فيزياء حديثة

الفيزياء في الجيل الثاني للقرن تسعة عشر والقرن العشرين


يشير مصطلح الفيزياء الحديثة إلى ما بعد مفهوم نيوتن للفيزياء، أي انتهاء سيطرة الوصف الكلاسيكي للظواهر الفيزيائية، وبالتالي فإن الوصف الدقيق "الحديث" للواقع يتطلب نظريات تدرج عناصر ميكانيكا الكم أو نسبية أينشتاين أو كلاهما، ويستخدم عادة هذا المصطلح للإشارة إلى أي فرع من فروع الفيزياء طور في بداية القرن العشرين أو بعد ذلك أوتأثر بشكل كبير بفيزياء بداية القرن العشرين.[1]

يرتبط الميكانيك الكلاسيكي عادة بالحالات اليومية: سرعات أقل بكثير من سرعة الضوء، وأحجام أكبر بكثير من تلك الذرية، حيث ترتبط الفيزياء الحديثة بالسرعات الكبيرة والمسافات الصغيرة.
الذرة

غالباً ما تتضمن الفيزياء الحديثة حالات قصوى مثل تضمن ميكانيكا الكم مسافات مقاربة للأبعاد الذرية (10−9 متر)، وتضمن النسبية سرعات تقارب سرعة الضوء (108 م/ث)، حيث أن المسافات الكبيرة والسرعات الصغيرة تنطوي ضمن الميكانيكا الكلاسيكية.[2][3]

نظرة عامةعدل

بالمعنى الحرفي، يشير مصطلح الفيزياء الحديثة إلى الفيزياء العصرية، وبالتالي فإن نسبة كبيرة ممّا يدعى فيزياء كلاسيكية تُعَدُّ حديثةً، وتقريباً منذ عام 1890، تسببت الاكتشافات الجديدة بحدوث تحولات كبيرة مثل ظهور ميكانيكا الكم ونسبية أينشتاين، حيث أن المصطلح يُطلق عموماً على الفيزياء المتضمنة لعناصر من ميكانيكا الكم أو نسبية أينشتاين أو كليهما.

غالباً ما تتعامل الفيزياء الحديثة مع الحالات القصوى، فتميل آثار ميكانيكا الكم للظهور عند التعامل مع الصغائر (درجات الحرارة المنخفضة، والمسافات الصغيرة) في حين أن آثار النسبية تميل للظهور عند التعامل مع الكبائر (السرعات العالية، والمسافات الكبيرة)، وتَتْبَعُ الحالاتُ الوسطى السلوكَ الكلاسيكي؛ مثال: عند تحليل سلوك غاز في درجة حرارة الغرفة يُستخدم توزيع ماكسويل-بولتزمان (الكلاسيكي) وبالاقتراب من الصفر المطلق يفشل هذا التوزيع في وصف سلوك الغاز ويستخدم عوضاً عنه إحصاء فيرمي-ديراك[4][5][6] أو إحصاء بوز-أينشتاين (الحديث).[7][8][9]

غالباً، من الممكن إيجاد أو استرجاع السلوك الكلاسيكي من الوصف الحديث من خلال تحليله عند سرعات صغيرة ومسافات كبيرة (بأخذ حد مسموح به، أو بعمل تقريب)، حيث تدعى النتيجة في مثل هذه الحالة بالحد الكلاسيكي.

المراجععدل

  1. ^ F. K. Richtmyer; E. H. Kennard; T. Lauristen (1955). Introduction to Modern Physics (الطبعة 5th). New York: ماكجرو هيل التعليم. صفحة 1. LCCN 55006862. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  2. ^ A. Beiser (2003). Concepts of Modern Physics (الطبعة 6th). ماكجرو هيل التعليم. ISBN 978-0-07-123460-3. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. ^ P. Tipler, R. Llewellyn (2002). Modern Physics (الطبعة 4th). W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-4345-3. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  4. ^ Dirac, Paul A. M. (1926). "On the Theory of Quantum Mechanics". Proceedings of the Royal Society A. 112 (762): 661–77. Bibcode:1926RSPSA.112..661D. doi:10.1098/rspa.1926.0133. JSTOR 94692. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  5. ^ Mukai, Koji; Jim Lochner (1997). "Ask an Astrophysicist". NASA's Imagine the Universe. NASA Goddard Space Flight Center. مؤرشف من الأصل في 20 يناير 2009. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  6. ^ Sommerfeld, Arnold (1927-10-14). "Zur Elektronentheorie der Metalle". علوم الطبيعة (باللغة الألمانية). 15 (41): 824–32. Bibcode:1927NW.....15..825S. doi:10.1007/BF01505083. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  7. ^ The ideal Bose-Einstein gas, revisited." Phys. Reports 32: 169-248. نسخة محفوظة 26 يناير 2020 على موقع واي باك مشين.
  8. ^ Bose (2 July 1924). "Planck's law and the hypothesis of light quanta". جامعة أولدنبورغ. مؤرشف من الأصل (PostScript) في 04 مارس 2016. اطلع عليه بتاريخ 30 نوفمبر 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة); تحقق من التاريخ في: |تاريخ أرشيف= (مساعدة)
  9. ^ Srivastava, R. K.; Ashok, J. (2005). "Chapter 7". Statistical Mechanics. نيودلهي: PHI Learning Pvt. Ltd. ISBN 9788120327825. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)