فيزياء حديثة

الفيزياء الحديثة (Modern Physics) عبارة عن النسبية الخاصة والعامة وميكانيكا الكم بحيث النسبية نظرية كونية وميكانيكا الكم هي ميكانيكا الذرة والجسم

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.

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 عامة عدل

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]

غالبًا، 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.

إسهامات هامة عدل

تعتبر هذه الموضوعات بوجه عام بمثابة «جوهر» أسس الفيزياء الحديثة:

المراجع عدل

  1. ^ F. K. Richtmyer  [لغات أخرى]‏؛ E. H. Kennard؛ T. Lauristen (1955). Introduction to Modern Physics (ط. 5th). New York: ماكجرو هيل التعليم. ص. 1. LCCN:55006862.{{استشهاد بكتاب}}: صيانة الاستشهاد: أسماء عددية: قائمة المؤلفين (link) صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link) صيانة الاستشهاد: علامات ترقيم زائدة (link)
  2. ^ A. Beiser (2003). Concepts of Modern Physics (ط. 6th). ماكجرو هيل التعليم. ISBN:978-0-07-123460-3.
  3. ^ P. Tipler, R. Llewellyn (2002). Modern Physics (ط. 4th). W. H. Freeman. ISBN:978-0-7167-4345-3.
  4. ^ Dirac، Paul A. M. (1926). "On the Theory of Quantum Mechanics". Proceedings of the Royal Society A. ج. 112 ع. 762: 661–77. Bibcode:1926RSPSA.112..661D. DOI:10.1098/rspa.1926.0133. JSTOR:94692.
  5. ^ Mukai، Koji؛ Jim Lochner (1997). "Ask an Astrophysicist". NASA's Imagine the Universe. NASA Goddard Space Flight Center. مؤرشف من الأصل في 2009-01-20.
  6. ^ Sommerfeld, Arnold (14 Oct 1927). "Zur Elektronentheorie der Metalle" [On Electron Theory of Metals]. علوم الطبيعة (بالألمانية). 15 (41): 824–32. Bibcode:1927NW.....15..825S. DOI:10.1007/BF01505083.
  7. ^ The ideal Bose-Einstein gas, revisited." Phys. Reports  [لغات أخرى] 32: 169-248. "نسخة مؤرشفة". مؤرشف من الأصل في 2020-01-26. اطلع عليه بتاريخ 2020-06-22.{{استشهاد ويب}}: صيانة الاستشهاد: BOT: original URL status unknown (link)
  8. ^ Bose (2 يوليو 1924). "Planck's law and the hypothesis of light quanta". جامعة أولدنبورغ. مؤرشف من الأصل (PostScript) في 2016-03-04. اطلع عليه بتاريخ 2016-11-30.
  9. ^ Srivastava، R. K.؛ Ashok، J. (2005). "Chapter 7". Statistical Mechanics. نيودلهي: PHI Learning Pvt. Ltd. ISBN:9788120327825.