تويت
الفيزياء
الفيزياء physics من أكثر العلوم أهمية لفهم العالم المحيط بالإنسان. فالعلماء على تعدد اختصاصاتهم يستخدمون أفكاراً فيزيائية، بدءاً من الكيميائيين الذين يدرسون بنى الجزيئات، حتى علماء المستحاثات paleontologists الذين يبحثون في أنماط الحياة في العصور الجيولوجية السالفة، كما يستنبطونها من دراسة المتحجِّرات أو المستحاثات الحيوانية أو النباتية. والفيزياء كذلك أساس العلوم الهندسية والتقانة؛ إذ لا يمكن لمهندس أن ينجز أي جهاز علمي صالح للاستثمار من دون فهم الأسس والقوانين الفيزيائية.
إن الحدود الفاصلة بين الفيزياء وبقية العلوم هي حدود غير واضحة تماماً، فالفيزياء الطبية medical physics مثلاً تُعْنَى بجسم الإنسان إضافة إلى الفيزياء، وكذلك الكيمياء الفيزيائية physical chemistry والفيزياء الفلكية astrophysics والفيزياء الحيوية biophysics والجيوفيزياء[ر] geophysics وغيرها من الفروع العلمية.
لمحة تاريخية
لا بأس في البداية من استعراض تطور المفاهيم الفيزيائية منذ أقدم العصور حتى اليوم. فقد بدأت المعارف الفيزيائية تتراكم من عهد المصريين فالبابليين فالإغريقيين، فالمسلمين الذين قدَّموا إسهامات قيِّمة في الضوء والبصريات، ومن أشهر علمائهم في هذا المجال الحسن بن الهيثم، كما كانت لهم إسهامات لا تُنكر في الجبر والحساب، ومن أشهر علمائهم في هذا الميدان الخوارزمي. وكانت لهم أبحاث في الميكانيك وكان يُدْعَى علم الحِيَل، وقد طبقوا معارفهم تلك في صناعة الروافع والموازين وغيرها، إضافة إلى إسهاماتهم في ميدان الفلك فما زالت أسماء عدد من النجوم والأبراج تحمل أسماء عربية.
شهدت الفيزياء في عهد غاليليه[ر] (1564-1642) تطوراً ملحوظاً، فقد وسَّع أسس الفيزياء التجريبية، ووَصَف بقوانين رياضية حادثة السقوط الحر للأجسام وسرعة سقوطها بدلالة الزمن، واستخدم المستوي المائل للوصول إلى غايته. وأتمَّ نيوتن[ر]Newton ما بين (1642-1727) أعمال غاليليه ووضع بذلك أسس الميكانيك التقليدي، وغدا علم الفيزياء في عصره علماً تجريبياً وكمّياً يعالج قضايا محددة. وهكذا نشأ الضوء أو البصريات، كما رافق ذلك تطور في الرياضيات شمل الهندسة التحليلية على يد ديكارت[ر] Descartes وحساب التكامل والتفاضل على يدي لايبنتز Leibniz ونيوتن، الأمر الذي ساعد على توضيح المفاهيم في الفيزياء.
وفي القرن الثامن عشر ظهرت فروع جديدة للفيزياء كالكهرمغنطيسية والترموديناميك والفيزياء الذرية قبيل انتهاء القرن التاسع عشر.
وفي مطلع القرن العشرين نظر الإنسان إلى الأشياء من زاوية جديدة إثر ظهور النظرية النسبية[ر] وميكانيك الكم[ر]، وغدت الفيزياء النيوتونية حالة خاصة من الفيزياء النسبية وميكانيك الكم.
مجالات الفيزياء
الديناميكا الهوائية aerodynamics:
علم يختص بدراسة حركة الغازات، وخاصة الهواء وحركة الأجسام خلاله.
الصوتيات acoustics:
علم يُعنى بتوليد الأمواج الصوتية وانتشارها وخصائصها.
الفيزياء الهوائية aerophysics:
علم يختص بدراسة الجو المحيط بالأرض، وتفاعله مع الأجسام التي تتحرك خلاله بسرعات عالية، وكذلك تصميم أجهزة الديناميكا الهوائية وتركيبها وتشغيلها.
الفيزياء الفلكية astrophysics:
علم دراسة تركيب النجوم والكواكب، وطاقة النجوم وسماتها الظاهرية والفيزيائية.
الفيزياء الجوية atmospheric physics:
فرع الفيزياء الذي يدرس الخصائص الفيزيائية للغلاف الجوي.
الفيزياء الذرية atomic physics:
فرع الفيزياء الذي يُعنى بدراسة تركيب الذرة، وخصائص الجسيمات الذرية التي تتكون منها الذرة، وتفاعلات الإشعاعات مع ذرات المواد.
البالستيات ballistics:
علم يُعنى بحركة الأجسام التي تُقذف في الفضاء، وخاصة القذائف الصاروخية وقذائف المدافع وطلقات الرصاص.
الفيزياء الحيوية biophysics:
فرع من فروع الفيزياء تتم فيه دراسة الأعضاء الحية بوساطة التقانات الفيزيائية، كما يعنى بدراسة فيزياء العمليات والظواهر الفيزيائية.
الفيزياء التقليدية classical physics:
علوم الفيزياء التي تعتمد النظريات الفيزيائية لنيوتن أساساً لها، ولا تشتمل على النظرية الكمومية والنظرية النسبية.
فيزياء درجات الحرارة المنخفضة cryogenics:
العلم الذي يختص بتوليد درجات الحـرارة شديدة الانخفاض، وبدراسة خصائص المـواد عند هذه الدرجات ويدعى كذلك فيزياء درجـة الحرارة المنخفضة low-temperature physics.
علم البلّورات crystallography:
العلم الذي يختص بأشكال البلورات وخصائصها وبنائها، ومنها الخصائص التي تتغير من اتجاه إلى آخر في البلورة.
الديناميكا أو علم التحريك :dynamics
فرع من علوم الميكانيك يختص بالقوى المسبِّبة لحركة الأجسام.
الكهرباء electricity:
الظواهر الفيزيائية المتصلة بالشحنات الكهربائية، وآثارها، سواء في حالة السكون أو عندما تؤلف تيارات.
الديناميكا الكهربائية :electro dynamics
أحد فروع الفيزياء الذي يختص بدراسة حركة الشحنات الكهربائية ويدرس القوى الميكانيكية الناشئة بين الدارات المتجاورة التي تسري فيها تيارات كهربائية.
الكهرمغنطيسية electromagnetism:
العلم الذي يختص بالظواهر الكهربائية والمغنطيسية، والعلاقات بينهما، وتوليد الآثار المغناطيسية بفعل التيارات الكهربائية.
البصريات الإلكترونية :electronoptics
دراسة سلوك شعاع إلكترونات في المجالات المغنطيسية والكهربائية الساكنة والتحكم في الشعاع بوساطتهما.
الكهربصريات electro-optics:
دراسة آثار الحقول الكهربائية في الخصائص البصرية للعوازل.
الكهرباء الساكنة electrostatics:
دراسة ما يتصل بخصائص الشحنات الكهربائية الساكنة، وقوى كولون الفاعلة بينها.
فيزياء الجسيمات الأولية elementary particle physics:
دراسة الجسيمات التي تمثل اللَّبِنات الأساسية لبناء المادة والطاقة، كالفوتونات واللبتونات والباريونات وغيرها وتفاعلاتها أو تفككاتها إلى جسيمات أخرى.
المغنطيسية الحديدية ferromagntism:
خاصية المواد التي تتأثر بالمجالات المغنطيسسية، أو ذات النفاذية العالية.
ديناميكا الموائع fluid dynamics:
العلم الذي يُعنى بدراسة حركة الموائع، بما في ذلك الموائع اللزجة وغير اللزجة، والقابلة للانضغاط أو غير القابلة لذلك، وقوى الطفو وغير ذلك.
المغنطيسية الأرضية[ر] geomagnetism:
دراسة مجال المغناطيسية الأرضية وتغيراته، والعناصر الأساسية لهذا المجال عند أي نقطة على سطح الأرض.
البصريات الهندسيةgeometrical optics :
فرع من الفيزياء يعالج الضوء على أنه يتكون من أشعة تصدر عن منبع وتنتشر في الاتجاهات المختلفة، وتنكسر أو تنعكس في مسارات وفق قوانين محددة ومن دون اعتبار لطبيعة الضوء ذاته.
فيزياء الطاقة العالية :high energy physics
فرع الفيزياء، الذي يُعنى بدراسة خصائص الجسيمات الأولية، وخاصة من خلال تصادمات الجسيمات ذوات الطاقات العالية وتفككاتها.
السوائل الساكنة hydrostatics:
العلم الذي يعنى بدراسة خصائص السوائل الساكنة من طفو وضغط وتوتر سطحي وغير ذلك.
علم الحركة kinematics:
دراسة حركة الأجسام بغض النظر عن كتلتها أو القوى الفاعلة فيها.
المغنطيسية magnetism:
فرع العلم الذي يعنى بمعالجة قوانين القوى المغنطيسية وظروفها، وكذلك آثارها وأسباب وجودها.
الهدروديناميكا المغنطيسية:
العلم الذي يعنى بدراسة حركة الموائع وفعلها المتبادل في المجالات المغنطيسية.
الميكانيك [ر] mechanics:
فرع العلم الذي يعنى بدراسة تأثير القوى في الأجسام أو النظم الفيزيائية، أو بمحاولة وضع القواعد العامة للتنبؤ بسلوك هذه النظم تحت تأثير الفعل المتبادل بينها وبين الوسط المحيط.
الفيزياء الطبية medical physics:
فرع الفيزياء الذي يعنى بتطبيق الفيزياء في المجالات الطبية، ومن أهمها العلاج بالإشعاع والطب النووي والإلكترونيات الطبية.
علم القياس metrology:
فرع العلوم الذي يعنى بالقياسات الدقيقة للمقادير الأساسية وهي الكتلة والطول والزمن، أو هو علم أجهزة القياس.
الديناميكا الحرارية thermodynamics:
فرع الفيزياء الذي يعنى بدراسة العلاقات الكمية بين الحرارة والأشكال الأخرى للطاقة.
البصريات optics:
فرع الفيزياء الذي يعنى بدراسة طبيعة الضوء، وخصائصه الموجية، وتوليده.
النسبية[ر] relativity:
نظرية تفترض أن القوانين التي تصف الظواهر الفيزيائية لا تتغير بالنسبة لمراقبين مختلفين، أو بالنسبة لأطر إسناد مختلفة. وهي مجموعة من القوانين التي تتصل بالفضاء والحركة وتدمج الزمان والمكان في متصل رباعي الأبعاد (زمكان). وتنقسم إلى قسمين رئيسيين النظرية النسبية الخاصة special relativity والنظرية النسبية العامة general relativity.
نظرية الكم quantum theory:
نظرية تفترض أن انتقال الطاقة بين الإشعاع والمادة، يتم في كمَّات منفصلة تسمى كمات quanta، تتوقف قيمتها على تواتر الإشعاع.
الفيزياء النووية nuclear physics:
فرع الفيزياء الذي يعنى بدراسة نوى الذرات وتفاعلاتها بعضها مع بعض.
وفيما يأتي سرد تاريخي لأهم الأحداث في الفيزياء التي كان لها تأثير محسوس في تطور هذا الحقل المهم من حقول المعرفة:
عام 1583 وضع غاليليه قانون اهتزاز النواس.
عام 1637 درس ديكارت Descartes قوانين انكسار الضوء.
عام 1648 وضَّح باسكال Pascal وجود الضغط الجوي.
عام 1687 أعلن نيوتن Newton قانون التجاذب العالمي بين الكتل المادية.
عام 1742 ابتكر سلزيوس Celsius سلَّم درجات الحرارة المئوي.
عام 1785 أعلن كولون Coulomb القانون الناظم للقوى بين الشحنات الكهربائية الساكنة.
عام 1819 اقترح فرينل Fresnel النظرية الموجية للضوء.
عام 1819 اكتشاف أورستد Christian Oersted الأثر المغنطيسي للتيار الكهربائي.
عام 1827 أعلن أوم Ohm قانونه الخاص بالتيار الساري في دارة كهربائية.
عام 1831 اكتشاف مايكل فاراداي Michael Faraday ظاهرة التحريض المغنطيسي.
عام 1847 أعلن هلمهولتز Helmholtz قانون انحفاظ الطاقة.
عام 1851 برهن فوكو Foucault على دوران الأرض من خلال تجربة النواس المعلّق.
عام 1865 توصل ماكسويل Maxwell إلى صياغة النظرية الكهرمغنطيسية في الضوء.
عام 1887 برهن مايكلسون ومورلي Michelson & Morley على ثبات سرعة الضوء.
عام 1895 اكتشاف ولهلم رونتجن Wilhelm Rontgen الأشعة السينية.
عام 1896 اكتشف بكرل Becquerel النشاط الإشعاعي.
عام 1897 دراسة ج.ج.طومسون J.J.Thomson لحادثة الانفراغ في الغازات واكتشافه الإلكترون.
عام 1900 أعلن بلانك Planck النظرية الكمومية.
عام 1904 دراسة اللورد رالاي Lord Rayleigh لكثافة الغازات واكتشاف الأرغون، وكذلك اكتشاف وليام رامزي William Ramsay الغازات الخاملة الهليوم والنيون والكزينون والكريبتون وتحديد مواضعها في الجدول الدوري للعناصر.
عام 1908 اكتشاف هايك كامرلنغ أونس Heike Kamerlingh Onnes ظاهرة الناقلية الفائقة وتمييع الهليوم.
عام 1911 اقترح رذرفورد Rutherford نموذج الكواكب السيارة للذرة.
عام 1912 دراسة ماكس فون لاو Max T.F. Von Laue انعراج الأشعة السينية على البلّورات، وتوضيحه أن الأِشعة السينية هي ضرب من الأمواج الكهرمغنطيسية.
عام 1914 دراسة روبرت مليكان Robert Milikan للمفعول الكهرضوئي تجريبياً.
عام 1916 أعلن آينشتاين Einstein النظرية النسبية العامة.
عام 1922 اكتشاف آرثر كومتون Arthur Compton مفعول كومتون حول تغير طول موجة الأشعة السينية لدى تبعثرها على ذرات المادة.
عام 1926 أعلن شرودنغر Schrodinger معادلته في ميكانيك الكم.
عام 1932 اكتشف شادويك Chadwick النترون.
عام 1938 اكتشف هاهن وشتراسمان Hahn & Strassmann ظاهرة الانشطار النووي.
عام 1939 ابتكار إرنست لورنس Ernest Lawrence مسرِّع السيكلوترون.
عام 1946 اكتشاف فلكس بلوخ Felix Bloch وإدوارد ملز بارسل Edward Mills Purell ظاهرة التجاوب المغنطيسي النووي في السوائل والغازات.
عام 1956 ابتكار جون باردين John Bardeen وولتر براتين Walter Brattain ووليام شوكلي William Shockley لترانزستور.
عام 1962 اكتشف باردين وكوبر وشريفر Barden, Cooper & Schrieffer ظاهرة الناقلية الفائقة Superconductivity.
عام 1965 اكتشاف روبرت ويلسون Robert Wilson إشعاع الخلفية الكوني background cosmic radiation.
عام 1981 ابتكار روهرر Heinrich Rohrer المجهر الإلكتروني النفقي الماسح Scanning tunneling microscope.
عام 1987 اكتشاف كارل مولر Karl Müller وجورج بندورز Georg Bendorz ظاهرة الناقلية الفائقة في درجات الحرارة العالية.
عام 1991 التوصل إلى الاندماج النووي المتحكَّم فيه.
عام 1993 اكتشاف رسل هلس Russell Hulse الأمواج الثقالية gravitational waves.
أحمد حصري
الفيزياء physics من أكثر العلوم أهمية لفهم العالم المحيط بالإنسان. فالعلماء على تعدد اختصاصاتهم يستخدمون أفكاراً فيزيائية، بدءاً من الكيميائيين الذين يدرسون بنى الجزيئات، حتى علماء المستحاثات paleontologists الذين يبحثون في أنماط الحياة في العصور الجيولوجية السالفة، كما يستنبطونها من دراسة المتحجِّرات أو المستحاثات الحيوانية أو النباتية. والفيزياء كذلك أساس العلوم الهندسية والتقانة؛ إذ لا يمكن لمهندس أن ينجز أي جهاز علمي صالح للاستثمار من دون فهم الأسس والقوانين الفيزيائية.
إن الحدود الفاصلة بين الفيزياء وبقية العلوم هي حدود غير واضحة تماماً، فالفيزياء الطبية medical physics مثلاً تُعْنَى بجسم الإنسان إضافة إلى الفيزياء، وكذلك الكيمياء الفيزيائية physical chemistry والفيزياء الفلكية astrophysics والفيزياء الحيوية biophysics والجيوفيزياء[ر] geophysics وغيرها من الفروع العلمية.
لمحة تاريخية
لا بأس في البداية من استعراض تطور المفاهيم الفيزيائية منذ أقدم العصور حتى اليوم. فقد بدأت المعارف الفيزيائية تتراكم من عهد المصريين فالبابليين فالإغريقيين، فالمسلمين الذين قدَّموا إسهامات قيِّمة في الضوء والبصريات، ومن أشهر علمائهم في هذا المجال الحسن بن الهيثم، كما كانت لهم إسهامات لا تُنكر في الجبر والحساب، ومن أشهر علمائهم في هذا الميدان الخوارزمي. وكانت لهم أبحاث في الميكانيك وكان يُدْعَى علم الحِيَل، وقد طبقوا معارفهم تلك في صناعة الروافع والموازين وغيرها، إضافة إلى إسهاماتهم في ميدان الفلك فما زالت أسماء عدد من النجوم والأبراج تحمل أسماء عربية.
شهدت الفيزياء في عهد غاليليه[ر] (1564-1642) تطوراً ملحوظاً، فقد وسَّع أسس الفيزياء التجريبية، ووَصَف بقوانين رياضية حادثة السقوط الحر للأجسام وسرعة سقوطها بدلالة الزمن، واستخدم المستوي المائل للوصول إلى غايته. وأتمَّ نيوتن[ر]Newton ما بين (1642-1727) أعمال غاليليه ووضع بذلك أسس الميكانيك التقليدي، وغدا علم الفيزياء في عصره علماً تجريبياً وكمّياً يعالج قضايا محددة. وهكذا نشأ الضوء أو البصريات، كما رافق ذلك تطور في الرياضيات شمل الهندسة التحليلية على يد ديكارت[ر] Descartes وحساب التكامل والتفاضل على يدي لايبنتز Leibniz ونيوتن، الأمر الذي ساعد على توضيح المفاهيم في الفيزياء.
وفي القرن الثامن عشر ظهرت فروع جديدة للفيزياء كالكهرمغنطيسية والترموديناميك والفيزياء الذرية قبيل انتهاء القرن التاسع عشر.
وفي مطلع القرن العشرين نظر الإنسان إلى الأشياء من زاوية جديدة إثر ظهور النظرية النسبية[ر] وميكانيك الكم[ر]، وغدت الفيزياء النيوتونية حالة خاصة من الفيزياء النسبية وميكانيك الكم.
مجالات الفيزياء
الديناميكا الهوائية aerodynamics:
علم يختص بدراسة حركة الغازات، وخاصة الهواء وحركة الأجسام خلاله.
الصوتيات acoustics:
علم يُعنى بتوليد الأمواج الصوتية وانتشارها وخصائصها.
الفيزياء الهوائية aerophysics:
علم يختص بدراسة الجو المحيط بالأرض، وتفاعله مع الأجسام التي تتحرك خلاله بسرعات عالية، وكذلك تصميم أجهزة الديناميكا الهوائية وتركيبها وتشغيلها.
الفيزياء الفلكية astrophysics:
علم دراسة تركيب النجوم والكواكب، وطاقة النجوم وسماتها الظاهرية والفيزيائية.
الفيزياء الجوية atmospheric physics:
فرع الفيزياء الذي يدرس الخصائص الفيزيائية للغلاف الجوي.
الفيزياء الذرية atomic physics:
فرع الفيزياء الذي يُعنى بدراسة تركيب الذرة، وخصائص الجسيمات الذرية التي تتكون منها الذرة، وتفاعلات الإشعاعات مع ذرات المواد.
البالستيات ballistics:
علم يُعنى بحركة الأجسام التي تُقذف في الفضاء، وخاصة القذائف الصاروخية وقذائف المدافع وطلقات الرصاص.
الفيزياء الحيوية biophysics:
فرع من فروع الفيزياء تتم فيه دراسة الأعضاء الحية بوساطة التقانات الفيزيائية، كما يعنى بدراسة فيزياء العمليات والظواهر الفيزيائية.
الفيزياء التقليدية classical physics:
علوم الفيزياء التي تعتمد النظريات الفيزيائية لنيوتن أساساً لها، ولا تشتمل على النظرية الكمومية والنظرية النسبية.
فيزياء درجات الحرارة المنخفضة cryogenics:
العلم الذي يختص بتوليد درجات الحـرارة شديدة الانخفاض، وبدراسة خصائص المـواد عند هذه الدرجات ويدعى كذلك فيزياء درجـة الحرارة المنخفضة low-temperature physics.
علم البلّورات crystallography:
العلم الذي يختص بأشكال البلورات وخصائصها وبنائها، ومنها الخصائص التي تتغير من اتجاه إلى آخر في البلورة.
الديناميكا أو علم التحريك :dynamics
فرع من علوم الميكانيك يختص بالقوى المسبِّبة لحركة الأجسام.
الكهرباء electricity:
الظواهر الفيزيائية المتصلة بالشحنات الكهربائية، وآثارها، سواء في حالة السكون أو عندما تؤلف تيارات.
الديناميكا الكهربائية :electro dynamics
أحد فروع الفيزياء الذي يختص بدراسة حركة الشحنات الكهربائية ويدرس القوى الميكانيكية الناشئة بين الدارات المتجاورة التي تسري فيها تيارات كهربائية.
الكهرمغنطيسية electromagnetism:
العلم الذي يختص بالظواهر الكهربائية والمغنطيسية، والعلاقات بينهما، وتوليد الآثار المغناطيسية بفعل التيارات الكهربائية.
البصريات الإلكترونية :electronoptics
دراسة سلوك شعاع إلكترونات في المجالات المغنطيسية والكهربائية الساكنة والتحكم في الشعاع بوساطتهما.
الكهربصريات electro-optics:
دراسة آثار الحقول الكهربائية في الخصائص البصرية للعوازل.
الكهرباء الساكنة electrostatics:
دراسة ما يتصل بخصائص الشحنات الكهربائية الساكنة، وقوى كولون الفاعلة بينها.
فيزياء الجسيمات الأولية elementary particle physics:
دراسة الجسيمات التي تمثل اللَّبِنات الأساسية لبناء المادة والطاقة، كالفوتونات واللبتونات والباريونات وغيرها وتفاعلاتها أو تفككاتها إلى جسيمات أخرى.
المغنطيسية الحديدية ferromagntism:
خاصية المواد التي تتأثر بالمجالات المغنطيسسية، أو ذات النفاذية العالية.
ديناميكا الموائع fluid dynamics:
العلم الذي يُعنى بدراسة حركة الموائع، بما في ذلك الموائع اللزجة وغير اللزجة، والقابلة للانضغاط أو غير القابلة لذلك، وقوى الطفو وغير ذلك.
المغنطيسية الأرضية[ر] geomagnetism:
دراسة مجال المغناطيسية الأرضية وتغيراته، والعناصر الأساسية لهذا المجال عند أي نقطة على سطح الأرض.
البصريات الهندسيةgeometrical optics :
فرع من الفيزياء يعالج الضوء على أنه يتكون من أشعة تصدر عن منبع وتنتشر في الاتجاهات المختلفة، وتنكسر أو تنعكس في مسارات وفق قوانين محددة ومن دون اعتبار لطبيعة الضوء ذاته.
فيزياء الطاقة العالية :high energy physics
فرع الفيزياء، الذي يُعنى بدراسة خصائص الجسيمات الأولية، وخاصة من خلال تصادمات الجسيمات ذوات الطاقات العالية وتفككاتها.
السوائل الساكنة hydrostatics:
العلم الذي يعنى بدراسة خصائص السوائل الساكنة من طفو وضغط وتوتر سطحي وغير ذلك.
علم الحركة kinematics:
دراسة حركة الأجسام بغض النظر عن كتلتها أو القوى الفاعلة فيها.
المغنطيسية magnetism:
فرع العلم الذي يعنى بمعالجة قوانين القوى المغنطيسية وظروفها، وكذلك آثارها وأسباب وجودها.
الهدروديناميكا المغنطيسية:
العلم الذي يعنى بدراسة حركة الموائع وفعلها المتبادل في المجالات المغنطيسية.
الميكانيك [ر] mechanics:
فرع العلم الذي يعنى بدراسة تأثير القوى في الأجسام أو النظم الفيزيائية، أو بمحاولة وضع القواعد العامة للتنبؤ بسلوك هذه النظم تحت تأثير الفعل المتبادل بينها وبين الوسط المحيط.
الفيزياء الطبية medical physics:
فرع الفيزياء الذي يعنى بتطبيق الفيزياء في المجالات الطبية، ومن أهمها العلاج بالإشعاع والطب النووي والإلكترونيات الطبية.
علم القياس metrology:
فرع العلوم الذي يعنى بالقياسات الدقيقة للمقادير الأساسية وهي الكتلة والطول والزمن، أو هو علم أجهزة القياس.
الديناميكا الحرارية thermodynamics:
فرع الفيزياء الذي يعنى بدراسة العلاقات الكمية بين الحرارة والأشكال الأخرى للطاقة.
البصريات optics:
فرع الفيزياء الذي يعنى بدراسة طبيعة الضوء، وخصائصه الموجية، وتوليده.
النسبية[ر] relativity:
نظرية تفترض أن القوانين التي تصف الظواهر الفيزيائية لا تتغير بالنسبة لمراقبين مختلفين، أو بالنسبة لأطر إسناد مختلفة. وهي مجموعة من القوانين التي تتصل بالفضاء والحركة وتدمج الزمان والمكان في متصل رباعي الأبعاد (زمكان). وتنقسم إلى قسمين رئيسيين النظرية النسبية الخاصة special relativity والنظرية النسبية العامة general relativity.
نظرية الكم quantum theory:
نظرية تفترض أن انتقال الطاقة بين الإشعاع والمادة، يتم في كمَّات منفصلة تسمى كمات quanta، تتوقف قيمتها على تواتر الإشعاع.
الفيزياء النووية nuclear physics:
فرع الفيزياء الذي يعنى بدراسة نوى الذرات وتفاعلاتها بعضها مع بعض.
وفيما يأتي سرد تاريخي لأهم الأحداث في الفيزياء التي كان لها تأثير محسوس في تطور هذا الحقل المهم من حقول المعرفة:
عام 1583 وضع غاليليه قانون اهتزاز النواس.
عام 1637 درس ديكارت Descartes قوانين انكسار الضوء.
عام 1648 وضَّح باسكال Pascal وجود الضغط الجوي.
عام 1687 أعلن نيوتن Newton قانون التجاذب العالمي بين الكتل المادية.
عام 1742 ابتكر سلزيوس Celsius سلَّم درجات الحرارة المئوي.
عام 1785 أعلن كولون Coulomb القانون الناظم للقوى بين الشحنات الكهربائية الساكنة.
عام 1819 اقترح فرينل Fresnel النظرية الموجية للضوء.
عام 1819 اكتشاف أورستد Christian Oersted الأثر المغنطيسي للتيار الكهربائي.
عام 1827 أعلن أوم Ohm قانونه الخاص بالتيار الساري في دارة كهربائية.
عام 1831 اكتشاف مايكل فاراداي Michael Faraday ظاهرة التحريض المغنطيسي.
عام 1847 أعلن هلمهولتز Helmholtz قانون انحفاظ الطاقة.
عام 1851 برهن فوكو Foucault على دوران الأرض من خلال تجربة النواس المعلّق.
عام 1865 توصل ماكسويل Maxwell إلى صياغة النظرية الكهرمغنطيسية في الضوء.
عام 1887 برهن مايكلسون ومورلي Michelson & Morley على ثبات سرعة الضوء.
عام 1895 اكتشاف ولهلم رونتجن Wilhelm Rontgen الأشعة السينية.
عام 1896 اكتشف بكرل Becquerel النشاط الإشعاعي.
عام 1897 دراسة ج.ج.طومسون J.J.Thomson لحادثة الانفراغ في الغازات واكتشافه الإلكترون.
عام 1900 أعلن بلانك Planck النظرية الكمومية.
عام 1904 دراسة اللورد رالاي Lord Rayleigh لكثافة الغازات واكتشاف الأرغون، وكذلك اكتشاف وليام رامزي William Ramsay الغازات الخاملة الهليوم والنيون والكزينون والكريبتون وتحديد مواضعها في الجدول الدوري للعناصر.
عام 1908 اكتشاف هايك كامرلنغ أونس Heike Kamerlingh Onnes ظاهرة الناقلية الفائقة وتمييع الهليوم.
عام 1911 اقترح رذرفورد Rutherford نموذج الكواكب السيارة للذرة.
عام 1912 دراسة ماكس فون لاو Max T.F. Von Laue انعراج الأشعة السينية على البلّورات، وتوضيحه أن الأِشعة السينية هي ضرب من الأمواج الكهرمغنطيسية.
عام 1914 دراسة روبرت مليكان Robert Milikan للمفعول الكهرضوئي تجريبياً.
عام 1916 أعلن آينشتاين Einstein النظرية النسبية العامة.
عام 1922 اكتشاف آرثر كومتون Arthur Compton مفعول كومتون حول تغير طول موجة الأشعة السينية لدى تبعثرها على ذرات المادة.
عام 1926 أعلن شرودنغر Schrodinger معادلته في ميكانيك الكم.
عام 1932 اكتشف شادويك Chadwick النترون.
عام 1938 اكتشف هاهن وشتراسمان Hahn & Strassmann ظاهرة الانشطار النووي.
عام 1939 ابتكار إرنست لورنس Ernest Lawrence مسرِّع السيكلوترون.
عام 1946 اكتشاف فلكس بلوخ Felix Bloch وإدوارد ملز بارسل Edward Mills Purell ظاهرة التجاوب المغنطيسي النووي في السوائل والغازات.
عام 1956 ابتكار جون باردين John Bardeen وولتر براتين Walter Brattain ووليام شوكلي William Shockley لترانزستور.
عام 1962 اكتشف باردين وكوبر وشريفر Barden, Cooper & Schrieffer ظاهرة الناقلية الفائقة Superconductivity.
عام 1965 اكتشاف روبرت ويلسون Robert Wilson إشعاع الخلفية الكوني background cosmic radiation.
عام 1981 ابتكار روهرر Heinrich Rohrer المجهر الإلكتروني النفقي الماسح Scanning tunneling microscope.
عام 1987 اكتشاف كارل مولر Karl Müller وجورج بندورز Georg Bendorz ظاهرة الناقلية الفائقة في درجات الحرارة العالية.
عام 1991 التوصل إلى الاندماج النووي المتحكَّم فيه.
عام 1993 اكتشاف رسل هلس Russell Hulse الأمواج الثقالية gravitational waves.
أحمد حصري