بعد تطور علم الفيزياء واكتشاف الطيف العريض للأشعة الكهرومغناطيسية تم تصنيف الأشعة السينية على أساس أنها نوع من الأشعة الكهرومغناطيسية تماما مثل الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء وفوق البنفسجية وموجات الراديو ولكن لها طول موجي صغير جدا يتراوح بين 10 و 0.01 نانو متر (النانو متر جزء من مئة مليون وحدة من المتر) وبذلك فإن طاقة هذه الأشعة عالية جدا ومن الممكن ان تتسبب حيث تعرض أنسجة الجسم لها لفترة طويلة بالتلف. لذلك ينصح بلبس سترات واقية من الرصاص أو وضع عوازل رصاصية حين يقوم الأطباء والفنيين بالتصوير باستخدام الأشعة السينية. إن أكثر أماكن الجسم عرضة للتلف هي الأجهزة التناسلية والجنين في الرحم حيث من الممكن أن يؤدي إلى تشوهات جنينية.

تستخدم أشعة أكس في العديد من المجالات، أشهرها في مجال الطب حيث يتم تصوير العظام والجهاز التنفسي والأجهزة الأخرى وإظهار الكسور والأورام والأجسام الصلبة. أيضا تستخدم الأشعة السينية في كشف الأسلحة والمواد الصلبة في بوابات المطارات والأماكن المهمة.

يعود للأشعة السينية أيضا الفضل في تطور علم ميكانيكا الكم في الفيزياء الحديثة. حيث ساهمت في اكتشاف فوتونات الضوء وذلك من خلال فهم ظاهرة معروفة تعرف بتأثير كومبتون نسبة للعالم الفيزيائي الأمريكي أرثر كومبتون، حيث توصل أن التداخل بين أشعة أكس (أو الأشعة السينية) وبين الإلكترونات لا يمكن فهمها إلا أذا كانت الأشعة السينية مكونة من جسيمات أو فوتونات.

خطورة الأشعة السينية :

تنتمي الأشعة السينية إلى الإشعاعات المؤينة. أي تسبب في تأين الوسط الذي تمر فيه وذلك بفصل بعض الإلكترونات في الذرات والجزيئات. فيمكنها إحداث تغيرات في الخلايا الحية قد تؤدي إلى المرض بالسرطان. ولذلك تضع الحكومات تعليمات وقوانين تتعلق باستعمال الأشعة السينية سواء في الطب أو في الصناعة، وتراقب اتباع تلك التعليمات وتعاقب المخالفين للتعليمات طبقا للقوانين الموضوعة في هذا الشأن.

ولكن تستعمل الأشعة السينية أيضا في مكافحة مرض السرطان بطريقة تركيز الأشعة السينية على الخلايا السرطانية. ويعتبر الحامض النووي DNA في الكائنات الحية حساس جدا للأشعة السينية، حيث يتزايد إتلافه بتزايد امتصاصه تلك الاشعة. أي أن التعرض إلى جرعة صغيرة من تلك الأشعة مهما كانت صغيرة، يكمن فيها احتمال تحول إحدى الخلايا الحية إلى خلية سرطانية. ولهذا يؤخذ هذا الاحتمال لحدوث السرطان في الاعتبار عند استخدام الأشعة السينية في التشخيص أو في العلاج.

وبصفة عامة يجب أن لا تتعرض المرأة الحامل للأشعة السينية على البدن، كما يجب الحذر جدا من استخدامها على الأطفال، وهي قد تسبب العقم عند الرجال والنساء إذا تعرضت الأجهزة التناسلية لها.

اليوم يكون ذكرى مرور 115 سنة على إكتشاف الأشعة السينية ….

المصادر : 1 , 2

شارك هذا المقال

في هذه الصّفحات سنتداول سيرته الذاتية , نشأته , تعليمه, نظريّاته , ومسيرته العلمية , الخ…

بسمـ الله نبدأ

. . .

نبذة قصيرة عن حياة العالم :

آلبيرت آينشتاين وُلد في 14 من آذار سنة 1879 وتوفي في ال18 من نيسان عام 1955 وهو عالم الفيزياء النظرية , الفيلسوف والكاتب الذي حاز على النفوذ والشهرة في نطاق واسع من عالم المفكرين والعلماء على مدى العصور. فهو غالبا ما يعرف بوالد الفيزياء الحديثة والذي حاز على جائزة نوبل الألمانية السوسرية وجائزة نوبل لعام 1921 للفيزياء نتيجة خدماته الفيزيائية وخاصة اكتشافه لقانون التأثير الكهروضوئي.

قريباً لبداية حياته المهنية , أدرك آينشتاين ان الميكانيكا النيوتونية لم تعد كافية للتوفيق بين قوانين الميكانيكا الكلاسيكية والقوانين في مجال الكهرومغناطيسية , مما أدى الى تطور نظريته النسبية الخاصة ورغم ذلك فقد أدرك ان مبدأ النسبية قد يمتدد الى مجالات الجاذبية , ومع نظريته القادمة في الجاذبية عام 1916 قام بنشر نظريته النسبية العامة. ومن ثم تابع عمله في الميكانيكا الاحصائية ونظرية الكم والتي ادت الى تفسيرات عدة لصاحله في نظرية الجسيمات وحركة الجزيئات. كما وانه نجح في التدقيق في الخصائص الحرارية للضوء والتي كانت حجر الأساس لنظرية فوتون للضوء.

في عام 1917 طبق آينشتاين نظرية النسبية العامة لنموذج هيكل الكون ككل .

عشية الحرب العالمية الثانية عام 1939 قام آينشتاين شخصياً بتحذير الرئيس فرانكلين روزلفت ان ألمانيا قد تتمكن من تطوير سلاح ذري ونتيجة لذلك دعى روزلفت لاقامة بحوث اليورانيوم ومباشرة سرية لمشروع مانهاتن , مما أدى الى ان تكون الولايات المتحدة هي الدولة الوحيدة التي تملك اسلحة نووية خلال الحرب.

قام آينشتاين بنشر أكثر من 300 عمل علمي بالاضافة الى 150 غير علمي , وحصل على الدكتوراه في العلوم , الطب والفلسفة من العديد من الجامعات الاوروبية والأمريكية ,وكتب أيضا حول مختلف المواضيع الفلسفية والسياسية مثل الاشتراكية والعلاقات الدولية.

ذكاؤه الكبير وأصالته  , جعلت الكلمة ” آينشتاين” ككلمة مرادفة للعبقرية.

. . .

هذه هي البداية فحسب؛

يتبع ~

شارك هذا المقال

غالبا ما يسألونني: كيف أصبحت فيزيائي؟ دعني في البداية أقول ان الفيزيائيين من العصور الأولى كانوا مولعين بالكون وعجائب الكون. نحن نريد ان نكون بعيدين عن الجانب الوهمي الغير عملي،حتى نفهم الحقائق ونميل بها بعيدا عن الغموض ونفهم طبيعة الحقيقة الفيزيائية.

إنها القوه المحركة لحياتنا. نحن مهتمون جدا بالثقوب السوداء وأصل الكون أكثر من جمع أطنان الأموال وقيادة السيارات الفارهة. ونحن أيضا ندرك ان فروع الفيزياء هي المؤسسة الرئيسية للأحياء والكيمياء والجيولوجيا إلى أخره وثروة حضارتنا الحالية. نحن ندرك ان الفيزيائيين قاموا بأكثر الاكتشافات بالغة الأهمية في القرن العشرين والتي أحدثت ثورة في عالمنا على سبيل المثال (الترانزستور، الليزر، انشطار النواة، التلفزيون والراديو، نظريتي الكم والنسبية، وحل شفرة الحمض النووي DNA تمت أيضا بواسطة الفيزيائيين)

ولكن الناس دائما يسألون: هل يحب على ان أصبح مثل اينشتين لكي أكون فيزيائي؟ الإجابة لا .من المؤكد ان الفيزيائيين يجب ان يكونوا بارعين في الرياضيات ولكن الشيء الأساسي الذي يجب ان يتصفوا به هو الفضول.

واحد من أعظم الفيزيائيين عبر العصور، ميشيل فارداى، بدأ فقيرا،صبى غير مثقف ولكنه كان مبدع وذو إرادة وساهم في إحداث ثورة في حضارتنا الحديثة عن طريق اختراعه للمحركات والمولدات الكهربية. مجمل المنتجات المنزلية تعتمد على اختراعه.

اينشتين قال انه وراء كل نظرية عظيمة يوجد وصف فيزيائي دقيق وبسيط الذي يمكن الناس من فهمها. في الحقيقة لقد قال لو انه هناك نظرية ليس لها وصف مبسط فإن هذه النظرية من المحتمل أن تكون غير دقيقة.

خطوات عليك إتباعها لكي تصبح فيزيائي

1) في المدرسة الثانوية اقرأ كتب مبسطه في الفيزياء، وحاول ان تكون علاقات مع فيزيائيين قدر المستطاع. المثل العليا غاية في الأهمية. لو انك لم تستطع تكوين علاقات مع فيزيائيين، اقرأ سيرة حياة أعظم علماء الفيزياء، حتى تفهم دوافعهم ومسار معالم هذا المجال من العمل. المثل الأعلى يمكن ان يساعدك في تصميم وتحديد مسار لهذا العمل الواقعي والعملي. العجلة تم اختراعها بالفعل، لذلك استغل المثل الأعلى. القيام بمشروع علمي طريقه أخرى تدفعك للدخول إلى عالم الفيزياء الجميل .لسوء الحظ، وبحسن نية من المدرسين والمستشارين، الذين لا يفهمون الفيزياء، ربما سوف يعطونك نصائح غير مجدية أو ربما يحاولوا ان يثبطوك. أحيانا يجب عليك ان تتجاهل نصائحهم.

لا تبتعد عن الرياضيات، لأنك يجب ان تنتظر حتى تتعلم التفاضل والتكامل حتى تفهم معظم الفيزياء. بعد ذلك نيوتن اخترع التفاضل والتكامل لكي يحل مسألة فيزيائية كانت دوران القمر والكواكب في النظام الشمسي.

احصل على درجات جيده في كل المواد ومجموع نقاط جيد (على سبيل المثال لا تضيق تركيزك على الفيزياء) لذلك يمكن قبولك في أعلى المدارس،مثل هارفارد،برنستون،ستانفورد، MIT . ( الذهاب إلى أعلى كليات الفنون العقلية يكون ميزة أفضل من الذهاب إلى كلية الهندسة، لأنه سيكون من السهل في حالة تغير نوع عملك).

2) بعد ذلك ادرس أربع سنوات في الكلية. الطلبة عادة ما يعلنوا عن تخصصاتهم في السنة الثانية في الكلية : يجب ان تفكر في دراسة أ) الفيزياء العملية أو ب) الفيزياء النظرية واختيار مجال محدد.

المنهج التعليمي القياسي الأربع سنوات

أ) أول سنة في دراسة الفيزياء، تتضمن ميكانيكا وكهربية ومغناطيسية (تحذير: معظم الجامعات تجعل هذه المواد صعبه، حتى تفرز المهندسين والفيزيائيين الضعاف، لذلك لا تيأس إذا لم تحصل قدر كبير في هذه المواد! معظم فيزيائيين المستقبل حصلوا على درجات سيئة في مواد أول سنه دراسية لأنها صعبت عليهم(. وأيضا، تأخذ التفاضل والتكامل في السنة الأولى (أو الثانية)

ب ) ثاني سنة في دراسة الفيزياء تتوسطها ميكانيكا والنظرية الكهرومغناطيسية وأيضا السنة الثانية في التفاضل والتكامل تتضمن المعادلات التفاضلية ومساحة وحجم التكامل.

ح) السنة الثالثة في دراسة الفيزياء تتألف من دراسة مجموعة مشكلة من: بصريات، ديناميكا حرارية، ميكانيكا إحصائية وبداية النظرية الذرية والنووية.

د) السنة الرابعة في دراسة الفيزياء – بدايات ميكانيكا الكم.

3) في الفيزياء، هناك أقسام فرعية يمكن ان تختار منها. على سبيل المثال المواد الصلبة، وفيزياء الليزر والتي لها تطبيقات مباشرة في الالكترونيات والبصريات. مجالى أنا يتضمن فيزياء الجسيمات الأولية بالإضافة إلى النسبية العامة. الفروع الأخرى تتضمن الفيزياء النووية والفيزياء الفلكية وعلم الفيزياء الأرضية وعلم الفيزياء الحيوية إلى أخره. غالبا ما يمكنك التقدم للوظائف الصناعية بعد الكلية.ولكن بالنسبة للوظائف التي يكون دخلها اكبر تحتاج إلى ان تحصل على درجه أعلى.

والآن أصبحت خريج إذا كان هدفك ان تدرس الفيزياء في مدرسه ثانوية أو كليه بعد ذلك تحصل على درجة الماجستير والتي عاده تتكون من سنتين من العمل الدراسي المتقدم وليست بحث أصلى . يوجد عجز في مدرسين الفيزياء في المدارس الثانوية والكليات.

لو انك تريد أن تصبح باحث فيزيائي أو أستاذ جامعي يجب ان تحصل على درجة الدكتوراه.والتي عادة ما تكون ما ببن أربع أو خمس سنوات (أحيانا أكثر) وتتضمن نشر بحث علمي أصلى. (هذا يجب إلا يثبط من عزمك، لأنه عادة ما تجد مشرف على الرسالة الذي سوف يعينك في مشاكل ومسائل البحث أو يشاركك في الجزء العملي.( تمويل بحث رسالة الدكتوراه ليس صعب كما يبدو لأنك سوف تحصل على منحه أو تمويل من القسم لكي يدعموك بمعدل 12 ألف دولار في السنة أو أكثر. مقارنة بالخريجين المتخصصين في التاريخ واللغة الانجليزية خريج الفيزياء تكون لديه حياه مرفهة.

بعد الدكتوراه ثلاث مصادر للوظائف:

(1) الحكومة

(2) الصناعة

(3) الجامعة

العمل الحكومي ربما يتضمن مستويات خاصة في المعهد القومي للقياس والتكنولوجيا (المكتب القديم للقياس). الوظائف الحكومية دخلها جيد ولكن لن تصبح أبدا فيزيائي حكومي غنى. ولكن العمل في الحكومة ربنا يتضمن العمل في صناعة السلاح الذي أنا لا أشجعه بشده.

العمل الصناعي له فترة ازدهار وانحسار ولكن الليزر وأشباه الموصلات وأبحاث الكمبيوتر سوف تكون المحركة للقرن الواحد والعشرين وسوف يكون هناك وظائف في هذه المجالات. احد خصائص هذا العمل هي ان تدرك انك تبنى البنية العلمية التي سوف تثرى حياتنا. لا توجد وظيفة مؤمنة إلى هذا المستوى ولكن الأجر يكون جيد (وخصوصا الذين في مواقع الإدارة انه من السهل للعلماء ان يصبحوا مديرين أعمال أكثر من دارسي الأعمال ان يتعلموا العلم) في الحقيقة بعض المليارديرات في صناعة الالكترونيات والسليكون اتو من خلال خلفياتهم عن الفيزياء والهندسة ثم اتجهوا إلى الإدارة أو تأسيس وتجهيز شركاتهم الخاصة.

ولكنى أنا شخصيا اعتقد ان العمل الجامعي الأفضل لأنه يمكنك ان تعمل على أي مسألة تريدها. ولكن وظائف الجامعة صعبة ونادرة. هذا يعنى اخذ عامين تقريبا ما بعد الدكتوراه في مختلف الكليات قبل ان تحصل على وظيفة تدريس كأستاذ مساعد بدون ثبات ( تعنى انك تملك موقع دائم) ثم ان تأخذ من خمس إلى سبع سنوات لكي تنشا لنفسك اسم كأستاذ مساعد.

مصدر المقال:

http://mkaku.org/home/?page_id=256

شارك هذا المقال

شارك هذا المقال

شارك هذا المقال

لكن كيف يمكن لجزيئة أن تنتقل بسرعة أكبر من سرعة الضوء دون تجاوز قوانين الفيزياء!

سرعة الضوء في الفراغ تساوي 300,000,000 متر في الثانية. ويعتقد بأنه لاتصل سرعة أي جسم أثناء الحركة إلى هذه السرعة.

الفكرة أن سرعة الضوء تخف عند الانتقال ضمن الماء أو الزجاج وبعض الأوساط الشفافة الأخرى. تصل نسبة الانخفاض إلى 25 بالمئة في بعض الحالات. بهذا الشكل يمكن لجزيئة ما أن تتحرك ضمن المادة بسرعة أكبر من الضوء، مع بقائها في نفس الوقت أقل من سرعة الضوء في الفراغ.

عندما يحدث هذا الأمر تشع الجزئية ضوء مائلاً للزرقة يدعى “ضوء شيركنكوف” ينتشر ورائها بشكل مخروط مجوف مشابه للمخروط الذي يظهر من “كسر حاجز الصوت”.

يعطي هذا الضوء الماء المحيط بنواة المفاعل النووي ذلك الوهج الأزرق المميز.

يستعمل العلماء تلسكوبات مبنية لجمع ضوء شيركنكوف الذي يبعث من حمامات أشعة غاما والأشعة الكونية (Cosmic Ray). يدمج علماء النيوترينو مئات من الكشافات الحساسة للضوء ضمن أحجام كبيرة من الماء والجليد لتسجيل ضوء شيركوف من الميونات (muons) والإلكترونات والتي تندمج عندما تصطدم النترونات بالذرات.

يساعد ضوء شيركوف المسجل بهذه الأجهزة على تمييز الجزيئات وتحديد سرعتها.

شارك هذا المقال

يتم تسريع الجزيئات (كالإلكترونات والبروتونات والجزيئات المشحونة الأخرى) عبر تطبيق أمواج كهرومغناطيسية عليها.تنتقل الطاقة من الأمواج إلى الجزيئات عندما تنتقل هذه الجزيئات عبر تجويفات خاصة مصنوعة من النحاس أو من مواد فائقة الناقلية.لفهم عملية تسريع الجزيئات بشكل أفضل لنتخيل عملية ركوب الأمواج خاصة عندما يحاول اللاعب ركوب الموجة. عند التجديف بالسرعة المناسبة وفي الوقت المناسب، سيكتسب اللاعب سرعة الموجة. إذا كانت السرعة الأساسية غير مناسبة ستتجاوز الموجة اللاعب، أما إذا كان التوقيت خاطئاً سيخسر اللاعب سرعته.

يشابه هذا الأمر تماماً عملية انتقال الإلكترون ضمن تجويف طبقت عليه أمواج كهرومغناطيسية.

ستكتسب الجزيئة طاقة الموجة إذا دخلت التجويف في الوقت الصحيح، أما إذا دخلت في الوقت الخاطئ ستكتسب طاقة أقل لتتباطئ أو تضيع.
في مسرع الجزيئات، تنتقل الجزيئات عبر تجاويف مختلفة لتتغير سرعتها المنخفضة وتصل إلى سرعة الضوء.

تكمن الحيلة في ضبط التجويفات لتكون الأمواج متزامنة مع الجزيئات بحيث تؤمن قيمة تسارع أعظمية في كل نقطة من المسرع.

أندرو هتون – مختبر جيفرسون
مجلة Symmetry للفيزياء الجزيئية، عدد أكتوبر- نوفمبر 2006
لتحميل المقال بصيغة PDF

شارك هذا المقال

استطاع العلماء – على سبيل المثال – قياس مساهمة الجزيئات الافتراضية في كتلة البروتون وإلى القوة الجاذبة بين صحيفتين معدنيتين. استطاعت التجارب أيضاً أن تقيس المساهمات الافتراضية من جزيئ هيغز Higgs particle ي لم تكتشف بعد، وهي المفتاح لمعرفة أصل الكتلة.

بهذا الشكل لانكون واثقين فقط من وجود هذا الجزيئ لكن لدينا أيضاً فكرة جيدة عن مكان إيجاده.

كريغ ديوكس، جامعة فرجينيا

لتحميل المقال الأصلي بصيغة PDF

شارك هذا المقال

مفاهيم أساسية

الكتلة

ملاحظة : في كثير من الأحيان يعبر عن المقدار 9.8 بـ 10 للتقريب، حيث أن الرقم الأساسي هو 9.80665
الصور من ويكيبيديا ومن موقع الهيئة العالمية للأوزان والمقاييس
فيديو

شارك هذا المقال

للأجابة على هذه الأسئلة يحاول علماء الفيزياء الجزيئية عزل أو إنشاء أو تحديد التفاعلات الأساسية للمكونات الأولية في كوننا. كأن يقوموا مثلاً بإنتاج شعاع من الجزيئات الأساسية في مسرع جزيئات ثم دراسة سلوكها عندما تصطدم بمادة ما أو عندما تصطدم بشعاع جزيئات أخر. تجارب أخرى تشتغل الجزيئات الأساسية التي تنتج بشكل طبيعي مثل التي تنشئ نتيجة للتفاعلات الشمسية أو من تعرض الغلاف الجوي الأرضي للإشعاعات الكونية.

تقوم بعض التجارب على دراسة مواد عادية بكميات كبيرة لملاحظة الظواهر النادرة أو للبحث عن ظواهر لم تحدث بعد. تعتمد كل التجارب السابقة على مستكشفات متطورة تطبق أحدث التقنيات لقياس وتسجيل خصائص الجزيئات.

يستعمل علماء الفيزياء الجزيئية أيضاً التلسكوبات الأرضية والفضائية لدراسة هذه الجزيئات الأساسية والقوى التي تحكم تفاعلاتها. يظهر هذا النوع من التجارب الأهمية المتزايدة للتقاطع بين الفيزياء الجزيئية وعلم الفلك والفيزياء الفلكية وعلم دراسة الكون Cosmology.

لتحميل المقال الأصلي بصيغة PDF

شارك هذا المقال