مبادئ الفيزياء الحديثة والنسبية

مبادئ الفيزياء الحديثة

• تُعنى الفيزياء الحديثة بدراسة الظواهر الفيزيائية التي لا تستطيع الفيزياء الكلاسيكية تفسيرها بشكل كامل.
• تشمل هذه الظواهر السرعات العالية جداً، مثل سرعات الضوء، والتفاعلات النووية، والظواهر الكمومية.
• تُعد الفيزياء الحديثة تطوراً هاماً عن الفيزياء الكلاسيكية، حيث أثبتت عدم كفايتها لشرح العديد من الظواهر.

النسبية الخاصة

• أدت الأبحاث على سرعة الضوء إلى صياغة نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين.
• تُشكّل النسبية الخاصة تغييراً جذرياً في فهمنا للزمن والمكان، حيث يعتبران نسبيين.
• تشرح النسبية الخاصة كيف تتغير قياسات الزمن والمسافة حسب السرعة النسبية للمراقب.
• تظهر النسبية الخاصة أن سرعة الضوء ثابتة في أي إطار مرجعي، بغض النظر عن حركة المصدر أو الراصد.
• أحد النتائج الهامة للنسبية الخاصة هو قانون تكافؤ الكتلة والطاقة الشهير E=mc².

النسبية العامة

• توسّع نظرية النسبية العامة لأينشتاين من النسبية الخاصة لتصف الجاذبية.
• تُعدّ النسبية العامة الجاذبية انحناءً في الزمكان، وليست قوة.
• تصف النسبية العامة الجاذبية بأنها انحناء للزمكان مُسبَب بجسم ذي كتلة أو طاقة.
• تُعد النسبية العامة ضرورية لفهم الكون على نطاق واسع، بما في ذلك ثقوب سوداء، وتمدد الكون.

الميكانيكا الكمية

• تُشكل الميكانيكا الكمية فرعاً آخر من الفيزياء الحديثة، يصف السلوك الفيزيائي على المستوى الذري.
• تختلف الميكانيكا الكمية بشكل جذري عن الميكانيكا الكلاسيكية، حيث يظهر السلوك الاحتمالي والكمومي للأنظمة.
• تعتبر كميات المادية مثل الطاقة والزخم متقطعة (كمية).
• تُعطي الميكانيكا الكمية تفسيرًا دقيقًا للظواهر الذرية، والجزيئية، والنووية.

آليات التفاعلات النووية

• تُصف التفاعلات النووية من خلال القوى النووية، وهي قوى قصيرة المدى.
• تتضمن التفاعلات النووية العديد من القوى الأساسية، مثل قوة التفاعل القوية.
• تُستخدم هذه الآليات لفهم بنية الذرة، وتفاعلاتها، واندماج الهيدروجين في النجوم.

العناصر الأساسية الأخرى في الفيزياء الحديثة

• تشمل الفيزياء الذرية دراسة الذرات وخصائصها، مثل الاستقرار، وتوزّع الإلكترونات.
• تشمل الفيزياء النووية دراسة البنية والخصائص والتحولات النووية للأنوية.
• تشمل الفيزياء الجسيمية دراسة الجسيمات الأولية وقوانين التفاعل بينها.
• تشمل دراسة الكواكب والنجوم، والفضاء، ودراسة الظواهر الفيزيائية في الكون.