‏إظهار الرسائل ذات التسميات فيزياء. إظهار كافة الرسائل

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 5/11/2022 11:26:00 ص
لماذا نشعر بالكهرباء عند لمس أي شخص - اختيار الصورة ريم أبو فخر
 لماذا نشعر بالكهرباء عند لمس أي شخص
اختيار الصورة ريم أبو فخر 
من المواقف التي تعرضنا لها جميعنا تقريباً، عندما نصدم كوعنا في الحيط مثلاً أو أي شيء آخر صلب، نشعر فجأة في لسعة كهرباء باليد، وحتى أحياناً عندما نسلم على شخص آخر نشعر بأننا تكهربنا معاً، وأيضاً ممكن أن نشعر بالكهرباء عندما نلمس جسم معدني، في كل هذه الحالات نشعر وكأن الكهرباء دخلت إلى أجسامنا فجأة، وممكن في بعض الأحيان أن يخرج صوت لماس كهربائي.

فما هو السبب في حدوث هذه الظاهرة ؟

هل هي كهرباء موجودة زيادة في أجسامنا ؟

هل هي مضرة لأجسامنا ؟

في مقالنا هذا سنتعرف عن سبب شعورنا بالكهرباء عند لمس أشخاص آخرين، أو إذا انصدم كوعنا بشيء صلب.

كيف تخرج الكهرباء الساكنة من المواد

كما هو معرف بأن أي مادة موجودة تتكون من |الذرات|، وهذه الذرات تتكون من ثلاث عناصر رئيسية |الإلكترونات| والتي تكون شحنتها سالبة، و|بروتونات| والتي تكون شحنتها موجبة، و|نترونات| والتي تكون متعددة الشحنات، ولأن عدد الإلكترونيات عادة يكون يساوي لعدد البروتونات في هذه الحالة تكون الذرة عديمة الشحنة أو متعادلة كهربائياً، ولذلك أغلب المواد التي نتعامل بها تكون متعادلة ولا تحتوي على كهرباء.

لكن لماذا بعض المواد نتكهرب منها عند لمسها

هذه الكهرباء تحصل بسبب الإلكترونات، والإلكترونات هي عبارة عن أجسام صغيرة جداً، وعديمة الكتلة تقريباً، ولذلك بعض العمليات الميكانيكية العنيفة مثل الاحتكاك والفرك تؤثر على الإلكترونات وتكسر الروابط التي تمتلكها، فتتحرك الإلكترونات من مكانها وتنتقل إلى |ذرات المادة| التي تحتك بها أو العكس، وبهذه الحالة التي يحصل بها خلل للشحنة الكهربائية، وهي الظاهرة التي نسميها |الكهرباء الساكنة|.

وهذا التفسير نفسه عندما نحك القلم بالشعر لمدة دقيقة، ثم نقرب القلم من أي ورقة أو قصاصات ورق، سنجد أن الورق انجذب للقلم، وعند احكتاك القلم بالشعر يغير من شحنة القلم والذي يجعله يفقد من بعض الإلكترونات، وهذا يعني أن عدد البروتونات الموجبة أصبحت أكثر من الإلكترونات، وبالتالي يتحول القلم إلى جسم موجب الشحنة، وعندما نقرب القلم من أي جسم الشحنات لديه متعادلة، فتبدأ الإلكترونات تنسحب من ذرات الورق وتذهب للقلم، وهذا هو السبب الذي يجعل الورقة والقلم يقتربوا من بعض، ولكن بعدما يحصل اتزان بين عدد الشحنات في القلم والورقة، يبدأ كل جسم منهم ينفصل عن الآخر من جديد.

لماذا نشعر بالكهرباء عند لمس المعادن

الكهرباء ما هي إلا عبارة عن حركة الإلكترونات التي تنتقل من مكان لآخر، لذلك عندما نصحى من النوم و نذهب فوراً ونلمس مقبض الباب ولكن بشرط عدم لمس أي شيء قبله، بنسبة كبيرة سوف نشعر بالكهرباء عند لمسها، وكذلك عندما نلبس كلسات من الصوف ونمشي على السجادة ثم نفتح الباب أيضاً نسبة كبيرة سوف نتكهرب.

لماذا نشعر بالكهرباء عند لمس أي شخص - اختيار الصورة ريم أبو فخر
 لماذا نشعر بالكهرباء عند لمس أي شخص
 اختيار الصورة ريم أبو فخر 

ما هو السبب الذي يؤدي إلى الشعور في الكهرباء

أي شخص منا أثناء النوم، يتقلب على السرير ويحتك بالوسادة والفرشة، وحتى عندما نرتدي كلسات من الصوف ونمشي على سجادة ثم نمسك في مقبض الباب نشعر بالكهرباء.

والسبب في شعورنا بالكهرباء، لأنه وفي أثناء النوم على السرير من المؤكد أننا نتقلب ونحتك في الفرشة والوسادة، لذلك يتكون على أجسامنا شحنة موجبة نتيجة |الاحتكاك| بالسرير طول الليل، وبنفس الطريقة يحصل الاحتكاك بين الكلسات الصوف والسجادة أثناء المشي فيعطي الجسم شحنات موجبة ثم نقوم في الإمساك بمقبض الباب الذي تكون شحنته متعادلة، فبالتالي الإلكترونات ستنتقل من مقبض الباب إلى أجسامنا حتى تصبح الإلكترونات متعادلة.

و كما تحدثنا سابقاً الكهرباء، هي عبارة عن حركة الإلكترونات التي تنتقل من مكان لآخر، ولذلك في هذه الحالة نشعر بالكهرباء بعد الاحتكاك ثم نلمس جسم متعادل.

الأجسام الناقلة للكهرباء 

عندما نسأل هل جميع المواد ممكن أن تنقل لنا الكهرباء، أي أن كل جسم |متعادل الشحنة| ينقل لنا الكهرباء، بالطبع لا.

من رحمة رب العالمين علينا هو أن عملية تفريغ الشحنات لا تحصل مع جميع المواد، و إلا أصبحنا طول الوقت نشعر بالكهرباء من أي حركة، أو عند لمس أي شيء، لأن هذا الشيء يحصل بشكل ملحوظ مع المعادن وبعض المواد الصلبة الناقلة للكهرباء مثل الملح.

فمثلاً عندما نسير على سجادة، ثم نأخذ تفاحة ونأكلها لا نشعر بالكهرباء، لأن التفاح ليس من المعادن، أو ليس هو من الأجسام الناقلة للكهرباء.

أما عن التفسير العلمي في نقل الكهرباء، هو أن العناصر الناقلة للكهرباء تكون الروابط فيها والتي تتصل مع الإلكترونات الخارجية لديها ضعيفة، لذلك من السهل على الإلكترونات أن تتحرر من الروابط التي تتصل بهم، وتنتقل إلينا وتفرغ الشحنة بنا، وهذا على عكس المواد العازلة والتي تكون فيها الروابط المتصلة بالإلكترونات الخارجية قوية جداً.

وكما أن جسم الإنسان هو ناقل للكهرباء، وخاصة إذا كان الجلد رطب قليلاً، وكذلك عندما يكون أحد الأشخاص يمتلك بعض الشحنات الموجبة وقام في لمس شخص آخر وسلّم عليه، والذي يحصل هو |تفريغ كهربائي| بين الجسمين، ويشعر كلٍّ منهما في كهرباء دخلت إلى جسمه، والسبب في نقل الكهرباء هو وجود الدم والسوائل في جسم الإنسان، وهذه السؤال تحتوي على كمية من المعادن والأملاح، لذلك جسم الإنسان يعتبر ناقل للكهرباء.

لماذا نشعر بالكهرباء عند لمس أي شخص - اختيار الصورة ريم أبو فخر
 لماذا نشعر بالكهرباء عند لمس أي شخص
 اختيار الصورة ريم أبو فخر 

كهرباء الكوع ثنائية 

الكثير منا عندما نصدم كوعنا في أي مكان نشعر بالكهرباء، ولتفسير هذا الشعور هناك عوامل أخرى، ومن أحد هذه العوامل متعلقة بالأعصاب.

ولأن منطقة الكوع بالتحديد يمكن أن يحصل فيها الشعور بالكهرباء والوخز بسبب آلية الكهرباء التي تكلمنا عنها مسبقاً بأن يكون هذا الشخص يمتلك شحنة موجبة في جسمه، ثم ينصدم الكوع بأي جسم معدني.

ولكن من الممكن أن لا يمتلك هذا الشخص أي شحنة موجبة، وينصدم كوعه بأي جسم عازل وأيضاً يشعر بالكهرباء، وهنا يكون السبب متعلق بالأعصاب لأنه يوجد مجموعة من الألياف الحساسة التي تمتد على طول الذراع وتمر من خلف مفصل الكوع حتى تصل إلى الخنصر والبنصر، وهذه الألياف معروفة باسم العصب الزندي، ومنطقة الكوع بالتحديد لا تمتلك بطانة داخلية تحمي هذا العصب من الصدمات، وخاصة عندما يكون الكوع على شكل زاوية قائمة، لذلك عندما تنصدم منطقة الكوع الصدمة تضغط بشكل مباشر على العصب وهو الذي يتسبب لنا بشعور الكهرباء المؤلم، لأن هذا العصب ليس مسؤول عن الكوع فقط وإنما ممتد حتى أطراف الأصابع، والذي بدوره يجعلنا نشعر بالكهرباء بالذراع كله.

سبب عدم الشعور بالكهرباء طول الوقت

الكثير منا ممكن أن يقول أننا جربنا شعور الكهرباء الساكنة، إلا أننا بالرغم من ذلك في كل يوم نقوم من على السرير، ثم نمسك بمقبض الباب عادي من دون أن نشعر بالكهرباء، ما المعنى من الشعور بالكهرباء الساكنة أحياناً وفي الأحيان الأخرى لا نشعر بها، و لمعرفة السبب لا بد أن نتعرف إلى العوامل الأخرى المسببة للكهرباء الساكنة.

ومن أحد العوامل هو الطقس، لأن معظم |الوخزات الكهربائية| تحصل في فصل الشتاء وفصل الخريف، والسبب أن الهواء يكون جاف ويحمل كمية قليلة من بخار الماء، وفي فصل الصيف يكون الهواء دافئ ويحتوي على كمية كبيرة من بخار الماء، لذلك لو كنا في فصل الصيف وجسمنا يمتلك شحنات موجبة، هذه الشحنات تتسرب إلى الهواء ونتخلص منها بدون أن نشعر، أما في فصل الشتاء وبسبب الهواء الجاف الشحنات الموجبة تتراكم على أجسامنا لمدة أطول ولا تجد مكان حتى تتسرب من أجسامنا لأن الهواء الجاف يكون وكأنه عازل ولذلك بمجرد أن نلمس أي شيء معدني تبدأ الشحنات تتفرغ فوراً.

طرق التخفيف من الوخز الكهربائي 

بالرغم من أن الكهرباء الساكنة ليس لها مخاطر صحية، وهي ظاهرة طبيعية جداً من دون أي مشاكل، لكن لا بد من بعض النصائح التي تساعد على التخفيف من الوخز الكهربائي. 

1. أن نتجنب ارتداء أي ملابس مصنوعة من الألياف الصناعية أو أقمشة صوفية، واستبدالها بالملابس القطنية أو ملابس مصنوعة من ألياف طبيعية. 

2. أن نتجنب ارتداء الأحذية المصنوعة من المطاط، لأنها تساعد في تراكم |الشحنات الموجبة| على أجسامنا، واستبدالها بالأحذية الجلدية.

3. وأثناء المشي في المنزل، أن نقوم في المشي من دون لبس نعال الذي يساعد على تفريغ الشحنات الكهربائية.

فهذا يعني أن الكهرباء الساكنة التي نشعر بها عند لمس |الأجسام الناقلة للكهرباء|، يكون سببها الاحتكاك ثم نقوم مباشرتاً في لمس أي جسم متعادل الشحنات.

بقلمي: ربا

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 3/13/2022 12:40:00 م

ابتكارات تقنية تتحدى الفيزياء
ابتكارات تقنية تتحدى الفيزياء
تصميم الصورة : وفاء المؤذن
   
بفضل التكنولوجيا الحديثة، بات بإمكانك الحصول على أجهزة تقنية تحلّق في منزلك!

اعتقد أن الأمر غريب بعض الشيء، و لكنه قد بات الآن حقيقة موجودة في الكثير من المنازل، حيث قد أصبح هناك الكثير من الأجهزة التقنية المبتكرة التي تتحدى جميع القوانين الفيزيائية.

و هي بالضبط ما سوف نشير إليه ضمن هذا المقال، فيما يلي سوف نعرض لك عدد من الاختراعات الحديثة التقنة، والمتميزة التي تغلب على الفيزياء، و قوانينها، و ذلك لأنها صممت لكي تحلق في الفراغ.

- أجهزة محلقة تقنية 

١- الكرة المغناطيسية المزودة بضوء LED

إن القوة المغناطيسية الموجودة في الكرة الأرضية تسبب في جعلها تطفو في الهواء بين الحامل الذي يكون على الشكل حرف C.

حيث تظهر حبات LED الثلاثة ضمن الشكل C، و تكون هذه الأضواء بعدة ألوان مثل الأرجوانية، و الوردية، و السماوية. 

و إن الألوان في النهاية تسمح لك قي تخصيص الكرة الأرضية لتكون متوافقة مع تفضيلاتك، كما أنها تساعدك أيضاً في إمكانية الحفاظ على ديناميكية الأشياء بكل حرفية، و تميز.

٢- القلم المغناطيسي للرفع

إن قلم الرفع المغناطيسي المتميز يساعدك على التميز ضمن مكتبك.

كما أنه كل ما عليك فعله هو أن تقوم في وضع المنصة الخاصة به على سطح مكتبك، و من ثم تقوم بوضع القلم على هذه المنصة.

حيث إن التسلية في هذا الابتكار تكمن عندما يتعلّق القلم هذا من تلقاء نفسه في الهواء فوق تلك المنصة، و هنا سوف يمكنك أن ترى كيف يتدحرج هذا القلم في الهواء!

٣- اختراع النبتة المعلقة

لقد أصبح بإمكانك الحصول على هذه النبتة المعلّقة ضمن وعاء بونساي مميز، حيث إنها تقوم بالجمع بين |الأجهزة التقنية الحديثة|، و جمال الطبيعة في آنٍ واحد!

و تعمل هذه النبتة على دوران ضمن القدر المرتفع الخاص بها، بزاوية قياسها 360 درجة بمجرد وصله بأحد مصادر الطاقة.

٤- المنصة المغناطيسية كنغليف

إذا كنت ترغب في إبراز جمال التحفة الفنية الموجودة لديك، فأننا ننصحك الآن أن تقوم بوضعها على سطح منصة الرفع المغناطيسية التي تسمى “|كنغليف|”.

حيث أنه بإمكان هذا القرص الصغير أن يستوعب ما يصل إلى حوالي 13 أونصة من المقتنيات و يجعلها تحلق في الهواء، لذلك فأنه يجب عليك أن تتأكد تماماً من عدم وضع الأشياء الثقيلة عليها.

٥- مصباحٌ كهربائي ذو رفعٍ مغناطيسي 

لقد باتت معظم المصابيح الكهربائية التقليدية هي من الطراز القديم، لذلك فأنه حان الوقت الآن من أجل التجديد، حيث أصبح متوفراً الآن مصابيح متميزة، و التي هي المصابيح المغناطيسية العائمة!

حيث صمم هذا المصباح لكي يدور تلقائياً بمجرد أن يتم تعليقه في الهواء، و هذا ما جعله قطعة مميزة دون أدنى شك!

فهي عبارة عن لمبة الرفع المغناطيسية، تكون مصنوعة من المواد الصديقة للبيئة، و التي تعتمد في عملها على نقل الطاقة بشكل اللاسلكي.

هذه هي أجمل الاختراعات الحديثة التي قد لاقت شهرة كبيرة، فهي مصممة لكي تعمل على تحدي قوانين الفيزياء.

أخبرنا أي من هذه التقنيات قد أثارت أعجابك من خلال التعليقات.

بقلم إيمان الأغبر 


مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 2/25/2022 11:19:00 م

هل هناك بالفعل حالات جديدة للمادة الفيزيائية ؟
هل هناك بالفعل حالات جديدة للمادة الفيزيائية ؟  
تصميم الصورة رزان الحموي 

 في مرحلة التعليم كنا نتلقى معلومات بسيطة عن العلوم الفيزيائيّة ، ولكنَّ الحقيقة عالم الفيزياء أكبر و أعمق مما نتخيل ، سنبدأ اليوم بالتعرّف على العالم والكون والعلوم ، ونعرف ما يحمله من خفايا كثيرة 
 حيث يكمن جوهر مقالنا عن| المادة الفيزيائيّة |و حالاتها .

فهي عبارة عن خصائص تتمحور حول اللون ،الملمس ،الرائحة ،الكثافة ، الحجم ، الكتلة ..

أغلبنا يعلم أنَّ للمادة حالات شهيرة ثلاث ، ألا وهي السائلة ، الصلبة ، الغازيّة ..

وكما أسلفنا ،إنها حالات شهيرة ،فلا داعي لتكرار المعارف القديمة 

نحن هنا اليوم لتنفتح آفاق جديدة أمام عقولنا .

أما عن الحالة الرابعة فتدعى " حالة البلازما " ، وهي الحالة التي تكون بها الذرات ساخنة جداً ، والطاقة القابعة بداخلها كبرى وعالية ، لدرجة أنَّ |الالكترونات| غالباً ما تفقد توازنها وتبتعد عن الحلقة الدورانيّة حول النواة ، لتنطلق لوحدها في الأرجاء مع رحلتها الخاصة ، و بذلك تصبح الذرة دون إلكترون 

أي أنها تغدو موجبة فقط ، وتُعرف بحالة "تأين" أو " Ionization" .

التجارب العلمية كانت صعبة جداً حيث أنَّ الوصول لدرجة مرتفعة جداً من الحرارة ، من الصعب أن يستطيع أي غاز أن يبقيه على وضعه و يتحمل هذه الحرارة ، وهنا يكون الدور| المجال المغناطيسي| .

ننطلق الآن إلى الحالة الخامسة " Amorphoous solid " 

 وهي الوجه الآخر للحالة الصلبة ، حيث يمكن التمييز بينهما أنَّ الحالة الصلبة العادية تكون ذراتها متماسكة وقريبة من بعضها البعض ، أمّا هنا تكون| الذرات| منتشرة ومتباعدة ولكن في نفس الوقت صلبة .

نجد هذه الحالة بحياتنا اليوميّة ، مثل معجون الأسنان، أو شوكولا نيوتيلا .

الحالة السادسة معروفة باسم " السائل الخارق " 

 تنطلق هذه الحالة حال تبريد غاز الهدروجين لدرجة الحرارة القريبة من الصفر المطلق ، وهنا يتكثف الغاز لسائل ذو خصائص خارقة ، بحيث يتصرف وكأنّه ذرة واحدة ، مهما حاولنا فصلها عن بعضها البعض ،تعود وتتلاحم من جديد .

الحالة السابعة يطلق عليها "Bose - Einstein Condensate " 

تُستخدم هذه الحالة عند استخدام الليزر لتبريد الغاز لدرجة قريبة جداً من الصفر المطلق ، وقد تصل لدرجة 237.15°- ، حيث أنَّ الغاز عندما يقترب من هذه الدرجة ، تتباطئ به الذرات ، لتصبح مستويات الطاقة بها متشابهة وتتصرف بأنها ذرة واحدة كبيرة .

الاختلاف بينها و بين المادة السابقة ،غير وجود الليزر ،أنَّ حال الدمج لا تتم مثل السابقة ، بل تتصرف الذرات وكأنها موجات تندمج مع بعضها البعض . 

ونجد هذا التصرف تتبعه الذرات الضوئية ، أو تجربة الشق المزدوج .


وبهذا نكون قد وصلنا إلى نهاية المقال ، فهذه هي الحالات الإضافيّة المميزة في علم المادة ، شاركنا بتعليقك عن الحالات الفريدة المتبقية.



شهد بكر

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 2/20/2022 11:44:00 م

هل للمادة ثلاث حالاتٍ فقط؟
 هل للمادة ثلاث حالاتٍ فقط؟ 
تصميم الصورة ريم أبو فخر

يعلم معظم الناس بأن للمادة ثلاثة حالاتٍ فيزيائية، هي الحالة الصلبة والسائلة والغازية، وهذا ما يتعلّمه التلاميذ في مختلف المدارس حول العالم، ولكن ذلك ليس دقيقاً، فهو في الحقيقة مجرّد تبسيطٍ لحالات المادة الحقيقية

أو يمكن القول بأن تلك الحالات الفيزيائية هي الأقرب لفهم التلميذ

 ولكن إذا أردنا معرفة الحقيقة، فعلينا التعمق أكثر، فهناك حالاتٌ كثيرةٌ للمادة تختلف تماماً عن تلك الحالات الثلاثة البسيطة

 فلنتعرّف معاً على بعض حالات المادة التي يصل عددها إلى إحدى وعشرين حالة.  

ما هي المادة؟

يمكن تعريف المادة بأبسط العبارات، بأن نقول هي كلُّ شيءٍ له كتلة، ويشغلً مكاناً ما من الفراغ، وبناءً على ذلك ستظهر أمامنا حالةٌ رابعةٌ من حالات المادة، وهي ما يسمى بالبلازما

ومع أننا لا نشاهد هذه الحالة المادية كثيراً حولنا فهي موجودة بكثرةٍ في |الفضاء|، فمثلاً في مصابيح الفلوريسنت (النيون) نجد بأن الغاز النادر الموجود في المصباح يتأين

 أي أنّ ذرّاته تتحوّل إلى أيوناتٍ موجبةٍ عندما تفقد الالكترونات، أو سالبةٍ عندما تكتسب الالكترونات 

وهذه الأيونات في الحقيقة هي ما تشكّل حالة البلازما.


فهم أعمق للأيونات:

تميل جميع الذرّات إلى الاستقرار، فذرّة الصوديوم مثلاً تتخلى بسهولةٍ عن أحد الكتروناتها متحولةً إلى ما يسمى أيون الصوديوم الموجب، أما ذرّة الكلور فهي تحتاج إلى إلكترونٍ إضافي لكي تستقر

 وعندما تحصل على ذلك| الالكترون| تتحوّل إلى أيون الكلور السالب، وإذا التقت ذرّة صوديوم مع ذرّة كلور تتفاعلان معاً فتتشكّل ذرّة كلوريد الصوديوم، وهو ما نعرفه بملح الطعام.

أين نجد حالات البلازما بكثرة؟

لا يوجد الكثير من الأمثلة عن حالات البلازما على كوكب الأرض، ولكنها تتواجد بكثرةٍ خارجه، فمعظم المادة الموجودة في| النجوم| هي عبارةٌ عن بلازما

 وتظهر البلازما على الأرض عند حدوث البرق، فشرارات البرق تسخّن ذرّات الهواء بسرعةٍ ولدرجاتٍ عالية، فتتحول من الحالة الغازية إلى حالة البلازما.

هل يمكن تحويل أي شيء إلى بلازما؟

لو حاولنا التفكير في تحويل المياه مثلاً إلى بلازما، فهل ذلك ممكن؟

 ذكرنا بأن البلازما مرتبطةٌ بتأين الذرّات، فإذا حاولنا تحويل الماء إلى بلازما، فعلينا أن نحوّل ذرّاته إلى أيونات، ولكن ذلك يتطلّب أن نفصل ذرّات الأكسجين عن ذرّات الهيدروجين ثم تحويلها إلى أيونات

 ولكن ذلك يعني عدم القدرة على دمجها ببعضها ثانيةً، أي أن الماء لن يكون ماءً بعد ذلك، وبالتالي نستنتج بانه لا يمكن تحويل أي شيء إلى بلازما.

أين نجد الحالات المختلفة للمادة؟

يمكن اعتبار الحالات الأربعة سابقة الذكر للمادة كحالاتٍ كلاسيكية، ولكن |العلم| يطلع علينا كلَّ يومٍ باكتشافاتٍ جديدة، وكلّما تعمّق فهمنا لما حولنا أكثر كلّما اكتشفنا حالاتٍ جديدةً للمادة

 وإذا كان عدد تلك الحالات قد وصل إلى إحدى وعشرين حالةً، فإن بعض تلك الحالات لا توجد في الطبيعة، بل يمكن الحصول عليها في المختبرات فقط وفي شروطٍ محددة

 أما حالات المادة التي نجدها في الطبيعة فهي اثنتي عشرة حالةٍ فقط.


اقرأ المزيد...

سليمان أبو طافش

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 2/20/2022 11:44:00 م

هل للمادة ثلاث حالاتٍ فقط؟
 هل للمادة ثلاث حالاتٍ فقط؟ 
تصميم الصورة ريم أبو فخر
استكمالاً للمقال السابق ...

 بعد أن عرفنا بوجود اثنتي عشرة حالةٍ فيزيائيةٍ للمادة، وعرفنا الحالات الأربعة الكلاسيكية، دعونا نتعرّف على الحالات الأقلّ شهرةً.

تكاثف بوز – أينشتاين:

إن أخفض درجة حرارةٍ يمكن الوصول إليها هي ما يسمى درجة الصفر المطلق، وهي تساوي مئتين وثلاثٍ وسبعين درجةً مئويةً تحت الصفر تقريباً، وإذا بلغت درجة حرارة الغاز تلك الدرجة، فإن ذرّات الغاز ستلتحم مع بعضها البعض لتصبح أشبه بذرّةٍ واحدة عملاقة

 أي أنها ستصبح خليطاً غريباً لا يمكن وصفه بأنه ينتمي إلى أية حالةٍ من حالات المادة السابقة، ولذلك تعتبر هذه الحالة حالةً فيزيائيةً مستقلّةً من حالات المادة.

المائع فوق الحرج:

إذا وصلت| المادة السائلة |إلى درجة حرارةٍ كافيةٍ فإنها ستتحوّل إلى الحالة الغازية، ولكن لو كان ضغطها غير مناسبٍ لتكون في الحالة الغازية، فإنها ستصبح في حالةٍ وسطٍ بين السائل والغاز، فهي ليست سائلاً وليست غازاً، بل يمكن اعتبارها في حالةٍ فيزيائيةٍ جديدة يسميها| العلماء| حالة المائع فوق الحرج.

الذرّات المتداخلة:

إذا أخذنا ذرّةً صغيرة الحجم وجعلناها تسبح ضمن مجموعةٍ من| الذرّات| ذات الحجم الكبير، فإن ذلك سينتج عنه وجود ذرّةٍ في قلب ذرّةٍ أخرى، وهذه أيضاً حالةٌ فيزيائيةٌ جديدةٌ مختلفةٌ كليّاً من حالات المادة. 

بلازما كوارك غلون:

نعلم بان الذرّة تتكوّن من الكترونات ونواة، وبأن النواة تتكوّن بدورها من بروتونات ونيوترونات، وهذه الجسيمات الصغيرة التي تكوّن النواة تتكوّن أيضاً من جسيماتٍ أصغر تدعى كواركات 

ولكن لو ارتفعت درجة حرارة المادة بشكلٍ كافٍ، فإن تلك الكواركات ستنفصل عن بعضها البعض ولن تكون قادرةً على تكوين البروتونات والنيوترونات، وهذه هي الحالة التي وجدت عند بداية تشكّل الكون بعد لحظة| الانفجار العظيم|.

حالة النجم الميّت:

إذا وضعنا غازاً ما تحت درجةٍ عاليةٍ جداً من الضغط، فإن ذلك الغاز سيفقد خصائصه التي تجعله غازاً، فيتحوّل إلى حالةٍ فريدةٍ من حالات المادة الفيزيائية، وهذه الحالة نجدها في قلوب |النجوم |الميتة، حيث يبلغ الضغط فيها حدوداً عاليةً جداً إلى درجة تحوّل الغاز إلى هذه الحالة الجديدة.

حالة السائل الفائق:

في هذه الحالة تحتفظ المادة السائلة بجميع خصائصها كمادةٍ سائلة، ولكنها تفقد إحدى أهم خصائصها وهي اللزوجة، فمن المعروف بأن من أهم ما يميّز السوائل هو درجة لزوجتها، فإذا فقدت المادة السائلة لزوجتها حصلنا على حالةٍ جديدةٍ من حالات المادة تسمى حالة السائل الفائق.

الحالة الصلبة الفائقة:

في هذه الحالة تبدو المادة وكأنها في حالةٍ صلبة، ولكنها تتصرّف كما لو أنها في حالةٍ سائلة.

المادة الفوتونية:

نعلم جميعاً بأن |الضوء| عبارةٌ عن فوتونات، ولكن الاعتقاد السائد هو أن الفوتون عديم الكتلة، ولكن لو كان للفوتون كتلةٌ ما فإنه سيشكّل حالةً جديدةً من حالات المادة.


وبذلك نكون قد تعرّفنا على اثنتي عشرة حالةٍ من حالات المادة، فإذا وجدت بعض الفائدة في ذلك فنرجو منك أن تشارك المقال.

سليمان أبو طافش 

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 2/08/2022 07:40:00 م

ماهي الإجابة الصحيحة ياترى!؟
ماهي الإجابة الصحيحة ياترى!؟
تصميم الصورة : وفاء المؤذن 
 

"صحّ أم خطأ"...كلمات تتوارد على مسامعنا طوال الوقت

 فكلّ موضوع جدلي مختلف عليه أم متّفق عليه له جانب صحيح وجانب خطأ، فمن الممكن أن تكون الإجابة خاضعة لمبدأ ما أو قناعة ما ولكن وجودها أمر واقع  فما هو التّقييم الصّحيح لهذه الرؤيا ياترى؟

في مقالنا اليوم سنناقش هذه المبادئ وسندع أدمغتنا وتحليلها المنطقيّ يقودنا إلى الجواب المقنع ....هيا بنا نبدأ سويّاً...

 في إمتحان الفيزياء في جامعة "كوبن هاغن" الدينماركيّة  جاء أحد أسئلة الإمتحان على النحو التّالي :

كيف تحدّد إرتفاع ناطحة سحاب باستخدام "الباروميتر"؟ 

ومن المعروف أن "الباروميتر" هو| وحدة قياس الضّغط الجّويّ|، والإجابة الصّحيحة كانت بقياس الفرق بين الضّغط الجّويّ على سطح البناء وسطح الأرض  وكانت إحدى الإجابات مكتوبة على نحو أثارت استفزاز أستاذ الفيزياء  فاتخذ قرار عدم نجاح صاحب الإجابة في الإمتحان بلا أن يُتمّ قراءة باقي الإجابات

 والإجابة المستفذّة كانت تقول :أربط "الباروميتر" بواسطة حبل طويل، وأدلو الخيط من أعلى |ناطحة السّحاب| حتى يلامس الجهاز سطح الأرض، ومن ثم أقوم بقياس طول الخيط ! لقد غضب الأستاذ من الطّالب وأثار الجواب استفزازه لأن الجواب كان بدائي وليس له علاقة "بالباروميتر" أو حتى |الفيزياء| .

أصرّ الطّالب على أن إجابته صحيحة 100%  وحسب قانون جامعته تم تعيين خبير من أجل البتّ في القضيّة، وقد أفاد تقرير الحكم أن إجابة الطّالب صحيحة، لكنها لا تدل على معرفته بالفيزياء، وتم إعطاء الطّالب فرصة أخرى لإثبات معرفته العلميّة ومن ثم طرح عليه الحكم ذات السؤال بشكل شفهيّ، فقام الطّالب بالتّفكير ومن ثم قال :

 لدي الكثير من الإجابات حول قياس طول النّاطحة  ولا أدري أيها أختار  فقال الحكم أعطي ما عندك وأدلو بدلوك ...

وهنا بدأ الطّالب بعرض ما في جعبته من أجوبة :

الجواب الأول : أن يرمي جهاز "الباروميتر" من أعلى النّاطحة، ويقوم بقياس الزّمن الذي استغرقه للوصول إلى الأرض وبالتّالي من الممكن حساب إرتفاع  النّاطحة بإستخدام |قانون الجاذبيّة الأرضيّة| .

الجواب الثّاني إذا كانت الشّمس مشرقة، يمكن قياس طول ظلّ "الباروميتر" وطول ظلّ ناطحة السّحاب فنعرف ارتفاعها من خلال استخدام قانون التناسب بين الطّولين والظّلين .

الجواب الثّالث: لو أردنا حلّاً سريعاً فنستطيع تقديم |جهاز الباروميتر| كهدية لحارس الناطحة مقابل إخبارنا بطول الناطحة، أما لو أردنا تعقيد الأمور فسوف نقوم بحساب فرق الضّغط الجّويّ بين سطح النّاطحة وسطح الأرض...

كان الحكم ينتظر الجواب الرابع بفارغ الصّبر لظنّه بأنّها تدل على فهم الطّالب العميق بالفيزياء، وأنها ستكون الأكثر إقناعاً على عكس الطّالب الذي كان يظنّ أنها الأكثر تعقيداً والأسوأ بين جميع إجاباته ...

وكل ماتبقى لقوله هو أن الطالب هو "نيلس بور" الطالب الدينماركي الوحيد الذي حاز على جائزة نوبل في الفيزياء....

بغض النّظر عن فكرة الامتحان وإجابة الطّالب، فمن غير الجيد الحكم على أقول الآخرين من البداية  وعسى أن يكون الذهب من نصيب الخواتيم، فالنظر إلى التفكير البسيط على أنه تفكير ساذج ليس بتفكير أكاديميّ أو عمليّ أبداً 

فلربما يكون الرّأي الأصلح والأفضل عدم تعقيد الأمور وتضخيمها .

ودمتم بألف خير ....

ميس الصالح

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 1/26/2022 11:41:00 ص

للمادة بنية ذرية معقدة - تعرف على أقسامها
للمادة بنية ذرية معقدة - تعرف على أقسامها
تصميم الصورة : رزان الحموي

- أي مادة موجودة على الأرض لها تركيبة ذرية تتكون منها 

 و على أساس هذه التركيبة تنقسم المواد إلى فصائل متعددة و تصنف حسب طبيعتها   ظهرت عدة نظريات علمية تساعد على شرح البنية الذرية للمادة  و نحن اليوم سنأخذ نظرية واحدة تساعدنا على فهم البنية بشكل واضح و سهل 

- نظرية بور Bohr : 

- تقوم هذه النظرية على مبدأ (أية مادة ذات وزن معين و تشغل حيزاً في الفراغ    فإنها تتألف من جزيئات ناتجة عن اتحاد جسيمات صغيرة تدعى الذرات Atoms).

- الذرة تتألف من جسيمات عنصرة أولية ذات شحنة كهربائية سالبة تدعى| الإلكترونات| Electrons ، و أيضاً من جسيمات عنصرة ثانوية ذات شحنات موجبة تسمى |البروتونات| Brotons ، و هنالك جسيمات معتدلة من حيث الشحنة الكهربائية تسمى النيوترونات Neotrons .

- هكذا قسمت نظرية بور المادة  و مما تكون من ناحية البنية الذرية لها .

- شحنات المادة : 

- الإلكترونات تسمى غالباً بحاملة الشحنة و تساوي شحنة الإلكترون الواحد q=1.6*10-19   وهذه تعد أصغر شحنة في الوجود  بينما شحنة| البروتون| تساوي شحنة الإلكترون إنما تعاكسها بالإشارة .

- حسب النظرية (نظرية بور) فإن البروتونات و النيوترونات توضع ضمن النواة في الذرة ، بينما الإلكترونات ذات الشحنات السالبة تدور حول النواة وفق مدارات خاصة orbits ، يمكن أن تكون دائرية أو على شكل قطع ناقص بحيث يكون عدد الإلكترونات التي تتوزع على هذه الدارات مساوياً عدد البروتونات المتوضعة ضمن النواة ، و بذلك تكون الذرة دائماً معتدلة كهربائياً.

- إن عدد البروتونات أو عدد الإلكترونات يختلف من مادة لأخرى 

 فعلى سبيل المثال |ذرة الهيدروجين| والتي تعد أبسط أنواع الذرات  تتألف فقط من بروتون واحد ضمن النواة ويدور حولها الإلكترون الواحد على المدار الأول   بينما ذرة الكربون و التي تتألف من ستة بروتونات في النواة   يقابلها ستة إلكترونات تدور حول النواة ، اثنان منها فقط على المدار الأول و ما تبقى يدور على المدار الثاني .

- أين تتوضع الإلكترونات ضمن المادة ؟ 

- تقع الإلكترونات أثناء دورانها حول النواة تحت تأثير قوتين اثنين  إحداهما ناتجة عن| قوة التجاذب| بين الشحنة الموجبة للنواة والشحنة السالبة للإلكترون وهي متجهة نحو الداخل   بينما القوة الثانية ناتجة عن دوران الإلكترون و تسمى بالقوة النابذة المركزية  و هي دائماً متجهة نحو الخارج   نتيجة لتساوي هاتين القوتين بالقيمة و مختلفين بالاتجاه فإننا نلاحظ أن الإلكترون لا ينجذب نحو النواة و إنما يبقى متحركاً على مداره بانتظام و بشكل دائم .

- هذا شرح مبسط عن مما تتكون البنية الذرية للمادة   و عن الشحنات التي تحويها  كل ذلك كان حسب النظرية الأشهر في العالم وهي نظرية بور  لنفهم كيف تتوزع الشحنات ضمن الذرة ، و بنية المادة من الناحية الذرية .


أحمد القادري

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 1/16/2022 12:50:00 م

الكهرباء عصب الحياة - فمما تتألف
الكهرباء عصب الحياة - فمما تتألف
تصميم الصورة : رزان الحموي
- حياتنا قائمة الآن على الكهرباء ، فهي تشكل عصب الحياة و محوره ، لا يمكن تخيل حياتنا اليوم بدونها فهي تعد من أهم الأمور في عصرنا الحالي ، بل لا يمكن استمرارية العالم بدون ما يدعى (الكهرباء ) ، فما هي الكهرباء ؟؟ .

- ما هي الشحنة الكهربائية Electricel charge : 

- الأجسام تبدو متعادلة من حيث| الشحنة| و أن |الإلكترونيات |تدور حول النواة بسرعة عالية دون أن تخرج عن مدارها ، وذلك بسبب القوى الكهربائية المؤثرة بين الإلكترونات و النواة ، إن سبب هذه القوى الكهربائية ما يسمى بالشحن الكهربائية والتي يرمز لها بالرمز q .

- الإلكتروني يؤثر في نواة الذرة بقوة كهربائية  أي يحتوي على.شحنة كهربائية وبالتالي يوصف بأنه حامل الشحنة  و بما أن نواة الذرة تمتلك الخواص الكهربائية نفسها فهي أيضاً تحتوي على |شحنة كهربائية| ، الإلكترونات لا تتجاذب و إنما تتنافر وكذلك تتصرف شحنات نواة الذرة ، الإلكترونات تتنافر بين بعضها في حين أنها تتجاذب مع النواة فهذا يعني أن نواة الذرة ذات شحنة مخالفة لشحنة الإلكترونات.

- ماهو التيار الكهربائيElectrical Current : 

- هو تحرك الشحنات الكهربائية في اتجاه محدد و تحت تأثير قوة معينة  و عندما تكون هذه الحركة للشحنات منتظمة و ثابتة في اتجاه واحد فإن |التيار الكهربائي| يسمى عندئذ التيار المستمر Direct current .

- بما أن الشحنات الكهربائية المتواجدة في الطبيعة نوعان ( موجبة - سالبة ) ، فإن انتقال شحنة كهربائية موجبة في اتجاه ما يقابله انتقال شحنة كهربائية سالبة في الاتجاه المعاكس ، و ذلك لأن انتقال أية شحنة موجبة من مكان ما يترك خلفه نقصاً في قيمة الشحنات الموجبة أي يترك زيادة في الشحنات السالبة .

- وجهة النظر الكهربائية للأجسام تنقسم إلى ثلاثة أنواع : 

1) النوع الأول : هي المواد التي تحتوي عدداً كبيراً من حاملات الشحنة  و تبدي مقاومة صغيرة جداً إزاء تحرك هذه الإلكترونات وتسمى النواقل الكهربائية.

2) النوع الثاني : هي المواد التي تحتوي عدداً قليلاً من حاملات الشحنة  و تبدي مقاومة كبيرة للإلكترونات و تسمى العوازل ، من هذه المواد (الماء المقطر - الزيوت - الزجاج - البورسلان...).

3) النوع الثالث : هي المواد التي تمتلك مواصفات مشتركة بين المواد الناقلة و المواد العازلة تسمى أنصاف النواقل ، تختلف عن النواقل بتركيبها الإلكتروني و من هذه المواد ( السيليكون و الجرمانيوم ) ، اللذان يلعبان دوراً أساسياً في الصناعات الإلكترونية 

- أنواع التيار الكهربائي : 

1) التيار المتغير : ينقسم إلى : 

متغير أحادي الاتجاه .

أحادي متناوب نبضي - أحادي غير متناوب .

2) التيار المستمر : ينقسم إلى : 

متغير ثنائي الاتجاه .

متناوب .

غير متناوب .

غير جيبي ذو شكل معين .

جيبي .

أحمد القادري


مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 11/02/2021 11:26:00 م

 لنتعرف معا على بعض خواص السوائل - الجزء الثاني

لنتعرف معا على بعض خواص السوائل - الجزء الثاني
 لنتعرف معا على بعض خواص السوائل - الجزء الثاني
تصميم الصورة: رزان الحموي

استكمالاً لما تكلمنا في مقال سابق حول خواص السوائل  


ما هو التبلل؟

عند ملامسة سطح ما لأي سائل كالماء مثلاً فإنه يبتل، بمعنى أن بعض قطرات الماء ستعلق على ذلك السطح، ولكن يمكن استخدام بعض المواد لمنع التبلل أو لتخفيفه، فمثلاً عند دهن اليدين بمادة الفازلين فإنهما لن تبتلا، فلماذا؟

ينشأ البلل بفعل قوى التلاصق بين جزيئات الماء والسطح الملامس لها، ولكن قوى التلاصق بين الماء والفازلين أضعف بكثير من قوى التلاصق بين جزيئات الماء فتبقى قطرة الماء متماسكة فوق السطح المدهون بالفازلين ولا تبلله. 


ما هي الخاصية الشعرية؟

الأنبوب الشعري هو أنبوب مفرغ رفيع جداً بحيث لا يزيد قطره عن ميليمتر واحد مفتوح من طرفيه، وعند غمر أحد طرفي الأنبوب الشعري في الماء فإن الماء سيرتفع إلى مستوى معين ثم يستقر عنده، وإذا زدنا قطر الأنبوب قليلاً فإن ارتفاع الماء سيقل ما يعني أن ارتفاع الماء داخل الأنبوب يتناسب عكساً مع قطر الأنبوب. وهذا ما يسمى ب|الخاصية الشعرية|، وهي ناتجة عن تأثير قوى التلاصق بين جدران الأنبوب وجزيئات الماء وتعمل قوى التلاصق على دفع الماء نحو الأعلى حتى تتعادل قوة الدفع نحو الأعلى مع قوة ثقل الماء فيتوقف صعود الماء ويستقر.


ملحوظات هامة:

1) تحتوي كافة |مساحيق الغسيل| على مواد تخفف من قوى التوتر السطحي للماء ما يجعله يتغلغل أكثر داخل الثياب ليكون التنظيف أسرع وأفضل.

2) ما يسمح بصعود الماء نحو الأعلى في سيقان |النباتات| هو الخاصية الشعرية لأن سيقان النباتات تحوي أنابيب دقيقة جداً تنقل الماء الذي يمتصه الجذر إلى باقي أجزاء النبات.

3) تستخدم |المصابيح| القديمة التي تعمل على الوقود السائل كالزيت نفس الخاصية الشعرية التي تسمح بانتفال الزيت نحو الأعلى لكي يبلل الفتيل القابل للاحتراق.


ما هي اللزوجة؟

تعبّر |اللزوجة| عن مقاومة السائل للجريان أو مقاومته لحركة الأجسام بداخله، وهي ناتجة عن قوى التماسك بين جزيئات السائل.

تعتمد لزوجة السائل على عدة عوامل منها: كثافة السائل، فنلاحظ بأن لزوجة السائل تزداد كلما زادت كثافته فمثلاً يمكننا ملاحظة أن |الدم| أكثر لزوجةً من الماء النقي، كما تعتمد لزوجة الدم تحديداً على عدد الكريات الحمراء فيه ولذلك يمكن الكشف عن مرض نقص الكريات الحمراء في الدم تبعاً للزوجته.

كذلك تتأثر لزوجة السائل بدرجة حرارته فهي تنقص بزيادتها وتزداد بنقصانها، ولذلك نجد السباحة في المياه الدافئة أسهل من السباحة في المياه الأقل دفئاً، كذلك نجد أن سكب الزيت من الوعاء الذي يحويه يكون أسهل في الصيف بينما نواجه صعوبةً في سكب الزيت في أيام الشتاء الباردة.

يمكن الاستفادة من لزوجة الزيوت المعدنية لذلك نضعها داخل المحركات لتخفيف قوى الاحتكاك بين مختلف الأجزاء المتحركة.


إذا وجدت شيئاً من الفائدة فشارك المقال مع صديقك.

بقلمي سليمان أبو طافش ✍️

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 11/02/2021 11:25:00 م

 لنتعرف معا على بعض خواص السوائل - الجزء الأول


لنتعرف معا على بعض خواص السوائل - الجزء الأول
 لنتعرف معا على بعض خواص السوائل - الجزء الأول
تصميم الصورة : رزان الحموي



تجارب ومشاهدات:

1) عندما نملأ أنبوباُ زجاجياً رفيعاً بالماء فإننا نلاحظ بأن سطح الماء مقعر قليلاً نحو الأسفل، أما لو ملأناه ب|الزئبق| لوجدنا سطح الزئبق محدباً نحو الأعلى.

2) عندما نضع قطرة ماء على سطح أملس فإن القطرة تأخذ شكلاً كروياً مفلطحاً.

3) قطرات الندى المتكونة على أوراق الأشجار لها شكلٌ شبه كروي.

4) تستطيع بعض الحشرات الوقوف والسير فوق الماء.

5) إذا وضعنا إبرة معدنية بهدوء على سطح الماء بشكل أفقي تماماً فإنها لا تغرق.


تلك المشاهدات وغيرها الكثير تجعلنا نتساءل عن سبب كل ذلك، ما الذي يجعل السوائل تتصرف بتلك الطريقة؟


تفسيرات علمية:

ما يجعل سطح الماء مقعراً في الأنبوب هو قوى تجاذب بين |الماء| والزجاج تسحب جزيئات الماء نحو الجدران الزجاجية فتترك فراغاً ضئيلاً في منتصف سطح الماء، تسمى تلك القوى: قوى التلاصق، أما الزئبق فكثافته أعلى بكثير من كثافة الماء ما يعني أن قوى الترابط بين جزيئاته أكبر بكثير من قوى التلاصق ما يجعل جزيئات الزئبق تتجمع عند منتصف سطح الزئبق، تسمى القوى المتبادلة بين جزيئات السائل بقوى التماسك.

إذاً يمكننا قول ما يلي: إذا كانت قوى التلاصق بين جزيئات السائل والسطح المجاور لها أكبر من قوى التماسك بين جزيئات السائل فإن السائل يتقعر نحو الأسفل، وإذا كانت قوى التلاصق أصغر من قوى التماسك فإن السائل يتحدب نحو الأعلى.

إن كل جزيء من جزيئات السائل قريب بما يكفي من جدار الأنبوب يتأثر بثلاث قوى هي: قوة ثقله التي تشده نحو الأسفل، وقوة التماسك بين الجزيئات التي تشده نحو مركز السائل، وقوة التلاصق مع الجدار التي تشده نحو الجدار، وإن شكل سطح السائل داخل الأنبوب يتحدد بمحصلة تلك القوى.

تتعرض جميع جزيئات السائل الموجودة على سطحه إلى قوى تماسك تجعلها مترابطة مع بعضها البعض وكأنها غشاء مرن يستطيع التحدب أو التقعر، وهذه القوى تسبب ما يعرف بظاهرة التوتر السطحي التي تحاول منع اختراق الأجسام الغريبة لهذا الغشاء، وبما أن الحشرة خفيفةٌ جداً فإن قوة ثقلها أقل من قوة التوتر السطحي وذلك ما يجعلها قادرة على الوقوف والسير فوق الماء، وحتى الإبرة المعدنية التي توضع على سطح الماء بحذر وهدوء وبشكلٍ أفقيٍ تماماً لا تمتلك القوة الكافية لاختراق سطح السائل فتبقى طافيةً عليه.

نفس قوة التوتر السطحي هي ما تجعل قطرات الندى أو قطرات الماء فوق الأسطح تأخذ شكلاً شبه كروي ولولا وجود الجاذبية الأرضية لكان شكلها كروياً تماماً.


ما تفسير قوة التوتر السطحي؟

تنشأ قوى التماسك بين |جزيئات| السائل من امتلاكها ل|شحنات كهربائية| مختلفة تولد بينها قوى تجاذب كهربائية تشدها نحو بعضها البعض.


ما هي العوامل المؤثرة على التوتر السطحي؟

يتغير |التوتر السطحي| من سائل إلى آخر تبعاً لكثافته حيث يزداد بزيادتها، ولذلك نجد قوى التوتر السطحي للزئبق أعلى بكثير مما نجده عند الماء، كذلك نجد أن التوتر السطحي لنفس السائل يتعلق بدرجة حرارته فهو ينقص كلما ارتفعت درجة الحرارة.


اقرأ المزيد ...
بقلمي سليمان أبو طافش ✍️

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 10/18/2021 09:26:00 م

كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الثالث


كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الثالث
كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الثالث

استكمالا لما تحدثنا عته سابقاً حول كيف تطور مفهومنا للحركة؟.....

|قوانين نيوتن|

 تعتبر قوانين نيوتن من أساسيات علم الحركة ولا زالت تدرَّس في مختلف مدارس وجامعات العالم حتى اليوم، ولكنه لم يكتفِ بها بل له الكثير من الدراسات والقوانين أيضاً فلقد ساهم بشكلٍ كبيرٍ في وضع أسس التكامل و التفاضل الذين مهدا للكثير من التطبيقات و الاختراعات العلمية الحديثة، بالإضافة إلى إنجازه الكبير في وضع قانون الجاذبية بعد أن لاحظ سقوط التفاحة على الأرض فتلك المشاهدة أثارت فيه الأسئلة وجعلته يبحث عن الأجوبة فلعل أكثر ما يميز العالم عن غيره أنه يلاحظ أكثر ويطرح الأسئلة و يبحث عن الأجوبة.  


|قانون الجاذبية|: 

كل جسمين يؤثران على بعضهما البعض بقوة جذب تتناسب طرداً مع جداء كتلتيهما وعكساً مع مربع البعد بينهما، و لقد بقي هذا القانون صحيحاً ومعمولاً به حتى جاء أينشتاين في نظرية النسبية العامة ليقول بأن الجاذبية ليست مجرد قوة بل هي انحناء (تحدب)  في نسيج الزمان والمكان (الزمكان) تحدثه الكتلة حولها ما يجعل الأجسام المجاورة لها تنجذب نحوها وكلما كانت الكتلة أكبر كلما أحدثت أنحناءً أكبر وكلما أثرت لمسافاتٍ أبعد، وهذا ما يفسر تأثر الضوء بالجاذبية فالمعروف بأن الضوء عديم الكتلة فالمفروض ألا يتأثر بالجاذبية بحسب قانون نيوتن ولكن التجربة والملاحظة أكدتا بأن الضوء يتأثر بالجاذبية بدليل أنه لا يستطيع النفاذ من الثقوب السوداء، وبذلك أصبح لدينا مفهومٌ جديدٌ للجاذبية بسبب نظرية النسبية العامة، وحديثاً تم اكتشاف بأن الجاذبية ذات طبيعةٍ موجية وقد أمكن رصد أمواج الجاذبية عند اندماج نجمين نيوترونيين ما أكد على أن الجاذبية ذات طبيعة موجية وهذا يقودنا إلى استنتاجٍ خطير، فكل ما نعرفه حتى الآن يتجه إلى أن يكون موجة والموجة ليست شيئاً مادية بل هي مجرد اضطراب في حالة المادة، وحتى الإلكترون الذي يعتبر أحد أهم مكونات المادة قد تبين بأنه ذو طبيعة موجية بعد اكتشاف نظرية الكوانتم (الكم) وهذا ما دفع علماء العصر الحديث إلى القول بأن كل شيء حولنا نعتبره حقيقياً يتكون من أشياء غير حقيقية فإلى أين سيقودنا هذا و ما الذي قد نكتشفه بعد الآن؟


اكتشاف أينشتاين:

أثناء عمل أينشتاين على |الفعل الكهرضوئي| (التأثير المتبادل بين و الكهرباء والضوء) اكتشف بأن الضوء يستطيع أن يحرر الإلكترون من ذرته وكان المعروف حينها بأن الضوء مجرد موجة، فكيف يمكن للموجة غير المادية أن تحرك جسماً مادياً؟ لم يجد أينشتاين أي تفسير لذلك إلا بأن يكون الضوء موجة وجسيم بنفس الوقت، ولكن إذا كانت الإلكترونات تطلق ضوءً عند تسخين سلك المصباح الكهربائي فهذا يعني أيضاً بأن الإلكترون هو موجة وجسيم بنفس الوقت, وقد أثار ذلك الاكتشاف جدلاً كثيراً بين العلماء إلى أن تمكنوا من إجراء التجارِب اللازمة وتأكدوا فعلاً بأن الإلكترون موجة وجسيم في وقت واحد ومن هنا بدأ عصرٌ علميٌ جديدٌ.


إذا أعجبك المقال فشاركه مع أصدقائك 


بقلمي سليمان أبو طافش ✍️

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 10/18/2021 09:25:00 م

كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الثاني 


كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الثاني
كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الثاني 

استكمالا لما تحدثنا عته سابقاً حول كيف تطور مفهومنا للحركة؟.....


أنواع الحركة:


الحركة المنتظمة:

إذاً يمكن أن نقول عن حركة بأنها مستقيمة منتظمة إذا كان مسارها مستقيماً وسرعتها ثابتة. ونقول بأن الحركة دائرية منتظمة إذا كان مسارها دائرياً وسرعتها ثابتة، وبنفس الطريقة يمكن أن نصف الحركة المستقيمة المتغيرة بانتظام والحركة الدائرية المتغيرة بانتظام.


الحركة الاهتزازية:

تكون منتظمة أو غير منتظمة، وتكون الحركة اهتزازية إذا كان الجسم يتحرك على جانبي موضع محدد يسمى مركز الاهتزاز، ومن الأمثلة على الحركة الاهتزازية حركة النواس و حركة النابض.

أما الحركة المركبة فهي مزيج من أنواع مختلفة من الحركات ودراستها تصبح أصعب بكثير من الحركة البسيطة.


ما هي قوانين الحركة:

لقد تحدث الكثير من العلماء عن الحركة ومفهومها ولكن أول من صاغ مبادئها بشكل علمي هو ديكارت وإن كان ما قدمه غير دقيق، فلقد وضع مبادئ للحركة فقال: الجسم الساكن يبقى ساكناً والجسم المتحرك يبقى متحركاً ولكن الحركة كَمّيَّة محفوظة دائماً، فديكارت إذاً هو أول من انتبه لقانون حفظ الحركة الذي أصبح يعرف اليوم بقانون |مصونية كَمّيَّة الحركة| وهو مأخوذ من قانون |مصونية الطاقة| الذي ينص على أن الطاقة لا تفنى ولا تُخلق من العدم ولكنها تتحول من شكل إلى آخر. 

يعتبر العالم الكبير |اسحق نيوتن| أول من وضع أسس و|قوانين الحركة| بالمفهوم الحديث بالإضافة إلى قوانين أخرى كثيرة عمل عليها وقدمها للعالم ما جعل الكثير من الناس يصنفونه كأشهر عالم في التاريخ، ومن أهم قوانينه:


قانون نيوتن الأول: 

كل جسم ساكن يبقى ساكناً إذا لم تؤثر عليه قوى خارجية تدفعه إلى الحركة، وكل جسم متحرك يبقى محافظاً على حركته مادامت القوى الخارجية المؤثرة عليه معدومة.

وبمعنى آخر: 

إذا كانت محصلة القوى الخارجية المؤثرة على الجسم معدومة فإنه سيبقى محتفظاً بحالته الحركية دون أي تغيير، فإذا كان ساكناً فإنه يبقى ساكناً و إذا كان متحركاً فإنه يبقى متحركاً.

وببساطة يمكن أن نرى بأن هذين القانونين ما هما إلا تطوير و إعادة صياغة بشكل أدق لما قاله |ديكارت|. 


قانون نيوتن الثاني:

 ويسمى عادة العلاقة الأساسية في التحريك وينص على أن أي جسم يخضع لمحصلة قوى خارجية ثابتة وغير معدومة فإنه سيتحرك بحركة منتظمة، فإذا كانت تلك القوى تعاكس جهة حركته فإنها ستؤدي إلى تباطؤ الحركة وإذا كانت بنفس جهة الحركة فإنها ستؤدي إلى تسارعها ولكن في كلتا الحالتين ستحافظ الحركة على شكل المسار، أما إذا كانت محصلة القوى تصنع زاويةً ما مع جهة الحركة فعندها سيتغير شكل المسار ويصبح منحنياً.


قانون نيوتن الثالث: 

و يسمى مبدأ الفعل ورد الفعل، وينص على أن لكل فعلٍ ردُ فعلٍ يساويه في الشدة ويعاكسه بالاتجاه.

أما عند الحديث عن حركة دورانية فيظهر لنا مفهومٌ جديدٌ هو عزم القوة، والذي يمكن تعريفه بأنه الفعل التدويري للقوة على الأجسام، فالحديث عن القوى وحدها في الحركة الدورانية غير كافٍ ولا بد من أخذ عزوم تلك القوى بعين الاعتبار.


اقرأ المزيد ..

بقلمي سليمان أبو طافش ✍️

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 10/18/2021 09:24:00 م

كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الأول


كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الأول
كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الأول



 ما هي الحركة؟ ومتى نقول عن جسم إنه متحرك؟

قبل سنواتٍ طويلة كان هذا السؤال يبدو ساذجاً فكنا نظن الأمور واضحةً وبسيطة، وكنا نفسر الأشياء بحسب رؤيتنا لها، فلقد ظننا لسنواتٍ طويلة جداً بأن الأرض هي مركز الكون وبأن كل شيء يدور حولها لأن هذا ما كنا نراه بأعيننا، حتى عرفنا بأننا مخطؤون، فالكون ليس له مركز، والشمس هي مركز المجموعة الشمسية، أما مركز المجرة فهو ثقبٌ أسود.

ومع كل يومٍ نجد المزيد من الاكتشافات التي تغيّر نظرتنا للكون وتغيّر فهمنا لكل ما يحيط بنا، فما كان بالأمس مؤكداً أصبح اليوم محل شكٍ أو زاد تأكيده، وما كان مشكوكاً به تم البتُّ بأمره، ولكن تبقى دائماً أمورٌ كثيرة محل جدل وقابلةً للتغيير، ولعل هذا أهم ما يجب أن يميز العلم، وهو القدرة على التطور والتعديل والاعتراف بالخطأ عند وقوعه والرجوع عنه فلا ينبغي للعلم أن يكون جامداً أو متصلباً بل عليه الاتساع ليستوعب كل المتغيرات.


|الحركة والسكون| 

 ليسا بالأمر البسيط، كما كنا نعتقد، ونحن نعرف اليوم بأن الحركة مفهومٌ نسبيٌ فما هو متحركٌ بالنسبة لنا قد يكون ساكناً بالنسبة لغيرنا، فمثلاً عند ركوب الحافلة فإن جميع الركاب ساكنون بالنسبة لبعضهم البعض ولكنهم متحركون بالنسبة لشخصٍ يقف على الطريق، أي لا يمكن وصف الجسم بأنه ساكن أو متحرك إلا بمقارنته مع جسمٍ آخر يعتبر مرجعاً، وهذا المرجع قد يكون من داخل الجملة المادية المدروسة ونسميه عندها مرجعاً داخلياً، وقد يكون خارجاً عنها ونسميه مرجعاً خارجياً.

يعتبر أول من نسب الحركة إلى مرجعٍ محدد هو العالم الإيطالي |غاليليو غاليلي| في القرن السابع عشر الميلادي و لذلك نسمع كثيراً عن |نسبية غاليليو|.


كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الأول
كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الأول


إذاً متى نقول عن جسم بأنه متحرك؟

إذا كانت المسافة بين الجسم وبين مرجع محدد متغيرة مع الزمن يكون الجسم متحركاً بحركة انسحابية بالنسبة لهذا المرجع.ولكن قد يدور الجسم حول المرجع بمسار دائري فيبقى البعد بينهما ثابتاً مع أن الجسم يتحرك فتغير المسافة إذاً لا يكفي لوصف الحركة بل يجب الحديث عن تغير جهة الحركة أيضاً ولذلك يتم وصف حركة الجسم بعدة متغيرات مثل الموضع والسرعة والاتجاه..


عموماً يمكن تصنيف الحركة ضمن تصنيفين أساسيين: فإما أن تكون الحركة بسيطة أو مركبة:

إذا كانت الحركة بسيطة فيمكن تصنيفها حسب نوع المسار الذي ترسمه إلى حركة انسحابية وحركة منحنية وحركة اهتزازية.

و كذلك يمكن تصنيف الحركة حسب السرعة إلى حركة منتظمة وحركة متغيرة، فإذا كانت السرعة ثابتة مع الزمن كانت الحركة منتظمة وإلا كانت الحركة متغيرة.

إذا كانت السرعة تتغير مع الزمن بشكلٍ منتظم يكون تسارع الحركة ثابتاً وعندها نقول عن الحركة بأنها متغيرة بانتظام وهنا قد تكون هذه الحركة متسارعة أو متباطئة، فإذا كانت السرعة تزداد بمرور الزمن يكون التسارع مقداراً موجباً وتكون الحركة متسارعة وإذا كان هذا التسارع ثابتاً تكون الحركة متسارعة بانتظام. أما إذا كانت السرعة تتناقص بمرور الزمن فيكون التسارع مقداراً سالباً وتكون الحركة متباطئة وهكذا..


إقرأ المزيد...

بقلمي سليمان أبو طافش ✍️

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 10/18/2021 08:14:00 م

ماذا تعرف عن علم الترموديناميك؟


ماذا تعرف عن علم الترموديناميك؟
ماذا تعرف عن علم الترموديناميك؟


|الترمودينامك|

 يعتبر علم الترمودينامك أحد أنواع العلوم التي تدرس التغيرات التي تطرأ على المادة عند اكتسابها أو فقدانها للحرارة، بمعنى أنه يدرس التغيرات المترافقة مع تبادل حراري بين المادة والوسط الخارجي المحيط بها.فمثلاً عند امتصاص الجليد للحرارة من الوسط المحيط به فإنه يتحول إلى ماء سائل، فهذا تحولٌ يرافقه تبادلٌ للحرارة.


أنواع |التحولات الترموديناميكية|:

يمكن تصنيف التحولات الترموديناميكية التي قد تحدث للمادة وفق أحد التصنيفات التالية:


1)إذا حدث التحول دون أي تغير في درجة الحرارة :

يكون هذا التحول متساوي درجة الحرارة، فمثلاً يتحول الماء إلى بخار (يغلي) عند درجة حرارة ثابتة هي مئة درجة مئوية عند مستوى سطح البحر، ونلاحظ بأن درجة حرارة المياه تبقى ثابتة طوال فترة الغليان. 


2)هناك تحولات تسمى تحولات الضغط الثابت:

مثل ما يحدث عند طهي الطعام في وعاء مفتوح حيث يكون الضغط داخل الوعاء هو نفس الضغط الجوي علماً أن إغلاق الوعاء يزيد من الضغط داخله بفعل الحرارة ما يساعد على الطهي بسرعة أكبر.


3)هناك تحولات تسمى تحولات متساوية الحجم 

حيث تتم عملية تحول المادة دون تغير حجمها مثلما يحدث في أوعية الطبخ المسماة طناجر الضغط.


4)أما التحولات التي لا تتبادل الحرارة مطلقاً مع الوسط الخارجي فتسمى بالتحولات الكظومة.


ما هي |الجملة الترموديناميكية|؟

يمكن تسمية أي جزء من الفضاء تجري عليه تحولات يرافقها تبادل حراري بالجملة الترموديناميكية.

وتصنف الجمل الترموديناميكية حسب طبيعة التبادلات بينها وبين الوَسَط الخارجي إلى ثلاث أصناف:


1) الجملة المعزولة: 

هي الجملة التي لا تتبادل أي شيء من مادة أو طاقة مع الوسط الخارجي.


2) الجملة المغلقة: 

هي الجملة التي لا تتبادل المادة ولكنها تتبادل الطاقة مع الوسط الخارجي.


3) الجملة المفتوحة:

 هي الجملة التي تتبادل المادة والطاقة مع الوسط الخارجي.


 ما هو |التوازن الحراري|؟

 عند تلامس جسمان لهما درجتا حرارة مختلفتان فإن الجسم الأبرد سيمتص الحرارة من الجسم الأسخن حتى يصبح للجسمين نفس درجة الحرارة فنقول عندها بأنهما متوازنان حرارياً. وعندما يتوازن جسمان حرارياً مع جسم ثالث فهما حتماً متوازنان حرارياً فيما بينهما، وهذا ما يُعرف بالقانون صفر في الترمودينامك.


ما المقصود ب|كمية الحرارة|؟

نطلق على الطاقة الحرارية التي تكتسبها الجملة أو تخسرها بسبب تلامسها مع جملة أخرى مختلفة عنها بدرجة الحرارة اسم كمية الحرارة.


ملحوظة: 

يمكن رفع درجة حرارة جملة ترموديناميكية بإحدى طريقتين: إما بإعطائها الحرارة عبر تسخينها أو بضغطها أي بتقديم عمل ميكانيكي إليها.


|الطاقة الداخلية| لجملة ترموديناميكية :

هي مجموع مختلف أشكال الطاقة داخل الجملة، وعندما تتبادل الجملة الطاقة بشكلٍ ما مع الوسط الخارجي فإن طاقتها الداخلية سوف تتغير.


المبدأ الأول في الترمودينامك:

إذا تبادلت الجملة الترموديناميكية العمل والحرارة مع الوسط الخارجي فإن طاقتها الداخلية سوف تتغير.


لطفا شارك المقال مع أصدقائك.

بقلمي سليمان أبو طافش ✍️

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 10/18/2021 02:36:00 م

               ماذا تعرف عن الفيزياء النوويّة ؟ 

                           (الجزء الثاني)

ماذا تعرف عن الفيزياء النوويّة ؟ .. (الجزء الثاني)
ماذا تعرف عن الفيزياء النوويّة ؟ .. (الجزء الثاني)

تكلّمنا في المقال السابق عن الفيزياء النوويّة وتعرّفنا على النظائر .

تدابير الوقاية وإجراءات السلامة في الطب النووي :

  • تمتلك |الأشعة النووية| والذرية آثاراً ممرضة وقد تكون مميتة عند التعرض لها لفتراتٍ طويلةٍ أو بكمياتٍ كبيرة، كما أنها قد تسبب خللاً جينياً في |الجينات| الوراثية تظهر على شكل تشوّهات أو أمراضٍ وعاهاتٍ في الأجيال اللاحقة.
  • تختلف أضرار الأشعة حسب قدرتها على النفاذ وذلك يعتمد على طاقتها فأشعة ألفا هي الأضعف ولا نحتاج للوقاية منها لأكثر من حاجز كرتوني بسماكة نصف سنتيمتر، بينما نحتاج لحاجز كرتوني بسماكة عدة سنتيمترات للوقاية من أشعة بيتا ذات الطاقة الأعلى، أما أشعة غاما فلا يمكن إيقافها إلا باستخدام حواجز من الرصاص، أما الأشعة المتسربة من المفاعلات النووية فهي عبارة عن نيوترونات بطيئة لا يمكن إيقافها إلا باستخدام حواجز من الكادميوم.

بناءً على ذلك فإن مجالات الأشعة الصادرة عن الأجهزة المستخدمة في الطب النووي كثيرة ومتنوعة، وهذا يفرض على كافة العاملين في هذا المجال إتباع دورات مكثَّفة حول طرق الوقاية من الاشعاع، كما يجب إعطاء تعليمات مفصّلة للمرضى الخاضعين للعلاج بالأشعة .

 ومن أهم التدابير والإجراءات الواجب إتباعها ما يلي :

  1. تشغيل وإطفاء الأجهزة بالطرق الصحيحة الموصى بها من قبل الشركات الصانعة والمختصة.
  2. الحرص على عدم وصول المواد المشعة إلى أيادٍ غير خبيرة ومدربة.
  3.  يجب على العاملين في مجال الطب النووي ارتداء الألبسة المناسبة والواقية بما فيها الأحذية والقفازات والسترات ووضع الكمامة الخاصة والنظارة المناسبة على الأعين.
  4. تخزين المواد المشعة في أماكن خاصة بعيدة عن تحركات الأشخاص وضمن حاويات ذات جدران مناسبة لمنع تسرب |الأشعة|.
  5. تحضير الجرعات المشعة في غرف معزولة مخصّصة لذلك.
  6. تغذية العاملين في مجال |الطب النووي| بأغذية خاصّة تساعدهم على تعويض الخلايا المتضررة من تعرضها للإشعاع.

مفاعلات الإنشطار النووي:

توجد أنواع عديدة لمفاعلات الانشطار النووي ولكنها تعمل جميعاً وفق نفس المبدأ، ومن أشهرها مفاعل الماء المضغوط الذي يتألف من:

  • قلب المفاعل: وهو مجموعة من قضبان اليورانيوم التي تعتبر وقود المفاعل، ويتخللها مجموعة قضبان من الكادميوم الذي يمتص النيوترونات الحرارية الناتجة عن |التفاعلات النووية|، ويكون قلب المفاعل مملوءً بالماء الذي يخفف الحرارة فيحول النيوترونات السريعة إلى نيوترونات بطيئة تمتصها قضبان الكادميوم للتحكم بعدد التفاعلات الانشطارية المتسلسلة، كذلك يعمل الماء على نقل الحرارة عبر شبكة من الأنابيب تسمى أنابيب الدورة الأولية إلى المحرك البخاري، كما يعمل الماء على تبريد قلب المفاعل كي لا تصل حرارته إلى درجات خطرة.
  • شبكة انابيب الدورة الثانوية: تحمل شبكة انابيب الدورة الثانوية الملتفة داخل حجرة المبادل الحراري طاقة حرارية هائلة تحت ضغط هائل لمنع الماء من الغليان وتقدم هذه |الحرارة| إلى الماء المحيط بها فتحوله إلى بخار يندفع بسرعة نحو المحرك البخاري الي يدور ليولد |الكهرباء|، ثم يندفع البخار إلى جهاز يسمى المكثف يبرده ويحوله مجدداً إلى ماء سائل يعود باستخدام مضخة إلى قلب المفاعل.

تابع معنا في المقال التالي ..

سليمان أبو طافش🔭


مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 10/18/2021 02:31:00 م

                ماذا تعرف عن الفيزياء النوويّة ؟ 

                           (الجزء الثالث)

ماذا تعرف عن الفيزياء النوويّة ؟ .. (الجزء الثالث)
ماذا تعرف عن الفيزياء النوويّة ؟ .. (الجزء الثالث)

 تكلّمنا في المقال السابق عن تدابير الوقاية في |الطب النووي| وعن مفاعلات الإنشاطر النووي , سنتابع الحديث في هذا المقال عن تخصيب اليورانيوم

ما المقصود بتخصيب اليورانيوم؟

  • يتكون |اليورانيوم| الموجود في الطبيعة من خليط من ثلاثة نظائر هي اليورانيوم 235 بنسبة 0.7% واليورانيوم 234 بنسبة مهملة و الباقي من اليورانيوم 238، ولكن اليورانيوم 235 هو المستخدم في مفاعلات الانشطار ولكن بما أن نسبته ضئيلة في اليورانيوم الطبيعي فهو غير صالح للإستخدام كوقود نووي ولذلك يجب رفع نسبته بحيث لا تقل عن 5% لكي يصبح صالحاً للاستخدام كوقود وعملية رفع النسبة هذه هي ما تسمى بالتخصيب، ويسمى اليورانيوم عندئذٍ باليورانيوم منخفض التخصيب.
  • أما اليورانيوم المستخدم في القنابل الإنشطارية فتصل نسبت تخصيبه إلى 20% و يسمى اليورانيوم عالي التخصيب، ولذلك نجد وكالة |الطاقة| الذرية تتأكد من نسبة تخصيب اليورانيوم في أي دولة كي تضمن عدم إمكانية حصولها على الأسلحة النووية.

كيف تتم عملية تخصيب اليورانيوم؟

  • يجب أولاً سحق اليورانيوم ومزجه مع غاز الفلور لتحويله إلى غاز سادس فلوريد اليورانيوم، ثم يوضع في أسطوانة تدور بسرعات عالية جداً ما يجعل جزيئات الغاز التي تحوي اليورانيوم 238 بعيدة أكثر عن مركز الدوران لأن كتلتها أكبر ما يسمح باستبعادها خارج الأسطوانة فتقل نسبة اليورانيوم 238 وترتفع نسبة اليورانيوم 235، ثم تتكرر تلك العملية حتى يتم الحصول على النسبة المطلوبة من اليورانيوم المخصب.
  • تسمى الأجهزة المستخدمة في عملية تخصيب اليورانيوم بأجهزة الطرد المركزي، كما يسمى اليورانيوم المستبعد في عملية التخصيب باليورانيوم المنضّب.

تشغيل مفاعل الإنشطار النووي :

  • بعد تخصيب اليورانيوم يتم تشكيله على شكل قضبان أو كرات توضع في قلب المفاعل النووي وعند تشغيله يتم ضخ بعض النظائر الخفيفة مثل |الليثيوم| 6 التي تصدر نيوترونات ذات طاقة عالية تحت تأثير أشعة الفا التي تصدرها نوى اليورانيوم، ثم تقوم نوى اليورانيوم بامتصاص تلك النيوترونات التي تؤدي إلى انشطار تلك النوى ما يولد المزيد من النيوترونات السريعة التي يتم إبطاؤها بواسطة الماء ما يجعلها نيوترونات بطيئة تبقى داخل نواة اليورانيوم زمناً كافياً لكي تنشطر وهكذا تتكرر العملية ضمن ما يسمى التفاعل المتسلسل، ولكن كي لا يخرج عدد التفاعلات عن السيطرة ما قد يسبب إنفجار المفاعل بلا بد من التحكم بعدد تلك التفاعلات ويتم ذلك بواسطة قضبان الكادميوم 113 التي تمتص النيوترونات الزائدة وتبقي التفاعلات تحت السيطرة.
  • يستمّر المفاعل النووي بالعمل حتى تنخفض نسبة اليورانيوم 235 في الوقود المخصب إلى أقل من 1% فيتم عندها استبدال قضبان الوقود بأخرى جديدة، أما قضبان اليورانيوم المستبعدة من المفاعل فهي ما يسمى بالنفايات النووية التي تشكل مشكلةً خطيرةً يجب التخلّص منها بدفنها تحت الأرض على أعماقٍ كبيرة لأنها تبقى مشعة وأشعتها مؤذية لجميع أشكال الحياة لزمنٍ طويل.

إذا اعجبك المقال فشاركه مع أصدقائك.

 سليمان أبو طافش🔭

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 10/18/2021 02:10:00 م

               ماذا تعرف عن الفيزياء النوويّة ؟ 

                            (الجزء الأوّل)

ماذا تعرف عن الفيزياء النوويّة ؟ .. (الجزء الأوّل)
ماذا تعرف عن الفيزياء النوويّة ؟ .. (الجزء الأوّل)

ما هي الفيزياء النوويّة؟

  • هي إحدى مجالات |الفيزياء| التي تُعنى بدراسة نوى الذرات ومكوناتها وطبيعة القوى والتفاعلات الحاصلة فيها.
  • تتألف |النواة| كما نعلم من بروتونات ذات شحنة موجبة ونيوترونات عديمة الشحنة، ولكلٍ منهما كتلة متقاربة جداً.
  • يسمّى عدد بروتونات النواة بالعدد الذري وهو يساوي عدد الإلكترونات السالبة ولذلك تكون |الذرّة| معتدلة كهربائيّاً، أما مجموع عددي البروتونات والنيوترونات فيسمّى بالعدد الكتلي.

حجم وشكل النواة :

  • تمتلك معظم النوى شكل كروي تقريباً في حين يكون شكل بعض النوى مفلطحاً أكثر، ولذلك يمكن قياس حجم النواة لأي ذرة عند معرفة نصف قطرها، ويمكن معرفة نصف قطر النواة عند معرفة نصف قطر النيوكلون (بروتون أو نيوترون) ومعرفة عدد النيوكلونات في النواة، ولكن الحقيقة أن جميع تلك القياسات والحسابات تقريبية ولا يمكن حتى الآن تحديد أبعاد |النواة| بدقة.

القوى النووية :

  • بما أن النواة تتكون من جسيمات دقيقة لها نفس الشحنة فمن الطبيعي أن تتنافر تلك الجسيمات فتبتعد عن بعضها مسببةً انهيار النواة و بالتالي انهيار الذرة وانهيار المادة وانهيار كل ما نعرفه في هذا |الكون|، ولكن بما أن جميع مكونات النواة تبقى متماسكة ولا تتباعد فإن ذلك يعني وجود قوة تعاكس قوة التنافر الكهربائي و تتفوق عليها لكي تحفظ تماسك النواة وهذه القوة تسمى بالقوة النووية، وقد تبين بأن القوة النووية بين أي جسيمين داخل النواة (نيوكلونين) تعادل قوة ثقل كتلة مقدارها 4 كيلوغرام وهي قوة هائلة جداً لأنها تطبق على كتل متناهية في الصغر.

تتميّز القوى النووية بالخصائص التالية:

  1. مداها قصير جداُ لا يتجاوز جزءً واحداً من مئة تريليون جزء.
  2. لا علاقة لها بنوع النيوكلون.
  3. تكون قوى تجاذبية عند مسافة محددة بين النيوكلونين وتصبح تنافرية عندما تنقص تلك المسافة، فكأنها تتحوّل بين جذبٍ وطردٍ لكي تبقى محافظةً على المسافة بين النيوكلونات.

ما هي النظائر :

  • اعتقد العلماء لفترةٍ طويلة بأن جميع ذرات العنصر نفسه لها نفس الكتلة ونفس الخصائص الفيزيائية، ولكن بعد إكتشاف النشاط الاشعاعي في نهاية القرن التاسع عشر تم الحصول على نتائج تجريبية تُثبت بأن ذرات العنصر الواحد ليست بالضرورة متماثلة بالكتلة والخواص الفيزيائيّة ولكنها متماثلة حتماً بالخواص الكيميائيّة فهي تمتلك نفس العدد الذري ولكنها قد تختلف بالعدد الكتلي بمعنى ان عدد النيوترونات لذرات نفس العنصر ليست متساوية بالضرورة، ولذلك أطلق العلماء على العناصر التي لها نفس العدد الذري وتختلف بالعدد الكتلي إسم |النظائر|.

ما هي إستخدامات النظائر؟

  • يمكن إستخدام الاشعاع الصادر عن النظائر المشعة لدراسة الجسم البشري والكشف عن المناطق المصابة بأورام أو تمزقات أو |كسور|، كما يستخدم ذلك الاشعاع في قتل |الخلايا السرطانيّة| التي تكون عادةً أضعف من |الخلايا| الطبيعية فعند تعريض المنطقة المصابة إلى جرعة بسيطة من الأشعة فإن الخلايا السرطانيّة ستموت دون أن تتأذى الخلايا السليمة.
  • كذلك يمكن إستخدام بعض أنواع الأشعة في تسكين الآلام الحادة مثل |آلام المفاصل| والآلام اللاحقة للعمليات الجراحية وغيرها.

تابع معنا في المقال التالي ..

 سليمان أبو طافش🔭

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 10/06/2021 08:55:00 م

  ماذا تعرف عن" السفر عبر الزمن" ؟؟ الخامس

ماذا تعرف عن" السفر عبر الزمن" ؟؟ الخامس
  ماذا تعرف عن" السفر عبر الزمن" ؟؟ الخامس


تعرفنا في الأجزاء السابقة على ثلاث نظريات تؤيد فكرة السفر عبر الزمن ... وسنتكلم في هذا الجزء على التناقضات التي واجهت هذه الفكرة....


رأي العلماء حول السفر عبر الزمن:

* الفيزيائي " |ستيفن هوكينج| " مشهور بأبحاثه عن الثقوب السوداء ورغم ذلك يعتبر أحد المعارضين لفكرة وجود آلة زمن أو فكرة العودة إلى الماضي، 

إضافة إلى أن هوكينج يرى أن العودة إلى الماضي هو تحايل على الطبيعة.


 ومن القصص الطريفة : 

أن هوكينج قام ب|تجربة فلسفية| لكي ينفي بها فكرة وجود سفر إلى الماضي،  


وكانت التجربة أنه أقام حفلة في يوم 28 يونيو في عام 2009 ولكن دون معرفة أحد ، والغريب في القصة أنه أرسل دعوات حضور الحفل بعد انتهاء الحفلة بيوم ، أي في يوم 29 يونيو ، وهذا ما جعل   المدعوين يستغربون جداً ، وعندما سُئل عن السبب... قال لهم :  لو كان السفر إلى الماضي شيء ممكن ، كان من المفروض أن يأتي زائرين من المستقبل لكي يحضروا الحفلة، لكن هوكينج ظل لوحده منتظر ولم يأتي أحد .


المشكلة الأكبر:

* إن فكرة السفر في الزمن إلى الماضي تعتبر المشكلة الأكبر في المجتمع العلمي مقارنة بفكرة السفر الى المستقبل.

وذلك لأن السفر إلى المستقبل تم إثبات إمكانية حدوثه عن طريق المركبات والصواريخ التي تتحرك بسرعات كبيرة وتقترب من سرعة الضوء .

أما السفر إلى الماضي مازال العائق الأكبر ، وأحد الفرضيات التي تم طرحها هي أنه سوف يحدث تناقضات كبيرة في حالة عودة شخص إلى الماضي ..


ماهي هذه التناقضات:

* في حالة عودة شخص الى الماضي ،فسوف يحدث تغيير في أحداث الماضي ، وبالتالي فسوف يؤثر ذلك  على أحداث المستقبل .

مثال : ( أن يمنع الأحداث التي تسببت في الحروب،  وبالتالي هذه الحروب سوف لن تحدث في المستقبل ..) 

أو ( أن هذا الشخص يتسبب في مقتل أهله ، وبالتالي هذا الشخص سوف لن يكون موجود من الأساس ، كيف ذلك !!!)

_ وبالرغم من هذه التناقضات إلا أن بعض العلماء كان لديهم حل لهذه التناقضات، وذلك من خلال مفهوم "المسارات المتوازية" للتاريخ .


نوضح ذلك من خلال مثال : 

( إن عاد شخص للماضي وبدأ يُحدث بعض التغييرات التي سوف تؤثر على المستقبل ، فهذا سوف يخلق مستقبل جديد في كون موازي ، لكن المستقبل الخاص في الشخص ذاته فسوف يبقى ثابت دون أي تغيير في أحداثه) .


وبالتأكيد فإن هذا الأمر يُعتبر كلام نظري فقط ولا يوجد أي أحد يستطيع أن يُثبت صحة ما تم ذكره .

وذلك مرتبط بفكرة نظرية تعدد الأكوان .


و بالرغم من أن موضوع السفر عبر الزمن في العصر الحالي فيه شيء من الوضوح نظراً لجهود العلماء وتجاربهم العديدة التي أُجريت ، إلا أنه تبقى هناك عدد من الأسئلة الفلسفية أمام المجتمع العلمي دون إجابات ...


بعض هذه الأسئلة :

لماذا ليس لدينا زوار من المستقبل؟؟

 هل من الممكن للشخص الذي سافر للمستقبل ان يعيش في زمن أحفاده التي لم تأتي بعد ؟؟

هل من الممكن للشخص أن يعيش في زمن أجداده؟ رغم أنه سوف يكون في هذه الفترة الزمنية 'غير موجود' فيها من الأساس؟؟

كيف يحدث وأن تتواجد كتلة في مكانين مختلفين في نفس الوقت ؟؟


وفي النهاية ... يبقى السؤال الأصعب هو :

هل السفر إلى الماضي أمر مستحيل أم لا ؟؟

للأسف.. لا أحد يعلم ولا أحد يستطيع الإجابة على ذلك أو حتى الإثبات المطلق له .


 وفي الوقت الحالي كل هذه النظريات هي مجرد مناقشات وأفكار فلسفية وليست علمية ، لأنه لا يوجد أحد قد سافر للماضي لكي يجيبنا .


والسؤال إليكم الآن .. هل تعتقدون أن "السفر عبر الزمن " من الممكن في يوم من الأيام أن يصبح حقيقة أم لا؟


*  اتركوا لنا رأيكم في فكرة السفر عبر الزمن في التعليقات .

 فرأيكم يهمنا ...

 بقلمي رهف ناولو ✍️

مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 10/06/2021 08:55:00 م

  ماذا تعرف عن" السفر عبر الزمن" ؟؟ الجزء الرابع

ماذا تعرف عن" السفر عبر الزمن" ؟؟ الجزء الرابع
  ماذا تعرف عن" السفر عبر الزمن" ؟؟ الجزء الرابع


 تكلمنا في الأجزاء السابقة عن النظرية النسبية ونظرية الثقوب السوداء في إثبات فكرة السفر عبر الزمن .. وسنكمل في هذا الجزء تفاصيل أكثر عن نظرية الثقوب ومعرفة مدى صحتها ....


الثقوب السوداء:

* إن نظرية الثقوب السوداء هي واحدة من النظريات المهمة التي تطرقت إلى موضوع " السفر عبر الزمن"،   وبالرغم من أنها ما زالت فرضيات، إلا أنها واجهت إقبال كبير من الناس ، نظرا لأن هذه النظرية تسمح للسفر عبر الماضي والمستقبل ، على عكس نظريات أينشتاين التي اقتصرت على الانتقال للمستقبل  فقط.


وكما أن الناس مهتمين في فكرة السفر الى المستقبل ، أيضا لديهم ذات الاهتمام في فكرة السفر إلى الماضي ، 

وبالرغم من أن فرضية الثقوب السوداء قد حلت العديد من العقبات، إلا أن هذه الفرضية تُعاني من  المشاكل .


 أحد هذه المشاكل هي :

 " أن أي جسم سوف يمر داخل الثَّقب الأسود ، لن يستطيع أن يخرج منه، لأنه ببساطة سوف يصطدم بمركز الثَّقب، والذي يسمى بنقطة (الانسحاق)، والذي ينهار ويتلاشى أي جسم يصطدم به .

إذاً .. أي إنسان سوف يدخل داخل الثَّقب الأسود، سوف لن يبقى على قيد الحياة.


 وبالرغم من ذلك، هناك بعض الردود العلمية على هذه المشكلة، منها :

 _ في عام 1963 م استطاع العالم  " روي كير" أن ينشر حلول للمعادلات المتعلقة بالثقوب السوداء وإمكانية تجنب الاصطدام بمركز الثَّقب الأسود، وعلل ذلك بأن الثقوب السوداء تعتبر ثقوب دودية من الداخل على هيئة مسارات دائرية شبيهة بحركة المجرات او حركة الكواكب حول الشمس ، وبالتالي سوف يكون هناك إمكانية لتجنب الاصطدام بمركز الثقب .

وفي النهاية.. فقد أصبحت فرضية الثقوب السوداء  هي وسيلة السفر بين الماضي والمستقبل في جميع أجزاء الكون، لكنها "نظرية فقط" .


يوجد أيضاً نظريات أخرى تؤيد فكرة السفر عبر الزمن ، وهي : 

3_ (نظرية الأوتار الكونية ) : 

وهي أحد الفرضيات التي تطرقت إلى فكرة السفر عبر الزمن .

* وتنص هذه النظرية على  " أن الكون عبارة عن أوتار طاقة متناهية الصغر ، وحتى الأجسام الصغيرة مثل الذرات في الإلكترونات هي أيضاً مكونة من أوتار، وإن حدث تقاطع بين وترين كونيين بسرعة معينة ، فسوف ينشأ مسار زمني من بين فترتين زمنيتين مختلفتين، وبالتالي سوف يحدث انتقال بين الأزمنة المختلفة" .


 * عالم الرياضيات "كورت غودل" أثبت بعض الفرضيات الخاصة بهذه النظرية عام 1949 م وأيضا العالم فرانك تيبلر عام 1974 م ، وبالرغم من أن نظرية الأوتار مقبولة إلى درجة كبيرة في المجتمع العلمي،  إلا أنها ما زالت في خانة الفرضيات ، وما زالت في حاجة إلى أدلة قوية جداً لإثبات صحتها .


تابع القراءة لتتعرف على تفاصيل هذه النظرية ، وماهي التناقضات التي تواجه فكرة السفر عبر الزمن ....


بقلمي رهف ناولو ✍️


مؤسسة سطر لصناعة المُحتوى العربي 10/06/2021 08:54:00 م

  ماذا تعرف عن" السفر عبر الزمن" ؟؟ الجزء الثالث

ماذا تعرف عن" السفر عبر الزمن" ؟؟ الجزء الثالث
  ماذا تعرف عن" السفر عبر الزمن" ؟؟ الجزء الثالث



تعرفنا في الجزئين السابقين على النظرية الأولى وهي  النظرية النسبية و لنتعرف على تفاصيل أكثر في هذه النظرية ...

نظريات السفر عبر الزمن:

* بالرغم من أن هذه النظرية تعتبر أكبر مُساند لفكرة التنقل عبر الزمن ، إلا أنها تنفي إمكانية الرجوع بالزمن أو السفر الى الماضي. 


ونعلم أن النظرية النسبية لأينشتاين تساند فكرة السفر " للمستقبل فقط " وحدوث تباطؤ في زمن الأجسام التي تتحرك بسرعات عالية. 

أما العودة في الزمن فهي فكرة "مرفوضة" تماماً من وجهة نظر أينشتاين.

وذلك لأن النظرية النسبية لا تعترف في وجود ' قيمة سالبة '  للزمن .


ووفقا لمعادلات أينشتاين فإن:

1)  " كلما زادت سرعة الجسم واقتربت من سرعة الضوء ، كلما تناقص الزمن الخاص في هذا الجسم مقارنة في الزمن الطبيعي الذي على كوكب الأرض " .


2) " كلما زادت سرعة الجسم و وصلت إلى سرعة الضوء فإن الزمن سوف يقف تماماً ".


3) أما إذا زادت سرعة الجسم زيادة كبيرة تتخطى سرعة الضوء ، فإن الزمن في هذه الحالة سوف يرجع إلى الماضي" 


_ وقبل أن يسبب لك هذا الكلام نوع من أنواع الأمل  في "|السفر الى الماضي|" في مستقبل البشرية .

فيجب أن نوضح لك أنه وفقاً لمعادلات أينشتاين فإنه من المستحيل وجود أي جسم في الكون يستطيع أن يتخطى سرعة الضوء أو يصل إليها ، طالما أن هذا الجسم له كتلة. 

وبالتالي فإن فكرة " توقف الزمن أو رجوعه للماضي" تعتبر فكرة مستحيلة التطبيق وفقاً لمعادلات اينشتاين.


* قد يكون السفر عبر الزمن وفقاً لمعادلات أينشتاين  أمر صعب.


* وقد يكون الرجوع في الزمن وفقاً لمعادلاته أيضاً أمر مستحيل .


_ إلا أنه يوجد "|نظريات| أخرى" من الممكن تطبيق ذلك وفقا لها ، وذلك لأن هذه النظريات ابتعدت عن التحرك بسرعة الضوء وابتعدت عن كل ما يخص الحركة .

  واكتفت بوجود " الثقوب السوداء" 


   2 _ ( نظرية الثقوب السوداء ): 

*  الثَّقب الأسود هو عبارة عن نجم ضخم انتهت طاقته تماماً وأصبح نجم مَيِّت وانكمش ، وبدأ ينهار  تحت تأثير جاذبيته ، وفي هذه الحالة يبدأ النجم يتحول الى مساحة معينة لها قدرة كبيرة على ابتلاع الأشياء.


 وتخيل أن الثقب الأسود يمكن أن يبتلع الأقمار والكواكب والنجوم والأغرب من ذلك أن يبتلع الضوء نفسه.

 وظهرت فكرة الثقوب السوداء سنة 1916  وذلك بعد عام واحد من ظهور النظرية النسبية العامة.


تطورات النظرية:

 وهذه النظرية مرت بعدة تطورات ، إلى أن انتهت بفكرة : " أن الثَّقب الأسود يعمل على انحناء شديد في شبكة الزمكان ، ويربط بين شبكتين مختلفتين من شبكات الزمكان " .

وكأنه أشبه بفجوة زمنية أو نفق متصل بين كونين مختلفين .

وأن أي جسم سوف يمر داخل الثقب الأسود ويستطيع تجاوز الاصطدام في مركز الثَّقب، فسوف يستطيع أن يخرج من الطرف الثاني ، ويصل الى فترة زمنية مختلفة .

_ قد تكون هذه الفترة الزمنية في كوننا أو في كون مختلف .


 تابع القراءة لتتعرف أكثر على نظرية الثقوب السوداء ومدى صحة هذه النظرية ....
بقلمي رهف ناولو ✍️

يتم التشغيل بواسطة Blogger.