الموسوعة

[ضياء]

لماذا يطفئ الماء النار؟

أولاً: عندما يلمس الماء جسماً ملتهباً، فإنه يتحول إلى بخار ويمتص بذلك كمية كبيرة من حرارة الجسم الملتهب. ولتحويل المائ المغلي إلى بخار، نحتاج إلى كمية من الحرارة تزيد خمسة أضعاف الحرارة اللازمة لتسخين نفس الكمية من الماء البارد إلى 100ْ سيليزية.

ثانياً: إن حجم الأبخرة المتكونة أثناء ذلك يزيد على حجم الماء الناتجة عنه بمئات المرات. وعندما تحيط الأبخرة بالجسم الملتهب، تمنع وصول الأكسجين إليه، وبدون أكسجين لا يحدث احتراق. ولزيادة قوة اطفاء الماء للنار، يضاف إلى الماء أحياناً قليل من البارود !  قد يبدو هذا التصرف غريباً، ولكنه معقول تماماً، ذلك لأن البارود يحترق بسرعة، ويحرر كمية كبيرة من الغازات غير المحترقة التي تحيط بالجسم الملتهب وتعرقل احتراقه فيما بعد.

[ضياء]

تكنولوجيا الغد: "أين أنا على الأرض"

إنه لا يخفى على أحد مدى تأثير التقدم التكنولوجى على حياتنا  فعلى سبيل المثال جهاز بحجم الآلة الحاسبة يجعلك متصلا مع جميع أنحاء العالم، فهو يمكنك من إرسال وإستقبال مكالماتك الهاتفية ورسائل الفاكس أيضا.
إن الموضوع الذى سوف نتحدث عنه في هذا المقال ليس هذا الجهاز العجيب فقد أصبح منتشرا ومعروفا ولكن قريبا جدا سوف ينتشر بيننا جهاز مستقبل من نوع آخر يستخدم لتحديد موقعنا في أى مكان على الكرة الأرضية.
جهاز تحديد الموقع هو جزء من نظام كامل متكامل أستخدم في حرب الخليج منذ ثلاث سنوات هذا الجهاز الذى جعل من الحرب بالنسبة للعدوان الأمريكى والحلفاء أسهل وأقل خطورة.  فقد مكنهم من مهاجمة أهداف معينة بدقة متناهية وأقل خطورة على قواتهم.  فعلى سبيل المثال كلنا يعلم كيف كانت الصواريخ الموجهة على أماكن محددة في مدينة بغداد كانت تذهب الى هدفها كأنها ترى وتعرف ماذا تفعل وكذلك كانت هناك فرق عسكرية تتحرك في الصحراء بسرعة تحت غطاء الظلام الدامس -وبدون الحاجة إلى مرشد- متجهة الى مواقع حساسة لتدمرها وتعود إلى مواقعها قبل أن تكتشف.

كان هذا ممكنا بالاستعانة بنظام معقد يعتمد على شبكة عمل تربط بين عدة أقمار صناعية Sophisticated network of satalites  تدور حول الأرض على ارتفاع  يقارب 20200 كيلومترا وتعرف باسم GPS وهذا باختصار  Global Positioning System وباستعمال هذا النظام يمكن  تحديد موقع أى جسم على الأرض وبدقة عالية ليس على بعدين فقط ولكن على الأبعاد الثلاثة وتصل دقة هذا النظام في تحديد الموقع من ارتفاع 20200 كيلو مترا إلى عدة أمتار قليلة وتصل الى بضعة سنتيمترات.

 فكرة عمل نظام الــــ  GPS

لقد تم تطوير هذا النظام على مدار عشرين سنة في الولايات المتحدة الأمريكية منذ 1973 وبميزانية تقارب عشرات المليارات من الدولارات.  نظام الـ    GPSيتكون من مرسل ومستقبل أما المرسل فهو عبارة عن  شبكة عمل أقمار صناعية تدور حول الأرض على ارتفاع 20200 كيلو متر مرتين في كل 23 ساعة و56 دقيقة.
هذه الأقمار موزعة على 6 مستويات دوران كل مستوى يصنع 55 درجة مع المستوى الآخر ويوجد في كل مستوى ثلاثة أقمار صناعية.
كل قمر من الأقمار الــ 18 يرسل باستمرار على نفس التردد إشارة كهرومغناطيسية محملة على موجة ترددها 1575MHz كل قمر صناعى له شفرة معينة Code خاصة به ترسل مع الإشارة الحاملة وبالتالى يمكن لأى قمر صناعى يلتقط هذه الشفرة أن يحدد مكان وزمان تواجد هذا القمر.
أما المستقبل فهو جهاز في حجم راديو صغير يحتوى على دوائر إلكترونية معقدة يتحكم بها ميكروبروسسر Microprocessor متطور يقوم المستقبل بتحديد الموقع بإستخدام طريقتين مختلفتين الأولى تعتمد على إزاحة دوبلر  Doppler Shift للاشارات الكهرومغناطيسية المرسلة من الأقمار الصناعية وهذه الإزاحة تكون ناتجة عن السرعة النسبية بين الأرض والأقمار الصناعية.

أما الطريقة الثانية وتعتمد على قياس التأخير الزمنى بين الإشارات الكهرومغناطيسية الواصلة من الأقمار الصناعية.
هذه المعلومات المستقبلة من الأقمار الصناعية تدخل إلى الميكروبروسسر وتتحد مع المعلومات المخزنة عن كل قمر صناعى من حيث مداره وسرعته وموقعه وبعد عدة عمليات حسابية يحدد المستقبل موقعه  على سطح الأرض ويظهر النتائج على شاشة العرض.
ولدقة حساب الموقع فإنه يجب إدخال العديد من العوامل في الاعتبار على سبيل المثال تأثير الغلاف الحيوى على الإشارات المرسلة وكذلك تأثير مجال الجاذبية الأرضية على الإشارات حيث أن الجاذبية الأرضية تعمل على ازدياد ترددها كلما اقتربت من الأرض، ولهذا فإن نظام الــ  GPS يعتمد وبشكل كبير على عمليات حسابية معقدة جدا قبل أن يخبرنا بالموقع وهذه العمليات ينفذها الميكروبروسسر

إستخدامات نظام الــ GPSالحالية والمستقبلية.
كثيرون جدا الذين يستخدمون هذا النظام مثل البواخر الكبيرة وحتى القوارب الخاصة تستعين بالــ GPS لتحديد موقعها في البحار والمحيطات كذلك شركات النقل تستخدم هذا النظام لتحديد مواقع سياراتها فمثلا شركات السيارات الأجرة في أوربا تستخدم الـــ GPS  حتى ترسل أقرب سيارة متواجدة بجوار صاحب الطلب.
قريبا جدا سوف يثبت في كل سيارة جهاز مستقبل يقوم بإرشاد السائق الى أسهل الطرق ليصل الى مقصده وهذا الجهاز مزود بخرائط الكترونية لشوارع العالم وعن طريق المعلومات التى يستقبلها من الأقمار الصناعية يمكن معرفة الشوارع المزدحمة وتجنبها وحاليا يجرى في اليابان تطوير سيارات تستعين بالــ GPS والخرائط الالكترونية في تمكين السيارة من معرفة الطريق دون الحاجة الى قائد السيارة عن طريق مجس الكترونى مثبت في السيارة وقد نجحوا في تحقيق هذا الهدف ولكن عند سرعة لا تزيد عن 15 كيلومتر في الساعة.
أما في مجال الطائرات فاستخدام هذا النظام يمكن التحكم في حركة الطائرات في الجو والسماح للطائرات بالطيران على مسافات متقاربة من بعضها البعض للتخفيف من الازدحام الملحوظ في المطارات.
وفي النهاية أتمنى أن أكون قد أوضحت فكرة تحديد الموقع بالأقمار الصناعية ومدى تأثيرها على حياتنا فى السنوات القادمة من حيث زيادة الكفاءة وتقليل المخاطر في جميع أنواع المواصلات وكذلك مراقبة كل التحركات على الأرض سواء كانت بشرية أو حتى تغيرات في الظروف المناخية أو حركة الزلازل.
كلمة أخيرة إذا كان  هذا نتاج أبحاث جرت منذ عام 1973 فماذا  ياترى الأبحاث التى تجرى الآن وإذا كان هذا في مجال الاستخدامات السليمة فماذا يا ترى في المجال الحربى؟؟!![[

المصدر : الموقع التعليمي للفيزياء

[ضياء]

الجسيمات الأولية                                                      

تتشكل مادة الكون من مجموعة من الجسميات الأساسية. ما قصة اكتشاف هذه الجسيمات؟

لقد اهتم الانسان منذ القديم بالمكونات الأساسية للكون. وكان لوسيبوس الميلي هو أول من قال بأن الذرة هي العنصر الأكثر أولية في الطبيعة. ثم جاء بعده ديمقريطس، وثبّت مفهوم الذرة غير المنقسمة والقاسية وغير المنضغطة. وكانت هذه الذرات تختلف في شكلها وترتيبها وتخضع لحركة مستمرة وأبدية وشواشية. وتؤلف هذه الذرات كل شيء بما في ذلك النفس. وأضاف لها أبيقور خاصة جديدة هي نوع من الثقالة. وتكون حركتها وفقه منتظمة وموجهة نحو الأسفل إنما يمكن أن تكون منحرفة قليلاً. وقد جوبهت هذه النظرية الذرية في العصور الوسطى بالموروث الأرسطي الذي يتألف العالم وفقه من أربعة صفات أولية، هي الحرارة والبرودة والرطوبة والجفاف، بالاضافة إلى مادة خاصة متواجدة في كل شيء هي الأثير. ولم تُطرَح النظرية الذرية بقوة إلا في مطلع القرن العشرين مع اكتشاف الالكترون، وكان تتويجاً لأعمال تمت في العديد من الدول الأوروبية بين عامي 1890 و 1900. وفي عام 1905 اقترح أينشتين في الوقت الذي كان يطرح فيه نظريته النسبية أن يكون الضوء مثل دفق من الجسيمات الأولية، أو كمات من الطاقة المعينة في نقاط من الفضاء. وقد سميت هذه الكمات فيما بعد بالفوتونات. وأًثبت وجود هذه الجسيمات في عام 1923 على يد كومبتون. وكان رزرفورد قد برهن قبل ذلك بعشر سنوات، ابتداء من معطيات تجريبية ترتكز على قذف ورقة ذهبية بذرات الهليوم الموجبة الشحنة، أنه يوجد في مركز الذرة نواة موجبة الشحنة وصغيرة جداً. وسمى رزرفورد في عام 1920 شحنة النواة الموجبة هذه بروتوناً. وبعد ذلك باثنتي عشرة سنة اكتشف شادويك جسيماً متعادلاً كهربائياً في قلب النواة، وسماه النترون. وتوقف الأمر عند هذا الحد حتى عام 1964 عندما اقترح كل من جيل مان وزويغ كل بمفرده مفهوم الكوارك، حيث تؤلف الكواركات العناصر الأولية للبروتونات والنترونات. ولم يثبت وجودها إلا في السبعينات.
هل هي جسيمات حقاً؟ وكيف يمكن وصفها؟
لا يمكن تمثيل الجسيم الاولي بكرية صغيرة كما هو شائع. فهذا التشبيه صحيح عندما نتحدث عن الميكانيك الكلاسيكي، ذلك أن الفيزيائيين يمثلون المادة كمجموعة من النقاط المادية، وهي نقاط تتركز فيها الكتلة. أما في الكهرطيسية، فيمكن وصف حركات هذه النقاط بفضل مفهوم الحقل الذي أدخله فاراداي في منتصف القرن التاسع عشر. وهو بنية لانهائية ممتدة على كامل المكان والزمان، وقد أصبح مع مرور الوقت مفهوماً أساسياً لفهم المادة. لكنه طرح مشكلة في الواقع. فكيف يمكن ملاءمة مفهوم يرتكز على معادلات تعتمد على الاستمرارية مع مفهوم الجسيم وهو متقطع في الجوهر؟ وقد حَلَّت المعضلة نظرية الميكانيك الكمومي التي طُرحت عام 1930. فوفق الميكانيك الكمومي لا يكون السؤال ما هو وضع الجسيم وما هي سرعته وطاقته، بل يكون السؤال على الشكل التالي: هذه كافة الحالات التي يمكن أن تشغلها أو لا تشغلها الجسيمات في إطار تفاعل ما، فكيف يكون توزعها؟ إن الحقول الكمومية هي مؤثرات تملأ أو تفرغ هذه الحالات. والملء هو خلق جسيم، والإفراغ هو إنهاء وجوده. فالجسيم ليس بالتالي نقطة مادية بل عينة وامتداداً للحقل الكمومي المعرّف لنمط معين من التفاعلات. ويشبه الجسيم بشكل ما لغة الواحد أو الصفر في برنامج معلوماتي. ويمكن لعينات الحقل أن تشكل مركبات المادة فتسمى بالفرميونات، أو تكون معاملات التفاعل فتسمى البوزونات. وللبوزونات والفرميونات خصائص مختلفةجداً. فاللف الذاتي للبوزونات معدوم أو صحيح في حين أنه يكون كسرياً عند الفرميونات. والفرميونات لا يمكن أن تتجمع في مكان واحد، فالمادة لا تتراكب. أما البوزونات فيمكن أن تتواجد في النقطة ذاتها، فالفوتون هو بوزون والأشعة الضوئية تتراكب.
ما هي الأسس الفيزيائية التي توصف وتصنف وفقها هذه الجسيمات؟
في الحقيقة لا يمثل النظري والتجريبي الجسيم بالطريقة ذاتها. فالجسيم بالنسبة للنظري هو امتداد للحقل، وبالتالي فإن المفهوم الأساسي بالنسبة له هو الحقل وليس الجسيم. وتُحدَّد طبيعة الحقول الكمومية بواسطة التفاعلات الرئيسية الأربعة وبالتناظرات التي تحافظ عليها. ولتفسير ذلك نأخذ مثالاً كهرمغنطيسياً. فلوصف تفاعل كهرمغنطيسي يستخدم الفيزيائي مفهوم الكمون. ويسمح له اشتقاق بالنسبة لاحداثيات المكان بالانتقال إلى كمون الحقل. وكما أن مجموعة غير منتهية من المستقيمات المتوازية لها الميلان نفسه، فهناك لانهاية من الكمونات التي تعطي الحقل نفسه. وكافة هذه الكمونات متطابقة إلى حد ما. فإذا حولنا أحد الكمونات إلى كمون آخر فإن المعادلات لا تتأثر. ويستخدم الفيزيائيون في الميكانيك الكمومي مصطلح تناظر جوج لوصف هذا النمط من التحول. والواقع أن التفاعلات الأساسية الأربعة والمعادلات التي تصفها تحافظ على هذا النوع من التناظر، دون أن يستطيع العلماء تفسير ذلك حتى الآن تماماً. ولهذا انعكاس على الحقول الكمومية المرتبطة بالتفاعلات وبالتالي بالجسيمات. وهكذا فإن مفاهيم الجسيمات والتناظر والتفاعلات والحقول مرتبطبة عند الفيزيائي النظري. أما الجسيم بالنسبة للتجريبيين فهو ليس أكثر من أثر لنمط معين من الكواشف. وفي حين ان النظري يرمز لهذه الجسيمات في معادلاته بكمونات تابعة لمتحولات المكان والزمان، فإن التجريبي يشير إليها بحروف، مثل z , t, e , الخ.
هل أمكن اكتشاف هذه الجسيمات كلها وكيف؟
هناك بين الجسيمات المعروفة ما يوجد في الطبيعة مثل الالكترون، وهو جسيم مكون لذرات المادة، والنيوترينو، وهو جسيم حيادي الشحنة موجود في الأشعة الكونية. وهناك جسيمات أخرى لم توجد إلا في اللحظات الأولى من عمر الكون ولا يمكن اكتشافها إلى بواسطة مسرعات أو مصادمات هائلة. فلو تخيلنا أننا نريد اكتشاف بنية تحتية في بنية أكبر منها مثل البروتون، يمكننا أن نفعل ذلك بسبر هذه البنية بإرسال جسيم أو جسيمات سابرة عليها. وكان لويس دو بروي قد حدد عام 1923 طول الموجة المرتبط بهذه الجسيمات السابرة بحسب ثنائية الموجة الجسيم. لكننا نعرف أن الظاهرة الموجية لا تندمج إلا مع أجسام ذات أبعاد أكبر من طول موجتها. ومن أجل سبر الأجسام الصغيرة يجب إذن إرسال جسيمات سابرة عليها بطول موجة قصير جداً، أي بطاقة عالية جداً. وتبنى المسرعات أو المصادمات على هذا المبدأ. ففي المسرع تسير حزمتان من الجسيمات ذات الطاقة العالية باتجاهين مختلفين. ويؤدي تصادم جسيمين من الحزمتين إلى انتاج جسيمات أخرى بحسب مبدأ التكافؤ بين الكتلة والطاقة الناتج عن النظرية النسبية الخاصة. وكلما كانت طاقة  الصدم أكبر، تكون الجسيمات الناتجة أكبر كتلة. وهذا لا يعنى أنها أكبر حجماً على الاطلاق! بل على العكس، فكلما كانت كتلتها وبالتالي طاقتها أكبر فإن حجمها أو بشكل أدق طول الموجة المرتبط بها يكون أصغر. ويكون عمر هذه الجسيمات قصيراً جداً، بحيث لا يمكن لأي جهاز أن يرصد أو يصور مباشرة حادثة الصدم. وما يكشفه المجربون هو الآثار الباقية من تحلل هذه الجسيمات. وهم يضعون العديد من الكواشف حول نقطة الصدم من أجل تحديد موضعها وطاقتها.
تشكل الجسيمات الأولية البنية الأساسية للمادة في الكون. ما هي الصلات القائمة فيما بينها؟
تقسم الجسيمات إلى عائلتين هما الفرميونات التي تشكل المادة والبوزونات التي تنقل التفاعلات بين الجسيمات. وهناك نمطان من الجسيمات في مجموعة الفرميونات: فمن جهة هناك اللبتونات التي لا تشارك في التفاعلات الشديدة، ومن جهة أخرى الكواركات المختلفة النكهات والألوان والتي تشارك في كافة التفاعلات. وتحدد شحنات النكهة (وعددها ست) واللون (وعددها ثلاث) للكواركات سلوكها تبعاً للتفاعل الضعيف والقوي. إن البوزونات، وهي موجهات التفاعلات الأساسية الأربعة، هي الفوتون بالنسبة للتفاعل الكهرطيسي، والغليونات للتفاعل الشديد وهي تربط الكواركات فيما بينها، والبوزونات حاملات التفاعل الضعيف، وأخيراً الغرافيتون ناقل الجاذبية. وقد صُنفت الفرميونات والبوزونات في ثلاث مجموعات في النموذج المعياري، وهو نظرية تذهنية تسمح بالتنبؤ بكافة الظاهرات التي تنتج عن التفاعلات الأساسية باستثناء الجاذبية. ويمكن استنتاج المجموعتين الأخيرتين من الأولى إذ لا يتميز الجسيم فيهما عن جسيمات المجموعة الأولى إلا بالكتلة. فالميون ليس سوى الكترون إنما أثقل قليلاً، وكذلك التون هو ميون أثقل منه قليلاً. فكما لو كانت الطبيعة قد قد بنت المادة وفق ثلاث مراحل. ويقبل الفيزيائيون بأن النموذج المعياري كان يمكن أن يكون صحيحاً بمجموعة واحدة من الجسيمات.
لماذا لا يوجد مجموعة واحدة أو خمس مجموعات مثلاً من الجسيمات؟
إنه أحد الأسئلة الكبيرة المطروحة حالياً في الفيزياء. ولا بد من العودة إلى مفهوم التناظر لفهم جوانب هذه المسألة. فنظرية الحقول الكمومية تقتضي وجود تناظر يقال له CTP، وهو نتاج تناظرات الشحنة C (حيث نستبدل الشحنة بشحنة معاكسة)، والفراغ P (حيث نستبدل إشارات الاحداثيات الفراغية)، والزمن T (حيث نعكس اتجاه الزمن). أن عدم تغير الفيزياء عبر التناظر CPT يمكن أن يجعلنا نعتقد أنه يوجد أيضاً ثبات فيزيائي بالنسبة لـ C و P و CP و T بشكل منفصل. لكن التفاعل الضعيف يشرخ هذا المبدأ: فهو ليس ثابتاً بالنسبة للتناظر CP. ويعني ذلك عملياً أنه ضمن صيرورات من التحلل الاشعاعي، فإن تغيير شحنة جسيم بشحنة معاكسة والنظر إلى النتيجة بالمرآة (أي عكس الاحداثيات) هو صيرورة ليس لها الاحتمال نفسه الذي لصيرورة البدء. فانكسار التناظر CP هذا يمكن أن يفسر غلبة المادة في الكون على المادة المضادة التي تحمل دوماً الشحنة المعاكسة لشحنة المادة. وقد توصل الفيزيائيون إلى تبيان أن الانكسار في إطار النموذج المعياري ليس ممكناً إلا إذا كان يوجد ثلاث مجموعات حصراً من الجسيمات.
هل توجد الجسيمات المضادة حقاً؟
إنها موجودة طالما تم رصدها‍! فقد عُثر عليها أولاً في الاشعة الكونية، ثم في المسرعات والمصادمات. لكن ديراك كان قد افترض وجود الجسيمات المضادة في نهاية العشرينات قبل أن يمكن رصدها. فمن أجل موافقة الميكانيك الكمومي والنظرية النسبية تخيل وجود جسيم موجب الطاقة تساوي كتلته كتلة الالكترون إنما يعاكسه بالشحنة. وقد أُثبت وجود هذه الازدواجية من الجسيمات والجسيمات المضادة بشكل تجريبي في عام 1932. وقد تم اليوم اكتشاف كافة الجسيمات المضادة للجسيمات الأولية. ويملك الجسيم المضاد الكتلة نفسَها واللف الذاتي نفسَه اللذين للجسيم الذي يحمل الاسم نفسه ويختلف بالشحنات. والشحنات بصيغة الجمع هنا إذ توجد أنواع مختلفة منها. فكل جسيم أو جسيم مضاد يحمل في الواقع عدداً من الشحنات (الشحنة الكهربائية، والشحنة اللونية، والعدد الباريوني، وشحنة النكهة... إلخ). وهذه الأرقام هي نوع من المميزات التي تحدد سلوك الجسيم أو الجسيم المضاد في التفاعلات. إن أحد الألغاز الكبرى في الفيزياء الحديثة هو نقص هذه المادة المضادة المقاس في الكون.
هل يمكن رصد كافة الجسيمات الأولية؟
يمكن ذلك من حيث المبدأ. لكن يصعب رصد بعضها أكثر من غيره، مثل النيوترينو وهو جسيم من اللبتونات متعادل كهربائياً. وكان باولي قد تنبأ بوجود هذه الجسيمات المتعادلة في عام 1932. وبعد نحو عشرين عاماً تم اكتشاف النيوترينو. ومن الصعب رصد هذه الجسيمات لأنها غير مشحونة ولا تشارك إلا في التفاعل الضعيف: وبالتالي فإن احتمال تفاعلها مع المادة شبه معدوم. وتزيد هذه الخاصية أيضاً تعقيد مسألة قياس الكتلة التي ربما تكون صفراً. كذلك فإن كشف الكواركات صعب حتى ولو كانت هذه الفرميونات تشارك في التفاعلات كلها. إن الكوارك لا يمكن أن يُلحظ مباشرة لأنه ينتقل دائماً بشكل حزمة، إن مع كواركين آخرين أو مع كوارك مضاد. ونعرف إضافة إلى ذلك أنه توجد ثلاثة ألوان مختلفة لكوارك واحد، ولكن هذه الألوان تعطي إذا امتزجت مع بعضها ما يشبه الأجسام البيضاء، وهذه الأجسام هي وحدها التي يمكن رؤيتها بحسب نظرية القوة الشديدة. فنحن لا يمكننا إذن أن نرصد مباشرة سوى تجمعات الكواركات وليس الكواركات المعزولة أبداً.
لماذا للجسيمات الكتلة التي تملكها؟
الحق أن الفيزيائي لا يستطيع الإجابة على هذا السؤال. إنه يستطيع أن يتنبأ بفضل النموذج المعياري بعدد معين من المتحولات ولكن ليس بالقيم الدقيقة لكتل الجسيمات. وبحسب ا لنموذج المعياري الحالي يجب أن تكون كتلة كافة الجسيمات معدومة. فقد رأينا أن التفاعلات الرئيسية الأربعة تحافظ على التناظرات، وهذه التناظرات هي التي تفرض على جسيمات التفاعل، أي البوزونات، أن تكون معدومة. وهذا هو حال الفوتونات بالنسبة للتفاعل الكهرمغنطيسي والغليونات بالنسبة للتفاعل الشديد، لكنه ليس حال بوزونات التفاعلات الضعيفة ذات الكتلة الكبيرة والتي تصل إلى ثمانين ضعف كتلة البروتون. ومن أجل تفسير هذه الظاهرة اخترع الفيزيائيون حقلاً كمومياً جديداً هو حقل هيغز، هو مولّد الكتلة، وتفاعلاً جديداً مرتبطاً به هو آلية هيغز. وبحسب النموذج المعياري فقد جعل حقل هيغز كافة الجسيمات ثقيلة ما عدا الفوتون والغليون. ويفسر النموذج المعياري ذلك بأن شرخاً آنياً حدث في تناظر حقل هيغز في الحالة المستقرة الأساسية التي هي الفراغ. ويشبه ذلك وضع كرية في قعر زجاجة محدبة من الأسفل، فتكون الحالة المستقرة هي وجود الكرية على يمين أو يسار قعر الزجاجة (وهي حالة غير متناظرة) وليس في وسطها (وهي حالة متناظرة). فإذا كانت آلية هيغز صحيحة يجب عندها تصور وجود جسيم ثقيل يسمى بوزون هيغز. ويبحث العلماء عن هذا البوزون الآن. وعدم العثور عليه حتى الآن يرجع إلى كتلته الكبيرة جداً. ويعلق العلماء على بناء المصادم العملاق التابع لمركز الأبحاث النووية الأوروبي أملاً كبيراً من أجل اكتشاف بوزون وآلية هيغز. ويرى علماء كثيرون أن صورة المادة المبنية من كواركات ولبتونات وبوزونات ربما ليست سوى صورة مبسطة للواقع. وبالمقابل فإن تصور بنية أكثر أولية للجسيمات في إطار النموذج المعياري يتطلب طاقات أعلى بآلاف المرات من الطاقات التي سمحت بإثبات وجود الكواركات.

 المصدر : موقع الجمعية الكونية السورية

[ابو سلمان]

السلام عليكم

أخي الكريم ضياء

أشكرك على هذا الجهد الجميل

أسأل الله العظيم أن يبارك فيك وفي جهدك

أخوك / ابو سلمان

[ضياء]

كتابان فيزيائيان رائعان قدر لي أن أطلع عليهما .أصدرتهما دار مير في الاتحاد السوفيتي _ سابقا _ أي يعدان من الكنوز العلمية . الأول هو كتاب الفيزياء المسلية لياكوف بيريلمان والثاني كتاب الفيزياء للصغار  , وكلا الكتابين يشرح الظواهر الفيزيائية بأساليب متعددة منها الأسلوب القصصي المصحوب بالتطبيقات العملية  . والخلاصة أنهما يستحقان الاطلاع ، وعسى أن أوفق لنشر بعض ما ورد فيهما في الموسوعة .

[ضياء]

لماذا نرى غروب الشمس أحمر اللون

من المناظر الجميلة التي يمكن رؤيتها في هذه الحياة منظر غروب الشمس الأحمر الجميل .

فهل بالفعل لون الشمس في ذلك الوقت أحمراً ؟؟؟.

الحقيقة أن في تلك اللحظة ينظر الناس اللذين يبعدون آلاف الأميال في الغروب إلى نفس الشمس وهي لم تظهر حمراء بالنسبة لهم.

إذن ما سبب ذلك ؟؟؟

المسافة التي يجب أن يقطعها ضوء الشمس خلال الغلاف الجوي للأرض هي التي تنتج ألوان غروب الشمس، حيث أنه كلما انخفضت الشمس زادت مسافة الغلاف الجوي الذي يسير فيها الضوء .

وبما أن ضوء الشمس عبارة عن مزيج من جميع ألوان الطيف تظهر باللون الأبيض بالنسبة لنا ، كما أنه  يمر خلال جزيئات الهواء والغبار وبخار الماء وغيرها من الشوائب ، يؤدي ذلك إلى بعثرة الألوان المختلفة للضوء بدرجات مختلفة ، حيث يبعثر الغلاف الجوي اللون البنفسجي والأزرق والأخضر أكثر من بعثرته للون الأحمر والأصفر ؛ مما يؤدي عند انخفاض الشمس نرى لونها مائلاً للإحمرار .

أركادي ، ليوكوم ، ( 1993م ) . أخبرني لماذا أجوبة لمئات الأسئلة ،  . ترجمة خالد أسعد عيسى ، دار الكتاب العربي ، القاهرة

[ضياء]

ما هو الغرض من استخدام زجاجة المصابيح ؟

إن القليل من الناس فقط , يعرفون ذلك الطريق الطويل الذي مرت به زجاجة المصباح , قبل أن تأخذ شكلها العصري الحديث . لقد استخدم الناس الشعلة لأجل الإضاءة, على مدى عدة آلف من السنين دون اللجوء إلى الاستفادة من الزجاج في هذا المجال . ثم جاء العالم العبقري ليوناردو دافنشي  وقام بهذا العمل المهم لتطوير المصباح . ولكن ليوناردو لم يحط الشعلة باسطوانة زجاجية , بل باسطوانة معدنية , وقد مرت على ذلك ثلاثة قرون من الزمن , قبل أن يتوصل الإنسان إلى استبدال الاسطوانة المعدنية باسطوانة من الزجاج الشفاف  , وكما  يتضح لنا فإن زجاجة المصباح هي عبارة عن اختراع عملت على إيجاده عشرات الأجيال من البشر .
ما هو الغرض من استخدام زجاجة المصباح ؟
إنني أشك في أن جميع القراء يستطيعون أن يجيبوا على هذا السؤال الطبيعي إجابة صحيحة .إن حماية الشعلة من الريح هي الدور الثانوي للزجاجة , أما الدور الرئيسي لها فيتمثل في زيادة تألق الشعلة وفي تعجيل عملية الاحتراق . إن دور الزجاجة هو نفس دور مدخنة الفرن أو المصنع , المتمثل في تقوية تيار الهواء المندفع نحو الشعلة , مما يؤدي إلى زيادة سحب الهواء .
وسنشرح هذه العملية الآن . إن الشعلة تسخن عمود الهواء الموجود داخل الزجاجة , أسرع  بكثير من تسخينها للهواء المحيط بالمصباح . وعندما يسخن الهواء ويصبح نتيجة لذلك أخف مما هو عليه , وبموجب قانون أرخميدس , يطرد إلى الأعلى من قبل الهواء الثقيل البارد , الذي يدخل من الأسفل  من خلال الفتحات الموجودة في قاعدة الفتيلة .
وبهذا الشكل , يتكون تيار دائم من الهواء ، يتجه من الأسفل إلى الأعلى , ويعمل باستمرار على سحب نواتج الاحتراق إلى خارج الزجاجة , وإدخال الهواء النقي إليها . وبزيادة ارتفاع الزجاجة , يزداد الفرق بين وزني عمودي الهواء البارد والساخن , وتزداد بذلك شدة اندفاع تيار الهواء النقي , وبالتالي تزداد سرعة الاحتراق . وهذا هو نفس العامل الذي يفسر لنا سبب إنشاء المداخن العالية جدا .
ومما يلفت النظر ,أن ليوناردو كان قد أدرك هذه الظاهرة بوضوح , حيث نجد في مخطوطاته العلمية الملاحظة التالية : (( يتكون حول النار أينما وجدت تيار من الهواء يغذيها ويزيد من اشتعالها ))

الفيزياء المسلية - الكتاب الثاني - ياكوف بيريلمان - ص173

[ضياء]

تعتبر الطرائف العلمية مدخل لتدريس العلوم فهي تثير الإنتباه و الدهشة لدى الطالب و هذا أمر مهم يحتاج إليه المعلم كي يصل إلى هدفه بسهولة و يسر و هنا سوف نتعرض لبعض الطرائف العلمية و النوادر المدهشة التي يمكن اتخاذها عونا بعد الله في مساعدة معلم الفيزياء لإيصال المعلومة للطالب في المرحلة الثانوية بوجه الخصوص و طلابنا في جميع المراحل عامة

أتحداك أن تزحزح الأرض ... يا أرخميدس:ـ ( الروافع) :ـ

قال أرخميدس لو وجدت نقطة ارتكاز لرفعت الأرض ، و لو وجدت هناك أرضاَ ثانية لأنتقلت إليها و حركت أرضنا من مكانها ـ نعم يمكن ذلك من الناحية النظرية و لكن هناك اعتبارات أخطأ فيها أرخميدس هل تعرفها ؟

و الأرض تسقط على التفاحة أيضاً ... يانيوتن ( قانون نيوتن الثالث للحركة ) :ـ

سأل الطالب المعلم بعد أن فهم نص قانون نيوتن الثالث و قال يا أستاذ إذا كان الحصان  يجر العربة و العربة تجر الحصان بالقوة نفسها و لكن باتجاه معاكس فمعنى ذلك أن العربة لن تتحرك فلماذا نراها تتحرك اذن ؟

فأجاب المعلم لقد نسي زميلكم أن القوتين غير متعادلتين لأنهما تؤثران على جسمين مختلفين : فالأولى تؤثر على العربة وتؤثر الثانية على الحصان لذا فإن القوى المتساوية إذا أثرت على الجسم نفسة فإن قانون نيوتن الثالث ينطبق عليها تماماً ـ أما إذا أثرت على أجسام مختلفة فإن لكل منها تأثير يختلف بإختلاف الجسم و طبيعته و على مقدار المقاومة التي يبديها ضد تلك القوة

رحم الله الاحتكاك :ـ

بعد أن شرح المعلم معنى الاحتكاك و أهميته في المشي و الوقوف و اهتراء الملابس و تفتت الجبال و غيرها الكثير ‘ سأل الطالب قائلا ماذا لو لم يكن هناك احتكاك ؟

قال المعلم لو اختفى الاحتكاك لما استطعت أن تمسك بالقلم  و لزلت بك قدمك فتقع على الأرض ... و هناك من الأمثلة الكثير

الجاذبية  ...في اجازة ( قانون الجاذبية العام ) :ـ

عندما فكر كولومبس أن يعبر المحيط الأطلسي كان كثير من الناس يعتقدون أن الأرض منبسطة فقالو ان كولومبس سوف يسقط فور و صوله لحافتها و لم يعلموا ان الأرض كروية أو شبه كروية فما أن انتهى المعلم من كلامه حتى باذره سؤال من بعيد يقول نعم و إلا لكان الناس الذين في أسفل الكرة الأرضية سائرين و رؤوسهم إلى أسفل و لا يمكن هذا قطعا فكيف تكون حياتهم اذن ؟

فقال المعلم للطالب تعال و أشر أمام زملائك إلى أسفل فأشار بأصبعة إلى الأرض ثم قال له أشر إلى أعلى فأشار الى السماء فقال المعلم لو سألنا نفس السؤال لأحد الطلاب في بلاد بعيدة عنا فهل يتفق معك في الاجابة ـ قال نعم ـ قال المعلم اذن اسفل الذي تشير اليه و يشير اليه اي طالب أخر هو مركز الأرض كما أن فوق هو بعيدا عن مركز الأرض و هذا هو الخطأ الذي لا يعرفه كثير من الناس

[ابو مازن]

السلام عليكم

اخي الفاضل ضياء اضاء الله لك دروب الخير

جهد رائع لا يسعنا الان ان ندعو لك بالتوفيق

وهذه مشاركة بسيطة وسريعة :
الرعـد :

هو تفريغ كهربائي من سحابة إلى أخرى أو من سحابة إلى الأرض يصحبه انبعاث شرارات تعرف بالبرق. وهذه الشرارات تحدث حرارة عالية  في مناطق الهواء التي تنبعث منها، فتتمدد تلك المناطق على نحو فجائي وتولد سلسلة من أمواج التضاغط والتخلخل يسمع لها جلجلة  وهدير.

[ضياء]

لماذا لا تنطفيء الشعلة من تلقائها ؟

إذا فكرنا مليا في عملية الاحتراق , سيتبادر إلى أذهاننا السؤال التالي ، بصورة لا إرادية : لماذا لا تنطفيء الشعلة من تلقائها ؟ إن نواتج الاحتراق تتكون من غاز ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء , وهما لا يحترقان ولا يساعدان على الاحتراق . إذن يجب أن تحاط الشعلة في اللحظة الأولى لاحتراقها , بمواد لا تحترق ، تعرقل وصول تيار الهواء إلى الشعلة ولما كان استمرار الاحتراق بدون هواء يعتبر أمرا مستحيلا إذن يجب أن تنطفيء الشعلة .
ولكن لماذا لا يحدث ذلك ؟ ولماذا يستمر الاحتراق إلى أن ينتهي احتياطي الوقود بأجمعه ؟ إن هذا يعود إلى شيء واحد فقط , وهو أن الغازات تتمدد  بالتسخين , وبالتالي تصبح أخف مما كانت عليه قبل تسخينها , وبفضل ذلك وحده لا تبقى نواتج الاحتراق الساخنة في المحل الذي تكونت فيه بجوار الشعلة مباشرة بل تطرد في الحال إلى الأعلى من قبل الهواء النقي . ولو كان قانون أرخميدس لا ينطبق على الغازات ( أو لولا وجود الجاذبية ) لاحترقت كل شعلة لوهلة قصيرة ثم انطفأت من تلقائها .
ويمكن بسهولة التأكد من التأثير الماحق الذي تحدثه نواتج الاحتراق بالنسبة للشعلة . وكثيرا ما يلجأ القاريء إلى الاستفادة من هذا التأثير عندما يريد إطفاء شعلة مصباح الغاز  دون أن يلتفت إلى ذلك . كيف نطفيء شعلة مصباح الغاز ؟ ننفخ فيها من الأعلى أي نجعل نواتج الاحتراق تهبط إلى الأسفل نحو الشعلة فتنطفيء من تلقائها بعد أن نمنع تيار الهواء  من الوصول إليها بحرية .

[ضياء]

كيف يسبح الحبار ؟
سيندهش القاريء عند سماعه بوجود عدد من الكائنات الحية التي تصبح مسألة ((رفع الجسم ذاتيا من الشعر )) بالنسبة إليها طريقة عادية للسباحة في الماء .
إن الحيوان البحري المسمى بالحبّار ومعظم الرخويات بصورة عامة تتحرك في الماء بالطريقة التالية : تسحب الماء إلى خياشيمها من خلال شق جانبي وقمع خاص في مقدمة الجسم ثم تقذفه إلى الخارج بقوة فينفث على هيئة نافورة من خلال ذلك القمع . وبهذا العمل تندفع إلى الوراء _ حسب قانون رد الفعل _ بقوة كافية لجعل القسم الخلفي من الجسم يتحرك سريعا إلى الأمام ، في داخل الماء . وبهذه المناسبة فإن الحبّار يستطيع توجيه فتحة القمع إلى أحد الجوانب أو إلى الوراء وينفث منها الماء بقوة ليتحرك في الاتجاه المطلوب . وحركة قنديل البحر مبنية على نفس المبدأ , حيث أنه بتقلص عضلاته يعمل على نفث الماء من تحت جسمه , الذي يشبه الجرس ، فيندفع بذلك في الاتجاه المعاكس . وهناك أنواع أخرى من الحيوانات البحرية التي تستخدم نفس الطريقة المذكورة عندما تسبح في الماء . وهذه الوقائع لا تترك مجالا للشك في وجود مثل هذه الطريقة للحركة .

[ضياء]

هذه سيرة العالم الكبير الدكتور محجوب عبيد طه رحمه الله


· الاسم : محجوب عبيد طه
· الجنسية : سوداني
· ولادته ووفاته : ولد بمدينة الدويم بالسودان سنة 1937م وتوفى بمدينة الرياض بالمملكة العربية السعودية في 26/8/2000م – 26/5/1421هـ
· تعليمه : جميع مراحل التعليم قبل الجامعي بالسودان
- بكالوريوس العلوم ( رياضيات ) بمرتبة الشرف الأولى من جامعة درهام ( بريطانيا ) ( 1964 )
- دكتوراه في الفيزياء من جامعة كامبردج ( بريطانيا ) ( 1967 )
· أعماله : محاضر ثم أستاذ مشارك ثم أستاذ الفيزياء بجامعة الخرطوم حتى عام 1976م
- أستاذ الفيزياء بجامعة الملك سعود حتى وفاته
- عين عميداً لكلية العلوم بجامعة الخرطوم عام 1974م
- اختير زميل أبحاث في كلية داوننج بكامبردج عام 1966م
- عين زميلاً في معهد الدراسات المتقدمة ببرنستون عام 1967م
- عين زميل ابحاث في المركز العالمي للفيزياء النظرية بتريست 1968م
- عين زميلاً أول بالمركز العالمي للفيزياء النظرية بتريست 1975م
- كان عضواً للجمعية الفيزيائية الأمريكية
- كان عضواً في لجنة الطاقة الذرية السودانية
- كان عضواً في العديد من المجالس الجامعية بجامعتي الخرطوم والملك سعود
- مثل جامعتي الخرطوم والملك سعود في العديد من المؤتمرات العالمية
- كان عضواً في هيئات تحرير العديد من المجلات العلمية المتخصصة ورأس تحرير مجلة كلية العلوم بجامعة الملك سعود
- أشرف على العديد من رسالات الماجستير والدكتوراه بجامعتي الخرطوم والملك سعود
· الانجازات العلمية :
- قدم أول تعميم نسبوي ( relativistic generalization ) لمعادلات فاديــيف لتصادمات ثـلاثة جسيمـات مع ثلاثة جسيمات في نطاق نظرية مصفوفة التشتت
- قدم طريقة رياضية جديدة ( سميت بطريقة طه Taha Method ) لتحليل التكاملات ( على متغيرات الاندفاع ) في التفاعلات الكهرومغناطيسية والتفاعلات الضعيفة 0 كما ابتكر " قواعد جمع طه " " Taha Sum Rules " التي برهنت صحتها في نظرية الاضطراب
- اثبت تكافؤ مدخلين للتحليل النظري في الفيزياء والجسيمات الأولية مدخل " الجبرا الوقت الواحد " Equal-time Algebra " ومدخل " متبادلات مخروط الضوء " ( Light Cone Commutators )
- اكتشف ( مع زملائه في المجموعة النظرية في الخرطوم ) قانون جمع جديد ( Sum rule ) في تفاعل البروتون والالكترون وذلك في اطار موضوع السببية في نظرية الجسيمات الأولية
- حقــــق نتـائج هـامة في موضوع " زمـرة اعـادة التطبيع" ( renormalization group )
- نشر أكثر من ستين بحثاً في مجلات علمية عالمية مرموقة
· الاهتمامات الثقافية والفلسفية :
قدم العديد من المحاضرات وكتب العديد من المقالات في فلسفة العلوم ، وبنية النظريات العلمية ، ومفهوم القوانين الطبيعية ، ومفهوم الزمن وبداية الكون والاعجاز العلمي للقرآن ، واتساق الايمان والعلم الطبيعي.
وهذه أبحاثه :


Professor Mahjoub Obeid Taha
List of Publications
1. A Model For Final State Interactions
Nuovo Cimento 42, 207, (1966).
2. Reduced - Amplitude Equations For Two and Three Particle Systems I
Nuovo Cimento 44, 561 (1966).
3. Reduced - Amplitude Equations For Two & Three Particle Systems II
Nuovo Cimento 44, 849 (1966).
4. Coupled Equations For Scattering Amplitudes And Hadronic Currents
Phys. Rev. 152, 1507 (1966) (With E.Y.C.Lu).
5. Approach To Currents and the Derivation of Current Algebra
Phys. Rev. 158, 1623 (1967).
6. General Sum Rules and the Form of the Equal-Time Commutator
Phys. Rev. 162 1694 (1967).
7. Parity - Conserving Hyperon Decays In Su(3)
Phys. Rev. 169, 1182 (1968).
8. Parity - Conserving Hyperon Non-Leptonic Decays In SU(3)
Phys. Rev. 171, 1481 (1968).
9. A Method and Some Results in Current Identities
Nuovo Cimento 60, 651 (1969).
10. Sum Rules And High Energy Behaviour
Nuovo Cimento 60, 663 (1969).
11. Continous Parameter Sum Rules
Nuclear Physics 10B, 656 (1969).
12. Extension of Sugawara's Theory of Currents
Phys. Rev. 188, 2517 (1969) (with M.A. Ahmed).
13. Sum Rules From Sugawara's Theory of Currents
Phys. Rev. D1, 1764 (1970).
14. Pion Electromagnetic From Factor and the Veneziaro Model
Phys. Rev. D1, 2147 (1970) (with A. Amatya).
15. On the Off-Shell pp Veneziano Amplitude
Progr. Theoret: Physics 44, 444, (1970) (with M.A. Ahmed).
16. Veneziano Amplitude for pA, Scattering
Progr, Theoret: Physics 44, 448 (1970) (with M.A. Ahmed).
17. Cross-Duality Model
Lett. Al Nuovo Cimento 3, 861 (1970).
18. Direct - and Cross - Duality Amplitudes, Physics
Phys. Rev. D3, 498 (1971).
19. Superconvergence Sum Rules and Exchange Degeneracy in Cross Duality Model
Phys.Rev. D3, 1461 (1971).
20. Regge Behaviour, Crossing Symmetry and Unitarity In the Nakanishi Representation
Phys. Rev. D4, 3768 (1971).
21. Dual Amplitudes with Mandelstam Analyticity
Lett. Nuovo Cimento 2U, 290 (1971).
22. Dual Amplitudes with Arbitrary Trajectories
Phys. Rev. D5, 1015 (1972) (with R. Ramachandran).
23. An Analytic pp Dual Amplitude
Nuovo Cimento 13A, 679 (1973) (with A. Tahir).
24. The Kl3 Decay in Light-Cone Algebra
Nuovo Cimento 16A, 209 (1973) (with A.M.A. Rahman).
25. Connection Between Equal-Time and Light-Cone commutators
Phys. Rev. 8D, 491 (1973) (with A.M.A. Rahman).
26. Causality And Scaling Restrictions On The Electromagnetic Equal-Time Commutators
Nucl. Phys. B66, 245 (1973).
27. Equal-Time Algebra and Light-Cone Commutators
Nuovo Cimento 18A, 663 (1973).
28. Causality, Current Algebra and Fixed Poles
Phys. Rev. D9, 2349 (1974) (with A.M.A. Rahman & M.A. Ahmed).
29. Remarks On Vanishing Longitudinal Cross - Sections and Operator Schwinger Terms
30. New Sum Rule In Electroproduction
Lett. Al. Nuovo Cimento, 13, 645 (1975).
31. Regge Expansion of a Causal Spectral Function
Nuovo Cimento 30A, 212 (1975) (with M.A. Ahmed).
32. Causality, Equal-Time Algebra and Light-Cone Commutators
Phys, Rev. D11, 924 (1975) (with A.M.A. Rahman).
33. Convergent Fixed-Mass Sum Rules From Current Algebra
Nuovo Cimento 30A, 144 (1975).
34. Causality and Asymptotic Behaviour in Electroduction
Phys. Rev. D14, 189 (1976).
35. Causality and the Proton-Neutron Mass Difference
Phys. Rev. D15, 2472 (1977) (with A.M.A. Rahman).
36. Causal Basis of the Dual-Yan-West relation
Phys. Rev. D18, 2332 (1978).
37. Periodic Solutions to Classical Field Equtions
Physica Scripta 20, 447 (1979).
38. Remarks on Causality and Electromagnetic Mass Shifts
Phys. Rev. D21, 2708 (1980) (with A.M. A. Rahman).
39. Integral Representatin of Green's Functions for Asymptotically Free Field Theories
Phys. Rev. D25, 387 (1982).
40. Asymptotic Behaviour of The Effective Potential
Phys. Rev. D26, 2766 (1982).
41. Transformation foThe Renormalized Coupling Constant
Phys. Rev. D29, 253 (1984).
42. Spontanous Symmetry Breaking In The Effective Potential
Phys. Rev. D33, 1108 (1986).
43. A Possible Solution To The Main Cosmological problems
Phys. Letts. B171, 363, (1986) (with M. Ozer).
44. A Model Of The Universe Free of Cosmological problems
Nucl. Physics B287, 776 (1987) (with M. Ozer).
45. The Higgs Boson Mass in Standard Electroweak Theory
Z. phys. C36, 639 (1987) (with H. Hendi and M. Ozer).
46. Noether's theorem and local gauge invariance
Am. J. Phys. 59, 363 (1991) (with H.A. Al-Kuwari).
47. The Effective Potential and the Renormalization Group Equation
Europhys. Lett. 15, 827 (1991) (with A. Alhendi).
48. Application of the renormalization group to the Decay of the False Vacuum
Phys. Lett. B279, 250 (1992) (with H.A. Al-Kuwari).
49. Asymptotic Behavior Of The Higgs Coupling In SU(2) X U(1) Theory
Phys. Rev. D46, 428 (1992) (with H. Alhendi & M.Ozer).
50. Exact Solutions In String-Motivated Scalar-Field Cosmology
Phys. Rev. D45, R997 (1992) (with M. Ozer).
51. Remarks On The Fixed-Point Hypothesis For Fermion Masses
Il Nuovo Cimento 105A, 445 (1992).
52. Massless f4 Theory is not asymptotically Free
Phys. Lett. B300, 373, (1993) (with A. Alhendi).
53. Reliability Of One-Loop Spontanous Symmetry Breaking
J. phys. G. Nucl. Part. Phys. 19, 385 (1993) (with H.A. Al-Kuwari).
54. Application Of The Renormalization Group To Asymptotic Behaviour in The Mass Parameter
Int. J. Mod. Phys. A9, 2283 (1994) (with H.A. Al-Kuwari).
55. Cosmology Of General Relativity Without Energy-Momentum Conservation
G.R.G. 28, 935 (1996) (with A.S. Al-Rawaf).
56. A. Resolution Of The Cosmological Age Puzzle
Phys. Lett. B366, 69 (1996) (with A.S. Al-Rawaf).
57. Asymptotic Behaviour Of Massive f4 Theory
Mod. Phys. Lett. (1997).
58. spontanous Decay Of The Effective Cosmological Constant
Mod. Phys. Lett. A13, 571 (1998) (with M. Ozer).
59. An Upper Bond On the Higgs Boson Mas From A Positivity Condition On the Mass Matrix
Mod. Phys. Lett. A13, 753 (1998) (with Ali Al-Naghmoush & M.Ozer).
60. The Higgs Mass From A Positivity Condition At Finite Temperaure
Mod. Phys. Lett. A14, 2629 (1999) (with A. Al-Naghmoush & S.S. Al-Thoyaib).
61. On Proper Time In General Relativity

المصدر : شبكة الفيزيائيين العرب

[ضياء]

بحر لا يغرق فيه أحد (خواص السوائل) :ـ

سأل الطالب هل هناك بحر لا يغرق فيه أحد فعلاً يا أستاذ فقال المعلم نعم يقع هذا البحر في الأرض المحتلة فلسطين و يسمى البحر الميت و لكن ما تفسير ذلك علميا؟

إن مياه البحر الميت مالحة جداً لذا فإن مياهه أثقل من مياه البحار الأخرى و هذا سبب استحالة الغرق فيه

الهواء يتحدى ستة عشر حصاناً (الضغط الجوي) :ـ

قال هذه العبارة المعلم فما انتظر الطالب حتى اعترض بقوله معقول ؟ فقال المعلم جرى ذلك في مدين ريجنسبرج بالمانيا و بحضور الامبراطور و أمراءه حيث شاهدوا عرضا عجيباً  ستة عشر حصاناً تحاول و بكل قوتها ان تفصل نصفي كرة من النحاس ملتصقتين ببعضهما ـ فسأل الطالب و لكن ما هي المادة اللاصقة و هل هي موجودة عندنا؟

فأجاب المعلم نعم انها الهواء الذي يعتبره الكثير لا شيء علماً أن له وزن و له قوة ضغط كبيرة على كل الأشياء الموجودة على سطح الأرض .

 أيها الصوت ما أعجبك ( انتقال الصوت) :ـ

 سوأل : ـ من يسمع الصوت أولاً الجالس أمام المتحدث في قاعة محاضرات مثلاً أم الذي يجلس في بيته واضعا سماعة الراديو في أذنه ؟ نجد أن المستمع من بيته يسمع أولاً و لكن كيف نعم لأن الموجات الكهرومغناطيسية التي تحمل الصوت إلى المذياع تسبق مليون مرة تقريبا الصوت المنتقل من المتحدث الى مستمع يجلس أمامه في القاعة

سوأل :ـ عندما يبطئ الصوت خطاه

ماذا تتوقع أن يحدث لوسار الصوت بسرعة أقل من سرعة الشخص الماشي على قدمية ـ نعم أعتقد بأنني سوف أقول كلمة ثم أسبقها لأستمع إليها من الطرف الأخر  و أتوقع أن تتداخل الأصوات فلا نستطيع التمييز بينها

[ضياء]

برق ... للبيع:ـ  موضوع الدرس الطاقة الكهربائية

عند وميض البرق نرى الشوارع الزاخرة بالحركة في لحظات الوميض خالية من الحركة تماماً . هل تعرف لهذه الظاهرة تفسيراً ؟

إن سبب توقف الحركة الظاهر يتلخص في ظآلة الوقت الذي يستغرقة حدوث البرق و هو ضئيل جداً لا يمكن قياسه بالأجهزة العادية و هو يتراوح بين 0.001 -0.02 ثانية . و لهذا فإننا لا نستطيع ملاحظة أو الإحساس بالحركات التي يقل زمن حدوثها عن جزء من ألف من الثانية و كل إطار من إطارات العجلات السريعة لا يمكن أن يتحرك خلال هذه الفترة إلا لمسافة جزء من المليمتر لدرجة يمكن اعتباره صفر بالنسبة للعين . علماً بأن تأثير الصورة على شبكية العين يدوم لفترة تزيد بكثير عن الفترة التي يستغرقها وميض البرق

 هل تستطيع حساب ثمن البرق حسب تسعيرة شركة الكهرباء ؟ إذا علمت أن جهد تفريغ شحنة الصاعقة حسب ما تشير إليه أحدث البيانات هو خمسين مليون فولت ، كما تقدر شدة التيار القصوى في هذه الحالة 200 ألف مليون أمبير و بحساب القدرة الناتجة بالواط (الجهد × شدة التيار) علماً بأن الجهد هو الجهد المتوسط لأن الجهد يصل إلى الصفر أثناء التفريغ و هكذا فإن القدرة هي خمسة مليارات كيلو واط و بما أن الفترة الزمنية التي يستمر فيهاالبرق قصيرة جداً 0.001 ثانية فإن الطاقة المستهلكة بالكيلو واط /ساعة أي حوالي 1400 كيلو واط / ساعة فإذا كان سعر الكيلو واط / ساعة 5 هللات فإن فإن ثمن البرق هو 1400×5 = 5200 هللة = 52 ريال

هل تصدق هذه النتيجة المدهشة لحساب ثمن وميض البرق الذي يستغرق جزء من ألف من الثانية و يضيء المدينة كلها بنور أبيض لامع جميل

أنت المسئول ... أيها القصور الذاتي

تخيل أحد الطلاب أنه قفز قفزة عجيبة في الهواء و بقي محلقاً لبضع دقائق ثم هبط على الأرض مرة أخرى و لكن يا للمفاجئة لقد نزل في منطقة أخرى لا يعرفها هذا مدهش كيف حدث ذلك لا أدري قال الطالب لنفسة إنها طريقة سهلة للسفر و السياحة . فهل هذا معقول يا أستاذ هل يمكن أن يحدث ذلك فقال له الأستاذ / لا بد أنك كنت تحلم فقط لأننا إذا أرتفعنا عن الأرض لا نكون في الواقع منفصلين عن الأرض بل نحن مرتبطين بغلافها الغازي و معلقين بجوها الذي يساهم بدوره في حركة دوران الأرض حول محورها . إن الهواء ، و على الأخص طبقاته السفلى الأكثر كثافة ، يدور مع الأرض و يجعل كافة الأسياء الواقعة ضمنه ، مثل الغيوم و الطائرات و الطيور و الحشرات الطائرة و غيرها ، تدور هي الخرى مع الأرض . هذا يعني أننا عندما نبتعد عن سطح الأرض الدوارة ، فإننا بدافع القصور الذاتي نستمر في حركتنا بنفس السرعة و عندما نهبط على الأرض نجد انفسنا في نفس المكان الذي انفصلنا عنه سابقاً

و قال الطالب يا أستاذ ماذا يحدث لو توقفت الأرض عن الدوران فجأة؟ ماذا يحدث

قال الأستاذ/ يحدث شيء خطير لن تكون هناك منازل أو أشجار أو حياة على الأرض لأن القصور الذاتي سوف يلقي بها بعيداً عن ذلك السطح و تطير بسرعة الرصاصة على خط مماس لسطح الأرض و بعدها تسقط و تتحطم

طيب لقد خطر لي خاطر :ـ لو كنت راكب طائرة و أحبت في القاء رسالة على منزل صديقي الذي أعرف موقعه على الأرض فتسقط الرسالة في حديقة منزله مثلا.قال المعلم على مهلك يا أبني فالرسالة لن تقع في الحديقة أبداً كما تظن لأنه سوف يسقط أمام منزل زميلك بمسافة كبيرة لأن الرسالة و لو ربطها بثقل سوف تحافظ على مكانها تحت الطائرة و كأنها مربطة إليها بخيط و تفسير ذلك أن الرسالة عندما كانت في الطائرة كانت تسير بنفس سرعتها و عندما انفصلت عنها لم تفقد سرعتها الإبتدائية و إنما تابعت حركتها أثناء الهبوط في نفس اتجاه الحركة العمودية و الأفقية و نتيجة لذلك تسقط الرسالة إلى أسفل بخط منحني مع بقاءها تحت الطائرة

بئر ... ما لها قرار:- الجاذبية الأرضية

من المعروف أن أعمق بئر لا تمتد في باطن الأرض إلىأكثر من 7.5 كم و لكن لنفرض أن هناك بئر تمتد بطول محور الأرض ، أي من قطب إلى آخر (نصف قطر الأرض 6400 كم) و أن هناك شخصاً قد سقط في هذه اليئر التي ليس لها قرار فماذا يمكن أن يحدث لهذا الشخص إذا ما تجاهلنا مقاومة الهواء ؟

قال الطالب : إنه سوف يصطدم بالقاع و يتهشم أو يستقر في مركز الأرض

قال المعلم : لا ، ذلك لأنه عند وصوله إلى المركز تكون سرعة سقوطه قد بلغت حداً كبيراً جداً (8 كم/ث) مما يجعل وقوفه في تلك النقطةأمراً مستحيلاً و هذا يعني أنه سوف يستمر في سقوطه إلى أسفل مع تخفيف سرعة السقوط تدريجياً إلى أن يصل إلى مستوى حافات فتحة البئر المقابلة ، و هنا يجب أن يتشبث قوياً بحافة البئر و إلا سقط فيها مرة ثانية و عاد أدراجه إلى الفتحة الأولى

و هذا ما تؤكده قوانين الميكانيكا مثل قانون نيوتن للجذب الكوني و سوف تستغرق عملية السقوط ذهاباً و ايابا 84 دقيقة 24 ثانية بالتحديد

البطيخة ... القنبلة:- الطاقة الحركية

قال المعلم بيدك تستطيع أن تمسك بالرصاصة المنطلقة فسمع همهمة التلاميذ فقال أحدهم إن هذا أمر يخرج عن نطاق المعقول لأن سرعة الرصاصة عالية و حرارتها عالية  

حدث ذلك فعلا لطيار فرنسي كان يحلق على ارتفاع 2 كم حيث شاهد شيئاً صغيراً يتحرك على مقربة من وجهه فما كان منه إلا أن التقطه فوجد أنه رصاصة منطلقة ! ولكن ما هو تفسير ذلك

 فقال المعلم إن الرصاصة لا تبقى دائماً منطلقة بسرعتها الإبتدائية التي تتراوح بين 800 و 900 م/ث ، إذ نتيجة لمقاومة الهواء تقلل الرصاصة من سرعتها تدريجياً و عند نهايتها تهبط سرعتها إلى 40 م/ث فقط و بمثل هذه السرعة كانت تطير الطائرة في ذلك الوقت  و هذا ما جعل الرصاصة تبدو كأنها ساكنة بالنسبة للطيار فأمكنه التقاطها بكل سهولة

قال المعلم لنستمع لهذه القصة : أثناء سباق السيارات الذي جرى في عام 1924 م بين مدينتين سوفيتيتين رحب فلاحو القرى القوقازية بالسيارات المارة بالقرب منهم و عبروا عن ترحيبهم بقذف المتسابقين بالبطيخ و الشمام و التفاح و قد ظهر بعد ذلك أن تأثير تلك الهدايا البسيطة كان كبيراً على المتسابقين حطم سياراتهم و أصابهم بجروح خطيرة  فما السبب ؟ لقد أضيفت سرعة السيارة إلى سرعة البطيخة أو الشمامةأو التفاحة المرميةو حولتها إلى قذائف خطيرة مدمرة  لأن الطاقة الحركية للبطيخة التي تزن 4 كجم مثلا هي نفسها بالنسبة للرصاصة التي تزن 10 جم و التي قذفت بها السيارة المنطلقة بسرعة 120 كم/ساعة ولكن في مثل هذه الظروف لا يمكن مقارنة التأثير الذي تحدثة البطيخة بتأثير الرصاصة لأن صلادة البطيخة أقل كثيراً من صلادة الرصاصة

نظرة ... من تحت الماء :- انكسار الضوء

ما هو شكل العالم الخارجي إذا ما رمقناه بنظرة من تحت الماء ؟

[ضياء]

على منصة الميزان

ليس في استطاعتك أن تجد وزنك الصحيح بالضبط ، إلا إذا وقفت على منصة الميزان دون أن تتحرك البتة . فإذا انحنيت فسيقل وزنك حالما تفعل ذلك . لماذا ؟
لأن العضلات التي تحني النصف السفلي من الجسم تعمل في نفس الوقت على رفع النصف العلوي من الجسم إلى الأعلى مقللة بذلك الضغط الذي يؤثر به الجسم على القاعدة . وعلى العكس من ذلك ففي اللحظة التي ينتصب فيها جسمك تعمل العضلات على دفع كلا نصفي الجسم أحدهما بعيدا عن الآخر وهنا يشير الميزان إلى زيادة ملحوظة في الوزن بناء على زيادة ضغط النصف السفلي من الجسم على منصة الميزان .وهكذا حتى أن رفع اليد يجب أن يؤدي إلى تذبذب مؤشر الميزان الحساس طبقا للزيادة القليلة التي تطرأ على الوزن الظاهري للجسم . إن العضلات التي ترفع اليد إلى الأعلى ترتكز على الكتف وبالتالي فإنها تدفعه مع الجسم إلى الأسفل وبذلك يزداد الضغط على منصة الميزان . وعندما نتوقف عن رفع اليد تتحرك العضلات المقابلة التي ترفع الكتف إلى الأعلى محاولة تقريبه من طرف اليد وبذلك يقل وزن الجسم أي يقل الضغط المؤثر على القاعدة .
وعلى العكس من ذلك عندما نخفض اليد إلى الأسفل فإننا نقلل من وزن جسمنا أثناء تلك الحركة فنزيده حالما نتوقف عن خفض اليد . وباختصار ، فإننا نستطيع بتأثير القوى الداخلية ، أن نزيد أو نقلل من وزننا ،الذي نعني به الضغط المؤثر على القاعدة .