الفيزياء في كل مكان : أي ي موجودة في حياتنا و من حولنا ، و بذلك تعرف الفيزياء على أنها : علم يدرس الظواهر الطبيعية .
و لكثرة الأشياء من حولنا قام العلماء بتقسيم الفيزياء إلى 7 فروع ، لتسهيل دراستها .
فروع الفيزياء :
الأمثلة
الموضوع
المجال
دوران الأجسام حول نفسها
الوزن ، سقوط الأجسام .
الانصهار و التجمد ، الثلاجات
الصوت ، النابض
اللون ، علم الفلك
المغانط الدائمة ، المغنط الكهربائية ، الدوائر الكهربائية
تصادم الجسيمات ، الطاقة النووية
الذرة و أجزاؤها
الحركة و أسبابها
الحرارة و درجة الحرارة .
أنماط من الحركات المتكررة
الضوء
الكهرباء ، المغناطيس ، الضوء
الجسيمات المتحركة بأي سرعة
سلوك الجسيمات الدقيقة
1 . الميكانيكا.
2 . الديناميكا الحرارية
3 . الاهتزازات و الظواهر الموجية
4 . البصريات
5 . الكهرومغناطيسية
6 . النسبية
7 . ميكانيكا الكم
المنهج العلمي
يتميز علم الفيزياء بالموضوعات التي يدرسها و بالمنهج العلمي الذي يفسر الظواهر الطبيعية ، و يقوم أي مكتشف لظاهرة طبيعية بدراسة الظاهرة عن طريق هذا المنهج الذي يتبع الخطوات التالية :
1 . الملاحظة و طرح السؤال .
و مثال على ذلك : ملاحظة نيوتن لسقوط التفاحة على الأرض ، فبدأ يطرح الأسئلة . و للملاحظة يقوم الفيزيائيون بتأمل الأنظمة و دراسها ، وبعد ذلك يقومون بعمل نموذج للنظام .
2 . وضع الفرضيات .
و مثال على ذلك : بدأ نيوتن يضع بعض التفسيرات لسؤاله ، لماذا سقطت الاتفاحة ؟
3 . اختبار الفرضيات و تحليل النظريات و استخلاص النتائج .
يختبر العلماء تحلل البيانات إذا تحققت التجربة
الفرضيات بربطها بعلاقة يقوم العالم بمحاولة
بالتجارب ، رياضية . وضع النظرية .
عبر تجربة
ضابطة .
4 . التواصل و صياغة النظرية
و مثال على ذلك : يقوم العالم بعرض تجربته على بقية العلماء ، فيقوموا بتجربتها عى أجسام أخرى فإذا تحققت توضع النظرية .
و تفسير الكلمات المخططة هو :
1 . المنهج العلمي : و هو طريقة منهجية لدراسة الظواهر الطبيعية .
( أي علمية منظمة )
2 . الملاحظة : استخدام الحواس في جمع المعلومات .
3 . النظام : هو جزء من المجال المدروس بواسطة عملية الملاحظة .
4 . النموذج : هو تصور مبسط للنظام المدروس تظهر فيم العوامل المؤثرة في الظاهرة .
5 . الفرضية العلمية : هي تفسير منطقي و معقول للواقع كما تمت ملاحظته أو تخيله ذهنيا .
6 . تجربة ضابطة : هي التجربة التي تتضمن دراسة متغير أو عامل واحد مع ثبات باقي العوامل .
أولاُ : الأعداد كقياسات
يحصل العلماء بعد القيام بالتجارب على أرقام ، قد تدل هذه الأرقام على بعد معين أو كتلة أو زمن أو غير ذلك ، لذا لجؤوا لاستخدام وحدات معينة لكل كمية فيزيائية مقاسة ( لكل بعد ) .
و البعد هو : قياس يرمز لكمية فيزيائية معينة .
siو الكميات الفيزيائية أو الأبعاد تصنف في جدولان بحسب طرق الحصول عليها تبعا للنظام الدولي للوحدات
توضيحا لذلك :
الكمية الفيزيائية تنقسم ل :
كميات أساسية : و هي الكميات الكميات المشتقة : و هي التي يمكن التي يمكن الحصول عليها بشكل مباشر الحصول عليها من الكميات الأساسية
( بطريقة غير مباشرة )
مثل : الطول-الكتلة-الزمن-درجة الحرارة مثل : المساحة-الحجم-الكثافة-السرعة-
كمية المادة-التيار الكهربائي-شدة الإضاة العجلة-القوة-الطاقة .
و لكل من هذه الكميات كما سبق الذكر وحدة خاصة بها .
و لدراسة الفرق بين كل وحدة و أخرى هناك جدول للبادئات المترية عملت على تنظيمه النظام الدولي .
لقد عمل هذا الجدول على تسهيل عمليات التحويل .
ثانياُ : الدقة و الضبط :
تعتمد التجارب على القياسات ، حيث من الممكن لهذه القياسات ان تكون خاطئة ، و يقصد بالخطأ العاملين الدقة و الضبط .
فالدقة تعني أن تتطابق القياسات المقبسة مع القياس الأصلي ،
أما الضبط فيعني تقارب النسب المقيسة فيما بينها وليس مع النسبة الحقيقية .
فمن الممكن أن تكون التجربة مضبوطة غير دقيقة أو دقيقة غير مضبوطة أو دقيقو و مضبوطة معاُ
من هنا يمكن تعريف :
الدقة : مدى قرب القيمة المقيسة من القيمة الحقيقية للكمية المراد قياسها .
الضبط : درجة توافق القياسات المختلفة لكمية معينة .
و من اسباب الخطأ في القياسات :
خطأ بشري : مثل الخطأ في القراءة خطأ أداة القياس : مثل أن يكون
الخطأ في طريقة القياس - الخطأ في الجهاز معطل – أو تدريجات المسطرة
تسجيل النتائج . غير دقيقة .