تعرف على المزيد حول الفروع المختلفة للفيزياء الكلاسيكية

الفيزياء هي علم دقيق ونظري وتجريبي يدرس خصائص المادة والطاقة والزمان والمكان والتفاعل بينهما. ابحث عن الدقة والدقة في استنتاجاتهم وأنه يمكن التحقق منها من خلال التجارب.

يشرح الظواهر الطبيعية من خلال القوانين ، وليس بما في ذلك تلك التي تعدل التركيب الجزيئي للأجسام. ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالرياضيات ، فهي تعتمد عليها للتعبير عن دراسة الواقع التي تشغلك. من ناحية أخرى ، فهو يشمل الداخل
مجال دراسته في الكيمياء والأحياء والإلكترونيات ، بالإضافة إلى شرح ظواهرها.

تدرس الفيزياء ظواهر المادة مستندة نظرياتها إلى الميكانيكا الكلاسيكية حيث تدرس القوانين التي تحكم الحركة ، في الديناميكا الكهربائية الكلاسيكية لدراسة الشحنات الكهرومغناطيسية ، والديناميكا الحرارية لدراسة الحرارة وأشكال الطاقة. ، في ميكانيكا الكم ذلك دراسة الطبيعة في المقاييس مساحة صغيرة وفي الإحصاء لدراسة ترددات واحتمالات حدوث الظواهر الفيزيائية.

فروع الفيزياء الكلاسيكية

الفيزياء ، لدراسة الواقع ، تنقسم إلى ثلاثة فروع كبيرة تسمح لك بدراسة الظواهر الطبيعية من جانب معين من الواقع ، وهي:

•  الفيزياء الكلاسيكية
•  الفيزياء الحديثة و
•  الفيزياء المعاصرة.

ما الذي يعتبر فيزياء كلاسيكية؟ 

تشمل الفيزياء الكلاسيكية الدراسات والنظريات السابقة لظهور ميكانيكا الكم. ويسمى أيضًا بالفيزياء النيوتونية بسبب الاعتماد على قوانين نيوتن المتعلقة بالحركة على الأشياء.

تدرس الفيزياء الكلاسيكية الظواهر التي تقل سرعتها عن سرعة الضوء وأن مقاييسها المكانية أقل من حجم الذرات والجزيئات.

تتكون الفيزياء الكلاسيكية من التخصصات التالية:

الميكانيكا الكلاسيكية:

العلم الذي يدرس قوانين نيوتن للحركة ، في إشارة إلى سلوك الأجسام المادية الصغيرة جدًا في حالة الراحة وبسرعات منخفضة فيما يتعلق بسرعة الضوء.

تعتمد كل من الميكانيكا الكلاسيكية والفيزياء الكلاسيكية بشكل عام على قوانين نيوتن ، لا سيما في في إشارة إلى حركة الأجسام في الكون.

الديناميكا الحرارية:

إن العلم هو المسؤول عن وصف حالات التوازن الديناميكي الحراري على المستوى العياني. الديناميكا الحرارية هي المسؤولة عن دراسة التفاعل بين الحرارة وأشكال الطاقة الأخرى. المتغيرات التي يستخدمها لوصف المواقف المختلفة هي درجة الحرارة والضغط والحجم وعدد الشامات.

ومن المفهوم من قبل توازن حراري تلك الحالة التي تكون فيها درجات حرارة جسمين متساوية ، بدرجات حرارة أولية مختلفة ، وبمجرد أن تتساوى درجات الحرارة ، يتم تعليق تدفق الحرارة ، ويصل كلا الجسمين إلى التوازن الحراري المذكور أعلاه.

على سبيل المثال ، لدينا استخدام مقياس الحرارة ، وهو أداة تحدد درجة حرارته. لمعرفة درجة حرارة جسم أو مادة أخرى ، يتم وضع كلاهما في حالة توازن حراري. مع العلم أنه في حالة التوازن الحراري يكون كل من الجسم ومقياس الحرارة بنفس درجة الحرارة ، فإن درجة الحرارة التي يشير إليها مقياس الحرارة ستكون أيضًا درجة حرارة الجسم قيد المقارنة.

تعد دراسة تفاعل الأنظمة مع التغيرات في بيئتها مفيدة في مجموعة متنوعة من فروع العلوم والهندسة ... فيما يلي بعض تطبيقات الديناميكا الحرارية:

في هندسة المواد يديرونها نقل الحرارة والطاقة للمواد الخام لتصنيع مواد جديدة. على سبيل المثال ، لدينا عملية الحرق بدرجة حرارة عالية لقطعة خزفية تعتمد خصائصها النهائية بدقة على درجة الحرارة التي تعرضت لها.

على المستوى الصناعي لدينا عملية بسترة وتصنيع الجبن والزبدة عن طريق نقل الحرارة. في صناعة الصلب ، يتم الحصول على أنواع مختلفة من الفولاذ عن طريق صهر مواد مختلفة في أفران شديدة الحرارة.

الكهرومغناطيسية: 

يتم دراسة الظواهر الكهربائية والمغناطيسية وتوحيدها في نظرية واحدة من خلال الكهرومغناطيسية. مايكل فاراداي وجيمس كليرك ماكسويلكان الدعاة الأوائل لتأسيسها.

تعتمد الكهرومغناطيسية على معادلات ماكسويل التفاضلية المتجهية الأربعة ، والتي تربط المجالات الكهربائية والمغناطيسية بمصادر المواد الخاصة بكل منها.

تشمل النظرية الكهرومغناطيسية التيار الكهربائي والاستقطاب الكهربائي والاستقطاب المغناطيسي. الظواهر الفيزيائية العيانية التي تنطوي على الشحنات الكهربائية في حالة السكون والحركة وتأثيرات المجالات الكهربائية والمغناطيسية على المواد السائلة والصلبة والغازية هي أشياء تصف الكهرومغناطيسية.

تتضح أمثلة على استخدام الكهرومغناطيسية في المحركات والمولدات الكهربائية ، وهي الأجهزة المستخدمة لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية أو العكس.

المولد أو المولد أو الدينامو هو الاسم الذي يطلق على الجهاز الذي يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. المحرك هو الجهاز الذي يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.

كمثال على الكهرومغناطيسية لدينا البوصلة. تعتمد حركة الإبر على المبادئ المغناطيسية لأقطاب الأرض وعلى المبادئ الكهربائية بسبب التفاعل والاحتكاك الذي يولده.

البصريات: 

إن توليد الإشعاع الكهرومغناطيسي وخصائصه وتفاعله مع المادة ، وخاصة التلاعب به والتحكم فيه ، هو ما تتحمله البصريات الفيزيائية.

الضوء هو نطاق الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية التي يمكن للعين البشرية إدراكها ، وهي بالضبط البصريات المسؤولة عن دراستها.  إنه موجه لاكتشاف وتطبيق ظواهر جديدة. بناءً عليه ، يستخدم الباحثون ويطورون مصادر الضوء عبر الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله.

البصريات لها تأثير على الأجهزة والاتصالات والمقاييس.

الصوتيات: 

علم الصوت هو فرع من فروع الفيزياء يتعامل مع دراسة الموجات الميكانيكية المنتشرة عبر المادة في أي من حالاتها (صلبة أو سائلة أو غازية) عن طريق النماذج الفيزيائية والرياضية.

يدرس علم الصوتيات كل ما يتعلق بإنتاج الصوت أو نقله أو تخزينه أو إدراكه أو استنساخه. تتعامل الهندسة الصوتية مع التطبيقات التكنولوجية للصوت.

كأمثلة على الفيزياء الصوتية يمكننا الاستشهاد بما يلي:
1. الأجهزة الإلكترونية لجعل الاتصال أكثر فعالية.
2. في مجال الطب كان له تأثير في تكوين الصور
لجسم الإنسان عن طريق الموجات فوق الصوتية.
3. الميكروفونات

ديناميات الموائع: 

ميكانيكا الموائع هي فرع فرعي لميكانيكا الاستمرارية التي تتعامل مع دراسة حركة السوائل (السوائل والغازات) والقوى التي تسببها.

في الهندسة الكيميائية والمدنية والصناعية والطيران والأرصاد الجوية وبناء السفن وعلوم المحيطات ، يعتبر تدخل ميكانيكا الموائع ذا أهمية أساسية.

الفيزياء الحديثة

بدأ هذا الفرع ، المعروف أيضًا باسم فيزياء الكم أوائل القرن العشرين. باقتراح من الفيزيائي الألماني ماكس بلانك (1858-1947) أوضح فيه أنه في الجسم المظلم يقاس الإشعاع بالضوء. وهو يقوم على نظرية الكم التي ظهرت عام 1900 ونظرية النسبية عام 1905.

عزز ألبرت أينشتاين في عام 1905 نظرية الكم وفي عام 1920 سميت بميكانيكا الكم كفرع من فروع الفيزياء. إنه يتعامل مع الظواهر التي تحدث بسرعات قريبة من سرعة الضوء ، أو التي تكون مقاييسها المكانية حسب ترتيب الذرات والجزيئات.

دراسة الخصائص والسلوك و إشعاع الجسيمات على المستوى الذري ودون الذري. تشكل ميكانيكا الكم مع نظرية النسبية ما نسميه اليوم الفيزياء الحديثة.

الفيزياء المعاصرة

تقع بدايتها في نهاية القرن العشرين وبداية القرن الحادي والعشرين ، أي أننا نعيش في عصر الفيزياء المعاصرة. تتعامل الفيزياء المعاصرة مع دراسة تعقيد الطبيعة والظواهر على نطاق نانوي والعمليات خارج التوازن الديناميكي الحراري. إنها نظرية الفوضى والاضطراب.