اهم فروع الفيزياء الحديثة - branches of modern physics

 الفيزياء الحديثة هي محاولة لفهم العمليات الأساسية للتفاعلات مع المادة ، باستخدام أدوات العلوم والهندسة. بشكل عام ، يستخدم مصطلح الفيزياء الحديثة للإشارة إلى أي فرع من الفيزياء إما تم تطويره في أوائل القرن العشرين وما بعده ، أو فروع تأثرت بشكل كبير بفيزياء القرن العشرين.

يمكن اعتبار الفيزياء الحديثة تتكون من الفيزياء الكلاسيكية والنموذج القياسي للفيزياء والفيزياء النظرية بما في ذلك فيزياء الكم والنسبية وأكثر من ذلك ،عادة ما يتم اعتبار السرعات المنخفضة والمسافات اليومية في عالم الفيزياء الكلاسيكية.

يعتمد النموذج القياسي للفيزياء على الملاحظات المختبرية من المختبرات مثل CERN والمختبرات الأخرى ولا يتضمن نظرية للجاذبية مثل النسبية أو غيرها من الفيزياء النظرية أو الرياضية البحتة.

ومع ذلك ، تتضمن الفيزياء الحديثة اليوم أيضًا الظروف النظرية االتي تمثلها التأثيرات الكمية والنسبية التي تتضمن عادةً مسافات مماثلة للذرات (حوالي 10 إلى 9 م) ، في حين أن التأثيرات النسبية تتضمن عادةً سرعات مماثلة لسرعة الضوء (تقريبًا 3 × 108 م /س). بشكل عام ، يعتقد أن التأثيرات الكمية والنسبية موجودة عبر جميع المستويات ، على الرغم من أن هذه التأثيرات يمكن أن تكون صغيرة جدًا في الحياة اليومية.

تعرف علي: أشهر 10 علماء في الفيزياء الحديثة والكلاسيكية ❤❤👉👉

 يعني مصطلح الفيزياء الحديثة وبهذا فإن جزءًا كبيرًا مما يسمى بالفيزياء الكلاسيكية حديث، ومع ذلك ، منذ عام 1890 تقريبًا ، تسببت الاكتشافات الجديدة في تحولات نموذجية كبيرة: ظهور ميكانيكا الكم (QM) والفيزياء النظرية مثل النسبية (ER). ويقال أن الفيزياء التي تتضمن عناصر إما QM أو ER (أو كليهما) هي فيزياء حديثة. وبهذا المعنى الأخير يتم استخدام المصطلح بشكل عام.
غالبًا ما تتم مواجهة الفيزياء الحديثة عند التعامل مع الظروف القياسية، تميل التأثيرات الميكانيكية الكمومية إلى الظهور عند التعامل مع "الانخفاضات" (درجات الحرارة المنخفضة ، والمسافات الصغيرة) ، بينما تميل التأثيرات النسبية إلى الظهور عند التعامل مع "الارتفاعات" (السرعات العالية ، والمسافات الكبيرة) ، حيث تكون "الوسطيات" سلوكًا كلاسيكيًا، على سبيل المثال ، عند تحليل سلوك الغاز في درجة حرارة الغرفة ، فإن معظم الظواهر ستشمل توزيع (كلاسيكي) ماكسويل-بولتزمان. ولكن تقريبًا من الصفر المطلق ، فشل توزيع ماكسويل-بولتزمان في مراعاة السلوك الملاحظ للغاز ، ويجب استخدام توزيعات فيرمي-ديراك أو بوز-آينشتاين (الحديثة) بدلاً من ذلك

في كثير من الأحيان ، من الممكن العثور على  السلوك الكلاسيكي من الوصف الحديث عن طريق تحليل الوصف الحديث بسرعات منخفضة ومسافات كبيرة (عن طريق أخذ حد أو إجراء تقريب). عند القيام بذلك ، تسمى النتيجة الحد الكلاسيكي.
فشلت الفيزياء الكلاسيكية (قانون رايلي - جينز) في تفسير إشعاع الجسم الأسود - ما يسمى بكارثة الأشعة فوق البنفسجية، ويقال أن الوصف الكمي (قانون بلانك) هو فيزياء حديثة.

احصل مجاناً علي: افضل 50 كتاب فيزياء حديثة للجامعات pdf 💓💓👉👉

مصطلح "الفيزياء الحديثة" ، المأخوذ حرفيا ، يعني بالطبع مجموع المعرفة تحت مجالات الفيزياء الحالية. وبهذا المعنى ، لا تزال فيزياء عام 1890 حديثة ؛ من ناحية أخرى ... كان هناك تقدم هائل في الفيزياء ، وقد أثارت بعض هذه التطورات تساؤلات ، أو تناقض بشكل مباشر ، بعض النظريات التي بدت مدعومة بقوة من الأدلة التجريبية.

على سبيل المثال ، شكك القليل من الفيزيائيين في عام 1890 في نظرية الموجة للضوء. بدا أن انتصاراتها على النظرية الكلاسيكية القديمة نهائية وكاملة ، خاصة بعد التجارب الرائعة لهيرتز ، في عام 1887 ، والتي أظهرت ، بلا شك ،  صحة نظرية ماكسويل الكهرومغناطيسية للضوء. ومع ذلك ... كشفت تجارب هيرتز ذاتها عن ظاهرة جديدة - التأثير الكهروضوئي - والتي لعبت دورًا مهمًا في تأسيس نظرية الكم. تتعارض النظرية الأخيرة تمامًا مع نظرية الموجة للضوء ؛ والواقع أن التوفيق بين هاتين النظريتين ... كان أحد المشاكل الكبرى للربع الأول من القرن العشرين.

إسحاق نيوتن شارك في تطوير حسابي التفاضل والتكامل ، وهو مساهم رئيسي في علم البصريات وعالم الرياضيات الموهوب ، إسحاق نيوتن (1643-1727) ، الذي ولد في لينكولنشاير ، عن قوانين الميكانيكا التي تدعم الآن مساحات شاسعة من الفيزياء الكلاسيكية. الأهم من ذلك كله ، حدد نيوتن مبدأ الجاذبية ، الذي شرح كيف تدور الكواكب حول الشمس. خلال حياته ، تمتع بامتيازات كثيره ، بما في ذلك رئاسة الجمعية الملكية. وقد اشتهر بأنه ابو الفيزياء الكلاسيكية ، على الرغم من أنه كتب بالفعل المزيد عن الفيزياء والدين . 

وُلد بوهر في كوبنهاغن ، طور بور (1885-1962) الفكرة الحديثة للذرة ، التي توجد نواة في المركز تدور الإلكترونات حولها، عندما تنتقل الإلكترونات من مستوى طاقة إلى آخر ، تنبعث منها كميات منفصلة من الطاقة، حصل بور على جائزة نوبل في عام 1922. من أجل إنجازاته ، أعطى مصنع كارلسبرغ لبور هدية خاصة: منزل في عام 1954 ، ساعد بوهر في إنشاء سيرن ، مرفق فيزياء الجسيمات الأوروبية. في عام 1975 ، فاز نجله ، Aage ، بجائزة نوبل للبحوث حول النوى الذرية. 

من هو الفيزيائي؟ وماهي مجالات عمله المتوفره؟

الفيزيائي هو عالم متخصص في مجال الفيزياء ، والذي يشمل تفاعلات المادة والطاقة على جميع المقاييس الزمنية في الكون المادي ، يهتم الفيزيائيون عمومًا بالجذر أو الأسباب النهائية للظواهر ، وعادة ما يدعمون فهمهم بمصطلحات رياضية. يعمل الفيزيائيون عبر مجموعة واسعة من المجالات البحثية ، تمتد عبر جميع المقاييس: من الفيزياء الذرية والجزئية ، من خلال الفيزياء البيولوجية ، إلى مقاييس الطول الكونية التي تشمل الكون ككل، يتضمن المجال بشكل عام نوعين من الفيزيائيين: فيزيائيون تجريبيون متخصصون في مراقبة الظواهر الفيزيائية وتحليل التجارب ، وفيزيائيون نظريون متخصصون في النمذجة الرياضية للأنظمة الفيزيائية لترشيد الظواهر الطبيعية وتفسيرها والتنبؤ بها. يمكن للفيزيائيين تطبيق معرفتهم لحل المشكلات العملية أو لتطوير تقنيات جديدة (تُعرف أيضًا بالفيزياء التطبيقية أو الفيزياء الهندسية. 

تاريخ الفيزياء قديماً وحديثاً:- 

تعتمد دراسة وممارسة الفيزياء على سلم فكري للاكتشافات والرؤى من العصور القديمة حتى الوقت الحاضر،وجدت العديد من الأفكار الرياضية والفيزيائية المستخدمة اليوم أول تعبير عنها في عمل الحضارات القديمة ، مثل علماء الفلك البابليين والمهندسين المصريين ، والباحث الفينيقي تاليس ميليتوس ، وإقليدس في مصر البطلمية ، والكتاب اليونانيين أرخميدس وأرسطرخس. ظهرت الجذور أيضًا في الثقافات الآسيوية القديمة مثل الهند والصين ، وخاصة فترة العصور الوسطى الإسلامية ، والتي شهدت تطوير منهجية علمية تؤكد على التجريب ، مثل عمل ابن الهيثم في القرن الحادي عشر ، على سبيل المثال. يمكن القول أن النظرة العلمية العالمية الحديثة ومعظم تعليم الفيزياء تنبع من الثورة العلمية في أوروبا ، بدءًا من عمل جاليليو جاليلي ويوهانس كيبلر في أوائل القرن السابع عشر. تمت صياغة قوانين نيوتن للحركة وقانون نيوتن للجاذبية الكونية في القرن السابع عشر، كانت الاكتشافات التجريبية لفاراداي ونظرية معادلات ماكسويل للكهرومغناطيسية نقاط نمو عالية خلال القرن التاسع عشر، ساهم العديد من الفيزيائيين في تطوير ميكانيكا الكم في أوائل القرن العشرين إلى منتصفه و تتضمن المعرفة الجديدة في أوائل القرن الحادي والعشرين زيادة كبيرة في فهم علم الكونيات الفيزيائي.

تم تقسيم الدراسة العامة للطبيعة ( الفلسفة الطبيعية ) إلى عدة مجالات في القرن التاسع عشر ، عندما تلقى مفهوم "العلم" شكله الحديث. ظهرت فئات محددة ، مثل "علم الأحياء" و "عالم الأحياء" و "الفيزياء" و "الفيزيائي" و "الكيمياء" و "الكيميائي" ، من بين المجالات والألقاب التقنية الأخرى] صاغ مصطلح الفيزيائي وليام ويويل (أيضًا منشئ مصطلح "عالم") في كتابه عام 1840 "فلسفة العلوم الاستقرائية".

يتكون المنهج القياسي للفيزياء الجامعية من الميكانيكا الكلاسيكية والكهرباء والمغناطيسية وميكانيكا الكم غير النسبية والبصريات والميكانيكا الإحصائية والديناميكا الحرارية والخبرة المختبرية.  يحتاج طلاب الفيزياء أيضًا إلى تدريب في الرياضيات (حساب التفاضل والتكامل ، المعادلات التفاضلية ، الجبر الخطي ، التحليل المعقد ، وما إلى ذلك) ، وفي علوم الكمبيوتر.

يتطلب أي منصب مهني موجه نحو الفيزياء درجة جامعية على الأقل في الفيزياء أو الفيزياء التطبيقية ، بينما تتسع الخيارات المهنية بدرجة ماجستير مثل MSc أو MPhil أو MPhys أو MSci.

بالنسبة للمهن الموجهة نحو البحث ، يعمل الطلاب من أجل الحصول على درجة الدكتوراه المتخصصة في مجال معين، تشمل مجالات التخصص: 

• الفيزياء الفلكية التجريبية والنظرية 
•  الفيزياء الذرية ، الفيزياء البيولوجية 
•  الفيزياء الكيميائية ، فيزياء المادة المكثفة 
• علم الكونيات ، الجيوفيزياء ، فيزياء الجاذبية 
•  علوم المواد ، الفيزياء الطبية ، الإلكترونيات الدقيقة 
•  الفيزياء الجزيئية ، الفيزياء النووية ، البصريات 
•  الفيزياء الإشعاعية ، المجال الكهرومغناطيسي و فيزياء الموجات الدقيقة 
•  فيزياء الجسيمات ، وفيزياء البلازم.

* مقال مفصل عن : افضل الجامعات العالمية في تخصص الفيزياء 👉👉💗💗

أعلى تكريم للفيزيائيين هو جائزة نوبل في الفيزياء ، التي مُنحت منذ عام 1901 من قبل الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم ، كذلك الجمعيات المهنية الوطنية في الفيزياء لديها العديد من الجوائز والجوائز للاعتراف المهني. في حالة الجمعية الفيزيائية الأمريكية ، اعتبارًا من عام 2017 ، هناك 33 جائزة منفصلة و 38 جائزة متخصصة  في هذا المجال.