فيزياء كلاسيكية

إحدى فروع علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة الظواهر الحركية للأجسام والقوى المسببة لحركتها و ذلك من خلال الإعتماد على براهين كلاسيكية و تقليدي

الفيزياء الكلاسيكية هي إحدى فروع علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة الظواهر الحركية للأجسام والقوى المسببة لحركتها، وتعتمد في دراساتها هذه على قوانين الحركة الخطية لنيوتن وقانون الجذب العام والتحليل الضوئي، ونظريات الإشعاع الكهرومغناطيسي (معادلات ماكسويل) لجيمس كلارك ماكسويل وقانون التعجيل المنتظم لجاليليو جاليلي وقانون حفظ المادة وقانون حفظ الطاقة وقوانين أخرى معاصرة لها نتج عنها ظهور أو تطور فروع الفيزياء الكلاسيكية، كالديناميكا وجريان الموائع وعلم توازن القوى والبصريات والديناميكا الحرارية وعلم الصوت والمغناطيسية والكهربائية.

المجالات الأربعة الرئيسية لعلم الفيزياء الحديثة.

منذ عام 1900 فصاعدًا تمّ وضع القوانين والنظريات الفيزيائية الجديدة تحت مسمّى الفيزياء الحديثة، كنظرية النسبية لألبرت أينشتاين، وميكانيكا الكم.[1]

نظرة عامةعدل

مواضيع في الميكانيكا الكلاسيكية
ميكانيكا كلاسيكية (التاريخ)
 
قانون نيوتن الثاني

السكون | الحركة | التحريك |هاملتون | لاغرانج

مصطلحات رياضية

جسيم نقطي | نظام إحداثي | متجه | جسم جاسيء

علم السكون

توازن ميكانيكي | قيد ميكانيكي | مبرهنة لامي | إجهاد القص | انفعال | إجهاد

علم الحركة

حركة انتقالية | حركة دورانية | سرعة | تسارع | سرعة خطية | سرعة زاوية | تسارع خطي | تسارع زاوي

علم التحريك

قوانين نيوتن الثلاثة للحركة | طاقة حركية| ميكانيكا تحليلية | طاقة كامنة | قوة | متجه | زخم أو كمية الحركة | دفع القوة | عزم | عطالة | عزم العطالة | عزم زاوي | تصادم | سقوط حر | ثقالة | قذف

قوانين الحفظ

بقاء الكتلة | بقاء القيمة | بقاء الطاقة | تكافؤ المادة والطاقة | مبرهنة نويثر | معادلة الاستمرار | لاتباين أو صمود

للنظرية الكلاسيكية معنيان مختلفان على الأقل في الفيزياء. في سياق ميكانيكا الكم، تشير النظرية الكلاسيكية إلى نظريات الفيزياء التي لا تستخدم نموذج التكميم، والذي يتضمن الميكانيكا الكلاسيكية والنسبية.[2] وبالمثل، فإن نظريات المجال الكلاسيكي، مثل النسبية العامة والكهرومغناطيسية الكلاسيكية، هي تلك التي لا تستخدم ميكانيكا الكم.[3] في سياق النسبية العامة والخاصة، فإن النظريات الكلاسيكية هي تلك التي تخضع لنسبية غاليليو.[4]

تنقسم فروع الفيزياء الكلاسيكية إلى:

المقارنة مع الفيزياء الحديثةعدل

خلافًا للفيزياء الكلاسيكية، الفيزياء الحديثة هو مصطلح أكثر مرونة قد يشير إلى فيزياء الكم بشكل خاص أو إلى فيزياء القرن العشرين والقرن الحادي والعشرين بشكل عام. وتشمل فيزياء الكم والنظرية النسبية.

يمكن وصف النظام الفيزيائي بالفيزياء الكلاسيكية عندما تستوفي تقريبًا شروط الفيزياء الكلاسيكية. فتسطيع وصف الأشياء المادية بداية من الذرات والجزيئات، مرورًا بالكويكبات والكواكب والكائنات الفلكية وصفًا صحيحًا. كما يمكن استخدامها في وصف الحقول الكهرومغناطيسية، القوى والديناميكا الكهربائية الكلاسيكية في جداول الطول والقوة الكبيرة بما يكفي لإهمال تأثير ميكانيكا الكم. فخلافًا لفيزياء الكم، تتسم الفيزياء الكلاسيكية بمبدأ الحتمية.

من وجهة نظر الفيزياء الكلاسيكية، تختلف التوقعات العامة عن التوقعات النسبية اختلافًا كبيرًا خصوصًا فيما يتعلق بقوانين مرور الوقت، هندسة الفضاء، عجلة سقوط الأجسام الحر. رياضيًا، معادلات الفيزياء الكلاسيكية هي تلك المعادلات التي لا يظهر بها ثابت بلانك. هذا السبب في أنه يمكن أن نتجاهل ميكانيكا الكم في حياتنا اليومية ونكتفي بالوصف الكلاسيكي.

نمذجة الحاسوب والحساب اليدوي، مقارنة الكلاسيكية والحديثةعدل

 
تستخدم نظرية الكم والنسبية فقط في نمذجة الحاسوب.

يقوم الحاسوب الآن بملايين العمليات الحسابية في ثوانٍ لحل المعادلات التفاضلية، هذه المسائل قد تستغرق من نيوتن (أحد مؤسسي علم التفاضل) أكثر من ساعة لحل نفس المسائل بالحساب اليدوي.

النمذجة الحاسوبية ضرورية لفيزياء الكم والنسبية. تعتبر الفيزياء الكلاسيكية حد ميكانيكا الكم لعدد كبير من الجسيمات. من ناحية أخرى، فإن الميكانيكا الكلاسيكية مشتقة من ميكانيكا النسبية. على سبيل المثال، في العديد من الصيغ من النسبية الخاصة، يظهر عامل تصحيح (v/c)‏2، حيث v هي سرعة الجسم وc هي سرعة الضوء. بالنسبة للسرعات الأصغر بكثير من سرعة الضوء، يمكن إهمال المصطلحات التي تظهر مع c‏2 وأعلى. ثم تختزل هذه الصيغ إلى التعريفات القياسية للطاقة الحركية النيوتونية والزخم. هذا ما ينبغي أن يكون، لأن النسبية الخاصة يجب أن تتفق مع ميكانيكا نيوتن عند السرعات المنخفضة. يجب أن تكون النمذجة الحاسوبية حقيقية بقدر الإمكان. قد تقدم الفيزياء الكلاسيكية خطأ كما في حالة الميوعة الفائقة. من أجل إنتاج نماذج موثوقة للعالم، لا يمكن استخدام الفيزياء الكلاسيكية. صحيح أن نظريات الكم تستهلك الوقت وموارد الحاسوب، ويمكن اللجوء إلى معادلات الفيزياء الكلاسيكية لتقديم حل سريع، لكن مثل هذا الحل يفتقر إلى الموثوقية.[5][6][7]

انظر أيضاعدل

المراجععدل

  1. ^ Weidner and Sells, Elementary Modern Physics Preface p.iii, 1968
  2. ^ Morin, David (2008). Introduction to Classical Mechanics. New York: Cambridge University Press. ISBN 9780521876223. مؤرشف من الأصل في 2 أغسطس 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  3. ^ Barut, Asim O. (1980) [1964]. Introduction to Classical Mechanics. New York: Dover Publications. ISBN 9780486640389. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  4. ^ Einstein, Albert (2004) [1920]. Relativity. Robert W. Lawson. New York: Barnes & Noble. ISBN 9780760759219. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
  5. ^ Wojciech H. Zurek, Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical, Reviews of Modern Physics 2003, 75, 715 or أرشيف خي:quant-ph/0105127
  6. ^ Wojciech H. Zurek, Decoherence and the transition from quantum to classical, Physics Today, 44, pp 36–44 (1991)
  7. ^ Wojciech H. Zurek: Decoherence and the Transition from Quantum to Classical—Revisited Los Alamos Science Number 27 2002 نسخة محفوظة 14 يناير 2021 على موقع واي باك مشين.