فروع علم الفيزياء:
• الفيزياء الكلاسيكية
• الميكانيكا
• الديناميكا الحرارية
• الكهرباء والمغناطيسية
• الضوء
• الفيزياء الحديثة
• النظرية النسبية
• ميكانيكا الكم
• الفيزياء الذرية
• الفيزياء الجزيئية
• الفيزياء النووية
• فيزياء الحالة الصلبة
• علوم فيزياء تطورت بتطور مفاهيم الفيزياء الحديثة:
• الليزر
• الطاقة الشمسية
• البلازما
• الأغشية الرقيقة
• الألياف الضوئية
• الفيزياء الإشعاعية
• الجسيمات الأولية
• الفلك
مقياس الفولت
أداة القياس الفولتية (الفرق في الجهد) بين نقطتي تيار كهربائي. ومعظم مقاييس الفولت التجارية مقاييس جلفانية (جلفانومترات) موصلة بمقاومة عالية وبها تدريج يقرأ بالفولت. ومقياس الفولت ذو التيار المباشر به مغنطيس على شكل حذوة حصان. ويلحق بكل قطب (طرف) من قطبي المغنطيس قطعة حديد رخو شبه دائرية ممغنطة أيضًا. وهذه القطعة من الحديد الرخو (قليل الصلابة نسبياً) توجه الحقل المغنطيسي تجاه أسطوانة حديدية صغيرة موضوعة بين قطبي المغنطيس. ولأن الحديد الرخو يكون ممغنطاً بدرجة عالية، فإن هذه الأسطوانة تعمل على تركيز الحقل المغنطيسي.
ويحيط بالأسطوانة ملف من سلك نحاسي رقيق ملفوف على إطار مستطيل خفيف. وهذا الملف قابل للحركة ويتدفق من خلاله التيار الكهربائي. وكل طرف من ملف السلك موصل إلى زنبرك. وعند تحرك الملف، تتحرك إبرة ملحقة بالملف أيضاً، عبر قرص مدرج مشيرة إلى القراءة بالفولتات. وهناك ملف آخر ذو مقاومة عالية جداً، تصل إلى عدة آلاف أوم، موصول بالملف المتحرك.
وحين يكون مقياس الفولت قيد الاستخدام، لايتحرك الإطار وتقرأ الإبرة صفرًا. وعندما يمر تيار من خلال الملف المتحرك، ينشأ حقل مغنطيسي حول الملف. ونتيجة لذلك يعمل الحقل المغنطيسي لمغنطيس حدوة الحصان على أسلاك الملف الحاملة للتيار لإنتاج قوة في الملف. وهذه القوة تجعل الملف يدور. وتقاوم الزنبركات حركة الملف وتضبط بحيث يشير موقع الإبرة إلى الفولتية الصحيحة. وعند أخذ قراءة الفولتية، يوضع مقياس الفولت دائماً على جزء الدائرة المراد قياسه.
الراديو
الراديو أو المذياع من أهم وسائل الاتصال. مكّن الراديو المجتمعات الإنسانية من إرسال الصوت الإنساني والموسيقى والإشارات بأنواعها المختلفة إلى أرجاء متعددة من العالم. وبفضل الراديو أصبح بإمكان المسافرين على متن السفن والطائرات الاتصال وتبادل المعلومات . كما يمكن استخدام موجات الراديو للاتصال بالفضاء الخارجي.
يعمل الراديو بتحويل الأصوات والإشارات إلى موجات كهرومغنطيسية تدعى أيضًا موجات الراديو. وهي تسافر عبر الهواء والفضاء، كما تستطيع الانتشار عبر بعض الأجسام الصلبة كجدران المباني. وتنتقل موجات الراديو بسرعة الضوء، أي 299,792كم/ث، ويحول جهاز الاستقبال هذه الموجات إلى الصوت الأصلي.
نبذة تاريخية:
أدى تطور الراديو في أواخر القرن التاسع عشر إلى ثورة في الاتصالات. ففي ذلك الوقت لم يكن هناك سوى وسيلتين للاتصال السريع بين المناطق البعيدة، هما: البرق والهاتف، وكلاهما يتطلب أسلاكًا لحمل الإشارات بين المناطق المختلفة. ولكن الإشارات التي تحملها موجات الراديو تنتقل خلال الهواء، مما مكن المجتمعات البشرية من الاتصال بسرعة بين أي نقطتين على الأرض أو البحر أو الجو وحتى في الفضاء الخارجي.
أدى البث الإذاعي الذي بدأ بشكل واسع خلال عشرينيات القرن العشرين الميلادي إلى تحولات رئيسية في الحياة اليومية للناس، وجلب تنوعًًا كبيراً في طرق التسلية داخل المنزل، ومكن الناس ولأول مرة من الاطلاع على تطور الأحداث أثناء حدوثها أو بعد حدوثها مباشرة.
أسهم العديد من العلماء في تطوير الراديو، ولا يمكن اعتبار عالم بعينه بأنه مخترع الراديو. وقد أرسل العالم الإيطالي جوليلمو ماركوني أول إشارة بث إذاعي في عام 1895م. أما في وقتنا الراهن فإن موجات الراديو تُبث من آلاف المحطات والمصادر المختلفة، وتملأ الجو من حولنا بإشاراتها وبثها المتواصل.
وفي عام 1995م، صمم المخترع البريطاني تريفور بيليس جهاز راديو يعمل أوتوماتيكيًا، لمساعدة المجتمعات الإفريقية البعيدة على استقبال النشرات الراديوية عن برامج مكافحة الإيدز. وهذه الأجهزة مناسبة أيضًا للقاطنين في الأماكن البعيدة، حيث يتمكنون بوساطتها التقاط أحدث المعلومات عن الفيضانات والمجاعات والأوبئة.
ومنذ مطلع تسعينيات القرن العشرين تبنت عدد من الدول تقنية تسمى البث السمعي الرقمي. وفي عام 1995م أصبحت هيئة الإذاعة البريطانية أول محطة إذاعية تقدم الخدمة الإذاعية باستخدام البث السمعي الرقمي. وقد وجهت هذه الخدمة إلى منطقة محدودة حول لندن، ووصلت إلى 20% فقط من سكان بريطانيا.
مراحل مهمة في تاريخ الراديو:
1864م تنبأ جيمس كلارك ماكسويل بوجود الموجات الكهرومغنطيسية التي تنتقل بسرعة الضوء.
1880م أثبت هينريتش هرتز نظرية ماكسويل.
1901م استقبل فردينانت براون موجات الراديو بوساطة مذياع بلوري.
1904م حصل جون أمبروز فليمنج على براءة اختراع الصمام الثنائي المستخدم في استقبال موجات الراديو.
1906م بث ريجينالد فسندن أول صوت بشري عبر المذياع.
1907م حصل لي دي فورست على براءة اختراع أول صمام ثلاثي استخدم في تضخيم الإشارة الراديوية.
1915م أول مكالمة هاتفية أرسلت عبر المحيط الأطلسى بين أرلينجتون في ولاية فيرجينيا في أمريكا وبرج إيفل في باريس.
1929م أدخل تضمين التردد FM في البث الإذاعي
الستينيات بدأ الإرسال بالصوت المجسم (الستريو).
1969م حملت إشارات موجات الراديو إلى الأرض أولى الكلمات التي نطقها رائد فضاء على القمر.
بعض المصطلحات في الراديو:
عرض النطاق هو نطاق التردد الذي يحتله مرسل ما. تحتل المرسلات العاملة في نطاق الموجة المتوسطة عرض نطاق يتراوح مابين 8000 و 10,000 هرتز.
الهرتز وحدة قياس التردد. ويعادل الهرتز اهتزازًا واحدًا في الثانية.
الكيلو هرتز يعادل 1,000 هرتز، ميجا هرتز تعني مليون هرتز.
الموجات الحاملة تحمل أصوات برنامج ما، بضمها مع موجات راديو آخر.
الموجات السماوية تتكون من موجات الراديو المرسلة من الهوائي باتجاه السماء.
الموجة الترددية السمعية موجات كهربائية تمثل أصوات البث الإذاعي.
استخدامات الراديو:
يحتل البث الإذاعي الجزء الأكبر من الاتصالات التي تتم عن طريق الراديو، مما يتيح للمستمعين استقبال برامج البث الإذاعي المتنوعة الأغراض، والتي تهدف إلى المتعة والمعرفة. كما تُستخدَم موجات الراديو في العديد من التطبيقات الأخرى، مثل الاتصالات ذات الاتجاهين التي يتم فيها إرسال واستقبال الرسائل. وفي البث الإذاعي ومعظم الاتصالات ذات الاتجاهين تَنقل موجاتُ الراديو الصوت والموسيقى، ولكن في الأنواع الأخرى من الاستخدامات تنقل موجات الراديو إشارات أخرى مثل الحزم الراديوية المستخدمة في أنظمة الملاحة، وإشارات التحكم عن بعد، الخاصة بتشغيل العديد من الأجهزة المختلفة.
ينشأ البث الإذاعي من محطات البث. وتوجد على الأقل محطة بث إذاعي واحدة في كل بلد من بلدان العالم. وفي بعض الدول العربية لم يقتصر البث الإذاعي على العواصم العربية، بل تعداها إلى المدن الرئيسية الأخرى. ويقدر العدد الكلي لمحطات البث الإذاعي في العالم بأكثر من 25,000 محطة، منها نحو 10,000 محطة في الولايات المتحدة الأمريكية وحدها، وهو عدد لا يوجد مثله في دولة أخرى.
يمتلك الناس في العالم أكثر من بليوني مذياع، بمتوسط جهاز واحد لكل ثلاثة أشخاص. وفي الولايات المتحدة 534 مليون جهاز، وهو أكبر عدد من الأجهزة في قطر واحد. وفي الصين حوالي 219 مليون جهاز، أي بمعدل 18 جهازًا لكل مائة مواطن. أما في بريطانيا، فيبلغ عدد أجهزة الراديو 66 مليونًا، أي بمعدل 114 جهازًا لكل مائة نسمة.
والسبب الرئيسي في هذا الانتشار الواسع لأجهزة المذياع يرجع إلى كونها محمولة، ويستطيع الناس نقلها من مكان لآخر بسهولة. وبعض أجهزة الراديو كبيرة، وتعمل بالكهرباء، وهذه تحفظ عادة في المنازل، حيث تتاح الكهرباء. ولكن ملايين الأجهزة صغيرة الحجم، وتشغل بالبطاريات الجافة. وبعض الأجهزة من الصغر بحيث يمكن حملها في الجيوب. ويستمع الناس إلى هذه الأجهزة في أي مكان تقريبًا، مثل المنازل والحدائق والشواطئ والرحلات وأماكن النزهة. كما تستخدم أجهزة المذياع على نطاق واسع في وسائل النقل، متيحة الاستماع إليها في أي وقت.
الإثنين مارس 24, 2014 6:24 pm