ما هي الفيزياء وما هي مجالاتها؟ سؤال يتضمن الكثير من المعلومات العلمية والتاريخية عن أحد أهم وأشهر العلوم، وفي هذا المقال سيتم عرض بحث تفصيلي وشامل عن هذا العلم، يبدأ بتعريف العلم في اللغة والمصطلحات، ثم الحديث عن أصل الكلمة ومعناها عبر القرون، مروراً بتفاصيل مجالات هذا العلم وفي نهاية المقال نقدم أهم قوانين الفيزياء التي عرفتها البشرية.
تعريف العلم
قبل تحديد ما هو علم الفيزياء ومجالاتها؟ من الضروري الانطلاق من تعريف، ويطلق عليه “علم” باللغة الإنجليزية، ويعني اصطلاحًا دراسة العالم المادي والطبيعي، بناءً على الملاحظات والنظريات والتجارب، وبالتالي استفزاز النتائج التي تؤدي إلى المعرفة جمعت في صورة قوانين وقواعد، أما اللغة فكلمة العلم في اللغة العربية فهي مصدر لعلم الفعل، ويقال أن الشيء معروف، أي يعرفه ويقينه. هو، وبالتالي العلم هو تحقيق الشيء كما هو.
ما هي الفيزياء وما هي مجالاتها؟
الفيزياء هي دراسة المفاهيم الأساسية مثل القوة والوقت والطاقة، وكذلك تفسير الظواهر الطبيعية غير الحية وما يتصل بها وتفاعلاتها بمختلف أنواعها وأشكالها وأحجامها، وتعود الفيزياء إلى الكلمة اليونانية “فيزياء” والتي تعني الطبيعة ومعرفتها وتجدر الإشارة إلى أن الفيزياء من أقدم العلوم والتخصصات الأكاديمية، وقد شهدت تطوراً وتفرعاً كبيراً على مر القرون.
مجالات الفيزياء
البحث عن إجابة السؤال الرئيسي للمقال يتضمن: ما هي الفيزياء وما هي مجالاتها؟ الوقوف في أهم تخصصات وفروع الفيزياء التي شهدت تطورًا كبيرًا على مر القرون، وتنقسم إلى قسمين رئيسيين هما الفيزياء الكلاسيكية والفيزياء الحديثة.
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الكلاسيكية، أو في اللغة الإنجليزية “الفيزياء الكلاسيكية”، هي الفرع الأساسي الذي يتعامل مع دراسة الظواهر والحالات التقليدية، مثل حركة الأجسام والتأثير المتبادل بينها وبين القوى المختلفة، وتنقسم بدورها إلى ما يلي :
- الميكانيكا الكلاسيكية: تتناول دراسة حركة الأجسام المادية وتخضع لقوانين الفيزياء الأساسية.
- الكهرباء والمغناطيسية: أو باللغة الإنجليزية “الكهرباء والمغناطيسية”، تتناول دراسة المجال المغناطيسي والتوليد، بما في ذلك حساب القوة والمقاومة والمجال.
- الديناميكا الحرارية: تسمى “الديناميكا الحرارية”، وتتناول دراسة الطاقة الحرارية من حيث أصلها والحركة بين الأشياء.
- الصوتيات الفيزيائية: أو في اللغة الإنجليزية “الصوتيات”، فرع يتعامل مع دراسة المجال الصوتي وانتشار الموجات الصوتية، بما في ذلك الاهتزازات والأمواج والبراكين.
- علم الفلك: أو في اللغة الإنجليزية “الفيزياء الفلكية” هو علم الأجرام السماوية، حيث يدرس حركة النجوم والكواكب وتكوينها وبنيتها.
- الجيوفيزياء: يطلق عليها باللغة الإنجليزية “الجيوفيزياء”، وهي فرع يجمع بين الفيزياء والجيولوجيا، مما يسمح بتفسير الظواهر الجيولوجية الطبيعية مثل المد والجزر والأرصاد الجوية وظروف الأرصاد الجوية.
- الفيزياء الكيميائية: تخصص يتعامل مع دراسة الخصائص الفيزيائية للمواد الكيميائية، مثل توزيع الإلكترونات على المستوى الذري.
- الفيزياء الطبية: وتسمى “الفيزياء الطبية” وهي فيزياء الأجهزة والأدوات المستخدمة في مجال الصحة والطب مثل الرنين المغناطيسي والمجاهر ومختبرات التحليل.
الفيزياء الحديثة
في البحث عن إجابة للسؤال: ما هي الفيزياء وما هي مجالاتها؟ نجد أن القسم الثاني من الفيزياء هو الفيزياء الحديثة، والتي تسمى “الفيزياء الحديثة”، ويرتبط ترتيبًا زمنيًا بعالم ما بعد العالم إسحاق نيوتن، وينقسم بدوره إلى الفروع التالية:
- فيزياء الكم: تسمى “ميكانيكا الكم”، ويتناول هذا الفرع دراسة سلوك المادة وتفاعلها مع العالم الخارجي على المستوى الذري.
- الفيزياء الحيوية: أو في “الفيزياء الحيوية” الإنجليزية، هذا التخصص يجمع بين الفيزياء في مفهومها التقليدي مع علم الأحياء، ودراسة التفاعلات الخلوية للكائنات الحية.
- الفيزياء النووية: تسمى “الفيزياء النووية”، وهي فرع معقد يتعامل مع دراسة الخصائص الفيزيائية للنواة الذرية.
أهم قوانين الفيزياء
بعد تحديد الفيزياء وتحديد أهم وأبرز مجالاتها، من الضروري أن يسأل المرء نفسه عن أهم القوانين التي ظهرت عبر التاريخ والتي أدت إلى اكتشافات واختراعات أساسية في حياة الإنسان، على النحو التالي:
- قانون الجاذبية: وهو أهم ما ينسب إلى العالم إسحاق نيوتن، وظهر قانون الجاذبية عام 1687 م ويؤسس لوجود قوة جاذبة تتناسب مع الكتلة مما يؤثر على أي جسمين في الكون.
- نظرية النسبية: سميت على اسم العالم الشهير أينشتاين الذي نشر هذه النظرية في أوائل القرن العشرين، وتربط بين الزمان والمكان والكتلة والطاقة.
- قوانين نيوتن الثلاثة: تسمى أيضًا قوانين الجاذبية العامة، وهي من أهم قوانين الميكانيكا الكلاسيكية، فهي تصف حركة الأجسام والقوى التي تؤثر عليها وتظهر بوضوح على مستوى النجوم في الفضاء.