الفيزياء : أسئلة وأجوبة

[وسيم أحمد الفلو]

الفيزياء (أو علم الطبيعة) هو ذلك العلم الشيق الذي يهدف إلى تفسير الظواهر الطبيعية وفهم القوانين التي تحكم هذه الظواهر.

ويجد بعض الطلاب مشاكل في فهم الفيزياء نظراً لربطه برياضيات صعبة ليست في متناولهم، أو نظراً لأن أساتذهتهم لا يهتمون بشرح الظواهر العلمية بطريقة فيزيائية مبسطة ويستعينون بالرياضيات المعقدة للشرح.

لذلك فإن هذا الموضوع يهدف إلى طرح مسائل فيزيائية ويشارك الأعضاء المهتمون بمحاولة حل هذه المسائل من دون رياضيات معقدة، وهذا الموضوع يهدف إلى تبيان أهمية الفيزياء في حياتانا اليومية.

نتمنى تفاعلاً جدياً ومفيداً مع الموضوع، كما ونتمنى مشاركة الجميع بمسائل جميلة ومبتكرة (حتى ولو كانت منقولة).

[وسيم أحمد الفلو]

المسألة الأولى: كيف يمكن وزن القمر؟

[Nader 3:16]

السلام عليكم.
انا ما في مزح معي دغري رح بلش
بالاول الاستاذ ابو وسيم شرحلنا كيف ادروا يحسبوا وزن الذرة ووزن الالكترون و البروتون و النترون و انا ما فهمت شي علاي!!!.....يعني ما فاتت براسي....و حابب كتيييير اعرف كيف ادروا يحسبوهم و لو بالتفصيل الممل و اذا كان في مسائل جانبية و مبادئ معتمدة بالقياس فيا ريت توضحولنا ياها و اتمنى ان يكون بأسلوب شخصي و ليس نقل!!!!!!....

[الزاهر]

من شكل مسارو حول الأرض؟؟

عبر دراسة الطبقات اللي بيتألف منها وكثافاتها؟؟

عبر دراسة تأثيراتو الجذبية ؟؟

[وسيم أحمد الفلو]

سلام

نادر بدك تنطر شوي ومنجاوب عن كل الأسئلة، بس تنخلص كل مسألة.

تاني شي متكتب بالأزرق لإنو المسألة بالأزرق.

بالنسبة لزاهر مبدنا عموميات ، بدنا طرق تعطي الجواب التقريبي لوزن القمر، ويمكنكم البحث على الأنترنت ولكن بشرط توضيح الطريقة.

[الزاهر]

هل أنا أعرف مسبقا وزن الأرض ؟؟ ... لأن ساعتها بتصير هينة

[وسيم أحمد الفلو]

عبر دراسة الطبقات اللي بيتألف منها وكثافاتها؟؟

هذه طريقة ممكنة عبر دراسة الفيزياء الحديثة (الطيف الضوئي مثلاُ) ولكن نريد طريقة عملية وممكنة من قبل القدامى.

[وسيم أحمد الفلو]

هل أنا أعرف مسبقا وزن الأرض ؟؟ ... لأن ساعتها بتصير هينة

يجب أن تكون الطريقة متكاملة.

ننبه أن السؤال يرمي إلى إيجاد كتلة(masse) القمر.

[هشام الفلو]

هذه طريقة ممكنة عبر دراسة الفيزياء الحديثة (الطيف الضوئي مثلاُ) ولكن نريد طريقة عملية وممكنة من قبل القدامى.

akid la2 li2an l amar maw modi2 , lekin 3ekiss li daw2 !

[وسيم أحمد الفلو]

معك حق بعتقد

أنا قبل مأكتب قلت إنو يمكن حكيي غلط، بس كنت عم حاول لاقي شي مخرج لطريقة زاهر.

على كل حال بدنا طريقة تكون بتعطي جواب تقريبي صحيح ومعقول.

[hadid]

ألسلام عليكم شوفو هالصفحة
http://pagesperso-orange.fr/skilan/PLANETES/TERRE/lune-page-histoire.htm#mesures
وهالصفحة http://www.mathpages.com/home/kmath469.htm
الصفحة الأولى فيها مقطع عن كيفية قياس طول محور القمر وبعده عن الأرض أما الثانية فكيف تحسب وزن القمر لكنها بالغنجليزية ووجدت ترجمة أو Reformulation لها إلى الفرنسية بأحد المنتديات وإليكم الترجمة
(بدكن متآخزوني كلها كانت عملية كم كليك على الفأرة وصار عندي فكرة أولية عن الموضوع لكنني مني فيزيائي ومني دارس فيزيك أكتر من فيزيك القسم تاني يلي هوي مشي)
أظن إنو هيدي الطريقة كان فيون يستخدموها الأقدمون طبعاً بيستخدمو الطريقة المذكورة بالصفحة الأولى تحتا يجيبو المسافة بين الأرض والقمر وقطر القمر ثم بيستخدمو الطريقة المذكورة بالصفحة الثانيةتحتا يحسبو وزن القمر أرجو من أحد الإخوة الفيزيائيين توضيح الأمر لنا أنا إختصرت عليهم مهمة البحث على الشبكة العنكبوتية :1 (32):


On dit que la Lune tourne autour de la Terre, alors qu'en fait, la Terre et la Lune tournent toutes deux autour du centre de masse de ce système à deux corps. Ceci signifie que la Terre a un petit mouvement de rotation autour de centre de masse (qui n'est pas situé au centre de la Terre, mais est un peu décalé).

Du coup, par des observations précises du ciel (étoiles, soleil), on peut détecter ce mouvement et en déduire la masse de la Lune une fois qu'on connait la masse de la Terre et la distance Terre-Lune.


Le calcul indiqué est le suivant : la masse de la Terre étant de 5.973E+24 kg, la distance Terre-Lune de 384,400 km et la distance entre la Terre et le centre de masse de 4670 km, on trouve que la masse de la Lune est de 7.346E+22 kg, ce qui apparemment correspond bien à ce qu'on a déterminé plus tard, quand on a réussi à envoyer des trucs autour de la Lune...

[وسيم أحمد الفلو]

شكراً أخ حديد على المشاركة

الهدف من هذا الموضوع أن تكون معظم المسائل مفهومة لمن هو بمستوى فيزياء القسم الثاني.

أعتقد أن الطرق المشروحة التي وضعتها ممكنة الفهم وسأحاول تلخيصها بلغة أسهل.

[hadid]

مشكور أخ وسيم أنتظر منك التلخيص ولكن إسمي هو الجنرال هديد وليس حديد

:(:(:(:(:(

[Nader 3:16]

شو صار بالموضوع؟؟؟ كل الفيزيائيين هيك؟؟؟؟؟؟؟ وليييييييي
ما عرفنا الجواب اسا.
وانا رح ضيف سؤال كمانا مني فاهمو

كيف يمكن لنا التأكد من ان سرعة الضوء ثابته و كذلك الصوت و لا تتأثر بالمصدر؟؟؟

[وسيم أحمد الفلو]

يا سيد نادر الجواب للسؤال السابق وضعة السيد حديد وأنا لم أترجمه بسبب ضيق الوقت، ولم أنس الموضوع وسأتابعه.

أما عن سؤالك فيا ذكي سرع الصوت تتأثر بالمصدر، ألم تسمع بحياتك بمفعول دوبلر.

[Nader 3:16]

سامع فاي و كنت حابب اتعلم هادا المبدأ و لكن طلع انو منو تابع للبرنامج..و سمعت انو بيستخدموه بسيارات الشرطة و هيك.
طيب وززيادة عالسؤال شرحلنا effet dopler ...بس بسرعة ...وكمانا لا تنسى سؤال وزن البروتون و النيترون و الالكترون.

[محمد الكوسا]

ولك شاغلك الفيزيك يا عضو البلديه بدال ما بشوفو العالم شبدا!!

[Nader 3:16]

جنرال كوسا ارجو منك عدم اضاعة الموضوع والا سنتخذ الاجراءات بحقك.

[وسيم أحمد الفلو]

سيد كوسا

كوني عضو في البلدية فهذا لا يعني أن أترك عملي من أجل البلدية

[Nader 3:16]

ولك انا مين ناطر...
وين زاهر و Hadid .

[عبد الرحمن الفلو]

سامع فاي و كنت حابب اتعلم هادا المبدأ و لكن طلع انو منو تابع للبرنامج..و سمعت انو بيستخدموه بسيارات الشرطة و هيك.
طيب وززيادة عالسؤال شرحلنا effet dopler ...بس بسرعة ...وكمانا لا تنسى سؤال وزن البروتون و النيترون و الالكترون.

شوف هالموقع بيشرح مبدأ دوبلر
http://www.walter-fendt.de/ph14f/dopplereff_f.htm

[عمار الفلو]

هيديك المرة قلنا الأستاذ definir l'ideal و رجع عطانا definition فحدان في يعرّفو؟

[عمار الفلو]

بما انو محدان جاوب فرح قلكن يلي قالو و انا لايتو كتير حلو :

" L’idéal est une chose qui n’a pas le défaut que qu’elle n’existe pas"

[Nader 3:16]

ذكرتني بتوقيع Amal

et si tu n'existes pas......c'est la vie

[عمار الفلو]

لاء منن متل بعضن , هيدي definition .

[Nader 3:16]

انا قلت ذكرتني. وما ؤلت متل بعضن.

دووووووووووووووووووععععععععععععععععععععععععع!!!!!! !!!

[وسيم أحمد الفلو]

للأسف لم أستطع شرح طريقة وزن القمر بشكل علمي واضح باللغة العربية ولكن هذا لا يمنع أن أطرح سؤالاً جديداً.

كيف يمكننا الآن وزن الذرة؟

[وسيم أحمد الفلو]

لم يجب أحد عن سؤالي السابق؟ ولكن سأسأل سؤالاً جديداً :

ماهو الثقب الأسود؟ هل الثقب الأسود هو حقاً أسود؟

[hadid]

يا أخي كل سنة وموضوعك بخير بس مش معقول تترك السؤال ( كيف يمكننا وزن الذرة !!! ) من دون إجابة !!!!!!

ولازم هالموضوع نحنا نسأل الأسئلة وحضرة الدكتور يجاوب !!!!


وأول سؤال


كيف لحقت أول ركعة من صلاة العصر اليوم في المسجد البحري ؟؟؟؟؟؟؟؟ يعني بهمني تقيس ال acceleration وال vitesse MOYENNE !!!!


ولك دووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووو ووووووععععععععععععععععععععععععع

[وسيم أحمد الفلو]

يمكن وزن الذرة (وحساب كتلتها) من خلال جهاز يسمى "مطياف الكتلة" (Spectrométrie de masse)

وهذه نبذة عن هذا الجهاز من ويكيبديا:

مطياف الكتلة هو جهاز اخترعه فرانسيس أستون و يعتمد مبدأ عمله على أن الجسيمات المشحونة عندما تدخل مجالا مغناطيسيا منتظما، بحيث يعامد اتجاهه اتجاه حركتها، فإنها تأخذ مسارات دائرية تتناسب أنصاف أقطارها مع كتلة الجسيم المشحون. و يمكن بواسطة هذا الجهاز قياس نسبة الكتلة للشحنة و فصل الجسيمات المختلفة بهذا المقدار عن بعضها سواء كانت ذرات أو أيونات أو جزيئات. و هو يسمح بقياس q/m لذرة متأينة ( حيث m كتلة الايون و q شحنته ) و بتحديد كتلة الذرة , و قد لعبت المطيافية دورا كبيرا في دراسة النظائر. يتكون المطياف من :

- منبع أيونتات
- توتر تسريع
- محلل عبارة عن قنات دائرية موضوعة بين قطبي مغناطيس كهربائي
- مجمع D

وهذه صورته

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c4/Spectrographe_de_Masse.png/360px-Spectrographe_de_Masse.png

وهذا animation flash عن مبدأه والذي هو مشروح في كتب القسم الثاني:

http://www.edumedia-sciences.com/fr/a105-spectrometre-de-masse

[وسيم أحمد الفلو]

الثقب الأسود هو نتاج مباشر لنظرية النسبية العامة لأينشتاين، حيث أن حل معادلات هذه النظرية أفضى إلى متفردات (point singulier) تم تفسيرها بأنها نقاط ذات جاذية حادة مما يؤدي إلى جذبها كل المواد التي تقترب منها بما فيها الضوء.

أما هل الثقب الأسود هو فعلاً أسود، فقد أجاب على ذلك بالنفي العالم ستيفن هوكنغ مستنداً إلى ميكانيكا الكم والتي لا تسمح بحسب مبدأ الإرتياب لهايزنبرغ بوجود مناطق يمكن بها تعيين الموقع بدقة متناهية، مما يعني أن الثقب الأسود هو منطقة قابلة لإشعاع المواد لأنها خاضعة لإضطرابات كمومية (من نتائج هذا المبدأ هو أن الفراغ ليس موجوداً بل هو كذلك مكان نشط لتخلق المادة والمادة المضادة).

الجدير بالذكر أنه بسبب هذه النظرية بات بعض علماء الكونيات يعتقد أن بداية الكون كانت من ثقب أسود، وأن النجوم تنتج من الثقب الأسود.

[وسيم أحمد الفلو]

كيف يمكن التوصل إلى درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق وكيف تقاس؟
إجابة عن هذا السؤال تعود ل: <W. كيترل> [من معهد ماساتشوستس للتقانة]

والحائز جائزة نوبل في الفيزياء عام 2001 للنتائج التي توصل إليها حول الذرات البالغة البرودة

سأشرع أولا في ذكر المعنى العلمي لدرجة الحرارة: إنها مقياس ما تحويه المادة من الطاقة. وحين تكون جزيئات الهواء حارة، فإنها تتحرك بسرعة وتكون طاقتها الحركية كبيرة. وكلما كانت الجزيئات أبرد كانت سرعاتها أخفض وطاقتها أقل. والصفر المطلق هو درجة الصفر كلڤن (أي -273 درجة سيلزية أو -60 درجة فارنهايت).

يتطلب التبريد انتزاع طاقة من الجسم وإيداعها في مكان آخر. وقد تمكن العلماء من التوصل إلى درجات حرارة في سُحُب من غازات ذرية أقل من نانوكلڤن واحد (جزء من المليون من الكلڤن) وذلك عن طريق الجمع بين التبريد بالليزر والتبريد بالتبخير. أما الرقم القياسي الحالي، وهو الذي سجلته مجموعتنا وذكر في عدد الشهر 9(2003) من مجلة العلم Science، فهو 450 بيكوكلڤن (نصف جزء من المليون من الكلڤن).

في التبريد بالليزر تنثر الذرات الهدف ضوءَ الليزر. فيُمتص فوتون ليزري وارد ثم يُعاد إصداره في اتجاه مختلف. ووسطيا، يكون لون الفوتون المنتثر منزاحا قليلا نحو الأزرق بالنسبة إلى ضوء الليزر؛ بمعنى أن للفوتون المنتثر طاقة أعلى قليلا من طاقة الفوتون الممتص. وبما أن الطاقة الكلية محفوظة فالفرق في طاقة الفوتون يُنتزع من حركة الذرات ـ أي إن الذرات تتباطأ.


وحين تصبح السحابة الذرية أكثف وأبرد تهيمن على التبريد عمليات أخرى، وبنتيجتها تبقى لدى الذرات بعض الحركة الارتجافية. ويصاحب هذه السيرورات تحرير طاقة من التصادمات بين الذرات والارتدادات العشوائية لدى انتثار الضوء. وتصبح الذرات عند هذا الحد باردة لدرجة تكفي لحصرها بوساطة حقول مغنطيسية. ونحن نختار أنواعا من الذرات فيها إلكترون مفرد، ولذلك يكون لها عزم مغنطيسي. تسلك هذه الذرات سلوك قضبان مغنطيسية صغيرة. وتجعل الحقول المغنطيسية الخارجية الذرات تعوم متغلبة على الثقالة وتبقيها مع بعضها بعضا. وفي الواقع تشكل الحقول جدرانا غير مرئية تُبقي الذرات ضمن قفص مغنطيسي.

يستطيع التبريد بالتبخير بعد ذلك أن يزيل من المنظومة، بصورة انتقائية، الذرات الأكثر سرعة. ففي مصيدة مغنطيسية تستطيع الذرات الأكثر سرعة أن تبتعد أكثر من غيرها معاكسة جذب القوى المغنطيسية لها، وتستطيع الوصول إلى مناطق تكون فيها شدة الحقل المغنطيسي أكبر من تلك التي في المناطق التي تستطيع الذرات الأبرد الوصول إليها. وحين تواجه الذرات تلك الحقول المغنطيسية الأشد تدخل في تجاوب مع الموجات الراديوية أو الميكروية التي تغير العزم المغنطيسي بطريقة تجعل الذرات تفلت من المصيدة.

كيف نقيس درجات الحرارة المنخفضة جدا للذرات؟ إحدى الطرق هي أن ننظر ببساطة إلى امتداد السحابة. فكلما كانت السحابة أكبر كانت درجة حرارة ذراتها أعلى، لأنها تستطيع أن تتحرك مسافة أكبر بعكس القوى المغنطيسية. وهناك طريقة أخرى هي قياس الطاقة الحركية للذرات. ولهذا يوقف عمل المصيدة المغنطيسية، فيزداد حجم السحابة مع مرور الزمن، وهذا الازدياد هو طريقة مباشرة لرصد سرعة الذرات، ومن ثم درجة حرارتها. وحين تشاهد سحابة أصغر بعد زمن معين من التمدد، فإن هذا التغير يشير إلى التوصل إلى درجة حرارة أخفض.

[وسيم أحمد الفلو]

إذا كانت الحرارة تعلو، فلماذا يكون الهواء أبرد عند الارتفاعات الأعلى؟


إجابة عن هذا السؤال تعود ل: <b.p. شيپسون>ة، أستاذ الكيمياء الجوية

في مدرسة العلوم بجامعة بيردو.

في جو الأرض، يتناقص الضغط الجوي، الذي يتعلق بعدد الجزيئات في واحدة الحجم، بصورة أسيّة مع الارتفاع. لذلك إذا ارتفع جزء من الهواء من السطح (بسبب جريان الريح نحو الأعلى عند سفح جبل على سبيل المثال)، فإنه يتمدد، من ضغط مرتفع إلى ضغط أخفض. وحين يتمدد الهواء يبرد. وهذه الظاهرة يعرفها الجميع ـ ضع إصبعك عند صمام إطار سيارة ودع شيئا من الهواء ينفلت، فستلاحظ أن الهواء الخارج يتمدد ويبرد مع أنه لم يكن باردا داخل إطار السيارة.

[Nader 3:16]

يا شباب قاعدة PV=nRT خلوها ببالكم دائماً .

وعلى فكرة ال thermodynamique علم مهم جداً سواءً بالكيمياء او الفيزياء.

وفي شغلات حلوة كتير. مثلاً شرأيكم نغلي الموية عدرجة صفر c . بالاول كنا نستسخف هالشغلات. و نفكرّ انو الغليان و التجمد بس لو علاقة بدرجة الحرارة......

بس اسا في كتير مبادئ و شغلات منا فاهمينا بفضل دكاترة العلوم. دوووووووووووووووووووع