لماذا ندرس الفيزياء ؟ “

ما هو علم الفيزياء

علم الفيزياء، المعروف أيضًا باسم علم الطبيعيات، هو فرع من فروع علم الطبيعة، ويتضمن الفيزياء العديد من المجالات الهامة ويقوم على العديد من الأسس والقواعد، وهنالك العديد من الطرق المتاحة لتعلم علم الفيزياء وإتقانه بشكل كامل.

تهتم فيزياء بالعديد من القضايا التي نحاول تفسيرها من حولنا، مثل دراسة الطاقة والذرة والقوة والزمن، وكل ما يمكن أن ينبع من هذا، مثل الكتلة والمادة وحركة المادة، أي أن الفيزياء تهتم بفهم كيفية عمل الكون.

ويمكن تعريف الفيزياء بأنه العلم الذي يهتم بدراسة الظواهر الطبيعية والقوى المؤثرة فيه والحركة، والقيام بصياغة قوانين تقوم بتفسير هذه العمليات السابقة،  والتنبؤ بطريقة سير هذه العمليات  نماذج قريبة من الواقع، وهذا ما يهدف إليه علماء الفيزياء بالتحديد وهو إيجاد قوانين فيزيائية لكل الظواهر المختلفة التي تحدث من حولنا، وهو علم مبني على التجربة والملاحظة والقياس والتحليلات الرياضيّة

يولي علم الفيزياء اهتماما بالقياس الدقيق وتطوير المزيد من الابتكارات لزيادة الدقة في القياس، لأنها أساسية لفهم الظواهر الطبيعية من حولنا، وينتقل تقدم الفيزياء في القياس إلى جميع العلوم الطبيعية والحيوية مثل الكيمياء والطب والهندسة والأحياء وغيرها، ولذلك يوجد في هذا العلم العديد من المصطلحات الفيزيائية

– بدأ علم الفيزياء بالظهور في القرون الوسطى، وهو أحد أقدم التخصصات الأكاديمية، وتميزت الفيزياء كعلم حديث في القرن السابع عشر، وقبل ذلك وخلال الألفي سنة الماضية كان يعتبر علم الفيزياء والكيمياء وعلم الأحياء وبعض فروع علم الرياضيات جزءا من فلسفة الطبيعة، ولكن تم اعتبارها علوم بحثية فريدة من نوعها، وذلك اعتبارا من القرن السابع عشر، أي خلال الثورة العلمية، وهو علم يتقاطع مع العديد من العلوم الأخرى مثل الفيزياء الحيوية والكيمياء الكمومية وغيرها من العلوم.

أهمية دراسة علم الفيزياء

يعتبر علم الفيزياء أحد أهم العلوم  الطبيعية على الإطلاق، لذا يجب  علي كل طالب علم  أن يتعلم أهم مبادئ الفيزياء، كي يستطيع أن يجد تفسيرًا علميًا لبعض الأمورمن حوله، سواء  كانت الفيزياء الكلاسيكية، أو الفيزياء الحديثة، في جميع الأحوال الفيزياء علم يوسع من مدارك الإنسان، ويجعله منه أكثر قابلية لفهم ما يدور حوله.

يدين التقدم الحضاري والمدني الذي وصل العالم إليه إلى علم الفيزياء وتقدمه الباهر، فجميع الأجهزة التي تملأ حياتنا اليومية أساس عملها هو الفيزياء واكتشافاتها مثل جهاز اللاسلكي والرادار والتلفزيون والراديو، والهواتف المحمولة والحاسوب، وأيضا الأجهزة الطبية مثل أشعة اكس والتصوير بالرنين، والعلاج بالأشعة، والتلسكوب وأيضا مسبار الفضاء، وجهاز الميكروويف والكهرباء والترانزستور والميكروفون وغيرها من الأجهزة من حولنا والتي لا يمكن إحصائها في هذا الموضو.

لا يمكن حصر أهمية الفيزياء بشكل عام، بل يمكن حصرها وفقا لكل مجال أو فرع من فروع الفيزياء، لأن الفيزياء تتداخل في كل جانب من حياتنا، ومن أهم فروع الفيزياء يمكن تلخيص أهميتها في حياتنا اليومية إذا ناقشنا فروع هذا العلم وأهمية كل منها.

أهمية دراسة الفيزياء في الطب

لقد أديت الأبحاث الفيزيائية والدراسات العلمية الحديثة المتطورة دورا هاما في مساعدة المجال الطبي في عملية تشخيص العديد من الأمراض والحالات المعقدة. وأولت الفيزياء الطبية اهتماما خاصا لتوفير تشخيصات دقيقة لتوفير المعلومات اللازمة لعلاج المرضى، حيث تم استخدام التصوير بالموجات فوق الصوتية كوسيلة للتشخيص. بالإضافة إلى ذلك، تركز الفيزياء الطبية أيضا على جميع وسائل العلاج، بما في ذلك العلاج الحراري واستخدام فيزياء الجسيمات. وباستخدام هذه الطرق، تهدف الفيزياء الطبية إلى إعادة تحليل الصور ومكوناتها بدقة عالية، باستخدام التقنيات الحديثة والمتطورة المتاحة في أجهزة الكمبيوتر.

أهمية دراسة الفيزياء الذرية

تدخل الفيزياء الذرية ضمن أهم أحد فروع علم الفيزياء، وهذا العلم يقوم على دراسة الذرة ودراسة النواة والغلاف الإلكتروني المحيط بها، ويهتم أيضًا بدراسة وفهم التأثيرات التي من الممكن أن تحدث بين الذرات والأيونات مع الذرات الأخرى المجاورة، ويهتم علم الفيزياء الذرية أيضًا بدراسة تأثيرات الأمواج الكهرومغناطيسية، وبدراسة العديد من العمليات الديناميكية التي يكون لديها القدرة على القيام بالتغيير في حالة الجزيئات والذرات، وبدراسة الإشعاعات الموجودة من حولنا مثل الأشعة تحت الحمراء، والأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية، وقياس أطوالهم الموجية وتردداتهم والأماكن التي يتواجدون فيها، كما تقوم الفيزياء الذرية ايضًا بالقيام بالعديد من الدراسات حول منحى بلان، وهذا المنحى يحتوي على جميع الترددات والأطوال الموجية المختلفة، ويمكن اعتبار الفيزياء الذرية أحد أجزاء فروع علم الفيزياء النووية.
تأتي أهمية الفيزياء الذرية من دخولها في مجال الطب وصناعة الأسلحة والقنابل النووية والذرية والانشطار النووي.

أهمية الفيزياء الفلكية

الفيزياء الفلكية أو كما وردت في الانجليزية (Astrophysics) وهو العلم الذي يقوم بالربط بين علم الفيزياء والفلك، لأن علم الفيزياء يقوم بتقديم القوانين الهامة اللازمة لعلم الفلك، وتعمل الفيزياء الفلكية على تحديد الطبيعة المادية للنظام الشمسي والنجوم والمجرات والكون كله وأصولها وتطورها.

تهتم الفيزياء الفلكية بأصل الكون وحجمه، ولم تكتف بدراسة هذه الأمور وحسب، بل استكشفت أيضا مواضيع عديدة في الفيزياء النظرية الفلكية مثل تكون النظام الشمسي ومراحل تطوره، وفهم تشكل المجرات وتطورها، وأيضا دراسة الأجرام السماوية الكبيرة في الكون المعروفة بالهيدرو ديناميكا المغناطيسية وتشمل أيضا دراسة النسبية العامة.

تتناول أبحاث علم الفيزياء الفلكية دراسة الإشعاعات الكونية، التي تساعد علماء الفيزياء الفلكية في فهم العمليات النووية التي تحدث داخل النجوم بشكل أفضل. يعرف الإشعاع الكوني بأنه جسيمات ذات طاقة عالية يعتقد أنها تنحدر من أنواع مختلفة من النجوم. كما يعالج علم الفيزياء الفلكية أيضا فيزياء الأوتار الكونية وفيزياء الجسيمات الفلكية.

أهمية الفيزياء في الهندسة

تمثل الفيزياء التطبيقية جسرًا يربط بين الفيزياء والهندسة، وتعني تطبيق النظريات الفيزيائية على حل المشكلات التي قد تواجهنا في بعض الأحيان، من خلال استخدام المعرفة النظرية لخصائص الأجسام المادية، وذلك بهدف تحقيق هدف تقني أو عملي محدد.

تختلف كلمة “التطبيقية” عن “البحتة” في مجموعة من العوامل الدقيقة، مثل دوافع الباحثين وموقفهم وعلاقتهم بالتكنولوجيا أو العلم، وتعد الفيزياء التطبيقية أساسا للحقائق والمفاهيم الأساسية في الفيزياء، ولكنها تهتم باستخدام المبادئ العلمية في الأجهزة والأنظمة العملية، وتطبيقات علم الفيزياء في مجالات العلوم الأخرى.

مجالات عمل الفيزيائيين

يمكن للفيزيائي أن يعمل في أي مكان يتواجد فيه التكنولوجيا، ويفضل على غيره بسبب معرفته الواسعة بالمبادئ الأساسية والخبرات الذاتية التي تؤهله للتعامل مع التكنولوجيا وتطويرها بسرعة. وفي الدول الصناعية المتقدمة، لا يمكن لأي فيزيائي أن يعمل بدون وجود وظيفة، حيث يستطيع الفيزيائي العمل في مجال الطب باستخدام الأشعة السينية والنظائر المشعة والرنين المغناطيسي والأمواج فوق الصوتية والليزر والمنظار، وغيرها من الأجهزة المستخدمة في المستشفيات.

تعد تلك الأجهزة الطبية ما هي إلا تطبيقات لاكتشافات وأبحاث الفيزيائيين ولا يمكن أن يكون هناك أي علاج  لأي حالة مرضية بدون القيام بالتشخيص بدون، وكلما تطورت وسائل التشخيص أمكننا التغلب على العديد من الأمراض القاتلة، كذلك في مجال الاتصالات والأقمار الصناعية والذي يعتمد على تطور أحد فروع الفيزياء وهو الإلكترونيات، كما أن علم الفيزياء يعتبر ضروريًا لمراكز الأرصاد الجوية ومراكز التنبؤ بالزلازل ومراكز البحوث.

يمتلك الفيزيائي دورا أساسيا في مجال التعليم لإعداد أجيال جديدة لمواصلة مشوار التقدم العلمي، وكذلك في مجال التطبيقات الصناعية وفي مراكز تطوير المواد الجديدة، ومن المؤكد أن علم الفيزياء هو السبب وراء تطور أجهزة الحاسوب والهواتف المحمولة بكل مكوناتها من المعالج إلى الذاكرة إلى الشاشة إلى أقراص الليزر، وكلما تقدمت الأبحاث الفيزيائية زاد تطور هذه الأجهزة وكفاءتها.