الدرس الثانى . لغة الفيزياء الصف العاشر 2024.

الثوابت الفيزيائية
 مقدمة
توجد كميات قياسية تمثل علاقات ثابتة بين كميات فيزيائية معينة أو مقادير ثابتة لا تتغير من تجربة لأخرى وقد تكون لها وحدات أو بلا وحدات تعرف بالثوابت الفيزيائية
 تعريف الثوابت الفيزيائية
كميات تمثل علاقات بين كميات فيزيائية أو مقادير ثابتة لا تتغير من تجربة لأخرى
*الأس العشري
-طريقة مختصرة للتعبير عن الكميات الفيزيائية الكبيرة والصغيرة
-يعبر عن الكميات الفيزيائية الكبيرة مثلا 100000 يكتب بالطريقة المختصرة 10 5
-ويعبر عن الكميات الصغيرة 0.000001 يكتب على الطريقة المختصرة 10 -6
 البادئات القياسية (مسميات ) :-
المسميات التى تعطى للوحدات الكبيرة والصغيرة
-1/100 = ( 10-2) من المتر يسمى سنتيمتر
1/1000-=( 10-3 ) من المتر يسمى مليمتر
1/1000000-=(10-6) مكن المتر يسمى ميكروميتر
-لابد أن نأخذ فى الاعتبار ما يعرف بالبادئات عند التحويل من وحدة لأخرى فمثلا :-
1- 10 -3 m = 1mm 2- (10-6) = 1 ميكروميتر
الحس التقديـــــري
-من المهم أن يكون لدينا حس تقديري أثناء حل معادلات الفيزياء فلا يمكن أن تكون كتلة السيارة =10 25 kg أو أن المسافة بين القاهرة والإسكندرية تساوى 3× m 10 -5 لذلك لابد من استخدام المنطق فى تقدير النتيجة سلفا والاعتماد على الإحساس الفطري لذلك فان الفيزيائي عادة يقدر نتيجة الحسابات تقديرا تقريبيا بعد انتهائة من إجرائها بغرض التأكد من منطقية النتيجة وعدم الاعتماد تماما على الآلة الحاسبة دون تفكير
 علل عادة يقدر نتيجة الحسابات تقديرا تقريبيا
للتأكد من منطقية النتيجة وعدم الاعتماد تماما على الآلة الحاسبة دون تفكير
 علل لا نستطيع أن نرصد إلا في حدود دقة أجهزة القياس
لأنة فى التجارب و القياسات عالية الدقة يختلف الوضع لان الأجهزة تكون بالغة الدقة
 التقريب
يمكن تقريب نتائج التجارب العادية فالعدد 5.123456789 يمكن تقريبة إلى
( 5.123 )أو(5.12 ) أو(5.1 ) حسب المسموح بة فى التقريب بحيث لاتكون الحسابات أدق من القياسات نفسها ولكن فى التجارب والقياسات عالية الدقة يختلف الوضع لان الأجهزة تكون بالغة الدقة حتى أن الزمن مثلا يقاس بالفيمتو ثانية=10-15 S اى إننا لا نستطيع أن نرصد إلى في حدود دقة أجهزة القياس ذاتها
مثال :-احسب قيمة X تقديريا وقارن ذلك بالنتيجة عند استخدام الآلة الحاسبة بينهم
X=
أولا تقديريا
X= = x =5
باستخدام الآلة الحاسبة X = 0.520166 x10 = 5.2
نتيجة قريبة مما توقعنا وذلك عند استخدام الآلة الحاسبة 0
أنواع الكميات الفيزيقية
الكميات المتجهة : الكمية القياسية
هى الكمية التى يلزم لتعريفها تعريفاً تاماً معرفة مقدارها واتجاهها هى الكمية التى يلزم لتعريفها تعريفاً تاماً معرفة مقدارها فقط
1- الإزاحة ، السرعة ، العجلة ، القوة المسافة ، الشغل
 جمع الكميات القياسية والمتجهة
1-إذا جمعنا كميتين قياسيتين مثلا
30 cm +40 cm=70 cm
2-اذا جمعنا كميتين متجهتين مثل 30km فى إتجاة الشرق
و40km فى إتجاة الشمال فان المحصلة تكون 50 كم فى
إتجاة زاوية θ مع إتجاة الشرق ظلها = 4/3 كما بالشكل
-يرمز للمتجة الأول r1 و الثانى r 2 والمحصلة rt
-ويرمز لمقدار المتجة الأول r1 وهو 30 كم ومقدار المتجة الأول r2 وهو 40 كم
ومقدار المحصلة rt هو 50 كم
ملحوظة
-السهم يعنى إن الكمية لها مقدار
-إتجاة والخطآن القصيران الراسيان يعبر عن المقدار
 علل بعض الكميات الفيزيائية لا يكفى تعريفها بالمقدار فقط
لأنها قد تكون كمية متجهة يلزم لتعريفها تعريفا تاما معرفة مقدارها واتجاهها
 الحروف الإغريقية
كثير من الكميات الفيزيائية تستخدم حروفا إغريقية والسبب في ذلك يرجع إلى كثرة الرموز الفيزيائية وعدم قدرة الرموز اللاتينية على استيعابها
 علل تستخدم حرف إغريقية للتعبير عن الكميات الفيزيائية
بسبب كثرة الرموز الفيزيائية وعدم قدرة الرموز اللاتينية على استيعابها
ما نراة ومالا نراة
– من إحدى الصعوبات الفيزيائية إننا لا نرى كل الظواهر والكميات الفيزيائية بالعين المجردة وان عدم القدرة على الرؤية بالعين المجردة لا يعنى عدم وجودها
 تتوقف رؤيتنا للأجسام على
1- دقة أجهزة القياس 2- طبيعة الأجسام التي يراد رؤيتها
 ما لا نراة يمكن إدراك وجودة بأثرة أو بتاثيرة على البيئة التي يوجد فيها فمثلا :-
-نحن لا نرى الإلكترون ولكن نستدل على وجودة مما يحدثة من تأثير فالتيار الكهربي
الذي لايمكن أن ننكرة هو سيل من الالكترونات
-نحن لا نرى الموجات التي تنطلق من المحمول أو التي تدخل إلية
-اذا الرؤية أو عدم الرؤية يجب إلا تكون عائقا أمام فهم الفيزياء
-إما المفاهيم التفصيلية والتي تتطلب قدرا من الخيال مثل طبيعة الذرة أو ما يحدث داخل (الترانزستور وخلافة) فإننا نتقبل المنطق الذي يفسر السلوك الالكتروني أو الذرى بشرط أن يتفق المنطق والتفسير مع النتائج التي ترصدها التجارب العملية
 علل عدم رؤية الأشياء لا يعنى عدم وجودها
لأننا لا نرى كل الظواهر والكميات الفيزيائية بالعين المجردة وذلك لان كل مالانراة يمكن إدراك وجودة أو بأثرة أو بتاثيرة على البيئة التي يوجد
-اذا الرؤية أو عدم الرؤية يجب إلا تكون عائقا أمام فهم الفيزياء
 الفيزياء تراكم خبرات
لايمكن أن يبدا طالب الفيزياء كل مرة بإعادة اكتشاف ما سبق للعلماء اكتشافة أو التحقق و من خلال التصديق والتواصل يمكنة أن يضيف فى فترة عمر محدودة إلى الرصيد العلمي والا بدأنا كل مرة من نقطة الصفر
 علل يتميز علم الفيزياء بالتراكمية
لأنة لايمكن أن يبدأ طالب الفيزياء كل مرة بإعادة اكتشاف ما سبق للعلماء اكتشافة أو التحقق و من خلال التصديق0والتواصل يمكنة أن يضيف فى فترة عمر محدودة إلى الرصيد العلمي و إلا بدأنا كل مرة من نقطة الصفر
 نظرة للأمام
ماندرسة فى علم الفيزياء هو رصيد علم الفيزياء هو رصيد معلوماتي يمكننا من التطبيق وحب الفيزياء يوصلنا إلى اكتشاف ما أو اختراع جديد ويتطلب ذلك من دائما
1- أن نسال أنفسنا كيف ولماذا
2- أن نفكر دائما كيف تعمل الأشياء
ملحوظــــة
-قد يقال أن الاختراع ياتى بالصدفة لكن الصدفة نفسها لايراها إلا من يستحقها ويقدرها
-الرصيد المعلوماتى وتراكم الخبرة هو المكون الاساسى إلى الاختراع ولن يتحقق ذلك إلا بحب العلم حبا شديدا أو الإحساس بمتعة البحث
 الفيزياء
-طريق التقدم والثروة عن طريق الاختراعات والصناعات الحديثة والأفكار الجديدة
-هي الوسيلة لفهم طبيعة الحياة والكون من حولنا -هي طريقة للاستفادة من الجوانب التطبيقية -كما برع العلماء المصريون القدامى والعلماء العرب المسلمون فى الفيزياء وغيرها من العلوم فنحن مطالبون بفهمها والإحساس وفهم الكون من حولنا ونطوع قوا نينة ونسخر ظواهر ونضيف إلى ما وصل إلية غيرنا

تعتبر الفيزياء من أحد أقدم التّخصصات الأكاديمية، فهي قد بدأت بالبزوغ منذ العصور الوسطى وتميزت كعلم حديث في القرن السابع عشر، وباعتبار أن أحد فروعها، وهو علم الفلك، يعد من أعرق العلوم الكونية على الإطلاق.[4]

وللفيزياء مكانة متميزة في الفكر الإنساني، فهي تأثرت كما كان لها الأثر الحاسم في بعض الحقول المعرفية والعلمية الأخرى مثل الفلسفة والرياضيات وعلم الأحياء. ولقد تجسدت أغلب التّطورات التي أحدثتها بشكل عملي في عدّة قطاعات من التقنية والطب. فعلى سبيل المثال، أدى التّقدم في فهم الكهرومغناطيسية إلى الانتشار الواسع في استخدام الأجهزة الكهربائية مثل التلفاز والحاسوب؛ وكذلك تطبيقات الديناميكا الحرارية إلى التطور المذهل في مجال المحركات ووسائل النقل الحديثة؛ والميكانيكا الكمية إلى اختراع معدات مثل المجهر الإلكتروني؛ كما كان لعصر الذرة، بجانب آثاره المدمرة، استعمالات هامة في علاج السرطان وتشخيص الأمراض وتوليد الطاقة.

معظم الفيزيائيين اليوم يكونون متخصصين في مجالين متكاملين وهما الفيزياء النظرية أو الفيزياء التجريبية، وتهتم الأولى بصياغة النظريات باعتماد نماذج رياضية، فيما تهتم الثانية بإجراء الاختبارات على تلك النظريات، بالإضافة إلى اكتشاف ظواهر طبيعية جديدة. وبالرغم من الكم الهائل من الاكتشافات المهمّة التي حققتها الفيزياء في القرون الأربعة الماضية، إلا أن العديد من المسائل لا تزال بدون حلول إلى حد الآن، [5] كما أن هناك مجالات نظرية وتطبيقية تشهد نشاطًا وأبحاثًا مكثّفة.
هناك اعتقاد بأن "الفيزياء فرع من فروع الرياضيات" اعتقاد خاطئ تمامًا، لأن النماذج الرياضية تستعمل في علم الفيزياء فقط لتسهيل فهم الظواهر الفيزيائية والتعبير عنها في صورة معادلة رياضية كما في الفيزياء النظرية. وأن مضامين النماذج الرياضية في أي علم من العلوم الطبيعية لا يتدخل في شأنها علم الرياضيات، فالمعادلة الفيزيائية الرياضية هي لغة الفيزياء. فالفيزياء علم مستقل بذاته وله عدة فروع مثل الفيزياء الذرية، الفيزياء النووية، النسبية، البصريات، الصوتيات، الكهربية، المغناطيسية، الديناميكا الحرارية، الميكانيكا، الميكانيكا الكمية،…إلخ. وبالرغم من أن علم الفلك يقوم بدراسة الأجسام السماوية إلا أنه يعد أحد فروع الفيزياء.

هناك اعتقاد بأن "الفيزياء فرع من فروع الرياضيات" اعتقاد خاطئ تمامًا، لأن النماذج الرياضية تستعمل في علم الفيزياء فقط لتسهيل فهم الظواهر الفيزيائية والتعبير عنها في صورة معادلة رياضية كما في الفيزياء النظرية. وأن مضامين النماذج الرياضية في أي علم من العلوم الطبيعية لا يتدخل في شأنها علم الرياضيات، فالمعادلة الفيزيائية الرياضية هي لغة الفيزياء. فالفيزياء علم مستقل بذاته وله عدة فروع مثل الفيزياء الذرية، الفيزياء النووية، النسبية، البصريات، الصوتيات، الكهربية، المغناطيسية، الديناميكا الحرارية، الميكانيكا، الميكانيكا الكمية،…إلخ. وبالرغم من أن علم الفلك يقوم بدراسة الأجسام السماوية إلا أنه يعد أحد فروع الفيزياء.

التاريخ*
تطورت الفيزياء كما نعرفها اليوم، من سلسلة الملاحظات التي جمعتها الحضارات القديمة حول مختلف الظواهر الطّبيعية وخاصة منها الفلكية، والمتعلقة بالتقويم وتقدير الزمن، كحركة الشّمس وأدوار القمر وتشكيلات النجوم. وقد توصل الفلاسفة الإغريقيون إلى استنباط نظريات أولية لتفسير تلك الظواهر، وذلك باتباع منهج منطقي واستدلالي بحت في ما يسمى بالفلسفة الطّبيعية. وقد قدم أرسطو في كتابه "الفيزياء" (الطبيعيات) أول النظريات حول طبيعة الحركة والقوى. وقد ضلت هذه الأفكار، والتي تعرف بالفيزياء الأرسطوطاليسية، مهيمنة على التراث الفلسفي لعدة قرون.

الفيزياء في الحضارة العربية والإسلامية**
كان للحضارة العربية-الإسلامية دور رئيسي في بداية صياغة هذا علم الفيزياء (الذي كان يعرف عند العلماء المسلمين بالطبيعيات). فقد أنفذ ميراث الفلاسفة الإغريق من الضياع بترجمته إلى اللغة العربية ثم وقع إثرائه وتنقيحه وتصحيحه. فقد قدم العلماء المسلمون المحيطون بمعرفة الأولين من أمثال أرسطو وبطليموس (وغيرهم) نظرياتهم الخاصة وابتكارات عديدة في مجال علم الفلك، والبصريات، والميكانيكا. فعلى سبيل المثال لا الحصر، يعتبر ابن الهيثم رائد علم البصريات في كتابه المناظر. كما قدم البتاني (858-929) تحسينات لحسابات بطليموس حول مدارات الشمس والقمر، ووضع ابن باجة (1095-1138) أولى قوانين الحركة ومفهوم السرعة
الفيزياء الحديثة**
بتأثير من جذوة العلوم العربية-الإسلامية، أدى تطور المنهج العلمي، خلال القرن السابع عشر، إلى وضع أسس علم الفيزياء الحديث من قبل فرانسيس بيكون وغاليليو غاليلي وإسحاق نيوتن وفصله نهائيا عن الفلسفة. وقد تمكن هذا الأخير من تشكيل المبادئ الأساسية للميكانيكا الكلاسيكية، وهي تصف إلى حد الآن وبشكل جيد قوانين الحركة والقوى والطاقة، على مستوى حياتنا اليومية. وقد تحقق ذلك بفضل اكتشافه، مع غوتفريد لايبنتز، لأحد أهم أدوات الفيزياء الرياضية وهو الحساب التفاضلي.

وفي القرن الثامن عشر، أثناء الثورة الصناعية، تطورت مفاهيم نقل الحرارة، وتبادل الطاقة، وعمل المحركات، وانتشرت مبادئ ما يعرف بالديناميكا الحرارية والميكانيكا الإحصائية.
أما في القرن التاسع عشر، فاكتشفت القوانين الأساسية للكهرومغناطيسية والطّبيعة الموجية للضوء، وكذلك بنية المادة الذّرية وقوانين الإشعاع.

ومع بدايات القرن العشرين، ظهرت صياغات نظرية جديدة أمام عجز الميكانيكا الكلاسيكية في تفسير بعض جوانب الضوء وديناميكا الجسيمات الذرية. وتوصل ألبرت أينشتاين إلى وضع نظرية النسبية الخاصة التي تصف الأجسام المتحركة بسرعة تقارب سرعة الضوء وتأثيرات ذلك على المفاهيم البديهية للمكان والزمن، وبعد ذلك لنظرية النسبية العامة، التي تصف طبيعة قوة الجاذبية وعلاقتها بهندسة الزمكان.
وفي جانب آخر إستطاعت الميكانيكا الكمومية وصف سلوكات الجسيمات الأولية والذرات والجزيئات، وفي هذا المقياس تختلف القوانين الفيزيائية عن تلك التي تخضع لها الأجسام ذات الأحجام العادية