الفيزياء: مقدمة

الفيزياء: مقدمة

• الفيزياء هي فرع من العلوم الطبيعية يهتم بدراسة الطاقة والمادة وكيفية تفاعلهما.
• يدرس الفيزيائيون حركة الإلكترونات والصواريخ، الطاقة في الموجات الضوئية والصوتية، والهياكل الكهربائية، والمكونات الأساسية للكون وأصل المادة.
• تُسهل دراسة الكتاب فهم العالم الفيزيائي المحيط بنا.
• يعمل الفيزيائيون في مجالات متنوعة مثل البحث في الجامعات، الصناعات، ومراكز البحوث، بالإضافة إلى مجالات أخرى مترابطة مع الفيزياء، مثل الفلك والهندسة والحوسبة والتعليم و الصيدلة.
• قد يعمل بعضهم في الأعمال التجارية والمالية مستخدمين مهاراتهم في حل المشكلات الفيزيائية.

الرياضيات في الفيزياء

• يستخدم الفيزيائيون الرياضيات لوصف وتفسير الظواهر الطبيعية بوضوح ودقة.
• تمثل المعادلات الرياضية أدوات أساسية لوصف الملاحظات ووضع التوقعات في الفيزياء.
• تُستخدم الرسوم البيانية لتمثيل البيانات بوضوح وفعالية، وتظهر الأنماط المخفية في البيانات.
• تُمثل النقاط المتناثرة في الرسوم البيانية علاقات مختلفة عند توصيلها بخط المواءمة، مثل العلاقة الخطية الطردية.
• للتعرف على العلاقات الأخرى، راجع دليل الرياضيات في نهاية الكتاب.

قانون أوم

• يُعبر فرق الجهد الكهربائي (V) في دائرة كهربائية عن حاصل ضرب شدة التيار الكهربائي (I) والمقاومة الكهربائية (R) في الدائرة.
• V=IR، حيث V بوحدة فولت، I بوحدة أمبير، و R بوحدة أوم.
• مثال: إذا كان فرق الجهد 120 فولت، وشدة التيار 0.75 أمبير، فإن المقاومة 160 أوم (R = V/I).

الطريقة العلمية

• الطريقة العلمية هي منهجية تتبعها للإجابة عن تساؤلات علمية، وتفسير الظواهر الطبيعية.
• تبدأ من طرح أسئلة بناءً على الملاحظات، ثم وضع فرضيات، وتصميم التجارب، وتنفيذها، وتسجيل النتائج، وتحليلها.
• يجب أن تكون النتائج قابلة للتكرار، عند قيام باحثين آخرين بإجراء التجارب والحصول على النتائج نفسها.

النماذج والقوانين والنظريات

• تُعد النماذج العلمية أدوات مهمة لتخيل و تصور الأشياء المعقدة، أو غير المرئية.
• تسمح النماذج بتصوير المشاهدات والقياسات الحديثة، وقد تتطلب إعادة تقييم النماذج حال ظهور أدلة جديدة.

القانون العلمي

• القانون العلمي هو قاعدة تصف علاقة متغيرين أو أكثر، وتُعبر عن العلاقة في صورة معادلة، و لا يفسر القانون سبب حدوث الظاهرة، بل يقدم وصفًا لها.
• مثال: قانون حفظ الشحنة، وقانون الانعكاس.

النظرية العلمية

• النظرية العلمية هي إطار يجمع عناصر البناء العلمي، ويعرض تفسيرًا للقوانين والظواهر.
• النظرية العلمية تُعدّ أفضل تفسير ممكن لمبدأ عمل الأشياء المدعومة ببيانات تجريبية دقيقة.
• مثال: نظرية الجاذبية الكونية، والتي تشرح تجاذب الكتل الكونية.

دقة القياس وضبطه

• الدقة: مدى تقارب نتائج القياس بشكل مستقل عن صحتها.
• الضبط: مدى اتفاق نتائج القياس مع القيمة المقبولة المتعارف عليها.
• مثال: قياسات الطالب الثالث كانت أكثر دقةً، بينما قياسات الطالب الثاني والثالث كانت أقل دقة، وتم استخدام مسطرتين مختلفتين في القياس.

تقنيات القياس الجيد

• يجب استخدام الأجهزة بدقة، وبعناية لضمان نتائج مضبوطة و دقيقة.
• يجب مراعاة اختلاف زاوية النظر عند قراءة التدريجات لضمان القياس بضبط ودقة .
• مثال: يستخدم الليزر لقياس المسافة لحساب المسافة بين القمر والأرض.