ألوان الطيف بالترتيب: ما هي وكيف تتكوّن؟
ألوان الطيف بالترتيب هي الأحمر، والبرتقالي، والأصفر، والأخضر، والأزرق، والنيلي، والبنفسجي. ويمكن رؤية هذا التدرّج في قوس قزح، أو عند تمرير ضوء الشمس عبر منشور زجاجي يفصل الضوء الأبيض إلى ألوانه.
فيزياء
تصنيف فرعي في قسم تعليم، فيه 79 مقالًا.
مقالات فيزياء
لماذا تبدو السماء زرقاء؟
تبدأ حكاية زرقة السماء من ضوء الشمس، وتكشفها رحلة قصيرة بين موجات الضوء وجزيئات الهواء.
الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي: المسار والتيار والجهد
الفرق بين التوصيل على التوالي والتوازي يبدأ من المسار: في التوالي يمر التيار نفسه عبر العناصر تباعًا، وفي التوازي تتصل الفروع بالنقطتين نفسيهما فيكون فرق الجهد بينها متساويًا. لذلك لا تُجمع مقاومات الطريقتين بالقانون نفسه، ولا يكفي موضع العنصر على الورقة للحكم على توصيله.
الآلات البسيطة والمركبة: كيف تساعدك على أداء الشغل؟
الآلات البسيطة والمركبة تساعد على أداء الشغل بتغيير مقدار القوة أو اتجاهها أو طريقة انتقالها. وتعتمد الآلة المركبة على اجتماع آلتين بسيطتين أو أكثر. لكنها لا تخلق طاقة؛ فتقليل القوة المطلوبة قد يقابله زيادة المسافة التي تؤثر خلالها هذه القوة.
تطبيقات دافعة أرخميدس: كيف تطفو السفن وتُقاس كثافة السوائل؟
تفسَّر تطبيقات دافعة أرخميدس بقاعدة واحدة: قوة الطفو التي يؤثر بها المائع في الجسم تساوي وزن المائع الذي أزاحه الجسم. لذلك يمكن لسفينة كبيرة أن تطفو، كما يمكن لهيدرومتر صغير أن يكشف اختلاف كثافة سائلين من اختلاف عمق غمره.
الاحتكاك المحرك ومقاومة الدحرجة: لماذا لا تستمر العجلة في الحركة؟
يُستخدم تعبير «الاحتكاك المحرك» في بعض الشروح العربية لوصف مقاومة الدحرجة؛ وهي خسائر تعارض استمرار تدحرج العجلة. لكن يجب تمييزها عن قوة الاحتكاك السكوني عند نقطة التلامس، التي قد تساعد العجلة على الحركة دون انزلاق. الحركة والاحتكاك لا تعنيان دائمًا احتكاكًا انزلاقيًا.
الاحتكاك السكوني: لماذا لا تساوي قوته μN دائمًا؟
الاحتكاك السكوني قوة عند سطح التلامس تعارض ميل جسمين إلى الانزلاق بالنسبة إلى بعضهما. وهي تتكيف مع الحاجة إلى منع الانزلاق حتى حد أقصى؛ لذلك نكتب `f_s ≤ μ_s N`، ولا نساويها بالحد الأقصى في كل حالة ساكنة.
طبيعة الضوء: كيف يجمع الوصف بين الموجات والفوتونات؟
تظهر طبيعة الضوء خصائص موجية وأخرى جسيمية؛ فالوصف الموجي يفسر سلوكًا مثل الحيود، ويصف الفوتون مقدارًا منفصلًا من الطاقة عند تفاعل الضوء مع المادة. ليس المقصود أن الضوء يبدل بين موجة ماء وكرة صغيرة؛ هذان تشبيهان محدودان لفهم سلوكه.
الفرق بين الأمبير والفولت: ما الذي يقيسه التيار وما الذي يقيسه الجهد؟
الأمبير وحدة قياس التيار الكهربائي، أي معدل مرور الشحنة، والفولت وحدة قياس فرق الجهد، أي فرق الطاقة لكل وحدة شحنة بين نقطتين. يقيسان كميتين مختلفتين؛ لذلك لا يمكن تحويل عدد بالفولت إلى عدد بالأمبير دون معرفة معلومات إضافية عن الدائرة.
ما هي الكثافة؟ حسابها من الكتلة والحجم دون الخلط بالوزن
الكثافة هي الكتلة لكل وحدة حجم، وتحسب بقسمة الكتلة على الحجم: ρ = m/V. إذا احتلت عينتان الحجم نفسه وكانت كتلة إحداهما أكبر، كانت كثافتها أكبر. أما كبر الجسم وحده أو ثقل كتلته الإجمالية فلا يكفي للحكم على كثافته.
ضغط السوائل: لماذا يزيد مع العمق ولا يعتمد على عرض الوعاء؟
يزداد ضغط السائل الساكن مع العمق بسبب وزن السائل فوق المستوى الذي ندرسه. إذا كانت الكثافة ثابتة تقريبًا، فالزيادة عن ضغط السطح تساوي ρgh. لذلك تؤثر كثافة السائل والعمق، بينما لا يدخل عرض الوعاء في هذه العلاقة.
كيفية حدوث الصوت: من اهتزاز المصدر إلى التضاغط والتخلخل
يحدث الصوت عندما يولد اهتزاز أو اضطراب تغيرًا في الوسط المحيط، وينتقل هذا الاضطراب كموجة. في الهواء تظهر مناطق تضاغط وتخلخل، أي تغيرات صغيرة في الضغط والكثافة؛ يصل الاضطراب إلى الأذن بينما تهتز جزيئات الهواء قرب مواضعها بدل أن تسافر كلها من المصدر إليها.
مفهوم الحرارة النوعية: لماذا لا ترفع الطاقة نفسها كل الأجسام بالمقدار نفسه؟
الحرارة النوعية هي مقدار الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة وحدة الكتلة من مادة بمقدار درجة واحدة ضمن شروط محددة. كلما كبرت قيمتها احتجنا إلى طاقة أكبر للتغير نفسه في درجة الحرارة، عند تساوي الكتلة. وهي تختلف عن السعة الحرارية التي تصف الجسم كله وتعتمد على كتلته.
وحدة قياس الطاقة: الجول والفرق بين الواط والكيلوواط ساعة
وحدة قياس الطاقة في النظام الدولي هي الجول، ورمزها J. أما الواط فيقيس القدرة، أي معدل نقل الطاقة، والكيلوواط ساعة وحدة طاقة شائعة في الكهرباء. يشير تشابه الأسماء إلى علاقة بين الكميات، لكنه لا يجعلها وحدات للشيء نفسه.
مم تتكون الذرة؟ النواة والإلكترونات ومعنى التعادل
تتكون الذرة من نواة صغيرة تحيط بها منطقة توجد فيها الإلكترونات. داخل النواة بروتونات موجبة الشحنة، ونيوترونات بلا شحنة كهربائية صافية في معظم الذرات. أما الإلكترون فشحنته سالبة. اختلاف هذه الأجزاء في الشحنة والمكان يساعدنا على فهم العنصر والتعادل وتكون الأيون.
خواص المادة الفيزيائية: كيف نصف المادة دون تغيير هويتها؟
الخاصية الفيزيائية وصف للمادة يمكن ملاحظته أو قياسه دون تغيير هويتها الكيميائية. من أمثلتها الكتلة والكثافة واللون ودرجة الانصهار. نحتاج هذه الخواص لتوصيف عينات المواد ومقارنتها، لكن يجب أن نحدد ظروف القياس؛ فالرقم المجرد لا يشرح ما قيس وكيف.
الفرق بين طاقة الوضع وطاقة الحركة: الموقع والسرعة والتحول
طاقة الحركة ترتبط بحركة الجسم، بينما ترتبط طاقة الوضع بترتيب أجزاء نظام أو مواقعها النسبية. جسم ساكن على ارتفاع قد تكون له طاقة وضع جاذبية، وجسم يتحرك قرب مستوى الصفر قد تكون له طاقة حركة. يمكن أن توجد الطاقتان معًا؛ السؤال عن معناهما وحسابهما لا عن اختيار واحدة فقط.
قوة الحصان: وحدة للقدرة وكيف تحولها إلى واط
القدرة الحصانية وحدة لقياس معدل إنجاز الشغل أو انتقال الطاقة. رغم الاسم الشائع «قوة الحصان»، فهي وحدة قدرة وليست وحدة قوة. ويجب تحديد نوع الحصان عند التحويل، لأن الحصان الميكانيكي والحصان المتري لا يساويان العدد نفسه من الواطات.
قانون حساب الزمن من المسافة والسرعة: الشروط والوحدات
حساب الزمن من المسافة والسرعة يستعمل العلاقة t = d/v_avg عندما تكون السرعة متوسطة للمدة نفسها أو ثابتة على المسار. يجب أن تتوافق وحدتا المسافة والسرعة، وأن تعرف هل المدة تشمل التوقفات أم تصف الحركة وحدها.
تمارين عن قانون أوم: حساب التيار والجهد والمقاومة
تعتمد تمارين عن قانون أوم على تحديد الكمية المجهولة ثم اختيار العلاقة المناسبة: V = IR للجهد، و I = V/R للتيار، و R = V/I للمقاومة. لكن التعويض الصحيح يحتاج إلى وحدات متوافقة وإلى التمييز بين جهد البطارية وجهد العنصر المطلوب.
الفرق بين الذرة والجزيء: أمثلة تساعد على فهم الصيغ
الفرق بين الذرة والجزيء يتعلق بما نتحدث عنه: الذرة وحدة تنتمي إلى عنصر كيميائي، أما الجزيء فهو مجموعة متعادلة كهربائيًا تضم ذرتين أو أكثر مرتبطتين. وقد تتكون ذرات الجزيء من عنصر واحد، مثل الأكسجين O₂، أو من عناصر مختلفة، مثل الماء H₂O. لذلك لا يصح عدّ كل جزيء مركّبًا.
أنواع الموجات الكهرومغناطيسية: ترتيب الطيف وما تشترك فيه
أنواع الموجات الكهرومغناطيسية تشمل الضوء المرئي وموجات لا تراها العين، مثل الراديو والأشعة السينية. تختلف نطاقاتها في التردد والطول الموجي، لكنها تستطيع الانتشار في الفراغ ولا تحتاج إلى وسط مادي كما يحتاج الصوت. ترتيب الطيف يساعدنا على مقارنة هذه النطاقات وفهم استعمالاتها.
قانون شدة المجال الكهربائي: المقدار والاتجاه وشحنة الاختبار
قانون شدة المجال الكهربائي يربط المجال بالقوة على شحنة الاختبار. وللمجال عند كل نقطة مقدار واتجاه؛ نحدد اتجاهه باتجاه القوة على شحنة اختبار موجبة صغيرة. أما مقدار المجال لشحنة نقطية ساكنة في الفراغ فيحسب من شحنة المصدر والمسافة عنها، ويقل مع مربع المسافة.
ما هو طيف الانبعاث؟ الخطوط المضيئة ومستويات الطاقة
طيف الانبعاث يبين الإشعاع الذي يصدره مصدر بحسب الطول الموجي أو التردد. قد يظهر متصلًا على نطاق، أو تظهر فيه خطوط محددة. في الغاز الذري المثار تعكس الخطوط انتقالات بين مستويات طاقة مسموحة؛ لذلك يساعد نمطها على التعرف إلى العناصر، مع معرفة شروط الرصد.
مفهوم انكسار الضوء: الزوايا ومعامل الانكسار وقانون سنل
انكسار الضوء يرتبط بتغير سرعة انتشاره عند الانتقال بين وسطين شفافين، وقد يصاحبه تغير في الاتجاه. في السقوط المائل يرتبط انحراف الشعاع بمعاملي انكسار الوسطين وبزاوية السقوط. نبدأ برسم العمود على السطح عند نقطة العبور، ثم نقيس الزاويتين بالنسبة إليه؛ هذه الخطوة أساسية لفهم الانكسار وحسابه.
حساب قوة الاحتكاك: القوة العمودية أولًا ثم محصلة القوى
حساب قوة الاحتكاك يبدأ بتحديد حالة التلامس: هل ينزلق الجسم على السطح، أم ما زال ثابتًا بالنسبة إليه؟ في نموذج الاحتكاك الحركي البسيط نستعمل fₖ=μₖN، حيث N القوة العمودية بين السطحين. بعد ذلك نجمع القوى لإيجاد المحصلة والتسارع؛ المحصلة ليست القوة التي نعوض بها مكان N.
قانون التسارع المركزي: حسابه من السرعة أو الزمن الدوري
قانون التسارع المركزي يربط سرعة الجسم على مسار دائري بنصف قطر المسار: a_c=v²/r. اتجاه هذه المركبة نحو مركز الدائرة؛ فهي تعبر عن تغير اتجاه السرعة المتجهة. لذلك قد يكون مقدار السرعة ثابتًا ومع ذلك يوجد تسارع، لأن المتجه لا يحتفظ بالاتجاه نفسه أثناء الدوران.
المواد الموصلة للكهرباء: أمثلة وكيف تنتقل الشحنات؟
المواد الموصلة للكهرباء هي مواد تسمح بانتقال الشحنات عند وجود مجال كهربائي مناسب. من أمثلتها النحاس والألومنيوم، لكن التوصيل لا يقتصر على المعادن؛ فالجرافيت وبعض المحاليل التي تحتوي على أيونات موصلة أيضًا. يعتمد التفسير على نوع حامل الشحنة وقدرته على الحركة في المادة.
العلاقة بين المقاومة ودرجة الحرارة: المعامل والقانون والمثال
العلاقة بين المقاومة ودرجة الحرارة تعتمد على المادة ونطاق الحرارة. في كثير من المعادن تزداد المقاومة مع التسخين، بينما تنخفض في بعض أشباه الموصلات ومقاومات حرارية من نوع NTC. لذلك نحتاج إلى معرفة المعامل الحراري والدرجة المرجعية؛ لا تكفي قاعدة واحدة لجميع المواد.
استخدامات الإحداثيات القطبية: الرادار والرسم والحركة
استخدامات الإحداثيات القطبية تظهر عندما يكون وصف موضع نقطة بالمسافة والزاوية أسهل من وصفه بإزاحتين أفقيّة ورأسيّة. نحدد نقطة مرجعية واتجاهًا للزاوية، ثم نكتب (r,θ). الرادار والرسم الهندسي مثالان واضحان، لكن قيمة نصف القطر قد تمثل حساسية في مخطط صوتي بدل أن تمثل مسافة مكانية؛ قراءة معنى المحاور ضرورية.
قانون لينز للحث الكهرومغناطيسي: اتجاه التيار وأمثلة
قانون لينز للحث الكهرومغناطيسي يوضح اتجاه الأثر الكهربائي الناتج من تغير التدفق المغناطيسي. فإذا مر تيار مستحث في حلقة مغلقة، يولد مجالًا يقاوم هذا التغير. الكلمة الأساسية هي «التغير»؛ فالمجال المستحث قد يكون بعكس المجال الأصلي أو في اتجاهه، بحسب ما إذا كان التدفق يزداد أو ينقص.
كم سرعة الضوء؟ القيمة في الفراغ وحساب الزمن والمسافة
سرعة الضوء في الفراغ تساوي بالضبط 299,792,458 مترًا في الثانية، ويرمز إليها بالحرف c. هذه قيمة مثبتة في تعريف وحدات النظام الدولي، وليست تقريبًا إلى 300 ألف كيلومتر في الثانية. أما انتقال الضوء في مادة شفافة فيعتمد على معامل انكسارها؛ لذلك نحدد الوسط ووحدة السرعة قبل الحساب.
وحدة قياس شدة الصوت: الواط والديسيبل والفرق بينهما
وحدة قياس شدة الصوت، بمعناها الفيزيائي، هي الواط لكل متر مربع. أما الديسيبل فيعبر عن مستوى محسوب من نسبة إلى قيمة مرجعية. لذلك لا نستبدل رمز W/m² برمز dB كما نستبدل مترًا بسنتيمتر؛ نحتاج معرفة المرجع واستعمال قانون لوغاريتمي. سنوضح الفرق بالأمثلة قبل قراءة الأرقام على مقياس الصوت.
درجة غليان الماء: لماذا تتغير مع الضغط؟
درجة غليان الماء النقي تقارب 100 درجة مئوية عند ضغط جوي واحد، أي نحو 101.325 كيلوباسكال. هذه ليست درجة ثابتة لكل ضغط أو لكل محلول مائي. يبدأ الغليان عندما يكافئ ضغط البخار المشبع الضغط الخارجي؛ لذلك يؤدي انخفاض الضغط إلى درجة غليان أقل، وارتفاعه إلى درجة أعلى.
سرعة الصوت في الماء: العوامل المؤثرة وحساب العمق
تبلغ سرعة الصوت في الماء نحو 1500 m/s في تقدير شائع لماء البحر، لكنها تتغير تبعًا لظروف الماء. لذلك لا يكفي حفظ رقم واحد لحساب عمق دقيق؛ يجب معرفة السرعة المناسبة للموقع، والتمييز بين زمن الرحلة إلى القاع وزمن الصدى ذهابًا وإيابًا.
قوانين نيوتن الأول والثاني والثالث مع أمثلة
تفسر قوانين نيوتن الأول والثاني والثالث كيف تتغير حركة الجسم حين تؤثر فيه القوى، وكيف يتفاعل جسمان أحدهما مع الآخر. المفتاح في استخدامها هو تحديد الجسم الذي ندرسه، ثم جمع القوى المؤثرة فيه. أما قوتا الفعل ورد الفعل فتؤثران في جسمين مختلفين، فلا نلغي إحداهما بالأخرى داخل مخطط جسم واحد.
بحث عن خصائص الموجات: السعة والتردد والطول الموجي
يعرض بحث عن خصائص الموجات خمس كميات تساعد على وصف موجة دورية: السعة، والطول الموجي، والزمن الدوري، والتردد، وسرعة الانتشار. ويمكن التمييز بينها بسؤالين: هل نقيس مسافة على امتداد الموجة في لحظة واحدة، أم نراقب التغير عند نقطة ثابتة مع مرور الزمن؟
كيف تعمل الكهرباء؟ الشحنة والتيار والدائرة البسيطة
لفهم كيف تعمل الكهرباء، نميز بين وجود الشحنة الكهربائية وحركتها وانتقال الطاقة. في دائرة بسيطة توفر البطارية فرق جهد، وتتيح الأسلاك مسارًا للشحنات، ويحوّل الحمل الطاقة إلى صورة أخرى. إغلاق المسار يسمح بتيار مستمر في هذا النموذج، بينما قطعه يوقف هذا التيار.
مسائل عن قانون كولوم: القوة والاتجاه والمحصلة
لحل مسائل عن قانون كولوم نحتاج إلى مقدار الشحنتين والمسافة بينهما، ثم نحدد اتجاه القوة من نوع الشحنات. حساب مقدار القوة وحده لا يكفي عندما تتأثر الشحنة بأكثر من شحنة أخرى؛ عندها نجمع القوى باتجاهاتها. الأمثلة الآتية تفترض شحنات نقطية ساكنة في الفراغ.
أشعة ألفا وبيتا وجاما: طبيعتها وتغير أعداد النواة
تختلف أشعة ألفا وبيتا وجاما في طبيعتها، رغم ارتباطها بالعمليات النووية. ألفا نواة هيليوم، وبيتا إلكترون أو بوزيترون، أما جاما فهي إشعاع كهرومغناطيسي على هيئة فوتونات. تساعد معرفة هذه الفروق على فهم الشحنة والتغير في تركيب النواة، بدل الاكتفاء بحفظ أسماء ثلاثة أنواع.
فقدان الطاقة الميكانيكية: أين تذهب الطاقة مع الاحتكاك؟
فقدان الطاقة الميكانيكية يعني انخفاض مجموع طاقة الحركة وطاقة الوضع في النظام الذي ندرسه، ولا يعني أن الطاقة اختفت. عند انزلاق جسم على سطح خشن، يمكن أن تتحول طاقة ميكانيكية إلى طاقة داخلية في الجسم والسطح. لفهم الحساب نحدد النظام والمرجع، ثم نتتبع انتقال الطاقة وتحولها.
الضوء الأبيض: هل يلزم أن يحتوي كل ألوان الطيف؟
الضوء الأبيض هو ضوء نراه دون غلبة لون واضح في ظروف مشاهدة مناسبة. لا يلزم أن يكون له طول موجي واحد، ولا توزيع طيفي واحد ثابت. ضوء الشمس يضم نطاقًا واسعًا من الأطوال الموجية، بينما يمكن أن يعطي مزج أضواء مختارة مظهرًا أبيض أيضًا. المهم أن نميز الطيف الفيزيائي للضوء من اللون الذي ندركه.
العائلات الكيميائية وخصائصها: كيف تقرأ تشابه العناصر؟
العائلات الكيميائية وخصائصها تصف تشابه عناصر تقع في أعمدة الجدول الدوري. تسمى الأعمدة مجموعات، ويظهر التشابه بوضوح في الترتيب الإلكتروني الخارجي لكثير من عناصر المجموعات الرئيسية. لكنه لا يجعل جميع أفراد العائلة متطابقين في النشاط أو الحالة الفيزيائية. نبدأ بموقع العائلة، ثم نفسر ما يجمع أفرادها وما الذي يظل مختلفًا.
المجال المغناطيسي: معناه وخطوطه وتأثيره في الشحنات
المجال المغناطيسي كمية متجهة تصف التأثير المغناطيسي عند موضع معين، ولذلك نحتاج إلى معرفة مقداره واتجاهه معاً. تنتجه المغناطيسات والتيارات الكهربائية، وقد يؤثر في شحنة متحركة بقوة يعتمد اتجاهها على حركة الشحنة وإشارتها. يختلف المجال عن القوة نفسها؛ فوجود مجال لا يعني أن كل شحنة فيه تتعرض لقوة مغناطيسية.
الضغط الأسموزي: ما الذي يوقف انتقال الماء عبر الغشاء؟
الضغط الأسموزي هو فرق الضغط اللازم لإيقاف الانتقال الصافي للمذيب من مذيب نقي إلى محلول عبر غشاء يسمح بمرور المذيب ويمنع المذاب. أما انتقال المذيب نفسه فيسمى الأسموزية أو التناضح. هذا الفرق بين العملية والضغط ضروري لفهم القانون: الضغط ليس اسمًا آخر لحركة الماء، ولا يعني توقف حركة جميع الجزيئات عند التوازن.
التوتر السطحي: القوة والطاقة والخاصية الشعرية
التوتر السطحي خاصية تجعل زيادة مساحة سطح السائل تحتاج إلى شغل. يمكن وصفه بقوة لكل وحدة طول على السطح، أو بشغل لكل وحدة مساحة مضافة في الشروط المناسبة. هذا يفسر ميل القطرات الصغيرة إلى التقارب من الشكل الكروي، لكنه لا يعني وجود غطاء صلب فوق السائل أو أن كل قوة مرتبطة به تتجه إلى أسفل.
التحلل الإشعاعي: كيف نحسب المتبقي ونفهم نصف العمر؟
التحلل الإشعاعي، ويسمى الانحلال أو الاضمحلال أيضًا، تحول تلقائي في نواة غير مستقرة يصاحبه انبعاث إشعاع. لا يعني اختفاء المادة في الفراغ، ولا يسمح بتحديد موعد تحلل نواة بعينها. ومع ذلك، يمكن وصف عدد كبير من الأنوية بقانون إحصائي يربط الكمية المتبقية بالزمن ونصف العمر.
الحركة الدائرية: لماذا يوجد تسارع رغم ثبات السرعة؟
الحركة الدائرية هي انتقال جسم على مسار دائري حول مركز محدد. إذا ثبت مقدار سرعته ونصف قطر المسار، نسميها حركة دائرية منتظمة؛ لكن اتجاه سرعته يتغير باستمرار، ولذلك يكون له تسارع نحو المركز. كلمة «منتظمة» هنا لا تعني انعدام التسارع، بل ثبات مقدار السرعة.
خصائص الماء الفيزيائية: الكثافة والحرارة والصفاء ليست شيئًا واحدًا
خصائص الماء الفيزيائية تشمل الكثافة وحالته والحرارة اللازمة لتسخينه، وكذلك خواص العينة مثل العكورة والتوصيل الكهربائي. تتغير القيم بتغير الحرارة والضغط والمواد الموجودة في الماء؛ لذلك يحتاج أي رقم إلى شروطه. أما صفاء العينة بصريًا فلا يكفي ليخبرنا بكل ما تحتويه.
تطبيقات قانون شارل: متى يتمدد الغاز، ومتى يرتفع ضغطه؟
تطبيقات قانون شارل تصف تغير حجم كمية ثابتة من الغاز مع حرارته المطلقة عندما يبقى الضغط ثابتًا، أو قريبًا من الثبات في التقريب المستخدم. لذلك يكون المكبس الحر مثالًا أوضح من الإطار الذي لا يتغير حجمه كثيرًا. قبل ربط أي تمدد بالحرارة، نحدد ما يسمح للغاز بالتمدد وما يمنع ضغطه من التغير.
تعريف الانشطار النووي ونواتجه والفرق عن الاندماج
الانشطار النووي هو انقسام نواة ثقيلة إلى نواتج أخف، مع انطلاق طاقة ونيوترونات في حالات شائعة. وقد يحدث تلقائياً أو بعد تفاعل النواة مع جسيم مثل النيوترون. لا يعني الانشطار تقسيم الذرة إلى نصفين متساويين، ولا تفكيك الإلكترونات المحيطة بها؛ التغير الأساسي يقع داخل النواة.
الإشعاع غير المؤين: أمثلة وطاقة الفوتون وشدة الضوء
الإشعاع غير المؤين اسم يستخدم لمجالات وإشعاعات لا تصنف عادة ضمن الإشعاع القادر على تأيين الذرات بالطريقة المرتبطة بالفوتونات عالية الطاقة. من أمثلته موجات الراديو والميكروويف وتحت الحمراء والضوء المرئي. فهم التصنيف يحتاج إلى التمييز بين طاقة الفوتون الواحد، وكمية الطاقة المنقولة، وطريقة تفاعلها مع المادة.
المجهر الإلكتروني: كيف تتكون الصورة، وما الفرق بين TEM و SEM؟
المجهر الإلكتروني يستخدم حزمة من الإلكترونات لدراسة تفاصيل صغيرة في العينة. تتكون الصورة من إشارات ناتجة عن تفاعل الحزمة مع المادة، لا من الضوء المرئي المرتد عنها كما في صورة عادية. ويختلف ما تكشفه الصورة باختلاف الجهاز والكاشف وطريقة إعداد العينة.
أدوات القياس الميكانيكية: اختيار الأداة وقراءة الورنية والميكرومتر
أدوات القياس الميكانيكية تساعد على معرفة أبعاد القطع وفحص مدى مطابقتها للمطلوب. ولقياس الأبعاد لا يكفي اختيار أداة ذات شاشة أو تدريج دقيق؛ يجب أن يناسب شكلها البعد المطلوب، وأن تعرف طريقة القراءة والظروف التي قد تؤثر فيها. نركز هنا على قياس الأطوال والأقطار والأعماق، مع أمثلة تعليمية مستقلة.
استخدامات الألياف البصرية في الاتصالات: كيف تصل البيانات؟
تظهر استخدامات الألياف البصرية في الاتصالات عند ربط المنازل بالشبكة، ونقل البيانات بين المباني، وتشغيل مسارات الاتصال الطويلة. تحمل الألياف إشارة ضوئية ترتبط بالمعلومات، ويحولها جهاز عند الطرف الآخر إلى إشارة يستعملها النظام الإلكتروني. أداء الاتصال نتيجة عمل المرسل والليف والمستقبل معًا، وليس خاصية للكابل وحده.
تحويل من لتر إلى كيلو جرام: استعمل كثافة المادة
لتحويل مقدار باللتر إلى كتلة بالكيلو جرام نحتاج كثافة المادة؛ فاللتر وحدة حجم، والكيلو جرام وحدة كتلة. العلاقة هي الكتلة تساوي الكثافة مضروبة في الحجم، مع توحيد الوحدات. لذلك لا يوجد رقم واحد يصلح لتحويل جميع السوائل، ولا يكفي معرفة حجم الوعاء وحده.
من أين يستخرج الزئبق؟ الزنجفر ومصادره الطبيعية
من أين يستخرج الزئبق؟ من أشهر مصادره المعدنية الزنجفر، وهو كبريتيد الزئبق وصيغته HgS. يوجد الزئبق في هذا المعدن مرتبطًا بالكبريت، وقد يوجد نادرًا حرًا في بعض الرواسب. لكن معرفة اسم المعدن لا تخبرنا وحدها عن كمية الزئبق في صخرة كاملة، ولا عن جدوى تعدينها أو الكمية التي يمكن استرجاعها صناعيًا.
الفرق بين المغناطيس الطبيعي والصناعي: المنشأ وطريقة العمل
الفرق بين المغناطيس الطبيعي والصناعي يتعلق أولًا بالمنشأ: فالحجر المغناطيسي عينة طبيعية اكتسبت مغناطيسية، أما المغناطيس الصناعي فأعده الإنسان لاستخدام معين. لكن هذا التقسيم لا يجيب وحده عن قوة المجال أو حاجته إلى الكهرباء. نميز لذلك بين المنشأ من جهة، وبين المغناطيس الدائم والكهربائي من جهة أخرى، وننظر إلى المادة وطريقة عملها.
كميات فيزيائية ووحدات قياسها: اقرأ العدد وافحص القانون
عند قراءة كميات فيزيائية ووحدات قياسها نحتاج إلى العدد والوحدة معًا. فالطول 2 م يساوي 200 سم: تغيرت القيمة العددية والوحدة، وبقي الطول نفسه. ويفيد فهم الوحدات في تحويل القياسات واكتشاف بعض أخطاء القوانين، لكنه لا يغني عن معرفة العلاقة الفيزيائية المناسبة.
ما هي وحدة قياس الكهرباء؟ فرّق بين التيار والقدرة والطاقة
لا توجد وحدة واحدة لكل ما نسميه كهرباء. فالتيار يقاس بالأمبير، وفرق الجهد بالفولت، والمقاومة بالأوم، والقدرة بالواط، والطاقة بالجول أو الكيلوواط ساعة. نحدد الكمية المقصودة أولًا، ثم نختار الوحدة المناسبة. سنربط بينها بمثال حسابي افتراضي لتيار مستمر ثابت.
تطبيقات الديناميكا الحرارية في الحياة: المحركات والتبريد والتدفئة
تظهر تطبيقات الديناميكا الحرارية في الحياة عندما نسخن جسمًا، أو نحول جزءًا من انتقال الحرارة إلى شغل، أو ننقل الطاقة من حيز بارد إلى آخر أدفأ. لفهم الجهاز، نحدد حدود النظام واتجاه الطاقة وما نعده فائدة. بذلك نستطيع تفسير المحرك والثلاجة والمضخة الحرارية بحسابات واضحة، بدل الاكتفاء بأسماء القوانين.
أجهزة انعكاس الضوء: كيف توجه المرايا الأشعة أو تجمعها؟
تستعمل أجهزة انعكاس الضوء المرايا لأهداف مختلفة: قد نريد تغيير مسار الشعاع لنعبر حاجزًا، أو جمع الأشعة القادمة من جسم بعيد، أو إعادة الضوء نحو مصدره. يساعدنا تتبع المسار على فهم الجهاز، بدل افتراض أن كل أداة بصرية تعمل بالطريقة نفسها. وفيما يأتي نموذج لمنظار بسيط، ثم مقارنة بالتلسكوب العاكس والعواكس الركنية.
خصائص المعادن الفلزية: التوصيل والطرق والسحب والكثافة
تشمل خصائص المعادن الفلزية قدرتها المعتادة على توصيل الحرارة والكهرباء، وقابليتها للتشكيل، وظهور بريق على أسطحها. لكن هذه الصفات لا تجعل جميع الفلزات متساوية في الكثافة أو الصلابة أو درجة الانصهار. نستعمل كلمة المعادن هنا بمعنى الفلزات، مثل الألومنيوم والنحاس، ونتناول خواصها الفيزيائية وكيف نربطها باستعمال مناسب.
تعريف النظام في الفيزياء: الحدود والمحيط وأنواع التبادل
يبدأ تعريف النظام في الفيزياء بتحديد الجزء الذي نريد دراسته: كمية مادة، أو منطقة نتابع ما يدخل إليها وما يخرج منها. تفصل الحدود هذا الجزء عن المحيط، وقد تكون سطحًا حقيقيًا أو خطًا تخيليًا في نموذج. في الديناميكا الحرارية نصنف التبادل عبر هذه الحدود، ولا نحكم على نوع النظام من اسم الجهاز وحده.
الفرق بين الشحنات والإلكترونات: خاصية فيزيائية وجسيم
يكمن الفرق بين الشحنات والإلكترونات في نوع الشيء الذي نصفه: الشحنة خاصية فيزيائية، أما الإلكترون فجسيم له شحنة سالبة. لذلك لا نقول، بالمعنى الدقيق، إن الإلكترون مجرد «نوع من الشحنة»، مثلما لا نساوي الجسم بكتلته. وقد تحمل جسيمات مختلفة مقدار شحنة متساويًا، أو تحمل شحنات بإشارات متعاكسة. فيما يأتي توضيح للمصطلحين ومثال لحساب الشحنة دون الخلط بينها وبين عدد الجسيمات.
تحليل الضوء: كيف يفرق المنشور والمحزوز الأطوال الموجية؟
تحليل الضوء هو فصل مكوناته بحسب الطول الموجي لنرى توزيعه الطيفي. يمكن لمنشور زجاجي أن يفرق مكونات ضوء الشمس المرئي، كما يستطيع محزوز الحيود إظهار أطياف منفصلة حول اتجاه مركزي. لكن الآليتين مختلفتان: يعتمد المنشور على الانكسار، ويعتمد المحزوز على تداخل موجات الضوء. سنوضح الفرق، ثم نحسب مثالًا للحيود ونقرأ معنى الشريط المتصل والخطوط الطيفية.
كيفية حساب الكتلة: اختر قانون الوزن أو الكثافة
كيفية حساب الكتلة تعتمد على المعطيات. إذا عرفت قوة الجاذبية المؤثرة في جسم وتسارع الجاذبية، تستخدم m=W/g. وإذا عرفت كثافة العينة وحجم المادة المقابل لها، تستخدم m=ρV. اختيار العلاقة يسبق التعويض؛ فلا نخلط قوة بوحدة النيوتن مع كتلة بوحدة الكيلوغرام، ولا نضرب وحدات حجم لا تتفق مع وحدة الكثافة.
مبدأ عمل المحول الكهربائي: من الفيض إلى نسبة الجهد
مبدأ عمل المحول الكهربائي يقوم على تغير الفيض المغناطيسي الذي يربط ملفين. يغذي المصدر الملف الابتدائي، ويولد تغير الفيض جهدًا مستحثًا في الملف الثانوي. في النموذج المثالي تحدد نسبة عدد اللفات نسبة الجهد، وتساعد مساواة القدرتين على إيجاد نسبة التيارين. سنطبق ذلك على مثال مستقل ونوضح حدود هذه الافتراضات.
قانون كيرشوف للتيار: توازن العقدة ومعنى الإشارة السالبة
قانون كيرشوف للتيار يربط التيارات التي تلتقي عند عقدة في نموذج الدائرة: مجموع الداخل يساوي مجموع الخارج، عندما لا تتراكم شحنة في العقدة. يمكن كتابة التوازن جمعًا جبريًا يساوي صفرًا، بشرط تحديد إشارات الاتجاهات. لا يعني هذا أن مقادير التيارات كلها صفر؛ سنحل مثالين مستقلين ونراجع تفسير النتيجة السالبة.
مصادر الأشعة السينية: كيف تنشأ في المادة والفضاء؟
مصادر الأشعة السينية تشمل تجهيزات بحثية وأجرامًا وظواهر في الفضاء. لفهمها نبدأ بآلية توليد الفوتون، لا بصورة استعمال الأشعة وحدها: قد يشع الإلكترون عندما تتغير حركته، أو تصدر الذرة فوتونًا عند ملء فجوة في مستوى داخلي. وتفسر هذه الآليات اختلاف الأطياف التي يرصدها الباحثون.
ظاهرة الرنين: لماذا تزيد السعة قرب تردد معين؟
ظاهرة الرنين الميكانيكي هي ازدياد الاستجابة لقوة دورية قرب تردد معين. في نموذج كتلة ونابض بتخميد ضعيف، تكون قمة سعة الإزاحة قريبة من التردد الطبيعي غير المخمد.
استخدامات تقنية النانو في الفيزياء: الحجم والسطح والضوء
استخدامات تقنية النانو في الفيزياء ترتبط بفهم المادة والتحكم فيها عند أبعاد صغيرة جدًا، حيث قد تتغير خصائص مهمة بسبب مساحة السطح أو التأثيرات الكمية. لا يكفي تصغير جسم ثم وصفه بأنه أفضل؛ نحتاج إلى تحديد الخاصية التي تغيرت وكيف قيست، وإلى بيان لماذا تخدم تطبيقًا معينًا.
مفهوم الفيزياء الحديثة: النسبية والكم وحدود النماذج
مفهوم الفيزياء الحديثة في الدراسة يشير غالبًا إلى الأفكار التي ارتبطت بالنسبية والفيزياء الكمية منذ مطلع القرن العشرين. لا يقصد به كل خبر علمي جديد؛ فقد تنشر دراسة حديثة تستخدم نموذجًا كلاسيكيًا. الفكرة الأساسية هي اختيار وصف يلائم الظاهرة ودقة القياس، لا تقسيم الكون إلى قديم خاطئ وجديد صحيح في كل حالة.
ما هي الرطوبة؟ النسبة ودرجة الحرارة ونقطة الندى
ما هي الرطوبة؟ هي وصف لوجود بخار الماء في الهواء، لكن قياسها له أكثر من طريقة. الرطوبة النسبية نسبة مئوية مرتبطة بالحرارة، بينما تصف الرطوبة المطلقة كتلة البخار في حجم معين، والنوعية كتلته بالنسبة إلى كتلة الهواء الرطب.
آثار التيار الكهربائي: الحرارة والمغناطيسية والكيمياء والضوء
آثار التيار الكهربائي تشمل انتقال الطاقة إلى حرارة ووجود مجال مغناطيسي حول السلك.
استخدامات كهرباء التيار المستمر: من البطاريات إلى خطوط النقل
تشمل استخدامات كهرباء التيار المستمر أنظمة البطاريات، وإنتاج الكهرباء الشمسية، وبعض خطوط النقل عالي الجهد. ويعني الرمز DC أن الشحنة تتحرك في اتجاه واحد؛ أما AC فينعكس اتجاهه دوريًا.
أهمية الفيزياء في الحياة: تحويل الملاحظة إلى قياس ونموذج
تظهر أهمية الفيزياء في الحياة عندما نحول ملاحظة، مثل حركة جسم أو تغير صوت، إلى سؤال عن كميات يمكن وصفها وقياسها. تجمع القوانين أنماطًا من ظواهر مختلفة؛ وتساعد النماذج على دراسة جزء من هذا التعقيد.
تجارب فيزيائية عن الكهرباء: قراءة التجاذب والتنافر
تساعد تجارب فيزيائية عن الكهرباء على تحويل حركة صغيرة، مثل اقتراب ورقة من جسم مشحون، إلى سؤال قابل للملاحظة. تعرض جامعة بوردو جذب الورق بكلتا إشارتي الشحنة، وجذب كرة خفيفة قبل لمسها ثم تنافرها بعد الشحن باللمس.
المواد الموصلة والعازلة للكهرباء: حركة الشحنة وشروط التوصيل
تختلف المواد الموصلة والعازلة للكهرباء في سهولة حركة الشحنة خلالها. في النحاس توجد إلكترونات توصيل يمكنها الحركة بين الذرات، بينما تكون حركة الشحنة أصعب في مواد مثل الزجاج والبلاستيك. لا يعني العزل أن المادة تخلو من إلكترونات.