بوابة:الفيزياء + قائمة البوابات

بوابة:الفيزياء   من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

قائمة البوابات
 

 

 

  مرحبًا بكم في بوابة
الفيزياء

بوابات شقيقة
 بوابة علوم
 

 بوابة هندسة تطبيقية

 بوابة رياضيات

 بوابة الكيمياء
مُقدِّمة

 

 لفظ فيزياء مشتق من الإغريقية فيزيكس φυσικη (طبيعي)، والكلمة مشتقة من الجذر فيزيس φύσις (طبيعة). الفيزياء هي علم الطبيعة والميكانيكا، بدءًا من الكوارك البالغ الصغر الذي نجده في نوايا الذرية إلى الأجرام السماوية عظيمة الكبر والمجرات في الكون العظيم الممتد. تحاول الفيزياء صياغة قوانين رياضية تصف سلوك هذا العالم الماديالطبيعي وسبر أغوار تركيب المادةومكوناتها الأساسية، والقوى الأساسية التي تتبادلها الجسيماتوالأجسام المادية، إضافة إلى نتائج هذه القوى. أحيانًا في الفيزياء الحديثة تضاف لهذه المجالات دراسة قوانين التناظر والانحفاظ، مثل قوانين حفظ الطاقةوالزخم والشحنة الكهربائية. 

 

 

= ولأجل هذا يدرس الفيزيائيون مجالًا واسعًا من الظواهر الفيزيائية تمتد من المجالات الصغيرة المدى إلى المجالات الواسعة المدى، ومن الجسيمات دون الذرية التي تتكون منها جميع المادةالباريونية (فيزياء الجسيمات) إلى دراسة سلوك وتكوين الأجسام الكبيرة في عالم الميكانيكا الكلاسيكي إلى دراسة تطور وحركة النجوم في الفضاء المادي. سواء ضمن السرعات العادية أو القريبة من سرعة الضوء، وأخيرًا دراسة الكون بمجمله.
للمزيد عن الفيزياء...
يوجد حاليًا 8٬069 مقالة ببوابة الفيزياء
مختارات أخرى
مقالة مختارة
 

 

 الانفجار العظيم هو النظرية السائدة في علم الكون الفيزيائي حول نشأة الكون. تعتمد فكرة النظرية أن الكون كان في الماضي في حالة حارة شديدة الكثافة فتمدد، وأن الكون كان يومًا جزء واحد عند نشأة الكون. بعض التقديرات الحديثة تُقدّر حدوث تلك اللحظة قبل 13.8 مليار سنة، والذي يُعتبر عمر الكون. وبعد التمدد الأول، بَرُدَ الكون بما يكفي لتكوين جسيمات دون ذريةكالبروتوناتوالنيتروناتوالإلكترونات. ورغم تكوّن نويّات ذرية بسيطة خلال الثلاث دقائق التالية للانفجار العظيم، إلا أن الأمر احتاج آلاف السنين قبل تكوّن ذرات متعادلة كهربيًا. معظم الذرات التي نتجت عن الانفجار العظيم كانت من الهيدروجينوالهيليوم مع القليل من الليثيوم. ثم التئمت سحب عملاقة من تلك العناصر الأولية بالجاذبية لتُكوّن النجوم والمجرات، وتشكّلت عناصر أثقل من خلال تفاعلات الانصهار النجمي أو أثناء تخليق العناصر في المستعرات العظمى. تُقدّم نظرية الانفجار الكبير شرحاً وافياً لمجموعة واسعة من الظواهر المرئية، بما في ذلك وفرة من العناصر الخفيفة والخلفية الإشعاعية للكونوالبنية الضخمة للكونوقانون هابل.
أخرى
للمزيد..
شخصية مختارة
  غاليليو غاليلي ،(15 فبراير1564 - 8 يناير1642)،(بالإنجليزية: Galileo Galilei)‏ عالِم فلكي وفيلسوف وفيزيائي إيطالي، 

 

 

 ولد في بيزا في إيطاليا. أبوه هو فينسينزو غاليلي وأمه هي جوليا دي كوزيمو أماناتي وأنجب من مارينا غامبا ثلاثة أطفال دون زواج هم فيرجينا (لقبت بعد ذلك بالأخت ماريا) ولدت عام 1600 وماتت عام 1634، فينسنزو ولد عام 1606 ومات عام 1646، ليفيا (ولقبت بعد ذلك بالأخت أركنجيلا) ولدت عام 1601 وماتت عام 1649. نشر نظرية كوبرنيكوس ودافع عنها بقوة على أسس فيزيائية، فقام أولاً بإثبات خطأ نظرية أرسطو حول الحركة، وقام بذلك عن طريق الملاحظة والتجربة.
أخرى
للمزيد..
صور مُختارة

رسمٌ لِمكتشف الكهرباء بنيامين فرانكلين وهو يقرأ
(أخرى)  

 
هل تعلم؟
هل تعلم أن أول من حصل على جائزة نوبل في مجال الفيزياء العالم الألماني رونتيجن.

 
هل تعلم أول من ابتكر المكيف الهوائي هم العرب في العصر العباسي اخترعوا جهاز البادهنج ومعناه فوهة الهواء.

 
هل تعلم أن أول مترو كهربائي للأنفاق استخدم في لندن عام 1890م.
هل تعلم أن أول مرة استخدمت الطاقة الشمسية في تشيلي عام 1882م، عندما بني أول جهاز للطاقة الشمسية. 

 
أخبار الفيزياء
5 يوليو2012 سيرن تعلن عن اكتشاف جسيم ذي صفات تتوافق مع بوزون هيغز ([1]).
9 يونيو2012 تراجع العلماء من المركز الأوروبي للبحوث النووية سيرن عن إدعائهم الذي نشروه بعد تجربة «أوبرادن» في سبتمبر 2011 بأن النيترينو قد تجاوز سرعة الضوء ([2]).
14 سبتمبر2013 أعلنت وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) يوم أمس الجمعة عن اجتياز مركبة فوياجر 1 لحافة النظام الشمسي ([3]).
30 يونيو2013 أفاد عُلماء الفلك في ألمانيا أن نجمًا مجاورًا للمجموعة الشمسيَّة هو النجم «گلیزه 667 C» أو «GJ 667 C» تدور في فلكه ستَّة كواكب على الأقل، تبيَّن أنَّ منها ثلاثة على الأقل صالحة للسُكنى ([4]). 

 
مقولة مختارة
هدفي بسيط. ألا وهو فهم الكون كاملاً، لماذا هو كما هو ولماذا يوجد من الأساس.

—ستيفن هوكنغ
تصنيفات
فروع أساسية: مفاهيم الفيزياء الأساسية | ثوابت | قوانين | كميات فيزيائية | وحدات القياس | كتلة | طول | زمن | فضاء | طاقة | مادة | قوى | ثقالة | كهرباء | مغناطيسية | موجات
أساسيات الفيزياء: فيزياء تمهيدية | ميكانيكا | كهرومغناطيسية | ميكانيكا كلاسيكية | ميكانيكا الكم | نظرية النسبية | بصريات | صوتيات
حقول متخصصة: صوتيات | فيزياء فلكية | فيزياء ذرية | فيزياء جزيئية | فيزياء بصرية | فيزياء حاسوبية | فيزياء المادة المكثفة | فيزياء نووية | فيزياء الجسيمات | فيزياء البلازما
الأطر والخلفيات: فيزيائيون | تاريخ الفيزياء | فلسفة الفيزياء | تعليم الفيزياء | مجلات فيزيائية
تطبيقات الفيزياء: المذياع | التلفاز | المجهر الإلكتروني | اللاسلكي | أجهزة أشعة إكس | أجهزة الفحص الطبي المغناطيسي | فحص طبي بالموجات فوق الصوتية | علاج بالبروتونات | غزو الفضاء | تلسكوبات | رصد فلكي | محطات الطاقة | طاقة متجددة | محركات | الحواسيب | الهاتف المحمول | الترانسيستور | مسبارات فلكية | أجهزة قياس حماية البيئة | الرادار | استشعار عن بعد | نظام التموضع العالمي | تحديد العمر إشعاعيا | إنتاج نظائر مشعة | علاج إشعاعي | ساعة ذرية | أجهزة كهربائية | الطيران | البصريات | سماعة الأذن | مكبر الصوت | الاتصالات | فونوغراف | التصوير | السينما المجسمة | التلفاز الملون | تقنية النانو | دراسة تطور الكون ومصيره | البحث عن كائنات ذكية خارج الأرض
أخرى: الفيزياء في الخيال | قوائم فيزيائية | بذرة فيزياء
 

 
أسبوع فيزياء
نرحب بمساهمتك معنا في أحد مشاريع ويكيبيديا الفيزيائية.
أسبوع الفيزياء ضمن أسابيع الويكي. 

 
بوابات شقيقة

علم الفلك

علم الكون

كهرومغناطيسية

طاقة

ميكانيكا الكم

بصريات

 
مشاريع شقيقة
المزيد عن الفيزياء في المشاريع الشقيقة:
ويكي كتب كومنز ويكي أخبار ويكي اقتباس ويكي مصدر ويكي جامعة ويكي رحلات ويكاموسويكي بيانات
كتب وسائط متعددة أخبار اقتباسات نصوص مصادر تعليمية وجهات سفر تعاريف ومعاني قواعد بيانات  

 
في القوالب
مواضيع الفيزياء
تحديث محتويات هذه الصفحة 

هنري بيكريل عضو في الجمعية الملكية، والجمعية العلمية بباريس، والأكاديمية الفرنسية للعلوم، وأكاديمية لينسيان، والأكاديمية البروسية للعلوم، والأكاديمية الوطنية للعلوم، والجمعية الأمريكية للفلسفة...

هنري بيكريل  من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة 
هنري بيكريل
(بالفرنسية: Antoine Henri Becquerel)‏

معلومات شخصية
اسم الولادة (بالفرنسية: Antoine Henri Becquerel)‏ 
الميلاد 15 ديسمبر1852
باريس

 
الوفاة 25 أغسطس1908 (55 سنة) 

 
مواطنة فرنسا

 
عضو في الجمعية الملكية، والجمعية العلمية بباريس، والأكاديمية الفرنسية للعلوم، وأكاديمية لينسيان، والأكاديمية البروسية للعلوم، والأكاديمية الوطنية للعلوم، والجمعية الأمريكية للفلسفة
الأولاد جان بيكريل

 
الأبإدموند بيكيريل

 
الحياة العملية
المدرسة الأممدرسة لويس الكبير الثانوية
المدرسة المتعددة التكنولوجية (1872–)
مدرسة الجسور باريس تك
(1874–)
شهادة جامعية بكالوريوس العلوم
، ودكتوراه في العلوم

 
التلامذة المشهورون ماري كوري
المهنةفيزيائي
، ومهندس، وأستاذ جامعي، وعالم نووي، وكيميائي
اللغات الفرنسية

 
مجال العمل فيزياء، وكيمياء
موظف في المدرسة المتعددة التكنولوجية، والمتحف الوطني للتاريخ الطبيعي في باريس، ومدرسة الجسور باريس تك

 
أعمال بارزة

 

  اضمحلال نشاط إشعاعي
الجوائز
وسام هلمهولتز (1906)
ميدالية بارنارد للخدمة الجليلة للعلوم (1905)
جائزة نوبل في الفيزياء (1903)
نيشان جوقة الشرف من رتبة ضابط (1900)
وسام رمفورد (1900)
وسام جوقة الشرف من رتبة فارس (1882)
عضوية أجنبي في الجمعية الملكية

 
التوقيع


أنطوان هنري بيكريل (15 ديسمبر1852 - 25 أغسطس1908)، مهندس وفيزياءفرنسي. 

 

 

 = ينحدر من عائلة فيزيائيين حيث كان كل من والده وجده فيزيائيين وأستاذين في المتحف الوطني للتاريخ الطبيعيبباريس. تلقى تعليمه الثانوي والجامعي في أشهر المعاهد الفرنسية كمدرسة لويس لو جران (Lycée Louis-le-Grand) والمدرسة المتعددة التكنولوجيا البوليتكنيك (l'École polytechnique) 

 

 

= حصل على جائزة نوبل في الفيزياء سنة 1903 بفضل مساهمته العظيمة في اكتشاف النشاط الإشعاعي.

 
وكما أنه قد حصل على وسام رمفورد سنة 1900 وعلى وسام هلمهولتز عام 1901 وعلى وسام برنارد عام 1905. وقد سميت وحدة القياس الدولية للنشاط الإشعاعي بيكريل (becquerel أو اختصاراً Bq) نسبة إليه. وهناك فوهات على القمر والمريخ تحمل اسمه.
محتويات
1 السيرة الذاتية
1.1 حياته الأولى
1.2 الأعمال
2 التكريمات
3 انظر أيضا
4 المصادر
5 وصلات خارجية
السيرة الذاتيةكانت ظاهرة النشاط الإشعاعي التي إكتشفها بيكريل تتويجًا لأبحاث ثلاثة أجيال من عائلته في الفسفرة  والفلورة
، فقد كان جده الفيزيائي أنطوان سيزار بيكريل. الذي حقق عددًا من الاكتشافات المهمة في الكيمياء الكهربائية ومنحته الجمعية الملكية ميدالية كوبلي، وكان والده إدموند بيكيريلفيزيائيا شهيرًا غزير الإنتاج نشر في مجال دراساته أبحاثًا مفيدة على مدى ما يقرب من نصف قرن. وكان الجد والأب عضوين في الأكاديمية الفرنسية وشغل كل منهما في عملة التعليمي كرسي أستاذ الفيزياء في متحف التاريخ الطبيعي ، فأصبح ذلك تقليدًا ثابر عليه أنطوان هنري وابنه جان بكيريل فيما بعد. وقد كان من المحتم على هنري بسبب المراكز التي شغلها جده وأبوه أن يتآلف منذ سن مبكرة مع المختبر الذي كان يعمل فيه والده ومع رتابة عمله التعليمي اليومي.
حياته الأولى
ولد هنري في باريس عام 5-12-1852 وتلقى تعليمة النظامي الأول في ثانوية لوي لوغران، ثم انتسب إلى مدرسة البولي تكنيك عام 1872 قبل ذكرى ميلادة العشرين، وبدأ بعد عامين دراسته في مدرسة الجسور والطرقات، حيث أمضى أربع سنوات وهو يتعلم الرياضيات والهندسة المدنية على أساس كامل فعين في عام 1877 مهندسًا في الهيئة الإدارية للجسور والطرقات العامة. أي بعد أن أصبح معيدًا في مدرسة البولي تكنيك بعام واحد. وقبل أن يصبح مساعد عالم طبيعيات في متحف التاريخ الطبيعي بعام واحد. ولما كان كلا المركزين مرتبطين ارتباطًا شديدًا بالعمل مع والده أصبح شابًا نشيطًا مهيئًا للقيام بأي مهمة شاقة كان يعدها والده ضرورية. وبذلك فهو مثل نيوتن يرى أن إنجازه الخاص يرجع جانب كبير منه إلى أنه استند إلى أعمال الآخرين أي إلى والده وجده.
كان بيكريل يدرس في بحثة الأول آثار الحقول المغناطيسية في الضوء المستقطب وكذلك امتصاص البلورات للضوء، وقد مكنته أبحاثه في البصريات من الحصول على الدكتوراه في عام 1888 من كلية العلوم في جامعة باريس، كما إنتخب عضوًا في أكاديمية العلوم في العام التالي أي عام 1889. وبعد وفاة والده عام 1891 خلفه في كرسي المتحف وبدأ بإلقاء محاضرات في الفيزياء في مدرسة البولي تكنيك، كما أنه استمر في الوقت نفسه في عمله كمهندس في هيئه الجسور والطرقات ثم عين في هذه المؤسسة عام 1894 كبير المهندسين.
تزوج هنري مرتين الأولى من لويس زوي ماري عام 1874 ولكنها ماتت بعد فتره قصيره من ولاده ولدهما جين في عام 1878. وتزوج مرة ثانية في عام 1890 من لويس ديزيريه.
الأعمال

هنري بيكريل في معمله
لم يات اكتشاف بيكريل للنشاط الإشعاعي من العدم بل استمد بواعثه الأولى من اكتشاف الفيزيائيالألمانيفيلهلم كونراد رونتغنللأشعة السينية الذي كان قد أعلن عنها في مطلع عام 1896، وكان قد تبين من مرور هذة الأشعة عبر الحقلين الكهربائيوالمغناطيسي في خطوط مستقيمة بلا انحراف أنها ليست جسيمات مشحونة لأن مسار الجسيمات المشحونة ينحرف في هذين الحقلين عن خطة المستقيم. وقد اكتشف رونتغن نتيجة ملاحظته المتأنية لمصدر الأشعة السينية في أنبوب التفريغ أنها تصدر عن بقعة صغيرة براقة على سطح المعدن تسقط عليها الأشعة القادمة من الكاثود. وقد دفع اكتشاف رونتغن للأشعة السينية بيكريل إلى القيام بسلسلة من التجارب على الجزئيات المفلورة التي إما أن تكون متفلورة بطبيعتها أو نتيجة امتصاصها لأشعة الشمس. ومع أن هذة الظواهر كانت معروفة إلا أن آليتها كانت مجهولة تماما، ففكر بيكريل بأن هذه الآلية ربما تكون مرتبطة بطريقة ما بتوليد الأشعة السينية، لأن رونتغن كان قد تحدث عندما وصف مشاهدته للأشعة السينية عن تفلور الطلاء بلاتينو سيانيد الباريوم
، لذلك إفترض بيكريل أن الأشعة السينية ترتبط بالفلورة بطريقة ما. ولكن فكره هذا الافتراض على الرغم من خطئها إلا أنها دفعته إلى القيام بسلسله من المشاهدات أدت إلى اكتشاف النشاط الإشعاعي.

صورة لتجربة بيكريل على مركبات ثنائي سلفات أورانيل البوتاسيوم المتبلور الذي وضعه فوق لوح تصوير حساس محمي من الشمس بطبقتين سميكتين جدًا من الورق المقوى. 

=
وكان بيكريل قد قام مسبقًا ولعدة سنوات بأبحاث في الفسفرة  والفلورة، كما كان يعتقد بأن المواد المفسفرة إذا ما عولجت كهربائيًا أو عُرضت لأشعة الشمس بصورة مناسبة، فإنها تولد أشعة سينية، إلاأن اختبار عدد من مواد كهذة لمدة أسابيع أظهر أن لا وجود لأشعة سينية لكن بيكريل لم يكف عن اختباراته فكوفيء أخيرًا على مثابرته عندما قام بتجربته على أحد مركبات اليورانيوم - ثنائي سلفات أورانيل البوتاسيوم المتبلور (كبريتات البوتاسيوم) - فقد وضعه فوق لوح تصوير حساس حماه من أشعة الشمس بطبقتين سميكتين جدًا من الورق المقوى، ثم وضع في درج قرب بلورة ثنائي سلفات أورانيل البوتاسيوم التي لم تكن قد تعرضت لأشعة الشمس بل وضعت في الدرج بانتظار يوم مشمس. واكتشف بعد ذلك أن لوح التصوير أسود مثلما حدث في تجربته السابقة. فأدرك بيكريل مباشرة أن الفسفرة أو الفلورة لا علاقة لها بالأشعة الصادرة عن بلورته وتتبع أثر إشعاعات ذرات اليورانيوم في البلورة.
وأخيرًا توج عمله الإستقصائي باكتشافه نشاط الذرات الثقيلة الإشعاعي. ولكن ما كان يعرف عن بنية الذرّة في ذلك الوقت قليل جدًا لذللك لم يستطع تفسير الطريقة التي تولد بها الذرات هذه الأشعة حتى جاء اللوردإرنست رذرفورد. ولما لم يجد بيكريل اهتمام الوسط المحيط به باكتشافه فقد اهتمامه بهذا الأمر ومضى في أبحاث أقل أهمية من غير أن يفهم طبيعة اكتشافه الثوري.
وكانت موهبة بيكريل تقوم في الدرجة الأولي على الفيزياء التجريبية، وربما كان خير ما يمثلها مقدرته على تنفيذ التجارب المملة، لذلك قاوم كل إغراء لوضع تفسير نظري لظاهرة النشاط الإشعاعي، وفضل أن يترك هذة المهمة لغيره. ولا أحد ينكر وجود علاقة متبادلة بين النظرية والتجربة، ولكن يبدو أن بيكريل لم يتوسم أنه قادر على صياغة أساس عقلي يفسر به نشاط الجسيمات الإشعاعي. ومهما يكن من أمر فقد نال اكتشافه اخيرًا الاعتراف العلمي الذي يستحقه، إلا أن هذا الاعتراف لم يحدث إلا بعد أن بين بييروماري كوري أهمية النشاط الإشعاعي في الفيزياء النووية.
التكريماتمنحت الجمعية الملكية بيكريل وسام رمفورد، واختارته عضوا أجنبيا فيها في عام 1900.
كما نال دكتوراه شرف من جامعتي أكسفوردوكمبردج وشارك بيير كوري وزوجته ماري في جائزة نوبل في الفيزياء عام 1903 .
كما حصل على وسام هلمهولتز عام 1901 وعلى وسام برنارد عام 1905. وقد سميت وحدة القياس الدولية للنشاط الإشعاعي بيكريل (becquerel أو اختصاراً Bq) نسبة إليه. وهناك فوهات على القمر والمريخ تحمل اسمه.
ولقد نال بيكريل أقصى ما يمكن أن يناله من تكريم شخصي حين أصبح رئيسا لأكاديمية العلوم في عام 1908، ولكنه لم يتمتع بمنصبه إلا بضعه أشهر فقط . فقد توفي بإصابة قلبية في 25 أغسطس عام 1908 حين كان يقضي عطلته في كروازي ببريتاني في إقليم لوار الأطلسيةبفرنسا .
انظر أيضا
ماتيلد كارمن هيرتز
هاينريش رودولف هيرتز
أنطوان سيزار بيكريل
إدموند بيكيريل
الحياة المبكرة لإسحاق نيوتن
سارة جونز
أوول رومر
جيمس برادلي
كريستيان هوغنس
فيلهلم فون بيزولد
جوزيه غيبس
جون أرتشيبالد ويلر
بول ديراك
إرفين شرودنغر
إدوين بويل هابل
زمالة الأكاديمية الملكية للهندسة
جوزيف فالنتين بوسينيسق
كينيث لانجستريث جونسون
معاهدة فرساي
رمز التكامل
قائمة الرموز الرياضية بحسب الموضوع
مارين سلوجاك
المصادر

 

الفيزياء النووية

الفيزياء   النووية  من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة 
الفيزياء النووية

نشاط إشعاعي • انشطار نووي • اندماج نووي
اضمحلال تقليدي
اضمحلال متطور
عمليات الانبعاث
الإمساك
عمليات ذات طاقة عالية
 

 

 التاريخ 
الفيزياء النووية: 

 

 

= تعد الفيزياء النووية جزءًا من الفيزياء يهتم بدراسة نواة الذرة من حيث خواص الجسيمات الأولية في النواة التي تحوي بروتونات ونيوترونات، 

 

= ترتبط وتتفاعل فيما بينها عند امتصاص جسيمات أولية أخرى من الخارج، بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة. وتسمى النواة الذرية أحيانا نوكليد. 

=
ومعظم التطبيقات المعروفة للفيزياء النووية هي الطاقة النووية والأسلحة النووية، ولكن الأبحاث فتحت المجال أوسع للتطبيقات المختلفة، فمنها في المجال الطبي الطب النووي، والتصوير بالرنين المغناطيسي، وفي مجال علم المواد وعلم الآثار (تحديد العمر باستخدام الكربون المشع).
وقد تطور مجال فيزياء الجسيمات من الفيزياء النووية، ولهذا السبب أدرجت أحيانا تحت نفس المصطلح في أوقات سابقة. 

 
تلعب ثلاثة قوى من القوى الرئيسية الأربعة في الطبيعة دوراً أساسياً في النواة، هذه القوى هي : 

 

 

1= تآثر قوي 

 

2= وقوة نووية ضعيفة 

 

3= وتآثر كهرومغناطيسي. 

 

 

= فالنواة تبقى متماسكة بفضل القوة النووية الشديدة والتي تتم بتبادل جلونات رغم وجود التنافر الكهربي بين الشحنات الموجبة في البروتونات المتواجدة في النواة وفقاً لقانون كولوم. 

 
  

 

 محتويات
1 التاريخ
1.1 فريق رذرفورد يكتشف النواة
1.2 جيمس تشادويك يكتشف النيوترون
1.3 افتراض يوكاوا هيديكي في الميزون لربط النويات
2 الفيزياء النووية الحديثة
3 المواضيع الحديثة في الفيزياء النووية
3.1 الاضمحلال النووي
3.2 الاندماج النووي
3.3 الانشطار النووي
3.4 إنتاج العناصر الثقيلة
4 انظر أيضاً
5 مصادر
6 مراجع
7 وصلات خارجية
التاريخ

هنري بيكريل
يعود تاريخ الفيزياء النووية كفرع منفصل عن الفيزياء الذرية بعد اكتشاف النشاط الإشعاعي على يد هنري بيكريل عام 1896، خلال استقصائه لفسفورية أملاح اليورانيوم. أعطى اكتشاف الإلكترون على يد طومسون

 

 
أول مؤشر على أن للذرة هيكلا داخليا. 

 

 

 ففي مطلع القرن 20 كان النموذج المقبول للذرة من طومسون الذي كانت عنده الذرة عبارة عن كرة من الشحنات الموجبة مغروس بداخلها إلكترونات سالبة. 

 

 

= وفي مطلع القرن العشرين اكتشف الفيزيائيون أيضا ثلاثة أنواع من الإشعاعات تصدر من بعض نظائرالذرات، 

 

 وهي: أشعة ألفا وأشعة بيتا، وأشعة غاما. 

 

 

اشعة بيتا : في الأعوام 1911 - 1914 أجريت عدة تجارب من قبل ليز مايتنر، وأوتو هان، وجيمس تشادويك فمن خلالها تم اكتشاف أن أشعة بيتا عبارة عن إلكترونات وترافقها أشعة إكس. ولكن مجموع طاقة الإلكترون والأشعة السينية لم تعادل الطاقة المفقودة من النواة الذرية عن طريق تحلل بيتا. وكانت هذه مشكلة بالنسبة للفيزياء النووية في ذلك الوقت. ثم تبيّن فيما بعد وجود جسيم أولي آخر غير مرئي وهو نيوترينو يقوم بحمل تلك الطاقة الناقصة. 

 
صاغ ألبرت اينشتاين عام 1905 قانون تكافؤ المادة والطاقة عند صياغته للنسبية الخاصة، 

 

 

 وتبين بعد ذلك أن الاتحاد بين مكونات النواة من بروتونات ونيوترونات يعمل على تخفيض كتلة النواة بسبب الترابط بينهم، ويسمى ذلك الفقد في الطاقة نقص الكتلة، وتخرج تلك الطاقة "الناقصة" من النواة في هيئة إشعاع من أشعة غاما. 

 
فريق رذرفورد يكتشف النواة
صوب إرنست رذرفورد عام 1907 فيضاً من أشعة ألفا وهي أنويةهيليوم يصدرها عنصرالراديوم صوبها على شريحة رقيقة من الذهب 

 

 

 وقام بقياس جسيمات ألفا خلفها، فتبين أن جسيمات ألفا تنفذ بسهولة في الشريحة، كما تتشتت بعضها بزوايا بعيدة عن امتداد الفيض الساقط. 

 

 

= وكان ذلك غريبا في ذلك الوقت. ثم قام رذرفورد بتفسير تلك الظاهرة بأن ذرةالذهب لا بد أن يكون فراغا كبيرا في داخلها وأن كتلة الذرة تتركز في النواة وتدور حولها الإلكترونات على مسافات بعيدة وهذا يسمى بالغلاف الإلكتروني للذرة. 

 

 

= وشرح رذرفورد نتائج تجربته أمام الجمعية الملكية للعلوم وما توصل إليه من تفسير بأن الكتلة الذرية تتركز في النواة وأن الذرات يشغلها فضاء كبير وتدور الإلكترونات حولها بعيدا عن النواة . ذلك التفسير نعرفه بنموذج رذرفورد للذرة ولم يكن النيوترون قد اكتشف في ذلك الوقت. 

 
جيمس تشادويك يكتشف النيوترون
أدرك جيمس تشادويك عام 1932 أن الإشعاعات التي لوحظت من قبل فالتر بوته، و هيربرت بيكر، وإيرين وفردريك جوليو-كوري كانت في الواقع نتيجة لجسيمات متعادلة كهربيا وأن لها نفس كتلة البروتون، وأطلق على الجسيم الأولي الجديد "نيوترون" (بناء على اقتراح رذرفورد حول الحاجة لمثل هذا الجسيم). في نفس العام اقترح ديمتري ايفاننكو أن النيوترونات في الواقع لها عزم مغزلي قدره 1/2 وأن النواة تحوي نيوترونات إلى جانب البروتونات لتعليل الكتلة الذرية. ساهم ذلك في حل مشكلة محصلة العزم المغزلي للنيتروجين والذي يتسم بمحصلة عزم مغزلي قدرها 1. 

 
مع اكتشاف النيوترون، تمكن العلماء من حساب نسبة ضئيلة من نقص الكتلة لكل نواة، مقارنة بالكتلة الذرية والتي تتألف من بروتونات ونيوترونات شديدة الترابط. وتم حساب الكتل الذرية على هذا النحو. وعندما أجريت تفاعلات نووية مع جسيمات ، وجدت أنها تتفق مع حسابات أينشتاين بالنسبة إلى تكافؤ الكتلة والطاقة وتطابقها بدقة عالية (في حدود 1 %). كان ذلك في عام 1934. 

 
افتراض يوكاوا هيديكي في الميزون لربط النويات
في عام 1935 افترض يوكاوا أول نظرية هامة للتآثر القوي لشرح كيفية تماسك النواة. في جهد يوكاوا اقترح جسيم نظريا - سمي في وقت لاحق الميزون - بأه جهد يجمع مكونات الأنوية الذرية من بروتونات ونيوترونات. هذا الجهد الجاذب يفسر عدم تتفكك النواة تحت تأثير تنافر البروتونات الموجبة الشحنة. كما أعطى تفسيرا للتآثر القوي في النواة والذي يعمل على تجاذب قوي بين مكونات النواة. في وقت لاحق، اكتشف البيميزون وتبين أنه يحمل خصائص جسيم يوكاوا المفترض من قبل. 

 
و بفضل مجهودات يوكاوا هيديكي أصبح النموذج العام للنواة الذرية كاملا. فمركز الذرة يحتوي على نواة من النيوترونات والبروتونات، وهي تتماسك عن طريق القوة النووية قصيرة المدى وقوية جدا. وأن الأنوية الغير المستقرة تقوم بخفض طاقتها عن طريق تحلل ألفا حيث ينبعث منها نواة الهيليوم، أو عن طريق اضمحلال بيتا، وهي تصدر إلكترون (أو بوزيترون). 

 

 

= وفي بعض الأحيان تكون النواة المشعة في حالة إثارة وتصل إلى حالة قاعية من الطاقة عن طريق إصدار فوتونا في هيئة أشعة غاما خلال عملية إشعاعية تسمى إشعاع غاما. 

 
إن دراسة القوى النووية القوية والقوة النووية الضعيفة وهذه الأخيرة قام بتفسيرها إنريكو فيرمي عن طريق تفاعل فيرمي في عام 1934، دفع دراسة فيزياء الجسيمات دفعة قوية إلى الأمام، ولا يزال النموذج العياري للجسيمات الأولية محط الاهتمام على طريق توحيد القوى

 

=  القوية والضعيفة والكهرومغناطيسية.
الفيزياء النووية الحديثة
 

 

 == نموذج القطرة
نموذج الغلاف النووي
وتحوي أنوية العناصر الثقيلة (ذات كتلة ذرية أكبر من 200) مئات من النوكليونات، مما يتيح الفرصة لأن تعامل بالميكانيكا الكلاسيكية، بدلا من ميكانيكا الكم، مثال على ذلك نموذج القطرة للنواة. وتعتبر النواة لديها طاقة ناتجة جزئيا من التوتر السطحي وجزئيا من التنافر الكهربي للبروتونات. ويسهل نموذج القطرة تمثيل العديد من المواصفات والخواص النووية، بما في ذلك طاقة الارتباط واعتماده على الكتلة الذرية، فضلا عن ظاهرة الانشطار النووي. 

 
ومع ذلك فتستخدم ميكانيكا الكم في وصف البناء النووي وتمثيلها بنموذج الغلاف النووي، الذي صاغه من قبل ماريا ماير  للنوكليونات بالنسبة إلى تفسير الأعداد السحرية للبروتونات والنيوترونات (الأعداد السحرية هي: 2، 8، 20، 50، 82، 126 ،...) وافتراضه بأنها مستقرة، لأن أغلفتها تكون ممتلئة وكاملة. 

 
كما تقترح نماذج أخرى أكثر تعقيدا بالنسبة للنواة، مثل: ( نموذج بوزون التفاعل )، الذي يتفاعل فيه زوجا من النيوترونات والبروتونات كما لو كانت بوزونات، على نحو زوج كوبر بالنسبة للإلكترونات في ظاهرة التوصيل الفائق.
الكثير من البحوث الجارية في مجال الفيزياء النووية لدراسة النواة تحت الظروف القصوى مثل الدوران وطاقة الإثارة. ويقوم المختبرون أحيانا بتسريع أنوية ذرية وتوجيهها على أنوية ذرات أخرى ينتج عنها التحام وتكوين أنوية ثقيلة يمكن دراسة خواصها، وكذلك دراسة فعل التصادمات بينها، وذلك باستخدام ( معجل الأيونات). 

 
يمكن استخدام أشعة الأيونات في الطاقات العالية لتخليق أنوية في درجات حرارة مرتفعة، وتتجه الدراسات الحديثة في هذا المجال إلى محاولة فهم تفاعلات البلازما في الفيزياء وبلازما كوارك-جلوون، وهي جسيمات أولية أصغر من البروتون ويتكون منها البروتون والنيوترون والتحقق من نظرية النموذج العياري. 

 
المواضيع الحديثة في الفيزياء النووية
التغييرات التلقائية من نوية إلى أخرى:
الاضمحلال النووي
 

 

 

 = النشاط الإشعاعي
هناك 80 عنصر لديهم على الأقل نظير واحد مستقر (تعرف بأنها نظائر غير مشعة). وهناك إجمالا نحو 256 مثل هذه النظائر المستقرة. ومع ذلك، فهناك آلاف من النظائر المشعة (أي غير مستقرة). وتتحلل النظائر المشعة للوصول إلى حالة الاستقرار عن طريق إصدار أشعة ألفا أو أشعة بيتا أو أشعة غاما، وتتصف كل عملية تحلل لها بما يسمى عمر النصف وهذا قد يبلغ كسور من الثانية إلى أسابيع، وسنة، أو عدة بلايين من السنوات. 

 
على سبيل المثال، إذا كان لنواة عدد قليل جدا أو عدد كبير جدا من النيوترونات (متطرف عن المتوسط) فإنها تكون عادة غير مستقرة، وتتحلل. ففي عملية تسمى إضمحلال بيتا التي يتحلل بواسطتها النيتروجين-16 (وتتكون نواته من 7 بروتونات و9 نيوترونات) ويتحول إلى ذرةالأوكسجين-16 (ومكونات نواته 8 بروتونات و 8 نيوترونات) في غضون ثوان قليلة من نشأة النيتروجين-16 أثناء تفاعل مثلا. في هذا النوع من التحلل أو الاضمحلال يتحول أحد النيوترونات في نواة النتروجين-16 تلقائيا إلى بروتون وإلكترون مع إصدار ما يسمى نقيض النيوترينو بواسطة القوة النووية الضعيفة، ويحدث ذلك التحلل بواسطة القوة النووية الضعيفة. فيتحول العنصر لعنصر آخر في العملية. وبينما كان لديه قبل التحلل 7 بروتونات (نيتروجين) لديها الآن 8 ويصبح أوكسجين. 

 
وفي تحلل ألفا يتحلل عنصر مشع عن طريق إصدار نواةالهليوم-4 (وهي تتكون من 2 بروتون و 2 نيوترون)، وهي من أكثر العناصر استقرارا على الإطلاق. وعندما يطلق العنصر جسيم ألفا فإنه يتحول إلى عنصر آخر تحوي نواته 2 من البروتونات و2 من النيوترونات أقل. في كثير من الحالات تستمر عملية التحلل خلال عدة خطوات من هذا النوع أو بنوع آخر من التحلل (مثل تحلل بيتا) حتى يتم تشكيل عنصرا مستقرا. 

 
في تحلل غاما فلا يتغير نوع العنصر، فالنواة تحتفظ بنفس الأعداد الأصلية من بروتونات ونيوترونات، وكل ما في الأمر أنها تهبط من حالة إثارة إلى حالة أقل إثارة عن طريق إصدار فوتون من أشعة غاما، وتستمر عملية الهبوط من حالة إثارة إلى أخرى مع إصدار فوتون من أشعة غاما في كل مرة حتى تصل إلى الحالة القاعية وتصبح مستقرة. والعنصر لا يتغير في هذه العملية إلا أنه يفقد الطاقة الزائدة.
وهناك التحلل الداخلي، حيث تمتص النواة واحدا من الإلكترونات المدارية الداخلية في الذرة ويتحول أحد البروتونات في النواة إلى نيوترون، وبذلك تتغير الذرة إلى عنصر آخر حيث يقص عدد البروتونات بمقدار 1 ويزداد عدد النيوترونات بمقدار 1 وبهذا لا تتغير الكتلة الذرية ولكن يتغير العدد الذري (عدد البروتونات)، ويصاحب تلك العملية التي تسمى" اصتياد K "إصدار الطاقة الزائدة في هيئة فوتون من أشعة إكس.
الاندماج النووي
 

 

=  الاندماج نووي

 

 
عندما تتلامس كتلتين صغيرتين مع بعضهما البعض فإنه من الممكن أن يندمجا معا بفعل القوة القوية. وإنه يأخذ قدرا كبيرا من الطاقة لدفع نويات قريبة فيما بينها بما فيه الكفاية من أجل القوة النووية أو القوية ليكون لها تأثير، ولذا فإن عملية الاندماج النووي لا يمكن أن تتم إلا في درجات حرارة عالية جدا أو كثافة عالية جدا. فعندما تكون النويات قريبة فيما بينها بما فيه الكفاية فإنها تتغلب بالقوة القوية على التنافر الكهرومغناطيسي وتسحقهم إلى نواة جديدة. وتلتحم كمية كبيرة جدا من الطاقة مع بعضها عندما يتم تحرير ضوء نوية لأن الطاقة ملزمة الزيادات لكل نيوكلون مع العدد الكتلي حتى النيكل. والنجوم مثل الشمس مدعومة الانصهار بأربعة بروتونات من نواة الهيليوم، وهما اثنين من البروتونات، واثنين من النيوترونات. والاندماج غير المنضبط للهيدروجين مع الهيليوم يعرف ب"الهروب الحراري" هناك أبحاث لإيجاد طريقة مجدية اقتصاديا لاستخدام الطاقة من هذا الاندماج جارى التعرض لها حاليا من قبل المؤسسات البحثية المختلفة.
الانشطار النووي
 

 

 

 

 = الاانشطار النووي
طبقا لمنحنى طاقة الارتباط تتناقص طاقة الارتباط لكل نوكليون للعناصر الأثقل من النيكل مع زيادة الكتلة الذرية. ولذلك فمن الممكن، وهذا يحدث لليورانيوم-235 حيث تنشطر النواة إلى نصفين عند امتصاصها لنيوترون من الخارج. ويعرف هذا التفاعل ب انشطار نووي.
في عملية تحلل ألفا يمكن اعتبارها نوع خاص من الانشطار النووي التلقائى حيث أن جسيم ألفا الصادر عن التحلل ما هو إلا نواة الهيليوم-4.
تصدر بعض الأنوية مثل اليورانيوم-235 عند الانشطار عدد من النيوترونات بين 2 و 3 نيوترونات. ويمكن لتلك النيوترونات الصادرة أن تـُتمتص من أنوية أخرى من اليورانيوم-235 فتنشطر هي الأخرى إلى قسمين بالإضافة إلى أنطلاق من 2 إلى 3 من النيوترونات. وقد يستمر هذا التفاعل الانشطاري بتزايد سريع فيما يسمى تفاعل تسلسلي، وتنطلق منه خلال ثانية واحدة أو أقل طاقة هائلة فظيعة، تلك هي فكرة القنبلة الذرية. وقد استخدمت قنابل الانشطار النووي مثل التي استخدمتها الولايات المتحدة في قنبلةهيروشيما و نجازاكي في نهاية الحرب العالمية الثانية وكان لهما أثر فظيع على البشر والمنشآت . وترويض تلك الطاقة عن طريق ضبط سير التفاعل المتسلسل هو مصدر الطاقة لمحطات الطاقة النووية. 

=
هناك مثال معروف لمفاعل انشطار نووي طبيعي موجود في منطقتين من أوكلو - الجابون - أفريقيا - كان نشيطا منذ أكثر من 1.5 مليار سنة مضت. 

=
تعزى نحو 70 % من حرارة الأرض الباطنية - وهي تصل من 1500 إلى 5000 درجة مئوية بين عمق 100 كيلومتر و6000 كيلومتر - تعزى إلى تحلل العناصر المشعة الموجودة في غلاف الأرض. 

 
إنتاج العناصر الثقيلة
وفقا لنظرية الانفجار العظيم عندما برد الكون أنه تجسمت الجسيمات الأولية من بروتونات ونيوترونات وإلكترونات، وعندما برد الكون أكثر أصبحت درجة حرارته ملائمة لأن يمتص كل بروتون إلكترونا لتتكون ذرة الهيدروجين ونسبته نحو 76% من المادة. كما تتفق حسابات نظرية الانفجار العظيم بالنسبة إلى تكون العناصر الخفيفة الأخرى من الهيليوم وهو بنسبة 23% والثوريوم بنسبة نحو 1%.
ومع وجود الجاذبية بدأت تلك السحب العظيمة الأحجام بالتكاثف في بعض المناطق في الكون، فنشأت عنها تجمعات من المجرات والنجوم الضخمة ونجوم أخرى صغيرة. وتدل المشاهدة والرصد الفلكي أن تكون النجوم بدأ بعد الانفجار العظيم بنحو 600 مليون سنة، في وقت أصبحت درجة الحرارة فيه منخفضة بحيث تسمح بنشأة النجوم والمجرات. وفي النجوم بدأ التفاعل النووي المبني على الاندماج النووي للهيدروجين، وبدأ الهيدروجين يتحول إلى الهيليوم، (وهذا هو ما يحدث حاليا في قلب الشمس حيث يتحول الهيدروجين إلى الهيليوم وتنطلق طاقة التفاعل لإمداد الأرض بالحرارة اللازمة للحياة) . وبحسب كتلة النجم تجري فيه عمليات الاندماج النووي المختلفة مكونة عناصر أثقل من الهيليوم مثل الكربونوالأكسجينوالنيتروجينوالسيليكون. وتسمى تلك المرحلة من عمر النجم مرحلة تخليق العناصر. وفي النجوم تنتهي تلك المرحلة بتخليق الحديد. 

 
عندئد يتوقف التفاعل النووي في النجم فجأة بسبب عدم إمكانية الحديد الدخول في تفاعلات اندماجية لإنتاج الطاقة، وقبل ذلك يكون النجم قد استهلك كل ما لديه من الهيدروجين والهيليوم. 

 

 

 فتتغلب قوى الجاذبية على قوة الحرارة والضغط الداخلي فيتوقف التفاعل الاندماجي وينهار النجم عل نفسه محدثا انفجارا شديدا ويصبح مستعر أعظم. 

 
خلال انفجار النجم في صورة المستعر الأعظم تتكون العناصر الثقيلة (الأثقل من الحديد) عن طريق امتصاص النيوترونات التي تتناثر كثيرا خلال الانفجار. ويعتقد العلماء في وجود عمليتين لامتصاص النيوترونات : أحدهما امتصاص بطيء (slow) للنيوترونات وتسمى عملية s process والعملية الثانية سريعة (rapid neutron capture) وتسمى r process . وتحدث عملية الامتصاص البطيئة للنيوترونات في أنواع النجوم بالغة الكبر s process (أكبر من الشمس 10 مرات وأكثر) وهي نجوم حرارية نباضة وتستغرق مئات السنين أو آلاف السنين لتكوين عناصر ثقيلة مثل البزموث (83 بروتون و 126 نيوترون) من عناصر أخف. أما الامتصاص النيوتروني السريع فهو يحدث عندما ينفجر النجم بعد استهلاكة لكل الهيدروجينوالهيليوم، وبانفجار النجم تتهيأ الظروف المناسبة من درجة حرارة عالية، وفيض هائل من النيوترونات والعناصر الأخرى لتخليق العناصر الثقيلة. 

 
تلك التطورات في عمر النجوم هي التي تؤدي إلى تعدد امتصاص النيوترونات مكونة أنوية غنية بالنيوترونات، والتي تتحلل بعد ذلك عن طريق اضمحلال بيتا وتكون عناصر ثقيلة. 

 

 

= ويحدث ذلك بصفة خاصة عند نقاط تسمى "نقاط انتظار" والتي تؤدي بمرور الزمن إلى تكون أنوية أكثر استقرارا، لها أغلفة ممتلئة كاملة بالنيوترونات فيما يسمى (الأعداد السحرية). وتبلغ فترة العملية السريعة r process في العادة عدة ثوان.
انظر أيضاً
تقانة نووية
طاقة الارتباط
نقص الكتلة
مادة كوارك
النيوترون
عدد سحري
مصادر
الفيزياء النووية من قبل ايرفينغ كابلان الطبعة 2، 1962 أديسون ويسلي
كيمياء عام 1970 من قبل لينوس بولينغ دوفر حانة. (ردمك: 0-486-65622-5)
الاستهلالي الفيزياء النووية من قبل كينيث كرين حانة. وايلي
نماذج من النواة الذرية من قبل نون كوك، سبرينغر فيرلاغ (2006)، (ردمك: 3540285695)
مراجع