إطارات السيارات القديمة، حيث يكون سطحها أملس تماما. هذه هي مساوئ الاحتكاك في الحياة العملية. وقد كان وما زال للاحتكاك اثر سلبي في تطور العلم، فقد تأخر استنتاج قوانين الحركة لسنوات عديدة بسبب الاحتكاك. ولأن الحرارة والحركة المتولدة عن الاحتكاك تتبدد بسرعة، فقد استنتج العديد من الفلاسفة القدماء (و منهم أرسطو) إن الأجسام المتحركة تفقد من طاقتها بدون وجود قوة معاكسة لها. وهذه النظرية الخاطئة لم تكن لتصاغ لولا الاحتكاك.

طرق تقليل الاحتكاك

الأجهزة:

مثل العجلات أو الأنابيب الدوارة المستخدمة في المطارات لنقل الحقائب من مكان إلى آخر. والتي تحول الاحتكاك الإنزلاقي إلى احتكاك دحروجي. والذي يقلل من الاحتكاك.

التقنيات:

إحدى التقنيات التي يستعملها مهندسو القطارات هي جعل الروابط بين مقطورات القطار رخوة. وهكذا يستطيع القطار أن يسحب كل مقطورة على حدة بدلا من سحبها جميعا. وهذا يقلل الاحتكاك الكلي ويجعله موزعا على الزمن.

المزلقات أو سوائل التزليق:

من أهم الوسائل المستخدمة لتقليل الاحتكاك هي استخدام المزلقات، مثل الزيوت والشحوم. فالزيت يقلل الاحتكاك. فمعامل الاحتكاك لحديد متدحْرج على خشب مزيت على سبيل المثال يصبح أقل كثيرا من 0,018، لأن نوع السطح ليس له أثر تقريباً عندما يكون مغطى بالزيت أو بسوائل أخرى، وحينئذ يعتمد الاحتكاك على لزوجة السائل والسرعة النسبية بين الأسطح المتحركة. مع ان معظم المزلقات تكون سائلة، إلا أن بعضها صلب مثل التلك والجرافيت.

والمزلقات السائلة تكون ذات " لزوجة" قليلة توضع بين سطحين لتقليل معامل الاحتكاك بدرجة كبيرة. والسوائل اللطيفة أقل لزوجة من السوائل الغليظة، وأسرع تدفقًا. فاللزوجة خصيصة من خصائص الموائع تجعلها تقاوم التدفق. وهي تحدث نتيجة للاحتكاك الداخلي لجزيئات السائل التي يتحرك بعضها قبالة بعض. فالمائع ذو اللزوجة المنخفضة (صابون مثلا)، يتدفق بسرعة أكبر من المائع ذي اللزوجة العالية (صمغ مثلا).

ولجميع الموائع، بما في ذلك السوائل، والغازات، درجة معينة من اللزوجة. وبعض المواد التي تبدو صلبة، مواد ذات لزوجة عالية وتتدفق ببطء شديد ومثال ذلك القار. ودرجة اللزوجة مهمة جداً في العديد من الاستعمالات. فعلى سبيل المثال، تحدد لزوجة زيت المحرك كفاءته في تشحيم أجزاء محرك السيارة. وكلما كان تداخل جزيئات السائل أكثر قوة، كان للسائل لزوجة أكبر. وعموماً، كلما كان حجم أو طول الجزيء أكبر، كان التداخل أقوى. وتحدد درجة حرارة المائع قوة تداخل جزيئاته، حيث تتداخل الجزيئات في المائع أكثر كلما انخفضت درجة الحرارة. وهكذا، فإن الموائع الساخنة تكون ذات لزوجة أقل من لزوجة الموائع الباردة. ولكن جزيئات الغاز تتداخل بقوة أكثر في درجة حرارة عالية. لذلك فإن لها لزوجة أكبر من لزوجة الغازات الباردة. وإحدى طرق زيادة لزوجة سائل هي إذابة البوليمرات (سلاسل جزيئية طويلة) فيه. وتصبح هذه الجزيئات متشابكة فتقاوم التدفق. كذلك، فإن إضافة جسيمات صلبة للمائع يزيد أيضًا من درجة اللزوجة[2].

الالتحام البارد

مع انه كلما زادت الخشونة زاد الاحتكاك. لكن إذا وضع سطحين ناعمين جدا (قريبين من النعومة التامة) من المعدن مع بعض وأزيلت الشوائب بينهما تماما بواسطة الفراغ، فانهما سيلتصقان مع بعض ويصبح من الصعب فصلهما وهو ما يسمى بــ"الالتحام البارد". هذا يعني انه عندما يصل الجسم إلى مرحلة قريبة من النعومة التامة. يصبح الاحتكاك معتمدا على طبيعة القوى الجزيئية في مساحة الالتحام. لذا فإن الأجسام المختلفة التي لها نفس درجة النعومة قد يكون لها معاملات احتكاك مختلفة جدا.

قانون نيوتن الثالث للحركة

noreply@blogger.com (عبدالله) — Sun, 18 Apr 2010 19:01:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

قانون نيوتن الثالث (Newton's third law): هو أحد قوانين الحركة التي وضعها إسحق نيوتن وينص على التالي:

"لكل قوة فعل قوة رد فعل، مساوي له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه يعملان في نفس الخط"

فمثلا لا يطير الصاروخ أو المكوك الفضائي إلا بسرعة 11 كلم في الثانية لتحدي قوة جاذبية الأرض أي بسرعة 39600 كلم في الساعة.

فالجسم يبذل قوة لأنه يتفاعل مع جسم آخر. فالقوة التي يبذلها جسم (1) على جسم (2) لا بد أن تكون من نفس الحجم ولكن في اتجاه معاكس للقوة التي يبذلها الجسم 2 على الجسم 1 . على سبيل المثال، إذا قام شخص بالغ كبير بدفع طفل على زلاجة دفعا خفيفا، فبالإضافة إلى القوة التي يمنحها البالغ للطفل، فإن الطفل يمنح للبالغ قوة مساوية ولكن في اتجاه عكسي. ومع هذا، وحيث أن كتلة البالغ أكبر، فسوف تكون عجلة البالغ أقل.

ويورد ابن ملكا البغدادي في كتابه المعتبر : "أن الحلقة المتجاذبة بين المصارعين لكل واحد من المتجاذبين في جذبها قوة مقاومة لقوة الآخر. وليس إذا غلب أحدهما فجذبها نحوه يكون قد خلت من قوة جذب الآخر، بل تلك القوة موجودة مقهورة، ولولاها لما احتاج الآخر إلى كل ذلك الجذب".

ويورد فخر الدين الرازي نفس المعنى في كتابه المباحث المشرقية إذ يقول: "الحلقة التي يجذبها جاذبان متساويان حتى وقفت في الوسط، لا شك أن كل واحد منهما فعل فيها فعلا معوقا بفعل الآخر... ] ثم لا شك [ أن الذي فعله كل واحد منهما لو خلا عن المعارض لاقتضى انجذاب الحلقة إلى جانبه، فثبت وجود شيء لو خلا عن المعوق لاقتضى الدفع إلى جهة مخصوصة...".

ويقول ابن الهيثم في كتابه المناظر : "المتحرك إذا لقي في حركته مانعا يمانعه، وكانت القوة المحركة له باقية فيه عند لقائه الممانع، فإنه يرجع من حيث كان في الجهة التي منها تحرك، وتكون قوة حركته في الرجوع بحسب قوة الحركة التي كان تحرك بها الأول، وبحسب قوة الممانعة".

قانون نيوتن الثاني للحركة

noreply@blogger.com (عبدالله) — Sun, 18 Apr 2010 18:30:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

قانون نيوتن الثاني Newton's second law : هو أحد قوانين الحركة التي وضعت من قبل العالم الإنكليزي إسحق نيوتن وينص على التالي :

إذا أثرت قوة أو مجموعة قوى على جسم ما فإنها تكسبه تسارعاً (أو عجلة) a، يتناسبمع محصلة القوى المؤثرة، ومعامل التناسب هو كتلة القصور الذاتي m للجسم أي أن :

هذا القانون يتعلق بدراسة الأجسام المتحركة، وهو ينص بصيغة أخرى على ان أن تسارع جسم ما أثناء حركته، يتناسب مع القوة التي تؤثر عليه، وفي تطبيق هذا القانون على تساقط الأجسام تحت تأثير جاذبية الأرض تكون النتيجة أنه إذا سقط جسمان من نفس الارتفاع فإنهما يصلان إلي سطح الأرض في نفس اللحظة بصرف النظر عن وزنهما ولو كان أحدهما كتلة حديد والآخر ريشة، ولكن الذي يحدث من اختلاف السرعة مرده إلى اختلاف مقاومة الهواء لهما في حين أن قوة تسارعهما واحدة.

وقد تصدى لهذه القضية العديد من علماء الميكانيكا والطبيعيات المسلمين فيقول الإمام فخر الدين الرازي في كتابه "المباحث المشرقية"(11):

"فإن الجسمين لو اختلفا في قبول الحركة لم يكن ذلك الاختلاف بسبب المتحرك، بل بسبب اختلاف حال القوة المحركة، فإن القوة في الجسم الأكبر ،أكثرمما في الأصغر الذي هو جزؤه لأن ما في الأصغر فهو موجود في الأكبرمع زيادة"، ثم يفسر اختلاف مقاومة الوسط الخارجي كالهواء للأجسام الساقطة فيقول: "و) ما القوة القسرية فإنها يختلف تحريكها للجسم العظيم والصغير لا لاختلاف المحرك بل لاختلاف حال المتحرك فإن المعاوق في الكبير أكثر منه في الصغير، وهكذا نجد أن المسلمين قد اقتربوا إلى حد بعيد جداً إلي معرفة القانون الثاني.

المجرة

noreply@blogger.com (عبدالله) — Sat, 17 Apr 2010 20:52:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم ...

المجرة (بالإنجليزية: Galaxy) : هي نظام كوني مكون من تجمع هائل من النجوم، الغبار، والغازات،و المادة المظلمة[1][2] التي ترتبط معاً بقوى الجذب المتبادلة وتدور حول مركز مشترك. يقدر الفلكيون أن هناك حوالي 1010 إلى 1012 مجرة تقريباً في الكون المنظور [3], أبعد مجرات تم تصويرها تبعد حوالي 10 إلى 13 مليار سنة ضوئية، تتراوح في أحجامها بين المجرات القزمة، التي لا يتعدى عدد نجومها العشرة ملايين نجم وتكون مساحتها حوالي بضعة آلاف سنة ضوئية، إلى المجرات العملاقة التي تحتوي على أكثر من (10)12 نجمة وحجمها يصل إلى نصف مليون سنة ضوئية.

وكذلك، قد تحتوي المجرة الواحدة على أنظمة نجمية متعددة على شكل تجمعات نجمية، وقد تحتشد مجموعة من النجوم لتكون عناقيد نجمية أو مجموعات شمسية، وقد تحتوي أيضا على سدم وهي عبارة عن سحب غازية كثيفة.

مجرتنا :

ومجرتنا اسمها مجرة درب التبانة أو الطريق اللبني، والتي يوجد فيها أكثر من مائتي مليار من النجوم وتحوي الكثير من المجاميع النجمية، بما فيها المجموعة الشمسية، والتي ينتمي إليها كوكبنا كوكب الأرض تضم أيضا نجوما تنطلق بسرعة تزيد عن 300 كيلومتر في الثانية.

سميت المجرات تبعا لأشكالها :

تاريخياً، كانت المجرات تصنف وفقاً لشكلها المظهري (عادةً حسب صورة التفافها). المجرة الإهليلجية (البيضوية) هي مجرة شهيرة، وتتخذ شكل القطع الناقص في مظهرها، فيما تأخذ المجرات الحلزونية شكلاً لولبياً له أذرع غبارية.

المجرات التي تملك شكلاً غير عادي ولا تأخذ شكلاً منتظماً تعرف عادة بالمجرات الغريبة، ويعود تشوهها لقوى الجذب من المجرات المجاورة. هذا التجاذب بين المجرات يؤدي في نهاية المطاف إلى التحامها معاً مما يؤدي إلى مراحل من زيادة تكوين النجوم.

وتصادم المجرات يحدث في الكون بشكل اعتيادي بل يعتقد أن سحابتا ماجلان قد أصطدمتا في الماضي السحيق بمجرتنا وعندما يحدث الصدام بين المجرات فإن ما يحدث ليس مفجعا كما يتبادر إلى الأذهان.

والمجرات الصغيرة التي لا تملك هيكلاً واضحاً يمكن أن تسمى مجرات غير منتظمة.

الفضاءات بين المجرات عبارة عن غازات رقيقة بمعدل كثافة يبلغ أقل من ذرة واحدة للمتر المكعب. ومعظم المجرات منظمة بترابط فيما بينها وهذا التكوين بينها يدعى عنقوداً، وهذه العناقيد إن ترابطت فيما بينها أيضاً تدعى حينها عناقيد الكون هائلة.

برغم أنها لم تفهم بعد، إلا أن المادة المظلمة تشكل نحو 90% من كتلة معظم المجرات. وتشير معلومات الملاحظات الفلكية أن الثقوب السوداء العظيمة تقع في غالب -إن لم يكن كل- مراكز المجرات.

واكتشف علماء الفلك إنه هنالك الملايين من المجموعات الشمسية في المجرة الواحدة، تتباعد المسافات بينها إلى حد كبير، ولا مجال للزحام في هذا الكون السحيق، فمثلا مجموعة المرأة المسلسلة التي هي أقرب المجموعات الكبيرة إلينا تبعد عنا أكثر من مليوني سنة ضوئية.

وتقع مجرتنا(مجرة درب التبانة) في نظام مجري يحوي مجموعة من المجرات يسمى المجموعة المحلية.

توزيع المجرات :

المجرات موزعة بشكل غير متساو في الفضاء. ففي حين يكون بعضها وحيدا وبعيدا نسبيا بسنوات ضوئية طويلة عن أي مجرة أخرى قريبة. وتكون مجرات أخرى في أزواج، كل في مدار مع الأخرى. ولكن معظم المجرات توجد في مجموعات تسمى عناقيد مجرية (ويجب عدم الخلط بينها وبين العناقيد النجمية). وقد تحتوي هذه العناقيد على مجموعة من بضع عشرات إلى عدة آلاف من المجرات. وقد يصل قطر بعضها إلى 10 مليون سنة ضوئية. (شكل 1) مجرات منتشرة في الفضاء

العناقيد المجرية بدورها تتجمع في بنية هيكلية أضخم تسمى العناقيد المجرية الهائلة. وهي مرتبة في شبكات ضخمة. وهذه الشبكات تتكون من خيوط متشابكة أو شعيرات من المجرات المحيطة نسبيا فارغة المناطق تعرف باسم (voids) أو (فراغات). وواحدة من أكبر تلك الهياكل عبارة عن شبكة من المجرات المعروفة باسم السور الكبير (The Great Wall). يبلغ طول هذا الهيكل 500 مليون سنة ضوئية وعرضه 200 مليون سنة ضوئية.

طريقة تكون المجرات :

وجدت العديد من النظريات حول طريقة تكون المجرات، إلا أن أكثر هذه النظريات شيوعاً تنص على أن أصل المجرات هي في الواقع غازات داكنة، تبدأ جزيئاتها في الاحتشاد بفعل قوى الجاذبية فيما بينها حتى تتحول إلى غيمة غازية ضخمة. ثم تبدأ الغيمة بالدوران حتى تصل إلى الشكل المطلوب.

ويرى الفلكيون إن أكثر من ألف مليون مجرة تقع في مدى الرؤية بالمناظير، وأنها تتخذ أشكالاً متنوعة، كما أن النجوم التي تحويها المجرات تندرج تحت أنماط عامة، وباختصار فإن المجرات الإهليجية (البيضاوية) تغلب فيها النجوم الحمراء المتقدمة في السن، أما المجرات الحلزونية ففيها خليط من النجوم المتقدمة والنجوم حديثة النشأة. أما المجرات غير المنتظمة الشكل فالنجوم السائدة فيها هي النجوم الزرقاء حديثة النشأة. ويوحي ذلك للفلكيين أن المجرات ذاتها قد تكون في حالة تغير ونمو وأن المجرات غير المنتظمة تمثل فيها مرحلة شبابها، والمجرات البيضوية تمثل مرحلة الشيخوخة، وهذا رأي مقنع، ولكن هناك نواحي محيرة في ما يختص بتكون النجوم والمجرات وأعمارها ولا يمكن تفسيرها بالوقت الحاضر. ويرى بعض العلماء إن سرعة سحابة من الغاز وحجمها وكثافتها يمكن أن تحدد نوع المجرة التي ستنشأ عنها، فإذا كانت السحابة كبيرة وكثيفة فإنها تستهلك مادتها النجمية الغازية، وتتكثف بسرعة مكونة نجوما، ولا تلبث إلا قليلاً حتى تتحول إلى مجرة إهليجية (بيضاوية)، أما السحابة خفيفة الوزن، الرقيقة، التي لا تخضع لنظام، فإنها تنمو ببطء وتحتفظ بجزء من غازها وترابها لتكثفات تحدث فيما بعد. بل إن هناك احتمالاً في أن تكون أطول المجرات أعماراً وأقلها انتظاماً مجرات غير مضيئة في الغالب، أي مجرد نجوم متفرقة حديثة النشأة، يحيط بها غازات قاتمة ورقيقة. والاعتقاد الجازم لدى جميع العلماء هو أن النجوم نشأت كلها في وقت واحد عند الانفجار الكبير.

ظاهرة الالتهام والالتهام الذاتي للمجرات :

منذ أواسط السبعينات من القرن العشرين لاحظ العلماء ان مجرة درب التبانة تسعى إلى أبتلاع مجرتي ماجلان الكبرى والصغرى فيما يعرف بتصادم المجرات عن طريق جسر مادي يتخذ شكل الحلقة حول قطبي المجرة نفسها. وتبين للباحثين ان مجرتنا لا تكتفي بتغيير شكل هاتين المجرتين فحسب (من خلال قوة الجذب الهائلة التي تتناسب طردياً مع كتلتيهما الأمر الذي يؤدي إلى تكوين ما يعرف بظاهرة المد والجزر على غرار الظاهرة المعروفة على الأرض)، بل تحاول أنتزاع المجرتين بكامل مادتهما، الأمر الذي يثبت لنا شره درب التبانة غير المتناهي. وتشير حسابات الفلكيين إلى ان مجرتي ماجلان ستنتهيان يوماً ما خلال دورانهما حول المجرة، (درب التبانة) داخل أحد ثقوبها السود. ويعتقد العلماء أن هذا الأمر حدث قبل 8 مليارات سنة عندما كانت مجرتنا في عز شبابها، حيث قامت بابتلاع إحدى المجرات القريبة، وهذا ليس بالأمر الصعب، بل نجد آثاره في قرص المجرة نفسها، حيث ينقسم هذا القرص إلى قسمين: أحدهما رقيق نجده في جميع المجرات الحلزونية وتكون سرعة نجومه متشابهة، والآخر سميك ويتراكب فوق القرص الأول لكن مادته النجمية أقل كثافة من مادة القرص الرقيق، إلا أن النجوم التي وجدها العلماء في هذا القسم تنطلق بسرعات تختلف كثيرا فيما بينها، ويقول هؤلاء ان هذه النجوم ليست سوى بقايا لمجرة تم ابتلاعها من قبل مجرتنا يوماً ما.

وتشير الباحثة فرانسواز كومبس من مرصد باريس إلى أن بعض المجرات المشابهة لمجرتنا لا تمتلك قرصا سميكاً، وهو ما يدل على أنها كانت أكثر هدوءاً من غيرها وأقل شرهاً. وتضيف كومبس أن من أهم الأشارات الدالة على حدوث أندماج عنيف بين مجرة درب التبانة وإحدى المجرات الأخرى، هو عمر الكتل النجمية التي تحيط بنا حيث يلاحظ أن عمر هذه المجموعات النجمية الشديدة التراص، قديم جدا وأنها تتشكل أثناء تصادم مجرتين متجاذبتين.

ويذكر أن مجرتنا شوهدت في عام 1994 وهي في خضم إحدى عمليات الألتهام، ففي ذلك العام أكتشف الباحث رودريجو ايباتا أثناء تحضيره رسالة الدكتوراه في جامعة كامبريدج، منطقة نجمية قريبة من مركز المجرة تتميز بكثافة عالية غير عادية، ولاحظ رودريجو أن هذه المنطقة كانت أكبر من أن تكون مجرد تجمعات نجمية، ولذا فقد أطلق عليها “مجرة القوس القزمة” لأنها وجدت في كوكبة برج القوس، وعلى وجه السرعة أعتبر العلماء هذه المجرة أنها أقرب المجرات إلى الشمس حيث تقع على مسافة تبلغ 75 ألف سنة ضوئية منها مقابل 179 ألف سنة ضوئية بالنسبة لسحابتي ماجلان. وأثبتت الأبحاث اللاحقة على مجرتنا أنها في مرحلة تسعى فيها إلى تفكيك المجرة المكتشفة في برج القوس، لا سيما أن أذرعها تمتد حول قطبي مجرتنا. وتشير آخر الدراسات التي أجريت باستخدام برامج المحاكاة إلى أن مجرة برج القوس لن تقاوم لفترة طويلة، إذ لا تكاد تنهي دورة أو دورتين حول مجرة درب التبانة، حتى تتشتت بنجومها داخل النواة المركزية.

يرى الباحثون أن ظاهرة “الالتهام الذاتي” ليست محصورة في منطقة درب التبانة كمجرة، بل ثمة آلاف الثقوب السود الأخرى الصغرى المعروفة باسم “الثقوب السودالنجمية” والتي تقطن في بقية أجزاء المجرة. ويشير دانييل روان إلى أن هذه الثقوب عبارة عن بقايا لنجوم هائلة أنفجرت وأنهدمت على نفسها من الداخل، ويمكن لهذه النجوم أن تكون ثقوباً سوداً تصل كتلها إلى عشر أمثال كتلة الشمس لكن شريطة أن تكون الكتل محصورة ضمن حيز صغير نوعا ما، أي ما يماثل كرة بنصف قطر يبلغ 3 كيلومترات وتحتوي على كتلة تعادل كتلة الشمس.

أنواع المجرات :

الأنواع المختلفة من المجراتيمكن تصنيف المجرات بحسب الأشكال التي تتخذها.

مجرات اهليلجية (بيضوية) :

هي مجرات بيضوية وقرصية الشكل فالمجرة ذات الرمز E0 تدل على أنها قريبة من الشكل الدائري و E7 تدل على انها اكثر المجرات الاهليجية استطالة ((حوالي 60% من المجرات اهليجية)) ( شكل2) الأنواع المختلفة من المجرات

مجرات حلزونية :

هي مجرات تشبه الحلزون الملتف. واعطيت ثلاثة رموز هي Sa,Sb,Sc فأذرع المجرة Sa اقل انفراجا من النوعين الاخرين وحجم مركزها أكبر ونسبتها في الكون 20%

مجرات حلزونية عادية :

تكون نواتها كروية وتنبثق منها الأذرع الحلزونية.

مجرات حلزونية عصوية :
تكون نواتها مستطيلة وتنبثق منها الأذرع الحلزونية من نهايتي النواة.

مجرات عدسية :

هي مجرات يكون شكلها مثل العدسة تنتفخ نواتها إلى جوانبها.

مجرات غير منتظمة :

وهي مجرات تظهر بشكل عشوائي غير منتظم وليس لها شكل معين مثل المجرات البيضوية والحلزونية والكروية، ويحتوي معظم هذه المجرات غير المنتظمة على سحب غازية متلبدة ونجوم زرقاء لامعة. ونسبتها 20% ومن الامثلة عليها مجرة سحابة ماجلان الكبرى وسحابة ماجلان الصغرى ((ورمزها Irr))

قانون نيوتن الأول للحركة

noreply@blogger.com (عبدالله) — Sat, 17 Apr 2010 17:07:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

قانون نيوتن الأول Newton's First Law : هو أحد قوانين الحركة التي وضعها العالم الإنكليزي إسحق نيوتن وينص على التالي:

يظل الجسم في حالته الساكنة(إما السكون التام أو التحريك في خط مستقيم بسرعة ثابتة) ما لم تؤثر عليه قوة تغير من هذا الحالة.

يشير القانون الأول للحركة -في علم الفيزياء- أنه إذا كان مجموع الكميات الموجهة من القوى التي تؤثر على جسم ما صفرا، فسوف يظل هذا الجسم ساكنا. وبالمثل فإن أي جسم متحرك سيظل على حركته بسرعة ثابتة في حالة عدم وجود أية قوى تؤثر عليه مثل قوى الاحتكاك.

ولقد استطاع العالم ابن سينا في القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي أن يصوغ في كتابه الإشارات والتنبيهات هذا القانون بلفظه: "إنك لتعلم أن الجسم خلي وطباعه، ولم يعرض له من خارج تأثير غريب، لم يكن له بد من موضع معين، فإذن في طباعه مبدأ استيجاب ذلك".

ويشير إلى خاصية القصور الذاتي للجسم التي بها يدافع عن استمراره في الحركة المنتظمة وهو المعنى الثاني للقانون الأول للحركة فيقول: " الجسم له في حال تحركه ميل (مدافعة) يتحرك بها، ويحس به الممانع ولن يتمكن من المنع إلا فيما يضعف ذلك فيه، وقد يكون من طباعه، وقد يحدث فيه من تأثير غيره فيبطل المنبعث عن انطباعه إلى أن يزول فيعود انبعاثه. وهذا هو القانون الأول لابن سينا.

ويقول في كتابه الشفاء: "... وليست المعاوقة للجسم بما هو جسم، بل بمعنى فيه يطلب البقاء على حاله من المكان أو الوضع... وهذا هو المبدأ الذي نحن في بيانه". ويستطرد في تأكيده لذات المعنى مرة أخرى بقوله: "ولكننا إذا حققنا القول، وجدنا أصح المذاهب مذهب من يرى أن المتحرك يستفيد ميلا من المحرك، والميل هو ما يحس بالحس إذا ما حوول أن يسكن الطبيعي بالقسر، أو القسري بالقسر". أي أن الجسم يكون له -حال تحركه- ميل للاستمرار في حركته، بحيث أنه إذا تمت إعاقته أحس الموقف بمدافعة يبديها الجسم للإبقاء على حاله من الحركة سواء كانت هذه الحركة طبيعية أو قسرية.

وهذا يعني أن ابن سينا يدلل بأن الجسم إذا لم يتعرض لقاسر خارجي، وترك لطبعه، فإن فيه خاصية تدعو للمحافظة على حالته الطبيعية، وتدافع عن بقائه على ما هو عليه.

صور فيزيائية

noreply@blogger.com (عبدالله) — Mon, 12 Apr 2010 14:09:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمه الله وبركاته

هذه مجموعه من الصور الفيزيائيه

أرجو ان تعجبكمـ

تفضلوا :

(الحركة الموجية - البندول البسيط)

(اهتزاز الماء - موجية)

(شكل يوضح الموجة)

( موجة ايضاً )

(اضطرابات في الوسط المادي تحدث موجة)

(موجات تنتقل فيالزنبرك)

( حركة الجزيئات )

( النبضة )

( حركات توافقية بسيطة )

( تضاغط و تخلخل|)

( أيضاً تضاغط و تخلخل )

( الموجات المستعرضة )

( حركة موجية )

( أيضا حركة موجية مائية )

( موجات دورية )

اكتشاف هابل

noreply@blogger.com (عبدالله) — Mon, 5 Apr 2010 20:05:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

وفقا لفهمنا الحالي ، ونجم عن الكواكب شكل سحابة من الانهيار من الغبار والغاز داخل سحابة أكبر يسمى سديم. كما تشد الجاذبية المادية في انهيار سحابة أقرب معا ، وسط سحابة يحصل على المزيد والمزيد من ضغطها و، بدوره ، يحصل على أكثر سخونة. هذا الكثيفة والجوهرية الساخنة يصبح نواة لنجم جديد.

وفي الوقت نفسه ، الاقتراحات الكامنة داخل سحابة انهيار سبب ذلك إلى زبد. كما يحصل سحابة مضغوطة للغاية ، فإن الكثير من سحابة تبدأ الدورية في نفس الاتجاه. سحابة الدورية يسطح في نهاية المطاف إلى أن تحصل على قرص وزنه لأنه يدور ، مثل نوع من الغزل أجمة من العجين تسطيح في شكل البيتزا. هذه "circumstellar" أو "كوكب أول" الأقراص ، كما ندعو لهم الفلكيين ، هي مساقط الكواكب.

كتل صغيرة من المواد داخل قرص العصا معا لتشكيل كتل أكبر. في نهاية المطاف هذه كتل تنمو لتصبح الكواكب.
كما قرص يدور ، والمواد في غضون ذلك يسافر حول نجمة في نفس الاتجاه. في نهاية المطاف ، فإن المواد الموجودة في القرص تبدأ تلتصق ببعضها البعض ، الى حد ما مثل الغبار المنزلي الالتصاق معا لتشكل الغبار الأرانب. لأن هذه كتل صغيرة داخل المدار الثابت ، فإنها اكتساح المادية المحيطة ، وتزايد أكبر وأكبر. خطورة متواضعة من جلمود الحجم وقطع أكبر ليبدأ في سحب الغبار ، وكتل أخرى. واكبر هذه التكتلات أصبحت ، من أكثر المواد التي تجذب ، وأكبر من التي يحصلون عليها. قريبا ، وبدايات الكواكب -- "planetesimals" ، كما انهم يسمى -- آخذة في التشكل.
في الجزء الداخلي من القرص ، ومعظم المواد في هذه المرحلة هو الصخرية ، والكثير من الغاز الأصلي قد تم المرجح ابتلعت ومسح بها نجمة النامية. وهذا يؤدي إلى تشكيل أصغر ، planetesimals الصخرية على مقربة من نجمة. في الجزء الخارجي من القرص ، ورغم ذلك ، لا يزال أكثر من الغاز ، وكذلك الثلوج التي لم يتم تبخيرها بواسطة النجم المتنامية. هذا يسمح للمواد إضافية planetesimals أبعد من نجم لجمع المزيد من المواد ، وتتحول إلى عمالقة الجليد والغاز.
كما في كل planetesimal تنمو أكبر ، ويبدأ التخلص من المواد في طريقها ، واختطفت حتى القريبة ، التي تسير بخطى بطيئة والغاز تحت الانقاض بينما الجاذبية القذف غيرها من المواد عن طريقها. في نهاية المطاف ، والحطام في مسار يخفف من وplanetesimal قد حارة نسبيا واضح لحركة المرور حول نجمه.

مئات من هذه planetesimals يشكلون في الوقت نفسه ، لا محالة ، ويلتقون تصل. إذا مساراتها عبر في الوقت المناسب تماما وانهم تتحرك بسرعة كافية بالنسبة لبعضها البعض ، سحق! -- أنها تصطدم ، الى تناثر الحطام في كل مكان. ولكن إذا كانوا ببطء في اتجاه واحد تلوى الأخرى ، ويمكن الاستفادة منها بلطف الجاذبية معا. انهم تشكيل نقابة ، ودمج إلى كائن أكبر. إذا كان المشاركون هم بعيدا عن بعضهما البعض ، لأنها قد لا تتفاعل جسديا ولكن لقاء بينهما الجاذبية يمكن سحب كل هيئة من الهيئات عن مسارها. هذه الكائنات الضال بداية لعبور الممرات أخرى من حركة المرور ، وإعداد المسرح لاصطدام إضافية وغيرها من الاجتماعات من النوع الصخري.
بعد ملايين السنين ، لقاءات بين عدد لا يحصى من هذه planetesimals قد أخلت بكثير من القرص الحطام وتراكمت أكبر من ذلك بكثير -- وعدد أقل بكثير -- الكائنات التي تهيمن حاليا على مناطقها. وهناك نظام الكواكب هو بلوغ مرحلة النضج.

الغريبة ان شاهد ينزل إلى الأرض

noreply@blogger.com (عبدالله) — Sat, 3 Apr 2010 19:36:00 +0300

الخطوة الأولى لإيجاد الحياة الغريبة في مجرتنا تعمل خارج أي نوع من كوكب أجنبي يمكن أن نسميه الوطن. وقد تم رصد ما يقرب من 400 كوكبا خارج النظام الشمسي -- كواكب تدور حول نجوم خارج نظامنا الشمسي -- والآن حان الوقت لالقاء نظرة فاحصة.

الدكتور جيوفانا Tinetti من دوري تعمل على تقنية جديدة للمراقبة مما يجعل من الأسهل أكثر من أي وقت مضى لنلقي نظرة على أجواء الكواكب الخارجية ، وكشف عن أدلة إضافية عن أي من السكان المحتملين. في الشهر الماضي ، ولها فريق من علماء الفلك من دوري وحددت ناسا جزيئات عضوية في الغلاف الجوي لكوكب (المسمى catchily هد 189733b) ما يقرب من 63 سنة ضوئية.

مع هذا النوع من المسافات ، تعبئة عينة من الهواء الغريبة على اتخاذ العودة الى مختبر ليست خيارا. بدلا من ذلك ، علماء الفلك تحليل الإشعاعات المنبعثة منها ، أو التي تعكسها ، كوكب -- طريقة تعرف باسم التحليل الطيفي. جزيئات مختلفة في الغلاف الجوي للكوكب استيعاب موجات مختلفة من الإشعاع ، وترك نمط منبهة في الطيف الشامل للضوء التي استولت عليها التلسكوبات. قبل التعرف على هذه البصمات ، يستطيع الباحثون نستنتج تكوين الغلاف الجوي للكوكب.

'نحن مهتمون تبحث في ضوء الأشعة تحت الحمراء في نهاية المطاف من الطيف ، في الأساس لذلك هو ضوء الحرارية المنبعثة من هذا الكوكب ، ما يفسر Tinetti. 'والسبب في ذلك هو أن معظم الجزيئات التي نحن مهتمون ، على سبيل المثال أو غاز ثاني أكسيد الكربون والميثان ، ويكون له توقيع أقوى بكثير في هذا الجزء من الطيف.'

اعادة التحليل الطيفي لكوكب الأرض

التحليل الطيفي ليست جديدة ، ولكنها كانت تقتصر على الفضاء الخارجي. 'حتى الآن لدينا عادة ما تستخدم تلسكوبات فضائية ، ولا سيما هابل و سبيتزر ، للقيام بهذا النوع من القياس ، ويقول Tinetti. انه من الاسهل لأنك لا تملك الأرض في الغلاف الجوي للكوكب خارج المجموعة الشمسية بينك وبين الملف. '

هذه التلسكوبات الفضائية ولكن قدرة محدودة ، وتتشارك مع باحثين آخرين عديدين يعملون في مشاريع مختلفة ، ولذلك هي ببساطة ليست من الوقت لإبداء الملاحظات التفصيلية اللازمة لفهرس الكواكب الخارجية. بدلا من ذلك ، والأمثل Tinetti وفريقها تقنية التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لإنتاج نتائج دقيقة دون ترك كوكبنا.

'لقد كنا نحاول أن ندفع أسلوبنا في العمل من الأرض لأننا نريد حقا أن يركز كل الامكانات من الأرض جميع التلسكوبات على مواصلة العمل على هذا الموضوع ، والقياسات وأكثر وأكثر ، يقول Tinetti.

الأسلوب ما زال يحتاج إلى القرص قليلة ، ولكن في غضون سنوات قليلة التلسكوبات الأرضية صغيرة نسبيا في جميع أنحاء العالم سوف تكون قادرة على الإدلاء نظرة على اجواء بعيدة نائية ، وتسريع عملية البحث عن الكواكب الخارجية للسكن. 'والحقيقة التي كنا الآن قادرة على إعادة إنتاج النتائج من الفضاء قد فتح باب ضخم ،' ويضيف Tinetti.

الإجابات في الهواء

ويمكن لتكوين الغلاف الجوي للكوكب يخبرنا ما إذا كان يمكن أن تعزز الحياة ، أو حتى لو الحياة قد تكون هناك بالفعل. وبالمثل ، يمكن أن الجو منطقتنا التخلي عن وجودنا لمراقب أجنبي.

الأجانب مجهزة التلسكوبات مماثلة لTinetti يمكن ان بقعة بسهولة بخار الماء وثاني أكسيد الكربون في الهواء ، مما يشير إلى أن الحياة ممكنة على الأرض. وأدلة مثيرة للاهتمام أكثر من وجود طبقة الأوزون ، وإذا كانوا يبحثون أيضا في نهاية المرئي من الطيف ، والأكسجين.

'سيكون استغربت جدا أن نرى وجود توقيع ضخمة من المواد المستنفدة ، وذلك لأن الأوزون ، مثل الأوكسجين ، هو نوع رد الفعل جدا من جزيء ، وإلا إذا كان لديك امدادات ثابتة في الغلاف الجوي الكواكب انه من النادر جدا أن يكون لديك هذه الجزيئات لفترة طويلة الوقت. لذلك إذا رأيت توقيع قوي جدا وهو ما يعني أن هناك مصدرا. التي من شأنها أن نقول لهم ان هناك شيئا مثيرا للاهتمام كان يحدث ، 'تعليقات Tinetti.

لدينا مكان في الكون

كوكبا البحث ليس فقط عن العثور على الرجال صغيرة خضراء اللون. 'هو أيضا عن وضع كوكبنا ونظامنا الشمسي بشكل عام في سياق أوسع -- فهم كيفية فريد نحن ، إذا نظم الطاقة الشمسية مثل بلدنا هي متكررة جدا أو نادرة جدا ،' ويضيف Tinetti.

على الرغم من معرفتنا لكواكب أخرى في مجرتنا يتزايد بسرعة ، لا يزال هناك الكثير لاكتشاف اليسار. 'واحدة من الأشياء مثيرة جدا للاهتمام حول الكواكب الخارجية هو أنها تبقي مفاجئا لكم ،' تقول. 'لا يهم كم التنبؤات النظرية التي تقوم بها ، هي احتمالات كنت لا حق تماما.'

في نهاية المطاف ، Tinetti تأمل في أن تلسكوب الفضاء المقترحة المعروفة باسم أطروحة سترى النور اليوم وأصبح أول مهمة فضائية مخصصة لكوكب خارج المجموعة الشمسية التي تميز أجواء : 'إذا كان لدينا مساحة مهمة تستند مثل أطروحة ثم يمكننا القيام به... عجائب سنرى!

...............................................................................................................................

الأجرام السماوية والظواهر المثيرة للنظر

noreply@blogger.com (عبدالله) — Tue, 30 Mar 2010 18:26:00 +0300

الأجرام السماوية والظواهر المثيرة للنظر

1. اللّيل و النّهار:

يوميا نلاحظ ظاهرة اللّيل و النّهار الّتي تتمثّل في تغيّر ضياء محيطنا بدور قدره 24 ساعة تقريبا. فنرى الشّمس تشرق صباحا من المشرق و بهذا يبدأ النّهار، لتغرب مساء في المغرب و يحلّ هكذا اللّيل.

هل يعني هذا أنّ الشّمس تدور حول الأرض ؟

هذا ما قد نظنّه لأوّل وهلة ويبدو أنّ هذا ما قد ظنّه أجدادنا الأقدمون. و لكن يتبيّن أنّ اللّيل و النّهار ناتجان، ليس عن حركة الشّمس حول الأرض، الّذي هو على كلّ حال خاطئ لأنّ الأرض هي الّتي تدور حول الشّمس، و لكن اللّيل و النّهار ناتجان عن حركة الأرض الدّورانية حول نفسها ! فالأرض تدور حول نفسها من الغرب إلى الشّرق في 24 ساعة. و بما أنّ محيط الأرض في خطّ الاستواء يبلغ طوله 40000 كم فإنّ سرعة دوران الأرض على مستوى خطّ الاستواء تزيد عن 1600 كم/سا.

فكيف يمكننا إذن أن نشعر بالسّكون فوق سطح الأرض ؟
في الحقيقة كلّ جسم يملك خاصيّة تلزمه الحفاظ على حركته ثابتة و تسمّى هذه الخاصيّة بالعطالة (أو القصور الذاتي). و عندما يخضع الجسم إلى تسارع تنتج شبه قوّة تسمّى قوّة العطالة تقاوم القوّة الّتي أنتجت التّسارع. و بالتّي فنحن لا نشعر بأيّة قوّة ما دامت سرعتنا ثابتة. فمثلا في سيّارة تسير بسرعة 80 كم/سا نشعر بسكون تامّ، و لكن في حالة تباطؤ نشعر بجسمنا يميل نحو الأمام تحت قوّة العطالة لأنّ المادّة تحبّ أن تبقى سرعتها ثابتة (العكس يحدث عند التّسارع، جسمنا يميل إلى الوراء). و هكذا مهما كانت سرعة الأرض فنحن نشعر بهدوء شامل !

في زمان ما، نلاحظ أنّ طولي اللّيل و النّهار يتغيّران من مكان إلى آخر من سطح الأرض. و في مكان ما، نلاحظ أنّ هذين الطّولين غير ثابتين خلال السّنة. و هذا ناتج، كما سنرى، عن أنّ محور دوران الأرض حول نفسها ليس عموديا على المستوي الّذي يشمل الأرض و الشّمس، بل هو مائل بحوالي 23.5 درجة عن الشّاقول(الخط الرأسي أو العمودي ).

ففي فصل الصّيف (في نصف الكرة الشّمالي) تدور الأرض حول نفسها مقابلة بصفة دائمة الجزء الشّمالي منها نحو الشّمس، و هكذا تدور الشّمس في السّماء دون أن تغرب في أقصى المناطق الشّمالية من الكرة الأرضية ! بينما يكون الجزء الجنوبي للكرة الأرضية محجوبا عن الشّمس و تكون أقصى المناطق الجنوبية من الكرة الأرضية في ليل مستمر. في فصل الشّتاء (في نصف الكرة الشّمالي)، عندما تكون الأرض في الجهة المعاكسة تقريبا للمكان الّذي تكون فيه في الصّيف بالنّسبة إلى الشّمس، يحدث العكس: القطب الشّمالي في ليل مستمرّ بينما القطب الجنوبي في نهار دائم.

إذا سافر شخص في فصل الصّيف من القطب الشّمالي إلى القطب الجنوبي يلاحظ أنّ طول النّهار ينقص بالتّدريج. ففي أقصى الشّمال بكون النّهار تامّا، ثمّ تبدأ الشّمس خلال سفره نحو الجنوب بالوصول إلى الأفق ثمّ تبدأ بالغياب بعض السّاعات في اليوم إلى أن يتساوى طولي اللّيل و النّهار عند خطّ الاستواء. بعد هذا يصبح طول النّهار أقصر من طول اللّيل، و تصبح الشّمس تشرق بعض السّاعات في اليوم فقط، إلى أن يصبح اللّيل تامّا في أقصى الجنوب. في فصلي الرّبيع و الخريف، يكون محور دوران الأرض عموديا على المحور الرّابط بين الأرض و الشّمس (لا يكون متّجها نحو الشّمس)، و هكذا يطول النّهار و اللّيل 12 ساعة تماما في كلّ أنحاء الكرة الأرضية، و تتلقّى كافّة أنحاء الكرة الأرضية نفس الكميّة من أشعّة الشّمس !

في مكان ما بين خطّ الاستواء و القطبين نلاحظ أنّ طولي اللّيل و النّهار خلال السّنة يتغيّران. و في خطّ الاستواء يتساوى هذان الطّولان على مدار السّنة، بينما تحدث ظاهرة قصوى في القطبين: يمرّ الملاحظ من ليل دائم إلى نهار دائم طول كلّ واحد منهما 6 أشهر ! كما نلاحظ أنّ حركة الشّمس الظّاهرية في السّماء تتغيّر على مدار السّنة. فالشّمس لا تشرق تماما في الشّرق الجغرافي: هذا لا يحدث إلاّ في يومين في السّنة في الرّبيع و الخريف. في ما عدا هذين اليومين، تشرق الشّمس بين +23.5 درجة (أقصى انحراف لها نحو الشّمال في الصّيف) و -23.5 درجة (أقصى انحراف لها نحو الجنوب في الشّتاء) بالنّسبة للشّرق الجغرافي.

عرّف العلماء أربع دوائر متميّزة على الكرة الأرضية و هي: مدار السّرطان (خطّ عرض +23.5 درجة)، مدار الجدي (خطّ عرض -23.5 درجة)، الدّائرة القطبية الشّمالية (خطّ عرض +66.5 درجة) و الدّائرة القطبية الجنوبية (خطّ عرض -66.5 درجة). و تتميّز المناطق بين مدار السّرطان شمالا و مدار الجدي جنوبا بوجود يوم من السّنة على الأقلّ تمرّ الشّمس فيه من سمت الرّأس (أعلى نقطة في السّماء). و تتميّز المناطق بين القطب الشّمالي و الدّائرة القطبية الشّمالية جنوبا و المناطق بين القطب الجنوبي و الدّائرة القطبية الجنوبية شمالا بوجود يوم من السّنة على الأقلّ يطول نهاره 24 ساعة و يوم آخر من السّنة على الأقلّ يطول ليله 24 ساعة. و سنرى في الفقرة المقبلة سبب تغيّر الفصول .

. الفصول:

تدور الأرض حول الشّمس في سنة شمسية واحدة. و في الحقيقة يبلغ زمن دوران الأرض حول الشّمس 365.25 يوما (365 يوما و 6 ساعات)، و هي المدّة الّتي تفصل بين مرورين متتاليين للأرض من نفس الموقع في مدارها. و بما أنّ نصف قطر مدار الأرض حول الشّمس يبلغ طوله 150 مليون كم، فإنّ سرعة الأرض في دورانها حول الشّمس تبلغ حوالي 108000 كم/سا !

و ظاهرة الفصول ناتجة عن تغيّر وضع محور دوران الأرض حول نفسها بالنّسبة إلى المحور الرّابط بين الأرض و الشّمس خلال السّنة و تغيّر كميّة الحرارة الّتي يتلقّاها الجزءان الشّمالي و الجنوبي من الكرة الأرضية. ففي حوالي 21 مارس-آذار، يكون محور دوران الأرض عموديا بالنّسبة إلى المحور أرض- شمس، و هذا ما يسمّى بالاعتدال الرّبيعي. و يتساوى خلاله طولي النّهار و اللّيل في كافّة أنحاء الكرة الأرضية، و كذلك كميّة الحرارة الّتي تصل الأرض. و في حوالي 21 يونيو-حزيران يكون محور الأرض في ذروة ميله بالنّسبة إلى المحور أرض- شمس (+23.5 درجة) و يكون متّجها نحو الشّمس، و يكون قطب الأرض الشّمالي مقابلا للشّمس. و هذا ما يسمّى بالانقلاب الصّيفي. و بينما يشهد نصف الكرة الأرضية الشّمالي فصل الصّيف و أطول أيّام السّنة، يكون نصف الكرة الأرضية الجنوبي في الشّتاء ! و في حوالي 21 سبتمبر-أيلول، يكون محور دوران الأرض عموديا بالنّسبة إلى المحور أرض-شمس، و هذا ما يسمّى بالاعتدال الخريفي. و يتساوى خلاله طولي النّهار و اللّيل في كافّة أنحاء الكرة الأرضية كما هو الحال حين الاعتدال الرّبيعي. و في حوالي 21 ديسمبر- كانون الأوّل يكون محور الأرض في ذروة ميله بالنّسبة إلى المحور أرض- شمس (-23.5 درجة) و يكون معاكسا للشّمس، و يكون قطب الأرض الجنوبي مقابلا للشّمس. و هذا ما يسمّى بالانقلاب الشّتوي. و بينما يشهد نصف الكرة الأرضية الشّمالي فصل الشّتاء و أقصر أيّام السّنة، يكون نصف الكرة الأرضية الجنوبي في الصّيف !

و هنا نقول أنّ مدار الأرض ليس دائريا تماما، بل هو إهليليجي (قطع ناقص) تشغل الشّمس إحدى بؤرتيه. و تكون الأرض في أقرب أوضاعها إلى الشمس (أي في حضيضها) بجوار الانقلاب الشّتوي (147 مليون كم)، و تكون أبعد ما تكون من الشّمس (أي في أوجها) بجوار الانقلاب الصّيفي (151 مليون كم). و هكذا فإنّ الإهليليجية "الضّعيفة" لمدار الأرض ليست هي سبب تغيّر الفصول.

و في الحقيقة لا تتميّز الفصول الأربعة إلاّ في المناطق المتواجدة بين مدار السّرطان و بين الدّائرة القطبية الشّمالية و المناطق المتواجدة بين مدار الجدي و بين الدّائرة القطبية الجنوبية. فالمناطق المتواجدة بين مدار السّرطان و مدار الجدي تشهد فصلي الرّبيع والخريف فقط. بينما المناطق المتواجدة بين الدّائرة القطبية الشّمالية و القطب الشّمالي و المناطق المتواجدة بين الدّائرة القطبية الجنوبية و القطب الجنوبي تشهد فصلي الشّتاء و الصّيف فقط.

الكواكب و النّجوم. ما الفرق بين الكواكب و النّجوم:

عند تأمّل السّماء في ليلة صافية نلاحظ بضعة آلاف من النّقط المتألّقة الّتي تدعى عادة النّجوم. و في الحقيقة، فإنّ ضمن هذه الآلاف من النّجوم، فإنّه يمكن، بالبعض من المثابرة و الملاحظة الدّائمتين، اكتشاف أنّ بضعة من "النّجوم" لا تتبع سلوك باقي النّجوم. وفي الحقيقة، هذه "النّجوم الغريبة" ليست إلاّ أقرب كواكب المجموعة الشّمسية إلينا !

و حيث أنّ معظم النّجوم تكوّن أشكالا ثابتة تقريبا (سنرى في الفصول القادمة المدى المتوسّط الّذي تتغيّر خلاله هذه الأشكال أو الكوكبات: حوالي قرن لملاحظة تغيّر هامّ بالعين المجرّدة، رغم أنّه من الممكن ملاحظة تغيّرات طفيفة خلال بضع سنوات باستعمال وسائل دقيقة)، فإنّ مواضع الكواكب تتغيّر بصفة ملموسة بالنّسبة للأشكال النّجومية المحيطة بها خلال أياّم فقط. و هذا ما جعل الأقدمين يفرّقون بين الكواكب و النّجوم منذ ذلك الوقت، وهذا رغم عدم علمهم بأنّه يوجد كذلك عامل طبيعي يفرّق بين الكواكب و النّجوم !

فالنّجوم عبارة عن كرات ذات حجم و كتلة هائلين مكوّنة من غاز (غاز الهيدروجين بنسبة أساسية) و منتجة لطاقة عظيمة عن طريق تفاعلات الاندماج النّووي (تكوين الهيليوم بواسطة اندماج الهيدروجين، ثمّ تكوين الفحم، الأكسجين، الحديد...) تسرب هذه الطاقة بعد ذلك في الوسط المحيط بها. و نور النّجوم الّذي يرى في اللّيل ما هو إلاّ الجزء الضّوئي لهذه الطّاقة المنتجة في قلب النّجوم، لأنّ النّجوم تشعّ هذه الطّاقة بعدة أشكال: فوتونات، جسيمات... و تولّد حرارة تبلغ ملايين الدّرجات المئوية في الطّبقات الدّاخلية.

بينما الكواكب عبارة عن أجسام صلبة (كالأرض مثلا) أو غازية (كالمشتري مثلا) باردة لا تنتج طاقة تلقائيا عن طريق التّفاعلات النّووية، و لهذا فهي تدعى كذلك أحيانا بالأجسام الباردة. و الضّوء الّذي يصلنا من كواكب المجموعة الشّمسية ما هو إلاّ نتاج انعكاس ضوء الشّمس عن سطحها ! فالكواكب ليست لها الكتلة الّتي تستطيع خلق الضّغط و الحرارة الكافيين لتوليد تفاعلات الاندماج النّووي.

و ملخّص القول هو أنّ الكواكب و النّجوم تختلف في بنيتها الأساسية نتيجة اختلاف في الكتلة (كتلة الشّمس تساوي حوالي 1000 مرّة كتلة المشتري و حوالي مليون مرّة كتلة الأرض !) و بالتّالي فالنّجوم تنتج طاقة عن طريق التّفاعلات النّووية بينما الكواكب عبارة عن أجسام جامدة. كما أنّه يوجد اختلاف بين الكواكب و النّجوم من الجانب الرّصدي، إذ يمكن ملاحظة تغيّر محسوس في وضعية الكواكب بالنّسبة للنّجوم خلال أيّام فقط .

. الأقمار :

الأقمار عبارة عن كويكبات صغيرة تدول حول كوكب ما (الأرض مثلا) كدوران هذا الكوكب حول الشّمس. و كلّ كواكب المجموعة الشّمسية فيما عدا الكوكبين الأقرب إلى الشّمس (عطارد و الزّهرة) تملك قمرا واحدا على الأقلّ. فكوكبنا الأرض يملك قمرا واحدا، بينما للمرّيخ قمرين و للمشتري حوالي 40 قمر !

و أحجام الأقمار بالنّسبة إلى كوكبها مختلفة جدّا. فمثلا قمر الأرض له قطر يساوي حوالي ربع قطر الأرض (و بالتّالي فهو أكبر حجما من كوكب بلوتو)، و أقمار المرّيخ تكاد تعتبر أحجارا بسيطة (قطر يساوي حوالي 10 كم) بينما قمر بلوتو يملك قطرا يساوي نصف قطر بلوتو نفسه !

و حاليا، علماء الفلك لا يزالون يجهلون الكثير عن أقمار كواكب المجموعة الشّمسية الّتي يزداد عددها عاما بعد عام. فكلّ عام تقريبا يتمّ اكتشاف أقمار جديدة لكوكب المشتري مثلا. و هذا ناتج لصغر هذه الأقمار، و بالتّالي فهي ضعيفة اللّمعان و يتوجّب استخدام أجهزة و أساليب دقيقة، متطوّرة و حديثة للكشف عنها. فأكبر أقمار المشتري الأربعة تمّ اكتشافها في القرن السّابع عشر من طرف العالم الإيطالي غاليلي .

و هذا لأنّه كان أوّل من استعمل المنظار. بينما تمّ اكتشاف الأقمار الأخرى في القرون التّالية مع تطوّر أساليب الرّصد.

و يحاول العلماء معرفة هذه الأقمار عن طريق إرسال مركبات فضائية غير مأهولة لالتقاط الصّور و تحليل العيّنات محليّا. ففي ما عدا قمرنا، لم يزر البشر أيّ كوكب أو قمر آخر بعد.

الكواكب السّيارة أو الكويكبات

الكواكب السّيارة هي مجموعة من الكويكبات الّتي تدور حول الشّمس في مدار يقع بين مداري المرّيخ و المشتري. وهي صغيرة الحجم لدرجة أنّ كميّة ضوء الشّمس المنعكسة عليها ضعيفة للغاية، وهكذا فلم يتمّ اكتشافها إلاّ صدفة في بداية القرن التّاسع عشر الميلادي. ويلزم استعمال المنظار وإتّباع أسلوب رصد منتظم لاكتشاف هذه الكويكبات. و حاليا يعرف العلماء بضعة آلاف من هذه الكويكبات، وخاصّة الأكبر منها والأسهل للاكتشاف.

والكويكبات ذات أشكال غير منتظمة (لا تتّصف بالكروية). و يتراوح قطرها بين بضع مئات الكيلومترات إلى بضع أمتار فقط (و هي الأكثر عددا). وتختلف مكوّنات هذه الكويكبات من كويكب إلى آخر. فبعضها معدني و هو بالتّالي صلب للغاية، بينما البعض الآخر صخري و قابل للتّفتّت إثر ارتطامه بكويكب آخر مثلا. ومجموع كتل هذه الكويكبات كلّها لا تتعدّى كتلة القمر.

وفي الحقيقة، كلّ الكويكبات لا تتبع تماما مدار منتظما بين المرّيخ و المشتري. فالكثير منها يقترب من الشّمس أكثر من كوكب عطارد، و البعض الآخر يبتعد من الشّمس أكثر من بلوتو. و بالتّالي، فالعديد من هذه الكويكبات يقطع مدار الأرض، و هو يشكّل تهديدا مستمرّا على كوكبنا. فسقوط كويكب صغير (قطر ذو بضعة أمتار فقط) على سطح الأرض يمكن أن يلحق دمارا هائلا بمدينة من مدن الأرض. أمّا إن كان قطره يساوي أو يزيد عن الكيلومتر، فهذا قد يؤدّي إلى كارثة عظيمة... لكّن احتمال وقوع حادث كهذا ضعيف في الواقع، كما يوجد هناك العديد من التّجارب الرّصدية في العالم الّتي تحاول اكتشاف و مراقبة أكبر عدد ممكن من الكواكب السّيارة، و بالتّحديد تلك الّتي يمكن أن تلاقي كوكب الأرض.

و أصل الكويكبات لا يزال مجهولا في الوقت الرّاهن، رغم أنّ الكثير من العلماء يظنّ أنّ الكواكب السيّارة نتجت عن انشطار كوكب بين المرّيخ و المشتري. وقد يكون هذا الانشطار ناجما عن استحالة تكوين كوكب ثابت في مكان قريب من المشتري. فكوكب المشتري أكبر كواكب المجموعة الشّمسية، و هو يؤثّر بقوة جاذبية عظيمة على كلّ ما يحيط به.

الفلك

noreply@blogger.com (عبدالله) — Tue, 30 Mar 2010 18:13:00 +0300

. الأرض و المجموعة الشّمسية:

نعيش على سطح كوكب الأرض. و رغم أنّ هذا قد يبدو غريبا لأوّل وهلة، فإنّ كوكب الأرض كروي الشّكل فعلا ! و هناك عدّة براهين بسيطة على هذا، فمثلا عندما نلاحظ سفينة تبتعد في الأفق فإنّنا نرى أوّلا اختفاء الجزء السّفلي منها وبعد ذلك يختفي الجزء العلوي تدريجيا. فهذا دليل واضح على عدم استواء الأرض. كذلك فإنّ الأرض تدور حول نفسها، و هذا هو سبب اختلاف اللّيل و النّهار، و السّبب الّذي قد يجعلنا نظنّ أنّ الشّمس هي الّتي تدور حول الأرض ! إذ أنّه رغم الغرابة فإنّ الأرض هي الّتي تدور حول الشّمس و ليس العكس. و توجد عدّة دلائل على هذا رغم أنّها ليست ببساطة أدلّة كروية الأرض. إذ أنّ البشر عرفوا منذ القدم أنّ الأرض كروية الشّكل و لكنّهم ظنّوا لعدّة قرون أنّ الشّمس و الكواكب الأخرى كلّها تدور حول الأرض. سنكتفي في هذا الباب بقول أنّ فرضية دوران الشّمس حول الأرض توقعنا في تناقض و تجعل الحسابات الفلكية في غاية التّعقيد.

و الشّمس نجم لا يختلف في طبيعته عن باقي النّجوم الّتي ترى في اللّيل. و الفرق الوحيد هو البعد. إذ أنّ أقرب النّجوم إلينا بعد الشّمس يقع على مسافة تقارب 250000 مرّة البعد بيننا و بين الشّمس ! و لهذا فإنّه خلال النّهار يطغى نور الشّمس على نور باقي النّجوم، و لا يمكننا التّمتّع برؤيتها إلاّ بحلول اللّيل و هذا رغم أنّ الكثير من النّجوم أشدّ لمعانا من الشّمس.

و كوكبنا ينتمي إلى مجموعة كواكب أخرى تدور كلّها حول الشّمس. و هذه المجموعة، الّتي تدعى المجموعة الشّمسية، تضم تسعة كواكب بما فيها الأرض. و هي (من الأقرب إلى الأبعد بالنّسبة إلى الشّمس): عطارد، الزّهرة، الأرض، المرّيخ، المشتري، زحل، يورانوس، نبتون و بلوتو. و تملك بعض هذه الكواكب قمرا أو أكثر يدور حولها. فالأرض تملك قمرا واحدا بينما المرّيخ يملك قمرين. كما تحتوي المجموعة الشّمسية على عدّة أجرام أخرى كالكواكب السّيارة و المذنّبات ... و الكواكب تختلف عن النّجوم من خلال طبيعتها و من خلال حركتها الظّاهرية في السّماء.

. درب التّبّانة، مجرّتنا:

كما قلنا سابقا، فإنّ الشّمس في طبيعتها كجميع النّجوم الأخرى. و تنتمي كلّ النّجوم الّتي نراها بالعين المجرّدة باللّيل، بما فيها الشّمس، إلى تجمّع نجمي عظيم ذي شكل حلزوني يسمّى مجرّة و الّذي يظمّ حوالي 100 مليار نجم. كما تحتوي المجرّة كذلك على أجرام أخرى غير النّجوم، كالسّدم مثلا. و الكون يحتوي على عدد لا يحصى من المجرّات الّتي قد تشابه مجرّتنا أم لا. و تدعى مجرّتنا بـ"درب التّبّانة" لأنّ أذرعها الحلزونية تظهر من على سطح الأرض و كأنّها طريق لبنية ! و المجموعة الشّمسية لا تشغل مكانا مركزيا في المجرّة.

. الكون:

تغيّرت نظرتنا عن الكون كثيرا على مرور القرون و خاصّة في المائة سنة الأخيرة. ففي القديم كان الظّن السّائد هو أنّ الكون يقتصر على الأرض، الشّمس، القمر، خمسة كواكب و بضعة آلاف النّجوم. ثمّ تغيّرت هذه النّظرة لتظمّ كواكب المجموعة الشّمسية الأخرى، ثمّ لتظمّ باقي نجوم المجرّة، ثمّ أقرب المجرّات إلى درب التّبّانة...
حاليا الكون هو عبارة عن مجموع المادّة و الطّاقة المعروفة و غير المعروفة. على المستوى الرّصدي، الكون هو مجموع المجرّات الّتي تكوّنه و حدوده عظيمة جدّا و غير معروفة على الإطلاق. و نموذج تكوينه هو انفجار ابتدائي جرى بعده تمدّد أدّى إلى تكوين النّجوم ثمّ المجرّات... و رغم أنّ العلماء ظنّوا لسنين عديدة أنّ الكون سيرجع إلى التّقلص، فإنّ اكتشافا حديثا أوضح أنّ الكون بالعكس يزيد في سرعة تمدّده ! و هنا نقول أنّ هذا الفرع من علم الفلك (علم الكون) في تغيّر مستمر و لا يوجد نموذج نهائي يشرح بدقّة تكوين الكون و تطوّره.

. وحدات قياس الأبعاد و الأزمنة:

تغيّرت وحدات قياس الأبعاد مع تغيّر نظرتنا على الكون. فعلى مستوى المجموعة الشّمسية عرّف العلماء "الوحدة الفلكية" و هي المسافة المتوسّطة بين الأرض و الشّمس.

1 و.ف. = 150 مليون كم.

و هكذا فكوكب عطارد يدور على بعد حوالي 0.4 و.ف. من الشّمس بينما بلوتو يدور على بعد حوالي 40 و.ف. من الشّمس.

لحساب الأبعاد إلى النّجوم الأقرب إلينا عرّف العلماء وحدة "السّنة الضّوئية" و هي المسافة الّتي يقطعها الضّوء خلال سنة. بما أنّ سرعة الضّوء سر0 = 300000 كم/ ثا فإنّ:

1 س.ض. = (300000 × 1000)×(365 × 24 × 60 × 60) = 9500 مليار كم.

1 س.ض. = 63000 و.ف.

أقرب نجم إلينا بعد الشّمس يبعد بحوالي 4.3 س.ض. عن الأرض.

و على مستوى المجرّة فما أبعد، تستعمل وحدة البارسك. و سنعود إلى الكلام حول أصل هذه الوحدة و سبب تعريفها في الأبواب المقبلة.

1 ب.س. = 3.26 س.ض.

و يبلغ نصف قطر درب التّبّانة حوالي 10000 ب.س. و تبعد المجموعة الشّمسية بحوالي 8000 ب.س. عن مركز المجرّة. و أقرب المجرّات إلى مجرّتنا تبعد عنّا بحوالي 50000 ب.س. و على مستوى الكون، تقدّر الأبعاد الّتي يمكن الوصول إليها عن طريق الرّصد بحوالي 4000 مليون ب.س.

وبالنّسبة إلى وحدات قياس الأزمنة فهي اليوم و السّنة. اليوم يمثّل زمن دوران الأرض حول نفسها. و السّنة تمثّل زمن دوران الأرض حول الشّمس و تساوي حوالي 365.25 يوما.

و هكذا يبلغ زمن دوران عطارد حول الشّمس 88 يوما بينما يتمّ بلوتو دورته في 250 سنة ! و يبلغ زمن دوران المجموعة الشّمسية حول مركز المجرّة حوالي 200 مليون سنة. و يقدّر حاليا عمر مجموعتنا الشّمسية بحوالي 5 مليار سنة و عمر الكون بحوالي 14 مليار سنة.

تأثير الكهرباء ... و كيف نحمي انفسنا من البرق ...!

noreply@blogger.com (عبدالله) — Sun, 28 Mar 2010 14:11:00 +0300

بســــــــــــــــــــــــمـ الله الرحمنـ الرحيمـ ..

الكهرباء هو موضوعنا اليوم،

ونشاهد تأثير القوة الكهربية ونشاهد ايضا كيف نحمى انفسنا من البرق ...

تفضلوا :

الكهربائية Electricity

وشكـــرا ..):

الفيزياء النووية

noreply@blogger.com (عبدالله) — Wed, 24 Mar 2010 14:37:00 +0300

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم

اقدم لكم فيديو يتحدث عن الفيزياء النووية

تفضلوا :

LHC Collider (CERN)

تحياتي...

أكثر من تجربة

noreply@blogger.com (عبدالله) — Wed, 24 Mar 2010 14:30:00 +0300

السلام عليكم

أقدم لكم أكثر من تجربة

مركز الثقل Center of Mass

تركيب الذره

noreply@blogger.com (عبدالله) — Tue, 23 Mar 2010 20:20:00 +0300

20:02
معرفتنا للذرة اليوم أفضل بكثير من معرفتنا بها من مئات السنين ولكن لا يجب أن ننسى فضل العلماء الذين لولا أعمالهم التي قاموا بها وفرضياتهم التي وضعوها لما عرفنا الذرة وتركيبها اليوم ولما كان لهذا التطور التقني من وجود، ففي هذه السلسلة المكونة من 5 حلقات تتحدث عن بدأ اكتشاف الذرة وكيف تم معرفة مكوناتها من نواة موجبة والكترونات سالبة وكيف واجهت العلماء تحديات لنماذجهم الفرضية للذرة ولقد كان لكل عالم دوره في تذليل هذه التحديات وإضافة لمسه فيزيائية على نموذج جديد للذرة. تستعرض هذه الحلقات مراجعة سريعة للفيزياء الحديثة والذرية وتعطي معلومات قيمة لمن سيدرس هذه المجالات. مدة كل عرض 9 دقائق لتكون في مجملها 45 دقيقة.

Structure of the Atom 1: Smaller than the Smallest

من هنا

يوضح هذا المقطع كيف توصل العلماء إلى بناء أول نموذج للذرة، فبدأ بأعمال الكيمائي دالتون وكيف استنتج إن المادة مكونة من جسيمات وكلما اختلاف الجسيمات يعني اختلاف هذه الجسيمات وذلك عندما كان يحاول إيجاد تفسيرا لسبب انتشار بعض الغازات في الماء. ومن ثم تطرق المشهد إلى أعمال الكهربائي فراداي وكيف استنتج أن الكهرباء هي الرابط الأساسي لترابط الجسيمات مع بعضها البعض ثم أكمل المشهد العمل الذي قام به الفيزيائي ج ج طومسون. الذي اكتشف وجود الإلكترون من خلال استخدام أنبوبة أشعة المهبط, وفي نهاية المشهد يتم عرض تجربة ميليكان والتي أثبتت إن اصغر شحنة هي شحنة الإلكترون من خلال شحن قطرات من الزيت واستخدام المجال الكهربي لإيجاد قيمة الشحنة على قطرة الزيت.
مدة العرض 9 دقائق

Structure of the Atom 2: The Rutherford Model
من هنا

نشاهد في هذا العرض نموذج رزرفورد للذرة والتي توصل اليه بواسطة تجربته الشهيرة والمعروفة باسم تشتت جسيمات ألفا حيث قام برص مسارات تشتت جسيمات ألفا عن شريحة رقيقة من الذهب ولاحظ أن هناك بعض الجسيمات تردد عليه وهذا الأمر دعها للتفكير في أن نموذج طومسون للذرة لم يكن صحيحا بل بحاجة الى تعديل وهذا التعديل كان بافتراض نواة مركزية تحمل شحنة موجبة وان الالكترونات تدور حولها وكان رزرفورد أول من أطلق كلمة نواة ولكن نموذجه هذا لم يفسر سبب استقرار الذرة ولكن من خلال نموذجه تمكن من حساب قطر النواة، كل هذا تشاهده في العرض الشيق.
مدة العرض 9 دقائق

Structure of the Atom 3: The Bohr Model

من هنا

الانتقال من النظرية الكلاسيكية إلى النظرية الكمية يظهر اثره في نموذج بور الذي وضعه ليعطي تفسيرا لكل المعضلات التي واجهت النماذج التي سبقته. يوضح هذا العرض فرضيات بور وتفسير كل فرضية. كما يوضح العرض النتائج التي ترتبت على فرضيات بور من حساب طاقة كل مدار وسرعة الإلكترون في كل مدار ونصف قطر المدار. كما يوضح في الجزء الاخير كيف تنتقل الالكترونات من مدار الى اخر وكيف تعود إلى مداراتها الاصلية.
مدة العرض 9 دقائق

Structure of the Atom 4: Spectra

من هنا

يعرض هذا المشهد الطيف المنبعث من الهيدروجين المثار وهذا الطيف تم اكتشافه على مراحل وكل مرحلة سميت باسم العالم الذي اكتشفها فهناك طيف ليمان وبالمر وباشن ويشرح العرض سبب هذا الطيف وكيف يتنتج وعلاقته بطاقة المدارات، ومن دراسة الطيف المنبعث من ذرة الهيدروجين تمكن العلماء من التحقق من نتائج نظرية بور.
مدة العرض 9 دقائق

Structure of the Atom 5: The Wave Mechanical Model

من هنا

يعرض هذا المشهد تطور فهمنا للذرة وذلك باستخدام الميكانيكا الموجية وذلك بعد فرضية دبرولي والتي أدت إلى اعتبار الإلكترون له سلوك موجي ويمكن اعتباره موجة وهذا بعد أن تمكن العلماء من إثبات ذلك عملياً من خلال تجارب الحيود والتداخل على حزمة من الالكترونات. يتطرق العرض إلى العالم شرودنجر ومعادلته الشهيرة التي من خلالها تمكن من إيجاد الكثير من الأمور التي لم يكشفها بور مثل احتمالية رصد الإلكترون في المدار. كما يعرض تفسيرا لمبدأ الشك لهيزنبيرج في دقة تحديد مكان وزمان الإلكترون وان هناك دائما مقدار من الشك في تحديد تلك المقادير بسبب مبدأ الشك. وفي نهاية العرض يوضح العلاقة بين الأعداد الكمية ومدارات الإلكترون في الذرة.

مدة العرض 9 دقائق