اهم تخصصات الفيزياء وتطبيقاتها

تطبيقات الفيزياء في الحياة  اليومية عديدة. لن تكون التطورات التكنولوجية او العلمية الحديثة التي نعاصرها حالياً، ممكنة بدون الفيزياء. فالفيزياء أحد الفروع الأساسية للتخصصات العلمية،وهو العلم الطبيعي الذي يتضمن دراسة المادة وحركاتها وسلوكياتها عبر المكان والزمان. كما يدرس مفاهيم اخرى مثل الطاقة والقوة،وهدفه هو فهم كيفية تصرف الكون.

هناك العديد من الفروع لعلم الفيزياء ،يتخصص كل منها بدراسة معينة ،كما يمكن ان تتداخل الفيزياء مع علوم اخرى كالفيزياء الحيوية ،والكيمياء الفيزيائية.سنذكر لكم في هذا المقال اهم التخصصات الرئيسية للفيزيا يمكنكم دراستها.

1- الكهرومغناطيسية

يدرس مجال الفيزياء هذا القوة الكهرومغناطيسية ، وهو نوع من التفاعل الفيزيائي يحدث بين الجسيمات المشحونة كهربائيًا. إنه أحد التفاعلات الأساسية الأربعة للطبيعة. تلعب القوة الكهرومغناطيسية دورًا كبيرًا في تحديد الخصائص الداخلية لمعظم الأشياء المستخدمة في الحياة اليومية. حيث تأخذ المادة العادية شكلها نتيجة القوى بين الجزيئات بين الذرات الفردية والجزيئات في المادة ، كونها مظهر من مظاهر القوة الكهرومغناطيسية. أدت الآثار النظرية للكهرومغناطيسية إلى تطوير النسبية المكانية بواسطة ألبرت أينشتاين في عام 1905. كما ترتبط جميع المعدات الكهربائية التي نستخدمها في الحياة اليومية بالكهرومغناطيسية. من أفران الميكروويف والمراوح والأجراس الكهربائية إلى المنبهات.

2- الفيزياء الذرية

يدرس هذا المجال الذرات كنظام معزول للإلكترونات ونواة ذرية. يهتم بشكل أساسي بوضع الإلكترونات حول النواة والعملية التي تتغير بها هذه الترتيبات. ويشمل أيضًا الأيونات والذرات المحايدة.ويمكن أن يرتبط مصطلح الفيزياء الذرية بالطاقة النووية والأسلحة الذرية .

3- ميكانيكا الكم

نظرية الكم هي الأساس النظري للفيزياء الحديثة التي تشرح طبيعة وسلوك المادة والطاقة على المستوى الذري ودون الذري. تشمل تطبيقات نظرية الكم كيمياء الكم ، والمغناطيسات فائقة التوصيل ، والليزر ، والمعالجات الدقيقة ، والتصوير بالرنين المغناطيسي ، والمجاهر الإلكترونية. كما يشرح العديد من الظواهر البيولوجية والفيزيائية للطاقة.

تعمل التطورات الجديدة في هذا المجال على تحسين التشفير الكمي. الهدف الآخر لهذا المجال هو تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية،ومن المتوقع أن يقوموا بمعالجة المهام بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر التقليدية.

4- الليزر

الليزر هو تخصص في علم الفيزياء الحديثة يدرس الضوء المركز ،وهو عبارة عن جهاز يصدر ضوءًا أحادي اللون من خلال عملية تضخيم ضوئي تعتمد على الانبعاث المحفز للبروتونات. تعتمد مبادئ أجهزة الليزر على ميكانيكا الكم. أجهزة الليزر لها تطبيقات عديدة في المجالات العلمية والعسكرية والتجارية،منها  الكيمياء الضوئية ، والمسح بالليزر ، والاندماج النووي ، والمجاهر ، والجراحة التجميلية ، وجراحة العيون ، وعمليات الأسنان ليست سوى عدد قليل من المجالات التي تستخدم الليزر أيضًا.

5- الفيزياء النووية

الفيزياء النووية هي مجال الفيزياء الذي يدرس نوى الذرات ومكوناتها وتفاعلاتها،بالإضافة إلى دراسة الأشكال الأخرى للمادة النووية .وهي تختلف عن الفيزياء الذرية الذي يدرس الذرة الكاملة وإلكتروناتها.أدت الاكتشافات في الفيزياء النووية إلى تطبيقات في العديد من المجالات. ويشمل ذلك الطاقة النووية والأسلحة النووية والطب النووي والتصوير بالرنين المغناطيسي والنظائر الصناعية والزراعية وغرس الأيونات في هندسة المواد والتأريخ بالكربون المشع في الجيولوجيا وعلم الآثار .

6- الديناميكا الهوائية

يدرس هذا الفرع من الفيزياء سلوك الهواء ورد الفعل الذي يحدث عند مرور جسم ما عبره. بدونها ، لم يكن من الممكن تصميم طائرات أو صواريخ أو سيارات أو جسور للنجاة من الأعاصير. إن معرفة كيفية التحرك خلال السائل بسرعة وفعالية هي مهمة الديناميكا الهوائية.

7- الفيزياء الجزيئية

الفيزياء الجزيئية هي دراسة الخصائص الفيزيائية للجزيئات والروابط الكيميائية بين الذرات وديناميكيات الجزيئات. يرتبط هذا المجال ارتباطًا وثيقًا بالفيزياء الذرية وله العديد من الأشياء المشتركة مع الكيمياء النظرية والكيمياء الفيزيائية والكيمياء.

8- الفيزياء الفلكية

يجمع هذا الفرع من علم الفلك بين مبادئ الفيزياء والكيمياء لاكتشاف طبيعة الأجرام السماوية. من بين كائنات الدراسة في هذا التخصص ، الشمس والنجوم الأخرى والمجرات وكواكب النظام الشمسي الإضافية والخلفية الكونية بين المجرات،والمادة المظلمة ، والثقوب السوداء،وأصل الكون ومصيره . ويتم فحص انبعاثاتها في جميع أجزاء الطيف الكهرومغناطيسي ، وتشمل الخصائص التي تم فحصها اللمعان والكثافة ودرجة الحرارة والتركيب الكيميائي.

الفيزياء الفلكية مجال واسع جدًا ، لذلك يدرس علماء الفيزياء الفلكية عادةً العديد من تخصصات الفيزياء مثل الميكانيكا ، والكهرومغناطيسية ، والديناميكا الحرارية ، وميكانيكا الكم ، والنسبية ، والفيزياء النووية ، وفيزياء الجسيمات ، والفيزياء الذرية ، والفيزياء النووية.

9- الديناميكا الحرارية

يدرس هذا المجال من الفيزياء الحرارة وعلاقتهما بالطاقة والتشغيل.يتم تطبيق الديناميكا الحرارية في العديد من فروع العلوم والهندسة ، وخاصة الكيمياء البحتة والهندسة الكيميائية والهندسة الميكانيكية.

10- البصريات

يتعامل هذا الفرع من الفيزياء مع سلوك الضوء وانتشاره وخصائصه. يمكن وصف البصريات ببساطة بأنها دراسة سلوك الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية.