مجالات علم الفيزياء

علم الفيزياء

هو العلم الذي يُعنى بدراسة المادة والطاقة وخطوات حدوث التفاعل بينهما، كما يهتمّ علم الفيزياء بمفاهيم الحركة والقوة وعلاقتهما معاً، وأشكال الطاقة وقوانينها. يستخدم علم الفيزياء مفاهيم أساسية ومبادئ خاصّة لوصف العالم الطبيعي، ليفهم الظواهر الطبيعية ويتحكم بها، ويسخّرها لحياة الإنسان، كما يُعدّ علم الفيزياء أساساً لعلوم أخرى؛ كالهندسة والطب؛ حيث يُسهم في تطوّر تلك العلوم وتقدّمها التكنولوجي.

مجالات علم الفيزياء

• الميكانيكا.
• الضوء.
• الحرارة.
• الكهرباء المغناطيسيّة.
• التذبذبات والموجات.
• الفيزياء الحديثة.

عملية القياس

هو استخدام أداة مناسبة لتحديد عدد مرّات احتواء كميّة فيزيائية غير معروفة المقدار على كميّة أخرى مُحدّدة من النوع ذاته، ونتيجة القياس تكون رقماً ووحدة، فإنّ الرقم يُعبّرعن مقدار الكمية والوحدة تُعبّرعن نوعها.

أخطاء القياس في الفيزياء

تتطلب عملية القياس قدراً من الدقة العالية لكن لا بدّ من حدوث الخطأ، وتنتج الأخطاء عادةً عن مصدرين رئيسيين، هما:

• خطأ شخصي: ينتج هذا النوع من الخطأ عندما يستخدم الشخص أداة القياس بشكل خاطئ، أو عند قراءة التدريج بطريقةٍ خاطئة، أو تدوين نتيجة القياس بطريقة خاطئة، ويمكن التقليل منه بإعادة المحاولة عدّة مرات، وحساب المتوسّط الحسابي للقيم في كل مرة.
• خطأ يرتبط بأداة القياس: وينتج هذا النوع من الخطأ عن الأداة نفسها حيث تظهر قيمة خاطئة بعيدة عن الحقيقة، يمكن التقليل منه بمعايرة الأداة، عن طريق ضبط المؤشّر على صفر التدريج، أو بإزالة سبب الخطأ عن طريق إصلاح الخلل في أداة القياس.

النظام العالمي للوحدات

عقد في باريس عام 1960م مؤتمر عالمي للأوزان والمقاييس؛ حيث اتّفق العلماء على اعتماد نظام موحّد لوحدات القياس وسُمّي النظام العالمي للوحدات، وتستخدمه جميع الدول. وتقسم الوحدات إلى قسمين رئيسيين هما:

• الوحدات الأساسية: يشتمل النظام العالمي للوحدات على وحدات قياس أساسية وهي: الطول (متر)، والكتلة (كيلو غرام)، والزمن (ثانية)، ودرجة الحرارة (كلفن)، والتيار الكهربائي (أمبير)، وكمية المادة (مول)، والسطوع (شمعة).
• الوحدات المشتقة: التسارع (متر/ ثانية2)، والشحنة (كولوم)، والتردد (هيرتز)، والقوة (نيوتن)، والطاقة (جول)، والقدرة (واط)، والضغط (باسكال).

تطبيقات على استخدام أدوات القياس

• المسطرة لقياس الطول: تُستعمل المسطرة لقياس الأطوال الصغيرة ومدرجة بالمليمترات.
• ساعة الإيقاف لقياس الزمن: لها أشكال كثيرة منها: الساعة الميكانيكيّة ذات العقرب، والساعة الإلكترونية الرقميّة.
• الميزان لقياس الكتلة: يُستعمل لقياس الكتلة؛ فمن الممكن أن يقيس عشرات آلاف الكيلوغرامات، وهناك الموازين العادية التي تستخدم في المحالت التجارية، وهناك أيضا الميزان الحسّاس الذي يقيس كتلاً صغيرة لا تزيد عن بضع كيلوغرامات، ويتميّز بدقته العالية الكبيرة.