بسم الله الرحمن الرحيم

أكاديمية السودان للعلوم

مقدمة عن الفيزياء

(بحث مقتضب)

إعده

المهندس النووي يوسف عبد الله محمد حمد النيل

جوال: 0122069342

ضمن إطار خطة لنيل درجة الماجستير بالبحث من أكاديمية السودان للعلوم قي

(الفيوياء النووية: النظرية والتطبيق)

التاريخ: 12 نوفمبر 2006م

المحتويات

1-     مقدمة                                                

2-     تعريف الفيزياء                                    

3-     تقسيم الفيزياء                                      

4-     الفيزياء الحديثة                                    

5-     الفيزياء النووية                                    

6-     خاتمة                                                

7-     مراجغ ومصادر                                   

مقدمة عن الفيزياء

1-   مقدمة

الحمد لله الذي خلق الناس من نفس واحدة ثم جعل منها زوجها[1]، بثَّ في الأرض من كل دابَّةٍ[2]، وجعل فيها رواسي شامخات[3]وحعل النجوم علامات هاديات[4]، والشمس ضياءً والقمر نوراً[5]، جعل الليل والنهار تبادل الفصول آيات لأول الألباب، وجعل الإنسان مفكراً متدبراً في هذه الطبعيات. والصلاة والسلام على رسوله الذي سار في الآرض متدبراً مبصِّراً بتلك الآيات على من سار على من المحيا حتى الممات.

أما بعد، فإن الله خلق الإنسان وأسبغ نعمه عليه وسخر له ما في الأرض ليمسي في مناكبها[6] منقباً معتبراً مفكراً متدبراً شاكراً لأنعمه مستزيداً من فضلله، راحياً رحمته، طالباً، مُعِدَّاً نفسه للاستخلاف في الأرض[7]، رابطاً بين حقائق معلومة لديه وطبيعة موفورة خواليه.

وتأكد ذلك لديه حين إهباطه إلى الأرض[8]، فنشأت العلاقة بينه وبين الطبيعة، قأخذ يتدبرها ويفكر فيها كي يكسب مغانيها ويتجنب مآسيها، قاستفاد من ثمار كان جانيها، وأوراق كان من خاصفيها[9].

ثم إنَ شئون حياته تشعبت، فأخذ بُعْمِلُ ما وهبه الله من لب[10] ثاقبٍ وقُدْرَةٍ مَخْبُؤَةٍ[11].

فبقدر ما اقتضت حياته وبقاؤه على الأرض هداه الله للتفكر والتدبر[12]، فربط بين ما لديه والطبيعة، فسكن الكهوف[13] وصنع الفؤوس وآلف النفوس، فصار حالُهُ بعد حالٍ حالاً يكاد الفكر فيه يُهَالُ.

ثمَّ أنه حرث الأرض[14]ـ واستنبت الزرع[15] فصار فالحاً لما يحتاجه، منجاً وقت ما شاء وكيف ما شاء قي حدود مشيئةٍ مثدَّرَةٍ[16].

وعبر الزمان ازداد ارتباط الإنسان بالطبيعة[17] صِنْعَةَ الله. فهو يطلب وهي تؤتي بإذن ربها[18]. وما زال هذا الطلب رديف العطاء، وسيظل باقياً إلا أن يرث الله الأرض ومن عليها[19]، فلا انتهاء للعلم ما دامتِ الدنيا باثية.

2-   تعريف الفيزياء (الطبيعة)

فمنذ خَلْقِهِ، كان الإنسان مُكَرَّماً مُعْلَّماً[20].

وبتدبره وتفكره وربطه بين الموجودات والقدرات والهبات والإلهيات[21] نشأ علم الطبيعة (الفيزياء).

فعلم الطبيعة مُوغِلٌ في القِدَمِ، ثابت القَدَمِ، أساسٌ لكل علم[22] ناشئ ابتكره البشر.

فعلم الطبيعة حدد الأشياء، فجاء العدُّ فنتج الحساب، فبرزتِ الرياضيات علماً مستقلاً عوناً مستمرّاً للفيزياء لا ينفك عنها وهي عنه لا تكاد تحيد[23].

وتلك المعدودات شملت حبواناً وجماداً، فنهضتِ الأحياء[24] ذات شأنٍ عريض تسهيلاً للمعرفة وتكميلاً، فهي طبيعةٌ ذاتُ طبيعةٍ خاصة. ثُمَّ اتسعتِ الدائرةُ لتشملَ الكيمياء وغيرها من العلومِ[25] التي سمِّيَتْ والتي سَتُسَمَّى قُبُلاً.

ومن هنا يمكن تعريف الطبيعة (الفيزياء)[26] على أنها علم دراسة الطبيعة وظواهرها.

وهذه الظواهر تبديها[27] –على السواء- المادة[28] والطاقة. وهي تظهر بتدبير وتقدير مُحْكَِمٍ مَعْلُومٍ،  اعتباطاً ولا صدفةً[29].         

3-   تقسيم الفيزياء 

وقد قام الإنسان قديماً وحديثاً – سيقوم مستقبلاً- بالتدبر والتفكر في الطبيعة وظواهرها[30] دراسةً وتحليلاً واستنباطاً واستنتاجاً واستقراءً ووصفاً، دفعاً لمسيرة الحياة وعمارة للكون تحقيقاً للاستخلاف[31]، واستمراراً له إلى الأجل المحتوم[32]

وتيسيراً لنيل المعرفة، من الممكن تقسيم الفيزياء[33] إلى نصفين كبيرين: الفيزياء القديمة (التقليديَّة، الكلاسيكيَّة) (Classical Physics) والفيزياء الحديثة (Modern Physics) كلا النصفين لا بنفك عن الآخر بل هو شَقِيقُهُ وشُقَيْقُهُ.

والفيزياء القديمة تشمل أقساماً يمكن حصرها في:

                      أ‌-         الميكانيكا (Mechanics).

                   ب‌-       الكهربية (Electricity).

                   ت‌-       المغناطيسيَّة (Magnetism).

                   ث‌-       الحرارة (Heat).

                    ج‌-       خواص المادة (Material Properties).

                    ح‌-       الضوء (Light).

                    خ‌-       الصوت (Sound).

وهي أقسام متداخلة متشابهة، ويخدم بعضها بعضاً.فقوانين الميكانيكا قد تستخدم في الكهربية والمغناطيسيَّة مثلاً[34].

4-   الفيزياء الحديثة

أما النصف الثاني من الفيزياء المُسَمَّى الفيزياء الحديثة، فيشمل أساساً: الفيزياء الذريَّة والفيزياء النوويَّة[35] المبنيتان أساساً على النظريَّة النسبيَّة[36].

فالفيزياء الذريَّة تٌرَكِزُ على دراسة الذرة[37]،    وتحصر نفسها بالكاد في هذا المجال.          

5-   الفيزياء النووية

في حين أن الفيزياء النوويَّة تختص بدراسة النواة وظواهرها[38]. فهي تبحث بإفاضة في مكونات النواة[39]: ماهيتها، شحنتها[40]، كتلتها[41]، تواجدها متجاورة متقاربة غير متنافرة[42]، تجولاتها[43]، وما إلى ذلك.

وهي لا تفتأ تبحث في كيفية تَكَوُّنِ الأنوية[44]، فَتَزْعُمُ أن نواة الهيدروجين هي الأساس الذي منه تبنى الأتوية الأخر. وبذا فهي تتبنَّى مبدأ التركيب، إذ أن نواة الهيدروجين هي أصغر نواة[45]، ولو أضيفت نواة  هيدروجين إلى أخرى لنتجت نواة مكونة من بروتونين وهي نواة الهيليوم، وهكذا يتوالى بناء الأنوية.

كل أنوية متشابهة لها نفس العدد من البروتونات تكون عنصراً محدداً طبعيّاً[46]. وبذا تظهر العناصر المحددة: الهيدروجين، الهيليوم، الليثيوم، البريليوم، ....إلخ.

إن هذه الأنوية صاحبة عدد البروتونات المتساوية تظهر عدم تساوٍ في كتلها[47]! وهذا يستفز الفيزياء النووية، فتنبري مبيِّنةً السبب، فَيَبْطُلَ العجب!

بعض الأنووية يعتريها ما يعتري غيرها من المخلوقات. قيصيبها الفناء[48]، فتفسر الفيزياء النووية هذا الأمر وتبيِّنُه جيِّداً. إذ تنبئُ أن شيئاً ما يصعد من النواة، فتزول عن هيئتها الأولى، فتصبح موجوداً آخر[49]

والفيزياء النووية تتابع كل ما يعتري النواة[50]. قتقسم الأنوية إلى: مستقرَّة، قلقة، غير مستقِرَّة[51].

فالمستقرة هادئة الطبع ساكنة ثابتة. أما القلقة فهي على أهبة استعداد، تنتظر أمراً محدداً في شوق ولهفة. ما أن يحل حتى تحدث أمراً. وأما غير المستقرة فهي في حراك بل في عراك كأنها تنقض عنها شيئاً أو تتقلب من حال إلى آخر، فتارة تبدل محتواها وأخرى تغيِّر اسمها[52]!

وتتجرأ الفيزياء النووية على محاكاة الطبيعة، فترشق بعض الأنوية بقذائف تعرفها جيداً وبطريقة معينة[53]. فتنظر ماذا وراء ذلك؟! فَتُبِنُ وتُصْدِرُ أمراً مختوماً وتنبئ بمستقبل.

فتبين أن ما جرى سجيَّةً يمكن إجراؤه تقليداً[54]. فعدم الاستقرار يمكن إمتلاكه ببعض الجهد[55]، وكذلك الاستقرار يمكن تحقيقه!!

ثم إن الفيزياء النووية مضت قدماً، ففلقتِ النواة[56]، محطمة نظريَّةً كانت سائدة[57]، منتجة طاقةً هائلةً بتحويل الكتل إلى طاقاتٍ[58].

ونتج عن ذلك الفلق، علاوة على الطاقة، شظايا نوويَّةٌ[59]. فقامت الفيزياء النووية بدراستها، قصنفتها. فمنها ما جُعِلَ نفايا ضارَّة يجب التخلص منها درء خطرها[60]. ومنها ما يمكن الاستفادة منه في مناحي الحياة: طبّاً، زراعة، صناعة، بحثاً علميّاً.

استفادةً من الطاقة الناتجة عن الفلق، صممت أجهزة لاستقلالها سميت المفاعلات النووية الانشطاريَّة[61]، في أنواع عديدة ومزايا فريدة ولغايات خميدة، وآمال مفيدة عريضة، وقد حصنت منيعاً، حماية للإنسانية العتيدة[62].

وقد استخدمت الآنوية في التقفي[63] في مجالات عدة منها الطب والصناعة  (الأنابيب) وضبط الجودة والتحكم في السمك.

    وما برحت الفيزياء النووية تبحث في النواة، فتحاول توحيد ما تفرق من أنوية إنتاجاً جديداً وطاقةً عجيبة[64]!

وقد بيَّنَتِ الفيزياء النووية –بعد تتبع وإنعام نظر وتصويب فكر- أن مصادر الطاقة النووية ثلاثة: إشعاع فانشطار واندماج[65].

وقد أولتِ الفيزياء النووية كل مصدر من مصادر الطاقة النووية اهتماماً بالغاً،تقديراً لأهميته ودرءً لخاطره.

فتناولت الإشعاع النووي[66] تغريفاً وتصنيعاً، محددة مصادره وكيفية كشفه، وسلامة استخدامه، وبيَّنَت مضارَّه، ومقدار ما يسبب التلف[67] وكيفية تلافي ما قد ينجم من التعرض للإشعاع[68].

وبذا تكون الفيزياء النووية قد قدمت للبشرية مورد طاقة[69] مصحوباً بسلامة، ومجال استحدامٍ اسهاماً في حل مشكلة البطالة، ومجال بحث علمي ثرّ[70]ٍ.     

6-   خاتمة

مما تقدم يتضح أن الفيزياء هي أساس العلوم الأخرى، وأنها مثرية للحياة، وأنهاربط للفكر البشري بالموجودات فضلاً عن أنها نعمة مهداة من الله.

والفيزياء صنفت إلى قديمة وحديثة. وأن الحديثة تشمل الذرية والنووية.

والفيزياء النووية الفيزياء النووية فتحت آفاقاً جديدو في البحث العلمي، ووفرت مصادر طاقة غنيَّة، وأوجدت فرص عمل.

وبذا فإن الفيزياء النووية تستحق أن تحظى باهتمال بالغ يوازي قيمتها ولا يبخسها حقاً، كما أن البحاث في ذا الجانب يجب أن يساندوا ويدعموا كي تثمر جهودهم وتؤتي أكلها.

والله المستعان وهو يهدي السبيل.

7-   مراجع و مصادر.     

إن من المراجع والمصادر التي اعتمد عليها ويمكن الرجوع إليها ما يلي:

1-   القرآن الكريم.

2-   كتب الحديث النبوي.

3-  -ف. بوش، أساسيات الفيزياء، ترجمة الدكتور سعيد الحريري والدكتورمحمد أمين سليمان، مراجعة أ.د. مؤسسة الأهرام، القاهرة مصر، الطبعة العربية 1982م.

4-  -د. محمد حسن أحمد سنادة وآخرون،الفيزباء، الصف الثاني الثانوي، هيئة التربية للطباعة والنشر، السودان، 2001م.

5-   أ. علي محمد الجاك، الرياضيات للصف الأول الثانوي، ط1، مؤسسة التربية للطباعة والنشر، السودان، 2000م.

6-  [1] -د. فتحي محمد أحمد الربعة، الأحياء للصف الأول الثانوي، ط3، مؤسسة التربية للطباعة والنشر، السودان،2006م.

7-  محمد بن عبد العزيز التوبني وآخرون، الفيزياء للصف الثاني الثانوي الفصل الدراسي الثاني، مركز التطوير التربوي، الإدارة العامة للمناهج والتطوير التربوي، السعوديَّة، 2001م.

8-  أ.د, عبد الفتاح إبراهيم هل ود. خالد علي كمال، قي القيزياء النووية، مركز النشر العلمي، جامعة الملك عبد العزيز، جُدَّة، السعوديَّة، 1994م.

[1] - إشارة إلى قول الله تعالى"ياأيها الناس اتقوا ربكم الذي خلقكم من نفس واحدة...." الآية (1) ، سورة النساء.

[2] - إشارة إلى قوله تعالى:"وبثَّ فيها من كل دابَّةٍ" من الآية (164)، سورة البقرة.

[3] - إشارة إلى قوله تعالى:"وحعلنا فيها رواسي شامخات" الآية (27) سورة المرسلات.

[4] - إشارة إلى قوله تعالى:"وعلامات وبالنجم هم يهتدون" الآية (16) سورة النحل.

[5] - إشارة إلى قوله تعالى:"هو الذي جعل الشمس ضياءً والقمر نوراً" من الآية (5) سورة يونس.

[6] - إشارة إلى قوله تعالى:"وهو الذي خعل لكم الأرض ذلولاً فامشوا في مناكبها..." من الآية (15) سورة الملك.

[7] - إشارة إلى قوله تعالى:"وإذ قال ربك للملائكة إني جاعل في الأرض خليفة" من الآية (30) سورة البقرة.

[8] - إشارة إلى قوله تعالى:"قلنا اهبطوا منها جميعاً" من الآية (38) سورة البقرة.

[9] - إشارةإلى قوله تعالى:"فلما ذاقا الشدرة بدت لهما سوءاتهما وطفقا يخصفان عليهما من ورق الجنة" من الآية (22) سورة الأعراف؟.

[10] -[10] - إشارة إلى قوله تعالى:"إن في خلق السموات والأرض لآيات واختلاف الليل والنهار لأولي الألباب" من الآية (190) سورة الأعراف.

[11] - يُذْكِهَا المرؤ بالتقرب إلى الله ثم التفكر والتدبر.

[12] -[12] - إشارة إلى قوله تعالى:"الذي قدر فهدى" الآية (3) سورة الأعلى.

[13] -[13] - إشارة إلى قوله تعالى:"تنحتون من الجبال بيوتاً فارهين"  الآية (149) سورة الشعراء.

[14] -[14] - إشارة إلى قوله تعالى:"إفرأيتم ما تحرثون" الآية (63) سورة الواقعة.

[15] -فقد جلب الإنسان نباتات وزروعاً لم تكن في بيئته.

[16] -[16] - إشارة إلى قوله تعالى:"وما تشاءون إلا أن يشاء الله رب العالمين" الآية (29) سورة التكوير.

[17] - إن الله قد سخر الطلبعة للإنسان، فهو يجد فيها مأكله وملبسه ومأواه.

[18] -[18] - إشارة إلى قوله تعالى:"تؤتي أكلها كل حين بإذن ربها" من الآية (25) سورة إبراهيم.

[19] -[19] - إشارة إلى قوله تعالى:"يوم لا تملك نفس لنفس شيئاً والأمر يومئذٍ لله"  الآية (19) سورة الانقطار.

[20] -[20] - إشارة إلى قوله تعالى:"ولقد كرمنا بني آدم" من الآية (70) سورة الإسراء.

[21] -مالك بن نبي، مشكلات الحضارة.

[22] -د. محمد حسن أحمد سنادة وآخرون،الفيزباء، الصف الثاني الثانوي، هيئة التربية للطباعة والنشر، السودان، 2001م.

[23] -أ. علي محمد الجاك، الرياضيات للصف الأول الثانوي، ط1، مؤسسة التربية للطباعة والنشر، السودان، 2000م، ص2.

[24] -د. فتحي محمد أحمد الربعة، الأحياء للصف الأول الثانوي، ط3، مؤسسة التربية للطباعة والنشر، السودان،2006م، ص2.

[25] -د. محمد حسن أحمد سنادة، مصدرٌ سابقٌ، ص4.

[26] -المصدر السابق، ص1.

[27] -المصدر السابق، ص1.

[28] -عندي أن المادة تشمل فيما تشمل لكتلة والطاقة، فهما صنفان من المادة. وليست الطاقة رديفة للمادة. بل بل إنها كتلة ذات وضع خاص. (المؤلف المهندس النووي يوسف بن عبد الله).

[29] -[29] - إشارة إلى قوله تعالى:"أفحسبتم أنما خلقناكم عبثاً وأنكم إلينا لا ترجعون" الآية (115) سورة المؤمنون.

[30] -[30] - إشارة إلى قوله تعالى:"إن في خلق السموات والأرض واختلاف الليل والنهار..." الآية (164) سورة البقرة.

[31]  - إشارة إلى قوله تعالى:"هو الذي جعلكم خلائف الأرض" من الآية (165) سورة الأنعام

[32]  - إشارة إلى قوله تعالى:"يوم تبدل الأرض غير الأرض والسموات" من الآية (48) سورة إبراهيم.

[33] -محمد بن عبد العزيز التوبني وآخرون، الفيزياء للصف الثاني الثانوي الفصل الدراسي الثاني، مركز التطوير التربوي، الإدارة العامة للمناهج والتطوير التربوي، السعوديَّة، 2001م، ص121.

[34] -ف. بوش، أساسيات الفيزياء، ترجمة الدكتور سعيد الحريري والدكتورمحمد أمين سليمان، مراجعة أ.د. مؤسسة الأهرام، القاهرة مصر، الطبعة العربية 1982م، المحتويات.

[35] -المصدر السابق، ص 112، 443، 523.

[36] -المصدر السابق نفسه، ص729.

[37] -المصدر السابق نفسه، ص 769-812.

[38] -المصدر السابق نفسه، ص 813-852.

[39] -المصدر السابق نفسه، ص 814.

[40] - المصدر السابق نفسه، ص 814.

[41] - المصدر السابق نفسه، ص 814.

[42] - المصدر السابق نفسه، ص 820،821،829،829،831.

[43] - المصدر السابق نفسه، ص 828-829.

[44] - المصدر السابق نفسه، ص 814-816

[45] - المصدر السابق نفسه، ص 815.

[46] - المصدر السابق نفسه، ص 815.

[47] - المصدر السابق نفسه، ص 816-