تعرف علي افضل 10 معادلات فيزيائية 2021
 |
| معادلات فيزيائية ذات شهرة عالمية |
أجمل عشر معادلات في الفيزياء 2021
كاتب المقال الاصلي هو Sam Brind حاصل على درجة الماجستير في الفيزياء مع الفيزياء النظرية من جامعة مانشستر، يقول انه يمكن وصف الفيزياء ببساطة على أنها دراسة كوننا كما أنها جزء من الرياضيات المتعلقة بالكميات الفيزيائية على سبيل المثال: الكتلة والطاقة ودرجة الحرارة قواعد عالمنا ، قوانين الفيزياء من الناحية الفنية ، يتم تدوينها كلها تقريباً في شكل معادلات، قد يبدو مفهوم ربط الفكرة الفنية (والذاتية) للجمال بهذه العبارات الرياضية غريباً وغير ضروري في البداية ومع ذلك بالنسبة للعديد من الفيزيائيين ، فإن هذا المفهوم ليس مجرد أثر جانبي لنظرياتهم ولكنه جوهري في نظرية جيدة.
يقول الفيزيائي بول ديراك "يجب أن يمتلك القانون الفيزيائي جمالا رياضياً".
ما الذي يجعل المعادلة جميلة؟ بعيداً عن الحقيقة التجريبية المتمثلة في ما إذا كانت المعادلة تعمل سواء كانت تقدم بيانات تجريبية ام لا ، إلى شيء أكثر شخصية وذاتية، هناك ثلاثة معايير يجب مراعاتها هي : الجماليات والبساطة والأهمية. الجماليات هي ببساطة ما إذا كانت تبدو جيدة عند كتابتها ، البساطة هي عدم وجود بنية معقدة في المعادلة ، أهمية المعادلة هي أكثر من مقياس للتاريخ ، سواء ما تم حله أو ما تؤدي إليه في التطورات العلمية المستقبلية فيما يلي أهم عشر معادلات (ليست بأي ترتيب معين).
1. معادلة آينشتاين للطاقة - الكتلة:
نتيجة لنظرية النسبية الخاصة لألبرت أينشتاين والمعادلة الأكثر شهرة في الفيزياء تنص هذه المعادلة على أن الكتلة (م) والطاقة (هـ) متكافئتان العلاقة بسيطة للغاية ، فهي تتضمن فقط ضرب الكتلة بعدد كبير جدًا (c هي سرعة الضوء) ، على وجه التحديد أظهرت هذه المعادلة أولاً أنه حتى الكتلة غير المتحركة لها طاقة سكون جوهرية ومنذ ذلك الحين تم استخدامه في الفيزياء النووية والفيزياء الجسيمية.
كان التأثير الأكبر لهذه المعادلة وربما الحدث الذي ضمن إرثها هو تطوير القنابل الذرية واستخدامها لاحقاً في نهاية الحرب العالمية الثانية أظهرت هذه القنابل بشكل مرعب استخراج كمية هائلة من الطاقة من كمية ضئيلة من الكتلة.
** اليكم : قائمة بأفضل كتب النظرية النسبية الخاصة والعامة pdf
2. قانون نيوتن الثاني:
يعتبر واحد من أقدم القوانين الفيزيائية ، صاغها السير إسحاق نيوتن في كتابه الشهير Principia عام 1687 إنها حجر الزاوية في الميكانيكا الكلاسيكية ، التي تسمح بحساب حركة الأشياء المعرضة للقوى ، القوة (F) تساوي الكتلة (م) مضروبة في تسارع الكتلة (أ) و يشير رمز التسطير إلى متجه له اتجاه وحجم، هذه المعادلة هي الآن الأولى التي يتعلمها كل طالب فيزياء لأنها لا تتطلب سوى المعرفة الرياضية الأساسية ولكنها في نفس الوقت متعددة الاستخدامات لقد تم تطبيقها على عدد كبير من المشاكل من حركة السيارات وصولاً إلى مدارات الكواكب حول شمسنا .
اليكم : قائمة تحوي افضل كتب الميكانيكا الكلاسيكية من الصفر pdf
3 - معادلة (معادلات) شرودنغر:
كانت ميكانيكا الكم أكبر إنجاز في الفيزياء منذ أن صاغ نيوتن أسس الميكانيكا الكلاسيكية ومعادلة شرودنجر ، التي صاغها إروين شرودنجر في عام 1926 ، هي التناظرية الكمومية لقانون نيوتن الثاني تتضمن المعادلة مفهومين رئيسيين لميكانيكا الكم: الدالة الموجية (ψ) والمشغلين (أي شيء فوقها قبعة) والتي تعمل على دالة موجية لاستخراج المعلومات ، العامل المستخدم هنا هو هاميلتوني (H) ويستخرج الطاقة هناك نسختان من هذه المعادلة ، اعتماداً على ما إذا كانت الدالة الموجية تختلف في الزمان والمكان أو في الفضاء فقط على الرغم من أن ميكانيكا الكم موضوع معقد ، إلا أن هذه المعادلات أنيقة بما يكفي لتقديرها دون أي معرفة إنها أيضاً فرضية لميكانيكا الكم ، وهي نظرية تعد إحدى ركائز تقنيتنا الإلكترونية الحديثة.
تعرف علي : قصة معادلة شرودنجر واثباتها
4. قوانين ومعادلات ماكسويل:
 |
| معادلات ماكسويل |
قوانين ماكسويل عبارة عن مجموعة من أربع معادلات تم تجميعها واستخدامها لصياغة وصف موحد للكهرباء والمغناطيسية بواسطة الفيزيائي الاسكتلندي جيمس كلارك ماكسويل في عام 1862 تم تطويرها باستخدام حساب التفاضل والتكامل ، في الشكل الأكثر أناقة الموضح أدناه أو من الناحية الفنية في "شكل تفاضلي" تتعلق المعادلة الأولى بتدفق المجال الكهربائي (E) إلى كثافة الشحنة (ρ) ينص القانون الثاني على أن الحقول المغناطيسية (ب) ليس لها أقطاب أحادية في حين أن المجالات الكهربائية يمكن أن يكون لها مصدر لشحنة موجبة أو سالبة مثل: الإلكترون ، فإن المجالات المغناطيسية تأتي دائماً مع قطبين شمالي وجنوبي ، وبالتالي لا يوجد "مصدر" صافي تظهر المعادلتان الأخيرتان أن المجال المغناطيسي المتغير يخلق مجالاً كهربائياً والعكس صحيح قام ماكسويل بدمج هذه المعادلات في معادلات موجية للمجالات الكهربائية والمغناطيسية ، مع تساوي سرعة انتشارها مع قيمة ثابتة تساوي سرعة الضوء المقاسة، حيث قاده هذا إلى استنتاج أن الضوء هو في الواقع موجة كهرومغناطيسية كما أنه من شأنه أن يثبت صحة نظرية أينشتاين في النسبية الخاصة ، والتي تستند إلى أن سرعة الضوء ثابتة ، هذه المعادلات أدت إلى فهم الكهرباء الذي وضع الأسس للثورة الرقمية للهاتف والكمبيوتر الذي تستخدمه لقراءة هذا المقال .
اليكم : مجموعة من افضل كتب الفيزياء الحديثة pdf
5. القانون الثاني للديناميكا الحرارية :
يشير إلى أن الانتروبيا (S) لكوننا تزداد دائماً يمكن تفسير الانتروبيا على أنها مقياس للاضطراب ، قانون (أن الحرارة تتدفق فقط من الأشياء الساخنة إلى الباردة ) بالإضافة إلى الاستخدامات العملية خلال الثورة الصناعية هي عند تصميم المحركات الحرارية والبخارية ،يسمح بتعريف سهم الوقت تخيل أن يتم عرض مقطع فيديو لكوب يتم إسقاطه وكسره الحالة الأولية هي قطع (مرتبة) والحالة النهائية هي مجموعة من القطع (غير مرتبة) من الواضح أنك ستكون قادرا على معرفة ما إذا كان يتم تشغيل الفيديو للأمام او للخلف من تدفق الانتروبيا كما سيؤدي هذا أيضا إلى نظرية الانفجار الأعظم ، حيث تزداد حرارة الكون مما يؤدي إلى الحالة الأكثر تنظيماً في وقت الصفر ( النقطة الفريدة).
هذا : شرح وتبسيط القانون الثاني للديناميكا الحرارية 👉👉
: شرح شامل عن القانون الثاني في الديناميكا الحرارية pdf👉👉
6. معادلة الموجة:
معادلة الموجة هي معادلة تفاضل جزئي من الدرجة الثانية تصف انتشار الموجات إنه يتعلق انتشار الموجة في الوقت المناسب بتغير الانتشار في الفضاء وعامل سرعة الموجة (v) تربيع ، هذه المعادلة ليست رائدة مثل المعادلات الأخرى في هذه القائمة ولكنها أنيقة وتم تطبيقها على أشياء مثل : الموجات الصوتية (الأدوات وما إلى ذلك) ، والموجات في السوائل ، والموجات الضوئية ، وميكانيكا الكم والنسبية العامة.
هذة: قائمة بأفضل كتب الاهتزازات والموجات pdf👨👨👉
7. معادلات أينشتاين:
من المناسب فقط أن يكون لدى أعظم فيزيائي معادلة ثانية في هذه القائمة ويمكن القول إن واحدة أكثر أهمية من الأولى إنه يعطي السبب الأساسي للجاذبية ، والزمكان منحنى الكتلة (مزيج رباعي الأبعاد من الفضاء والوقت ثلاثي الأبعاد).
تخفي المعادلة في الواقع 10 معادلات تفاضلية جزئية باستخدام كتابة المؤثر (كل شيء به مؤشرات هو مؤثر). يحتوي الجانب الأيسر على مؤثر أينشتاين (G) الذي يخبرك بانحناء الزمكان وهذا مرتبط بمؤثر الإجهاد والطاقة (T) الذي يخبرك بتوزيع الطاقة في الكون على الجانب الأيمن يمكن تضمين مصطلح ثابت كوني (Λ) في المعادلة لنعزو كوننا المتوسع ، على الرغم من أن الفيزيائيين غير متأكدين مما يسبب هذا التوسع بالفعل غيرت هذه النظرية فهمنا للكون تماماً ، ومنذ ذلك الحين تم التحقق من صحتها تجريبياً ، ومن الأمثلة الجميلة على ذلك انحناء الضوء حول النجوم أو الكواكب .
8. مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ:
هذا المبدأ قدمه العالم Werner Heisenberg في عام 1927 ، مبدأ عدم اليقين هو حد لميكانيكا الكم ينص على أنه( كلما زاد يقينك بشأن زخم الجسيم (P) ، قل تيقنك من موضع الجسيم (x) أي. لا يمكن معرفة الزخم والموضع على حد سواء ) من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن هذا التأثير ناتج عن مشكلة في إجراء القياس هذا غير صحيح إنه حد للدقة أساسي لميكانيكا الكم يتضمن الجانب الأيمن ثابت بلانك (h) الذي يساوي قيمة صغيرة (رقم عشري به 33 صفراً) ، ولهذا السبب لم يتم ملاحظة هذا التأثير في تجربتنا "الكلاسيكية" اليومية.
مرجع اساسيات الفيزياء لبوش كامل بالعربي pdf👉👉💓💓
9. معادلة تحديد كمية الإشعاع:
هذا القانون قدمه ماكس بلانك في البداية لحل مشكلة إشعاع الجسم الأسود (خاصة فيما يتعلق بمصابيح الإضاءة الفعالة) التي أدت إلى نظرية الكم ينص هذا القانون على( أنه لا يمكن إطلاق / امتصاص الطاقة الكهرومغناطيسية إلا بكميات محددة (كمية) من المعروف الآن أن هذا يرجع إلى أن الإشعاع الكهرومغناطيسي ليس موجة مستمرة ولكن في الواقع عدد من الفوتونات ، "حزم من الضوء" تتناسب طاقة الفوتون (E) مع التردد (f)) في ذلك الوقت كانت هذه مجرد خدعة رياضية يستخدمها بلانك لحل مشكلة محبطة واعتبرها غير مادية وعانى من آثارها ومع ذلك سيربط أينشتاين هذا المفهوم بالفوتونات ويتم الآن تذكر هذه المعادلة على أنها بداية شرارة نظرية الكم.
10. قانون بولتزمان في الإنتروبيا:
هذة معادلة رئيسية للميكانيكا الإحصائية صاغها لودفيج بولتزمان حيث يتعلق الأمر بانتروبيا macrostate (S) إلى عدد microstates المقابلة لتلك الحالة الكبيرة (W). تصف الحالة الدقيقة نظاماً عن طريق تحديد خصائص كل جسيم ، وهذا يتضمن خصائص مجهرية مثل: زخم الجسيمات وموضع الجسيمات تحدد الحالة الكلية الخصائص الجماعية لمجموعة من الجسيمات ، مثل: درجة الحرارة والحجم والضغط فإن العبارة الأبسط هي أن الانتروبيا مرتبطة بترتيب الجسيمات داخل النظام (أو "احتمال الحالة الكلية") حيث يمكن بعد ذلك استخدام هذه المعادلة لاشتقاق معادلات ديناميكية حرارية مثل قانون الغاز المثالي.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
للمذيد من المعلومات والمصادر :
- رابط المصدر للمقال : Beautiful Equations in Physics👉👉👨
- مقالا علمية مترجمة في مجال الفيزياء والرياضيات 2021👉👉
- افضل كتب الفيزياء باللغة العربية pdf👉💓💓
تعليقات
إرسال تعليق
ادعمنا بمشاركة المحتوي مع غيرك او بالتعليق بالاسفل..