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.
ما هو علم الفيزياء
ماهي افرع الفيزياء
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
الاسئلة والأجوبة
1-ماهي اشعة كاما اوجاما؟
اكتشفت اشعة جاما بواسطة العلم الفرنسي فيلارد Villard في العام 1990. هذه الاشعة ذات الطول الموجي الاقصر في الطيف الكهرومغناطيسي وذات الطاقة الأعلى وذلك لأانها تنتج من التصادمات النووية وكذلك من العناصر المشعة. وكما هو الحال في انتاج اشعة اكس تم تعجيل الالكترونات في فرق جهد عالي هنا يتم تعجيل الأنوية بطاقة عالية جداً باستخدام المعجلات مثل السيكلترون cyclotronوالسنكلترون synchrotron.
في الطبيعة تنتج اشعة جاما من الشمس نتيجة للتفاعلات النووية وتصل طاقة اشعة جاما إلى مليون الكترون فولت. وتعتبر المجرات السماوية والنجوم المنتشرة في الفضاء من مصادر اشعة اكس. ويعمل علماء الفلك على دراسة هذه الاشعة بواسطة مراصد مخصصة لهذا الغرض لفهم اسرار هذا الكون. كما ان العناصر المشعة مثل ليورانيوم تنتج أشعة جاما باستمرار.
تقطع اشعة جاما مسافات فلكية في الفضاء وتمتص هذه الاشعة فقط عند اصطدامها بالغلاف الجوي للكرة الأرضية. وبهذا يشكل الغلاف الجوي حماية للمخلوقات الحية من هذه الاشعة المدمرة وفي الشكل التوضيحي يبين تأثير الغلاف الجوي للأرض على الطيف الكهرومغناطيسي. نلاحظ أن الاشعة المرئية فقط هي التي تعبر الغلاف الجوي بينما الأطوال الموجية الأقصر تمنع من الوصول لسطح الأرض وذلك لأنها تمتص بواسطة طبقة الأوزون في الغلاف الجوي.
تطبيقات اشعة جاما
الطب:
تستخدم اشعة جاما في الطب لقتل الخلايا المتسرطنة ومنعها من النمو. حيث تنفذ اشعة جاما في الجلد وتعمل على تأيين الخلايا وهذا يسبب قتل تلك الخلايا.
تستخدم اشعة جاما في الصناعة لفحص انابيب البترول واكتشاف نقاط الضعف فيها. حيث تستخدم اشعة جاما في تصوير هذه الانابيب بتسليط اشعة جاما على الانابيب ويوضع فيلم حساس خلف الانابيب وتتكون صورة الظل على الفيلم حيث تظهر مناطق الضعف بصورة مميزة مثل تصوير عظم الانسان بواسطة اشعة اكس. كما تستخدم اشعة جاما في تخليص المواد الغذائية المصنعة من الجراثيم والباكتيريا وغيره. وتستخدم اشعة جاما في المفاعلات والقنابل النووية.
تستخدم اشعة جاما في تطوير المفاعلات والقنابل النووية والتجارب العلمية لكشف اسرار النواة.
خطورة اشعة جاما والحماية منها
التعرض لأشعة جاما يسبب تأيين للخلايا البشرية وتتسبب بصورة رئيسية في الإصابة بالسرطان. ولوقاية الاشخاص الذين يعملون في مجال اشعة جاما يستخدم حاجز سمكه 1سم من الرصاص حيث ان له أكبر معامل امتصاص لهذه الاشعة.
ماذا يمكن أن نرى بواسطة اشعة جاما؟
توضح الصورة المقابل كيف صورة للقمر باشعة جاما حيث يبدو موهجاً كالشمس، إن الرؤيا بواسطة مراصد تعمل باشعة جاما يتعطينا صورة لما يحدث في اعماق المجرات والنجوم والأجرام السماوية، حيث يطمح علماء الفلك من دراسة طيف اشعة جاما المنبعثة من تلك الأجسام فتح افاق جديد في الفيزياء والتحقق من النظريات التي تفسر نشأة الكون.
تبين الصورة التالية جزء من الكون الفسيح وتوضح النشاط الأشعاعي لأجرام السماوية.
2-ماهي اشعة اكس؟
اكتشفت اشعة اكس عام 1895 بواسطة العالم الألماني وليام رونتجين Wilhelm Roentgen. حيث قام العالم رونتجين بقذف شعاع الكتروني ذو طاقة حركة عالية خلال تعجيلها في فرق جهد كبير يصل إلى 30000 فولت في انبوبة زجاجية مفرغة من الهواء. عند اصطدام الالكترونات المعجلة بزجاج الأنبوبة المفرغة لاحظ رونتجين توهج واضح على شاشة فوسفورية مثبتة على مسافة قصيرة من . هذا التوهج استمر حتى حين وضع لوح خشبي بين الأنبوبة المفرغة والشاشة الفوسفورية. استنتج رونتجين ان هناك اشعة قوية تنبعث من هذه الأنبوبة وقد اطلق رونتجين على هذه الأشعة باشعة x حيث أنه لم يكن يعلم بعد عن خصائصها. وفي المانيا يطلق عليها باسم اشعة رونتجين.
تنتج اشعة اكس عندما تفقد الالكترونات طاقتها فجأة عند اصطدامها بذرات اخرى. الجهاز الذي ينتج اشعة اكس يعمل على تعجيل الالكترونات المنبعثة من فتيلة إلى سرعات عالية لتصطدم بمعدن يسمى الهدف Target. وعندما تعطي الالكترونات المعجلة جزء من طاقتها إلى ذرات المعدن لاثارته والجزء الباقي ينبعث على صورة اشعة كهرومغناطيسية (اشعة اكس).
بعد دراسة طيف اشعة اكس وتحليله تبين أن له طول موجي أقصر من الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية وهذا يعني أن طاقتها أكبر. ولهذا السبب تستطيع اشعة اكس من اختراق جسم الانسان ولكنها لاتخترك العظم ولهذا استخدمت في تصوير العظام حيث بوضع فيلم حساس لاشعة اكس خلف ساق شخص ما وتسليط اشعة اكس لفترة زمنية قصيرة على الجانب الأخر من الساق يمكن تصوير ظل اشعة اكس على الفيلم ورؤية صورة واضحة لشكل العظم.
واذا افترضنا ان أعيننا يمكن ان ترى في مدى ترددات اشعة اكس فإن الصورة التي سنرها ستكون شبيهة بتلك التي تأخذ في المستشفى.!!!!
تطبيقات اشعة اكس
من خصائص اشعة اكس عند تسليطها على جسم الانسان لفترة زمنية متناهية في القصر يمكن تصور العظام حيث انها تنفذ من الجلد ولا تنفذ من العظم وبهذا تستخدم في تشخيص الكسور التي قد تصيب العظام. والشكل التوضيحي التالي يوضح كيف تظهر الصورة باشعة اكس حرك المربع فوق اليد....
تستخدم اشعة اكس في الصناعة لفحص المواد المستخدمة في التصنيع والتأكد من جودتها، وكذلك في مراقبة الامتعة في المطارات.
تستخدم اشعة اكس في الابحاث العلمية لدراسة التركيب البلوري للمواد ولمعرفة المواد الداخلة في تركيب مادة مجهولة مثل كشف المواد المكونة للخليط الذي استخدمه الفراعنة في التحنيط.
خطورة اشعة اكس والحماية منهابالرغم من الاستخدامات العديدة لاشعة اكس فإن التعرض لها اكثر من اللازم يؤدي إلى الاصابة بمرض السرطان أو حرق لخلايا الجلد أي أنها اشغعة خطيرة على الحلايا الحية، وللحماية منها حين استخدامها في أحد التطبيقات سابقة الذكر يستخدم جدار حاجز من الرصاص حيث أن الرصاص اكثر المواد امتصاصاً لهذه الاشعة.
كما ان الغلاف الجوي يحمي الكرة الارضية من هذه الاشعة المنبعثة من الشمس أو النجوم حيث يقوم بامتصاصها قبل وصولها إلى سطح الأرض وخطورة ثقب الأوزون تكمن من وجود ثغرة يمكن لهذه الاشعة النفاذ منها إلى سطح الأرض.
ماذا يمكن أن نرى بواسطة اشعة اكس؟
العديد من مكونات الكون مثل الشمس والنجوم والمجرات والثقوب السوداء والنجوم الوامضة تصدر اشعة اكس. ولهذا تم ارسال اقمار اصطناعية بها مراصد حساسة لاشعة اكس وتلتقط صور مبنية علي اسعة اكس المنبعثة من تلك الأجسام، وفي الجدول التالي بعض لهذه الصور.
التقطت هذه الصورة في مارس 1996 للكرة الأرضية بواسطة قمر صناعي تابع لوكالة الفضاء NASA، وتوضح الصورة في المنطقة الحمراء اشعة اكس تكونت من اصطدام جسيمات مشحونة بالطبقات العليا للغلاف الجوي وهي غير خطيرة لأها لاتنفذ إلى سطح الأرض. الشمس ايضاً تطلق اشعة اكس والصورة المقابلة اخذت للشمس في 27 ابريل 2000 بواسطة قمر صناعي Yokoh صورة توضح ثقب اسود تصل درجة حرارته إلى مليون درجة مئوية يبعث اشعة اكس. صورة باشعة اكس لبقايا مجرة تعرضت إلى انفجار عظيم توضح المناطق الزرقاء مكان تركيز اشعة اكس بينما المناطق الخضراء هي اشعة مرئية والمناطق الحمراء لاشعة الراديو المنبعثة، وهذا يعتمد على توزيع درجة الحرارة للمجرة. صورة اخرى لبقايا مجرة تعرضت إلى انفجار هائل.
3- ماهو الجيوفيزياء؟الجيوفيزياء geophysics هو العلم الذي يدرس الظواهر الأرضية، من حيث نشأتها وتغيراتها الزمانية والمكانية وعلاقاتها بالظواهر الكونية، وخاصة ظواهر الشمس والقمر. من الظواهر الجيوفيزيائية الأرضية ما يدمر، مثل الهزات الأرضية والانفجارات البركانية والأمواج البحرية الهائلة (التي تُعزى إلى حدوث الزلازل) والتي يصطلح على تسميتها في اليابان (تسونامي) tsunami والأعاصير، ومنها ما هو جميل كالشفق القطبي aurora والانعكاسات المتعددة الأشكال للأشعة الشمسية على بلورات الجليد، أو قطرات المياه في الجو، وكالسراب وغيرها. تؤثر هذه الظواهر في الحياة، وبأشكال عدة، مما جعلها، منذ القدم موضع بحث واهتمام كبيرين. إذ قدَّم أرسطو، قبل ما يزيد على 2200 سنة، أول عرض لهذه الظواهر في كتابه «علم الظاهرات الجوية أو الأنواء أو الطقس» meteorology. كما التفت، منذ أوائل القرن التاسع عشر، الفيزيائيون والرياضيون مثل غوص Gauss وويبر Weber وعلماء الجيوديسيا (فرع من الرياضيات التطبيقية) وهو أساس المساحة المستوية والمساحة العقارية والجغرافية والجيولوجية، إلى الأبحاث الجيوفيزيائية الأرضية، حيث أحدث أول قسم خاص بالجيوفيزياء في جامعة غوتينغن Goetingen في ألمانية قبل أكثر من مئة سنة.
الجيوفيزياء
اشعة جاما Gamma-rays
4 - كيف يتم حساب طاقة التفاعل النووي :
سواء كان التفاعل من النوع الانشطاري أو النوع الاندماجي فإننا نستطيع حساب الطاقة الناتجة عن التفاعل بمقارنة الكتلة الذرية للمواد الداخلة بالكتلة الذرية للمواد الناتجة من التفاعل , حيث تلاحظ دائما أن هناك كتلة مفقودة هي التي تحولت إلى طاقة , وبشكل عام يمكن استخدام القانون التالي لحساب الطاقة الناتجة عن التفاعل النووي :
الطاقة الناتجة عن التفاعل النووي = [ الكتلة الذرية للمواد الداخلة في التفاعل – الكتلة الذرية للمواد الناتجة من التفاعل ] × 931
5-س/ تصلنا حرارة الشمس رغم المسافة البعيدة والفراغ ؟
ج : تنتقل على هيئة أمواج كهرومغناطيسية يمكنها الانتقال في الفراغ .
6-س/ في البلاد الحارة تستخدم الأ لبسة ذات الألوان الفاتحة وخاصة الأبيض ؟
ج : لأن معامل امتصاصها قليل فلا تمتص الحرارة بشكل كبير بل تعكس معظمها
7-س/ تظهر شرارة كهربائية عند خلع الملابس و خاصة الصوفية منها؟
ج: بسبب الاحتكاك تكسب شحنة ثم تفرغ على شكل شرارة (شحن بالدلك).
8-تصنع المسامير وابر الحياكة ذات سن حاد؟
الجواب/لانه كلما صغرت المساحة يزداد الضغط
9-اطارات سيارات السباق وخف الجمل عريض؟
الجواب/لانه كلما زادت المساحة قل الضغط فيسهل الحركة في الرمال
10-يقل الضغط كلما ارتفعنا للاعلى؟
الجواب/لنقص وزن عمود الهواء الموجود عموديا على وحدة المساحات والذي يقل بنقص البعد بين النقطة وقمة الغلاف الجوي
11-س/ لم تطفو السفينة على سطح الماء مع أنها مصنوعة من معادن كثافتها أكبر من كثافة الماء ؟
ج : تحوي فراغات بحيث يصبح متوسط كثافتها أصغر من كثافة الماء . ( حجمها كبير بالنسبة لكتلتها )
12-س/ تصنع الفؤوس برؤوس حادة ؟
ج-لانقاص مساحة سطح التلامس فيزداد الضغط
13-س/ ينفجر البالون إذا كان مغـلقا عند ارتفاع معين ؟
ج- تـناقص الضغط الخارجي يؤدي إلى تمدده .
14-س/ استهلاك السيارة للوقود أقل عند السرعات المنخفضة ؟
ج : مقاومة الهواء عليها قليلة فهي تتناسب مع السرعة .
15-س/لا يمكن تبريد غرفة بترك باب الثلاجة التي بداخلها مفتوحاً .
ج : لأن ما ستمتصه من حرارة من الغرفة سيعود ويطرد إليها ( الغرفة مستودع بارد ومستودع ساخن معاً )
16-س/ المعادن أجود توصيلاً للحرارة من غيرها من الأجسام ؟
ج : وجود الإلكترونات الحرة التي تساهم في نقل الحرارة إضافة لحركة الجزيئات .
17-س/ استخدام المواد العازلة في المباني ؟
ج : لتقليل الحرارة التي تدخل للمبنى صيفاً أو تخرج منه شتاءً مما يوفر في نفقات التكييف .
18-لماذا الفتونات لا تتجزأ؟
نعلم ان اول دلیل لتتجزء الاشیاء هو وجو وزن لها لان اذا لم یکن هناکوزن فمحال ان یتجزء الشئ الی من هوه اقل وزن واصغر منه و لذا من خلال البحث الدقیق فی الفوتونات الاوائل ای فوتون cmb و الرجوع علیها ننظر ان من خلال النظر الی الطیف الجسم الاسود cmb نری ان هناک من الممکن ان یتجزء الفوتون و اکد العالمJulian Heeck من خلال بحوثه علی CMb والذی هوه من اقدم الفوتونات من بعد انفجار bingbang درس ان الفوتونات تتجزء ولکن تجزئها بطی للغایه ای ان الفوتون الواحد یدوم 1000000000000000000 ومن بعد تجزئه یعیش ثلث سنوات فقط
19- تسطيع بعض الحشرات السير على سطح الماء دون ان تغوص ارجلها؟
بفعل ظاهرة التوتر السطحي حيث يعمل سطحه الخالص عمل غشاء رقيق مشدود مرن بسبب قوى تماسك جزيئاته السطحية
20- ماهو الزلزالالزلزال earthquake اهتزازات أرضية ناتجة عن مرور أمواج زلزالية منبعثة من مصدر طاقة مرنة في موقع ما، يتم التقاطها وتسجيلها بأجهزة خاصة عالية الحساسية تدعى أجهزة الرصد الزلزالي. ويسمى العلم الذي يدرس الزلازل، والمصادر المولدة لها، وكيفية انتشار الأمواج الزلزالية في طبقات الأرض، و الظواهر الطبيعية المرافقة، وأثرها في الحياة البشرية، علم الزلازل.
21- ماهو الفلك
الفلك (علم -)علم الفلك astronomy، علم دراسة كل الأجرام خارج الكرة الأرضية وبيئاتها الذاتية، بما في ذلك القمر والشمس والكواكب والنجوم والمجرات وأشباه النجوم ومنظوماتها وحالات سطحها وداخلها (الشكل-1). ويقصد بعلم الفلك حديثاً، الفيزياء الفلكية التي تدرس الخواص الفيزيائية والكيميائية للأجرام السماوية.
22-ماهي النظرية النسبية ؟
نظرية انشتاين
23-كيف يعمل مولد التيار المتردد Dynamo
لنعرف كيفية عمل التيار المتردد علينا اولا فهم ما هو التيار المتردد ; هناك نوعان من التيار التيار المستمر وهو ثابت الشدة و الاتجاه و التيار المتردد و هو متغير الشدة و الاتجاه(يتخذ شكل دالة جيبية Sin Function) .
و من قوانين الكهرومغناطيسية ان اى شحنة تتحرك تولد مجالاً مغناطيسياً ; اى انه اذا مر تيار فى سلك سيتولد مجال مغناطيسى حول السلك.
24-المادة المظلمة -Dark Matter- مما تتكون.
هى المادة المظلمة هى مادة غريبة لا تمتص و لا تشع اى اشعاع كهرومغناطيسى عادى تفسر تباين الكتلة الكلية للكون و استدل العلماء عليها عن طريق خصائصها الجاذبة للمادة المرئية العادية.
25-ماهوالحيود Diffraction(خصائص الضوء والاشعة السينية)
الحيود هو انحناء الموجة حول فتحة صغيرة ، وتكون ظاهرة الحيود أوضح ما يمكن عندما يكون اتساع الفتحة مساوياً لطول الموجة أو أصغر منه قليلاً
26-انكسار الضوء
هو تغير اتجاه الشعاع الضوئي عندما يجتاز السطح الفاصل بين وسطين شفافين مختلفين
27-ماهي الكثافة الضوئية لوسط ما
هو المقدار الذي يميز اعتماد سرعة انتشار الضوء على نوع الوسط وتقاس بالقيمة العددية لمعامل الانكسار المطلق للوسط أو هي قدرة الوسط على كسر الأشعة الضوئية عند نفاذها فيه
28-ماهو السطح الفاصل
هو السطح الذي يفصل بين وسطين شفافين مختلفين في الكثافة الضوئية
29-ماهوالشعاع الضوئي الساقط
هو الشعاع المتجه الى السطح الفاصل ويقابله في نقطة السقوط
30-ماهي زاوية السقوط
هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي الساقط والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل
31-ماهو الشعاع الضوئي المنكسر
هو المسار الجديد للشعاع الضوئي في الوسط الثاني بعد نفاذه من السطح الفاصل
32-ماهي زاوية الانكسار
هي الزاوية المحصورة بين الشعاع الضوئي المنكسر والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل
33-ماهوقانون الانكسار الأول
نسبة جيب زاوية السقوط الى جيب زاوية الانكسار لوسطين معينين هي مقدار ثابت يعرف بمعامل الانكسار النسبي بين الوسطين
34-ماهوقانون الانكسار الثاني
يقع الشعاع الساقط والشعاع المنكسر في مستوى واحد مع العمود المقام من نقطة سقوط الشعاع على السطح الفاصل بين الوسطين
35-ماهو معامل الانكسار النسبي بين وسطين
هو النسبة بين سرعة الضوء في الوسط الأول وسرعة الضوء في الوسط الثاني
تم بعون الله بعد عناء الاسئلة من ضمنها للمشاركين
سام2
حيدر الطائي
الملك السعيد
ابن ذي قار
هدوء الكون
المصادر مختلفة مجلة +موسوعة +معلومات من هنا وهناك للفيزياء
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة أبن ذي قار
