كيف افهم الفيزياء

يعتقد الكثير من الناس إن مادة الفيزياء هي مادة معقدة و أن فهمها أشبه بفهم الكون معا ، و هذا غير صحيح فالفيزياء هي مادة لها مرونة في الفهم ، و تستطيع أن تفهمها بسهولة و دون أن تجهد نفسك .
 لكي تفهمها عليك إتباع تلك النصائح :

 • عليك أولاً: أن تقوم بالثقة بالله و الثقة بنفسك و بقدراتك و بان الله أعطاك عقلا سيجعلك متميزا ، و أن من هم علماء للفيزياء  لم يولدوا و في فمهم ملعقة من ذهب ، بل هم ولدوا بعقل عرفوا قيمته .

 • عليك أن تقرأ الكتب الفيزيائية و تبحث عن الإنترنت عن عالم الفيزياء ، و في الفترة الأولى ستجد أن الموضوع صعب إلى حد  ما و لكنك بعد فترة قصيرة سوف تبدأ بفهم الفيزياء بشكل عام .

 • عليك فهم المبادئ الأساسية في الفيزياء فهي الحجر الأساسي للفيزياء و بدونه لا يمكن لك ان تستمر بالفيزياء .

 • عليك أن لا تيأس عند الخطأ ، و عليك أن تحاول مرة و مرة أخرى حتى تنجح معك .

 • قم بحل بعض المسائل البسيطة على الفيزياء لتعطيك دفعة معنوية ، و عند القيام بحلها تخيل ما تقراه حقيقيا و انه يحدث أمام  ، فمثلا عندما تكون المسالة تحتوي على سقط حجراً من ارتفاع ما ، قم بإحضار ممحاة و أسقطها أمامك و طبق النظرية عليها 

 • لا توهم نفسك بأن الفيزياء صعبة و انك لا تقدر عليها .

 • كافئ نفسك عندما تستطيع حل مسالة ما فهذا سيجعلك تحب الفيزياء أكثر .

 • اجعلها كهواية و ليست كإجبار على أن تدرسها ، و سترها سهلة جدا بعد ذلك .

 • قم بتحضير أدواتك بجانبك أثناء الدراسة من دفتر و قلم و آلة حاسبة .

 • قم بتقسيم و تنظيم وقتك جيدا ، و اجعل الفيزياء شيء أساسي ، فلا تتركه و ترجع إليه بعد فترة ، فهذا سيجعلك تنسى الكثير  منه ، لأنها تحتاج إلى مداومة عليها .

 • إياك و أن تقوم بحفظ أي مسالة .

 • أحفظ القوانين و المفاهيم جيدا .

 • لا تدرس كل درس في الفيزياء بشكل منفصل ، فقم بربط كل درس مع الأخر لتسهيل الحفظ عليك .

 • ادرس الإثباتات و الاستنتاجات و التجارب بتركيز كبير .

 • قم بتحليل السؤال جيدا فهناك كلمات قد تغير معنى السؤال و قد تجلبك إلى خطا كبير أثناء الحل .

 • اختر الوقت المناسب لدراستك و الجو الهادئ و يفضل ذلك أن يكون صباحا لكون الهواء نقيا ، و ابتعد أثناء دراستك عن  أماكن النوم لتجنب النعاس و عدم التركيز . إن قمت بتلك النصائح جميعها سوف تصل لأهدافك سريعا ، و لن تشعر بأي تعب او  ملل ، و لن تعد مادة الفيزياء هي المادة التي تسبب لنا القلق دائما بل و تصبح المادة المفضلة  .

اهم قوانين الفيزياء

 يُعدّ علم الفيزياء واحداً من أقدم العلوم التي عرفها الإنسان وسعى جاهداً لإثبات نظريّاتها، وتفسير ظواهرها، وتعليل أسبابها، وسّنَ القوانين المختلفة ليشرح ويعلّل ويفسر ما لاحظه وما اختبره بنفسه، وما جرى من تعديلٍ على قوانين وفرضيّات الأوائل في علم الفيزياء. الفيزياء أحد مجالات علم الطبيعة؛ فهو علمٌ يدرّس كل ما يتعلّق بالمادة من الحركة والسكون، والطاقة والقدرة والشغل، وما يؤثر على المادة، وما تتأثر به المادة، كما يدرّس القوة وأشكالها وتأثيراتها، والسرعة رابطاً ذلك بعامليّ المكان والزمان.

 وتفرّع من علم الفيزياء العامّة العديد من الفروع التي اهتمّ كلّ فرعٍ منها بجزء ٍمحدّدٍ من الفيزياء، فنجد الفيزياء النوويّة، والفيزياء الكلاسيكيّة، والفيزياء الكهرومغناطيسيّة، والفيزياء التطبيقيّة والفلكيّة والذريّة وغيرها. في علم الفيزياء برز العديد من العلماء الّذين وضعوا أسس هذا العلم، ومن أبرزهم إسحاق نيوتن، وألبرت أينشتاين، وماكس بلانك، وفاراداي وغيرهم الكثير.

 أهم قوانين علم الفيزياء

قانون أوم أساس قوانين الكهرباء وواضعه هو الفيزيائيّ الألمانيّ جورج سيمون أوم؛ حيث توجِد علاقة بين مقاومة الناقل وشدّة التيار وفرق الجهد وينص على أنّ: "إذا مر تيّار كهربائي بين طرفيّ ناقلٍ معدنيٍّ فإنّ فرق الجهد الكهربائي سيتناسب طردياً مع شدة التيار الكهربائيّ المار." V=IR
- V: ترمز إلى فرق الجهد الكهربائي وتقاس بالفولت.
 - I: ترمز إلى شدّة التيار الكهربائي وتقاس بالأمبير.
 - R: ترمز إلى مقاومة الناقل المعدني وتُقاس بالأوم.
قوانين نيوتن في الحركة
هي ثلاثة قوانين في الحركة وُضِعت من قبل العالم إسحاق نيوتن لتربط أثر القوّة على حركة الأجسام الساكنة والمتحركة.
قانون نيوتن الأول: ينصّ على أنّ الجسم الساكن يبقى ساكناً، والجسم المتحرّك يبقى متحرّكاً في خط ٍمستقيمٍ وسرعةٍ ثابتةٍ ما لم تؤثّر عليه قوّة خارجيّة تغيّر من حالة السكون أو الحركة.
قانون نيوتن الثاني: ينصّ على أنّه إذا أثرت قوة أو عدّة قوى على جسم ما فإنّ الجسم يكتسب تسارعاً معيّناً يتناسب مع كتلة القصور الذاتيّ للجسم. F= ma، والقوّة والتسارع كميّات متجهة (أي إنّها تحدّد بمقدار واتجاه).
- F: ترمز إلى القوة وتقاس بوحدة النيوتن.
-m: ترمز إلى كتلة القصور الذاتي للجسم وتقاس بالجرام أو الكيلوجرام.
-a: ترمز إلى تسارع الجسم وتقاس المتر /ثانية تربيع.
 قانون نيوتن الثالث: ينصّ على أن: "لكل قوة فعلٍ قوة رد فعلٍ مساوية لها في المقدار ومعاكسة لها في الاتّجاه، وتعملان على نفس خط الجسم."

قوانين الغازات
مجموعة من القوانين وُضعت من قبل عدد من العلماء تصف العلاقة بين درجة الحرارة والضغط والحجم بالنسبة للغازات.
قانون بويل ينصّ على"عند ثبات درجة الحرارة T فإنّ حجم الغاز V يتناسب عكسياً مع ضغطه 
P.". P1V1=P2V2
قانون شارل ينص على"عند ثبات الضغط P فإنّ حجم الغاز V يتناسب طردياً مع درجة الحرارة T المقاسة بالكلفن." V1/T1=V2/T2
 قانون جاي لوساك ينص على"عند ثبات الحجم V فإنّ ضغط الغاز P يتناسب طردياً مع درجة الحرارة T المقاسة بالكلفن." P1/T1=P2/T2

ماذا يدرس علم الفيزياء

الفيزياء هي أحد العلوم الهامة على جميع المستويات، وهي المؤسسة لعلوم مختلفة أخرى كالهندسة وغيرها. تعرف الفيزياء بعلم الطبيعة، إذ إنها تدرس سلوك الطبيعة والظواهر الموجودة فيها، وهو علم يحتاج إلى فطنة عالية وذكاء مرتفع، نظراً لما يحتويه هذا العلم على تشعبات وعلاقات مربوطة بعلوم أخرى، فتوأم الفيزياء هي الرايضيات، فبدون الرياضيات لن تتواجد الفيزياء والتي بها يستطيع الفيزيائي –دارس الفيزياء والباحث فيه- تمثيل الظاهرة التي يدرسها، وبالتنبؤ بسلوكها، كما يوجد لعلم الفيزياء ارتباطات بعلوم أخرى كالكيمياء وغيرها، نظراً لكثرة المواضبع التي يبحث فيها هذا العلم الهام. وقد تطور علم الفيزياء على مر الصور والأزمان، وكانت هناك محطات مفصلية في هذا العلم العظيم من أهمها على الإطلاق محطة العالم إسحق نيوتن ومحطة العالم ألبرت آينشتاين، فما أضافه هذان العالمان العملاقان إلى الفيزياء من إسهامات ومكتشفات، يصعب على غيرهما الإتيان به، نظراً لا تمتعا به من نسبة ذكاء لا نظير لها، فالعالم إسحق نيوتن هو مكتشف قوانين الحركة الثلاثة المطبقة في تطوير العديد من الإنجازات والتطبيقات الهامة، أما العالم ألبرت آينشتاين فهو مكتشف النسبية والتي سلبت الألباب وجعلت العالم بقف مذهولاً أمامها لما تفردت به من حقائق شبه خيالية لا تستطيع العقول العادية استيعابها.

 يهتم علم الفيزياء بدراسة الحركة والمادة والطاقة، ويدرس العلاقات بينها، كما يهتم هذا العلم أيضاً في دراسة القوى الطبيعية والتي تؤثر على الظواهر الطبيعية المختلفة، وله عدة فروع ونظريات، فمن اهم هذه الفروع فرع الميكانيكا الكلاسيكية والميكانيكا الكمومية والميكانيكا النسبية ونظرية المجال الكمومي، وكل مجال من هذه المجالات الأربعة تهتم بدراسة الحركة في ظل سرعات حركية معينة وفي ظل أحجام للأجسام معينة وهذا هو سبب الاختلاف بينها الأربعة. أما بالنسبة للنظريات التابعة لعلم الفيزياء فمن أهمها النظرية الكهرومغناطيسية ونظريات الميكانيكا الكلاسيكية ونظرية الديناميكا والحرارية ونظرية النسبية وميكانيكا الكم.

من أهم علماء الفيزياء العرب وغيرهم إسحق نيوتن وألبرت آينشتاين وبيكون وجاليليو وعباس بن فرناس والجرزي وابن رشد والفارابي والبيروني وغيرهم العديد من العلماء الذين أسهموا في الإضافة وفي تطوير هذا العلم الهام. الفيزياء هو عبارة عن تطوير للنظريات التي تستخدم في تطوير وتطبيق العديد من العلوم الأخرى التطبيقية، فمن المجالات الهامة التي تطبق فيها نظريات علم الفيزياء، كالهندسة الميكانيكية والكهربائية العامة والهندسة النووية، كما أنها ترتبط بعدة علوم أخرى كالأحياء والكيمياء والطب، وتطوير علم البصريات والتي تتمد اعتماداً كبيراً على النظريات الفيزيائية البصرية المختلفة.

علماء الفيزياء

1. البرت اينشتاين Albert Einstein : عالم فيزياء ألماني ، ولد في عام 1879 وتوفي في في عام 1955 ، وهو من أشهر وأفضل علماء الفيزياء على مر التاريخ ، فهو من وضع النظرية النسبة الخاصة والنظرية النسبية العالمة ، وهو أول من تنبأ بوجود الموجات الثقالية ، حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عن بحثه في التأثير الكهروضوئي ، وأدت استنتاجاته المبرهنه على تفسير العديد من الظواهر العلمية .

2. اسحاق نيوتن Isaac Newton : عالم فيزياء إنجليزي ، ولد في عام 1642 وتوفي في عام 1727 ، يعتبر من أهم رموز الثورة العلمية ، وهو من وضع قانون الحركة والجذب العام ، وأثبت حركة الأجسام على الأرض والأجسام السماوية .

3. ماكس بلانك Max Planck : عالم فيزياء ألماني ، ولد في عام 1858 وتوفي في عام 1947 ، أسس نظرية ميكانيكا الكم ، وحصل على جائزة نوبل في الفيزياء سنة 1918 ، وله العديد من المساهمات في مجال الفيزياء النظرية لذلك يعتبر من أهم الفيزيائيين في القرن العشرين .

4. مايكل فارادي Michael Faraday : عالم فيزياء إنجليزي ، ولد في عام 1791 وتوفي في عام 1867 ، وضع أسس الكهربومغناطيسية ، واكتشف نظرية المحادثة والنفادية المغناطيسية بالإضافة إلى وضعه قوانين التحليل الكهربائي ، حاز على جائزة الوسام الملكي في عامي 1835 و 1846 ، ووسام كوبلاي في عامي 1832 و 1838 ، ووسام رمفورد سنة 1846 .

5. جيمس كليرك ماكسويل James Clerk Maxwell : عالم فيزياء اسكتلندي ، ولد في عام 1831 وتوفي في عام 1879 ، وهو من أكثر علماء القرن التاسع عشر تأثيرا في علم الفيزياء ، وقد صنف بالمركز الثالث في تصويت أعظم الفيزيائيين على مر التاريخ في نهاية الألفية الثانية . له إسهامات كثيرة في مجال الكهرومغناطيسية ، وهو أول من توصل إلى معادلة بين المغناطيس والكهرباء ، وكان أول من استخدم التحليل البعدي في عام 1871 .

6. ريتشارد فاينمان Richard Feynman : عالم فيزياء أمريكي ، ولد في عام 1918 ، وتوفي في عام 1945 ، لديه العديد من الإسهامات في مجال نظرية الكم ، وفيزياء الميوعة الفائقة وفيزياء الجسيمات ، وحصل على جائزة نوبل في عام 1965 عن الكهروديناميكا الكمية ، وشارك في بناء القنبلة الذرية أثناء مشروع مانهاتن ، ألف العديد من الكتب في الفيزياء من أهمها الكهروديناميكا الكمية سنة 1961 . حصل على العديد من الجوائز مثل جائزة ألبرت أينشتاين في عام 1954 ، وقلادة اورستد في عام 1972 ، وقلادة العلوم الوطنية الأمريكية في عام 1979 .

علم الفيزياء

                                                                                            

ما هو علم الفيزياء؟ وما هي تخصصاته؟ ولأيّ المجالات يتبع؟ وما هي العلوم أو التفرعات التابعة له؟ كيف يمكن لنا كبشر الاستفادة من علم الفيزياء؟ ما هي تطبيقاته وأدواته وأساليبه؟ من هم أشهر الفيزيائيين على الإطلاق؟ كلّ هذه الأسئلة وغيرها هي محور مقالنا اليوم بإذن الله، وسنقوم بالإجابة عنها والخوض فيها بشيء من التفصيل، لنصل إلى الفائدة الكاملة إن شاء الله. الفيزياء هي أحد العلوم الطبيعية، والتي لها تسميات متعددة، فمنهم من يطبق عليها اسم علم الطبيعة، وهناك من يطلق عليها أيضًا علم الفيزيقيا، وتهتم الفيزياء في دراسة المادة والطاقة وحركة الجسيمات، وما يؤثر على سير عملها، والخروج بمعادلات وقوانين تفسر تلك الظواهر وتتنبأ بمسيرتها عن طريق نماذج قريبة من الواقع. تتميز الفيزياء بأنّها من العلوم الدقيقة القياس، ويسعى الفيزيائيون دائمًا على إيجاد طرق تعمل على زيادة الدقة في القياس، للوصول إلى تفسير سليم وصحيح للظواهر الطبيعية التي تحيط بنا، واستخدامها في مختلف العلوم الأخرى كالرياضيات والكيمياء والطب والهندسة، وعلم الأحياء، والفلك وغيرها. ويعود الفضل في التقدم الحاصل للعالم على الصعيدين المدني والحضاري إلى علم الفيزياء، فهي أساس الأجهزة المنتشرة في عالمنا، مثل التلفاز والهاتف والرادار والحاسوب، وأمّا في المجال الطبي فتستخدم في أجهزة التشخيص وصور الأشعة والرنين المغناطيسي، وأمّا في مجال الفضاء فهي أساس اختراعات مهمة لها أثر كبير في معرفتنا اليوم بالفضاء والفلك، مثل: أجهزة التليسكوب، والنظارات والمسابير، أمّا على صعيد الحياة المدنية فتدخل في صناعة المايكروويف والكهرباء والميكروفون وغيرها، فتتعدد وتتشعب المجالات والاختصاصات التي يدخل فيها علم الفيزياء وتؤثر بهم تأثيرًا كبيرًا. ويدخل علم الفيزياء في المجال الفضائي والزمني، فيتعامل مع خصائص الكون المحسوسة والممكنة القياس كالقوة والكتلة والطاقة والشحنة، ومن أكبر ما يميز الفيزياء عن غيرها من العلوم أنّها ذات منهاج تجريبي، فتفسير الظواهر الطبيعية والكونية على أساس نظريات قابلة للاختبار. بدأ نجم علم الفيزياء في البزوغ منذ العصور الوسطى كأقدم التخصصات الأكاديمية، ولقد تكورت كعلم حديث في القرن السابع عشر، ويتفرع من علم الفيزياء عدة علوم أخرى، مثل علم الفلك، أعرق العلوم الكونية المعروفة اليوم على إطلاقها. ينقسم علم الفيزياء إلى: علم الفيزياء الكلاسيكية وهي التي تدرس القوى المؤثرة على الأجسام وحركتها، والفيزياء الكهرومغناطيسية والتي تدرس تأثيرات الجسيمات المشحونة بين مجال كهربائي ومغناطيسي، والديناميكا الحرارية وتدرس انتقال الطاقة وتحولّها، والميكانيكا الإحصائية، والنظرية النسبية التي اكتشفها آينشتاين، والفيزياء الذرية، والفيزياء الجزيئية، وميكانيكا الكم وتتعامل مع أنظمة ذرية أو تحت ذرية، ويعتبر كلّ فرع من هذه الفروع علم ضخم، وبحر من المعرفة لوحده. وهناك الكثير من العلماء والنابغين في علم الفيزياء منهم: بور، ديراك، أينشتاين، فاينمان، جاليليو، هيزنبرج، ماكسويل، نيوتن، باولي، رذرفورد، شرودنغر، ويغنر. البحث المعاصر في الفيزياء يقسم إلى عدة مجالات، منها فيزياء المواد المكثفة والفيزياء الذرية والجزيئية والبصرية وفيزياء الجسيمات والفلك والجيولوجيا والفيزياء الحيوية والإلكترونيات والفيزياء التطبيقية.

                    

ماهو الفيزياء

الفيزياء هي دراسة علمية للمادة والطاقة وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض ، ويمكن أن تكون هذه الطاقة على شكل حركة، أو ضوء، أو كهرباء، أو إشعاع، أو جاذبية، كل شيء تقريباً قد يشكل طاقةً فيزيائيةً ، والحقيقة أن العروض والتجارب الفيزيائية مسألة مفتوحة على نطاقات تتراوح بين الجسيمات دون الذرية (أي الجسيمات التي تتألف منها الذرة والجزيئات التي تشكل هذه الجسيمات) إلى النجوم والمجرات بأكملها. كيف يعمل علم الفيزياء : إن الفيزياء كعلم تجريبي تستخدم الأسلوب العلمي لصياغة وإختبار الفرضيات التي تستند إلى مراقبة العالم الطبيعي ، و الهدف من الفيزياء هو إستخدام نتائج هذه التجارب لصياغة القوانين العلمية، ويعبر عنها في العادة في لغة الرياضيات، ومن ثم يمكن استخدامها للتنبؤ بظواهر أخرى مختلفة . دور الفيزياء في العلوم : تلعب الفيزياء دوراً أساسياً في مختلف العلوم ، بمعنى أوسع، يمكن أن ينظر إلى الفيزياء بإعتبارها العلم الأكثر أساساً بين العلوم الطبيعية ، فالكيمياء، على سبيل المثال، يمكن إعتبارها تطبيقاً معقداً من الفيزياء، حيث أنه يركز على التفاعل بين الطاقة والمادة في الأنظمة الكيميائية ، وكما نعلم بأن علم الأحياء هو أيضاً في جوهره يعتبر تطبيقاً للخواص الكيميائية في الكائنات الحية، مما يعني أنه هو أيضاً في نهاية المطاف محكوم تحت القوانين الفيزيائية. المفاهيم الرئيسية في الفيزياء لأن الفيزياء يغطي الكثير من المناحي ، فقد تم تقسيمه إلى عدة مجالات محددة للدراسة، مثل الإلكترونيات وفيزياء الكم، وعلم الفلك، والفيزياء الحيوية. لماذا علينا دراسة الفيزياء؟ لماذا يجب عليك دراسة الفيزياء؟ ما الفائدة من تعليم الفيزياء ؟ ما لم أصبح معلماً هل لا أزال بحاجة لفهم الفيزياء؟ الإجابة : إن قضية العلوم للعالم (أو من يطمح ليكون عالماً) لا تتوقف عند حاجته للمعرفة بل تنطلق من محبة الإكتساب ، لا يحتاج السؤال عن سبب دراسة العلوم إلى إجابة ، فإذا كنت واحداً من الناس الذين يحصلون على العلم ، فإن الأمر لا يتطلب أي تفسير ، فهناك إحتمالات واسعة لأن تحتاج لهذه العلوم في حياتك المستقبلية أو أن يتواجد لديك بالفعل بعض المهارات العلمية المميزة في هذا المجال ولولا دراستك إياه لن تدرك الأمر ، وبيت القصيد من الدراسة هو إكتساب المهارات التي لم نمتلكها بعد ، وعلى العكس من القول المتعارف عن جمود مادة الفيزياء وصعوبتها فنظريات الفيزياء وقوانينها مبنية على الظواهر والنظريات وإذا ما كنت مهتماً بها تغدوا دراستها أمراً ممتعاً إلى أقصى الحدود ، وننصح بالإطلاع على كتب الفيزياء المسلية فهي تحوي في طياتها الكثير من الإبداع والجمال المتلخص في علم الفيزياء .

تجارب فيزيائية

https://www.youtube.com/watch?v=hgkB3GuRtxg

https://www.youtube.com/watch?v=4VC3XTagFV0

https://www.youtube.com/watch?v=QLTL7ZB8HTk

https://www.youtube.com/watch?v=XZTx1xk_WVQ

https://www.youtube.com/watch?v=akAmnVJujXQ

https://www.youtube.com/watch?v=TPPwHrNeDAA

https://www.youtube.com/watch?v=zw7oxtY5tdM

https://www.youtube.com/watch?v=8i5Nx9iXBNo

https://www.youtube.com/watch?v=ejmQAXQGeVM

https://www.youtube.com/watch?v=1xoL594YkHA

الصوت

يمكن تعريف الصوت بأنه سلسلة من التضاغطات والتخلخلات التي تنتقل في الوسط المادي إلى أن تصل إلى طبلة الأذن فتسبب حركتها وبالتالي تؤدي إلى الإحساس بالسمع .
وإذا أردنا أن نفصل أكثر في ميكانيكا الصوت فإنه يمكن أن نقول أنه عندما يصدر الصوت من الجسم المهتز فإنه يسبب ازدياد ونقصان للضغط في تلك المنطقة عن الضغط الجوي الطبيعي . وعندما يزداد الضغط بسبب الصوت تسمى هذه الحالة تضاغطات وعندما يقل الضغط تسمى هذه الحالة تخلخلات ، هذه التضاغطات والتخلخلات تنتقل عبر الوسط الناقل إلى أن تصل إلى طبلة الأذن .
ومن المناسب أيضاً أن نتحدث عن إزاحات جزيئات الهواء تحت تأثير الموجة الصوتية بدلاً من الحديث عن الضغط فيها . حيث أن جزيئات الوسط تتحرك ذهاباً وإياباً بنفس الطريقة التي يتحرك يها مصدر الصوت ذهاباً وإياباً. ويلاحظ في هذه الحالة أن الحركة الإهتزازية لجزيئات الوسط هي في نفس اتجاه انتشار الموجة الصوتية ، لذلك فإن هذه الأمواج هي أمواج طولية .
ويمكن القول أن هناك شرطان أساسيان لحدوث الصوت واتقاله هما :
1 - وجود جسم مهتز يصدر الموجات التضاغطية .
2 - وجود وسط مادي لنقل الصوت .
سرعـــة الصـــوت
الصوت عبارة عن أمواج طولية تنتقل عبر الوسط المادي ، ولكي نحدد سرعة الصوت أو الموجة الطولية في الوسط لابد أن نتعرف على أهم العوامل لتحديد سرعة الصوت وهو عامل الحجم (K ).
ويعرف عامل الحجم بأنه النسبة بين الإجهاد والإنفعال .
والآن يمكننا أن نحدد سرعة الصوت من العلاقة التالية :
v = (K /d )-½
حيث d كثافة الوسط ............ K عامل الحجم ...............v سرعة الصوت
إذاً من العلاقة السابقة يتبين لنا أنه بازدياد عامل الحجم K تزداد سرعة الصوت في الوسط . ومن المفيد أن نعرض بعض السرعات للصوت في أوساط مختلفة للتوضيح :
سرعة الصوت ( م. ث-1 )
الكثافة ( كجم . م-3 )
الوسط
344
1.20
الهواء
1284
0.0899
الهيدروجين ( عند الصفر المئوي )
1207
790
الكحول
1295
870
البنزين
1498
998
الماء النقي
5000
2700
الألومنيوم

5120
7900
الحديد
1570
1056
الدم (عند 37 درجة مئوية)
الرنيــــــــــــــن
عندما تؤثر سلسلة من الدفعات على جسم قادر على الإهتزاز بحيث أن تردد هذه الدفعات يساوي أحد الترددات الطبيعية للجسم فإن الجسم يهتز بسعة كبيرة نسبياً . نسمي هذه الظاهرة بظاهرة الرنين ، ويقال بأن الجسم في حالة رنين مع الدفعات المطبقة .

وكمثال شائع على حادثة الرنين الميكانيكي نذكر حادثة الارجوحة ، فالارجوحة هي عبارة عن بندول بسيط لها تردد طبيعي وحيد يتعلق بطولها . فإذا أعطينا الأرجوحة سلسلة من الدفعات بتردد يساوي تردد الارجوحة فإنه يمكن جعل سعة الإهتزازة كبيرة لدرجة كافية .

وكذلك يمكن توضيح ظاهرة الرنين بواسطة اتخدام الأمواج الطولية التي تتولد في الهواء بسبب اهتزاز شوكة رنانة ، فإذا وضعنا شوكتين رنانتين متماثلتين تماماً بعيدتين بعض الشيء عن بعضهما وضربنا الشوكة الأولى فسنجد أن الشوكة الثانية سوف تتجاوب مع الشوكة الأولى وتبدأ في الإهتزاز بشكل مماثل وسنسمع صوت الشوكة الثانية حتى بعد إيقاف الرنانة الأولى عن الإهتزاز .

خصائص الموجات

الخصائص العامة للموجات : هناك طريقتان لمشاهدة الموجة: إما إحداث إضطراب في الفضاء خلال لحظة من الزمن أو حسابالإضطراب بدلالة الزمن عند نقطة معينة في الفضاء ، في الطريقة الأولى ، فإننا نرسم حجم الإضطراب في الموجات في لحظة معينة من الزمن بدلالة المسافة وأما في وجهة النظر الثانية فنحن نرسم حجم إضطراب الموجات عند نقطة معينة في الفضاء بدلالة من الزمن ، كل من هذه الصور تبدو متشابهة بإستثناء التسميات على المحاور س و وحدات محور ص. الموجة العرضية يحدث فيها إضطراب عمودي على إتجاهه من الإنتشار ، موجات على الخيط ، و الموجات الكهرومغناطيسية وموجات الماء تعتبر أيضاً موجات عرضية. الموجة الطولية يحدث فيها إضطراب على طول الفترة الطولية من إتجاهه الإنتشار ، حيث تبدوا الموجات الطولية – على شكل تذبذبات ضغط للموجة وتكون في نفس إتجاه إنتقال الموجة. السعة: إزاحة الحد الأقصى لكمية الموجات المقاسة نسبة إلى وضع التوازن دون وجود عائق ، وتمثل (ذروة موجة ماء، ضغط الموجة الصوتية، والحد الأقصى للحقل الكهربائي، وغيرها) كثافة الموجة أو القدرة المشعة مع المصدر تتناسب مع مربع السعة. التردد: عدد الدورات في الثانية الواحدة بالنسبة لكمية الموجات، وتقاس في الهيرتز (دورة في الثانية)، كيلو هرتز، ميغاهيرتز، إلخ ، وعادةً ما يمثل التردد بالحرف N (نيو) وأحياناً من قبل حرف ف ، و يتم رصد التردد عند نقطة واحدة في الفضاء. الطول الموجي: المسافة بين النقاط المتقابلة على الدورات المتتالية (على سبيل المثال، بين قمم الموجات) ، ففي وحدات قياس الطول (على سبيل المثال، متر، نانو متر) ، وعادةً ما يتمثل الطول الموجي من قبل حرف ل (لامدا) ، ويتم إجراء قياس الطول الموجي من خلال مراقبة الموجة في الفضاء في لحظة واحدة من الزمن. الفترة: الزمن المستغرق بين القمم الموجات المتتالية ، و في وحدات قياس الوقت (على سبيل المثال، ثانية) Kوغالباً ما تمثل الفترة بدلالة الحرف T ، ويتم قياس الفترة من خلال مراقبة إزاحة الموجات عند نقطة واحدة في الفضاء. الطور: الوقت الذي يمر من خلال حدوث إزاحة محدد للموجة في نقطة محددة في الفضاء. وهناك مواصفات أكثر شيوعاً يتم الإشارة إليها بالزمن الذي يمثل إضطراب الموجات حيث يتم ضبطها إلى الصفر، وتتحرك في اتجاه إيجابي. على الرغم من أن هناك بعض التطبيقات للمواصفات المطلقة الطور، التي تعتبر أكثر شيوعاً لتوضيح الفرق بين الطور في دفعتين من الموجات .

الحركة الدورية

تنقسم الحركه الدوريه إلى قسمين :

1 . الحركه الدائريه المنتظمه ..
2 . الحركه الإهتزازيه ومن امثلتها الحركه التوافيقيه البسيطه ..


مفاهيم ..

- الحركه التوافيقيه البسيطه .. هي حركه اهتزازيه تتناسب فيها قوة الارجاع تناسب طردي مع الازاحه الحداثه للجسم المهتز وعكسيا مع اتجاه حركته .

- موضع الإتزان .. هو الموضع الذي يهتز فيه الجسم ذهابا وإيابا وتكون القوه المحصله به تساوي صفر ..

- الازاحه .. هو موضع الجسم عن موضع الاتزان وهي كميه متجهه ..

- الاهتزازه الكامله .. هي الحركه التي تعملها الجسم نتيجه مروره على نقطه معينه في مسار حركته مرتين متتاليتين وفي نفس الاتجاه .. خذوا بالكم لازم يكون في نفس الاتجاه ..

- قوة الارجاع .. هي القوه التي تعمل على إرجاع الجسم المهتز الى موضع الاتزان كلما ازيح عنه ..

- السعه .. هي اقصى ازاحه عن موضع الاتزان يصل اليه الجسم الذي يتحرك حركه توافيقيه بسيطه ..

- الزمن الدوري .. هو الزمن الازم لاكمال اهتزازه كامله ..

- التردد .. هي عدد الاهتزازات الكامله في الثانيه الواحده ..

رموز المتغيرات , ووحدات قياسها ..

0 : غالبا ما يكون موضع الاتزان .
d : الازاحه ووحدتها m وهي كميه متجهه .. تجاهها مع اتجاه حركة الجسم .
F : قوة الارجاع ووحدتها N وهي كميه متجهه .. اتجاهها عكس اتجاه حركة الجسم ..
v : السرعه ووحدتها m/s وهي كميه متجهه .. اتجاهها مع اتجاه حركة الجسم .. 
a : التسارع وطبعا وحدتها معروفه وهي كميه متجهه اتجاهها مع اتجاه قوة الارجاع ..
A : السعه ووحدتها m وهي كميه عدديه .
T : الزمن الدوري وطبعا وحدتها معروفه وهي كميه عدديه ..
f : التردد ووحدتها Hz وهي كميه عدديه
k : ثابت هوك .. قيمه ثابته في النابض الواحد لكنه يختلف من نابض لأخر على حسب نوع الماده المتكونه منه .. ووحدتها N/m .
L : طول الخيط .. والمعلومات الباقيه معروفه عنها 
T : قوة الشد ..والمعلومات الباقيه معروفه عنها 
w : الوزن .. والمعلومات الباقيه معروفه عنها 
w : السرعه الزاويه .. والمعلومات الباقيه معروفه عنها 



F = - w d/L

.. الإشاره السالبه تدل ان F عكس اتجاه d ..

لكن يتم التعويض عنه في حل المسائل مع التعويض بالقوه بالسالب ايضا اذا كانت d بالقيمه الموجبه ..
.
.
ثانيا :

سميت الحركه التوافيقيه بهذا الاسم .. 

لأن الحركه يمين موضع الاتزان توافق الحركه يسار موضع الاتزان ..
.
.
ثالثا :

شروط الحركه التوافيقيه ..

1 . وجود قوة ارجاع ..
2 . وجود موضع اتزان ..
3 . الزاويه 0 يجب ان تكون اقل من 15 ..

رابعا :


sin0 = 0 

لأنها تقاس بالزاويه النصف الدائري ( الراديان )
.
.

خامسا ..

اتجاه قوة الشد تكون على امتاد الخيط المعلق ..
اتجاه w sin0 يكون مماسيا على اتجاه حركة الكره ..
.
.
سادسا .. ( مهم )

في حالة النابض ..

F = - kd

عندما يكون النابض افقي فإن F عباره عن ma
لكن عدما يكون النابض من النوع الرأسي تكون F عباره عن mg
.
.
سادسا :

قوة النابض المرونيه هي نفسها قوة الارجاع ..
.
.
سابعا :

- الاهتزازه الكامله بها 4 سعه ..
- والسعه الواحده طبعا بها ربع اهتزازه ..
- لا يبقى الجسم في موضع الاتزان اثناء اهتزازه بسبب قصوره الذاتي 


ثامنا ..

قد تتسأل كيف التسارع يساوي صفر في موضع الاتزان والسرعه اعلى ما يمكن .. أليس من المفروض ان التسارع (( معدل التغير في السرعه .. ))

السبب هو تقريبا يشبه الحركه الدائريه المنتظمه .. حيث ان هذا التسارع ينشأ بسبب قوة الارجاع الذي تؤثر في الاتجاه المعاكس لحركة الجسم .. حيث عندما تكون قوة الارجاع بالصفر تكون السرعه بالصفر طبقا لقانون نيوتن الاول ..

يجب ان ندرك ايضا ان التسارع دائما يكون عكس اتجاه السرعه لذا التسارع هنا يكون تسارع تباطؤي .. فبتالي كلما زاد التسارع قل السرعه الى ان تختفي ..

حالات المادة القوى داخل السوائل

قوى التماسك  Cohesive Forces

تنشأ قوة التماسك في السوائل بسبب قوة تجاذب كهرومغناطيسية بين جزيئاته بعضها مع بعض

خاصية التوتر السطحي : قوة التماسك بين جزيئات المائع

نلاحظ قطرات الماء على سبيل المثال ، تتخذ شكل كروياً , وهذا مثال على التوتر السطحي

كيف يحدث التوتر السطحي  ؟

تتعرض جزًئات امسائل داخله لقوى متساوية في جميع الاتجاهات , لذلك تكون محصلتها صفر . أما عند السطح فمحصلةالقوى الى ا لسفل والى الجوانب , لذلك تعمل القوى على شد سطح السائل كغشاء مطاطي مشدود

يتمكن صرصور الماء من السير على سطح الماء ؟  لان جزيئات الماء عند السطح لها قوة تجاذب محصلة في اتجاه الداخل تولد التوتر السطحي

اللزوجة

تسبب قوى التماسك والتصادمات بين جزيئات المائع الى احتكاك داخلي يعمل على إبطاء تدفق السائل , وتبديد الطاقة الميكانيكية

تعريف اللزوجة على انها : مقياس للاحتكاك الداخلي للسائل

قوى التلاصقAdhesive Forces

القوى الناتجة عن تجاذب كهرومغناطيسية تؤثر بين جزيئات المواد المختلفة

الخاصية الشعرية :

عند وضع أنبوب زجاجي نصف قطرة الداخلي صغير , فأن الماء سيرتفع داخل الانبوب بفعل قوى التلاصق

إذا كانت قوى التلاصق اكبر من قوى التماسك فأن السائل يرتفع في الانبوب , مثل الماء . أما اذا كانت قوى التماسك أكبر من قوى التلاصق فأن سطح السائل ينخفض في الانبوب , مثل الزئبق :

Evaporation and Condensation التبخر والتكاثف

التبخر:

تتحرك جزيئات السوائل بسرعات عشوائية , ولا تستطيع النفاذ من خلال السطح بسبب قوة التماسك . فالجزيئات التي تمتلك طاقة كبيرة فإنها تستطيع النفاذ

يسمى هروب الجزيئات التبخر

التبريد بالتبخر:

عندما تهرب الجزيئات من السائل ( التبخر ) , فان متوسط الطاقة للجزيئات يقل , بسبب نقصان عددها وبالتالي تنخفض درجة حرارة السائل

يقترح أن يمسح الطفل بقطعة إسفنج مبللة بالكحول ؟

لأن الكحول من السوائل المتطايرة و حتى يتبخر يحتاج لدرجة حرارة يمتصها من حرارة الطفل

التكاثف :

عندما تفقد جزيئات بخار الماء شئ من طاقتها الحركية , بسبب التصادم مع الاجسام الاخرى فان قوة التماسك تأسرها فتبقيها في السائل .

حالات المادة خصائص الموائع

                            خصائص الموائع

       

     

أهمية الموائع :                                                

إن الموائع و القوى التي نبذلها تمكننا من السباحة و الغطس , و تمكن المناطيد من الطفو , و الطائرات من الطيران .

الضغط P:

تشترك كلاً من السوائل و الغازات في كونها موائع , و ليس لها شكل محدد .

الضغط في الموائع :

قوة الضغط تؤثر في السطح فإن أي شئ يولد ضغطاً لابد أن يكون قادراً على إنجاز شغل.

أي أن الضغط يساوي القوة مقسومة مقسومة على المساحة ----->              

الضغط يعد كمية قياسية (غير متجهه )

و يقاس الضغط بوحدة باسكال (pa) و تعادل= 

دائماً  تكون القوة المؤثرة تكون عاموديه على المساحة ما لم تتم الإشارة إلى غير ذلك .

المواد الصلبة و السوائل و الضغط :

ــــــــــــ

جزيئات الغاز و الضغط :

عندما يرتطم جزئ الغاز بسطح الإناء فإنه يرتد مغيراً زخمه الخطي,أي أنه ينتج دفعاً ،و يتولد

ضغط للغاز عند السطح بفعل الدفع الذي تؤثر به التصادمات .

الضغط الجوي :

في كل سنتمتر مربع من سطح الأرض يؤثر غاز الغلاف الجوي بقوة مقدارها10N ,تقريباً

و تعادل هذه القوة وزن جسم كتلته 1kg.

مثــــال 3/176 :

يجلس طفل وزنه 364N على كرسي ثلاثي الأرجل يزن 41N ,بحيث تلامس قواعد الأرجل سطح الأرض على

مساحه مقدارها 19cm2

a)      ما متوسط الضغط الذي يؤثر به الطفل و الكرسي في سطح الأرض ؟

     كيف يتغير الضغط عندما يميل الطفل و تلامس رجلان فقط من أرجل الكرسي الأرض ؟

قوانين الغاز:

قانون بويل :

هي أول علاقة تم اكتشافها بين الغازات و الضغط اكتشفها احد علماء القرن السابع عشر (روبرت بويل ).

ينص قانون بويل على ان حجم عينه محدده من الغاز يتناسب عكسياً مع الضغط المؤثر عليه

  كما موضح بالشكل 6-3/177 فإن هناك علاقة بين الضغط و الغاز و حجمه و تتمثل في حجم الفقاعات الخارجة

من المنظًم ,حيث يزداد حجم هذه الفقاعات في اثناء ارتفاعها .

عللي تزداد حجم الفقاعات اثناء ارتفاعها ؟

بسبب نقصان الضغط المؤثر فيها من الماء.

هناك ايضاً علاقة أخرى اكتشفت بعد 100 سنه من اكتشاف بويل على يد جاك تشارلز .

في اثناء تبريده للغاز اكتشف انه يتقلص بمقدار 1\273 لكل درجه كلفن واحدة .

إذا العلاقة بين حجم الغاز و درجة حرارته علاقة خطية .

تشير التجارب إلى انه عند ثبوت الضغط فإن حجم الغاز يتغير طردياً مع درجه حرارة الغاز تسمى هذه النتيجة

بقانون تشارلز

                                                                                   

القانون العام للغازات :   

هو دمج بين قانوني بويل و تشارلز الذي يربط بين الضغط و الحرارة و حجم معين للغاز المثالي .

إذا فإن القانون العام للغازات يُختزل لقانون بويل عند ثبات درجة الحرارة .

و يُختزل ايضاً لقانون تشارلز عند ثبات الضغط .

قانون الغاز المثالي :

إذا زاد عدد الجزيئات N سوف يزداد عدد التصادمات التي تؤثر بها الجزيئات في الإناء لذا يزداد الضغط .

في المقابل تقلل إزالة بعض الجزيئات من عدد التصادمات لذا يقل الضغط .

استنتج من ذلك ان الثابت في معادلة القانون العالم للغازيات يتناسب طردياً N .    

يسمى الثابت k بثابت بولتزمان , و يساوي  Pa.m^3 /K 1.48X10^-23 و بالطبع فإنN الذي يمثل عدد  

الجزيئات هو عدد كبير جداً , لذلك بدلاً من استخدام N لجأ العلماء إلى استخدام وحدة تسمى مول (mol) و تُمثل

في المعادلات بالحرف (N) , و المول الواحد يساوي 6.022x10^23 من الجزيئات ,و يسمى هذا العدد بعدد

افوجادرو نسبه إلى العالم الايطالي أميديو أفوجادرو .

إن إستخدام المولات عوضاً عن عدد الجزيئات يغير ثابت بولزمان , و يختصر هذا الثابت بالحرفR و قيمة

تساوي 8.31 pa.m^3/mol.K و بإعادة الترتيب تستطيع كتابة قانون الغاز المثالي بأكثر الصيغ شيوعاً

قانون الغاز المثالي :        PV = nRT

مثــــال 2/179 :

عينة من غاز الأرجون حجمها 20L و درجة حرارتها 273K عند ضغط جوي مقداره

101.3Kpa , فإذا انخفضت درجة الحرارة حتى 120K ,و ازداد الضغط حتى 145kpa

(a فما الحجم الجديد لعينة الأرجون؟

(b اوجد عدد مولات ذرات الأرجون في العينة؟

(c اوجد كتلة عينة الأرجون ,إذا علمت ان الكتلة المولية M لغاز الأرجون 39.9g/mol ؟

المعطيات :

المعط

المعطيات :

V1 =20L    

    P1=101.3kpa     

T1=273k     

R=8.31pam^3/molk  

    M=39.9g/mol  

m=?   

 V2 =?  

  P2=145kpa   

   T2 = 120k

    

 V2 = (101.3) (20) (120) /(145) (273)

 b)

    =(101.3X10^3) (0.0200) / (8.31) (273)

    =0.893mol

 c)

    =(39.9) (0.893)

    =35.6g

     

التمددالتمدد الحراري:

أن الغازات تتمدد كلما ارتفعت درجه حرارتها .

إذا فعندما تسخن المادة من حالتها تصبح أقل كثافة و تمتد لتملأ حيزاً أكبر .تسمى هذه الخاصية بالتمدد الحراري.

يحدث التمدد الحراري في معظم السوائل ,فعندما يسخن السوائل و تمتد هذه المجموعات بفعل الحركة الجزيئية تماماً كما تُدفع الجسيمات في المواد الصلبة فيبتعد بضعها عن بعض في اجزاء متفرقة,و عندما تتغير درجة الحرارة بصورة متساوية تتمدد السوائل بصورة أكبر كثيراً من المواد الصلبة , و لكن ليس بالقدر الذي تتمدد به الغازات .

:. لماذا يطفو الجليد ؟

في اعتقادك أن المادة تتمدد عند تسخينها فقد تتوقع أن الجليد أكثر كثافه من الماء , و في ضوء توقعاتك لابد أن يغطس الجليد في الماء!لكن الحقيقة أنه عند رفع درجة حرارة الماء من 0c إلى4c فإنه يتقلص بدلاً من أ يتمدد ,و ذلك بسبب تزايد قوى الترابط بين جزيئات الماء .
بمجرد أن ترفع درجه حرارة الماء فوق 4c يتزايد حجمه بسبب تزايد الحركة الجزيئية و النتيجة أن الماء يكون أكبر كثافة عند 4c , لذا يطفو الجليد فوق الماء .

البلازما :

إذا سخنت مادة صلبة فإنها تنصهر لتكون سائلاً و مع استمرار التسخين يتحول السائل إلى غاز , فماذا يحدث لو استمريت بالتسخين الغاز ؟

البلازما : هي الحالة شبه الغازيه لإلكترونات سالبة الشحنة و أيونات موجبة الشحنة .

و تعد البلازما حالة أخرى من حالات الموائع للمادة ,قد يبدو أن البلازما حالة غير شائعة ,رغم أن معظم المواد في الكون في حالة بلازما ,و الفرق المبدئي بين الغاز و البلازما ,هي أن البلازما لها قدرة على توصيل الكهرباء أما الغاز فلا .

علماً أن الصواعق المضيئة في حالة بلازما ,أيضاً إشارات نيون ,ومصابيح الفلورسنت ,و مصابيح غاز الصوديوم فإنها تحتوي جميعاً على البلازما المتوهجة