الكون ذرة وحركة … ما الذي لا نعرفه عن هذا الكون ... مختصرات ؟؟؟

إعداد نزار محمد شديد

· يستلزم الوصول إلى القانون العلمي أمرين : الحصول على الحقائق بالوسائل الحسية ، الاستنتاج . ويجب أن تتوافر في النظرية العلمية الجديدة مجموعة شروط هي : تكرار إجرائها تحت ظروف مختلفة ، أن تعطينا التفسير المعقول للظواهر الجديدة التي أثارت الشكوك حول النظريات القديمة ، ألا تغير من تفسير الحقائق التي ثبتت صحتها ، أن تتنبأ بظواهر أو علاقات جديدة . وبذلك يتقدم العلم بازدهار الحضارة وترقى الحضارة بانتعاش العلم وازدهاره .

· كوبيرنيكوس أنكر على الأرض المركز الممتاز الذي أضفاه عليها الأقدمون بقولهم أن الأرض مركز الكون ، وبين أن الأرض والكوكب تدور حول الشمس في مسارات مقفلة .

· أدت دراسات نيوتن الذي ولد عام 1642 م وهو نفس العام الذي توفي فيه جاليليو إلى ثلاث قوانين أساسية هي :الأول يقول : يحتفظ الجسم بحالة سكونه أو تحركه حركة منتظمة في خط مستقيم ، إلا إذا أجبر على تغيير تلك الحالة بفعل قوة تؤثر عليه ، الثاني يقول : أن القوة تتناسب مع العجلة التي تحدثها في حركة الجسم والعجلة هي معدل تغير السرعة ، والقوة هي : ذلك الشيء الذي يغير من سرعة الجسم والكتلة هي النسبة بين القوة المؤثرة على الجسم والعجلة الناتجة عنها ، والثالث : أن لكل فعل رد فعل مساوياً له في المقدار ومضاد في الاتجاه .

· كمية التحرك للجم تبقى ثابتة طالما كان الجسم في معزل عن المؤثرات الخارجية وتعرف هذه الخاصية بمبدأ بقاء كمية التحرك .

· الجهد أو الشغل = القوة ضرب المسافة

· مبدأ بقاء الطاقة ينص على أن الطاقة المجموعة المنعزلة عن التأثيرات الخارجية باقية ، أي أن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث .

· إذا بدأ جسمان في السقوط من ارتفاع واحد إلى سطح الأرض فإنهما يسقطان بالسرعة نفسها يغض النظر عن اختلاف أوزانهما أو كتلتهما أو حجمهما ، ويتحقق ذلك في حال عدم وجود مقاومة من الهواء والتي تؤثر على الجسم الخفيف والحجم الأكبر أكثر منها على الثقيل والصغير الحجم .

· قيمة قوة الجذب تساوي كتلة الجسم مضروبة بضعف سرعته مقسومة على نصف قطر المسار الدائري

· القوة المركزية الطاردة : لتطبيقاتها يستخدم جهاز لفحص الحبيبات الثقيلة عن الخفيفة .

· مربع زمن الدورة لأي كوكب حول الشمس ، تتناسب مع مكعب بعده عنها .

· تنشأ بين أي كتلتين قوة تجاذب تتناسب طردياً مع حاصل ضرب الكتلتين ، وعكسياً مع مربع المسافة بينهما ، أي أن القوة تزداد إلى الضعف إذا ضوعفت إحدى الكتلتين وتقل إلى الربع إذا ضوعفت المسافة بينهما .

· المجرة : مجموعة كبيرة من ملايين النجوم والغبار والغازات منعزلة في الفضاء عن المجموعات المماثلة لها

· تتحدد سرعة القمر الصناعي بسرعة إطلاق الصاروخ من سطح الأرض

· الإبصار هو انبعاث شيء ما من الجسم المرئي ويدخل هذا الشيء في العين ويؤثر في أعصاب الإبصار ليحدث الرؤية .

· النظرية الجسيمية تعني أن الضوء عبارة عن جسيمات مادية يبعث بها الجسم المرئي في جميع الاتجاهات بسرعات عظيمة جداً ويدخل بعضها في العين ويصطدم بأعصاب الشبكية فينقل إليها طاقة الحركة التي اكتسبتها الجسيمات من سرعتها .

· لما ثبت إخفاق النظرية الجسيمية بصورة قاطعة في تفسير الانكسار اتجهت الأفكار تحو النظرية الموجية التي تعد الضوء موجات تصدر من المصدر حاملة الطاقة الضوئية لشبكية العين .

· الحركة الموجية تعرف بأنها انتشار اضطراب يحدث في الوسط دون انتقال مكونات هذا الوسط .

· الموجات الصوتية والوسط الحامل لها وهو الهواء او أي مادة أخرى يسري فيها الصوت ، والموجات الصوتية موجات مادية تحتاج إلى وسط مادي يحملها ، أما الموجات الضوئية فغير مادية إذ أن الضوء يسير في الفضاء الخالي من المادة .

· الضوء يسير في خطوط مستقيمة ، وإذا نفذ من فتحة او اعترضه عائق ألقى ظلاله على الحاجز الذي يوضع أمامه وتتناسب أبعاده مع أبعاد الحاجز تناسباً بسيطاً .

· ألوان قوس قزح تتدرج من الأحمر ثم البرتقالي فالأصفر والأخضر والأزرق ثم البنفسجي .وتسمى مجموعة الألوان التي يتفرق فيها الضوء بالطيف .

· تردد الموجة هو الذي يحدث في العين الإحساس بالألوان .

· للتعرف على المواد التي نجهل تركيبها ، يمكن إحداث طيف هذه المواد بعد تحويلها إلى الحالة الغازية ، وقياس أطوال الموجات المكونة لهذا الطيف ومقارنة النتائج بخارطات وجداول تحوي أطول موجات أطياف جميع العناصر المعروفة ، ومن ثم يمكننا التعرف على تركيب تلك المادة .

· الضوء ليس رسول ينقل إلينا الصورة العامة للأشياء كما نتوقع منه فحسب ، بل إنه ينقل إلينا أيضاً تفصيلات تركيبها وحركتها .

· إسم الهيليوم نسبة إلى إسم إله الشمس عند الإغريق .

· مجموعتنا الشمسية بأبعادها الهائلة ما هي إلا بقعة صغيرة جداً في ركن من أركان مجرة الطريق اللبني ، وهي واحدة من عشرة بليوناً من المجرات تقريباً ، تكون الكون المرئي .

· الشمس تبعد عنا مسافة 150 مليون كيلو متر ، وهذا هو نصف قطر مدار الأرض ، والشعر تبعد عنا مسافة مليون ضعف بعد الشمس أي 150 مليون مليون كيلو متر ، وسرعة الضوء تساوي 300000كيلو متر في الثانية والضوء يقطع نحو عشرة مليون مليون كيلو متر في العام الواحد وبذلك يكون بعد الشعري عنا نحو 15 سنة ضوئية .

· بدراسة الشدة النسبية للأضواء القادمة من النجوم المختلفة أمكن استنتاج أن مجرتنا ، مجرة الطريق اللبني ، عبارة عن قرص يبلغ قطره نحو مائة ألف سنة ضوئية ، وسمكه نحو عشرة آلاف سنة ضوئية وتحتوي عدداً من النجوم يقع في حدود 50 بليون نجم .

· كلارك ماكسويل ربط بين الكهربية والمغناطيسية والضوء وأطلق عليها اسم الموجات الكهرومغناطيسية

· الإنسان عرف الكهربية كصفة سحرية يسمو بها الكهرمان على باقي المواد ، إذ لاحظ قدرته على جذب الأجسام الصغيرة كالقش وقصاصات الورق عند دلكه ، كما لاحظ قدرة حجر المغناطيس على جذب المواد الحديدية ، فكان طبيعياً أن يربط بين الظاهرتين .

· في الشحنات الكهربية والمغناطيسية ، تماماً كما قانون الجاذبية ، حيث تتناسب القوة بين شحنتين تناسباً طردياً مع حاصل ضرب كميتهما وعكسياً مع مربع المسافة بينهما .

· اكتشف أورستد عام 1820 أن التيار الكهربي يعمل على انحراف الإبرة المغنطيسية .

· ميشيل فرادري عام 1831 لاحت له فكرة أنه إذا كانت الشحنات المتحركة تولد المغنطيسية ، أفلا يمكن أن تولد الأقطاب المغنطيسية المتحركة تياراً كهربياً

· بنيامين فراكلين استنتج عام 1726 أن الكهربية نوع من المائع غير العادي يوجد في جميع الأجسام ، لا يظهر أثره على الأجسام طالما كانت مشبعة به ، وإذا أضيف إلى الجسم المزيد من هذا المائع أصبح موجب الشحنة ، وإذا أزيل من الحسم بعض منه ، ظهرت عليه الشحنة السالبة .

· تم اكتشاف الإلكترون على يد ج ج تومسن ، وتبين أن جميع الإلكترونات متطابقة تماماً مهما تكن الطريقة التي أنتجت بها أو المادة التي صدرت عنها ، فهي جسيمات دقيقة سالبة الشحنة ، تدخل في تركيب جميع المواد دون استثناء ، ويحتوي الجرام الواحد من الماء مثلاً على نحو ( 3 وأمامها ثلاثة وعشرون صفراً ) إلكترونا ، تزن نحو ثلاثة أجزاء من عشرة آلاف جزء من الجرام .

· الكهربية ذات طبيعة ذرية ، وذراتها هي الإلكترونات ، ويصبح المائع الكهربي الذي فكر فيه فرانكلين سيالاً من الإلكترونات سالبة الشحنة .

· التيار الكهربي عبارة عن شحنات متحركة والشحنة يصحبها مجال كهربي ، فالمجال الكهربي المتحرك يولد مجالاً مغناطيسياً ، ويولد المجال المغناطيسي المتغير مجالاً كهربياً وتسمى هذه الظاهرة بالحث الكهرو مغناطيسي .

· اكتشاف الموجات الكهرومغناطيسية التي أثبتت فكرة حقيقة المجال ذاتها والتي وجدنا فيها ضالتنا المنشودة لتفسير الموجات الضوئية وأخيراً التي تحمل إلينا الصوت والصورة في الراديو والتلفزيون .

· الموجات الكهرومغناطيسية تنتشر بسرعة مساوية تماماً لسرعة الضوء . وهذا ما طور فكرة الاتصال اللاسلكي عبر الراديو والتلفزيون والرادار . وما موجات الإذاعة والتلفزيون إلا موجات كهر ومغناطيسية منخفضة الموجة نسبياً .

· اختراع صمام المغنيطرون أمكن توليد موجات السنتيمترية ، وهكذا ظهر الرادار وأسهم في ترجيح كفة الحلفاء في الحرب الكونية الثانية .

· بواسطة الموجات الكهرومغناطيسية أمكن قياس المسافات التي تبعد بها الكواكب عنا ، قياساً دقيقاً حيث ترسل إشارة أو نبضة رادارية نحو الكوكب ثم تستقبل ثانية بعد انعكاسها من سطح هذا الكوكب ، وبقياس الفترة الزمنية التي تستغرقها النبضة في الذهاب إلى سطح الكوكب والعودة منه يمكننا حساب بعه عنا ، من العلاقة البسيطة بين السرعة والزمن والمسافة ، فبعد الكوكب يساوي سرعة الضوء 30 ألف كم مضروبة بنصف الزمن الذي تأخذه النبضة في رحلتها ذهاباً وإيابا .

· الأشعة تحت الحمراء هي الموجات التي تنتقل إلينا الدفء من الشمس ، وما الحرارة التي نحس بها ونحن قريبون من أي جسم ساخن أو نار متقدة إلا إحساس بهذه الموجات تحت الحمراء .

· الأشعة تحت الحمراء أفادت في مجال الكشف والتجسس في غسق الليل من قبل الطائرات والصواريخ ، والفكرة تنبني على أن هذه الأشعة عندما تصدر من الأجسام الساخنة كصواريخ الأعداء عند احتكاكها بالهواء ، أو آلات المصانع ، فتستقبلها الأجهزة الحساسة المزودة بها الصواريخ والطائرات وتنبئ بما تتلقاه من معلومات .

· تمكن الإنسان في الفترة الأخيرة من التحكم في الحالات التي تبعث فيها الذرات بالضوء المنظور ، فحصل على أشعة ضوئية بالغة الشدة أحادية التردد يمكنها أن تصل مسافات بعيدة مخترقة أكثف الدخان والضباب سميت بالليزر

· الأشعة فوق البنفسجية التي تضفي على الجلد الآدمي اللون البرونزي ، أهم ما تتميز به موجاتها استحثاثها لبعض التفاعلات الكيميائية والحيوية منها بصفة خاصة ، فهي تساعد على تمثيل الفيتامين د وتكوين الكالسيوم في الجسم ، كما أن لها تأثير ضار بالخلايا ، فقليلها مفيد وكثيرها ضار .

· الأشعة فوق البنفسجية بمرورها في طبقات الجو العليا تعمل على تكوين سياجاً من طبقة الأوزون حول الأرض يمتص الجزء الأعظم من الأشعة فوق البنفسجية ويسمح بمرور القدر الذي يساعد على استمرار الحياة على سطح الأرض دون الإضرار بها .

· الأشعة السينية التي اكتشفها رونتجن ورمز لها بالرمز س أصبحت من أهم الأدوات التي يعتمد عليها الطب في تشخيص الكثير من الأمراض وفي العلاج أيضاً وتستخدم كضوء يتغلغل في المادة المعتمة للضوء المنظور ، فيأتينا بتفصيلات تركيبها .

· جزيئات الأكسجين العادي تحتوي على ذرتين ، وبإضافة ذرة ثالثة لهذا الجزيء يصبح أوزوناً .

· أشعة جاما هي إحدى ثلاث إشعاعات اكتشفها اللورد رذ رفورد وتنبعث من المواد الطبيعية ذات النشاط الإشعاعي كالراديوم وأسماها بالحروف الثلاثة من الحروف اليونانية ( ألفا ، بيتا، جاما ) ،وتصدر هذه الأشعة من نوى الذرات في ظروف طاقة خاصة . وتستخدم في علاج الأورام السرطانية والكشف عن أدق تفصيلات تراكيب المادة .

· غاسندي كان قسيساً وفيلسوفاً وعالماً رياضياً ، وكان لنزعته الدينية الفضل في تطهير الذرات من اقترانها بالإلحاد ، فلقد أوضح أن نتائج ميكانيكا الذرات لا تتطلب من الإله أن يشغل باستمرار في تسيير العالم المادي ، ولكن يكفيه أن يدفع الذرات مرة واحدة في البداية ثم يحدد هذه الذرات بعد ذلك حركاتها واتحاداتها المستقبلة ترعاها في ذلك العناية الإلهية .

· العرب استبعدوا فكرة العناصر الأربعة للمادة وهي الماء والترب والنار والهواء ، وأحلوا محلها فكرة وجود عنصرين أساسيين هما الزئبق والكبريت ، والأول لأنه ثقيل وبراق والثاني لأنه الأصل في جميع المواد التي تحترق .

· وضع مفهوم العناصر الأساسية الذي أمكن من خلاله التعرف على اثنين وتسعين عنصراً تتكون منها الطبيعة وبعدها أمكن خلق ثمانية عناصر جديدة غير موجودة في الطبيعة ليصبح العدد مائة وأربعة عناصر ، والشيء المحير هو كيف تتحد هذه العناصر لتعطي مواداً مختلفة تماماً عن أصولها ؟

· الطاقة يمكن أن تتحول من صورة إلى أخرى ، فتغير المسافات يعني حركة وبالتالي يعني تغيراً في طاقة الحركة ، والديناميكا الحرارية تعني ارتفاع درجة حرارة الأجسام قياساً بحركة جزيئاتها .

· الصفر المطلق : هو درجة الحرارة الدنيا وهو يقابل ـ 273 درجة مئوية ( تحت الصفر ) .

· درجة الحرارة في جميع الحالات مظهر للحركة الجزيئية ، وهي مقياس لمتوسط طاقة حركة الجزيئات .

· الحركة الجزيئية تنتقل تدريجياً من الفوضى في الحالة الغازية إلى النظام التام في حالة الصلابة ، وهي تحدد حالة المادة وشكلها وحجمها ودرجة حرارتها وصفاتها الفيزيائية الأخرى .

· الحجوم المتساوية من جميع الغازات تحتوي على العدد نفسه من الجزيئات في درجات الحرارة الواحدة والضغوط المتساوية . وبذلك يكون متوسط طاقة الحركة لجزيئات جميع الغازات متساوية في درجة الحرارة نفسها .

· اختيرت وحدة الأوزان الذرية مساوية 1/16 من الوزن الذري للأكسجين ، بحيث يكون الوزن الذري للأكسجين 16 تماماً ويكون الوزن للجزيء منه 32 حيث أن أي جزيء للأكسجين يحتوي على ذرتين .

· الهيدروجين يتحد مع الأكسجين بنسبة 1 : 8 لتكوين الماء ، وأثبتت التجارب أن اللتر من الهيدروجين يتحد مع نصف ليتر من الأكسجين ليعطي لتراً من بخار الماء

· تتركب الجزيئات من ذرات وقد تكون هذه الذرات متشابهة أو غير متشابهة ، وجزيئات المركبات تحتوي ذرات عناصر مختلفة والذرة وحده أصغر من الجزيء . والقوة التي تجمع بين الذرات في الجزيء هو قوى كهربية .

· الوزن الذري بالغرامات تصاحبه دائماً شحنة كهربية تساوي 86520 كولوما أو مضاعفاتها الصحيحة ، والوزن الذري بالغرامات تحتوي دائماً العدد نفسه من الذرات .

· اشهر الأمثلة لمرور الكهربية في الغازات هي الأنابيب الإعلانية أو أنابيب النيون .تحتوي هذه الأنابيب غازات مختلفة تحت ضغط منخفض ويثبت في طرفيها قطبان معدنيان ، ويوصل هذين القطبين بمصدر كهربي علي الجهد تتأين ذرات الغاز ، أي تنفصل عنها شحنة كهربية سالبة ، وتصبح الذرة موجبة الشحنة وتسمى في هذه الحالة أيوناً موجباً ، ويسري التيار من الذرات المتأينة بين القطبين وينتج عن التأين أضواء مختلفة تميز ألوانها الغازات التي تحتويها الأنابيب ، وتسمى هذه الظاهرة بالتفريغ الكهربائي في الغازات

· الإلكترونات هي جسيمات تحمل شحنة من الأيونات تبلغ كتلتها 1/2000 تقريباً من الذرة للأيدروجين أخف الذرات ، والذرة ليست كائناً بسيطاً بل مركباً ، وجميع الإلكترونات تتطابق بصرف النظر عن الذرات المنزوعة منها وللحصول على الحزمة من الإلكترونات يتم تسخين المعادن لدرجة التوهج ، ويسمى ذلك ظاهرة الانبعاث الثرميوني .

· شاشة التلفاز عبارة عن قاعدة أنبوبة إلكترونية كبيرة تتولد فيها حزمة إلكترونية ضيقة تسقط على القاعدة المطلية بمادة خاصة تضيء بسقوط الإلكترونات عليها ، فتظهر نقطة مضيئة في الموقع الذي بسقط عليه الحزمة الإلكترونية ، وتتحرك هذه النقطة حركة سريعة تتحكم فيها الإشارات المرسلة من محطة الإرسال والدوائر الإلكترونية في جهاز الاستقبال ، فترسم بذلك الصورة التي نراها .

· من خلال أبو الفيزياء النووية رذر وفورد ، ظهرت وحدة جديدة في تركيب المادة ، أدق من الذرة ، وهي النواة الذرية ، وفي الذرة مجموعة شمسية دقيقة تدور فيها الكواكب ( الإلكترونات ) حول شمسها بالكيفية نفسها تماماً التي تدور الأرض والكوكب الأخرى حول الشمس .

· لا ينبعث الضوء من المادة ، غازية أم صلبة إلا عندما تزود بالطاقة ، بأن تسخن إلى درجة حرارة عالية أو يمر فيها تفريغ كهربي ، يؤدي هذا النموذج إلى انهيار الذرة في نهاية الأمر إذ يدور الإلكترون في مساره الحلزوني وينتهي به المطاف إلى النواة فيسقط فيها وبذلك تنهار الذرة ولا سبيل إلى إرجاعها إلى ما كانت علية

· عندما تنبعث إلكترونات من السطح بفعل الضوء وتنجذب نحو القطب الموجب ، تسمى هذه المجموعة بالخلية الكهروضوئية ، وعلى أساسها يبنى عمل آلة التصوير التلفزيوني والصوت في السينما

· سرعة الإلكترونات لا تتوقف على شدة الضوء الساقط إطلاقاً ، لكن عددها يزيد مع ازدياد الشدة وينقص مع نقصانها .

· تتحدد شدة الضوء بعدد الفوتونات الساقطة على السطح في الثانية الواحدة ، والإلكترون الواحد يخرجه فوتون واحد .

· الفوتون كائن لا يتجزأ وفوتونات اللون الواحد متساوية الطاقة ، لذا فإن تغير سرعة الإلكترون يتم بتغير لون الضوء او تردده .

· الأشعة السينية تسيطر أو تنحرف في جميع الاتجاهات الممكنة عندما تنفذ خلال المادة .

· الضوء له خاصيتان متتامتان : الموجبة ويظهر أثرها في التداخل والحيود ، حيث تنفرد بهما الحركة الموجبة دون سواها ، والخاصية الجسيمية ، حيث يظهر على شكل فوتونات ذات طاقات وكميات تحرك محددة .

· النسبة التقريبية ثابت رياضي ويساوي بالنسبة بين محيط الدائرة وقطرها .

· أبسط الذرات هي ذرة الأيدروجين حيث تتكون من نواة والكترون واحد

· طاقة الفوتون هي الفرق بين طاقتي الإلكترون في الحالتين ، وأنها تساوي حاصل ضرب ثابت بلانك في تردد الموجة الكهرومغناطيسية .

· الضوء يتصف بالموجبية والجسيمية ، والموجات والجسيمات تتبع أقصر الطرق في مسيرها مهما تكن الأوساط التي تتحرك فيها .

· الإلكترونات والبروتونات وأي جسيم آخر تتصف بالموجية حيث يتم التماثل بين الطاقة والمادة ، فكلتاهما يتصف بالخاصية الثنائية الموجية الجسيمية .

· من خلال الخواص المذكورة ظهر الميكروسكوب الإلكتروني الذي أمكن بواسطته رؤية الفيروسات والجزيئات العضوية الكبيرة .

- كل وتر من أوتار آلة الكمان الموسيقية يعطي نغمة خاصة ، ولا تتغير هذه النغمة إلا بتغير الشد في الوتر ، ويقابل تردد النغمة كيفية معينة لاهتزاز الوتر ، ولا يهتز الوتر المثبت عند طرفية اهتزازاً مستمراً إلا إذا كان الطول المحصور بين نقطتي التثبيت مساوياً لنصف طول الموجة أو مضاعفاً صحيحا لها