كان اكتشاف قوانين الحركة لنيوتن في القرن السابع عشر تحولًا جوهريًا في تاريخ الفيزياء، حيث جمع بين التجربة والملاحظة الرياضية لتقديم وصف دقيق للحركة. قانون الجاذبية الكونية الذي وضعه نيوتن لم يفسّر فقط سقوط الأجسام على الأرض، بل امتد إلى حركة الكواكب في السماء، موحدًا بذلك بين الفيزياء الأرضية والفلكية. هذا الإنجاز فتح الباب أمام تطور الميكانيكا الكلاسيكية التي هيمنت على الفيزياء لأكثر من ثلاثة قرون، قبل ظهور النظرية النسبية لأينشتاين.
قراءة كامل الموضوع

خلال القرن التاسع عشر، أدى اكتشاف الكهرباء والمغناطيسية إلى ثورة جديدة في الفيزياء. العلماء مثل أوم وفاراداي وماكسويل وضعوا أسس نظرية المجال الكهربائي والمغناطيسي، وربطوا بين الظواهر الكهربائية والمغناطيسية بطريقة رياضية متقدمة. هذه الاكتشافات لم تكن مجرد تقدم تقني، بل فتحت آفاقًا لفهم الضوء كموجة كهرومغناطيسية، مما مهّد الطريق لاختراعات العصر الحديث مثل الراديو والتلفاز والاتصالات اللاسلكية، وجعل الفيزياء أكثر اتصالًا بالحياة اليومية والتكنولوجيا.
الصورة للعالم مايكل فرداي ..
قراءة كامل الموضوع

كانت أول جائزة نوبل في الفيزياء عام 1901 من نصيب العالم الألماني فيلهلم كونراد رونتغن، وذلك لاكتشافه الأشعة السينية التي أحدثت تحولًا جذريًا في فهمنا للمادة والطب التشخيصي. جاء هذا الاكتشاف عندما لاحظ رونتغن توهجًا غامضًا على شاشة مفلورة أثناء تجاربه على أنابيب الكاثود، فاكتشف نوعًا جديدًا من الإشعاع القادر على اختراق الأجسام الصلبة. منحته الأكاديمية السويدية الجائزة تقديرًا لإسهامه الذي فتح آفاقًا جديدة للبحث العلمي، ولما أحدثه من ثورة علمية وإنسانية غيّرت مسار الطب الحديث.
قراءة كامل الموضوع

تُصدر الحمم البركانية طيفًا واسعًا من الإشعاعات الكهرومغناطيسية بسبب حرارتها العالية، حيث يشمل هذا الإشعاع الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء. ويستفيد العلماء من هذه الخاصية في رصد البراكين من الفضاء باستخدام الأقمار الصناعية التي تلتقط الانبعاثات الحرارية للحمم، مما يساعد في تتبع تحركاتها وتوقع الانفجارات المحتملة. كما أن درجة الإشعاع تُستخدم لتحديد معدل التبريد وسرعة التصلب، وهي بيانات مهمة في فهم ديناميكية القشرة الأرضية ودراسة العمليات الحرارية التي تحدث في أعماق الأرض.
قراءة كامل الموضوع

عندما تتصل الحمم البركانية بالماء، سواء في المحيطات أو البحيرات، تحدث ظواهر فيزيائية شديدة التعقيد. فالتبخر السريع للماء يؤدي إلى انفجارات حرارية ناتجة عن تمدد بخار الماء فجأة داخل المادة المنصهرة. ينتج عن ذلك شظايا دقيقة من الزجاج البركاني تعرف باسم "الرماد البركاني"، ويمكن أن تتطاير لمسافات هائلة في الغلاف الجوي. كما أن تفاعل الحمم مع الماء يغير من بنيتها الكيميائية ويؤثر في سرعة تبريدها، فتبرد الطبقة الخارجية بسرعة وتشكل قشرة صلبة، بينما يبقى الداخل منصهرًا فترة أطول
قراءة كامل الموضوع

تؤثر الحمم البركانية بشكل مباشر على المجال المغناطيسي المحلي للأرض بسبب احتوائها على معادن مغناطيسية مثل الحديد والتيتانيوم. فعند خروج الحمم من باطن الأرض تكون المعادن فيها منصهرة وغير ممغنطة، لكن عندما تبرد وتتصلب تبدأ الذرات المغناطيسية بالاصطفاف وفق اتجاه المجال المغناطيسي الأرضي في تلك اللحظة. وهكذا تحفظ الصخور البركانية سجلًا مغناطيسيًا دقيقًا يمكن للعلماء من خلاله تتبع تغيرات القطبين المغناطيسيين عبر الزمن.
قراءة كامل الموضوع

الحمم البركانية ليست مجرد مادة منصهرة بل نظام فيزيائي معقد يتضمن تدفقات مضطربة وحركة غازات تحت ضغط عالٍ، ما يجعلها بيئة مثالية لدراسة الديناميكا الحرارية والسوائل اللزجة. فعند ارتفاع الغاز المحبوس داخل الحمم، يزداد ضغطه تدريجيًا حتى يتمدد بعنف فيحدث انفجار بركاني.هذا السلوك يشبه إلى حد ما تمدد الغاز في المكبس، لكن على نطاق طبيعي هائل. كما أن دراسة سرعة خروج الحمم وشكل تدفقها تساعد العلماء على بناء نماذج رياضية للتنبؤ بشدة الانفجار واتجاه تدفق المواد المنصهرة.
قراءة كامل الموضوع

الصورة تظهر تدفق الحمم البركانية المصهورة وهي تتدفق فوق سطح الأرض. تدفق الحمم البركانية يمثل عملية فيزيائية حرارية معقدة، حيث تنتقل الصخور المنصهرة من باطن الأرض إلى السطح تحت تأثير الضغط والحرارة الهائلين داخل الصهارة البركانية. أثناء التدفق، تتحرك الحمم بسرعة متفاوتة حسب لزوجتها ودرجة حرارتها، ويمكن أن تصل سرعتها إلى عدة كيلومترات في الساعة في بعض الحمم الخفيفة القابلة للجريان، بينما تكون الحمم الغنية بالسيليكا أكثر لزوجة وأبطأ. كما تتأثر مسارات الحمم بالشكل التضاريسي للأرض.
قراءة كامل الموضوع

في 2023، ابتكر فريق من جامعة هارفارد ومعهد MIT روبوتات نانوية مصنوعة من جزيئات الذهب والكربون تستطيع التنقل داخل الأوعية الدموية واستهداف الخلايا السرطانية بدقة عالية. تعتمد هذه الروبوتات على استشعار التغيرات في درجة الحموضة داخل الخلايا، وعند اكتشاف خلية سرطانية تطلق الدواء مباشرة داخلها دون التأثير على الخلايا السليمة، ما يقلل الجرعات العامة بنسبة تصل إلى 90٪ ويخفض الأعراض الجانبية، مما يمثل ثورة في العلاج الكيميائي باستخدام تكنولوجيا النانو.
قراءة كامل الموضوع

عندما يقف الطائر على سلك كهربائي عالٍ، لا يتعرض للصعق لأن قدميه تلامسان السلك في نقطتين لهما نفس الجهد الكهربائي تقريبًا، فلا يوجد فرق جهد يدفع التيار عبر جسمه. فحسب قانون أوم، التيار يتدفق فقط إذا وُجد فرق في الجهد، ومع انعدامه يبقى التيار شبه صفر. لكن إذا لمس الطائر سلكين مختلفين في الجهد أو سلكًا وجسمًا مؤرضًا كعمود معدني، سيتشكل فرق جهد كبير بين نقطتي التماس، فيمر تيار قوي في جسمه يؤدي إلى صعقه فورًا.
قراءة كامل الموضوع

الموجات تلعب دورًا محوريًا في التشخيص والعلاج. على سبيل المثال، الموجات فوق الصوتية تعتمد على انتشار موجات صوتية عالية التردد داخل الجسم، حيث ترتد الموجات عند حدود الأنسجة المختلفة لتكوّن صورة حية للأعضاء الداخلية والجنين. كما تُستخدم الموجات الراديوية في التصوير بالرنين المغناطيسي لرصد الذرات داخل الجسم بدقة عالية. أيضًا، في العلاج، تُستخدم الموجات فوق الصوتية المركزة لتدمير الأورام أو تفتيت الحصى دون الحاجة للجراحة، مما يربط الفيزياء الطبية مباشرة بالتقنيات الحديثة للعلاج والتشخيص.
قراءة كامل الموضوع

الحمم البركانية تُعد مثالًا ممتازًا لتطبيقات الثرموديناميك (الديناميكا الحرارية) في الطبيعة. فعندما تنبثق الحمم من باطن الأرض، تكون حرارتها بين 700 إلى 1200 درجة مئوية، ما يجعلها في حالة سائلة عالية اللزوجة. تتحول الطاقة الحرارية الكامنة داخل الصخور المنصهرة إلى طاقة حركية تدفعها إلى السطح. هذه العملية توضح مبدأ تحول الطاقة، إذ تتحول الحرارة الداخلية للأرض (الناتجة عن النشاط الإشعاعي لليورانيوم والثوريوم والبوتاسيوم-40) إلى حركة مرئية في صورة تدفقات حممية.
قراءة كامل الموضوع