modern_physics_mag8

‫¦‪‚ÃÖ]<l^èçj‬‬ ‫من مقاالت ھذا العدد‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫نشأة الكون والمسرع الھيدروني‬ ‫النظرية الديناميكية الكمية اللونية ونظرية األوتار‬ ‫كيف يعمل التحليل الطيفي المستحث بواسطة الليزر‬ ‫المغناطيسية الجيولوجية تثبت أن إشراق الشمس من المغرب حقيقة علمية مؤكدة‬ ‫الكسوف الكلي للشمس وإمكانية تصحيح الحسابات لتحديد بداية الشھر العربي‬ ‫قانون نيوتن الم ّعمم للتجاذب الكوني‬ ‫ظاھرة السراب بين العلم وحقائق الكتاب‬ ‫الكھربــــــــــــــــاء‬ ‫حوار مع عنصر الراديـــــوم‬ ‫قصة مليارات من الجزيئات تتصادم مليار مرة بالثانية ثم يزعم أنھا تعيش في سعة كبيرة‬ ‫تطور األرقام عبر مر العصور )نبذة تاريخي(‬

‫‪24‬‬ ‫‪28‬‬ ‫‪31‬‬ ‫‪37‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪47‬‬ ‫‪49‬‬ ‫‪57‬‬ ‫‪59‬‬ ‫‪63‬‬ ‫‪65‬‬

‫اقرأ في ملحق العدد‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫مدخل إلى ‪ C++‬وبرمجة ‪.NET‬‬ ‫كيف يعمل نظام الـ ‪BIOS‬؟‬ ‫الحوسبة التفرعية )‪(Parallel Computing‬‬ ‫حل مشكلة التحميل من الموقع العالمي ميغا أبلود ‪Megaupload‬‬ ‫أعظم ‪ 100‬اكتشاف في التاريخ‬ ‫مبدأ عمل برامج استعادة الملفات المحذوفة‬

‫‪86‬‬ ‫‪87‬‬ ‫‪91‬‬ ‫‪93‬‬ ‫‪94‬‬ ‫‪97‬‬

‫أقرأ في األبواب الثابتة‬ ‫أخبار علمية مترجمة ومتنوعة‬

‫حـــــــوار مع علماء الفيــزيــــاء‬

‫شخصية فيزيائية مشھورة‬

‫باقة متنوعة من األخبار العلمية الجديدة حلقة خاصة نستضيف فيه العالم اسحق عن الدكتور مصطفى محمود "رحمه ﷲ"‬ ‫ٌ‬ ‫‪61‬‬ ‫وتاريخ مشھود‬ ‫‪67‬‬ ‫نيوتن‬ ‫والمترجمة عن مواقع علمية عديدة ‪8‬‬

‫لقاء مع ضيف العدد‬

‫سلسلة تعلم الكمبيوتر بدون معلم‬

‫لقاء مع مشرف في المنتدى‬

‫الدكتور احمد العبيدي مقرر قسم الفيزياء الدرس الثاني في استخدام برنامج اإلكسيل‪ :‬نستضيف في ھذا اللقاء مشرف منتدى‬ ‫المنھاج الفلسطيني وكيف تعمل األشياء‬ ‫في الجامعة المستنصرية بالعراق ‪ 55‬التعامل مع الصيغ الرياضية ‪77‬‬ ‫‪45‬‬ ‫االستاذ عزام ابو صبحة‬

‫مجلة الفيزياء العصرية‬ ‫مجلة الفيزياء العصرية ھي مجلة علمية فيزيائية متخصصة تصدر في صورة إلكترونية لتصل لكل أبناء‬ ‫األمة العربية‪ ،‬تھتم المجلة بنشر العلوم الفيزيائية الحديثة والعلوم ذات صلة في صورة أخبار ومقاالت‬ ‫ومواضيع وتغطي المجلة جوانب عديدة في مجال التكنولوجيا من خالل أبوابه المتعددة‪ ،‬تستمد المجلة مادتھا‬ ‫العلمية من مشاركات األعضاء في منتدى الفيزياء التعليمي ويصدر مع كل عدد ملحق خاص من المنتديات‬ ‫العلمية العربية األخرى وكذلك من مشاركات أساتذة الجامعات في مختلف البالد العربية واألجنبية‪ ،‬جاءت‬ ‫فكرة المجلة لتلبي حاجة القارئ العربي لتوفير مجلة علمية متخصصة يمكن قراءتھا دون االتصال باالنترنت‬ ‫لتصل لكل قرائھا في أي مكان‪ ،‬وتعتبر مجلة الفيزياء العصرية مجلة القارئ العربي الذي يبحث عن المعلومة‬ ‫الجديدة والمفيدة‪.‬‬

‫أھداف مجلة الفيزياء العصرية‬ ‫منذ أن بدأت فكرة المجلة وضعنا أمام أعيننا العديد من األھداف التي تصب كلھا في مصلحة القارئ العربي‬ ‫ومن ھذه األھداف ما يلي‪:‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫‪.4‬‬ ‫‪.5‬‬ ‫‪.6‬‬

‫نشر العلوم الفيزيائية والتكنولوجية باللغة العربية‪.‬‬ ‫توفير مصدر علمي للقارئ العربي‪.‬‬ ‫تشجيع األعضاء على االبتكار واإلبداع والمشاركة بالمواضيع الفريدة‪.‬‬ ‫نقل المعلومات العلمية خارج أسوار المنتديات لتصبح في متناول الجميع‪.‬‬ ‫توفير حلقة وصل بين األساتذة والمتخصصين مع طالبھم‪.‬‬ ‫العمل على مساعدة الباحثين الفيزيائيين في تحقيق أھدافھم وطموحاتھم ومساعدتھم من خالل أساتذة‬ ‫متخصصين‪.‬‬

‫المادة العلمية التي تنشر في المجلة ھي المواضيع والمقاالت واألخبار والحوارات واألسئلة واالستفسارات التي تم‬ ‫طرحھا في المنتديات المشاركة في أعداد المجلة‪ ،‬وكذلك من المقاالت والمواضيع التي ترسل لعنوان المجلة من‬ ‫قبل المتخصصين والكتاب العرب العلميين من حملة الدرجات العلمية وذو الخبرات التقنية‪ ،‬وقد وضعت ھيئة‬ ‫تحرير المجلة مجموعة من النقاط والشروط األساسية الختيار مادتھا العملية‪ ،‬لتخرج المجلة تحمل بين طياتھا باقة‬ ‫متنوعة من المواضيع العلمية الشيقة والمفيدة‪.‬‬ ‫تفتح ھيئة تحرير مجلة الفيزياء العصرية أبوابھا لتستقبل كل من يرغب في االنضمام لھا للعمل معنا بروح الفريق‬ ‫لتحرير ومونتاج صفحات المجلة‪ ،‬كما ونوجه الدعوة ألصحاب المنتديات العلمية الراغبين في المشاركة في األعداد‬ ‫القادمة من المجلة من خالل نشر أخبار منتدياتھم ونشاطاتھم وتزويد المجلة بالمقاالت العلمية والمفيدة التي ساھم بھا‬ ‫أعضاء المنتديات ويسعدنا أن نستقبل رسائلكم بالخصوص على عنوان المجلة‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(6‬‬

‫ترانزيستور جديد من البالزما من الممكن أن يؤدى إلى تطوير شاشات‬ ‫أكثر حده وأناقة‬ ‫ترجمة‪ :‬محمد مصطفى‬ ‫المركز العلمي للترجمة تحدث االستاذ جراى ادين‬ ‫أستاذ الھندسة الكھربية والكمبيوتر ومدير معمل‬ ‫الفيزياء البصرية والھندسية عن إن "الجھاز الجديد‬ ‫قادر على التحكم في توصيل تيار البالزما وانبعاث‬ ‫الضوء وذلك باستخدام باعث يتراوح جھده ما بين ‪5‬‬ ‫فولت أو اقل"‬ ‫وفى قلب ترانزيستور البالزما يوجد فجوه بحجم‬ ‫الميكرو والتي ھي عبارة عن جھاز اليكتروني‬ ‫مزود بغاز مشحون كھربيا )البالزما( ويحتوى‬ ‫على فجوه صغيره جدا والطاقة يتم توفيرھا‬ ‫باستخدام قطبين كھربيين وجھدھما يصل إلى ‪200‬‬ ‫فولت‪.‬‬ ‫البروفيسور ادين وطلبته تمكنوا من تصنيع ھذا‬ ‫الترانزيستور الجديد من صفائح مطلية بالنحاس‬ ‫ومزود بفجوة يصل قطرھا إلى ‪ 500‬ميكرومتر‪،‬‬ ‫البروفيسور جراى ادين أستاذ الھندسة الكھربية والكمبيوتر في جامعة الينوى‬ ‫وباعث االليكترونات الموجود في حالة صلبة يتم‬ ‫وطلبته تمكنوا من تطوير ترانزيستور من البالزما من الممكن أن يؤدى إلى إنتاج‬ ‫تصنيعه من رقائق السليكون ويغطى بطبقة رفيعة‬ ‫شاشات اشد سطوعا واقل سعرا وذات نقاء عالي جدا‬ ‫جدا من ثاني أكسيد السليكون‪.‬‬ ‫والضوء المنبعث يمكن التحكم فيھم من باعث االليكترونات الذي‬ ‫الفجوة التي بحجم الميكرو قطرھا يساوى تقريبا قطر شعرة من‬ ‫يعمل حتى جھد ‪ 5‬فولت أو اقل والتيار الذي يتم تمريره من خالل‬ ‫رأس اإلنسان ويتم تعبئتھا بكميات صغيره من الغاز‪ ،‬وعندما تتم‬ ‫الغالف الخاص بالبالزما إلى قلب البالزما يحدد كمية التيار التي‬ ‫إثارتھا بواسطة االلكترونات تقوم الذرات الموجودة في البالزما‬ ‫يتم حملھا بواسطة القطبين الكھربيين‪.‬‬ ‫بإشعاع ضوء‪ .‬يعتمد لون الضوء الناتج على طبيعة الغاز الذي تم‬ ‫وضعه في الفجوة التي بحجم الميكرو على سبيل المثال غاز‬ ‫وفى بحث سابق تمكن البروفيسور جراى ادين وفريقه من تطوير‬ ‫النيون يشع لون احمر وغاز االرجون يشع لون ازرق‪.‬‬ ‫مصابيح بالزما مسطحة عبارة عن لوحين من رقاقات األلمونيوم‬ ‫مفصول بينھم بطبقه رفيعة من أكسيد األلمونيوم‪.‬‬ ‫توجد حول البالزما طبقه رقيقة تسمى الغالف ‪ sheath‬ومن‬ ‫بواسطة‬ ‫خالل ھذه الطبقة يتم نقل التيار الكھربي ليس‬ ‫وصرح البروفيسور جراى ادين انه عن طريق التحكم في فجوة‬ ‫الموجبة‬ ‫االيونات‬ ‫االليكترونات سالبة الشحنة ولكن من خالل‬ ‫البالزما التي بحجم الميكرو يمكن أن نطور شاشات بالزما اقل‬ ‫الشحنة ونظرا الن االليكترونات المشحونة أثقل من‬ ‫سعرا وذات جوده ونقاء عالي وصرح أيضا إن ترانزيستور‬ ‫جھد‬ ‫االليكترونات‪ ،‬فإننا نحتاج إلى تسريعھا‪ ،‬ولذلك يتطلب تطبيق‬ ‫البالزما الجديد من الممكن أن يستخدم في التطبيقات التي تحتاج‬ ‫كھربي عالي على طول الغالف‪.‬‬ ‫جھد منخفض للتحكم في كمية الطاقة الناتجة‪.‬‬ ‫ھذا المجال الكھربي المركز والشديد يعمل على تحفيز‬ ‫االليكترونات وعلى انتقالھا‪ ،‬وعن طريق حقن االليكترونات من‬ ‫الباعث إلى الغالف يمكننا بوضوح أن نزيد من كمية‬ ‫االليكترونات المنسابة خالل البالزما مما يؤدى إلى زيادة‬ ‫توصيلية البالزما وزيادة انبعاث الضوء منھا‪.‬‬

‫تم نشر ھذا البحث في الدورية الخاصة بأبحاث الفيزياء التطبيقية‬ ‫وحصلوا على براءة اختراع‪.‬‬

‫وبينما الفجوة الصغيرة التي بحجم الميكرو ما تزال تحتاج إلى‬ ‫جھد يصل إلى ‪ 200‬فولت حتى تشع ضوء وتولد تيار التيار‬

‫‪:‬‬ ‫المصدر‪:‬‬ ‫‪http://www.physorg.com/news152973325.html‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(8‬‬

‫علماء ينتجون إشعاع الثقب األسود في المختبر‬ ‫ترجمة‪ :‬أ‪ .‬تمام دخان‬ ‫المركز العلمي للترجمة نظرا للطبيعة القوية والمسافات الطويلة‬ ‫عن األرض فمن الصعب جدا دراسة الثقوب السوداء والمناطق‬ ‫المحيطة بھا‪.‬‬ ‫حاليا‪ ،‬الطريقة الرئيسية لرصد ثقب اسود ھي استخدام أقمار‬ ‫صناعية تعمل بأشعة اكس الكتشاف ومضات األشعة السينية‬ ‫المنبعثة من نجم مرافق للثقب األسود كسقوط نجم مادي في ثقب‬ ‫اسود‪ .‬واآلن طور العلماء وسيلة يقودھا الليزر لتوليد وميض من‬ ‫أشعة اكس بالنكين في المختبر والتي يمكن استعمالھا لمحاكاة‬ ‫أشعة اكس الموجودة قرب الثقوب السوداء‪ .‬تتباين النتائج الجديدة‬ ‫مع الشروحات المقبولة عموما ً حول أصول ھذه المالمح الفلكية‬ ‫وقد تساعد العلماء أيضا ً على أن يتحققوا من رموز الكمبيوتر‬ ‫المعقدة المستخدمة في علم فلك أشعة اكس‪.‬‬ ‫كما أن فريق من الباحثين‪ Shinsuke Fujioka ،‬وغيرھم من‬ ‫جامعة أوساكا )‪ ،(University Osaka‬واألكاديمية الصينية‬ ‫للعلوم ومعھد كوريا لبحوث الطاقة الذرية وجامعة شانغھاي جيو‬ ‫تونغ‪ ،‬قد قاموا بنشر دراستھم حول إنتاج أشعة اكس بالنكين في‬ ‫المختبر في العدد األخير من مجلة طبيعة الفيزياء ‪Nature‬‬ ‫‪.Physics‬‬ ‫في دراستھم ھذه‪ ،‬استخدم الباحثون شعاع ليزر مباشر إلحداث‬ ‫انفجار داخلي في المادة لتنتج بالزما شديدة الحرارة وذات كثافة‬ ‫عالية‪ .‬لقد وجھوا ‪ 12‬شعاع ليزر ذو شدة عالية )أي ما مجموعه‬ ‫‪ 3‬بليون واط‪ ،‬وتحمل ‪ kJ 4.0‬من الطاقة( نحو صدفة بالستيكية‬ ‫كروية مجوفة بحجم ميكرومتر‪ ،‬وعندما انفجر قلب الصدفة كانت‬ ‫درجة حرارتھا تقترب من ‪ ،keV 1‬لتكون بالزما شديدة الحرارة‪.‬‬ ‫وبإجراء تعديالت أخرى في مراحل اإلعداد استطاع الباحثون‬ ‫ببطء وھدوء إنتاج بالزما باردة‪ ،‬مثل كثير من البالزما الفلكية‬ ‫التي تمت مالحظتھا بالقرب من الثقوب السوداء‪ .‬في البالزما‬ ‫المتولدة في المختبر‪ ،‬اكتشف الباحثون أشعة اكس المنبعثة وقاسوا‬ ‫طيفھا‪.‬‬ ‫لقد تعرفوا على قمتين من قمم األطياف المميزة التي تشبه قمم‬ ‫األطياف التي لوحظت في األنظمة الثنائية ‪،Cygnus X-3‬‬ ‫‪ ،Vela X-1‬وفي كوكبة ‪ ،Cygnus X-3‬التي تتألف من ثقب‬ ‫أسود ونجم مرافق‪ ،‬إن طاقة الجاذبية لمادة اتحاد النجم يتم تحويلھا‬ ‫إلى طاقة حرارية‪ ،‬التي تكون األصل في بعث اإلشعاع من قرص‬

‫النمو‪ .‬لقد تم سابقا مالحظة أطياف أشعة اكس لــ ‪Cygnus X-3‬‬ ‫بواسطة مطياف أشعة اكس على متن قمر شاندرا الصناعي ‪.‬‬ ‫يستخدم الفلكيون رموز المحاكاة بالكمبيوتر من أجل تفسير‬ ‫البيانات المرصودة‪ ،‬وكمثال على ذلك أطياف أشعة اكس وصور‬ ‫أشعة اكس‪ .‬وذلك ألن المادة بالقرب من ثقب اسود تكون في‬ ‫ظروف قاسية )ضخمة وحارة جدا( بحيث من الصعب إعادة‬ ‫إنتاجھا على األرض‪ ،‬حيث ال يستطيع الفلكيون أن يتيقنوا من‬ ‫نتائج المحاكاة التجريبية للبيانات‪ ،‬أي أن الفلكيون لم يتأكدوا ھل‬ ‫نتائج محاكاتھم وتفسيراتھم صحيحة أم ال‪.‬‬ ‫عالوة على ذلك‪ ،‬ال يستطيع الفلكيون قياس كل من درجة‬ ‫الحرارة‪ ،‬الكثافة‪ ،‬والضغط لألجسام الفلكية‪ ،‬فھناك العديد من‬ ‫البارامترات المجھولة في محاكاة مالحظاتھم‪.‬‬ ‫من ناحية أخرى‪ ،‬يمكننا قياسھا بسھولة في المختبر‪ .‬حيث تتيح‬ ‫عروضنا التقنية للفلكيين على سرير االختبار التحقق من نماذجھم‬ ‫ومحاكاتھم للنتائج التجريبية التي حصلوا عليھا تحت ظروف‬ ‫قاسية ومميزة جدا ‪.‬‬ ‫على الرغم من أن أطياف أشعة اكس التي تم الحصول عليھا في‬ ‫المختبر تشبه تلك التي تم رصدھا فلكيا‪ ،‬فالتفسيرات مختلفة جدا‪،‬‬ ‫وحتى أنھا متناقضة‪ .‬األمر األكثر أھمية يعتقد بأن القمة الطيفية‬ ‫األولى في النظام الثنائي تمنع خط رنين أيونات الھليوم _ شبه‬ ‫السيلكون )‪ ( helium-like silicon ions‬لكن‪ ،‬وكما أوضح‬ ‫فوجيوكا‪ ،‬أنه يمكن لھذه االختالفات أن تساعد اختبار الفلكيين‬ ‫لرموز الحاسوبية المستخدمة في الفلك المنمذج بأشعة اكس‪.‬‬ ‫قال فوجيكا‪ :‬إن استخدام مطياف أشعة اكس من أجل بالزما‬ ‫مستقطبة موجودة بالقرب من ثقب أسود ھو أداة ھامة لدراسة‬ ‫التطور لثقب أسود‪.‬‬ ‫يمكن للفلكيين إعادة إنتاج بيانات الرصد حتى مع نماذج غير‬ ‫صحيحة أو خاطئة نظرا لتعديل بارامترات غير معروفة‪ .‬إذا‬ ‫رموزھم غير صحيحة‪ ،‬والخصائص )درجة الحرارة‪ ،‬الكثافة‪،‬‬ ‫الكتلة‪ ،‬الضغط‪... ،‬الخ( من األنظمة الثنائية قد يتغير‪ .‬نتمنى بأن‬ ‫تحسّن نتائجنا في فھم والدة‪ ،‬ونمو‪ ،‬وموت الثقب األسود‪.‬‬ ‫‪http://www.physorg.com/news179398351.html‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(9‬‬

‫حل اكبر المشاكل باستخدام خوارزمية كم جديدة‬ ‫ترجمة‪ :‬د‪ .‬حازم سكيك‬ ‫المركز العلمي للترجمة في بحث علمي حديث لـ ‪ Aram Harrow‬في جامعة بريستول مع‬ ‫زمالئه في جامعة ‪ MIT‬في الواليات المتحدة اكتشفوا خوارزمية كم تتمكن من حل اكبر‬ ‫المشاكل بسرعة تفوق سرعة الكمبيوترات العادية‪.‬‬ ‫واحدة من أھم المشاكل األساسية في الرياضيات ھو حل معادالت‬ ‫خطية كبيرة جدا‪ .‬وال يوجد شيء غامض حول ھذه المعادالت‪،‬‬ ‫ولكن ببساطة فإنھا تستغرق زمن كبير وكلما زادت عدد‬ ‫المتغيرات زاد الزمن المستغرق لحلھا‪ .‬حتى الكمبيوترات الفائقة‬ ‫تعاني كثيرا في حل ھذه المعادالت والتي قد يصل عدد المتغيرات‬ ‫فيھا إلى ترليون متغير‪.‬‬ ‫ولكن‪ ،‬في ھذا البحث العلمي الذي نشر في مجلة ‪Physical‬‬ ‫‪ ،Review Letters‬فان العالم ‪ Aram Harrow‬في جامعة‬ ‫برستول مع زمالئه في جامعة ‪ MIT‬في الواليات المتحدة‬ ‫األمريكية اكتشفوا خوارزمية كم تتمكن من حل ھذه المشكلة‬ ‫بشكل أسرع كثيرا من سرعة الكمبيوترات التقليدية‪ .‬وكلما زادت‬ ‫المشكلة كلما كانت سرعة الحل أكثر‪.‬‬ ‫ولكي نتمكن من فھم كيف تعمل خوارزمية الكم‪ ،‬فكر في منظم‬ ‫النغمات الرقمي ‪ digital equalizer‬في جھاز مشغل ‪.CD‬‬ ‫فمنظم النغمات يحتاج إلى تكبير بعض مركبات اإلشارة الصوتية‬ ‫وتقليل األخرى‪ .‬منظم النغمات التقليدي يستخدم خوارزميات‬ ‫كمبيوتر كالسيكية تتعامل مع كل مركبة صوت مرة خالل الزمن‪.‬‬

‫وبالمقابل فان منظم النغمات الكمي يستخدم خوارزمية كم تقوم‬ ‫بالتعامل مع كل المركبات مع بعض في نفس الوقت )بتقنية تعرف‬ ‫باسم التوازي المكمم ‪ .(quantum parallelism‬النتيجة ھي‬ ‫تقليل كبير في صعوبة معالجة اإلشارة‪.‬‬ ‫أنظمة خطية تحتوي على معادالت كبيرة توجد في الكثير من‬ ‫المجاالت‪ ،‬على سبيل المثال أنظمة التنبؤ باألحوال الجوية‬ ‫والھندسة والرؤية االلكترونية‪ ،‬ويقول ‪) Harrow‬الكمبيوترات‬ ‫المكممة من الممكن أن تزودنا بتطورات كبيرة في ھذه المجاالت‬ ‫والكثير من المشاكل‪ .‬على سبيل المثال مشكلة تحتوي على‬ ‫ترليون متغير يستغرق حلھا في كمبيوتر كالسيكي ما يقارب مائة‬ ‫ترليون خطوة للحل‪ ،‬ولكن باستخدام الخوارزمية المكممة الجديدة‬ ‫فان الكمبيوتر الكمي يحل ھذه المشكلة في بضع مئات من‬ ‫الخطوات‪.‬‬ ‫الحل يمكن أيضا أن يطبق على العمليات المعقدة مثل معالجة‬ ‫الصور والفيديو والتحاليل الجينية وكذلك مراقبة حركة االنترنت‪.‬‬ ‫المصدر‪:‬‬ ‫‪http://www.physorg.com/news177011105.html‬‬

‫فيزيائيون يضعون األساس لحوسبة أسرع‬ ‫ترجمة‪ :‬محمد مصطفى‬ ‫المركز العلمي للترجمة تمكن باحثون في مجال البصريات الكمية من جامعة تورنتو من اكتشاف‬ ‫السلوكيات الجديدة للضوء داخل البلورات الضوئية التي قد تؤدي إلى سرعة معالجة المعلومات البصرية‬ ‫وأجھزة الكمبيوتر الصغيرة التي ال تسخن‪.‬‬ ‫ولقد صرح احد الباحثين إننا اكتشفنا ذلك عن طريق نحت فراغ مصطنع وفريد داخل بلورية فوتونية‬ ‫وتمكنا تماما من التحكم في المستويات االليكترونية للذرات المصطنعة التي يتضمنھا ذلك الفراغ‪.‬‬ ‫وصرح أيضا إن ھذا االكتشاف سوف يجعل أجھزة الكمبيوتر الفوتونية أسرع بمئات المرات من‬ ‫نظائرھا االليكترونية‪.‬‬ ‫وصرح أيضا بأنھم صمموا فراغ يمر فيه الضوء خالل ممرات دائرية سمكھا اقل مائة مره من سمك‬ ‫شعرة إنسان ويتغير شكلھا جذريا وعلى نحو مفاجئ مع تغير الطول الموجى للضوء وفى ھذا الفراغ‬ ‫مستويات كل ذره _‪ _quantum dot‬يمكن التالعب بھا عن طريق تيارات ونبضات الليزر والتي‬ ‫تثيرھا بشكل متسلسل وفى زمن صغير جدا‪ .‬وھذه ‪quantum dot‬يمكن التحكم في تيارات من نبضات‬ ‫ضوئية وتمكن معالجة المعلومات البصرية والحوسبة‪.‬‬ ‫الغرض األساسي من ھذه البحث ھو الحصول على نظره أكثر عمقا للتبديل الضوئي ‪ optical switching‬وكذلك لتطوير ترانزيستور‬ ‫ضوئي والذي يمكنه أن يشغل شريحة فوتونية وھذا يقودنا الكتشاف أليه تبديل جديدة وغير متوقعه في ظل وجود فراغ صناعي في بلوره‬ ‫فوتونية‪ .‬وھذا البحث يقودنا أيضا إلى اكتشاف تصحيحات وتعديالت لواحدة من أھم المعادالت األساسية في مجال البصريات الكميه‬ ‫‪ quantum optics‬والمعروفة باسم " معادلة بلوتش ‪.Bloch equation‬‬ ‫المصدر‪http://www.physorg.com/news180039909.html :‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(10‬‬

‫اختراق علمي كبير يمكننا من استخدام‬ ‫الضوء في األبحاث على الفيروسات‬ ‫ترجمة‪ :‬محمد مصطفى‬ ‫المركز العلمي للترجمة في تعاون‬ ‫بحثي بين اسبانيا وكندا قام‬ ‫الدكتور ‪Reuven Gordon‬‬ ‫أستاذ الھندسة بجامعة فيكتوريا‬ ‫والدكتور ‪Romain Quidant‬‬ ‫من معھد علوم الفوتونات بتطوير‬ ‫طريقه جديدة لتعقب ودراسة‬ ‫األجسام الصغيرة جدا والنشطة بدون إلحاق أي أضرار‪ .‬ھذا البحث‬ ‫تم إقراره في النسخة االونالين لشھر أكتوبر ‪ 2009‬من مجلة‬ ‫‪.Nature Physics‬‬ ‫باستخدام ھذا المنھج واألسلوب تم تأسيس تكنولوجيا جديدة تسمى‬ ‫"اإلمساك الضوئي ‪" "Optical Trapping" .‬الفريق البحثي أعلن‬ ‫انه من الممكن استخدام قوة الضوء بالتحكم والتالعب بجسيمات‬ ‫طولھا يصل إلى ‪ 50‬نانومتر ‪-‬أي اقل بألفين مره من اتساع شعر‬ ‫اإلنسان‪ -‬ھذا الشيء قد يبدوا مستحيل‪.‬‬ ‫والن معظم الفيروسات حجمھا يتراوح من ‪ 10‬إلى ‪ 300‬نانومتر‬ ‫لذلك يأمل العلماء بان ھذه الطريقة الجديدة "اإلمساك الضوئي‪،‬‬ ‫"‪ Optical Trapping‬سوف تؤدى إلى توسيع أبحاث على‬ ‫الفيروسات بشكل كبير‪.‬‬ ‫ولقد صرح الدكتور جوردون بان المنھج الطبيعي في التعامل مع‬ ‫اإلمساك الضوئي ال يعمل جيدا على مقياس النانومتر وقال أيضا إننا‬ ‫اكتشفنا طريقه جديدة لالمساك بجسيمات الفيروسات وذلك باستخدام‬ ‫طاقه اقل بـ ‪ 100‬مره من التي كانت تستخدم لالمساك بھذه الجسيمات‬ ‫قبل ذلك‪.‬‬ ‫الفريق البحثي الذي كان يضم أيضا طلبة دكتوراه قاموا بعمل بحثھم‬ ‫من خالل توجيه شعاع ضوئي باتجاه فجوه في فيلم من معدن والذي‬ ‫يعتبر اكبر بنسبه صغيره من الجسيمات التي يدرسونھا‪ .‬وعندما كانت‬ ‫الجسيمات تقترب من الفجوة فإنھا كانت تغير من طريقة انسياب‬ ‫الضوء بطريقة كبيره وملحوظة‪ .‬ھذا التفاعل وتأثيره في اإلمساك‬ ‫بالجسيمات وذلك عن تكبير قوة جذب الضوء وتقليل قوة الضوء‬ ‫المستخدم‪.‬‬ ‫وصرح الدكتور جوردن بان ھذا يمكننا وألول مره من دراسة من‬ ‫اإلمساك ودراسة الفيروسات وھذا شيء بدناه عمليا بالفعل‪ .‬واحد‬ ‫األشياء الممكنة والمشوقة ھو إنا يمكننا أن نسمك بفيروس ثم نضعه‬ ‫بالقرب من خليه حيه ونرى كيف يتصرف ويتفاعل مع ھذه الخلية‪.‬‬ ‫ولحسن الحظ إن ھذا سوف يمكننا من فھم أفضل لتفاعل الفيروس مع‬ ‫الخلية ويمكننا بالتالي من إيقاف انتشار العدوى واإلصابة بھذه‬ ‫الفيروسات‪.‬‬ ‫المصدر جامعة فيكتوريا ‪:‬‬ ‫‪http://www.nature.com/nphys/journal/...nphys1422.html‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(12‬‬

‫يستخدم باحث درجة حرارة تصل إلى ‪ 100,000‬درجة لدراسة البالزما‬ ‫ترجمة‪ :‬د‪ .‬حازم سكيك‬ ‫المركز العلمي للترجمة باستخدام احد اكبر‬ ‫مصادر الطاقة اإلشعاعية التي صنعت بواسطة‬ ‫اإلنسان‪ ،‬استخدم الباحث ‪Roberto Mancini‬‬ ‫في جامعة نيفادا ھذا المصدر لدراسة درجة‬ ‫الحرارة العالية جدا والبالزما الغير متزنة‬ ‫لمحاكاة ماذا يحدث للمادة حول الثقوب السوداء‪.‬‬

‫تلقى البروفيسور ‪ Mancini‬دعما ماليا‬ ‫بمقدار ‪ $690,000‬من قسم الطاقة بالواليات‬ ‫المتحدة األمريكية ليستمر في بحثه في مجال‬ ‫بالزما ذات الطاقة العالية‪ ،‬وتعتبر البالزما‬ ‫ھي الحالة الرابعة للمادة‪ .‬وھو سوف يقوم‬ ‫بتسخير ھذا الدعم إلجراء بحوثه العلمية تحت‬ ‫مشروع بعنوان تجارب ونمذجة للبالزما‬ ‫المؤينة ضوئيا عند ‪.Z‬‬ ‫وذكر عميد الكلية ‪ Jeff Thompson‬بان‬ ‫مثل ھذا الدعم يدل على مقدار وأھمية البحوث‬ ‫البروفيسور ‪ Roberto Mancini‬رئيس قسم الفيزياء بجامعة نيفادا بالواليات التي نقوم بھا وأضاف‪ .‬إننا فخورين بفريقنا‬ ‫المتحدة األمريكية يقف بجوار التجربة التي يشرف عليھا‬ ‫البحثي الذي يعمل على آخر مبتكرات العلم‪.‬‬ ‫درس البروفيسور ‪ Mancini‬الخواص اإلشعاعية والذرية‬ ‫للبالزما ذات كثافة الطاقة العالية ألكثر من ‪ 15‬عاما‪ ،‬وھذه‬ ‫المنحة الجديدة سوف تساھم في كشف المزيد عن ما يمكن أن‬ ‫يحدث للمادة عندما تتعرض لظروف عالية جدا من ارتفاع‬ ‫درجات الحرارة واإلشعاع‪ -‬بالمثل كما يحدث للكثير من األجسام‬ ‫الفلكية في الكون‪.‬‬ ‫البحوث تمكن الفلكيون من فھم أفضل لما يحدث حول الثقوب‬ ‫السوداء وفي قلب المجرة النشطة‪ .‬العلماء سوف يتمكنوا من فھم‬ ‫أفضل الستخدام بالزما ذات كثافة الطاقة العالية إلنتاج الطاقة‬ ‫مثل التحكم في االندماج النووي الناتج في المختبر‪ ،‬وإنتاج‬ ‫مصادر ألشعة اكس للعديد من التطبيقات‪.‬‬ ‫ويقول ‪ Mancini‬باستخدام النظريات واألدوات المتوفرة ھنا في‬ ‫الجامعة تم تصميم التجارب‪ ،‬وإننا بعد ذلك سوف نذھب إلى‬ ‫مركز المركز القومي الذي يتوفر فيه جھاز قادر على توليد أشعة‬ ‫اكس بكثافة فيض عالية جدا تلزم النجاز القياسات لھذه التجارب‪.‬‬

‫يمكن للباحثون من مقارنة نماذج الكمبيوتر‬ ‫والحسابات بالقياسات العملية بحيث يمكنھم من دراسة وشرح‬ ‫حالة البالزما التي تتكون خالل فترة زمنية تقارب ‪ 10ns‬والتي‬ ‫تحاكي المادة الموجودة في الكون‪.‬‬ ‫يقول البروفيسور ‪ Mancini‬نحن نستخدم جھاز تصوير أشعة‬ ‫اكس طيفي لقياس توزيع شدة اإلشعاع كدالة في الطول الموجي‪،‬‬ ‫والتي سوف تخبرنا عن ماذا يحدث داخل البالزما‪ .‬ومن تحليل‬ ‫القياسات ھذه يمكن ان نحسب كثافة البالزما ودرجة التأين‬ ‫ودرجة الحرارة لھا‪.‬‬ ‫كما يقول أيضا إن ظروف البالزما تلك عالية جدا وال تشبه‬ ‫بالزما الطاقة المنخفضة إلي نعرفھا في مصابيح الفلوريسنت‬ ‫وفي شاشات تلفزيونات البالزما‪ ،‬حيث يكون الضوء أكثر بـ‬ ‫‪ 1000‬مرة وبطاقة تفوق طاقة الضوء المرئي ودرجة حرارة‬ ‫تصل إلى ‪ 100,000‬درجة فاھرينھيت وتأين كامل بواسطة‬ ‫نبضة أشعة اكس داخل البالزما‪.‬‬

‫وأضاف ‪ Mancini‬جھاز توليد الطاقة النبضية في مختبرات‬ ‫سانديا الوطنية في نيو مكسيكو )يعمل بنفس المبدأ ولكن اكبر من‬ ‫المتوفر في جامعة نيفادا والذي يعرف باسم معجل ‪Nevada‬‬ ‫‪ (Terawatt Facility Zebra‬والذي يعد من اقوي مصادر‬ ‫إنتاج أشعة اكس على األرض‪.‬‬

‫قسم الفيزياء بجامعة نيفادا يحتوي على فريق من ‪ 20‬باحث‪،‬‬ ‫يعملون على العديد من المشاريع البحثية في مجال بالزما الطاقة‬ ‫العالية‪ .‬ويؤكد البروفيسور ‪ Mancini‬على إن برامج البحوث‬ ‫ھذه تعتبر ذات قيمة عالية لتمنح الطلبة في الجامعة فرصة‬ ‫للتدريب والدراسة بشكل مميز‪.‬‬

‫كما قال أيضا إننا قمنا بتعريض خلية صغيرة مملوءة بغاز مثل‬ ‫غاز النيون‪ ،‬إلى نبضة أشعة اكس عالية في فترة زمنية تقارب‬ ‫‪ 10 ns‬وھذه تعطي أعلى طاقة على األرض لتنتج مئات اآلالف‬ ‫من درجات الحرارة وماليين الضغط الجوي في صورة أشعة‬ ‫اكس‪.‬‬

‫المصدر‪:‬‬ ‫‪http://www.physorg.com/news171125659.html‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(13‬‬

‫ھابل يجد أصغر جسم نطاق كوبر‬ ‫على اإلطالق ترجمة‪ :‬أ‪ .‬تمام دخان‬ ‫المركز العلمي للترجمة اكتشف تلسكوب ھابل الفضائي التابع لناسا‬ ‫أصغر جسم تمت رؤيته على اإلطالق عبر الضوء المرئي في‬ ‫نطاق كوبر‪ ،‬عبارة عن حلقة واسعة من الحطام الجليدي تحيط‬ ‫بالحافة الخارجية للنظام الشمسي ما بعد نبتون‪.‬‬ ‫اإلبرة في كومة قش وجدت بواسطة تلسكوب ھابل فقط بعرض‬ ‫‪ 3200‬قدم وبعد ‪ 4.2‬مليار ميل‪ .‬شوھد الجسم األصغر في نطاق‬ ‫كوبر ‪ (KBO) Kuiper Belt Object‬سابقا في الضوء‬ ‫المنعكس من حوالي ‪ 30‬ميل أو أكبر بـ ‪ 50‬مرة‪.‬‬ ‫ھذا ھو أول دليل رصد من أجل مادة أجسام بحجم مذنب في نطاق‬ ‫كوبر والتي تطحن من خالل تصادمات‪ .‬بالتالي فإن نطاق كوبر‬ ‫ھو نشوء تصادمي‪ ،‬ھذا يعني أن محتوى المنطقة المتجمدة تم‬ ‫تعديله خالل ‪ 5،4‬بليون سنة ماضية‪.‬‬ ‫إن الجسم المكتشف من قبل ھابل يكاد ال يرى فھو – في المقدار‬ ‫الخامس والثالثون – أخفض ‪ 100‬مرة من الذي يمكن أن يراه‬ ‫ھابل مباشرة‪.‬‬ ‫لذلك كيف أمكن لتلسكوب الفضاء أن يكشف مثل ھذا الجسم‬ ‫الصغير؟‬ ‫في ورقة نشرت بمجلة ‪ Nature‬العدد ‪ – 17‬ديسمبر‪ ،‬أعد كل من‬ ‫‪ Hilke Schlichting‬من معھد كاليفورنيا للتكنولوجيا في‬ ‫باسادينا بوالية كاليفورنيا‪ ،‬ومعاونيھا تقريرا بينوا فيه أن التوقيع‬ ‫الواضح للمتشرد الصغير قد استخلص من بيانات محددة لھابل‪،‬‬ ‫وليس من خالل صور مباشرة‪.‬‬ ‫يملك ھابل ثالثة أجھزة بصرية تسمى مجسات توجيه حساسة‬ ‫‪ Guidance Sensors‬وتختصر )‪ .(FGS‬يوفر الـ ‪FGSs‬‬ ‫معلومات مالحية عالية الدقة ألنظمة تحكم سلوك المرصد‬ ‫الفضائي عن طريق النظر إلى إشارة النجم المحدد‪ .‬تستغل أجھزة‬ ‫االستشعار الطبيعة الموجية‬ ‫للضوء من أجل قياس دقيق‬ ‫يحدد مواقع النجوم‪.‬‬ ‫قررت ‪Schlichting‬‬ ‫ومعاونيھا المشاركين بأن‬ ‫أجھزة الـ ‪ FGS‬جيدة جدا‬ ‫بحيث يمكن أن ترى تأثيرات‬ ‫جسم صغير يمر من أمام‬ ‫النجم‪ .‬ھذا يمكنه أن يسبب‬ ‫وتوقيع‬ ‫بسيط‬ ‫باختفاء‬ ‫االنحراف في بيانات الـ‬ ‫‪ FGS‬كالضوء من الدليل‬ ‫الخلفي لنجم انحنى حول فاصلة مقدمة الـ ‪.KBO‬‬

‫للفلكيين بتقرير ما إذا كان الـ ‪ KBO‬بعرض نصف ميل فقط‪،‬‬ ‫سجل رقم قياسي جديد من أجل أصغر جسم نطاق كوبر على‬ ‫اإلطالق‪.‬‬ ‫لقد اختاروا ‪ 4.5‬سنة من مالحظات ‪ FGS‬لتحليلھا‪ .‬صرف ھابل‬ ‫ما مجموعه ‪ 12000‬ساعة خالل ھذه الفترة يبحث على طول‬ ‫الشريط من السماء ضمن ‪ 20‬درجة من مسير الشمس في النظام‬ ‫الشمسي‪ ،‬حيث الغالبية من الـ ‪ KBOs‬يجب أن تكون مقيمة‬ ‫حلل الفريق مالحظات ‪ 50000 ،FGS‬دليل نجوم من‬ ‫المجموعة‪.‬‬ ‫إن قاعدة البيانات الضخمة ‪ ،Schlichting‬وفريقھا وجدت‬ ‫اختفاء إشارة حدث لمدة ‪ 0.3‬ثانية‪ .‬ھذا لم يكن ممكننا إال ألن‬ ‫عينة أجھزة الــ ‪ FGS‬تتغير في ضوء ‪ 40‬مرة في الثانية‪ .‬مدة‬ ‫االختفاء كانت قصيرة‬ ‫جدا وذلك بسبب‬ ‫المدارية‬ ‫الحركة‬ ‫لألرض حول الشمس‪.‬‬ ‫افترضوا الــ ‪KBO‬‬ ‫كان في مدار دائري‬ ‫وانحرف ‪ 14‬درجة‬ ‫الشمس‪،‬‬ ‫لمسار‬ ‫مسافات الـ ‪KBO's‬‬ ‫قدرت من خالل‬ ‫ومقدار‬ ‫االختفاء‪،‬‬ ‫يستخدم‬ ‫االختفاء‬ ‫لحساب حجم الجسم‬ ‫تقول ‪ Schlichting‬ھذه الصورة لواحد و نصف ميل لجسم نطاق‬ ‫كنت في غاية السعادة كوبر )‪ (KBO‬التي اكتشفت بواسطة‬ ‫إليجادي ھذه البيانات‪ .‬تلسكوب ھابل الفضائي‪ .‬البقايا الجليدية من‬ ‫إن رصد ھابل للنجوم النظام الشمسي المبكر وھي صغيرة أيضا‬ ‫القريبة يبين أن عدد من أجل صور ھابل ‪ .‬لقد تم اكتشاف الجسم‬ ‫التي تملك نطاق كوبر أثناء مروره أمام نجم الخلفية حيث كان‬ ‫تشبه أقراص حطام يعيق ضوء النجم بشكل مؤقت ‪.‬‬ ‫متجمد يحيط بھا‪ .‬ھذه‬ ‫األقراص ھي بقايا التشكيل الكوكبي‪ .‬و يتوقع أنه ما يزيد على‬ ‫باليين السنين من الحطام الذي يوجب لتصادم‪ ،‬ستطحن الـ ‪KBO‬‬ ‫من نوع األجسام السفلية حتى تصبح قطع صغيرة والتي ال تشكل‬ ‫جزءا من مادة كوبر األصلية‪.‬‬ ‫ھذه النتيجة تعتبر دليال قويا على قدرة ھابل في الحصول على‬ ‫بيانات ھامة الكتشافات جديدة ‪ .‬في محاولة لكشف ‪KBOs‬‬ ‫صغيرة إضافية‪ ،‬يخطط الفريق لتحليل بيانات ‪ FGS‬المتبقية من‬ ‫أجل كامل المدة تقريبا لعمليات ھابل منذ انطالقه في ‪.1990‬‬ ‫المصدر‪ :‬وكالة الفضاء األوربية‪.‬‬ ‫‪http://www.physorg.com/news180197919.html‬‬

‫ھذا االنطباع الفني لجسم صغير نطاق كوبر )‪ (KBO‬يخفي نجم‪.‬‬ ‫فلقد سجل تلسكوب ھابل الفضائي ھذا الحدث القصير وسمح‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(14‬‬

‫بحث جديد يحطم الحدود التقليدية لليزر‬ ‫ترجمة‪ :‬محمد مصطفى‬

‫المركز العلمي للترجمة تمكن الدكتور ‪ Xiang Zhang‬من التوصل إلى تصنيع‬ ‫اصغر ليزر من المواد الشبه موصلة ومن المتوقع أن يكون لھذا الليزر الجديد‬ ‫تطبيقات متعلقة باالتصاالت والكمبيوتر والكشف عن األخطار البيولوجية‪.‬‬ ‫اشرف على ھذا البحث الدكتور ‪ Xiang Zhang‬من جامعة كاليفورنيا_بيركلى‬ ‫والجھة الممولة للبحث ھو مكتب سالح الجو األمريكي للبحث العلمي والمادة شبه‬ ‫الموصلة المستخدمة في البحث تسمى بالزمون ‪.Plasmon‬‬ ‫صرح الدكتور ‪ Zhang‬بان الباحثين لم يكونوا قادرين على التعامل مع ليزر‬ ‫البالزمون ‪ plasmonic laser‬منذ سبع سنوات إلى أن قمنا بعمل ھذه التجربة‪.‬‬ ‫وقال أيضا انه اكتشاف مھم ألنه من الممكن للجھد تعويض الفقد الضوئي الموجود‬ ‫مما يزيد من مساحة استخدام للتكنولوجيا المعتمدة على ليزر البالزمون‪.‬‬ ‫وتحدث أيضا انه من الممكن أن يكون الفرق الكبير في المعرفة قد أدى إلى ھذا‬ ‫الوقت الطويل كي نبرھن ونؤكد على ھذه التكنولوجيا وكان التحدي األكبر في‬ ‫التصميم الواقعي لليزر البالزمون‪ .‬وتحدث أيضا إنھم طوروا خطه لاللتفاف على‬ ‫ھذه المشكلة عن طرق الدمج مابين أسالك بحجم النانو من ماده شبه موصله مع‬ ‫سطح معدن ويوجد بينھم مسافة عازله مقدارھا ‪ 5‬نانوميتر حجم جزء بروتين‬ ‫منفرد‪.‬‬ ‫وقد اعترف الدكتور ‪ Zhang‬بأنه بسبب حجمھا الصغير أدى ذلك إلى وجود‬ ‫تحديات كثيرة في البحث مثل كيف يمكن لليزر البالزمون أن تستخدم وتربط مابين‬ ‫االلكترونيات والبصريات وعلم الفوتونات ‪ photonics‬على مقياس النانو‪.‬‬ ‫ولقد أشار في النھاية إنھم قادرون على عرض ھذه الخصائص بنجاح عن طريق‬ ‫خلق فضاء مكمم الذي سوف يمكنھم من توصيل الضوء أثناء إجراء التجارب‪.‬‬ ‫إن األجيال الجديدة من ليزر البالزمون وأجھزة الليزر النانوية من المتوقع أن تمكنا‬ ‫من البحث في الجزيئات ومن المؤكد أن سالح الجو األمريكي الذي يدعم ھذا‬ ‫البحث سوف يھتم بتطوير كاشفات لألخطار الحيوية ومنظومات اتصاالت تعتمد‬ ‫على ھذه األجيال الجديدة من الليزر‪.‬‬ ‫ومن الممكن أيضا أن يكون ھناك تطبيق مفيد للرعاية الصحية عن طريق‬ ‫استخدامھا في االتصاالت السلكية والالسلكية والحوسبة الضوئية‪.‬‬ ‫يتطلع الدكتور ‪ Zhang‬وفريقه البحثي إلى المرحلة القادمة من بحثھم والتي سوف‬ ‫يقوموا فيھا بتصميم نسخه من ليزر البالزمون تعتمد على الكھرباء في تشغيلھا‬ ‫وسيكون متوافق تمام مع ليزر أشباه الموصالت دون تعديل التصميم‪.‬‬ ‫المصدر‪ :‬مكتب سالح الجو األمريكي للبحث العلمي‬ ‫‪http://www.physorg.com/news179431591.html‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(15‬‬

‫دراسة جديدة تقول أن الميثان الموجود في المريخ يأتي من الماء أو الحياة أو كالھما ‪ ‬‬ ‫ترجمة‪ :‬أ‪ .‬تمام دخان‬ ‫‪ ‬‬

‫المركز العلمي للترجمة سيتم نشر ورقة‬ ‫علمية جديدة تستبعد االحتمال القائل بأن‬ ‫غاز الميتان المنتشر حول المريخ ھو‬ ‫من النيازك‪ ،‬وتعزز الفكرة القائلة بأنه‬ ‫ربما يكون ھذا الغاز القصير األمد قد‬ ‫تولد من ماء أو حياة أو من كالھما معا‪.‬‬ ‫الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في‬ ‫تربة المريخ قد تكون ھي المنتجة لغاز‬ ‫الميتان كنتيجة لعمليات التمثيل الغذائي‪،‬‬ ‫أو يمكن أن ينشأ غاز الميتان كنتيجة‬ ‫للتفاعل بين الصخور البركانية و المياه‪.‬‬ ‫بأي من الطرق‪ ،‬فالمشھد مثير‪...‬‬ ‫اكتشف غاز الميتان على المريخ للمرة‬ ‫األولى في عام ‪ ،1999‬ومرة ثانية في‬ ‫عام ‪ 2001‬و ‪ ،2003‬والتي حظيت‬ ‫بتغطية واسعة‪ ،‬ولكن لم يعرف كثيرا‬ ‫حول منشأ وكمية ھذا الغاز حول‬ ‫المريخ‪.‬‬ ‫في يناير عام ‪ ،2009‬قام العلماء بتحليل‬ ‫البيانات والمالحظات لتلسكوب البعثات‬ ‫الفضائية الغير مأھولة وأعلنوا أن غاز‬ ‫الميتان على المريخ يجري تجديده‬ ‫باستمرار من مصدر غير معروف وھم‬ ‫متحمسون لمعرفة كيف يتم زيادة‬ ‫مستويات غاز الميتان باستمرار‪.‬‬ ‫يملك غاز الميتان عمر قصير نسبيا‬ ‫حوالي بضعة مئات من السنين على‬ ‫سطح المريخ وذلك ألنه يجري‬ ‫استھالكه بشكل ثابت عن طريق تفاعل‬ ‫كيماوي في الغالف الجوي للكوكب‪،‬‬ ‫ناجم عن أشعة الشمس‪.‬‬ ‫اقترح بعض الباحثين بأن النيازك قد‬ ‫تكون ھي المسئولة عن مستويات غاز‬ ‫الميتان في المريخ وذلك ألن الصخور‬ ‫عند دخولھا الغالف الجوي للكوكب‬ ‫تتعرض لحرارة شديدة مما يؤدي إلى‬ ‫تفاعل كيماوي يصدر غاز الميتان‬ ‫وغازات أخرى في الغالف الجوي‪.‬‬ ‫ومع ذلك‪ ،‬فإن الدراسة الجديدة التي‬ ‫أجراھا باحثون من امبريال كوليدج في‬ ‫لندن‪ ،‬تبين أن كميات من غاز الميثان‬ ‫الذي يمكن أن يكون صدر عن النيازك‬ ‫والتي تدخل في الغالف الجوي للمريخ‬ ‫منخفضة جدا‪ ،‬حتى تحاول الحفاظ على‬ ‫المستويات الحالية لغاز الميتان في‬

‫الغالف الجوي‪ .‬كما استثنت الدراسات السابقة أن يكون غاز الميتان قد نتج عن نشاط بركاني‪.‬‬ ‫قال الدكتور ريتشارد ‪ Dr. Richard Court‬مؤلف مشارك في الدراسة‪ " :‬تجربتنا تساعد‬ ‫على حل لغز غاز الميتان على كوكب المريخ"‪ ،‬إن تبخر النيازك في الجو قد يكون مصدر‬ ‫لغاز الميتان لكن عندما قمنا بإعادة دخولھا الناري داخل المخبر حصلنا على كميات قليلة فقط‬ ‫من غاز الميتان‪ .‬من أجل المريخ فشلت النيازك في اختبار الميتان‪.‬‬ ‫استخدم الفريق تقنية تسمى االنحالل الكمي الحراري‪ ،‬تحليل فورييه الطيفي باألشعة تحت‬ ‫الحمراء وذلك إلعادة إنتاج نفس الظروف الحارقة التي واجھت النيازك وھي تدخل الغالف‬ ‫الجوي للمريخ‪ .‬سخن الفريق شظايا النيزك إلى ‪ 1000‬درجة مئوية وقاسوا الغازات التي تم‬ ‫إصدارھا باستخدام األشعة تحت الحمراء‪.‬‬ ‫عندما قورنت كميات الغاز الصادرة عن التجارب المخبرية مع الحسابات الصادرة من النيزك‬ ‫لمعادلة ھبوط مستوياته على المريخ‪ ،‬فالعلماء حسبوا أن ‪ 10‬كيلو غرام فقط من غاز ميتان‬ ‫النيزك كان يصدر سنويا‪ ،‬وھو أقل بكثير من ‪ 100‬إلى ‪ 300‬طن المطلوبة إلعادة مستويات‬ ‫غاز الميتان في الغالف الجوي للمريخ‪.‬‬ ‫يقول الباحثون بأن ھذه الدراسة ستساعد علماء وكالة ناسا ووكالة الفضاء األوربية الذين‬ ‫يخططون لبعثة مشتركة إلى الكوكب األحمر في عام ‪ 2018‬للبحث عن مصدر غاز الميتان ‪.‬و‬ ‫يقول الباحثون اآلن بأن النيازك ليست ھي مصدر الميتان على المريخ‪ ،‬وكالة الفضاء األوربية‬ ‫وعلماء ناسا يمكنھم أن يركزوا انتباھھم على الخيارين الباقيين األخيرين‪.‬‬ ‫قال مارك سيفتون ‪ Mark Sephton‬و ھو مؤلف مشارك‪" :‬ھذا العمل ھو خطوة كبيرة إلى‬ ‫األمام"‪ .‬وكما قال شارلك ھولمز )نزيل كل العوامل األخرى والواحد الذي يبقى يجب أن يكون‬ ‫ھو الحقيقة(‪ ،‬إن قائمة المصادر المحتملة لغاز الميتان تصبح أصغر وأصغر وبشكل مثير حقا‪،‬‬ ‫والحياة في الفضاء الخارجي تبقى خيارا قائما‪.‬‬ ‫االختبار النھائي في نھاية المطاف البد أن يكون على سطح المريخ‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(16‬‬

‫مطبات تخفيف السرعة في الشوارع مصدر لتوليد الطاقة بقلم‪/‬عبد الرؤوف‬ ‫ستبدأ في بريطانيا إقامة مطبات في الطرق لتخفيف سرعة السيارات‬ ‫يمكن استخدامھا في إنتاج الطاقة الكھربائية التي أطلق عليھا اسم‬ ‫»مطبات السرعة الخضراء«‪ .‬وستساعد ھذه المطبات في إنتاج‬ ‫الكھرباء الالزمة إلضاءة الشوارع وإشارات المرور‪ ،‬وإشارات‬ ‫الطرق وذلك ضمن مشروع أولي يطبق في لندن ثم يعمم الحقا في‬ ‫جميع أنحاء البالد‪.‬‬ ‫ويقول بيتر ھيوز المھندس صاحب الفكرة انھا مطبات لتخفيف سرعة‬ ‫السيارات ولكنھا تختلف عن المطبات التقليدية فھي ال تؤذي السيارة‬ ‫وال تجعل البنزين يتسرب عندما تمر فوقھا بالسيارة كما أنھا تتمتع‬ ‫بميزة إضافية ھي إنتاجھا للطاقة مجانا ومن دون مقابل‪.‬‬ ‫ويضيف ھيوز وھو مھندس كان يعمل في السابق مستشارا لألمم‬ ‫المتحدة حول الطاقة المتجددة »غذا لم يتم استغالل ھذه الطاقة‬ ‫الناتجة عن مطبات السرعة فإنھا سوف تھدر«‪ .‬وھذه المطبات‬ ‫التي تتراوح تكلفتھا فيما ‪ 20‬إلى ‪ 55‬ألف جنيه استر ليني‪ ،‬وفق‬ ‫حجمھا‪.‬‬ ‫وتتكون من سلسلة من المنصات تمر عليھا حركة السير وترتفع‬ ‫ھذه المنصات وتنخفض حيث تقوم بتحريك دواليب تحت الطريق‪.‬‬ ‫ويؤدي ھذا إلى تشغيل محرك ينتج طاقة ميكانيكية‪ .‬ويمكن لموجة‬ ‫مستمرة من حركة سير السيارات التي تمر فوق المطب إنتاج ما‬ ‫بين ‪ 10‬إلى ‪ 36‬كيلووات من الطاقة‪.‬‬ ‫وتستطيع ھذه المطبات إنتاج ما قيمته جنيه إلى ‪ 3.6‬جنيھات‬ ‫إسترلينية من الطاقة في الساعة‪ ،‬ولفترة ‪ 16‬ساعة في اليوم أو ما‬ ‫بين ‪ 5.840‬إلى ‪ 21.024‬جنيھا إسترلينيا في العام‪ .‬والطاقة التي‬ ‫ال يتم استخدامھا يمكن أن تخ ّزن أو أن توصل بالشبكة العامة‬ ‫للكھرباء‪.‬‬ ‫ويقول ھيوز »مع التدفق المستمر لحركة السير فإن أربعة من‬ ‫المطبات المستخدمة لتخفيف السرعة تكون كافية لتشغيل كل‬ ‫أعمدة اإلضاءة في الشارع‪ ،‬واإلشارات الضوئية وإشارات‬ ‫الطرق لشارع يمتد لمسافة ميل‪ .‬وھذا المطب ال يحدث أي ضجيج‬ ‫ومريح وآمن بالنسبة للسيارات‪ .‬وھو ال يوفر فقط طاقة ال تلوث‬ ‫البيئة‪ ،‬بل ينتج طاقة مجانية‪ .‬وإنه حال سداد تكلفة نفقات المعدات ‪.‬‬ ‫فإن جميع اإلنتاج بالمجان«‪ .‬ومطبات إنتاج الطاقة ھذه يمكن‬

‫رفعھا للقيام بوظيفة تخفيف سرعة السيارات أو مسطحة على‬ ‫مستوى الطريق‪ ،‬حتى إن قائد السيارة الذي يمر فوقھا ال يعرف‬ ‫بوجودھا‪.‬‬ ‫وأكد متحدث باسم مجلس منطقة ايلينغ في غرب لندن أنه تم‬ ‫تخصيص مبلغ ‪ 150‬ألف جنيه إسترليني لتمويل المشروع‬ ‫وأضاف »إن المبلغ خصص لعام ‪ 2009‬ــ ‪ ،2010‬أما التفاصيل‬ ‫حول عدد المطبات ومواقع إقامتھا فما زالت تحتاج إلى بعض‬ ‫اللمسات األخيرة‪ .‬فھي فكرة مبتكرة ويسعدنا أن نكون مشاركين‬ ‫فيھا‪ ».‬وقال ھيوز إنه يجري محادثات مع أكثر من مائتي مجلس‬ ‫محلي مھتمين بتطبيق ھذا النظام‪.‬‬ ‫وكانت مطبات السرعة استخدمت في المملكة المتحدة ألول مرة‬ ‫في عام ‪ .1981‬وھنالك ما يقدر بحوالي ‪ 30‬ألفا منھا في لندن‬ ‫وعدد مماثل في بقية أنحاء البالد‪ .‬ويكلف مطب السرعة العادي‬ ‫حوالي ألفي جنيه إسترليني‪.‬‬ ‫‪ .1‬تصل السيارة إلى المطب الذي يكون مرتفعا ً وعند مرور‬ ‫العجلتين األماميتين فوقه تنخفض المنصة‬ ‫‪ .2‬تنتقل ھذه الحركة بواسطة عمود للربط تجعل االسطوانات‬ ‫تعمل بحركة دوارة‪.‬‬ ‫‪ .3‬ينتج المحرك طاقة تصل إلى حوالي ‪ 36‬كيلووات‪.‬‬ ‫‪ .4‬تزود الطاقة الناتجة عن ذلك بالكھرباء أعمدة إضاءة‬ ‫الشوارع واإلشارات الضوئية للمرور‪ .‬أما الطاقة الفائضة‬ ‫فإنھا إما أن تخزن أو تضم إلى الشبكة العامة للكھرباء‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(17‬‬

‫بندقية ذكية تستخدم الليزر لتحديد مكان‬ ‫الھدف بدقة بقلم‪/‬عبد الرؤوف‬ ‫أعلن الجيش األمريكي عن البندقية ‪ XM25‬والتي تطلق رصاصات ذكية‬ ‫والقادرة على تحديد مكان العدو المتخفي تستخدم أشعة ليزر لتحديد مسافة‬ ‫الھدف بدقة وإصابته بدقة‪.‬‬ ‫ويسعى الجيش األمريكي لتجربة تلك البنادق في العراق وأفغانستان‪ ،‬مع‬ ‫توقعات بطرحھا للخدمة رسميا ً بحلول العام ‪.2010‬‬ ‫وتجري البندقية ‪ XM25‬عملية حسابية لتحديد مكان العدو‪ ،‬عبر إضافة أو إنقاص حتى ثالثة أمتار‪ ،‬لتتمكن القذيفة من االنفجار بعد إزاحتھا‬ ‫ألي عوائق وسعيھا القتناص العدو حتى داخل مخبئه‪.‬‬ ‫وتسعى وزارة الدفاع األميركية البنتاغون توسيع نطاق استخدام البندقية لتشمل الروبوتات العسكرية‪ ،‬التي يقوم اآلالف من الروبوتات‬ ‫القتال إلى جانب البشر‪ ،‬حيث تنشر الواليات المتحدة أكثر من ‪ 12‬ألف روبوت وما يزيد على ‪ 7‬آالف طائرة دون طيار في كل من العراق‬ ‫وأفغانستان‪ .‬وتكھن خبراء عسكريين في وقت سابق بأن تقود الروبوتات الحروب في النزاعات العسكرية المستقبلية في القرن القادم‪.‬‬

‫أشعة الليزر للقضاء على الفيروسات بالدم بقلم ‪/‬عبد الرؤوف‬ ‫طور علماء جامعة جونز ھوبكنز بالواليات المتحدة األمريكية تقنية جديدة للقضاء على الفيروسات‬ ‫بالدم المخصص لعمليات النقل وتعقيمه باستخدام أشعة ليزر منخفضة القوة‪.‬‬ ‫ويقول العلماء أن الطرق التقليدية مثل األشعة فوق البنفسجية لتعقيم الدم من مسببات األمراض مثل‬ ‫فيروس االيدز وفيروس التھاب الكبد الوبائي قد تؤدى لتلف مكونات الدم ولكن أشعة الليزر تستطيع‬ ‫اختراق جزيئات الماء المحيطة بالفيروسات و تبخير الفيروسات نفسھا بشكل مباشر‪.‬‬ ‫وقام العلماء باستخدام أشعة ليزر منخفضة القوة و بنبضات استمرت لمدة ‪ ١٠٠‬فيمتوثانية حيث تم‬ ‫توجيه أشعة الليزر إلى أنابيب زجاجية تحتوى على سائل ملحي يحتوى على فيروسات القمة للبكتريا‬ ‫)‪ (bacteriophages‬حيث نجحت أشعة الليزر في خفض معدالت العدوى الفيروسية بنسبة كبيرة‬ ‫جدا‪.‬‬ ‫ويقول العلماء أن أشعة الليزر التي يستخدمونھا تختلف عن الليزر التقليدي والذي يتكون من أشعة متواصلة حيث أن الليزر المستخدم‬ ‫بالتقنية الجديدة يرسل نبضات سريعة من األشعة ثم يتوقف لفترة قصيرة مما يسمح بانخفاض درجة حرارة السوائل المحيطة بالفيروسات‬ ‫األمر الذي يقي مكونات الدم من التلف‪ .‬ويضيف العلماء أن التقنية الجديدة تستطيع القضاء أيضا على البكتريا المقاومة للعقاقير‪.‬‬

‫خشب سائل صديق للبيئة بدالً من البالستيك بقلم‪/‬طالبه علم‬ ‫قد يكون البالستيك أحد أعظم االبتكارات في القرن العشرين لكن العلماء األلمان يعتقدون أن‬ ‫اختراعھم الجديد "الخشب السائل" قد يكون بديالً مفيداً له نظراً لخلوه من المواد الكيميائية وإمكانية‬ ‫االستفادة منه حتى في صنع أشياء مثل دمى األطفال وبسبب صداقته للبيئة‪.‬‬ ‫وعلى الرغم من الفوائد الكثيرة للبالستيك في حياتنا المعاصرة‪ ،‬إالّ أن له سلبيات كثيرة ألنه غير قابل‬ ‫للتحلل والحتوائه على مواد مسرطنة وسامة قد تتسبب اإلصابة بأمراض قاتلة عدا عن أنه مشتق من‬ ‫البترول‪ ،‬وھو مصدر غير متجّدد مصيره النفاد‪ ،‬كما أن األسعار المتزايدة للنفط الخام سوف تؤدي‬ ‫إلى زيادة مساوية في أسعاره‪ .‬وتمكن فريق من العلماء األلمان في معھد فرونھوفر للكيمياء‬ ‫والتكنولوجيا في بفنزتال قرب كارلزوھي من اختراع مادة "أربورفورم" أو" الخشب السائل"‪ ،‬وھو‬ ‫يتحلل مثل الخشب في الماء‪ ،‬ويقول ھؤالء أن ال حاجة لقطع أي شجرة من أجل الحصول على ھذه المادة‪ ،‬وھو يتألف من مادة اللجنين‬ ‫وھي لب الخشب‪.‬‬ ‫وقال ھؤالء العلماء "كنا نعلم بوجوده بكثرة وباحتمال استخداماته الكثيرة"‪ ،‬وبأنه قد يغني عن استخدام ماليين البراميل من النفط لصنع‬ ‫البالستيك‪ ،‬و"باستخدامنا لھذه المادة )اللجنين( قد يكون باستطاعتنا استبدال ربع منتجات العالم من البالستيك‪ ".‬وكشف ھؤالء إنھم‬ ‫استطاعوا خفض كمية الكبريت في مادة أربورفورم بنسبة ‪ %90‬وھذا ما يجعله منتجا ً آمنا ً لالستخدامات اليومية‪ .‬وكانت شركة صناعة‬ ‫األحذية سيرجو روسي كشفت أخيراً عن أنھا تستخدم ھذه المادة‪ ،‬أي "أربوفورم"‪ ،‬أو الخشب السائل "لصناعة األحذية النسائية ألنھا"‬ ‫صديقة للبيئة‪ .‬وقال مسئولون فيھا "إنه لشيء رائع أن تكتشف شيئا ً جميالً وصديقا ً للبيئة"‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(18‬‬

‫إطارات دون ھواء بقلم‪ /‬مصطفى ‪1‬‬ ‫أعلنت شركة بريدجستون األمريكية أنھا نجحت في تطوير‬ ‫مجموعة من اإلطارات الجديدة التي تسير بدون ھواء‪ ،‬وسيتم‬ ‫طرحھا خالل العام الحالي‪.‬‬ ‫وتسمح اإلطارات الجديدة بحرية الحركة للسيارة حتى إذا بلغ‬ ‫ضغط الھواء داخلھا صفرا‪ ،‬وذلك لمسافة محدودة على سرعة‬ ‫منخفضة‪ ،‬كما يسمح أيضا بقيادة السيارة لمسافة تصل إلى ‪80‬‬ ‫كلم بسرعة تصل إلى ‪ 80‬كلم‪/‬ساعة‪.‬‬ ‫وأعربت بريدجستون‪ ،‬وفقا لما أوردته صحيفة 'القبس'‪ ،‬عن‬ ‫ثقتھا بأن ھذا الجيل الثالث من اإلطارات سيلقى رواجا أكبر‬ ‫بين شركات صناعة المعدات األصلية‪ ،‬مما يقلل الحاجة لتزويد‬ ‫السيارات بإطارات احتياطية‪.‬‬ ‫وتحاول الشركة األمريكية من خالل الفترة المقبلة تركيز‬ ‫جھودھا التسويقية على صانعي المعدات األصلية لكي يتم تركيب اإلطارات في سيارات الركاب الجديدة‪.‬‬ ‫وتھدف بريدجستون من خالل تلك اإلطارات إلى تحقيق مزيد من الراحة عند قيادة السيارات والتي تسمح بالقيادة حتى عند انعدام الھواء‬ ‫داخلھا‪ ،‬بجانب الحد من استخدام اإلطارات االحتياطية‪.‬‬

‫نياتو‪ ..‬المكنسة الذكية! بقلم‪ /‬مصطفى ‪1‬‬ ‫كم تمنيت أن يكون تنظيف المنزل أكثر راحة‪ ،‬فحتى بوجود‬ ‫اآلالت الحديثة في المنازل العصرية إال أنھا تستوجب بذل‬ ‫مجھود ال بأس به للحصول على نتيجة مرضية‪.‬‬ ‫لكن يبدو أن المستقبل سيكون أكثر إشراقاً‪ ،‬وسيحمل الكثير من‬ ‫أوقات الفراغ التي تتيح لربة البيت أن تمارس ھواياتھا المحببة‬ ‫دون التقصير في واجبات المنزل اليومية‪ ،‬فبعد أن شاھدنا سابقا ً‬ ‫الروبوت الطباخ‪ ،‬والروبوت الصغير الذي يحضر القھوة‪،‬‬ ‫سنشاھد اليوم مكنسة ”نيتو“ من إنتاج شركة ‪Neato‬‬ ‫‪ ،Robotics‬والتي تعمل بدون الحاجة لمن يحركھا يمينا‬ ‫ويساراً!‬ ‫نيتو ھي مكنسة صغيرة مزودة بنظام ليزر لتحديد ما حولھا‬ ‫بدقة‪ ،‬وبضغطة زر تستطيع الكشف عن األثاث واألبواب‬ ‫والحوائط بزاوية ‪ 360‬درجة لتعمل اوتوماتيكيا ً دون أن تصطدم أو تقع‪ ،‬ودون أن تترك ركنا ً أو حافة‪ ،‬كما أنھا تعمل على كافة أنواع‬ ‫األرضيات‪.‬‬ ‫وعندما تنتھي من الكنس‪ ،‬أو إذا احتاجت إلى شحن بطاريتھا‪ ،‬فإنھا تذھب إلى مكان الشاحن وتصل نفسھا به حتى موعد المھمة التالية‪،‬‬ ‫والذي يمكن تحديده مسبقا ً أيضا ً!‬ ‫الخبر الجيد أن المكنسة ستتوفر في األسواق األمريكية في شھر فبراير القادم ويمكن شراؤھا من على موقع الشركة‪ ،‬أما الخبر السيئ‬ ‫)دائما ً( فسعرھا الذي يبلغ ‪ 399‬دوالر‪ ،‬فالراحة دائما )ثمنھا غالي(‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(19‬‬

‫إعادة تشغيل ماكينة االنفجار األعظم بقلم‪/‬‬

‫‪ NEWTON‬مشرف منتدى علماء الفيزياء‬ ‫دائر ومستقر‪.‬‬ ‫وثمة ‪ 1200‬قضيب مغناطيسي فائق تشكل حلقة رئيسية بالمنشأة‪،‬‬ ‫حيث تعمل تلك القضبان المغناطيسية على "لي" أشعة البروتون‬ ‫في اتجاھين متعاكسين حول الحلقة الرئيسية بسرعة تقارب سرعة‬ ‫الضوء‪.‬‬ ‫وتتصادم دفقات البروتون بعضھا ببعض عند نقاط محددة داخل‬ ‫النفق بدفع ھائل‪ ،‬بينما يراقع العلماء ما ينتج عن ذاك التصادم‬ ‫ويخلصون إلى نتائج جديدة تتعلق بالمعرفة الطبيعة ‪ -‬الفيزياء‪.‬‬

‫بدأ تشغيل تجربة ما يعرف باصطدام الھادرون الضخم لمحاكاة‬ ‫"االنفجار األعظم" الذي يعتقد أنه مصدر لنشأة الكون‪ ،‬وذلك بعد‬ ‫توقف للتجربة طيلة ‪ 14‬شھرا‪.‬‬

‫وكانت المنشأة قد أوقفت في سبتمبر‪،‬أيلول ‪ 2008‬بعد تسعة أيام‬ ‫من تشغيلھا بسبب عطل كھربي أسفر عن تسرب للھيليوم المسال‬ ‫المستخدم في تبريد العملية التجريبية وصوال لحرارة ‪ 271-‬تحت‬ ‫الصفر مئوية‪.‬وقد أنفقت الھيئة األوروبية للبحوث النووية زھاء‬ ‫‪ 40‬مليون فرانك سويسري )‪ 24‬مليون جنيه إسترليني( على‬ ‫اإلصالحات إلعادة اآللية للعمل‪.‬‬

‫وتمكن المھندسون القائمون على اآللة‬ ‫الضخمة من إنتاج دوامة من البروتون بعد‬ ‫الساعة التاسعة مساء بتوقيت جرينيتش‬ ‫الجمعة‪.‬‬ ‫وتتمثل المنشأة التي تجري فيھا تجربة‬ ‫المحاكاة في نفق دائرة بطول ‪ 27‬كيلومترا‬ ‫على عمق يناھز ‪ 100‬متر تحت سطح‬ ‫األرض عند الحدود الفرنسية‪-‬السويسرية‪.‬‬ ‫وتقوم التجربة على محاولة صدم أشعة من‬ ‫البروتونات بعضھا ببعض في مسعى إللقاء‬ ‫بعض الضوء على طبيعة الكون ونشأته‪.‬‬ ‫وكانت التجربة قد توقفت إلجراء‬ ‫إصالحات ھيكلية منذ وقوع حادث اعتراھا‬ ‫في سبتمبر‪/‬أيلول ‪.2008‬‬ ‫وتقوم الھيئة األوروبية للبحوث النووية‬ ‫على تشغيل آلية التجربة‪ ،‬والتي تھدف‬ ‫لتخليق ظروف مشابھة للتي يعتقد أنھا‬ ‫كانت متوافرة وقت وقع االنفجار األعظم‬ ‫الذي تعزى إليه نشأة الكون‪.‬‬ ‫وتدور داخل المنشأة دفقات يتكون كل منھا‬ ‫من مليارات البروتونات يتم الدفع بھا بشكل‬ ‫متحكم فيه‪.‬‬ ‫ويتم االستعانة بدعم كھربي خاص‬ ‫لـ"تجميع" البروتونات الموجودة داخل‬ ‫الذرات في شكل مدفقات تسير في شعاع رسم توضيحي إلصالحات آلية صدم البروتونات‪ (1)..‬استبدال ‪ 14‬مغناطيسا رباعيا )‪(2‬‬ ‫استبدال ‪ 39‬مغناطيسا ثنائي القطب )‪ (3‬إصالح أكثر من ‪ 200‬وصلة كھربية )‪ (4‬تنظيف‬ ‫قطاع من أنبوب الدفقات بطول أكثر من أربعة كيلومترات )‪ (5‬تثبيت نظام كبح جديد آمن‬ ‫لبعض القضبان المغناطيس‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(20‬‬

http://www.youtube.com/user/PhysicsEduCenter

‫زجاج يسمح بنفاذ الضوء دون الحرارة بقلم‪ /‬للمعرفة‬ ‫طور باحثان بريطانيان نوعا من الزجاج يمنع نفاذ الحرارة دون أن يمنع نفاذ الضوء‪،‬‬ ‫وذلك عن طريق إضافة مادة كيميائية للزجاج تتغير طبيعتھا عند وصول الحرارة‬ ‫لدرجة معينة‪ ،‬وتحول دون نفاذ موجات الضوء في نطاق األشعة تحت الحمراء‪ ،‬وھو‬ ‫النطاق الذي يؤدي إلى الشعور بالحرارة المصاحبة لضوء الشمس‪ .‬والمادة الكيميائية‬ ‫التي استعملھا الباحثان إيفان باركن وتروي ماننغ من الكلية الجامعية بجامعة لندن‪ ،‬ھي‬ ‫ثاني أكسيد الفاناديوم‪ .‬وھي مادة تسمح –في ظروف الحرارة العادية– بنفاذ ضوء‬ ‫الشمس سواء في النطاق المنظور أو في نطاق األشعة تحت الحمراء‪.‬‬ ‫ولكن عند درجة حرارة ‪ 70‬مئوية )وتسمى درجة الحرارة االنتقالية( يحدث تغير لتلك‬ ‫المادة‪ ،‬بحيث تترتب إلكتروناتھا في نمط مختلف‪ ،‬فتتحول من مادة شبه موصلة إلى‬ ‫معدن يمنع نفاذ األشعة تحت الحمراء‪ .‬وقد تمكن الباحثان من خفض درجة الحرارة‬ ‫االنتقالية لثاني أكسيد الفاناديوم إلى ‪ 29‬درجة مئوية بإضافة عنصر التنغستين‪.‬‬ ‫وذكر الباحثان في عدد ھذا الشھر من مجلة "كيمياء المواد"‪ ،‬أنھما قد توصال لطريقة‬ ‫فعالة إلضافة ثاني أكسيد الفاناديوم للزجاج خالل عملية تصنيعه‪ ،‬ما يمكن من إنتاجه بتكلفة منخفضة ‪ .‬وباستخدام الزجاج الجديد ينتظر أن‬ ‫يتمكن الفرد من االستمتاع بضوء وحرارة الشمس معا إلى أن تصل حرارة الغرفة إلى ‪ 29‬درجة مئوية‪ ،‬وقتھا سيعزل الزجاج األشعة تحت‬ ‫الحمراء‪ ،‬بينما سيظل باإلمكان اإلفادة من الضوء المباشر للشمس بدال من الطرق التقليدية التي تمنع وصول كل من الضوء والحرارة مثل‬ ‫الستائر التي تغطي الشرفات والواجھات ‪.‬‬ ‫وذكر الباحثان أن الزجاج الجديد سيحل مشكلة عصية يواجھھا المصممون المعماريون عند تصميم المباني ذات الواجھات الزجاجية‪ ،‬كما‬ ‫سيخفض تكاليف تكييف الھواء التي تبلغ ذروتھا في أوقات الصيف الحار‪ .‬ورغم وجود بعض المشاكل التقنية في طريق اإلنتاج التجاري‬ ‫لذلك الزجاج مثل عدم ثبات مادة ثاني أكسيد الفاناديوم على الزجاج وكذلك اللون األصفر القوي لتلك المادة‪ ،‬فقد ذكر الباحثان أنھما بصدد‬ ‫التغلب على مثل ھذه المشاكل التقنية قريبا‪.‬‬ ‫وأوضحا أنه لغايات تثبيت ثاني أكسيد الفاناديوم جيدا مع الزجاج ستضاف مادة ثاني أكسيد التيتانيوم‪ .‬وسيضاف أحد األصباغ إلزالة اللون‬ ‫األصفر‪ .‬وينتظر طرح الزجاج الجديد تجاريا خالل ثالثة أعوام‪.‬‬

‫قريبا عناوين ‪ URL‬للمواقع باللغة العربية بقلم‪ /‬فريدة مشرفة منتدى األبحاث العلمية‬ ‫وافقت المؤسسة الدولية لألسماء واألرقام ‪ ICANN‬والتي تختص بنطاقات‬ ‫اإلنترنت‪ ،‬على السماح باستخدام أرقام وأحرف غير التينية‪ ،‬في عناوين المواقع‬ ‫اإللكترونية على الشبكة و أقر مجلس المؤسسة ھذا التغيير‪ ،‬في اجتماعه في مدينة‬ ‫سيؤل الكورية الجنوبية‪ ،‬الجمعة بعدما أقر بروتوكول أسماء النطاقات الدولية‬ ‫‪ ،IDNs‬واعتبر رود بيكستروم‪ ،‬المدير التنفيذي في ‪ ،ICANN‬أن ھذا التغيير ھو‬ ‫األھم في الفترة من ‪ 15-10‬عاما ً األخيرة‪.‬‬ ‫وسيبدأ العمل في النظام الجديد اعتباراً من ‪ 16‬نوفمبر‪ /‬تشرين ثاني المقبل‪ ،‬وسيكون‬ ‫بعدھا استخدام لغات كالعربية والھندية والصينية وغيرھا‪ ،‬متاحا ً في أسماء المواقع‬ ‫اإللكترونية‪.‬‬ ‫ويقول بيكستروم ‪" :‬إنه واحد من أكثر التطورات المدھشة لمستخدمي اإلنترنت حول العالم في السنوات األخيرة ‪ .. IDNs‬سيتمكن الناس‬ ‫حول العالم من استخدام النطاق الخاص بمواقعھم وعناوينھا بلغاتھم المحلية"‪.‬‬ ‫من جانبه يقول عضو مجلس ‪ ICANN‬الھندي راجاسيخار راماراج‪" :‬ألني أعيش في بلد يتحدث ‪ 22‬لغة‪ ،‬بالطبع أرحب بھذا التحرك‪ ..‬أنا‬ ‫أتطلع ألرى تأثير ھذا القرار على مجتمع اإلنترنت في الھند"‪.‬‬ ‫وائل غنيم مدير التسويق والمنتجات في الشرق األوسط وإفريقيا في شركة غوغل يقول‪" :‬ھناك أكثر من ‪ 40‬مليون مستخدم لإلنترنت في‬ ‫الدول العربية ‪ ..‬وھذا الرقم يتوقع أن يرتفع في الفترة المقبلة‪ ،‬ما يعني أن اللغة العربية ستكون إحدى اللغات المھمة للشركات‪ ،‬ومنھا‬ ‫غوغل"‪.‬‬ ‫لكن بعض الخبراء يرون أن ھذا التحول‪ ،‬قد يظھر مشاكل جديدة‪ ،‬فكيف يمكن لمستخدم غير كوري مثالً‪ ،‬التعامل مع المواقع الكورية‪،‬‬ ‫وفھم محتواھا أو الوصول للموقع اإللكتروني الخاص بالشركة‪ ،‬إذا كان العنوان مكتوبا ً باللغة الكورية؟‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(22‬‬

‫نشأة الكون والمسرع الھيدروني‬ ‫عالء خياط‪ :‬مشرف منتدى الفيزياء الموجية والضوء‬ ‫من أين جاءت فكرة االنفجار العظيم بدأت نظرية نشوء الكون عندما استنبط الفيزيائي بول ديراك معادلته الشھيرة والتي تنبأت‬ ‫بالجسيمات المضادة وعلى ھذا االختراع بنيت واحدة من أقوى النظريات العلمية لنشوء الكون إال أنھا كغيرھا من النظريات لم تكن تخلو‬ ‫من األسئلة التي تحتاج إلى إجابة وإلى بعض الدالئل التجريبية التي تثبت صحتھا‪ ،‬ومن ھذه التساؤالت أن المادة والمادة المضادة كان‬ ‫من المفترض أن يفني كل منھما اآلخر في دفقات من الشعاع الصرف وأن تترك‪ .‬لنا كونا ً مليئا ً باإلشعاع لكن ما حدث ھو عكس ذلك‬ ‫تماما ً ‪ /‬كون مليء بالمجرات والكواكب ‪ .‬فما الذي حدث؟‬

‫كيف استطاعت المادة الحفاظ على نفسھا ؟‬ ‫نعرفه واستند في برھان صحة فرضيته على تجارب‬ ‫أجريت وأثبتت أن القوة المعروفة جيداً بدورھا في‬ ‫التفكك اإلشعاعي ال تؤثر على الكوراكات ومضادات‬ ‫الكوراكات بشكل متساوي‪.‬‬

‫لتفسير الكون الذي نراه اليوم ھناك أفضلية لالعتقاد أن المادة لم‬ ‫تتوازن إال دقيقة واحدة ليتحقق بعدھا زيادة طفيفة في الجسيمات‬ ‫المادية بحيث يقابل كل ‪30‬مليون من جسيمات المادة المضادة‬ ‫‪30‬مليون وواحد من جسيمات المادة ‪ .‬إال أن ذلك ال يمكن أن‬ ‫يحدث إال مصادفة كيف يمكن للكون أن يبدأ حياته بمثل ھذه‬ ‫الحالة من الال توازن‪.‬‬

‫‪ -3‬أشار ساخاروف أنه كانت ھناك حقبة في تاريخ الكون‬ ‫المبكر كانت التفاعالت تجري بين مختلف الجسيمات‬ ‫والجسيمات المضادة وكان اإلشعاع البالزمي يحدث‬ ‫بنسب مختلفة وھذا ال يحدث إال إذا كانت ھناك حالة من‬ ‫عدم التوازن الحراري‪.‬‬

‫كان الفيزيائي الروسي اندريه ساخاروف أول من بدأ بحل ھذا‬ ‫اللغز سنة ‪ 1967‬وبين أنه يمكن للمادة أن تتفوق على المادة‬ ‫المضادة عند تحقق ثالثة شروط ‪:‬‬ ‫‪ -1‬وفق ساخاروف فإنه ال يمكن ألي قانون انحفاظ أن يمنع‬ ‫التفاعالت التي تغير عمليا ً التوازن بين الجسيمات‬ ‫والجسيمات المضادة‪.‬‬ ‫‪ -2‬أشار ساخاروف على أن القوانين التي نعرفھا تنطبق‬ ‫على المادة وأن قوانين المادة المضادة مختلفة قليالً عما‬

‫وبدون ھذه الشروط لن يتمكن الكون من التطور من حالته‬ ‫البدائية )التي تحوي كميات متساوية من المادة والمادة‬ ‫المضادة( إلى حالته النھائية )الال متوازنة(‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(24‬‬

‫بعض النماذج المقترحة لتفسير حالة عدم التوازن‪:‬‬ ‫‪ -1‬النماذج المعيارية‪ :‬تفترض ھذه النظرية أنه عندما كان عمر الكون‬ ‫ھو ‪ 10-62‬ثانية كانت الجسيمات وتأثراتھا مختلفة عما ھي عليه اليوم‬ ‫فكل الجسيمات كانت بدون كتلة وكانت تأثراتھا ضعيفة جداً ومع تمدد‬ ‫الكون وتبرده أصبحت لھذه الجسيمات كتلة وأصبحت أقل نشاطا ً‪.‬‬ ‫بدأت ھذه الحالة األبرد كفقاعة صغيرة تمددت بسرعة وحينما حدث ذلك‬ ‫أفسدت الفقاعة حالة التوازن الحراري للكون وتأثر كل من الجسيمات‬ ‫والجسيمات المضادة بھذه التغيرات وانتھى بعض ھذه الجسيمات إلى‬ ‫داخل الفقاعة )الكواركات( وغادر القسم اآلخر خارجھا )الكواركات‬ ‫المضادة(‪.‬‬ ‫وتفترض ھذه النظرية أن حجم الفقاعة اليوم ھو بحجم الكون وبما أننا المسرعات عبارة عن أجھزة عمالقة تستطيع تسريع‬ ‫نعيش بداخلھا فإننا نرى الفيض في الكوراكات كشيء تسيطر فيه المادة الجسيمات قبل اصطدامھا يبعضھا البعض‬ ‫على المادة المضادة‪ .‬إال أن النموذج العياري بالرغم من التعبير الجميل‬ ‫الذي قدمه فإنه يفتقر إلى اإلثباتات الرياضية‪.‬‬ ‫ونعرف دور النترينوھات في الالتوازن بأن نفرض نوع جديد من‬ ‫النترينوھات يدعى ) النترينو المنفرد ( ومثل جميع الجسيمات‬ ‫األساسية ھذه الجسيمات كانت تتوافر بكثرة في الكون المبكر جداً‪.‬‬ ‫ووفق سيناريو مولد الليبتونات تنتقل النترينوھات األحادي عبر‬ ‫الكون إلى أن تتفكك إلى نترينوھات ونترينوھات مضادة وھذا‬ ‫التفكك يتم بشكل ال متوازن وھذا يتفق مع شروط ساخاروف‪.‬‬ ‫ثم وفق شروط الحرارة العالية والضغط باإلمكان حدوث تفاعل‬ ‫يحول النترينوھات إلى بروتونات )‪ (protons‬وااللكترونات‪.‬‬ ‫إال أنه من غير الممكن إيجاد النترينوھات األحادية في المخبر‬ ‫وقياس تفككھا ومن المحتمل أن تكون ثقيلة وأن تكون تأثراتھا‬ ‫ضعيفة جداً إال أنه يمكننا اختيار ما إذا كنت الفكرة صحيحة على‬ ‫األقل‪.‬‬

‫ما ھي المسرعات وما ھو مبدأ عملھا؟‬ ‫تم اختراع أول مسرع عام ‪ .1929‬ونظراً لنجاح التجارب األولى‬ ‫لزم األمر طاقة أعلى‪.‬‬ ‫أن عالم الجسيمات ھو أصغر من عالم الذرة وللدخول إلى ھذا‬ ‫العالم الصغير جداً يلزمنا طاقة عالية وھذه الطاقة يمكن الحصول‬ ‫عليھا من المسرعات‪ .‬فكرة المسرع ھي إكساب جسيم ما‬ ‫)اإللكترون‪ ،‬بروتون( سرعة ھائلة ثم حمله على التصادم مع‬ ‫جسم آخر من النوع نفسه أو من نو مختلف بھدف تحطيم ھذه‬ ‫الجسيمات إلى جسيمات أصغر بغية معرفة مما تتكون‪.‬‬ ‫يمكن تشبيه ذلك بأنه لدينا كرة كبيرة تتألف من مزيج من الحصى‬ ‫والحديد والثلج ولمعرفة مكونات الكرة يجب علينا فصل مكوناتھا‬ ‫عن بعضھا وذلك بتفتيت الكرة إلى أجزاء صغيرة‪ ،‬وھذا ھو‬ ‫السبب الذي يدعو العلماء إلى استخدام طاقة ھائلة لتحطيم‬ ‫الجسيمات لعلم يجدون مم تتكون وعلى ھذا كلما كان طاقة‬ ‫المسرع أكبر استطاع أن يقدم لنا صورة أقرب لتلك التي كانت‬ ‫عند نشوء الكون‪.‬‬

‫نموذج التناظر الفائق‪ :‬ھذا النموذج كان يحتوي على العديد من‬ ‫الجسيمات غير المعروفة حتى اآلن والتي ال تطالھا التجربة‬ ‫المخبرية‪ .‬وعلى الرغم من أن النظريون يقبلون على العناصر‬ ‫الفائق فإننا لم نجد أي دليل عملي يثبت صحة افتراضاتھم باستثناء‬ ‫بعض التجارب التي ال ترتقي لمستوى المطلوب منھا‪.‬‬ ‫من ھذه التجارب تجربة قام بھا فريق من الفيزيائيين من ايطاليا‬ ‫وفرنسا وسويسرا بھدف تحليل الميزونات )‪ (mesons‬التي‬ ‫تولدت في تجربتين في مسرع التيغاترون في مختبر فيرمي‪،‬‬ ‫حيث تتألف من كوارك مضاد )قاع( ‪ bottom‬ومن كوارك‬ ‫)غريب( ‪ .strang‬ويدعى التعاون المذكور أنھم عندما يضمون‬ ‫كل نتائج الميزونات "‪ "bs‬إلى بعضھا البعض فإنھم يجدون‬ ‫انحرافا ً شديداً قد يكون دليالً على تأثر جديد خارج النموذج‬ ‫المعياري‪.‬‬ ‫ھذا االنحراف يفعل في الكواركات أكثر مما يفعل في الكواركات‬ ‫المضادة وھذا يمكن أن يكون سببا ً في فائض الكواركات في‬ ‫كوننا‪.‬‬ ‫إال أن ھذه التجربة ال تكفي للقول أن المجموعة المذكورة قدمت‬ ‫برھانا ً قويا ً على حالة عدم التوازن ) وھنا تزداد حاجتنا للحصول‬ ‫على بعض الجسيمات فوق التناظرية لتقديم البرھان وھذا ما‬ ‫يسعى العلماء للحصول عليه باستخدام المصادم الھيدروني الكبير‬ ‫)‪(LHC‬‬ ‫نموذج مولد الليبتونات‪ :‬في أوساط الثمانينيات بين الفيزيائيين‬ ‫ماساكتا فوكوجيتا ‪.‬وتوتوموياناجيتا أنه يمكن أن يكون الالتوازن‬ ‫بين المادة والمادة المضادة قد تم بواسطة مولدات الليبتونات وإذا‬ ‫كان ذلك صحيحا ً فإننا ندين بوجودنا إلى النترينوھات‪ ،‬إذ أثبتت‬ ‫دراسات أجريت مؤخراً أن النترينوھات ليست عديمة الكتلة وإنما‬ ‫ھي تمتلك كتلة بالفعل وإن كانت صغيرة جداً‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(25‬‬

‫كيف تعمل المسرعات؟‬ ‫يتألف المسرع من تجويف مفرغ محاط بعدد متتال من مضخات‬ ‫تفريغ ومغناطيس ومصدر لموجات راديوية وأجھزة جھد عالي‬ ‫ودوائر الكترونية وفي جوف األنابيب تتحرك الجسيمات بسرعة‬ ‫ھائلة باستخدام المجال الكھربائي والمجال المغناطيسي لإلبقاء‬ ‫على مسار محدد للجسيمات‪.‬‬ ‫لتقريب آلية عمل المسرعات أكثر تصور أنك ربطت كرة‬ ‫صغيرة بحبل وحاولت إدارة ھذه الكرة بشكل دائري ففي كل‬ ‫دورة تزداد سرعة الكرة المشدودة إلى الحبل وكلما ازدادت عدد‬ ‫الدورات ازدادت سرعة الكرة إلى أن تفلت الكرة عند سرعة‬ ‫معينة‪.‬‬ ‫المبدأ نفسه تدور الجسيمات في المسرعات إلى أن تصل إلى‬ ‫طاقة معينة عندئذ توجه للتصادم مع بعضھا البعض‪.‬‬

‫مسرع سيرن ‪:CERN‬‬ ‫سيرن مأخوذ من األحرف األولى لعبارة المجلس األوروبي لألبحاث النووية )‪ .(European council for nuclear re search‬تأسست‬ ‫سيرن سنة ‪ 1954‬بالتعاون بين دول أوروبية في تلك السنة ويبلغ حاليا ً عدد الدول األوروبية األعضاء حوالي ‪ 20‬دولة في بداية الثمانينيات‬ ‫صمم العلماء نفق دائري ضخم لدراسة التصادم بين اإللكترون والبوزيترون )مضاد اإللكترون( وتم بالفعل عمل ھذا النفق ولسنوات تمت‬ ‫الدراسة ولكن الجديد أن النفق نفسه سيستعمل لدراسة التصادم ولكن بين البروتونات ھذه المرة‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(26‬‬

‫يتم تسريع البروتونات بأن يلف كل بروتون أكثر من ‪ 11000‬مرة في الثانية الواحدة في دائرة كبيرة يبلغ محيطھا ‪ 27‬كيلو متر وقطر‬ ‫األنبوب الذي تتحرك فيه البروتونات يبلغ ‪ 6‬سنتمترات وھذا األنبوب يبلغ على عمق حوالي )‪(175 – 50‬م‬

‫آلية عمل سيرن‪:‬‬ ‫للتحكم في مسار الجسيمات يتم استخدام ‪7000‬‬ ‫مغناطيس فوق العادي والغرض منھا تركيز حزمة‬ ‫الجسيمات للحصول على التصادم المطلوب داخل‬ ‫المسرع ويتم تبريد ھذه المغنطيسات إلى درجة ‪271-‬‬ ‫سلسيوس والغرض من التبريد الحصول على التوصيل‬ ‫فوق العادي للتيار الكھربائي‪ ،‬أي توصيل التيار من‬ ‫دون مقاومة للحصول على مجال مغناطيسي كبير جداً‬ ‫إن قوة المجال المغناطيسي العادي ‪ 2‬من تسال )وحدة‬ ‫المجال المغناطيسي( بينما عند التبريد ‪ 8‬تسال وھا‬ ‫يوفر طاقة كبيرة أي أنه لوال استخدام التبريد الحتجنا‬ ‫إلى نفق يصل طوله حوالي ‪ 120‬كيلو بدال من ‪27‬‬ ‫كيلو متر‪.‬‬ ‫لتبريد المغناطيس المفروض توفر غاز الھليوم‬ ‫للوصول إلى قرب الصفر المطلق ويبلغ عدد‬ ‫الجسيمات التي يتم تبريدھا إلى درجة التوصيل الفائق‬ ‫حوالي ‪ 1232‬مغناطيس وھي من النوعية ثنائية القطبية‪ ،‬إن عملية التبريد تتم على مرحليتين‪:‬‬ ‫‪ -1‬التبريد إلى الدرجة ‪ 193-‬درجة استخدام النتروجين السائل )أرخص من الھليوم(‪.‬‬ ‫‪ -2‬تم استخدام الھليوم للوصول إلى التبريد المطلوب‪.‬‬ ‫إلعطاء فكرة عن حجم ھذه المغانط لك أن تتخيل أن حجم مغناطيس واحد منھا بحجم منزل!‪.‬‬ ‫أما عند نقطة التصادم يتم وضع مجسمات ضخمة تقوم بتسجيل الجسيمات الجديدة الناتجة من التصادم باإلضافة إلى الكمبيوترات الضخمة‬ ‫إلجراء الحسابات والتحليالت المعقدة والتعامل مع الكم الھائل من البيانات فالمجسات المستخدمة يبلغ عددھا أربع مجسات وكل مجس تم‬ ‫إنتاجه من فريق عمل مختلف‪.‬‬ ‫من المقرر أن يعمل في المسرع حوالي ) ‪ (6500‬عالم من ‪ 80‬دولة حوالي نصف عدد المتخصصين في العالم وأن يعطينا بيانات تبلغ‬ ‫حوالي ‪ 7‬أضعاف كل المعلومات المتوافرة في مكتبات الجامعات األمريكية‪.‬‬

‫ماذا نريد من المسرع الھيدروني؟‬ ‫يقول العلماء أن سيرن تعتبر أفضل أمل لفحص النظريات لفيزياء جديدة تؤدي لمعرفة‬ ‫أصل الكون وكيف تعمل بل إن بعضھم يقول أنه األمل الوحيد في ذلك‪ .‬وقد ذھب بعض‬ ‫العلماء إلى أن مشروع سيرن يمثل منجزات ھذه الحضارة وشبھھا باألھرام بالنسبة‬ ‫للحضارات القديمة‪ .‬وأيا كانت النتائج التي سيقدمھا لنا المسرع اللھيدروني فان الكون ال‬ ‫يمكن أن يبوح لنا بجميع أسراره؟‬ ‫المراجع‪:‬‬ ‫‪ -1‬مجلة عالم الذرة )مجلة تصدر عن ھيئة الطاقة الذرية السورية(‬ ‫‪ -2‬مجلة العربي الكويتية‬ ‫‪ -3‬كتاب تاريخ الفيزياء )من مقررات جامعة تشرين(‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(27‬‬

‫النظرية الديناميكية الكمية اللونية ونظرية األوتار‬ ‫بقلم الصادق مشرف منتدى النظرية النسبية والفيزياء الحديثة‬ ‫ماذا نعنى بالضبط بكلمة جسيم أولي؟ أي ما ھو الجسيم األولي؟ وھل توجد جسيمات غير أولية؟ لعل ابسط إجابة لھذا السؤال ھي أن‬ ‫الجسيم األولي ھو عبارة عن جسيم صغير جداً وبسيط جداً لدرجة انه من المستحيل تقسيمه إلى نصفين‪ .‬إذن من ھنا نفھم أن ھناك‬ ‫جسيمات غير أولية )جسيمات مركبة( وھى تلك التي تتكون من جسيمات اصغر وابسط منھا‪.‬‬ ‫مسلسل البحث عن الجسيمات األولية‬ ‫لقد اكتشف الفيزيائيون في وقت ما أن المادة تتكون من جزئيات‪.‬‬ ‫لذا تم اعتبار الجزئيات جسيمات أولية‪ .‬ثم وجد أن الجزئيات‬ ‫بدورھا تتكون من ذرات‪ .‬فتم اعتبار الجزئيات كجسيمات مركبة‬ ‫ألنھا تتكون من وحدات اصغر وابسط وھي الذرات‪ .‬لذا اعُتبرت‬ ‫الذرات جسيمات أولية‪ .‬ثم سرعان ما تم تفتيت الذرة ووجد أنھا‬ ‫تتكون من نواة موجبة الشحنة وإلكترونات سالبة تدو حول النواة‪.‬‬ ‫واكتشف أيضا ً أن النواة نفسھا تتكون من جسيمات صغيرة وھي‬ ‫البروتونات والنيوترونات وھى تسمى نُويدات )النُويدة تصغير‬ ‫لكلمة نواة وتعنى إما البروتون أو نيوترون( وھكذا تم التخلي عن‬ ‫مفھوم الذرة كجسيم أولي واعُتبرت االلكترونات والنويدات عبارة‬ ‫عن جسيمات أولية‪.‬‬ ‫ولكن وجد الحقا ً أن النُويدة بدورھا تتكون من جسيمات أصغر‬ ‫وأبسط منھا‪ ،‬وأُطلق على ھذه الجسيمات اسم كواركات‪ .‬و لھذا‬ ‫السبب نحن اآلن نعتبر اإللكترونات والكواركات جسيمات أولية‪.‬‬ ‫ھل يا تُرى سوف يأتي يوم نستطيع فيه أن نقسم الكوارك أو‬ ‫اإللكترون إلى جسيمات اصغر وابسط؟ وھل سوف يستمر ھذا‬ ‫المسلسل من التقسيمات إلى األبد؟‬

‫الطاقة تخلق أزواجا ً من الجسيمات والجسيمات المضادة مثل‬ ‫كواركات وكواركات مضادة وربما تتكون نويدات أو حتى ذرات‪.‬‬ ‫ھكذا إذن نتيجة لھذا التصادم سوف يتكون حسا ٌء من الجسيمات‬ ‫األولية وغير األولية‪ ،‬مما يجعل مھمة تحليل نتيجة التجربة أمراً‬ ‫صعبا ً و ُمعقداً جداً‪.‬‬ ‫لذا سوف نبحث عن طريقة أخرى نستطيع من خاللھا أن نبين ما‬ ‫إذا كان الجسيم أوليا أم مركبا ً‪.‬‬ ‫والطريقة األخرى لمعرفة ما إذا كان جسم ما‬ ‫يتكون من أجزاء اصغر منه أم ال‪ .‬ھي أن‬ ‫نقوم بتدوير )لف أو برم( ذلك الجسم حول‬ ‫محوره فمثالً لو كانت لدينا كرة قدم و قمنا‬ ‫بتدويرھا حول محورھا بسرعة زاوية كبيرة‪.‬‬ ‫وفي كل مرة تقوم فيھا بزيادة سرعة الدوران‬ ‫سوف تزداد كمية الحركة الزاوية للكرة‬ ‫وھكذا سوف تكتسب الكرة طاقة وإذا قمنا برسم العالقة بين‬ ‫الطاقة وكمية الحركة الزاوية فإننا سوف نحصل على المنحنى‬ ‫البياني التالي‪:‬‬

‫كيف نستطيع أن نُحدد ما إذا كان الجسيم )أ( أوليا أم ال؟‬ ‫لعل ابسط اقتراح ھو أن نقوم بجعل جسيمين من الجسيمات )أ(‬ ‫يتصادمان بقوة‬ ‫ھائلة‪ ،‬بالتالي إذا‬ ‫كانت الجسيمات‬ ‫)أ( جسيمات غير‬ ‫أولية )جسيمات‬ ‫مركبة( فإنھا‬ ‫تتھشم‬ ‫سوف‬ ‫وتنقسم إلى شظايا‬ ‫صغيرة أي إلى‬ ‫جسيمات أخرى‬ ‫وابسط‬ ‫اصغر‬ ‫)جسيمات أولية(‬ ‫أما إذا كانت الجسيمات )أ( جسيمات أولية فإنھا لن تتھشم وتنقسم‬ ‫إلى شظايا أخرى‪ .‬ولكن نتيجة لشدة التصادم فسوف تتكون طاقة‬ ‫كبيرة جداً وھذه الطاقة سوف تكون كافية لخلق جسيمات‬ ‫وجسيمات مضادة أي على سبيل المثال لو جعلنا إلكترونين‬ ‫يتصادمان فانه نتيجة لشدة التصادم سوف تنشأ طاقة ھائلة وھذه‬

‫الرسم يوضح العالقة بين الطاقة وكمية الحركة الزاوية لدوران‬ ‫كرة حول محور ما‬ ‫ومن خالل ھذا الرسم نرى أن ھنالك نقطة يتوقف عندھا المنحنى‪.‬‬ ‫أي أننا لن نستطيع بعدھا االستمرار في زيادة كمية الحركة‬ ‫الزاوية والطاقة‪ .‬والسؤال ھنا ھو لماذا يتوقف المنحنى عند تلك‬ ‫النقطة؟‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(28‬‬

‫بالطبع نتيجة للدوران فان قوى الطرد المركزي سوف تزداد‬ ‫وتنبعج الكرة إلى أن نصل إلى مرحله تتمزق فيھا الكرة إلى‬ ‫أجزاء صغيرة‪.‬‬ ‫ھكذا وبنفس ھذا المنطلق لو كانت لدينا نقطة مادية فإننا عندما‬ ‫نقوم بتدويرھا‪ .‬ولكن مھالً توقف‪ .‬كيف نستطيع تدوير نقطة حول‬ ‫محورھا؟ أي ھل للنقطة محور أصالً؟ بالطبع ال‪ ،‬ليس للنقطة‬ ‫محور وبالتالي ال يوجد معن ًى لتدوير النقطة ولھذا فان الجسيم‬ ‫األولي ال يمكن تدويره‪.‬‬ ‫وھكذا فان إمكانية أو عدم إمكانية التدوير )اللف أو البرم( تُحدد ما‬ ‫إذا كان الجسيم أوليا أم ال‪ .‬وذلك الن الجسيم المركب يتكون من‬ ‫جسيمات أخرى صغيرة وھذه الجسيمات يمكن أن تدور بالنسبة‬ ‫لبعضھا البعض‪ .‬أما الجسيم األولي فال يتكون من جسيمات‬ ‫أخرى وبالتالي ال توجد حركة نسبية تسمح بالدوران‪.‬‬

‫عليھما نفس االسم وھو النُويدة حيث أن البروتون عبارة عن نُويدة‬ ‫موجبة أما النيوترون فھو نُويدة متعادلة كھربيا ً‪.‬‬ ‫كما قلنا سابقا ً كان االعتقاد السائد ھو أن النُويدات عبارة عن‬ ‫جسيمات أولية )مثل االلكترونات( أي أنھا جسيمات ال يمكن‬ ‫تقسيمھا إلى جسيمات اصغر وابسط‪ ،‬ولكن اتضح فيما بعد أن‬ ‫النُويدات لھا تركيب داخلي ُمعقد‪.‬‬ ‫وتماما ً مثل كرة القدم أو نواة الذرة فإننا نستطيع أن نجعل النُويدة‬ ‫تدور حول محورھا‪ ،‬وقبل أكثر من ‪ 40‬عاما ً عندما تم رسم‬ ‫العالقة بين كمية الحركة الزاوية وطاقة النويدة كانت النتيجة‬ ‫مدھشةً في بساطتھا وھى تقريبا ً عبارةٌ عن عالقة خط مستقيم‬ ‫ولكن المدھش جداً ھو أن الخط ال يتوقف عند نقطة ُمعينة كما‬ ‫حدث في حالة كرة القدم ونواة الذرة‪.‬‬

‫اآلن دعنا نقوم بتدوير نواة ذرة حول محورھا‪ .‬ولما كانت النواة‬ ‫صغيرةً جداً فھي تخضع لقوانين ميكانيكا الكم وبالتالي لن نستطيع‬ ‫زيادة كمية الحركة الزاوية والطاقة بصورة مستمرة الن ھناك‬ ‫مستويات طاقة )وكمية حركة زاوية( محددة مسموح بھا لذلك‬ ‫فإننا عندما نرسم العالقة بين كمية الحركة الزاوية والطاقة يكون‬ ‫لدينا منحنى متقطع بالصورة التالية‪:‬‬

‫الرسم يوضح العالقة بين كمية الحركة الزاوية والطاقة لدوران‬ ‫نويدة‬ ‫إذن ھناك مالحظتان على ھذا الرسم البياني ‪:‬‬ ‫الرسم يوضح العالقة بين كمية الحركة الزاوية والطاقة لدوران‬ ‫النواة‬ ‫وھكذا إذا استثنينا تقطُع كمية الحركة الزاوية والطاقة فانه ال يوجد‬ ‫فرق بين المنحنى الذي يمثل دوران كرة القدم حول محورھا‬ ‫والمنحنى الذي يمثل دوران النواة حول محورھا‪ .‬مما يعنى أن‬ ‫النواة ) شأنھا شأن كرة القدم( ليست جسيما ً أوليا بل جسيم ُمركب‬ ‫يتكون من جسيمات أخرى صغيرة نستطيع أن نجعلھا تدور‬ ‫بالنسبة لبعضھا البعض إلى أن تصل إلى مرحلة تتمزق فيھا النواة‬ ‫)نتيجة لقوة الطرد المركزي( إلى جسيمات صغيرة وھذه‬ ‫الجسيمات الصغيرة تسمى بالنويدات )بروتونات أو نيوترونات(‪.‬‬ ‫البروتونات والنيوترونات ھي جسيمات متشابه إلى حد كبير جداً‬ ‫فكالھما يوجد في نواة الذرة وتقريبا ً لھما نفس الكتلة ونفس طبيعة‬ ‫التفاعل ولكن ھنالك فار ٌ‬ ‫ق وحيد وھو أن شحنة البروتون موجبة‪،‬‬ ‫ً‬ ‫ٌ‬ ‫بينما شحنةُ النيوترون متعادلة كھربيا‪ .‬ونسبة لھذا التشابه أطلق‬

‫أوالً‪ :‬نسبةً إلمكانية تدوير النُويدة حول محورھا فان النُويدة ليست‬ ‫جسيما ً أوليا بل جسيم مركب يتكون من جسيمات أخرى اصغر‬ ‫وابسط منھا‪.‬‬ ‫ثانيا ُ ‪ :‬ھناك شفرة في ھذا الرسم البياني يحب حلھا‪ ،‬وھي طالما‬ ‫أن النُويدة جسيما ً مركبا ً فانه يجب أن نصل إلى مرحلة تتمزق‬ ‫بعدھا النويدة إلى جسيمات أخرى‪ ،‬ويقف المنحى عند تلك‬ ‫المرحلة ولكن المدھش حقا ً ھو أننا نستطيع أن نستمر في زيادة‬ ‫كمية الحركة الزاوية والطاقة إلى األبد دون أن تتمزق النُويدة‪.‬‬ ‫بمعنى آخر فالنُويدة عبارةٌ جسيم ُمركب ولكن من المستحيل‬ ‫تقسيمه إلى مكوناته األساسية‪.‬‬ ‫وبطبيعة الحال فانه ونتيجة لقوة الطرد المركزي فان النُويدة‬ ‫تنبعج )ولكنھا لن تنشطر مھما حاولنا( وانبعاجھا ليس كانبعاج‬ ‫كرة القدم أو نواة الذرة في ثالث إبعاد بل ھو انبعاج في بُعد واحد‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(29‬‬

‫غريب ‪ strange‬ويختصر بـ ‪s‬‬ ‫قمي ‪ top‬ويختصر بـ ‪t‬‬ ‫قعري ‪ bottom‬ويختصر بـ ‪b‬‬ ‫وكما نعلم فان لكل جسيم في الطبيعة جسيم ُمضاد‪ ،‬لذا فان ھناك‬ ‫نكھات ُمضادة وھى‪:‬‬ ‫كوارك علوي ‪ u‬وكوارك علوي ُمضاد‬ ‫كوارك سفلى ‪ d‬وكوارك سفلي ُمضاد‬ ‫ومن خالل نصف قرن من إجراء التجارب على النُويدات‬ ‫والھادرونات بشكل عام وجد أنھا تتكون من خيوط مطاطية وھذه‬ ‫الخيوط يمكن أن نمطھا أو أن نجعلھا تھتز بإثارتھا أي بإضافة‬ ‫طاقة‪ .‬وھكذا فان النُويدات والھادرونات تتكون من أشياء خيطية‬ ‫مطاطية تشبه العلكة ولكنھا ال تنقطع مھما قمنا بمطھا‪ .‬ولھذا‬ ‫السبب فان فاينمان قد أطلق عليھا اسم البارتونات ‪partons‬‬ ‫إشارةً لكونھا جزء ‪ part‬من النُويدة‪ .‬ولكن ھوموري جلمان أول‬ ‫من أطلق عليھا اسم الكواركات والغلوونات ‪) Gluons‬الصق أو‬ ‫صمغ( والغلوون ھو الشيء المطاطي الذي يشكل الشكل الوتري‬ ‫الذي يمنع الكواركات من أن تتطاير بعيداً عند تدويرھا‪.‬‬

‫مثل كوارك ساحر ‪ c‬وكوارك ساحر ُمضاد‬ ‫مثل كوارك غريب ‪ s‬وكوارك غريب ُمضاد‬ ‫مثل كوارك قمي ‪ s‬وكوارك قمي ُمضاد‬ ‫مثل كوارك قعري ‪ b‬وكوارك قعري ُمضاد‬

‫الكواركات‬ ‫ھناك أنواع مختلفة من الشاي مثل الشاي األحمر والشاي األصفر‬ ‫والشاي األخضر والشاي األسود ‪...‬الخ وھناك أيضا نكھات‬ ‫مختلفة للشاي فمثالً ھناك شاي بنكھة القرنفل أو النعناع أو الحبان‬ ‫‪...‬الخ من نكھات التوابل العربية المشھورة‪.‬‬ ‫نعم ‪ ....‬الكواركات تشبه الشاي إلى حد ما فمثالً الكواركات لھا‬ ‫ثالثة ألوان ھي أحمر ‪ Red‬وأخضر ‪ Green‬وأزرق ‪ Blue‬وھذا‬ ‫ھو سر التسمية " الديناميكا اللونية" ‪Chromo dynamics‬‬ ‫وھى كلمة مشتقة من الكلمة ‪ Khroma‬وتعنى اللون باللغة‬ ‫اليونانية‪ .‬ولكن مھالً ھل يعقل أن يكون للكوارك لون؟ أي ھل‬ ‫للكوارك سطحاً يعكس طوالً موجيا ً للضوء فنرى لونا ً معينا ً؟‬ ‫بالطبع ال‪ ،‬ھذه األلوان ھي فقط مسميات للتفريق بين اعدد كمية‬ ‫معينة تحملھا الكواركات تسمى بالشحنات اللونية‪.‬‬ ‫نقطة التشابه الثانية بين الكواركات والشاي ھي أن الكواركات‬ ‫أيضا لھا نكھات ‪ Flavors‬مختلفة وبالتحديد ھناك ‪ 6‬نكھات )مثل‬ ‫القرنفل والنعناع و الحبان( وھذه النكھات تسمى‪:‬‬ ‫عُلوي ‪ up‬ويختصر بـ ‪u‬‬ ‫سُفلي ‪ down‬ويختصر بـ ‪d‬‬

‫األنواع الستة للكواركات‬ ‫بقى أن نقول الكواركات ھي عبارة عن فيرميونات‪ ،‬ولفھا‬ ‫المغزلي يساوى ‪ .1/2‬ولھا شحنات كھربية كسرية من مقدار‬ ‫شحنة اإللكترون‪ .‬وشحنة الكواركات ‪ u‬و ‪ c‬و ‪ t‬تساوى ‪ 2/3‬من‬ ‫مقدار ُشحنة اإللكترون‪ .‬أما شحنة الكواركات ‪ d‬و ‪ s‬و ‪ b‬تساوى‬ ‫‪ -1/3‬من مقدار شحنة اإللكترون‪ .‬وبالطبع فان الجسيمات‬ ‫ال ُمضادة لھا شحنات ولف مغزلي ُمضاد )إشارة معاكسة( لذا‬ ‫اترك للقارئ مھمة استنتاج الشحنات واللف المغزلي للكواركات‬ ‫ال ُمضادة‪.‬‬

‫ساحر ‪ charm‬ويختصر بـ ‪c‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(30‬‬

‫كيف يعمل التحليل الطيفي المستحث بواسطة الليزر‬ ‫‪Laser-induced breakdown spectroscopy‬‬ ‫دكتور حازم فالح سكيك‬ ‫عندما اخترع العالم ميمان أول نبضة ليزر في العام ‪ ،1960‬فان البعض‬ ‫وصف ھذه التقنية على إنھا الحل الذي يبحث عن مشكلة‪ .‬ولكن العلماء‬ ‫بسرعة اكتشفوا إن الليزر ليس مجرد ھواية وإنما له الكثير من التطبيقات‬ ‫العملية‪ .‬األطباء اليوم يستخدمون أشعة الليزر إلصالح قرنية العين‪ ،‬وتبيض‬ ‫وإزالة الوشم ويستخدم الليزر أيضا كمشرط دقيق جدا‪ .‬كما إن الصناعات‬ ‫االلكترونية تستخدم الليزر في الكثير من التطبيقات مثل قارئ الباركود ‪bar-‬‬ ‫‪ code‬وأنظمة التخزين الضوئية وفي طابعات الكمبيوتر‪ .‬كما وتستخدم طاقة‬ ‫الليزر العالية في ثقب أحجار الماس وقطع المواد الخفيفة كالبالستيك والمواد‬ ‫الثقيلة مثل التيتانيوم‪.‬‬ ‫الليزر مھم بشكل خاص في مجال التحليل الطيفي المستخدم من قبل‬ ‫الكيميائيين والفيزيائيين‪ .‬إن الخبراء في علم الكيمياء التحليلية طوروا تقنيات‬ ‫تمكن من تحديد المركب الكيميائي للمادة‪ .‬وبواسطة ھذه التقنيات تمكن‬ ‫العلماء من قياس الخصائص الفيزيائية‪ ،‬مثل الكتلة ومعامل االنكسار والتوصيل الحراري‪ .‬وبعض التقنيات األخرى تعتمد على الشحنة‬ ‫الكھربية والتيار الكھربي لتساعد في التعرف على المركبات األساسية للمادة‪ .‬وھناك المزيد من التقنيات لقياس مقدار االمتصاص‬ ‫‪ absorption‬واالنبعاث ‪ emission‬والتشتت ‪ scattering‬لإلشعاع الكھرومغناطيسي وھذه التقنية تعرف بعلم السبكتروسكوبي‬ ‫‪ spectroscopy‬أي علم األطياف‪.‬‬ ‫علم األطياف القائم على استخدام الليزر ‪ laser-baser spectroscopy‬أصبح اآلن أداة أساسية في علم التحليل‪ .‬تخيل نظام ليزر مثبت‬ ‫على عربة فضائية تسير على كوكب المريخ‪ .‬فعندما تنطلق نبضة ليزر على تربة المريخ فان تشتت ضوء الليزر المتشتت عن غبار تربة‬ ‫المريخ ينعكس ويلتقط بواسطة أجھزة خاصة مثبتة على العربة الفضائية يمكنھا من معرفة التركيب الكيميائي للتربة‪ .‬اآلن افترض أيضا‬ ‫جندي يحمل نظام ليزر مكون من جھاز ليزر ومجس يقوم الجندي باستخدامه لتوجيه نبضات الليزر على أي أجسام مشبوھة في الطريق‬ ‫ليتعرف على المواد المتفجرة واأللغام المزروعة من خالل انعكاس نبضات الليزر إلى المجس‪.‬‬ ‫‪http://www.youtube.com/watch?v=fEZ5dEi4oPo‬‬ ‫ھذه بعض األمثلة لتطبيقات التحليل الطيفي لليزر وقد تبدو لنا إنھا‬ ‫مشاھد من احد افالم الخيال العلمي‪ ،‬ولكن ھذا ليس ھو الحال‪.‬‬ ‫فالعلماء اليوم يمتلكون معدات ذات قدرات عالية على تحليل‬ ‫المواد تعتمد على الليزر‪ .‬وسوف نقوم في ھذا المقال من كيف‬ ‫تعمل األشياء بالتعرف على ھذه التقنيات وسوف نركز على احد‬ ‫ھذه التقنيات التي تعرف باسم ‪Laser-Induced Breakdown‬‬ ‫‪ Spectroscopy‬والذي يختصر بـ ‪ LIBS‬أي التحليل الطيفي‬ ‫المستحث بواسطة الليزر‪ .‬ومن خالل شرح ھذه التقنية سوف نفھم‬ ‫كيف يستخدم الليزر في التحليل في الكثير من التطبيقات في مجال‬ ‫األمن والتشخيص الطبي وفي الطب الشرعي وفي الرعاية‬ ‫الصحية وفي علم اآلثار والفن‪.‬‬

‫المياه الغازية في كوب من الزجاج والماء في حوض اسماك‬ ‫الزينة‪ .‬كذلك المواد الغير مرئية مثل الروائح الموجودة في الھواء‬ ‫يمكن أن نشعر بھا بحواسنا المختلفة التي وھبنا ﷲ سبحانه‬ ‫وتعالى‪ .‬كل ھذه األشياء نسميھا المادة ‪ matter‬والتي تتكون من‬ ‫جزئيات ومركبات من الذرات‪ .‬التحليل الكيميائي يشبه تماما‬ ‫قيامك بتكسير جزيئات المادة للذرات األساسية المكونة لھا لمعرفة‬ ‫ما ھي الذرات أو الجزئيات التي تكون مادة ما‪.‬‬

‫وفي البداية دعنا نقوم بالتعمق أكثر في أساسيات الكيمياء‬ ‫التحليلية لفھم دور الليزر في تقنيات التحليل للتعرف على‬ ‫المركبات الكيميائية المكونة للمادة‪.‬‬ ‫الليزر كأداة تحليلية‬ ‫لنتوقف عن القراءة اآلن ونقوم بجولة لألشياء حولنا فھناك أجسام‬ ‫صلبة مثل جھاز الكمبيوتر والطابعة‪ ،‬وھناك مواد سائلة مثل‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫تقوم باحثة بتحضير عينة لوضعھا في جھاز مطياف الكتلة‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(31‬‬

‫على مر السنين‪ ،‬الكيمياء التحليلية طورت الكثير من التقنيات‬ ‫واألدوات‪ .‬بعض ھذه األدوات والتقنيات ذات طبيعة كيفية تختص‬ ‫بتحديد نسب تواجد العناصر والمركبات في المادة‪ ،‬والتي يعرفھا‬ ‫الكيميائي بـ ‪ .analytes‬وھناك طرق أخرى ذات طبيعة كمية‬ ‫حيث تقوم بقياس مقدار تواجد عنصر أو أكثر في المادة‪ .‬وفي كال‬ ‫التقنيتين فان علم التحليل الكيميائي يعتمد على استحثاث العينة أو‬ ‫المادة بواسطة الضوء أو الكھرباء أو المجال المغناطيسي ليحدث‬ ‫تغير في العينة فتكشف عن المركبات الكيميائية المكونة لھا‪.‬‬

‫المطياف األيوني الحركي ‪Ion mobility spectrometer‬‬ ‫الذي يعرف باالختصار ‪ IMS‬يعتبر من طرق التحليل الغير‬ ‫ضوئية‪ .‬حيث يستخدم الليزر في ھذه التقنية النتزاع ‪ ablate‬أو‬ ‫قطع أجزاء صغيرة من سطح العينة قبل ان تحدث له تأين‪.‬‬ ‫االيونات التي تنتج بسبب نبضات الليزر في العينة تدخل في بخار‬ ‫غازي يتدفق بسرعة كبيرة‪ .‬العلماء يقومون بقياس سرعة حركة‬ ‫االيونات في الغاز‪ ،‬والتي تتأثر بحجم وشكل االيونات‪.‬‬

‫لنأخذ تقنية مطياف الكتلة ‪ mass spectrometry‬التي تحدثنا‬ ‫عنھا في المقال السابق )اضغط ھنا لمزيد من المعلومات(‪ ،‬فھي‬ ‫تقنية معتمدة ومجربة‪ .‬فمثال اذا أراد عالم بيولوجي ان يعرف ما‬ ‫المادة السامة الملوثة لنوع من السمك‪ ،‬فانه سيأخذ عينة من‬ ‫األغشية العضلية للسمكة ويقوم بتحليلھا في سائل يعمل على‬ ‫إذابتھا‪ .‬بعد ذلك يتم إدخال المحلول الناتج في جھاز مطياف الكتلة‬ ‫حيث تبدأ عملية التحليل بقذف المحلول بااللكترونات لتحويل‬ ‫الذرات والجزيئات في العينة إلى أجسام مشحونة تعرف باسم‬ ‫االيونات ‪ .ions‬يقوم البيولوجي باستخدام مجال كھربي أو مجال‬ ‫مغناطيسي لفصل االيونات المختلفة بناء على كتلھا أو مقدار‬ ‫شحنتھا‪ ،‬وبھذا يستطيع أن يكشف المادة السامة الملوثة للسمك‬ ‫مثل مادة ‪.DDT‬‬ ‫في السنوات األخيرة استخدم الليزر الستحثاث المادة وأصبح‬ ‫االعتماد على الليزر كأداة تحليلية من األدوات التي ال يمكن‬ ‫االستغناء عنھا‪ .‬وكل التقنيات التحليلية التي تستخدم الليزر تصنف‬ ‫إلى مجموعتين األولى تعرف باسم طريقة الكشف الضوئية‬ ‫والثانية تعرف باسم طريقة الكشف الغير ضوئية‪.‬‬ ‫على سبيل المثال في طريقة الكشف الغير ضوئية تساھم تقنية‬ ‫التحليل بالليزر العلماء على تمييز العناصر المختلفة عن طريق‬ ‫‪pulsed-laser‬‬ ‫سماعھا‪ .‬ھذه التقنية تعرف باسم‬ ‫‪ photoacoustics‬اي الفوتون الصوتي الناتج عن نبضة الليزر‬ ‫والتي تعمل بتوجيه الليزر على العينة‪ .‬وعندما تمتص العينة‬ ‫الطاقة من الليزر‪ ،‬فترتفع درجة حرارتھا وتتمدد‪ ،‬مما يتسبب عن‬ ‫ذلك إحداث أمواج ضغط صوتية ‪.acoustic pressure wave‬‬ ‫يستخدم ترانسديوسر انضغاطي )اضغط ھنا لمزيد من‬ ‫المعلومات( يعمل على تحويل االھتزازات الميكانيكية إلى‬ ‫نبضات كھربية‪ ،‬يمكن سماعھا بواسطة سماعات خاصة لتساعد‬ ‫الكميائي على التعرف على الجزئيات في العينة‪.‬‬

‫جھاز المطياف األيوني الحركي‬ ‫لمزيد من المعلومات انظر الرابط رقم ‪ 3‬في نھاية المقال‬ ‫في تقنيات الكشف الضوئية التي تعرف باسم التحليل الطيفي‬ ‫بالليزر ‪ .laser spectroscopy‬فان التحليل الطيفي يعمل على‬ ‫استحثاث العينة ثم تحليلھا للحصول على الطيف‬ ‫الكھرومغناطيسي الناتج عن االنبعاث اإلشعاعي أو االمتصاص‬ ‫اإلشعاعي‪ .‬يعتبر علم الطيف من األدوات التحليلية الھامة‪ .‬وفي‬ ‫بقية ھذا المقال سوف نتعرف أساسيات علم التحليل الطيفي‬ ‫لمعرفة كيف تستخدم البصمة الكھرومغناطيسية لتمييز بين‬ ‫العناصر‪.‬‬ ‫أساسيات علم األطياف‬

‫في الشكل التوضيحي للذرة حسب نموذج بور نشاھد‬ ‫االلكترونات في مداراتھا المنفصلة تدور حول النواة‬ ‫جھاز ‪pulsed-laser photoacoustics‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(32‬‬

‫علم األطياف يعتمد على مبدأ تكميم مستويات الطاقة في الذرة‬ ‫فالذرات والجزئيات تمتص او تشع مقدار محدد من الضوء عند‬ ‫طول موجي معين‪ .‬ولفھم لماذا ال تمتص الذرة أي ضوء عند أي‬ ‫طول موجي‪ ،‬يجب ان نفھم كيف تتركب الذرة‪ .‬وقد سبق وان‬ ‫تحدثنا في أكثر من مقال من مقاالت كيف تعمل األشياء عن‬ ‫تركيب الذرة ولكن ھنا سنسرد الحقائق باختصار لنتمكن من‬ ‫متابعة المقال‪.‬‬ ‫في العام ‪ 1913‬تمكن العالم الدينماركي نيل بور ‪Niels Bohr‬‬ ‫من االستفادة من نموذج العالم ‪ Rutherford‬للذرة والمتمثل في‬ ‫نواة موجبة الشحنة تحيط بھا سحابة االلكترونات‪ ،‬وقد عدل بور‬ ‫على ھذا النموذج بحيث يتوافق ھذا التعديل مع النتائج العملية التي‬ ‫لم يتمكن نموذج رزرفورد من تفسيرھا‪.‬‬ ‫في نموذج بور‪ ،‬االلكترونات تحيط بالنواة في مدارات منفصلة‬ ‫)مكممة(‪ ،‬مثل مدارات الكواكب حول الشمس‪ .‬في الحقيقة‬ ‫الصورة الكالسيكية للذرة والضوء تغيرت بعد نموذج بور‪.‬‬ ‫في ذرة بور‪ ،‬اإللكترون في مداره يرتبط بالنواة بمقدار محدد من‬ ‫الطاقة‪ .‬ويمكن لإللكترون أن يوجد في أي مدار حول الذرة اذا‬ ‫اكتسب مقدار محدد من الطاقة يساوي الفرق بين طاقة ھذه‬ ‫المدارات‪ .‬أي أن اإللكترون ال يشبه الكوكب في ھذا الجانب حيث‬ ‫ان الكواكب تبقى في مداراتھا وال يمكن لھا إال ان تسير فيه إلى‬ ‫األبد أما اإللكترون فانه يمكن ان يغير مداره إلى مدار أخر اذا‬ ‫اكتسب أو فقد مقدار محسوب من الطاقة‪ .‬ويعتبر اإللكترون في‬ ‫مداره األصلي انه في الحالة األرضية ‪ .ground state‬ولنقل‬ ‫اإللكترون من المدار األرضي إلى أي مدار أخر ابعد فانه يمتص‬ ‫طاقة‪ .‬وعندما يحدث ھذا فإننا نسمي حالة اإللكترون بأنه في‬ ‫الحالة المثار ‪ .excited state‬االلكترونات عموما ال يمكنھا ان‬ ‫تبقى في الحالة المثارة لفترة زمنية طويلة‪ .‬لذلك فھي تقفز عائدة‬ ‫إلى المستوى األرضي وتتخلص من الطاقة التي اكتسبتھا في‬ ‫صورة فوتون عند طول موجي محدد‪.‬‬

‫فان كل عنصر له بصمة خاصة به تعرف باسم الطيف الخاص به‬ ‫‪.spectrum‬‬ ‫طور العالمين ‪ William Wollaston‬و ‪Joseph von‬‬ ‫‪ Fraunhofer‬أول مطياف لمشاھدة الطيف الخاص بالعناصر‪.‬‬ ‫المطياف ھو جھاز له القدرة على فصل الضوء حسب طوله‬ ‫الموجي‪ .‬يدخل الضوء من فتحة ضيقة ويمر في عدسة لنحصل‬ ‫على اشعة ضوئية متوازية‪ .‬تسقط ھذه األشعة على منشور يعمل‬ ‫على حرف الضوء عن مساره بزاوية تعتمد على الطول الموجي‬ ‫للضوء‪ .‬لذا نحصل على حزم من الضوء كل حزمة لھا لون محدد‬ ‫مثل ما يحدث في تحليل ضوء الشمس في يوم ممطر إلى ألوان‬ ‫الطيف المعروفة باسم ‪ .rainbow‬ولرصد األطوال الموجية‬ ‫المختلفة التي تم تحليلھا يتم استخدام عدسة أخرى تقوم بتجميع‬ ‫الضوء وتركيزه على فتحة المخرج لتسمح بلون واحد فقط من‬ ‫المرور عبرھا وباستخدام تلسكوب مثبت على قاعدة قابلة للدوران‬ ‫يمكن رصد كل األطوال الموجية عن طريق دوران التلسكوب‬ ‫بالنسبة للمنشور‪ .‬وبرصد الزاوية التي خرج عندھا طول موجي‬ ‫معين يمكن معرفة الطول الموجي للضوء عند تلك الزاوية وھناك‬ ‫أجھزة أخرى أكثر تعرف باسم المطياف البياني‬ ‫‪ spectrogtaphs‬والذي يصور الطيف الناتج على فيلم‪.‬‬

‫مطياف بسيط يستخدم منشور لتشتيت الضوء والتلسكوب مثبت‬ ‫على قاعد تدور حول المنشور‬

‫تمتص الذرة الطاقة في صورة حرارة أو ضوء أو كھرباء‪ ،‬فينتج‬ ‫عن ذلك انتقال لإللكترون من مدار إلى مدار ذو طاقة أعلى‪.‬‬ ‫كل عنصر من عناصر الجدول الدوري يمتلك مجموعة مدارات‬ ‫فريدة تميزه عن أي عنصر أخر‪ .‬وبمعنى أخر إن االلكترونات في‬ ‫أي عنصر تترتب في مدارات طاقة حول النواة بطريقة مميزة‬ ‫عن الكترونات أي عنصر أخر‪ .‬والن التركيب الداخلي للعناصر‬ ‫فريد ومميز فان األطوال الموجية المنبعثة عن انتقاالت‬ ‫االلكترونات بين مدارات الطاقة سوف تكون مميزة أيضا‪ .‬ولذلك‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫جھاز مطياف بياني ‪ spectrtograph‬متطور‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(33‬‬

‫في الجزء التالي من المقال سوف نركز على أنواع التحليل‬ ‫الطيفي باستخدام الليزر ‪.laser spectroscopy‬‬ ‫انواع التحليل الطيفي باستخدام الليزر‬ ‫في التحليل الطيفي باستخدام الليزر )مطياف الليزر( يقوم‬ ‫المختص بتسليط ضوء الليزر على العينة‪ ،‬ويحصل على ضوء‬ ‫يمكن ان يحلل بواسطة المطياف الضوئي‪ .‬وسوف نقوم فيما يلي‬ ‫بشرح بعض التقنيات المستخدمة في مطياف الليزر‪.‬‬ ‫أطياف رامان ‪ Raman spectroscopy‬ھذه التسمية تعود إلى‬ ‫مكتشفھا العالم الھندي ‪ C.V. Raman‬الذي قام بقياس التشتت‬ ‫الناتج عن ضوء أحادي اللون عندما يسقط على العينة‪ .‬الضوء‬ ‫األحادي اللون ناتج عن ليزر ايونات االرجون تم توجيھه بواسطة‬ ‫مرايا وعدسات ليسقط بشكل مركز على العينة‪ .‬معظم أشعة‬ ‫الليزر ترتد عن العينة وتتشتت عند نفس الطول الموجي لضوء‬ ‫الليزر ولكن بعض أشعة الضوء تتشتت عند أطوال موجية‬ ‫مختلفة‪ .‬وھذا بسبب تفاعل أشعة الليزر بالحركة االھتزازية‬ ‫للجزئيات المكونة للعينة ‪ .phonons‬ھذه االھتزازات تجعل‬ ‫فوتونات الليزر تكتسب أو تفقد طاقة‪ .‬االنزياح في الطاقة يعطي‬ ‫معلومات عن أنماط االھتزازات في العينة‪.‬‬

‫الوميض المستحث بواسطة الليزر يستخدم بشكل كبير كأداة‬ ‫تحليلية في الكثير من التطبيقات‪ .‬على سبيل المثال بعض الدول‬ ‫طبقت ھذا النوع من التحليل للتأكد من سالمة الخضروات من‬ ‫المواد الملوثة بالمبيدات‪ .‬يتكون نظام التحليل المعتمد على ھذه‬ ‫التقنية من جھاز ليزر النيتروجين ومجس ومحلل طيفي‪ ،‬يقوم‬ ‫المحلل بتسليط ضوء الليزر على الخضروات المراد فحصھا ومن‬ ‫ثم يقوم بدراسة الوميض الطيفي الناتج‪ .‬وفي بعض األحيان‬ ‫يكتشف وجود أثار للمواد الملوثة بالمبيدات‪.‬‬ ‫االنتزاع بواسطة الليزر المصحوب بانبعاث طيفي من البالزما‬ ‫‪Laser ablation inductively coupled‬‬ ‫الناتجة‬ ‫‪ plasma optical emission spectroscopy‬والذي يعرف‬ ‫باالختصار ‪ LA-ICP-OES‬إن ھذا االسم الكبير والمعقد بحاجة‬ ‫إلى توضيح وشرح ولنبدأ بالمصطلح ‪ ICP‬والذي يعتبر أساس‬ ‫تقنية التحليل في ھذه التقنية‪ .‬الحرف ‪ P‬يعود إلى البالزما والتي‬ ‫ھي عبارة عن غاز في حالة تأين أي يحتوي على ايونات موجبة‬ ‫والكترونات حرة‪ .‬في الطبيعة البالزما تكون موجودة كحالة من‬ ‫حاالت المادة في النجوم‪ ،‬حيث تتوفر درجات حرارة عالية‬ ‫وضغط مرتفع كافي لتأين الغاز‪ .‬ولكن الفيزيائيين في المختبر‬ ‫يمكنھم توفير الظروف نفسھا للوصول إلى حالة البالزما بواسطة‬ ‫معدات تعرف باسم شعلة البالزما ‪ .plasma torch‬الشعلة‬ ‫تتكون من ثالثة أنابيب من السليكا متحدة المركز محاطة بملف‬ ‫معدني‪ .‬عندما يمر التيار الكھربي خالل الملف يتولد مجال‬ ‫مغناطيسي يعمل على توليد تيار كھربي في الغاز )عادة ما يكون‬ ‫االرجون( يعمل على اثارة ذرات االرجون ويحوله الى بالزما‪.‬‬ ‫وتخرج البالزما من فوھة شعلة البالزما‪.‬‬

‫‪Raman spectroscopy‬‬ ‫الوميض ‪ Fluorescence‬تسمية الوميض ‪Fluorescence‬‬ ‫تعود إلى اإلشعاع المرئي المنبعث من بعض المواد بسبب سقوط‬ ‫إشعاع ذو طول موجي قصير على المادة‪ .‬في الوميض المستحث‬ ‫بواسطة الليزر ‪ laser induce fluorescence‬او ‪ ،LIF‬يقوم‬ ‫الباحث بتسليط أشعة الليزر النيتروجين أو ليزر الصبغات‬ ‫العضوية على العينة‪ .‬فيتم إثارة الكترونات العينة لمدارات ذات‬ ‫طاقة عالية‪ .‬وبعد مرور فترة زمنية قصيرة في حدود بضعة‬ ‫نانوثانية تعود االلكترونات إلى مستويات الطاقة األرضية‪ .‬وتفقد‬ ‫ھذه االلكترونات طاقة يشعھا في صورة فوتونات عند أطوال‬ ‫موجية أطول من الطول الموجي لليزر‪ .‬وذلك الن مستويات‬ ‫الطاقة للذرات والجزئيات مميزة فان الطيف الوميضي الناتج‬ ‫يكون منفصل ومحدد يمكن استخدامه في التعرف على العينة التي‬ ‫أنتجته‪.‬‬

‫اآلن يمكن استخدام ھذا الجھاز في تحليل العينة‪ .‬وفي الجھاز الذي‬ ‫يستخدم الليزر ‪ ،ICP-OES‬يستخدم ليزر ‪ Nd:YAG‬لتبخير أو‬ ‫انتزاع أو قطع ‪ ablate‬جسيمات دقيقة من سطح العينة‪ .‬وبعد ذلك‬ ‫تمرر الجسيمات المنتزعة في شعلة البالزما لتتحول إلى الحالة‬ ‫المثارة ثم تبعث ضوء‪ .‬يمكن تحليله للتعرف على طبيعة ھذه‬ ‫الجسيمات العناصر المكونة لھا‪.‬‬ ‫‪Laser-induced‬‬ ‫الطيف المستحث بواسطة الليزر‬ ‫‪ (LIBS) breakdown spectroscopy‬ھو تقنية تشبه‬ ‫‪ ،LA-ICP-OES‬إال انه في ھذه التقنية يستخدم الليزر النتزاع‬ ‫الجسيمات من المادة وأيضا للحصول على البالزما‪ .‬وسوف نقوم‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(34‬‬

‫بشرح ھذه التقنية بمزيد من التفصيل ألنھا أصبحت األھم واألكثر‬ ‫انتشاراً‪.‬‬ ‫تقنية التحليل الطيفي المستحث بواسطة الليزر‬ ‫التحليل الطيفي المستحث بواسطة الليزر أو ما سوف نطلق عليه‬ ‫‪ LIBS‬يعتبر تقنية متقدمة ومھمة‪ .‬حيث بھا يمكن تحليل المواد‬ ‫الصلبة والسائلة والغازية والحصول على نتائج بسرعة كبيرة‪،‬‬ ‫بدون أن تسبب أي ضرر يذكر للعينة‪ .‬ليس ھذا فحسب‪ ،‬بل إنھا‬ ‫ممكن ان تعمل على مسافة اكبر نسبيا من التقنيات األخرى التي‬ ‫تتطلب إحضار العينة إلى المختبر لتحليلھا‪ .‬فعلى سبيل المثال‬ ‫يمكن استخدام ‪ LIBS‬للكشف على األسطح الملوثة باإلشعاع‬ ‫النووي‪ .‬حيث يمكن تثبيت جھاز الليزر على بعد أمتار من جدران‬ ‫المفاعل النووي والحصول على نتائج مرضية‪ .‬وتسمح ھذه التقنية‬ ‫العمل خلف جدار واقي من اإلشعاع باالعتماد على المرايا‬ ‫والعدسات لتوجيه شعاع الليزر للمنطقة المراد فحصھا‪.‬‬

‫تجھيزات الليزر المستخدم في مطياف‬ ‫اآلن سوف نقوم بشرح فكرة عمل تقنية ‪ LIBS‬حيث تتكون من‬ ‫أربعة أجزاء أساسية وھي على النحو الموضح في الشكل أعاله‬ ‫وسوف نقوم بشرح كل جزء‬ ‫)‪ (1‬الجزء الرئيسي وھو الليزر بالطبع‪ .‬ويستخدم ‪ LIBS‬ليزر‬ ‫‪ Nd:YAG‬الذي طوله الموجي ‪ ،1,064nm‬ولكن تجدر اإلشارة‬ ‫إلى أن أنواع أخرى من الليزر تم استخدامھا أيضا‪ .‬يعمل الليزر‬ ‫بنظام النبضات كل نبضة تصل إلى العينة يكون لھا زمن يتراوح‬ ‫من ‪ 5‬إلى ‪ 20‬نانوثانية‪.‬‬ ‫)‪ (2‬يمر شعاع الليزر عبر عدسة تقوم بتجميع طاقة الليزر على‬ ‫العينة‪ .‬بعض األنظمة تعمل في المختبر مثبتة على بنش خاص‬ ‫يحتوي على العينة داخل مفرغة ھواء‪ .‬ولكن بعض األنظمة‬

‫األخرى تكون محولة ويمكن نقلھا إلى المكان الذي فيه العينة‬ ‫المراد فحصھا‪ .‬وعلى كل األحوال فانه كلما كان تركيز أشعة‬ ‫الليزر اكبر كلما كانت الطاقة الالزمة النتزاع الجسيمات من‬ ‫سطح العينة اقل‪ .‬كل نبضة من نبضات الليزر تحمل طاقة في‬ ‫حدود ‪ 10‬إلى ‪ 100‬ملي جول‪ .‬وھذه الطاقة كافية النتزاع بعض‬ ‫جسيمات المادة‪ .‬وھذه الجسيمات تكون متأنية وتكون ما يعرف‬ ‫باسم سحابة البالزما ‪.plasma plume‬‬ ‫)‪ (3‬تتمدد سحابة البالزما المكونة من الغاز المنأين وخالل فترة‬ ‫زمنية في حدود ميكروثانية تبدأ الذرات في االسترخاء وتنتقل إلى‬ ‫المدارات األرضية مطلقة فوتونات ضوئية تعرف باسم طيف‬ ‫االنبعاث ‪ .spectral emission‬تسقط ھذه الفوتونات الضوئية‬ ‫على عدسات تجمعھا وتركزھا على نظام من األلياف البصرية‬ ‫‪ .fiber optic‬يقوم نظام األلياف البصرية بنقل الضوء إلى‬ ‫المطياف‪.‬‬

‫)‪ (4‬يحتوي المطياف على منشور‪ ،‬يعمل على تشتيت الضوء‬ ‫حسب طوله الموجي وتقوم كاميرا خاصة بتسجيل الطيف لمزيد‬ ‫من الدارسة والتحليل‪ .‬وبدارسة األطوال الموجية للضوء المنبعث‬ ‫ومقدار شدته كما ھو موضح في الشكل أعاله‪ ،‬ويمكن التعرف‬ ‫على العناصر الموجودة في العينة ومقدار تركيزھا‪.‬‬ ‫الحظ إن ھذه التقنية تتميز بالعديد من الخصائص والميزات التي‬ ‫تجعلھا من أفضل تقنيات التحليل الطيفي حيث إن العينة ال يلزم‬ ‫لھا أي تجھيزات مسبقة كما إن التقنية غير مكلفة واستخدامھا‬ ‫سھل ويمكن استخدامھا لتحديد مكونات عناصر أي نوع من‬ ‫العينات‪ ،‬ھذا باإلضافة إلى أن ھذه التقنية ال تحدث أي ضرر على‬ ‫العينة تحت الفحص الن ما ينتزعه الليزر من سطح المادة غير‬ ‫مرئي مما يجعل لھذه التقنية تطبيقات أكثر من كونھا تقنية للتحليل‬ ‫الطيفي كما سوف نرى في الجزء التالي من ھذا المقال‪.‬‬ ‫دراسة حالة‪ :‬باستخدام تحليل الليزر لدراسة الرسومات الفنية‬ ‫لفھم كيف يستخدم تحليل الليزر بطريقة عملية‪ ،‬افترض انه في‬ ‫متحف يمتلك لوحة فنية ثمينة تعود للقرن السابع عشر‪ ،‬وبمرور‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(35‬‬

‫السنين جرت العديد من عمليات الصيانة والترميم على اللوحة‬ ‫مما أضاف طبقة جديدة قد تكون غير مرئية فوق األلوان األصلية‬ ‫التي استخدمھا الفنان‪ .‬باإلضافة إلى ذلك فان التراب والدخان‬ ‫ممكن تكون قد التصقت بسطح اللوحة‪ ،‬مما سببت تعتيم بسيط‬ ‫للوحة جعلت من القطعة الفنية تبدو باھتة بدون رونق أو جاذبية‪.‬‬ ‫فقررت إدارة المتحف أن تقوم بتحليل ھذه اللوحة لفھم ماذا حدث‬ ‫لھا عبر السنوات الماضية وما ھي المواد التي ترسبت فوق‬ ‫اللوحة‪.‬‬

‫تؤخذ اللوحة األصلية لجھاز الطيف المستحث بواسطة الليزر‬ ‫وتمسح كل سنتمتر فيھا ليتم تحليله‪ .‬وبقيام الليزر بانتزاع طبقات‬ ‫رقيقة من سطح اللوحة وبدارسة الطيف المنبعث من البالزما‬ ‫المتكونة نتيجة لالنتزاع يمكن تحديد بدقة نوع الجزئيات الموجودة‬ ‫على اللوحة والتي يجب التخلص منھا‪ .‬على سبيل المثال‪ ،‬عندما‬ ‫نحلل مساحة من اللوحة ذات لون ابيض‪ ،‬فإننا نعرف نوع‬ ‫األصباغ المختلفة المستخدمة فيھا‪ .‬فمثال اذا احتوت ھذه األصباغ‬ ‫على عنصر الرصاص وأخرى احتوت على عنصر التتانيوم‪ .‬فان‬ ‫التتانيوم لم يكون متوفر في األسواق حتى العام ‪ 1920‬فنستطيع‬ ‫ان نعرف ان التتانيوم جاء نتيجة عمليات الترميم التي قام بھا فنيو‬ ‫المتحف أوقات سابقة‪ .‬وليس ھذا فحسب حيث يستطيع المختص‬ ‫ان يعرف أيضا بدقة سمك كل طبقة والطبقة التي تليھا من خالل‬ ‫دراسة طيف االنبعاث وتحليله فاذا تغير الطيف يعرف انه انتقل‬ ‫لطبقة جديدة‪.‬‬ ‫في الواقع بدأ استخدام تقنية الطيف المستحث بواسطة الليزر‬ ‫‪ LIBS‬على مساحات صغيرة من لوحات فنية ولكن في القريب‬ ‫العاجل سوف يصبح استخدام ھذه التقنية وسيلة معتمدة لتحليل‬ ‫اللوحات الفنية واستعادتھا إلى أصلھا‪ .‬وذلك من خالل إزالة‬ ‫الطبقات الغير مرغوب فيھا طبقة طبقة حتى الوصول إلى الطبقة‬ ‫األصلية للوحة الفنية‪.‬‬

‫ان استخدام أي نوع من المواد الكيميائية كمنظفات إلزالة الطبقات‬ ‫التي ترسبت على اللوحة قد يصيب اللوحة بضرر بالغ حتى لو‬ ‫كان استخدام ھذه المنظفات يتم بعناية فائقة فانه ال يمكن ال احد ان‬ ‫يعرف اذا كانت عملية التنظيف ھذه لن تؤثر على األلوان‬ ‫األصلية للوحة‪ .‬ولكن باستخدام تقنية الطيف المستحث بواسطة‬ ‫الليزر ‪ laser-induced breakdown spectroscopy‬يمكن‬ ‫ان تتم عملية التنظيف بدون ان تمس األلوان األصلية للوحة‪ .‬كيف‬ ‫يمكن ذلك؟‬

‫أطباء األسنان بدءوا باستخدام تقنية ‪ LIBS‬لتحديد العمق الذي‬ ‫يجب ان يصلوا له في تجويف السن‪ .‬كما ان مختبرات ضبط‬ ‫الجودة يعتمدوا على ھذه التقنية في تحديد مقدار العناصر المضافة‬ ‫إلى األلومنيوم المستخدم في البناء للتأكد من ان النسبة المطلوبة‬ ‫ھي التي تم إضافتھا للخليط‪ .‬كما ان علماء اآلثار والطب الشرعي‬ ‫يستخدموا ھذه التقنية في عمليات التحليل للحصول على معلومات‬ ‫دقيقة‪.‬‬ ‫وبالرغم من ان عمر الليزر لم يتعدى الخمسون عاما إال انه اثبت‬ ‫أداة قوية وفعالة تساعد في اإلجابة على الكثير من األسئلة وتحل‬ ‫الكثير من المشاكل المعقدة‪.‬‬

‫وفي النھاية أتمنى أن أكون قدمت شرحا مبسطا لتقنيات التحليل الطيفي المستحث بواسطة الليزر كأحد التطبيقات المھمة لليزر‪.‬‬ ‫ولمزيد من المعلومات يرجى زيارة ھذه الروابط على االنترنت‪.‬‬ ‫‪http://www.files.chem.vt.edu/chem-ed/courses/spec/index.html‬‬

‫‪‬‬

‫‪http://www.laseranalysis.com/‬‬

‫‪‬‬

‫‪http://en.wikipedia.org/wiki/Ion_mobility_spectrometry‬‬

‫‪‬‬

‫‪Avantes Solutions in Spectroscopy‬‬

‫‪‬‬

‫‪http://www.laserfocusworld.com/articles/article_display.html?id=185735‬‬

‫‪‬‬

‫‪http://www.arl.army.mil/www/default.cfm?Action=247&Page=247‬‬

‫‪‬‬

‫‪http://en.wikipedia.org/wiki/Laser_induced_breakdown_spectroscopy‬‬

‫‪‬‬

‫‪http://www.andor.com/learn/applications/?docID=65‬‬

‫‪‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(36‬‬

‫المغناطيسية الجيولوجية تثبت أن إشراق الشمس من المغرب حقيقة علمية مؤكدة‬ ‫الدكتور محمد أحمد آلجاللي‬ ‫قسم الفيزياء ‪-‬كلية العلوم ‪-‬جامعة الطائف‬ ‫لو كان ھناك قانونا دوليا عادال يحكم بين البشر في منح جوائز نوبل في االكتشافات العلمية لكانت ھذه الجوائز كلھا من حق ذلك الرجل‬ ‫العظيم‪ ،‬الرسول الكريم محمد بن عبد ﷲ صلى ﷲ عليه وسلم‪ ،‬وبلغة عصره ومن واقع العالمات الكبرى ليوم القيامة التي اوحاھا له ﷲ‬ ‫سبحانه وتعالى‪ ،‬قال أن الشمس ستشرق من المغرب والعلم اليوم يكتشف ويؤكد ذلك من خالل الحقائق التالية كمقدمة للحقيقة األخيرة‬ ‫موضوع العنوان‪.‬‬ ‫)‪ (1‬على المستوى الذري المسالة غاية في البساطة‪ ،‬فان إلكترون‬ ‫الذرة له لف ذاتي )الجسم يدور حول نفسه المغزل( )‪ ( spin‬ومن‬ ‫المعلوم أن اللف الذاتي لإللكترون يعاني من انقال ب توجھه عند‬ ‫ظروف معينة لن ندخل في تفاصليھا ليكون الموضوع أكثر‬ ‫عمومية‪ ،‬وعند ھذا االنقالب في التوجه فإن لفه الذاتي سيصبح في‬ ‫االتجاه المعاكس‪ ،‬ولو كنا على جملة المحاور اإلحداثية المتحركة‬ ‫مع اإللكترون فان الشرق سيصبح غربا بالنسبة لنا‪ ،‬وينتھي األمر‬ ‫ھنا أي تغيير اتجاه الدوران لألجسام المادية متأصل في الذرة‬ ‫أوال‪ ،‬ھل الكواكب والنجوم تعاني من ھذا االنقالب في التوجه؟‬ ‫)‪ (2‬لتفسير ظاھرة تغيير اتجاه الدوران لألجسام المادية الكبيرة ال‬ ‫نستطيع أن نطبق عليھا قوانين ميكانيكا الكم‪ ،‬ولكن من المؤكد أننا‬ ‫نعرف بعض المعلومات عن المجموعة الشمسية خصوصا‬ ‫والمجرة عموما‪ ،‬أن كل كوكب في المجموعة الشمسية يعاني من‬ ‫دورتين دورة حول الشمس تسمى الدورة المدارية ودورة حول‬ ‫نفسه تسمى الدورة الذاتية‪ ،‬وكوكبنا األرضي يخضع لھذه‬ ‫الشروط‪ .‬ويھمنا ھنا الدورة الذاتية لألرض حيث أن محور‬ ‫األرض يميل عن مستوي دوران األرض حول الشمس بزاوية‬ ‫ميل الشكل )‪ (1‬و )‪ ،(2‬ھذه الزاوية تتناقص بمعدل دقيقة كل مائة‬ ‫عام حسب قياسات االتحاد الفلكي الدولي‪ ،‬أي أن توجه محور‬ ‫األرض ليس ثابت‪ ،‬ھل ھو باتجاه انقالب محور األرض؟‬

‫الشكل )‪ :(2‬يبين الزاوية بين محور دوران األرض والخط‬ ‫العمودي على مستوي الدوران حول الشمس‬ ‫)‪ (3‬الحقيقة الثالثة نظرية توسع الكون )وﷲ سبحانه وتعالى أبلغ‬ ‫الرسول صلى ﷲ عليه وسلم ھذه النظرية الضخمة بكلمتين )وإنا‬ ‫لموسعون في القرآن الكريم( ما يھمنا من ھذه النظرية ھو تأكيد‬ ‫الفقرة السابقة حيث أنه عندما تبتعد األجسام عن بعضھا البعض‬ ‫فان التأثير التجاذبي سوف يضعف وھذا ما يجعل محاور الدوران‬ ‫تغير في ميلھا وفقا لمتطلبات ھذا التوسع الشكل )‪ (3‬و )‪ (4‬يبين‬ ‫ان نظرية التوسع‪ ،‬فھل سيصل ھذا التوسع إلى درجة انقالب‬ ‫محاور الدوران؟ وماذا سيحصل عندما يطوي ﷲ ھذا الكون‬ ‫كطوي السجل )نظرية تقلص الكون وھذا فرض آخر(؟‬

‫الشكل)‪ :(1‬دوران األرض حول محورھا‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫الشكل )‪ :(3‬توسع الكون وفق فرضية الرغيف‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(37‬‬

‫الشكل )‪ :(7‬ترنح األرض ‪Processional movement.‬‬

‫الشكل )‪ :(4‬توسع الكون وفق فرضية االنفجار الكبير‬ ‫‪ .4‬ھناك دورة أخرى لألرض تسمى الدورة الترنحية وھذه تجعل‬ ‫من انقالب محور األرض سھال انظر الشكلين )‪ (5‬و )‪ (6‬لعملية‬ ‫الترنح على جھاز الجيروسكوب الشكلين )‪ (6‬و )‪ (7‬لترنح‬ ‫األرض واإلشكال )‪ ،8‬و‪ ،9‬و‪ (10‬أشكال أخرى للترنح وأثره‬ ‫على الفصول األربعة‪.‬‬

‫الشكل )‪ :(8‬ترنح األرض مع الحركات األخرى لألرض‬

‫الشكل)‪ :(5‬ترنح الجيروسكوب ‪Precession of a‬‬ ‫‪gyroscope‬‬

‫الشكل )‪ :(6‬حركة الجيرو سكوب عندما تتحرر محاوره الثالثة‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫الشكل )‪ :(9‬شكل أخر لترنح األرض‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(38‬‬

‫الشكل )‪ :(10‬أثر الترنح على الفصول األربعة ‪Effects of‬‬ ‫‪axial precession on the seasons‬‬ ‫)‪ (5‬نأتي اآلن إلى المسلمة األخيرة )وقبل الغوص بھا فإننا نعتبر‬ ‫األرض مغناطيسا ضخما ذو قطبين شمالي وجنوبي الشكل )‪(10‬‬ ‫المغناطيسية الجيولوجية وھي فرع خاص من فروع الجيولوجيا‬ ‫يھتم بالصخور الرسوبية المغناطيسية‪،‬وبما أن تلك الصخور تعتبر‬ ‫مغانط دائمة فأثناء ترسبھا عبر العصور الجيولوجية المختلفة‬ ‫فإنھا تأخذ توجه األرض المغناطيسي لحظة ترسبھا ثم تثبت في‬ ‫ذلك االتجاه‪ ،‬وتعتبر ھذه الصخور كذاكرات تحمل توجه األرض‬ ‫المغناطيس في الزمن التي ترسبت به أوال‪ ،‬وثانيا تعطينا فكرة‬ ‫عن الموقع الجغرافي لتلك الصخور‪.‬‬ ‫إن السجل المغناطيسي للعصور الجيولوجية يشكل قاعدة بيانات‬ ‫غاية في األھمية لنظرية انجرار القارات ) ‪theory of drift‬‬ ‫‪ (continents‬حيث تتشكل سنويا طبقات رسوبية في قيعان‬ ‫البحار والبحيرات واألنھار تحوي في طياتھا الصخور‬ ‫المغناطيسية والتي تعتبر سجال ھاما يحتفظ بمعلوماته ماليين‬ ‫السنين )بالمقارنة مع أشرطة الكاسيت والفيديو واألقراص المرنة‬ ‫والصلبة الصناعية( ويستطيع ھذا السجل أن يخبرنا على أي‬ ‫مكان من سطح األرض حصل ذلك الترسب وفي أي وقت‪،‬‬ ‫باإلضافة للصخور الرسوبية فان الحمم البركانية المتدفقة من‬ ‫باطن األرض إلى سطحھا تحوي من بين المقذوفات أكاسيد الحديد‬ ‫المغناطيسية والتي تعتبر سجال آخر لتوجھات المجال المغناطيسي‬ ‫األرضي أثناء حصول البركان‪.‬‬

‫الشكل )‪ :(11‬األرض كمغناطيس ‪The Earth's magnetic‬‬ ‫‪field, which approximates a dipole‬‬ ‫وقد تبين نتيجة للدراسات أن التوجه المغناطيسي األرضي الحالي‬ ‫يختلف عن التوجه المغناطيسي للصخور المغناطيسية المدفونة‬ ‫في الطبقات الرسوبية من طبقة جيولوجية إلى أخرى بزاوية‬ ‫معينة‪ ،‬وبالتالي إعطاء معلومات مثيرة للجدل وھي أن اتجاه‬ ‫المجال المغناطيسي لألرض يميل إلى أن يصبح في المستقبل‬ ‫بزاوية ميل تسمح له أن يكون في االتجاه المعاكس أي االنقالب‬ ‫في االتجاه وبالتالي يصبح الشمال جنوب والجنوب شمال‬ ‫والشرق غربا والغرب شرقا وتشرق الشمس من الغرب ويشير‬ ‫)‪ (Brunhes,1906‬أن ھذا االنعكاس يحصل مرة واحدة كل فترة‬ ‫زمنية تتراوح ما بين ‪ 40‬ألف سنة إلى ‪ 25‬مليون سنة وحسب‬ ‫ظروف كل كوكب‪.‬‬ ‫متى سيحصل ھذا االنعكاس؟ ھذا كالساعة علمھا عند ﷲ وصدق‬ ‫رسول ﷲ صلى ﷲ عليه وسلم‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫مراجع بسيطة يمكن الرجوع إليھا‬ ‫‪http://en.wikipedia.org/wiki/Tectonic_plate‬‬ ‫‪http://en.wikipedia.org/wiki/Rotation‬‬ ‫‪http://en.wikipedia.org/wiki/Earth‬‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(39‬‬

‫الكسوف الكلي للشمس‬ ‫وإمكانية تصحيح الحسابات لتحديد بداية الشھر العربي‬ ‫أ‪ .‬حسن جابر محمد مشرف منتدى الحلقة العلمية‬ ‫بسم ﷲ الرحمن الرحيم‬ ‫الشمس ضيا ًء والقم َر نوراً وقدرهُ مناز َل لتعل ُموا عد َد السنين والحساب‬ ‫ھو الذي َج َع َل‬ ‫َ‬ ‫صدق ﷲ العظيم‬

‫سورة يونس ‪ /‬اآلية ‪5‬‬ ‫تأرجح محور دوران األرض‬

‫ھكذا يبدوا الكسوف الكلي للشمس‬

‫باإلضافة لدوران األرض حول نفسھا وحول الشمس‪ ،‬فإن محور‬ ‫دوران األرض يتأرجح حول نقطة ثابتة على المحور )مثل‬ ‫التي يصنعھا محور الدوران‬ ‫دوران المغزل(‪ .‬وإن الزاوية‬ ‫مع خط االستواء تبقى ثابتة وقدرھا ‪ 23.5‬درجة‪ ،‬ولكن اتجاه‬ ‫الزاوية يتغير ويكمل دورته بعد ‪ 26000‬سنة‪ ،‬ويسبب ذلك تغير‬ ‫فترات االعتدال بين ساعات الليل والنھار‪.‬‬ ‫وينتج عن حركة محور دوران األرض ما يلي‪:‬‬ ‫‪ -1‬النجم القطبي لن يكون دائما باتجاه الشمال تماماً‬ ‫‪ -2‬السنة الفلكية ال تساوي السنة الشمسية‬ ‫‪ -3‬مجموعة كويكبات الجوزاء ال ترى في الشتاء‪.‬‬ ‫‪ -4‬قراءة األبراج ستكون خاطئة‪.‬‬

‫وللحديث عن كسوف الشمس البد من تبيان حركات األرض‬ ‫الحركة اليومية لألرض‬ ‫‪ -1‬عند الحديث عن األرض كمركز للقبة السماوية فان‬ ‫النجوم سوف تقع على سطح القبة كما ھو موضح في‬ ‫الشكل المجاور‪.‬‬ ‫‪ -2‬علما بان األرض تدور من الغرب إلى الشرق )عكس‬ ‫اتجاه عقرب الساعة( مرة واحدة في اليوم حول محورھا أي‬ ‫حول نفسھا‪ ،‬وذلك يؤدي إلى تعاقب الليل والنھار لذلك فإننا‬ ‫سوف نرى اتجاھات مختلفة للنجوم في أوقات مختلفة‪.‬‬

‫حركة القمر‬ ‫يتحرك القمر مثل الشمس من الغرب إلى الشرق في السماء‪،‬‬ ‫ويستغرق ما يقارب شھرا في دورته حول األرض‪ .‬ويجدر بالذكر‬ ‫أن الدورة الفلكية للقمر بالنسبة للنجوم )دورة كاملة للقمر حول‬ ‫األرض( تستغرق ‪ 27‬يوم و‪ 7‬ساعات و‪ 43‬دقيقة و‪ 3‬ثانية‪ ،‬بينما‬ ‫الشھر القمري نسبة للشمس )من رؤية الھالل إلى رؤية الھالل‬ ‫التالي( يستغرق ‪ 29‬يوما و ‪12‬ساعة و‪ 44‬دقيقة و‪ 3‬ثانية‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(40‬‬

‫كسوف الشمس‬ ‫يحدث كسوف الشمس عندما يقع القمر بين األرض والشمس‬ ‫وعلى خط مستقيم واحد وعندھا فان ظل القمر سوف يقع على‬ ‫مساحة صغيرة من األرض‪ .‬من خالل عين الناظر‪ ،‬عندما يكون‬ ‫حجم القمر الظاھر في السماء مساوي لحجم الشمس وعلى خط‬ ‫مستقيم واحد‪ ،‬يكون ظل القمر تام عندھا يحدث الكسوف الكلي‪.‬‬ ‫المناطق األخرى لظل القمر يكون الظل فيھا جزئيا وتسمى‬ ‫بمنطقة شبه الظل وعندھا يكون الكسوف جزئيا‪.‬‬

‫الكسوف الجزئي‬ ‫إذا كان موقع مراقب الكسوف على حافة مسار ظل القمر على‬ ‫سطح األرض )أو في منطقة شبه الظل( فانه سوف يرى كسوفا‬ ‫جزئيا الن الشمس تكون محجوبة بشكل جزئي‪ .‬ھذا النوع من‬ ‫الكسوف ال يكون ممتعا الن الجزء غير المحجوب من الشمس‬ ‫يكون ساطعا‪.‬‬

‫الكسوف الكلي للشمس‬ ‫في حالة الكسوف الكلي للشمس ّ‬ ‫فإن رأس مخروط الظل للقمر يقع‬ ‫على سطح األرض وبقطر أقل من ‪ 270‬كيلومتر ويتحرك بسرعة‬ ‫تبلغ ‪ 1600‬كيلومتر‪/‬ساعة ويستغرق الكسوف التام مدة زمنية‬ ‫مقدراھا ‪ 7.5‬ثانية كحد أعلى‪.‬‬

‫الكسوف الحلقي‬ ‫بسبب كون مدار القمر حول األرض ليس دائريا تماما لذلك فانه‬ ‫في بعض األحيان ال يحجب الشمس بصورة كاملة حيث يكون‬ ‫حجم القمر بالنسبة للناظر اصغر بقليل من حجم الشمس‪ ،‬حتى لو‬ ‫وقعت الشمس والقمر واألرض على خط مستقيم واحد‪ .‬ھذا النوع‬ ‫من الكسوف يسمى بالكسوف الحلقي بسبب ظھور الشمس بشكل‬ ‫حلقة أثناء الكسوف‪ .‬ال يكون ھذا النوع من الكسوف ممتعا‬ ‫للمشاھدة بسبب سطوع الجزء غير المحجوب من الشمس‪.‬‬

‫عند حدوث الكسوف الكلي للشمس يمكن رؤية الھالة الشمسية‬ ‫بوضوح‬ ‫صور مختلفة للھالة المتكونة في حالة الكسوف الكلي‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(41‬‬

‫يحدث الكسوف الحلقي عندما يكون القمر في نقطة الحضيض‬ ‫في مداره حول األرض‪ ،‬وفي ھذه الحالة ال يصل رأس مخروط‬ ‫الظل إلى سطح األرض لذلك ال يحدث ظالً تاما‪.‬‬

‫مخطط يوضح مسارات الكسوف الكلي للشمس‬ ‫من سنة ‪ 2001‬ولغاية ‪2025‬‬ ‫دورة ساروس‬ ‫يتكرر الكسوف الكلي والكسوف الحلقي باستمرار في دورة‬ ‫تستغرق ‪ 18‬سنة و ‪ 11‬يوم و ‪ 8‬ساعات وتسمى ھذه الدورة‬ ‫بدورة ساروس‪ .‬علما أن الكسوف يتكرر في نفس المنطقة على‬ ‫سطح األرض كل ‪ 54‬سنة‪.‬‬

‫مخطط يوضح مسارات الكسوف الحلقي للشمس من سنة‬ ‫‪2001‬ف ولغاية ‪2025‬ف‬

‫نظارات الكسوف‬ ‫إن مادة المرشح المستخدمة في ھذه النظارات تحجب ‪ % 99.997‬من شدة ضوء الشمس في المجال المرئي وتحجب ‪ % 99.5‬من شدة‬ ‫ضوء الشمس في المجال غير المرئي‪ ،‬لذلك فھي آمنة تماما ً لرؤية الكسوف كما إنھا توفر مرور الجزء الكافي من أشعة الشمس لالستمتاع‬ ‫بمنظر الكسوف بأمان‪ ،‬أدناه نماذج مختلفة من النظارات الخاصة بالكسوف‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(42‬‬

‫قمنا من خالل التجربة وباإلمكانيات المتاحة باستخدام عدد من المرشحات والتي نتوقع أنه يمكن من خاللھا النظر للشمس عند الكسوف‬ ‫مثل‪ :‬الزجاج الواقي الذي يستخدم عند اللحام‪ ،‬وكذلك ورقة األشعة التي تستخدم في تشخيص الكسور في العظام )األشعة السينية(‪ ،‬كذلك‬ ‫القرص الممغنط الموجود داخل القرص المرن‪.‬‬ ‫االستنتاجات‬ ‫لكي يحدث الكسوف الكلي البد من أن تتحقق الشروط التالية‪:‬‬ ‫‪ - 1‬أن يكون القمر محاقا أي في آخر ليلة من ليالي الشھر القمري‪.‬‬ ‫‪ -2‬أن يكون القمر قريبا جدا من الخط الواصل بين العقدتين‪.‬‬ ‫‪ -3‬أن تكون الشمس واألرض وبينھا القمر في حالة اقتران أو قريبا من ذلك‪.‬‬ ‫‪ -4‬أن تكون المسافة بين األرض والقمر كافية لبلوغ مخروط ظل القمر على سطح األرض إذ أن عدم انتظام خط سير القمر على مداره‬ ‫حول األرض بسبب جذبھا وجذب الشمس له‪،‬يجعل المسافة بينه وبين األرض تتغير بين شھر وآخر قربا أو بعدا‪.‬‬ ‫دالئل وإشارات في القرآن الكريم‬ ‫س ِس َراجا ً( ) نوح‪(16‬‬ ‫‪ -1‬ذكر ضياء الشمس ونور القمر في القرآن الكريم ) َو َج َع َل ْالقَ َم َر فِي ِھ ﱠن نُوراً َو َج َع َل ال ﱠش ْم َ‬ ‫ْص َرةً لِتَ ْبتَ ُغوا‬ ‫ار ُمب ِ‬ ‫‪ -2‬إشارة إلى ظاھرة الخسوف والكسوف في القرآن الكريم ) َو َج َع ْلنَا اللﱠ ْي َل َوالنﱠھَا َر آيَتَي ِْن فَ َم َحوْ نَا آيَةَ اللﱠي ِْل َو َج َع ْلنَا آيَةَ النﱠھَ ِ‬ ‫صيالً( )اإلسراء ‪( 12‬‬ ‫فضْ الً ِم ْن َربﱢ ُك ْم َولِتَ ْعلَ ُموا َع َد َد ال ﱢسنِينَ َو ْال ِح َس َ‬ ‫اب َو ُك ﱠل َش ْي ٍء فَص ْﱠلنَاهُ تَ ْف ِ‬ ‫ك َك ْيفَ َم ﱠد ال ﱢ‬ ‫ظ ﱠل َولَوْ َشا َء لَ َج َعلَهُ َسا ِكنا ً ثُ ﱠم َج َع ْلنَا‬ ‫‪ -3‬إشارة إلى مد الظل في القرآن الكريم وعالقته بظاھرة كسوف الشمس )أَلَ ْم تَ َرى إِلَى َربﱢ َ‬ ‫س َعلَ ْي ِه َدلِيالً( )الفرقان ‪(45‬‬ ‫ال ﱠش ْم َ‬ ‫اب ‪( ...‬‬ ‫‪ -4‬تصحيح الحسابات وتحديد بداية ونھاية الشھر العربي من خالل المراحل التي يمر بھا القمر ) َولِتَ ْعلَ ُموا َع َد َد ال ﱢسنِينَ َو ْال ِح َس َ‬ ‫َاز َل لِتَ ْعلَ ُموا َع َد َد ال ﱢسنِينَ‬ ‫ُون ْالقَ ِد ِيم )‪) (39‬ھُ َو الﱠ ِذي َج َع َل ال ﱠش ْم َ‬ ‫س ِ‬ ‫َاز َل َحتﱠى عَا َد َك ْالعُرْ ج ِ‬ ‫ضيَا ًء َو ْالقَ َم َر نُوراً َوقَ ﱠد َرهُ َمن ِ‬ ‫‪َ -5‬و ْالقَ َم َر قَدﱠرْ نَاهُ َمن ِ‬ ‫ق ﱠ‬ ‫ق ﱠ‬ ‫ت لِقَوْ ٍم يَ ْعلَ ُمونَ * إِ ﱠن فِي ْ‬ ‫ك إِالﱠ بِ ْال َح ﱢ‬ ‫ت‬ ‫ق يُفَ ﱢ‬ ‫ﷲُ َذلِ َ‬ ‫اب َما َخلَ َ‬ ‫ار َو َما َخلَ َ‬ ‫ض آليَا ٍ‬ ‫َو ْال ِح َس َ‬ ‫ﷲُ فِي ال ﱠس َم َوا ِ‬ ‫ص ُل اآليَا ِ‬ ‫اختِ ِ‬ ‫الف اللﱠي ِْل َوالنﱠھَ ِ‬ ‫ت َواألَرْ ِ‬ ‫لِقَوْ ٍم يَتﱠقُونَ ()يونس‪(6‬‬ ‫‪ -6‬تصحيح الحسابات وتحديد بداية الشھر العربي من خالل ظاھرة الخسوف والكسوف ألن خسوف القمر ال يحدث إال في منتصف الشھر‬ ‫ْص َرةً‬ ‫ار ُمب ِ‬ ‫العربي وألن كسوف الشمس ال يحدث إال في نھاية الشھر العربي ) َو َج َع ْلنَا اللﱠ ْي َل َوالنﱠھَا َر آيَتَي ِْن فَ َم َحوْ نَا آيَةَ اللﱠي ِْل َو َج َع ْلنَا آيَةَ النﱠھَ ِ‬ ‫صيالً( )اإلسراء ‪( 12‬‬ ‫لِتَ ْبتَ ُغوا فَضْ الً ِم ْن َربﱢ ُك ْم َولِتَ ْعلَ ُموا َع َد َد ال ﱢسنِينَ َو ْال ِح َس َ‬ ‫اب َو ُك ﱠل َش ْي ٍء فَص ْﱠلنَاهُ تَ ْف ِ‬

‫التوصـيات‬ ‫يحذر العلماء من النظر إلى الشمس مباشرةَ أثناء المراحل التي يمر بھا الكسوف الشمس إذ أن نور الشمس قادر على إلحاق األذى‬ ‫بالعين وقد يسبب لھا العمى المؤقت أحيانا أو العمى الدائم في أحيانا أخرى باستثناء لحظة الكسوف الكلي والتي تستغرق دقيقة‬ ‫تقريبا حيث يمكن مشاھدته بأمان بالعين المجردة ‪.‬‬ ‫لذلك أوصينا جميع المشرفين والعاملين في المؤسسات الحكومية والمؤسسات التعليمية بمنع الطلبة أو غيرھم من النظر مباشرة إلى‬ ‫الشمس لمنع حدوث أي إصابة وقد حدث الكسوف الكلي يوم األربعاء الذي وافق ‪ 2006/3/ 29‬ف عند تمام الساعة الثانية عشر‬ ‫ظھرا‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(43‬‬

‫لقاء مع المشرف االستاذ عزام أبو صبحة‬ ‫أجرى الحوار واعده االستاذ نواف الزويمل‬ ‫بدايتا ً أحييك أستاذ عزام ابوصبحة مشرف منتدى كيف تعمل األشياء ومنتدى‬ ‫الثانوية العامة في منتدى الفيزياء التعليمي على قبولك الدعوة لھذا اللقاء‬ ‫المفيدة ‪-‬بأذن ﷲ تعالى‪.-‬‬ ‫أوالً عرفنا عن الھوية الشخصية لك‪:‬‬ ‫عزام حماد عبدﷲ ابوصبحة‪.‬‬ ‫االسم‪:‬‬ ‫يطا جنوب فلسطين‪.‬‬ ‫مكان السكن‪:‬‬ ‫الحالة االجتماعية‪ :‬متزوج ولي ‪ 5‬ابناء )‪ 4‬بنات وولد(‬ ‫بكالوريوس فيزياء سنة ‪ - 1992‬ماجستير فيزياء )المغناطيسية(‬ ‫التخصص‪:‬‬ ‫سنة ‪ 2004‬جامعة ابوديس فلسطين‪.‬‬

‫س‪ /‬ھل نشأتك وتعليمك العام في مكان أقامتك اآلن؟‬

‫س‪ /‬اعلم بأنك قمت بعمل عدة أجھزة ھال ذكرت لنا شيئا منھا؟‬

‫نعم تعليمي المدرسي كان في مدينة يطا أما الجامعي كان في‬ ‫ابوديس القدس‪.‬‬

‫بالنسبة لألجھزة فھي كثيرة ومعظمھا مدرج في منتدى كيف تعمل‬ ‫األشياء أذكر منھا جھاز قياس معامل االرتداد‪-‬جھاز قياس سرعة‬ ‫الصوت باستخدام الحاسوب وجھاز تحويل الطاقة الصوتية إلى‬ ‫طاقة كھربائية والمغسلة األوتوماتيكية وغيرھا‪.‬‬

‫س‪ /‬وما ھو تخصص البكالوريوس؟‬ ‫أما بخصوص تخصص البكالوريوس فكان في تخصص الفيزياء‪.‬‬ ‫س‪ /‬ھل اخترت ودرست الفيزياء عن رغبة أم أن الظروف ھي‬ ‫التي اختارت ؟‬ ‫بالنسبة لدراستي فقد كانت رغبة مني وذلك لفھمھا أكثر‪.‬‬ ‫س‪ /‬ما ھو مجال عملك اآلن؟‬ ‫اعمل اآلن في مجال التدريس في المدرسة ادرس مادة الفيزياء‬ ‫وأيضا في الجامعة بعد انتھاء الدوام المدرسي وكما امتلك محل‬ ‫لصيانة األجھزة االلكترونية‪.‬‬ ‫س‪ /‬وما عالقة صيانة األجھزة االلكترونية بالفيزياء؟‬ ‫صيانة األجھزة االلكترونية كانت عن طريق الخبرة وأيضا ھناك‬ ‫عالقة بينھا وبين الفيزياء خاصة في المقاومات والجھد والتيار‬ ‫والترانزيستور والدوائر الكھربية مما ساعدني في إتقانھا‪.‬‬ ‫س‪ /‬لو قدر لك بإذن ﷲ وأكملت الدكتوراه بأي مجال ستكون؟‬ ‫لو أكملت الدكتورة سوف تكون إن شاء ﷲ في المجال‬ ‫المغناطيسي وتطبيقاته‪ ،‬وھي نفس المجال الذي درسته في‬ ‫الماجستير‪.‬‬

‫س‪ /‬حدثنا قليالً عن ھذه األجھزة؟‬ ‫ھذه األجھزة عملتھا خالل المعارض العلمية التي كانت في نھاية‬ ‫الفصل الثاني من كل عام للمدارس‪.‬‬ ‫وكنت في وقتھا ابحث عن أشياء يكون لھا تأثير ايجابي في‬ ‫العملية التعليمية فعملت العديد من الوسائل التعليمية ووضعت‬ ‫أفكار ألجھزة أخرى منھا ما ھو قيد التنفيذ ومنھا من ينتظر دوره‬ ‫وقد ساعدني في ذلك خبرتي في األجھزة االلكترونية بالطبع‪.‬‬ ‫س‪ /‬بماذا تفيد ھذه األجھزة؟‬ ‫فھي إما كوسائل تعليمية مثل جھاز قياس معامل االرتداد أو حسب‬ ‫نوعھا وذالك بعد أن تقوم بتطويرھا إحدى الشركات مثل جھاز‬ ‫قياس الجھد للكھرباء عن بعد‪.‬‬ ‫لننتقل بالحديث عن مرحلة الماجستير‬ ‫كما ذكرت أنھا كانت ماجستير فيزياء )المغناطيسية( سنة ‪2004‬‬ ‫جامعة ابوديس فلسطين‪ ،‬ھال حدثتنا قليالً عن رسالتك‪.‬‬ ‫رسالتي كانت عن التيار الحثي المتولد في حلقات من مواد‬ ‫مختلفة وذالك عندما تتعرض لمجال مغناطيسي متردد‪ .‬حيث‬ ‫كانت ظاھرة غريبة وھي قفز حلقات االلومنيوم والنحاس لألعلى‬ ‫دون غيرھا من المواد وكان يزداد ارتفاع القفز لألعلى كلما‬ ‫زادت الكتلة للحلقة‪ ،‬فكانت دراستي لرسالة الماجستير عملي‬ ‫وليس نظري‪ ،‬وكان فحواھا دراسة وتعليل ھذه الظواھر بقوانين‬ ‫وأرقام استغرقت مني الكثير من الوقت والجھد‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(45‬‬

‫س‪ /‬وبماذا عللت ھذه الظاھرة؟‬ ‫التعليل كان حسب قاعدة لنز فانه يتولد في الحلقة قوة تعاكس القوة‬ ‫المغناطيسية الموجودة في الملف الحلزوني وبالتالي يحصل‬ ‫التنافر‪ ،‬أما عن عدم ارتفاع حلقات باقي المواد فبحثت كثيراً‬ ‫وعلى ما اعتقد حتى اآلن لم يعرف السبب‪.‬‬ ‫س‪ /‬سمعنا عن تطويرك لسيارة تعمل على الرموت كنترول‬ ‫حدثنا عن الفكرة وطريقة العمل؟‬ ‫ھذه سيارة صغيرة كانت موجودة عندي قبل ‪ 10‬سنين فعملت لھا‬ ‫ريموت كنترول يعمل على أمواج الـ )‪ (FM‬واستطعت تشغيلھا‬ ‫وإطفائھا‪.‬‬ ‫س‪ /‬ھل تحس انك طوال الوقت مضغوط من خالل عملك في‬ ‫التدريس ومحل صيانة األجھزة أم كيف تنظم وقتك ؟؟‬ ‫بالنسبة للوقت فانا مضغوط دائما ً من المدرسة للمحل أو للجامعة‬ ‫أو للدورات أو للدروس الخاصة وعادةً انظم وقتي يوميا ً حسب‬ ‫ضغط الشغل في ذالك اليوم‪.‬‬ ‫س‪ /‬ھل مر عليك أن طالبا استفزك فعاقبته فندمت على ذلك؟‬ ‫ال لم اذكر إنني ندمت على عقاب أي طالب ألنني لم أعاقب أحد‬ ‫ولكن قد أعاقب نفسي واخرج من الحصة أحيانا‪.‬‬ ‫س‪ /‬ما ھي المادة الفيزيائية المفضلة لديك؟‬ ‫المادة المفضلة ھي الميكانيكا والمغناطيسية بنفس الدرجة تقريبا‪.‬‬ ‫س‪ /‬ما ھي المادة الفيزيائية التي )ال تحبھا(؟‬ ‫تقريبا ال يوجد بل أحب كل المواد ألنھا تكمل بعضھا البعض‬ ‫ولكن بدرجات متفاوتة‪.‬‬ ‫س‪ /‬ھل حقق األستاذ عزام الطموحات التي كان يصبو إليھا‬ ‫بدراسته للفيزياء؟‬ ‫ال اعتقد الن طموحاتي أن اعمل شيء مميز‬ ‫س‪ /‬ماذا يعني لك منتدى الفيزياء التعليمي؟‬ ‫منتدى الفيزياء التعليمي ھو ربع وقتي أي شريك حياتي‪.‬‬

‫س‪ /‬ھل يوجد تخصص غير الفيزياء يشدك ولو قدر لك لدرسته‬ ‫بجانب الفيزياء؟‬ ‫نعم تخصص االلكترونيات‪.‬‬ ‫س‪ /‬قانون "حفظ الطاقة" ما تعريفه من وجھة نظرك؟‬ ‫نعم أنا من الذين يرون أن قانون حفظ الطاقة ھو قانون حفظ‬ ‫شامل فال يوجد أي تصرف سواء من الظواھر الطبيعية أو‬ ‫الشخصية أو الدينية ال ينطبق عليھا ھذا القانون ولكن أحيانا يكون‬ ‫فھمھا صعب‪.‬‬ ‫س‪ /‬طبعا براعتك بالفيزياء وصنع بعض األجھزة ال جدال فيھا‬ ‫لكن ھل من مؤسسات قدمت لك عروضا إما لتبني موھبتك أو‬ ‫تطويرھا ؟؟‬ ‫ال لم يحصل أني تلقيت أي دعم‪.‬‬ ‫س‪ /‬كيف تنظر إلى واقع الفيزياء في الوطن العربي بشكل عام‪،‬‬ ‫وھل ترى من أمل في التقدم؟‬ ‫األمل دائما ً موجود ولكن التقدم العلمي ما زال بحاجة إلى حماية‬ ‫دولية لتوفير المناخ الالزم لعمل التجارب وان شاء ﷲ تتوفر ھذه‬ ‫الحماية‪.‬‬ ‫س‪ /‬كيف يمكنك تغيير واقع تدريس الفيزياء لألفضل؟ ھل‬ ‫المناھج لھا دور؟ أم المدرس؟ أم ماذا؟‬ ‫طبعا ً حتى يكون التدريس متكامل يجب أن نھتم بجميع ھذه األمور‬ ‫ويكون تركيزنا األساسي على الصفوف األساسية أي من األول‬ ‫إلى العاشر اقتراحاتي ھي‪:‬‬ ‫‪ -1‬أن تكون المواد التي تدرس للصفوف الثالثة األولى ھي اللغة‬ ‫العربية والتربية اإلسالمية والرياضيات فقط‬ ‫‪ -2‬بعدھا ندخل مادة العلوم في الرابع والخامس‬ ‫‪ -3‬أما السادس والسابع فندخل التاريخ والجغرافيا وباقي المواد‬ ‫ونستثني مواد الصحة والتقنية بالكامل ونبقي على الفن والرياضة‬ ‫بعدھا يستطيع الدارس أن يتعمق في المناھج في األول والثاني‬ ‫ثانوي‪.‬‬ ‫بالنسبة للمدرسين الجدد أن يتم أعطائھم دورات تدريبية في‬ ‫المدارس ولمدة ال تقل عن فصل ويكون تركيز الموجھين عليھم‬ ‫بشكل كبير‪ .‬وان شاء ﷲ تكون النتائج ممتازة‪.‬‬

‫وفي نھاية اللقاء نود ان اتقد ملك باسمي واسم إدارة منتدى الفيزياء التعليمي بجزيل الشكر لك على ما تقدمه ألبنائنا‬ ‫الطلبة من وقتك الثمين وعملك الغزير بارك ﷲ فيك وجزاك ﷲ خير‪،،،‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(46‬‬

‫قانون نيوتن الم ّعمم للتجاذب الكوني‬ ‫د‪ /‬أرباب إبراھيم أرباب‬ ‫جامعة الخرطوم –قسم الفيزياء‬ ‫تُحدد قوة التجاذب بين جسمين كتلتھما ‪ m1‬و ‪ m2‬موضوعتان‬ ‫على مسافة ‪ r‬بقانون نيوتن للجذب الكوني والتي تُعطى بالعالقة‬

‫‪Gm1m2‬‬ ‫‪r2‬‬

‫‪F‬‬

‫حيث ‪ G‬ھو ثابت نيوتن الكوني‪ .‬يفسر ھذا القانون كل الظواھر‬ ‫المرتبطة بالقوة الجاذبة الكونية‪ ،‬مثل حركة الكواكب حول الشمس‬ ‫وتحديد خصائصھما المختلفة‪.‬‬ ‫تشبه القوة الجاذبة الكونية القوة الكھربية بين األجسام المشحونة‪،‬‬ ‫حيث لجسمين شحنتيھما ‪ q1‬و ‪ q2‬موضوعتان على مسافة ‪r‬‬ ‫تكون القوة بينھما‬

‫‪k q1q2‬‬ ‫‪r2‬‬

‫‪F‬‬

‫حيث ‪ k‬ھو ثابت كولوم‪.‬‬ ‫تختلف القوة الكھربية عن القوة الجاذبة الكونية في المقدار‬ ‫واالتجاه‪ .‬بينما ال تكون القوة الجاذبة فعّالة في التكوين الذري‬ ‫للمواد‪ ،‬إال أنھا ھي المسئولة عن األنظمة الفلكية )نجوم‪ ،‬كواكب‪،‬‬ ‫مجرات‪ ،‬الكون(‪ ،‬حيث ال توجد قوة كھربية بين ھذه األنظمة ألنھا‬ ‫متعادلة كھربيا ً‪ .‬أما للنواة والتي تتكون من نيوترونات متعادلة‬ ‫وبروتونات موجبة الشحنة ال تكون القوة الكھربية ھي المسئولة‬ ‫عن تماسك النواة‪ .‬وإن كان األمر كذلك لتنافرت البروتونات داخل‬ ‫النواة مما سيؤدي إلى تفككھا‪ .‬يعني ھذا أن القوة الكھربية ليست‬ ‫ھي المسئولة عن القوة النووية‪ .‬فالقوة النووية قوة مستقلة تربط‬ ‫الجسيمات بقوة كبيرة عندما تقترب لمسافات صغيرة جداً‪ ،‬وال‬ ‫تؤثر الشحنة الكھربية على فعالية ھذه القوة إال بقدر ضئيل جداً‪.‬‬ ‫ھناك أيضا القوة الضعيفة المسئولة عن تفكك الجسيمات األولية‪،‬‬ ‫مثل تحلل النيوترون إلى بروتون وإلكترون وجسيم يُعرف‬ ‫بالنيوترينو المضاد‪ .‬وھناك تحلالت لجسيمات أخرى ولكنھا ليست‬ ‫من مكونات النواة‪ .‬تكون ھذه الجسيمات الدقيقة غير مستقرة‪،‬‬ ‫وتتحلل في زمن وجيز إلى جسيمات أكثر استقراراً‪.‬‬ ‫نجد مما سبق عرضه أن لكل عالم قوة تحكمه‪ .‬ولكل من القوى‬ ‫المذكورة أعاله مدى تعمل فيه بفعالية‪ .‬فالقوة التي تمسك الكون كله‬ ‫ھي القوة الجاذبة‪ ،‬والتي تمسك الذرات في المواد ھي القوة‬ ‫الكھربية‪.‬‬ ‫ترتبط مع القوة الكھربية قوة أخرى ھي القوة المغنطيسية‪ .‬تظھر‬ ‫فعالية ھذه القوة عندما تتحرك الشحنات‪ ،‬وبالتالي ترتبط القوة‬ ‫المغنطيسية بالتيارات‪ .‬فعندما تتحرك الشحنات الساكنة ) ‪ ( q‬يتولد‬ ‫التيار والذي يؤدي إلى تكوين مجال مغنطيسي حول ھذه الشحنات‬

‫)التيارات(‪ .‬وتكون القوة الكلية المؤثرة على الجسم المشحون قوة‬ ‫كھرمغنطيسية تُعرف بقوة لورنتز وتُعطى بالعالقة‬ ‫‪‬‬ ‫‪  ‬‬ ‫) ‪Fe  q ( E e  v  Be‬‬ ‫وبالمقارنة مع القوة الجاذبة الكونية ال يتولد مجال مغناطيسي‬ ‫جاذب ينتج من حركة األجسام المتعادلة مثل الكواكب و النجوم و‬ ‫المجرات‪ .‬لھذا السبب أصبحت القوة الجاذبة مختلفة عن القوة‬ ‫الكھرمغنطيسية‪ ،‬حيث ال توجد قوة تشبه قوة لورنتز للمجال‬ ‫الجاذب‪.‬‬ ‫لقد وحّد العالم ماكسويل بين القوة الكھرمغنطيسية والضوء بحيث‬ ‫أن الضوء ما ھو إال مجال كھرومغنطيسي ينتشر في الفضاء‪.‬‬ ‫وأتضح فيما بعد أن ھذه النظرية متفقة مع التجارب المعملية‪،‬‬ ‫وتصلح لألجسام المشحونة التي تتحرك بأي سرعة ولو قاربت‬ ‫سرعة الضوء‪ .‬لألسف ال تملك معادلة نيوتن للتجاذب الكوني ھذه‬ ‫الميزة‪ ،‬وقد اقتصر استخدامھا لألجسام التي تتحرك بسرعة عادية‪.‬‬ ‫لھذا السبب قدم العالم آينشتين نظريته للقوة الجاذبة الكونية معّمما ً‬ ‫بذلك قانون نيوتن للجذب الكوني‪ ،‬وعُرفت نظريته بالنسبية العامة‪.‬‬ ‫نجحت ھذه النظرية في تفسير الظواھر الكونية التي لم ينجح قانون‬ ‫نيوتن الكوني لتفسيرھا‪ .‬وبھذا أصبحت النظرية المعتمدة للجذب‬ ‫الكوني ھي نظرية النسبية العامة‪.‬‬ ‫في دراسة حديثة نشرت بمجلة الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء قدمنا‬ ‫تعديالً جديداً على معادلة نيوتن للجذب الكوني‪ .‬يتمثل ھذا التعديل‬ ‫في حقيقة أن ھناك مجاال مغنطيسيا جاذبا مرتبط مع حركة‬ ‫األجسام المتعادلة‪ .‬يأتي ھذا اإلسھام في إطار توحيد الظواھر‬ ‫الفيزيائية المختلفة بحيث تصاغ كلھا بمعادالت متكافئة‪ .‬وبما أن‬ ‫القوة على الشحنة المتحركة ھي قوة كھرمغنطيسية‪ ،‬فإن القوة‬ ‫المؤثرة على كتلة متحركة تكون قوة "جاذبمغنطيسية"‪ .‬ويكون‬ ‫شكلھا الرياضي مكافئا ً لقانون لورنتز للشحنة الكھربية والذي يأخذ‬ ‫الشكل التالي‬ ‫‪‬‬ ‫‪  ‬‬ ‫) ‪Fg  m ( E g  v  Bg‬‬ ‫والسؤال ھنا كيف نتعرف على المجال المغنطيسي الجاذب‬ ‫)‪ .(gravito-magnetic‬يتم ذلك بمعرفة تأثير المجال المغنطيسي‬ ‫على الشحنة حيث يعمل ھذا المجال على ترنح عزم الشحنة‬ ‫المغنطيسي )‪ .(magnetic moment‬وبالمثل سيعمل المجال‬ ‫المغنطيسي الجاذب على ترنح عزم الكتلة الجاذبمغنطيسي‪ .‬يُعرف‬ ‫ھذا التأثير في النظرية الكالسيكية لحركة الكواكب بترنح مدار‬ ‫الحضيض للكواكب )‪ .(precession of perihelion‬ويظھر‬ ‫ھذا األثر بوضوح لكوكب عطار لقربه الشديد من الشمس‪ .‬ويحدث‬ ‫نفس األثر للنوابض الثنائية )‪ (binary pulsars‬وباكتشافھا كانت‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(47‬‬

‫نظرية آينشتين سباقة للتنبؤ بھذا األثر وحصل مكتشفيھا على‬ ‫جائزة نوبل في الفيزياء عام ‪ 1993‬م‪ .‬تم حساب ھذا األثر بناء‬ ‫على نظرية آينشتين للنسبية العامة وتطابقت النتيجة التجريبية مع‬ ‫الحسابات النظرية باعتبار أن سبب ھذه الظاھرة ھو انحناء‬ ‫الفضاء‪.‬‬

‫ھناك ظاھرة وجود الكتلة المظلمة )نظريا ً( داخل المجرات التي‬ ‫تنبأ الفلكيون بوجودھا كمطلب لقانون نيوتن للجذب الكوني‪ .‬فقد‬ ‫استطعنا بتطبيق قانون نيوتن المع ّمم أن نفّسر سلوك منحنى‬ ‫الدوران الذي أظھرته النتائج التجريبية للنجوم داخل المجرات‬ ‫دون حاجة إلى افتراض وجود كتلة مظلمة‪.‬‬

‫عندما قمنا بحساب ھذا األثر بناء على معادلة نيوتن المع ّممة‬ ‫للجذب الكوني تحصلنا وللدھشة على نفس النتيجة لكل الكواكب‬ ‫وللثنائيات النابضة التي كان يُعتقد أن نظرية النسبية العامة ھي‬ ‫النظرية الوحيدة التي يمكنھا التنبؤ بھذا األثر فقط‪ .‬الفارق بين‬ ‫النظريتين ھو أن آينشتين يفسر ھذه الظواھر بسبب انحناء الفضاء‬ ‫بينما يفسر قانون نيوتن المعمم ھذه الظواھر بسبب وجود المجال‬ ‫المغناطيسي الجاذب الذي يتولد من حركة األجسام أسوة بالمجال‬ ‫المغناطيسي الذي يتولد بسبب حركة الشحنات‪ .‬بھذه الكيفية يكون‬ ‫قانون نيوتن للجذب الكوني مشابھا تماما لقانون لورنتز للقوة‬ ‫الكھرمغنطيسية‪.‬‬

‫يعني ھذا أن قانون نيوتن )المعّدل( ما يزال فعّاالُ في الكشف عن‬ ‫جميع الظواھر الكونية إلى يومنا ھذا بفضل التعديل الذي أضفناه‪.‬‬ ‫ينتظر تطبيق ھذا القانون الجديد الكثير من التطبيقات للكشف عن‬ ‫فعاليته‪ .‬ويمكن إعادة كل الحسابات التي أجريت في السابق‬ ‫لتتضمن تأثير ھذا الحد على النتائج‪.‬‬ ‫*مراجع‪:‬‬ ‫‪Astrophys Space Sci (2010) 325: 37،A.I. Arbab‬‬ ‫‪Astrophys Space Sci (2010) 325: 41،A.I. Arbab‬‬

‫غرائب بعض العلماء‬ ‫بقلم‪ :‬مصطفى ‪ 1‬عضو منتدى الفيزياء التعليمي‬ ‫تولستوي‪ :‬الكاتب القصصي الروسي الذي حاول إصالح المجتمع بالعدل والمحبة‪ ،‬و من أشھر رواياته ان كارنينا والحرب والسالم‪...‬فشل‬ ‫في دراسته وكان في مطلع حياته ينفق أمواله على الترف والبذخ‪ .‬أما في الشطر األخير منھا فكان يرتدي ثياب الفالحين ويصنع أحذيته‬ ‫بيديه ويكنس غرفته بنفسه ويأكل في طبق من الخشب‪.‬‬ ‫الكسندر دوماس‪ :‬الكاتب القصصي صاحب الفرسان الثالثة والكونت دي مونت كريستو‪ .‬كان أكوال وزير نساء فتبرأ منه أبناؤه بعد إن‬ ‫تعددت مغامراته النسائية‪ ،‬حتى و ھو في سن متقدم‪ .‬وعاش أيامه األخيرة في فقر و بؤس حتى اضطر إلى بيع مالبسه و محتويات بيته‬ ‫فولتير‪ :‬الفيلسوف واألديب لم يكن يستطيع الكتابة إال إذا إمامه مجموعة من أقالم الرصاص وبعد أن ينتھي من الكتابة يحطمھا ويلفھا في‬ ‫الورقة التي كتب فيھا ثم يضعھا تحت وسادته وينام‪.‬‬ ‫رينيه ديكارت‪ :‬الفيلسوف والرياضي وصاحب عبارة انأ أفكر إذن فانا موجود وصاحب المؤلفات التي وجدت أثرا بالغا في الفكر‬ ‫األوروبي‪ .‬كان ذا شخصية معقدة للغاية وعرف عنه غرامياته المتعددة بالغانيات وھو الذي كرس حياته لخدمة اإلنسانية‪.‬‬ ‫فرنسيس بيكون‪ :‬السياسي واألديب‪ ،‬اتھم أكثر من مرة بالرشوة‪ ،‬وخان اقرب أصدقائه نظير مبلغ من المال وقدم للمحكمة بتھمة الخيانة‬ ‫العظمى‪ .‬تميزت شخصيته بالتناقض العجيب فبعد أن وضع مؤلفه العظيم )تقدم العلم( رأس غرفة التعذيب الخاصة بالبالط الملكي‪.‬‬ ‫بلزاك‪ :‬الكاتب والقصصي الفرنسي الذي درس أحوال عصره دراسة دقيقة‪ .‬من العادات الغريبة التي عرفت عنه انه كان يسير في احد‬ ‫الشوارع ويسجل أرقام المنازل في ورقة ثم يجمع ھذه األرقام فإذا كان المجموع مضاعفا للرقم ثالثة‪ ،‬شعر بسعادة غامرة ألنه كان يتفاءل‬ ‫بھذا الرقم‪ ،‬أما إذا لم يكن المجموع كذلك فانه يغير اتجاھه إلى شارع آخر‪.‬‬ ‫ألبرت اينشتاين‪ :‬عالم الفيزياء والرياضيات الذي قلب علم الفيزياء رأسا على عقب بنظريته‪ .‬فقد كان يرسب بالرياضيات في الثانوية‬ ‫العامة‪ !!! ،‬ولم يقبل بالجامعة من أول مرة‪.‬‬ ‫اوسكار وايلد‪ :‬الكاتب والشاعر االيرلندي كان غريب األطوار إذ كان يطيل شعره كالنساء ويزين غرفته بالزنابق وريش الطاووس‪ ،‬كما‬ ‫حكم عليه بالسجن أكثر من مرة التھامه في جرائم أخالقية‪.‬‬ ‫شيلي‪ :‬كرس كل حياته للشعر الذي استحوذ على كل تفكيره واھتمامه ‪ ..‬كانت حياته عبارة عن فترات متعاقبة من النوم والقراءة كما عرف‬ ‫عنه عدم اھتمامه بتناول الطعام حتى انه كان ينسى أن يتناول شيئا منه لعدة أيام متوالية‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(48‬‬

‫ظاھرة السراب بين العلم وحقائق الكتاب‬ ‫بقلم‪ :‬حسن يوسف شھاب الدين‬ ‫ش ْيئًا‬ ‫سبُهُ الظﱠ ْمآنُ َماء َحتﱠى إِ َذا َجاءهُ لَ ْم يَ ِج ْدهُ َ‬ ‫ب بِقِي َع ٍة يَ ْح َ‬ ‫قال ﷲ تعالى في القرآن الكريم ‪َ }:‬والﱠ ِذينَ َكفَ ُروا أَ ْع َمالُ ُھ ْم َك َ‬ ‫س َرا ٍ‬ ‫سابَهُ َو ﱠ‬ ‫َو َو َج َد ﱠ‬ ‫ساب{‪] .‬سورة النور‪.[39 :‬‬ ‫س ِري ُع ا ْل ِح َ‬ ‫ﷲُ َ‬ ‫ﷲَ ِعن َدهُ فَ َوفﱠاهُ ِح َ‬ ‫التفسير العلمي لظاھرة السراب‬

‫أنواع السراب‬

‫يعتبر انتشار الضوء على ھيئة خطوط مستقيمة ومتوحدة‬ ‫الخواص إحدى المسلمات األساسية في علم البصريات‪ ،‬حيث‬ ‫ينتشر الضوء بالوسط الشفاف والمتجانس وموحد الخواص على‬ ‫ھيئة خطوط مستقيمة طالما لم يعترضه عائق و يتميز الوسط‬ ‫البصري بوجود معامل يطلق عليه معامل االنكسار الذي يقيس‬ ‫سرعة الضوء بھذا الوسط‪ ،‬فكلما زاد ھذا المعامل كلما كانت‬ ‫سرعة انتشار الضوء بالوسط صغيرة‪ .‬ويتوقف معامل االنكسار‬ ‫للھواء على كثافته وبالتالي على درجة حرارته‪ ،‬فكلما زادت كثافة‬ ‫الھواء كلما انخفض معامل االنكسار ويتكون السراب نتيجة‬ ‫النكسار الضوء في الھواء‪ .‬و ھو يحدث عندما تكون طبقات‬ ‫الھواء القريبة من سطح األرض أقل كثافة من طبقات الھواء‬ ‫األعلى ‪ .‬فعندما تسطع الشمس في أيام الصيف في الصحراء أو‬ ‫على الطرق المرصوفة ترتفع درجة حرارة سطح األرض‬ ‫وبالتالي درجة حرارة طبقة الھواء المالمسة والقريبة من سطح‬ ‫األرض فتتمدد وتقل كثافتھا وكذلك كثافتھا الضوئية ومعامل‬ ‫انكسارھا‪.‬‬

‫)‪ - (1‬السراب السفلي‬ ‫‪ -1‬السراب الصحراوي‪ :‬يحدث ھذا النوع في الصحراء نتيجة‬ ‫الحرارة الشديدة التي تنعكس عن رمالھا مما يجعلھا في حالة‬ ‫توھج شديد ليأخذ شكل سطح مائي أمام عين الناظر )المسافر(‬ ‫فيعكس صوراً عديدة وھمية تمثل انعكاسا للمسافة الممتدة أمامه‪،‬‬ ‫ويفسر ذالك بأن كثافة طبقة الھواء الساخنة القريبة من األرض‬ ‫تكون أقل من الطبقات األعلى منھا مما يجعل الضوء المنعكس‬ ‫عن ھذه المنطقة يصاب بدرجة من التقوس واالنحناء تجعله يرتد‬ ‫عنھا إلى أعلى فيبدو لعين الناظر وكأنه سطح مرآة ينعكس عليه‬ ‫صفحة الماء الھادئ يمتد أمامه إلى ماال نھاية بسبب شدة الحرارة‬ ‫بدليل أنه كلما اقترب منه ابتعد عنه‪.‬‬

‫وبذلك يزداد معامل انكسار الھواء تدريجيا كلما ارتفعنا إلى أعلى‬ ‫حيث يبرد الھواء‪.‬‬ ‫تعريف ظاھرة السراب‬ ‫ھي خدعة بصرية )ضوئية( تحدث نتيجة ظروف البيئة المحيطة‬ ‫من اشتداد درجة الحرارة واألرض المستوية واختالف في معامل‬ ‫االنكسار مما يجعلھا في حالة توھج شديد حيث تبدو كالماء الذي‬ ‫يلتصق باألرض ليعكس صورا وھمية لألجسام وكأنھا منعكسة‬ ‫عن سطح مرآة كبيرة‪،‬وترجع تسمية السراب عند العرب سرب‬ ‫الماء أي جرى وسار‪،‬أما التسمية اإلنكليزية لھذه الظاھرة فتعود‬ ‫إلى كلمة ‪ mirage‬وتعني المرآة باللغة الفرنسية‪.‬‬ ‫السبق العلمي لدراسة ظاھرة السراب‬

‫صورة تظھر السراب الصحراوي يبدوا كأنه أمواج‬ ‫البحر‬ ‫‪ -2‬السراب في المدن‪ :‬يحدث ھذا النوع من السراب في المدن‬ ‫وخاصة على الطرق المبلطة والمعبدة باإلسفلت التي تسخن بشدة‬ ‫تحت تأثير أشعة الشمس وبفضل لونھا األسود فيبدو سطح‬ ‫الطريق من بعيد وكأنه مغطى ببركة من المياه ويعكس األجسام‬ ‫البعيدة وبذالك يدرك الناظر إلى ھذه الظاھرة أنھا خدعة بصرية‬ ‫ألنه كلما اقترب منھا ابتعدت عنه‪ ،‬وتبقى المسافة ثابتة بين البركة‬ ‫الخادعة وعين الناظر‪.‬‬

‫كان السبق في دراسة ھذه الظاھرة إلى علمائنا المسلمين وعلى‬ ‫رأسھم صاحب كتاب المناظر في البصريات الحسن ابن الھيثم‬ ‫البصري الذي كان رائدا في ھذا المجال وكان أول من أعطى‬ ‫تفسيرا لھذه الظاھرة بشكل علمي وفيزيائي‪.‬‬ ‫صور للسراب على الطرق المعبدة باإلسفلت‬ ‫تظھر كبرك من الماء‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(49‬‬

‫)‪ – (2‬السراب الجانبي‪ :‬وھو انعكاس ألحد الجدران العمودية‬ ‫الساخنة بتأثير الشمس‪ ،‬وقد أتى على وصفه أحد المؤلفين‬ ‫الفرنسيين حين الحظ عند اقترابه من سور القلعة أن الجدار‬ ‫المسطح للسور بدأ يلمع فجأة مثل المرآة وقد انعكس فيه المنظر‬ ‫الطبيعي بما فيه األرض والسماء وعند اقترابه عدة خطوات إلى‬ ‫األمام الحظ نفس التغيير قد طرأ على الجدار اآلخر للسور وبدا‬ ‫له وكأن السطح الرمادي غير المنتظم قد تحول إلى سطح ل ّماع‬ ‫وكان يوما ً شديد الحر أدى إلى تسخين الجار بشدة واختلفت‬ ‫الكثافة بين طبقات الھواء وبالتالي اختالف معامالت االنكسار‬ ‫وھذا السبب الفيزيائي لرؤية الجدار يلمع‪.‬‬ ‫والسبب الفيزيائي للسراب السفلي والجانبي‪ :‬يكون الھواء‬ ‫بالحاالت الثالث السابقة أسخن بالقرب من األرض ومعامل‬ ‫االنكسار ضعيفا ً مما يجعل الضوء يسير بسرعة أكبر وتنحني‬ ‫أشعة الضوء إلى األعلى لذا نرى انعكاس صورة السماء أو جسم‬ ‫بعيد على األرض كما لو كان ھناك ماء وما يحدث في ھذه الحالة‬ ‫ليس مجرد انعكاس بل ما يسمى بلغة الفيزياء )االنعكاس الكلي(‬ ‫ولكي يحدث ھذا االنعكاس يجب أن يكون الشعاع الداخل في‬ ‫طبقات الھواء مائال أكثر من الميل الذي ھو عليه وفيما عدا ذالك‬ ‫ال تتكون لديه )الزاوية الحرجة( لسقوط الشعاع التي ال يحدث‬ ‫بدونھا انعكاس كلي ولكي يحدث ھذا االنعكاس يجب أن تكون‬ ‫طبقات الھواء الكثيفة أعلى من الطبقات التي تقل عنھا كثافة‬ ‫وتتحقق ھذه الحالة بوجود الھواء المتحرك حيث ال تتحقق بدونه‪،‬‬ ‫وعند االقتراب من السراب تزداد قيمة الزاوية المنحصرة بين‬ ‫األشعة واألرض فيقل انحناء األشعة فيختفي الماء‪.‬‬

‫تفسير حدوثه ‪:‬‬ ‫‪ -1‬عندما تكون طبقات الھواء السفلي باردة وطبقات الھواء العليا‬ ‫دافئة‪ ،‬فإنه كلما ارتفعنا إلى أعلى تقل كثافة الھواء وبالتالي تقل‬ ‫معامالت االنكسار لطبقات الھواء المتتالية‪.‬‬ ‫‪ -2‬الشعاع الصادر من مركب شراعي ينتقل من طبقة معامل‬ ‫انكسارھا كبير إلى طبقة أخرى معامل انكسارھا صغير لذا ينكسر‬ ‫الشعاع مبتعداً عن العمود المقام على الحد الفاصل‪.‬‬ ‫‪ -3‬يستمر انكسار األشعة الضوئية بين طبقات الھواء المتتالية‬ ‫مبتعدة عن العمود المقام حتى تصبح زاوية السقوط في إحدى‬ ‫الطبقات أكبر من الزاوية الحرجة لھذه الطبقة بالنسبة للطبقة التي‬ ‫تليھا فينعكس الشعاع انعكاسا ً كليا ً داخليا ً متخذاً مساراً منحنيا ً إلى‬ ‫أسفل‪.‬‬ ‫‪ -4‬عندما يصل الشعاع إلى العين نرى صورة المركب على‬ ‫امتداد الشعاع فتبدو الصورة مقلوبة وكأنھا معلقة في السماء‪.‬‬ ‫وجه اإلعجاز‪:‬‬ ‫عبر القرآن الكريم عن ظاھرة السراب تعبيرا رائعا ووصفا علميا‬ ‫دقيقا يضاھي تعريف العلماء وأصحاب االختصاص‪ ،‬كما جاء‬ ‫وصفھا أيضا بكالم نبيه المصطفى عليه صلوات ﷲ وسالمه‬ ‫بالحديث الشريف‪ ،‬وقبل شرح أوجه اإلعجاز دعونا نتذكر صفات‬ ‫السراب لنبين اإليجاز في التعبير والوصف العلمي الدقيق‪.‬‬ ‫صفات ظاھرة السراب‬ ‫‪ -1‬المكان المناسب لحدوثھا‪ -2 .‬ھي خدعة بصرية سببھا اشتداد‬ ‫الحرارة‬ ‫‪ -3‬السراب يشبه سطح الماء‪ -4 .‬وجود الھواء المتحرك‬ ‫‪ -5‬كلما اقتربنا منه ابتعد عنا‬

‫)‪ - (3‬السراب القطبي )العلوي(‬ ‫ھو ظاھرة مألوفة لسكان الشواطئ خاصة في المناطق الباردة‬ ‫وفيه تبدو األجسام الموجودة على سطح األرض و كأنھا مقلوبة‬ ‫ومعلقة في السماء‪ .‬وتحدث ھذه الظاھرة عندما تكون طبقات‬ ‫الھواء السفلي باردة بينما تھب في الطبقات العليا تيارات ساخنة‪،‬‬ ‫وبذلك تقل كثافة طبقات الھواء بزيادة بعدھا عن سطح األرض‪،‬‬ ‫وبالتالي تقل معامالت انكسار طبقات الھواء المتتالية صعوداً‪.‬‬ ‫لذلك إذا تتبعت شعاعا ً ضوئيا ً صادراً من مركب شراعي تجده‬ ‫ينكسر في طبقات الھواء المتتالية بعدا عن العمود ومتخذاً مساراً‬ ‫منحنيا ً حتى تصبح زاوية سقوطه في إحدى الطبقات أكبر من‬ ‫الزاوية الحرجة لھذه الطبقة بالنسبة للطبقة التي تعلوھا فينعكس‬ ‫انعكاسا ً كليا ً ليتخذ مساراً منحنيا ً في االتجاه المضاد ليصل إلى‬ ‫العين فيبدو المركب معلق في الھواء وھو مقلوب‪.‬‬

‫قال ﷲ تعالى في محكم تنزيله في سورة النور‬ ‫ب بِقِي َع ٍة‬ ‫بسم ﷲ الرحمن الرحيم ) َوالﱠ ِذينَ َكفَرُوا أَ ْع َمالُھُ ْم َك َس َرا ٍ‬ ‫يَحْ َسبُهُ الظﱠ ْمآنُ َماء َحتﱠى إِ َذا َجاءهُ لَ ْم يَ ِج ْدهُ َش ْيئًا َو َو َج َد ﱠ‬ ‫ﷲَ ِعن َدهُ‬ ‫فَ َوفﱠاهُ ِح َسابَهُ َو ﱠ‬ ‫ﷲُ َس ِري ُع ْال ِح َساب(‪(39 ) ،‬‬ ‫ب بِقِي َع ٍة( فھذا يعني أن السراب ال‬ ‫أما في قوله سبحانه ) َك َس َرا ٍ‬ ‫يحدث إال في األرض البقيعة والتي تعني األرض المستوية أو ما‬ ‫ابسط من األرض وال يتكون السراب إال بوجود ھذا المكان‬ ‫الخاص‪.‬‬ ‫وفي قوله غ ّز من قائل )يَحْ َسبُهُ الظﱠ ْمآنُ َماء( و)يحسبه( تدل على‬ ‫أن الماء غير موجود وبالتالي فالسراب خدعة بصرية وأما‬ ‫الظمآن فھو ما اشتد عطشه و يصبح كذالك تحت ظروف الجو‬ ‫الحار‪ ،‬وھذا يدل على الشرط الثاني‪.‬‬ ‫واإلعجاز المبھر والذي ال جدال فيه عند أصحاب االختصاص‪،‬‬ ‫تشبيه السراب بالماء وليس بالمرآة مثلما قال العلماء الغربيون‬ ‫فشتان ما بين االنعكاس عن سطح الماء وسطح المرآة الن حادثة‬ ‫السراب ال تحدث إال بوجود الھواء المتحرك )تيارات الحمل(‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(50‬‬

‫فتظھر طبقات الھواء متموجة مثل الماء‪ ،‬وھذا ھو الشرط الثالث‬ ‫والرابع ‪.‬‬ ‫والمعادلة الفيزيائية لظاھرة السراب تكمن بقوله تعالى ) َحتﱠى إِ َذا‬ ‫َجاءهُ لَ ْم يَ ِج ْدهُ َش ْيئًا (‪ ،‬نستنبط من ھذه الكلمات الربانية أنه كلما‬ ‫اقتربنا من السراب ابتعد عنا وبالتالي فإن المسافة بين عين الناظر‬ ‫والسراب ثابتة وھذا ھو الشرط الخامس‪.‬‬ ‫ومما سبق نكون قد استكملنا كل الشروط واستنتجنا تعريف‬ ‫ظاھرة السراب‪.‬‬ ‫ومن التجارب التي خاضھا البشر أمام السراب تجربة السيدة‬ ‫ھاجر زوجة نبي ﷲ إبراھيم عليه السالم في سعيھا بين جبلي‬ ‫الصفا والمروة للحصول علي غذاء وماء لطفلھا النبي إسماعيل‬ ‫عليه السالم‪ ،‬معتقدة أن السراب ماء يمكنھا الحصول عليه‪.‬‬ ‫والسؤال ھنا من أخبر وعلم النبي المصطفى عليه صلوات ﷲ‬ ‫وسالمه قبل ‪ 14‬قرنا عن ظاھرة السراب وشروطھا وتفسيرھا‬ ‫العلمي والفيزيائي‪ .‬إنه بال شك الذي ضرب لنا في القرآن من كل‬ ‫مثل لنتدبر ونتفكر في خلقه الواحد األحد التواب الذي فتح علينا‬ ‫العلم من أوسع األبواب وارجوا منه لنا ولكم ولوالدينا ولكافة‬ ‫المسلمين في الدنيا واآلخرة األجر والثواب‪ .‬وﷲ أعلم‬

‫المراجع‬ ‫‪ -1‬القرآن الكريم‬ ‫‪ -2‬صحيح مسلم بشرح اإلمام النووي‬ ‫‪ -3‬جامع البيان في تأويل القرآن )لإلمام القرطبي(‬ ‫‪ -4‬الجامع ألحكام القرآن )لإلمام القرطبي(‬ ‫‪ -5‬معجم لسان العرب البن منظور‬ ‫‪ -6‬تفسير الجاللين لإلمام جالل الدين المحلﱢي وجالل الدين‬ ‫السيوطي‬ ‫‪ -7‬الفيزياء المسلية‬ ‫المواقع االلكترونية‪:‬‬ ‫‪www.hazemsakeek.com -1‬‬ ‫‪www.kenanah.com -2‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(51‬‬

‫كتاب يا من تكره الفيزياء‬ ‫بقلم‪ :‬نھى علوي الحبشي‬

‫لتحميل الكتاب‬ ‫‪http://www.mediafire.com/?dorjtnf5bcd‬‬

‫باعتبارھا أول مرة يتمكن علماء الفلك من رصد مسار كويكب وھو يتجه للسقوط نحو األرض‬

‫)نيزك حلفا(‪..‬محطة ستة‬ ‫بقلم محمد ھاشم البشير‬

‫باحث أكاديمي من السودان‬

‫كان ‪ 7‬أكتوبر ‪2008‬م تاريخا ً‬ ‫مھما ً بالنسبة للفلكيين في‬ ‫جميع أنحاء العالم وذلك عند‬ ‫سقوط نيزك )‪(TC3 2008‬‬ ‫على الصحراء النوبية شمالي‬ ‫السودان ويأتي سر أھمية ھذا‬ ‫التاريخ ألنه ألول مرة في‬ ‫تاريخ العلم يتمكن فيھا علماء‬ ‫الفلك من رصد مسار كويكب‬ ‫بالتلسكوبات‪ ،‬وھو يتجه نحو‬ ‫األرض‪ ،‬ويقترب منھا‪ ،‬ليسقط‬ ‫بعد ‪ 19‬ساعة تقريبا ً من‬ ‫تحليقه محترقا ً في الغالف‬ ‫الجوي‪ ،‬فيما تناثرت بعض‬ ‫أجزائه في منطقة وادي حلفـا‪.‬‬ ‫وكان النيزك يسير بسرعة‬ ‫‪ 12.8‬كيلو متر في الثانية الواحدة )‪ 29,000‬ميل في‬ ‫الساعة(‪.‬ثم انفجر على بعد عشرات الكيلومترات فوق سطح‬

‫األرض بطاقة تساوي )‪0.9‬‬ ‫إلى ‪ (2.1‬كيلو طن من مادة‬ ‫)‪ (TNT‬أي ما يعادل )عُشر‬ ‫طاقة انفجار قنبلة ھرشيھما‬ ‫كما قدرھا بروفسور معاوية‬ ‫شداد(‪ ،‬مما تسبب في كرة‬ ‫كبيرة من اللھب أو الشھب‬ ‫المتفجر في السماء شمالي‬ ‫السودان في الصباح الباكر‪.‬‬ ‫وبالرغم من أن النيزك سقط‬ ‫على الصحراء‪ ،‬إال أن كثير‬ ‫من سكان المناطق المجاورة‪،‬‬ ‫أفادوا بأن النيزك أشعل ضوءاً‬ ‫قويا ً لدرجة أنه أضاء السماء‬ ‫مثل القمر الكامل وأنھم‬ ‫شاھدوا ومضة مضيئة ھائلة‬ ‫وأحدث سقوطه دويا ً ھائالً رصد في كل من أثيوبيا وكينيا وشمال‬ ‫تشاد‪".‬‬

‫وبعد تفتيش المنطقة والذي بدأ في ‪ 6‬ديسمبر ‪ ،2008‬استطاع‬ ‫العلماء جمع ‪ 47‬قطعة من النيازك المتبقية من الكويكب الذي كان‬ ‫يزن ‪ 83‬طنا‪ ،‬ورصده بيتر جينسكينز الباحث في معھد »إس آي‬ ‫تي تي« في كاليفورنيا‪ .‬وتراوح وزن األجزاء المتناثرة بين ‪1.5‬‬ ‫و ‪ 283‬غراما‪ .‬وفي وقت الحق أطلق الباحثون على الكويكب‬ ‫المحترق اسم »المحطة ستة« نسبة إلى الموقع السوداني الذي‬ ‫سقط فيه‪ .‬أي محطة القطارات بين وادي حلفا والخرطوم بالقرب‬ ‫من مدينة )عكاشة( بالوالية الشمالية‪ .‬وقال العلماء إن الكويكب‬ ‫من نوع نادر يسمى »أوريليت« وھو من »صنف إف«‪ ،‬وھو‬ ‫الصنف الذي يشكل نسبة قليلة من الكويكبات ال تزيد عن ‪ 1.3‬في‬ ‫المائة‪ .‬ويحتوي على العديد من العناصر أھمھا مادة الكربون‬ ‫‪(CI/CM‬‬ ‫ويعتبر من النوع الذي يندر وجوده‬ ‫)‪carbonaceous‬وقد أظھرت تحليالت مكوناته أنه حديث‬ ‫التركيب إذ لم تمض عليه سوى عدة ماليين من السنين داخل‬ ‫المجموعة الشمسية‪ .‬وقد قام بالبحث العالم السوداني معاوية شداد‬ ‫من جامعة الخرطوم والعالم األمريكي بيتر جينسكينز من معھد‬ ‫سيتي‪ ،‬والية كاليفورنيا‪ ،‬باإلضافة إلى مجموعة من الطالب‬ ‫والموظفين في جامعة الخرطوم‪.‬‬

‫والشظايا الـ ‪ 15‬األولى عثر عليھا في األيام الثالثة األولى من‬ ‫البحث ما يعتبر انجازاً علميا ً ھائالً‪ .‬وأجريت مقابالت مع العديد‬ ‫من شھود العيان الذين قال احدھم‪) :‬عندما كنا نصلي الفجر سمعنا‬ ‫صوتا عاليا ً جداً ومخيفا ً ورأينا ضوءاً غير عادياً‪ ،‬وبعد أداء‬ ‫الصالة شاھدنا سحبا ً ركامية(‪ ،‬والشظايا التي عثر عليھا للنيزك‬ ‫كانت تمثل أول شظايا يتم العثور عليھا نيزك سبق تعقبه في‬ ‫الفضاء الخارجي قبل أن يرتطم باألرض‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(53‬‬

‫يتسبب النيزك في أي خسائر بشرية لدى سقوطه‪ ،‬لكنه أعاد إلى‬ ‫أذھان العلماء مشكلة الخوف من ھجمات صاعقة للنيازك على‬ ‫األرض قد تؤدي إلى كوارث ال تحمد عقباھا‪.‬‬

‫عينات من النيزك )‪ (Almahata‬أرسلت للتحليل‪ ،‬مركز‬ ‫جونسون الفضائي في ھيوستن‪ ،‬ومؤسسة كارنيجي في واشنطن‪،‬‬ ‫وجامعة فوردھام في مدينة نيويورك‪ .‬ويقول العلماء إن جمع ھذه‬ ‫القطع يمثل فرصة نادرة لدرس الطريق التي سلكھا النيزك‬ ‫وتكوينه الكيميائي‪ .‬وأن ذلك قد يسھل عملية حماية األرض من‬ ‫سقوط نيازك عليھا في المستقبل‪ .‬وعرف حتى اآلن أن المادة‬ ‫الرقيقة التي يتكون منھا النيزك ھي التي جعلته يتفكك على علو‬ ‫‪ 37‬كيلومترا‪ ،‬ما أدى إلى تخفيف سرعته‪ ،‬حسبما يقول‬ ‫جينيسكينز‪.‬لكن األمر الفريد والنادر "كانت رؤية النيزك قبل أن‬ ‫يدخل الغالف الجوي ومتابعته‪".‬وتنبأ العلماء بان سقوط ھذا‬ ‫النيزك سيفتح آفاقا جديدة من البحث العلمي‪ .‬يقول العالم األميركي‬ ‫بيتر كينز إن "ھناك عددا كبيرا من الكويكبات غير المعروفة‬ ‫لعلماء الفلك‪ ،‬ونحن نحاول معرفة بعضھا خاصة تلك التي تسقط‬ ‫من الفضاء الخارجي‪ .‬وھذه أول مرة نعثر على واحد منھا‪،‬‬ ‫ولحسن الحظ عثرنا على قطعة صغيرة منه‪ ،‬وذلك سيمكننا من‬ ‫معرفة المادة التي يتكون منھا‪.‬‬

‫وعلى خلفية ھذا الحدث العلمي في السودان ينعقد عقد بجامعة‬ ‫الخرطوم مؤتمر لدراسة ھذا الحدث بقيادة رئيس قسم الفيزياء‬ ‫البروفسور معاوية شداد الذي أولى ھذا الموضوع اھتماما ً منذ‬ ‫اليوم األول وبذل قصارى جھده مع فريقه إلعطاء األمر قدره من‬ ‫االھتمام ‪.‬‬ ‫ھذا وقد توافد للسودان أكثر من تسعة عشر عالما ً عالميا ً‬ ‫متخصصا ً لدراسة الموضوع‪.‬‬ ‫وھذا موقع لمزيد من المعلومات‪:‬‬ ‫‪http://asima.seti.org/2008TC3/workshop2008TC3‬‬ ‫‪.html‬‬

‫وأكد البروفسور معاوية شداد عالم الفيزياء والخبير في علم الفلك‬ ‫أن النيزك الذي سقط حديثا ً في شمال السودان يعد أرضا ً خصبة‬ ‫للدراسات والبحوث التي ستقود إلى نتائج جديدة وتجيب على‬ ‫الكثير من األسئلة حول نشوء وتكوين الحياة في الكون‪ .‬ولم‬

‫ھل تعلم‪:‬‬ ‫‪ -1‬أن المعادن ال توجد بشكل حر في الطبيعة وإنما متحدة مع شوائب وتسمى قبل التنقية من الشوائب "فلزات"‪.‬‬ ‫‪ -2‬أن تكلفة التعدين )أي تخليص المعدن من شوائبه( بالتيار الكھربائي مرتفعة جدا‪،‬وأن الشوائب ھي )الذھب والفضة‬ ‫والسيلسيوم(‪ ،‬تسمى الوحل المصعدي‪ ،‬تغطي قيمتھا نفقات التنقية الكھربائية‪.‬‬ ‫‪ -3‬أن للخالئط )مزيج من المعادن وأجسام أخرى(‪ ،‬أھمية كبيرة في الحصول على أجسام ذات صفات مرغوبة‪ ،‬فعند مزج خليطه‬ ‫تحوي ‪ %95‬ألمنيوم و‪ %4‬نحاس و ‪ %1‬مغنزيوم‪ ،‬يكون للخليطة الناتجة خفة األلمنيوم ومتانة الفوالذ !!‪.‬‬ ‫‪ -4‬أن الغاز الذي يستعمل في أفران المطابخ من مركبات كيميائية تدعى األلكانات‪ ،‬وھي غازات عديمة الرائحة وشديدة‬ ‫السمومية‪ ،‬وسريعة االشتعال‪ .‬لذلك تضاف إليه مادة )البوتوغاز( وھي ذات رائحة شديدة لتدل على تسرب الغاز أن وجد‪.‬‬ ‫‪ -5‬يستعمل الھليوم في ملئ المناطيد بدال من األكسجين مع أنه أثقل منه بحوالي مرتين‪ ،‬والسبب أنه غاز غير قابل لالشتعال‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(54‬‬

‫‪‬‬

‫أوال السالم عليكم دكتور ممكن تعرفنا بنفسك دكتوري الفاضل؟‬

‫دكتور أحمد عبد إبراھيم العبيدي دكتوراه في الفيزياء الطبية من الجامعة‬ ‫المستنصرية وماجستير في الفيزياء النووية وبكالوريوس جامعة الموصل‬ ‫كلية التربية‪ .‬واشغل حاليا مقرر قسم الفيزياء وأستاذ الفيزياء الحديثة‬ ‫والفيزياء الطبية في العراق جامعة كركوك كلية العلوم‪.‬‬

‫‪‬‬

‫دكتور ما ھي مجاالت أبحاثك في الفيزياء الطبية؟‬

‫لدي ‪ 6‬بحوث منشورة ‪ 5‬منھا منفرد وواحد مشترك وحاليا مقدم على ترقية‬ ‫أستاذ مساعد في ھذا الوقت والبحوث تتمحور حول الفيزياء الطبية من‬ ‫التلوث والتلوث البيئي واإلشعاعي‪.‬‬ ‫‪ ‬ممكن دكتور تحدثنا حول ما ھي الفيزياء الطبية خاصة وان الكثير سواء من الطالب أو غيرھم يسمعون بالفيزياء الطبية ولكن ال‬ ‫يعرفون ماھية ھذا العلم؟‬ ‫حقيقة ان الفيزياء الطبية بحد ذاتھا ھو علم واسع ألنه يجمع بين مجالين واسعين ھما الفيزياء والطب معا فالترابط الحاصل بين الطب‬ ‫والفيزياء يسمى بالفيزياء الطبية‪.‬‬ ‫يعني عندما نتكلم عن القوة أو الضغط فحتما لھا تطبيقاتھا بالفيزياء الطبية القوة المغناطيسية‪ .‬اإلشعاع كل منھا له تطبيقاته في الطب‪.‬‬ ‫وان الفيزياء الطبية ھي علم يتكون من عدة فروع منھا‪ :‬فيزياء الطب النووي‪ ،‬وفيزياء األشعة التشخيصية‪ ،‬وفيزياء الرنين المغناطيسي‪،‬‬ ‫وفيزياء أجھزة الليزر‪ ،‬وفيزياء الموجات الصوتية‪ ،‬وفيزياء الموجات الحرارية والعالج الحراري‪ ،‬وفيزياء الكھرباء الحيوي مثل تخطيط‬ ‫كھربائية القلب والدماغ‪ .‬ومجال عملھا ممكن يكون في المستشفيات والمراكز الصحية وفي وزارة الصحة أو المجال التدريسي في‬ ‫الجامعات‪.‬‬

‫‪‬‬

‫ما ھي المشاكل التي صادفتك في دراستك لمادة الفيزياء الطبية؟‬

‫حقيقة الصعوبات التي واجھتني خاصة عند دراستي بالدكتوراه كانت الصعوبات متمثلة بصعوبة الحصول على متبرعين يحملون فئة دم‬ ‫معينة أو متبرعين معرضين لإلشعاع‪ ،‬وفي الحقيقة كان من الصعب أن نجد شخص متبرع ولھذا كنت دائما عندما اذھب للمختبر ولم أجد‬ ‫متبرعين أقوم بالتبرع بنفسي وحدثت ھذه الحالة حوالي ‪ 16‬مرة ‪ -‬وإال ما تمكنت من إكمال بحثي الدراسي‪.‬‬

‫‪‬‬

‫دكتور احمد رأيك وبصراحة بالتدريس بالجامعات سواء العربية أو العراقية بشكل عام؟‬

‫برأي لو كنت تبحث عن المال كأستاذ في الجامعات العربية فالمال موجود‪ .‬وإما إن كنت تبحث عن المستوى العلمي فبصراحة أتكلم عن‬ ‫الجامعات العراقية فھي جامعات رصينة ذات مستوى عالي ممكن أن ينجز ويبحث في أي مجال يريده‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(55‬‬

‫‪‬‬

‫دكتور أود أن أسألك عن أھمية االنترنت في حياة االستاذ والطالب وما ھو رأيك بمجلة الفيزياء العصرية؟‬

‫االنترنت ھو عبارة عن لمسة سحرية تذھبك ألي مكان والى أي معلومة وأي نشاط على بعد أالف األميال‪ .‬أما عن مجلة الفيزياء العصرية‬ ‫فھي منطلق جديد وفكر جديد في عالم الوعي الثقافي حيث أصبحت المعلومة سھلة عن طريق التبسيط والتصوير وأماكن النشر ولقد‬ ‫أعجبتني المجلة وأقيمھا بأنھا ممتازة من حيث التنسيق حيث لھا أسلوب شيق في جذب اإلنسان لقراءة المواضيع حيث أكان فيزيائي أم ال‬ ‫الن مواضيعھا متنوعة وسھلة وليست بذلك التعقيد الفكري‪.‬‬

‫صورة تذكرية جمعت كال من د‪ .‬أحمد العبيدي )على اليسار( ومعد الحوار أ‪ .‬حمزة الجنابي )على اليمين(‬

‫‪ ‬سؤال يطرح نفسه بكونك مقرر قسم الفيزياء جامعة كركوك كلية العلوم‪ ،‬ما ھو سبب عزوف الطالب عن قسم‬ ‫الفيزياء؟ وھي ظاھرة منتشرة في جميع الجامعات العربية؟‬ ‫في رأي العزوف الموجود يرجع لعدة أسباب وھي بيئة الطالب أو بيت الطالب يفكرون كتفكير مادي وﷲ انو لو أتخرج الطالب من قسم‬ ‫الفيزياء وين راح يتعين أو يحصل على عمل؟ بينما لو ذھب لقسم أخر ممكن يجد وظيفة وطبعا ھذا رأيھم والذي ھو اعتقاد خاطئ الن‬ ‫مجاالت الفيزياء واسعة جدا‪ .‬سبب ثاني ھو شعور الطالب بصعوبة الفيزياء ألنھا تعتمد على الفھم أكثر من الحفظ‪.‬‬ ‫وحل ھذه المشكلة يكمن عن طريق توسيع أفاق المعرفة بماھية الفيزياء والعمل على توسيع المدارك بوظائف خريجين ھذا الفرع من العلوم‬ ‫وتحفيز الطلبة بالرحالت العلمية والجوائز اإلبداعية في كل جامعة‪.‬‬

‫‪‬‬

‫نصائح فيزيائية ونصائح عامة للطالب العرب؟‬

‫نصيحة فيزيائية افھم ال تحفظ الن الفھم يؤدي إلى الحفظ لكن العكس غير صحيح‪ .‬ونصيحة عامة‪ ،‬اقضوا أجمل سنوات في الدراسة‬ ‫واالستفادة من الجامعة ثقافيا اجتماعيا علميا بأقصى درجة ألنھا الفترة المناسبة وشكرا الكم وان شاء ﷲ بالتقدم دوما إلى األمام‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(56‬‬

‫الكھربـــــــــــــاء‬ ‫بقلم أينشتاينية‬ ‫من الحقائق التاريخية أنه في القرن السادس قبل الميالد‪ ،‬الحظ أحد حكماء اليونان واسمه طالس أنه عند دلك مادة الكھرمان بالفرو‬ ‫فإنھا تجذب قطع الريش والقش الصغير إال أن ھذه المالحظة ظلت مطوية لعدة قرون إلى أن تحقق من صحتھا العالم البريطاني‬ ‫جلبرت في القرن السابع عشر الميالدي‪ ،‬وأطلق على ھذه الخاصية العجيبة التي تتمثل في جذب الكھرمان لبعض األجسام الخفيفة‬ ‫اسم الكھرباء‪ .‬ثم بدأ العلماء بالتوسع في دراساتھم عن الكھرباء وتطبيقاتھا في الحياة‪ ،‬حتى باتت الكھرباء اليوم ضرورية لنا في‬ ‫مختلف جوانب الحياة فنحن نحتاج إليھا باستمرار في المنازل والمدارس و أماكن العمل‪.‬‬ ‫لمعلوماتك ‪:‬‬

‫استخدامات الكھرباء الساكنة‪:‬‬

‫الكھرمان )أو العنبر(‬ ‫ھو مادة راتنجية‬ ‫قاسية‬ ‫)صمغية(‬ ‫ذات لون بني‬ ‫مصفر وھو من‬ ‫الحجار الكريمة ذات‬ ‫العطرية‬ ‫الرائحة‬ ‫المميزة‪ ،‬ويستخلص‬ ‫من لحاء األشجار‪،‬‬ ‫كما يمكن أن يوجد‬ ‫بكثرة في منطقة‬ ‫البحار‪ ،‬وأصبح حاليا بشكل واسع في صناعة األقراط‬ ‫والحلي وأدوات الزينة‪.‬‬

‫ماكينة تصوير األوراق‬ ‫تعمل األشعة الضوئية‬ ‫المنعكسة على الورقة‬ ‫المراد تصويرھا على‬ ‫تكوين صورة ذات شحنة‬ ‫موجبة داخل الجھاز‬ ‫فتجذب إليھا الحبر‬ ‫)التونر(‬ ‫المسحوق‬ ‫المشحون بشحنة سالبة‬ ‫لتطبع ھذه الصورة على‬ ‫ورقة بيضاء مشحونة بشحنة موجبة ‪.‬‬ ‫المرسبات الكھروستاتيكية‬

‫أنواع الكھرباء‪:‬‬ ‫الحظت أن مصطلح الكھرباء أطلق على خاصية جذب‬ ‫الكھرمان لقطع الريش الصغيرة ولكنك اليوم تستخدم‬ ‫مصطلح الكھرباء للتعبير عن التيار الكھربائي الموجود‬ ‫بالمنازل أو التيار الكھربائي الناتج من البطاريات‪ ،‬فھل‬ ‫تجذب أسالك الكھرباء قطع الريش الصغيرة؟! أم أن معنى‬ ‫الكھرباء قد تغير؟!‬ ‫سنتعرف على مصطلح الكھرباء عن طريق التعرف على‬ ‫أنواع الكھرباء‪:‬‬ ‫الكھرباء الساكنة ‪:‬‬ ‫في ظروف معينة كالدلك أو االحتكاك فإن بعض‬ ‫اإللكترونات تنتقل من المادة إلى المادة األخرى ونتيجة لذلك‬ ‫تصبح المادة مشحونة كھربائيا إما بشحنات كھربائية سالبة‬ ‫نتيجة انتقال لإللكترونات إليھا‪ ،‬وبشحنات كھربائية موجبة‬ ‫نتيجة انتقال اإللكترونات منھا‪.‬‬ ‫وعندما تظل ھذه الشحنات الكھربائية مستقرة على المادة‪،‬‬ ‫فإنه بإمكانھا أحيانا جذب بعض المواد األخرى إليھا وھذا‬ ‫التأثير يطلق عليه الكھرباء الساكنة‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫تستخدم ھذه المرسبات الكھروستاتيكية لتنظيف الھواء من‬ ‫جسيمات الغبار والدخان والضباب والبكتيريا الموجودة في‬ ‫الھواء حيث يتم شحن ھذه الجسيمات بشحنات كھربائية‬ ‫موجبة ومن ثم تقوم ألواح التجميع المشحونة بشحنة سالبة‬ ‫بجذب ھذه الجسيمات الموجبة إلى داخل الجھاز‪ ،‬ويتم بذلك‬ ‫تنقية الھواء من ھذه الشوائب‪.‬‬ ‫الكھرباء المتحركة ‪:‬‬ ‫التيار الكھربائي‪ :‬مجموعة من الجسيمات المشحونة تتحرك‬ ‫تحت تاثير مجال كھربي بطريقة منتظمة يطلق عليھا تيار‬ ‫كھربائي مثل‪:‬‬ ‫‪ 1‬اإللكترونات في المواد الموصلة المستخدمة في حياتنا‬ ‫بشكل واسع‪.‬‬ ‫‪ 2‬األيونات الموجبة أو السالبة في السوائل اإللكتروليتية‬ ‫)البطاريات السائلة(‪.‬‬ ‫‪ 3‬الثقوب في المواد شبه الموصلة )الدايود والترانزيستور(‪.‬‬ ‫وتحدد كمية الشحنات المتحركة في الثانية عند نقطة من‬ ‫الموصل شدة التيار الكھربائي‪.‬‬ ‫وھذه الكمية الفيزيائية األساسية تحتاج إلى وحدة أساسية‬ ‫لقياسھا اتفق العلماء على تسمية ھذه الوحدة أمبير‪.‬‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(57‬‬

‫أنواع التيار الكھربائي‪:‬‬

‫كيف تتولد الكھرباء‪:‬‬

‫تعرفنا على إن التيار الكھربائي ھو سيل من الشحنات‬ ‫الكھربائية المتحركة‪ ،‬ولكن ھل يسري ھذا التيار الكھربائي‬ ‫في اتجاه واحد دائما أم أنه يمكن تغيير اتجاھه أثناء سريانه ؟‬

‫تتولد من محطات توليد القدرة الكھربائية وذلك بتدوير المولد‬ ‫الكھربائي لينتج الطاقة الكھربائية‪ ،‬ويتم ذلك بواسطة‬ ‫محركات تعمل بوقود النفط أو الفحم أو المفاعالت النووية أو‬ ‫توربينات تدار بواسطة الماء المتدفق من السدود‪.‬‬

‫بناء على اتجاه التيار الكھربائي يمكن تقسيم التيار الكھربائي‬ ‫إلى نوعين ھما‪:‬‬ ‫التيار المستمر ‪DC‬‬ ‫تتحرك اإللكترونات من‬ ‫القطب السالب للبطارية‬ ‫وتنساق خالل الدائرة مرورا‬ ‫بذرات السلك الواحدة تلو‬ ‫األخرى حتى تصل غلى‬ ‫القطب الموجب ‪ .‬ھذه الحركة‬ ‫لإللكترونات في اتجاه واحد‬ ‫تسمى تيار مستمر ‪DC‬‬ ‫فالبطاريات الجافة‪ -‬المستخدمة‬ ‫واألدوات‬ ‫األلعاب‬ ‫في‬ ‫الكھربائية البسيطة – تنتج‬ ‫تيارا مستمرا ومعظمھا تولد‬ ‫فرق جھد مقداره ‪ 5،1‬فولت‪،‬‬ ‫وبعضھا ‪ 9‬فولت‪ .‬وكذلك فإن‬ ‫البطاريات السائلة مثل بطارية‬ ‫السيارة تولد تيارا مستمرا بجھد مقداره ‪ 12‬فولت‪.‬‬

‫لالستفادة‪:‬‬ ‫يستخدم الناس نوعين من المصابيح الكھربائية ھما‪:‬‬ ‫المصابيح المتوھجة ومصابيح الفلوسنت فأي النوعين أفضل‬ ‫في استھالكھا للكھرباء؟‬

‫التيار المتردد ‪AC‬‬ ‫عندما تندفع اإللكترونات في اتجاه معين ثم تعكس اتجاه‬ ‫اندفاعھا وتكرر ھذه العملية مرات عدة في حدود ‪ 50‬أو ‪60‬‬ ‫مرة في الثانية )تيار يتغير اتجاھه مع مرور الزمن( فإن ھذا‬ ‫التيار يسمى التيرا المتردد )‪.(AC‬‬ ‫وينتج من محطات توليد الطاقة الكھربائية والتيار الكھربائي‬ ‫الموصل إلى المنازل ھو نوع من التيار المتردد‪ ،‬إذ إنه‬ ‫يسھل توليده مقارنة بالتيار المستمر‪.‬‬

‫المصابيح المتوھجة‬ ‫استھالكھا عالي للطاقة الكھربائية‪ ،‬إذ إنھا تعتمد في عملھا‬ ‫على توھج الفتيلة نتيجة مقاومتھا لمرور التيار الكھربائي‬ ‫فيشع الضوء من المصباح‪ ،‬وبذلك يھدر جزء كبير من‬ ‫طاقتھا على شكل طاقة حرارية بينما يستفاد من جزء بسيط‬ ‫كطاقة ضوئية‪ .‬وعمرھا االفتراضي قصير نسبيا حيث يبلغ‬ ‫‪ 1000‬ساعة عمل تقريبا إال أنھا تتميز برخص ثمنھا وصغر‬ ‫حجمھا‪.‬‬ ‫مصابيح الفلورسنت‬ ‫استھالكھا قليل للطاقة الكھربائية وعمرھا االفتراضي‬ ‫أضعاف عمر المصباح المتوھج‪ ،‬وتتميز باإلنارة الجيدة‪.‬‬ ‫ويفضل استخدامھا في المواقع التي تحتاج إضاءة لمدة تزيد‬ ‫عن أربع ساعات يوميا مثل واجھات المحالت والمنازل لتقل‬ ‫تكلفة استخدام الكھرباء إلى النصف‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(58‬‬

‫حوار مع عنصر ‪ ..‬الراديـــــوم‬ ‫يجري الحوار تمام دخان مراقب عام منتدى الفيزياء التعليمي‬ ‫أعزائي الكرام ‪ ...‬نرحب اليوم بعنصر مشع جديد يطل علينا بصوالته وجوالته وحتى‬ ‫مغامراته‪ ،‬كان يوما من األيام سببا بإصابة إحدى أشھر علمائنا باللوكيميا )سرطان الدم(‬ ‫ووفاتھا وھي ماري كوري ‪ ...‬أظن أنكم عرفتموه‪ ،‬إنه السيد راديوم‪.‬‬ ‫تمام‪ :‬أھال بك في حلقة جديدة من حلقاتنا‪ ،‬حبذا لو تكرمت‬ ‫وعرفتنا بنفسك؟‬ ‫راديوم‪ :‬بكل سرور عزيزي تمام‪ ،‬بداية أحب أن أشكرك على ھذا‬ ‫الترحيب الجميل والمخيف في آن واحد‪ ،‬وبالنسبة لي فأنا عنصر‬ ‫مشع أتواجد في الطبيعة بتراكيز منخفضة جدا في القشرة‬ ‫األرضية )حوالي جزء واحد من الترليون جزء(‪ .‬في حالتي النقية‬ ‫معدن أبيض –فضي اللون ثقيل‪ ،‬أتأكسد مباشرة عند تعرضي‬ ‫للھواء‪ ،‬وتبلغ كثافتي نصف كثافة الرصاص‪ .‬أكون في الطبيعة‬ ‫بصورة أساسية بشكل راديوم ‪ 226-‬رغم وجود نظائر أخرى لي‪.‬‬ ‫)النظائر عبارة أشكال مختلفة من العنصر تحوي نفس العدد من‬ ‫البروتونات في النواة و تختلف في عدد النترونات(‬ ‫تمام‪ :‬أخبرنا متى تم اكتشافك وعلى يد من تم ذلك؟‬ ‫راديوم‪ :‬نعم‪ ،‬نسيت أن أذكر ذلك‪ ،‬لقد تم اكتشافي في عام ‪1898‬م‬ ‫ألول مرة على يد من قمت بقتلھا وھي ماري وزوجھا بيير‬ ‫كوري‪ ،‬واستخدمت كأساس لتعيين نشاط العديد من النكليدات‬ ‫المشعة )حيث يساوي كوري واحد من النشاط معدل اضمحالل‬ ‫النشاط اإلشعاعي لغرام واحد من الراديوم ‪.(226‬‬

‫تمام‪ :‬باعتبارك تكلمت عن النظائر فحدثنا لو سمحت عن نظائرك‬ ‫وأشھرھا؟‬ ‫راديوم‪ :‬لقد عرف لي ‪ 25‬نظير حتى اآلن‪ ،‬أشھرھا ‪Ra-226‬‬ ‫و ‪ ،Ra-228‬إن الـ ‪ Ra-226‬ھو ناتج اضمحالل اليورانيوم ‪238‬‬ ‫وھو السلف للرادون ‪ 222‬ثم يضمحل الـ ‪ Ra-226‬ببطء )عمر‬ ‫النصف ‪ 1600‬سنة( مصدرا جسيم إلفا‪ .‬أما عن ‪ Ra-228‬فھو‬ ‫ناتج اضمحالل الثوريوم ‪ 232‬وله عمر نصف )‪ 5.8‬سنة(‬ ‫ويضمحل مصدرا جسيم بيتا‪.‬‬ ‫تمام‪ :‬معلومات جميلة حقا سيد راديوم‪ ،‬ماذا عن مناطق وجودك‬ ‫وكيفية الحصول عليك؟‬ ‫راديوم‪ :‬كما ذكرت لك سابقا‪ ،‬أتوزع بكميات قليلة في مساحات‬ ‫واسعة من القشرة األرضية‪ ،‬أتواجد في جميع فلزات اليورانيوم‬ ‫والثوريوم‪ ،‬ويبلغ تركيزي في خامات اليورانيوم حوالي جزء‬ ‫واحد مني إلى ثالثة ماليين جزء من اليورانيوم‪ ،‬وأستخرج من‬ ‫خامات اليورانيوم بالترسيب وبطرق كيميائية أخرى‪ ،‬لقد تم‬ ‫الحصول علي في األصل من خام البتشبلند الذي وجد في‬ ‫بوھيميا‪ ،‬أيضا أتواجد بكميات قليلة في رمال الكارنوتيت في‬ ‫كولورادو‪ ،‬وأغنى خاماتي توجد في جمھورية الكونغو‪ ،‬و في‬ ‫منطقة البحيرة الكبرى في كندا‪ ،‬كذلك أتواجد في نفايات‬ ‫اليورانيوم وفي النفايات المشعة المختلفة المرافقة لفعاليات معالجة‬ ‫اليورانيوم السابقة‪.‬‬ ‫تمام‪ :‬أھا ‪ ...‬ماذا أيضا عن وجودك في الطبيعة؟‬ ‫راديوم‪ :‬حسنا ‪ ...‬أكون بتراكيز منخفضة في التربة والصخور‬ ‫والمياه السطحية والجوفية والنباتات والحيوانات بنسبة جزء من‬ ‫الترليون جزء أو واحد بيكو كوري يالغرام )‪ (pci/g‬وبتراكيز‬ ‫أعلى في خامات اليورانيوم والفلزات األخرى‪ .‬يكون تركيزي في‬ ‫النباتات بصورة عامة أكثر بحوالي ‪ %3‬من تركيزي في التربة‬ ‫كما في الجوز البرازيلي وأكون في التربة الرملية بتراكيز أكبر بـ‬ ‫‪ 500‬مرة من تركيزي في المياه البينية )أي المياه الموجودة في‬ ‫مسامات التربة( وتبلغ سوية التلوث الناجمة عني في مياه الشرب‬ ‫حوالي ‪ pci 5‬في اللتر كما قدرتھا وكالة حماية البيئة‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(59‬‬

‫يحرض الورم الخبيث في العظام‪ ،‬حيث تبلغ فترة الكمون الدنيا‬ ‫سبع سنوات بعد التعرض األول‪ ،‬إال أن األورام يمكن أن تستمر‬ ‫طيلة الحياة‪.‬‬ ‫تمام‪ :‬وصلنا للتلوث إذا وتأثيرك على البشر‪ ،‬كيف تدخل الجسم‬ ‫وماذا يحصل لك بداخله؟‬ ‫راديوم‪ :‬بالضبط عزيزي وصلنا للخطورة ‪ ...‬وسأحدثك بالتفصيل‬ ‫عن ذلك‪ ،‬أنا أدخل الجسم عن طريق الطعام أو شرب الماء أو‬ ‫تنفس الھواء‪ .‬لكن دخولي في الغالب يكون عن طريق الطعام‬ ‫وأطرح مباشرة عن طريق البراز )‪ (%80‬والـ )‪ (%20‬الباقية‬ ‫تدخل إلى الدم ثم أجزاء الجسم‪ ،‬أما عند دخولي عن طريق‬ ‫االستنشاق فإنني أبقى عدة شھور في الرئتين ثم أدخل بالتدريج‬ ‫إلى الدم حيث يحملني إلى كل مكان في الجسم‪ .‬طبعا أشبه في‬ ‫سلوكي االستقالبي سلوك الكالسيوم لذلك أتوضع بنسب كبيرة في‬ ‫العظام واألسنان‪.‬‬ ‫تمام‪ :‬في العظام و األسنان!!!‬ ‫راديوم‪ :‬نعم‪ ،‬لكن تتناقص كميتي في العظام بمرور الزمن إلى ما‬ ‫تحت الـ ‪ % 10‬خالل أشھر قليلة وإلى ‪ %1‬و أقل خالل سنوات‬ ‫قليلة أيضا‪ .‬طبعا تحرر العظام مني بطيء حيث يبقى القسم‬ ‫المستنشق والداخل عن طريق الھضم في العظام طيلة حياة‬ ‫اإلنسان‪.‬‬ ‫تمام‪ :‬بصراحة ش ّدني حديثك‪ ،‬وأريد أن أعرف أكثر عن تأثيراتك‬ ‫الصحية فلن أجد أفضل منك يخبرني عن ذلك‪...‬‬ ‫راديوم‪ :‬حسنا فھمت مرادك أستاذ تمام‪ ،‬كما تعلم أن الجانب‬ ‫الخطر مني ھو إشعاع غاما القوي المرافق لنواتج اضمحاللي‬ ‫قصيرة العمر‪ .‬فلقد بينت الدراسات التي أجريت على رسامي‬ ‫المزاول الشمسية والكيميائيون الذين يستخدموني والتقنيون الذين‬ ‫تعرضوا إلشعاعي خالل المعالجات الطبية باإلضافة إلى‬ ‫التجارب على الحيوانات أن التعرض المزمن لي يمكن أن‬

‫تمام‪ :‬نسأل ﷲ العفو والعافية‪ ،‬وماذا عن أخطار استنشاقك‬ ‫ومنشأھا؟‬ ‫راديوم‪ :‬إن المخاطرة التنفسية ترتبط بشكل أولي بنواتج‬ ‫اضمحالل نظائري أي الرادون ذو العمر القصير‪ ،‬حيث يضمحل‬ ‫الراديوم ‪ 226‬إلى الرادون الغازي ‪ 222‬ويضمحل الراديوم ‪228‬‬ ‫إلى الرادون ‪ ،220‬فينشأ الخطر األولي من الرادون مع استنشاق‬ ‫نواتج االضمحالل ذات العمر القصير والتي تكون على شكل‬ ‫أيونات مشحونة ترتبط بسرعة بالغبار‪ ،‬حيث تدخل إلى الرئتين‬ ‫وتتوضع على الغشاء المخاطي للمجرى التنفسي‪ ،‬وعندما تصدر‬ ‫جسيمات إلفا ضمن الرئة فإن األغشية تتلف مسببة سرطان الرئة‪.‬‬ ‫تمام‪ :‬سيد راديوم أشكرك على ھذا االستطراد الرائع‪ ،‬لكن تبقى‬ ‫اآلن أن تخبرنا عن استخداماتك بشكل موجز ألن الوقت أدركنا؟‬ ‫راديوم‪ :‬ال شكر على واجب يا عزيزي‪ ،‬أما عن استخداماتي فإن‬ ‫نظيري ‪ Ra226‬ھو الوحيد المستخدم تجاريا‪ ،‬فاالستخدام‬ ‫الرئيسي لي تاريخيا كان كمكون في الدھان المتألق المستعمل في‬ ‫أقراص الساعات والمواقيت واألدوات األخرى‪ ،‬أما في الوقت‬ ‫الحاضر فأستخدم للمعالجة من قرب لمعالجة مختلف أنواع‬ ‫السرطان المعالجة من قرب ھي طريقة معالجة إشعاعية تستخدم‬ ‫فيھا منابع محكمة تعطي جرعة إشعاعية من مسافة ال تزيد بضعة‬ ‫سنتيمترات من السطح داخل تجويف أو تطبيق بيني‪.‬‬ ‫تمام‪ :‬في ختام ھذا اللقاء ال يسعني إال أن أشكر ضيفي الكريم‬ ‫على حضوره الرائع وإجاباته الوافية والكافية والمعلومات‬ ‫الجميلة التي قدمھا عن نفسه وعرفنا بھا‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫وإلى عنصر آخر ‪ ....‬والسالم عليكم ورحمة ﷲ‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(60‬‬

‫شخصية فيزيائية مشھورة‬ ‫ٌ‬ ‫وتاريخ مشھود‬ ‫الدكتور مصطفى محمود‬ ‫بقلم نواف الزويمل مشرف منتدى العلم واإليمان‬ ‫غاب عنا في الثاني عشر من شھر ذي القعدة من العام الھجري المنصرم العالم األديب الكاتب المفكر الطبيب واإلنسان مصطفى كمال‬ ‫محمود حسين –رحمه ﷲ‪ ،-‬ذلك الشاب الذي تربى على العلم ونھل من الثقافة منذ نعومة أظافرة‪ ،‬أبصر النور في السادس والعشرين‬ ‫ربيع الثاني من العام األربعين بعد الثالث مئ ٍة وألف من الھجرة النبوية الشريفة بمدينة شبين الكوم في محافظة المنوفية بدلتا‬ ‫من شھر‬ ‫ٍ‬ ‫ُ‬ ‫مصر والتحق بالكتﱠاب‪ ،‬عاش في مدينة طنطا بجوار مسجد "السيد البدوي"‪ .‬تعثر لمدة أربع سنوات بعد التحاقه بالتعليم النظامي بسبب‬ ‫مدرس اللغة العربية الذي مأن رحل حتى ضھرة على مصطفى الموھبة والتفوق وحب العلم‪.‬‬ ‫تخرج متفوقا ً من كلية الطب عام ‪ 1372‬ھجرية بتخصص‬ ‫أمراض صدرية بعد أن وقف الساعات الطوال أمام أجساد الموتى‬ ‫دون رھبة أو ملل حتى أطلق عليه لقب "المشرحجي"‪ .‬أفتتن في‬ ‫الكتابة منذ أن كان طالبا ً حتى أحترفھا وقامت مجلة روز اليوسف‬ ‫بنشر بعض القصص‬ ‫له‪.‬‬ ‫أما عن حياته األسرية‬ ‫فلم تكن مستقرة‪،‬‬ ‫حيث تزوج مرتين‬ ‫أنتھيتا بالطالق بعد‬ ‫أن رزق من األولى‬ ‫بأمل وأدھم‪ .‬ومنذ تلك‬ ‫األثناء قرر أال‬ ‫يخوض تلك التجربة‬ ‫مجددا‪ ،‬وأن يتفرغ‬ ‫للكتابة والعلم والتأمل‪.‬‬ ‫أنشأ في عام ‪1399‬‬ ‫ھجرية مسجده في القاھرة بعد أن أشترى أرضه من عائد بيع أول‬ ‫كتبه "المستحيل"‪ ،‬ويتبع المسجد ثالثة مراكز طبية ومستشفى‬ ‫تھتم بمعالجة الفقراء‪ ،‬ويضم أيضا ً أربعة مراصد فلكية‪ ،‬ومتحفا‬ ‫للجيولوجيا‪ .‬ويضم المتحف مجموعة من الصخور الجرانيتية‪،‬‬ ‫والفراشات المحنطة بأشكالھا المتنوعة وبعض الكائنات البحرية‪،‬‬ ‫ولقد أطلق على المسجد أسم والده "محمود"‪.‬‬ ‫ألف الدكتور مصطفى محمود ‪ 89‬كتابا منھا الكتب العلمية‬ ‫والدينية والفلسفية واالجتماعية والسياسية إضافة إلى القصص‬ ‫والمسرحيات والحكايات‪ ،‬ويتميز أسلوبه بالجاذبية مع العمق‬ ‫والبساطة وسھولة الطرح‪ .‬كما قدم الدكتور مصطفى محمود ‪400‬‬ ‫حلقة من برنامجه التلفزيوني الشھير "العلم واإليمان" والذي‬

‫عرض وال يزال يعرض على العديد من القنوات التلفزيونية‬ ‫العربية‪ ،‬وال زال الجميع حتى ھذه اللحظة يتذكرون سھرة اإلثنين‬ ‫الساعة التاسعة ومقدمة الناى الحزينة في البرنامج وافتتاحية‬ ‫مصطفى محمود )أھال بكم(‪ ،‬حتى بعد ما تكالبت األعداء إليقاف‬ ‫البرنامج ورفعه عن خارطة البرامج التلفزيونية‪.‬‬ ‫أتھم ‪-‬رحمه ﷲ‪ -‬بأن أرائه متناقضة وأفكاره متضاربة بسبب‬ ‫شجاعته واعترافه أنهُ في مرحلة من مراحل حياته لم يكن على‬ ‫صواب‪.‬‬ ‫استغرقت منه فترة أدراك وجود ﷲ سبحانه وتعالى – حيث أنهُ لم‬ ‫ينف وجود ﷲ بشكل مطلق ولكنه كان عاجزا عن إدراكه‪ -‬ثالثون‬ ‫ِ‬ ‫عاما ً من التفكير والتأمل‬ ‫بعد الغرق في الكتب‪.‬‬ ‫ثالثون عاما أختتمھا‬ ‫بأروع وأعمق ما كتب‬ ‫"حوار مع صديقي‬ ‫الملحد"‪" ،‬رحلتي من‬ ‫الشك إلى اإليمان"‪،‬‬ ‫"لغز‬ ‫"التوراة"‪،‬‬ ‫الموت"‪" ،‬لغز الحياة"‪،‬‬ ‫وغيرھا من الكتب شديدة‬ ‫العمق في ھذه المنطقة‬ ‫الشائكة وشديدة الوعورة‪.‬‬ ‫كان صديقا ً حميما ً للرئيس‬ ‫الراحل السادات فقد قال‬ ‫للسادات عندما عرض عليه وزارة "أنا فشلت في إدارة أصغر‬ ‫مؤسسة وھي األسرة‪ .‬فأنا مطلق لمرتين‪ .‬فكيف بي أدير وزارة‬ ‫كاملة"‪ ،‬فقد قرر الرئيس السادات طباعة كتابة "ﷲ واإلنسان"‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(61‬‬

‫بعد أن أمر الرئيس عبد‬ ‫الناصر بمحاكمة مصطفى‬ ‫محمود بنا ًء على طلب األزھر‪.‬‬

‫المقاالت‪ ،‬ويدبّج الروايات‪،‬‬ ‫ويجيبُ على رسائل القراء‪!..‬‬ ‫وكان‪ ،‬منذ أن بدأ مسيرته‬ ‫الفكرية‪ ،‬باحثا ً عن الحقيقة‪..‬‬ ‫متلھّفا ً إلى الوصول إليھا‪."..‬‬

‫قال عنه الناقد الراحل جالل‬ ‫العشري‪ ،‬على الغالف الخلف ّي‬ ‫لكتابه )مصطفى محمود شاھد‬ ‫على عصره( "الواقع أن‬ ‫مصطفى محمود‪ ،‬بتركيزه على‬ ‫خاصية االستمرار اإلنساني أو‬ ‫التواصل الحضاري‪ ،‬إنما‬ ‫يتجاوز تلك الصلة الضيقة التي‬ ‫تربطه بمجتمع واحد‪ .‬وباعتقاده‬ ‫في بقاء اإلنسان في التاريخ‪،‬‬ ‫إنما يتجاوز معنى الزمن‪،‬‬ ‫ويقھر كابوس الموت‪ ،‬ليغازل‬ ‫أحالم الخلود‪."..‬‬

‫قال عنه الدكتور زغلول نجار‬ ‫"وكما كان مصطفى محمود‬ ‫عنيداً في يساريته‪ ،‬كان عمالقا ً‬ ‫في دفاعه عن قضية اإليمان با‬ ‫تعالى‪ -‬عن طريق التأمل في‬‫بديع خلقه"‪.‬‬

‫أعتزل الكتابة وأنقطع عن‬ ‫الناس حتى أصابته جلطة عام‬ ‫‪1424‬ھجرية‪.‬‬

‫قالت أبنته أمل "بسيط جداً‪،‬‬ ‫يحمل قلب طفل يحلم بالعدالة‬ ‫االجتماعية وإعالء كلمة األمة‬ ‫اإلسالمية‪."..‬‬

‫وقال عنه أيضا ً الدكتور غازي‬ ‫كنت طالبا ً ناشئا ً‬ ‫ُ‬ ‫ُ‬ ‫أعجبت بكتابات ھذا الرجل‪ ..‬منذ أن‬ ‫القصيبي "‬ ‫في الجامعة ‪ -‬وكان ھو‪ ،‬ملء السمع والبصر‪ ..‬كاتبا ً شھيراً يسطرّ‬

‫قامة جريدة الجزيرة في ملحقھا‬ ‫الثقافي بعمل عدد خاص عن‬ ‫الراحل بعنوان "رحلة اليقين"‬ ‫تكريما ً له‪ .‬كان ذلك في ‪1429/7/4‬ھـ ألتقت خاللھا العديد من‬ ‫الشخصيات األدبية والعلمية التي عاصرة الراحل‪.‬‬

‫من مؤلفاتـــــــه‬ ‫اإلسالم في خندق )أخبار اليوم(‬ ‫زيارة للجنة والنار )أخبار اليوم(‬ ‫علم نفس قرآني جديد )أخبار اليوم(‬ ‫المؤامرة الكبرى )أخبار اليوم(‬ ‫عالم األسرار )أخبار اليوم(‬ ‫على حافة االنتحار )أخبار اليوم(‬ ‫ﷲ واإلنسان )دار المعارف(‬ ‫إبليس )دار المعارف(‬ ‫لغز الموت )دار المعارف(‬ ‫لغز الحياة )دار المعارف(‬ ‫األحالم )دار المعارف(‬ ‫أينشتين و النسبية )دار المعارف(‬ ‫في الحب و الحياة )دار المعارف(‬ ‫يوميات نص الليل )دار المعارف(‬ ‫المستحيل )دار المعارف(قصة‬

‫العنكبوت )دار المعارف(‬ ‫الخروج من التابوت )دار المعارف(‬ ‫اإلسكندر األكبر )دار المعارف(‬ ‫الزلزال )دار المعارف(‬ ‫اإلنسان و الظل )دار المعارف(‬ ‫غوما )دار المعارف(‬ ‫الغابة )دار المعارف(‬ ‫حكاية مسافر )دار المعارف(‬ ‫اعترافات عشاق )دار المعارف(‬ ‫القرآن محاولة لفھم عصري‬ ‫الطريق إلى الكعبة )دار المعارف(‬ ‫ﷲ )دار المعارف(‬ ‫رأيت ﷲ )دار المعارف(‬ ‫الروح والجسد )دار المعارف(‬ ‫ُمحمد )دار المعارف(‬

‫السر األعظم )دار المعارف(‬ ‫الطوفان )دار المعارف(‬ ‫األفيون‪)..‬رواية( )دار المعارف(‬ ‫الوجود و العدم )دار المعارف(‬ ‫من أسرار القرآن )دار المعارف(‬ ‫نقطة الغليان )دار المعارف(‬ ‫عصر القرود )دار المعارف(‬ ‫القرآن كائن حي )دار المعارف(‬ ‫نار تحت الرماد )دار المعارف(‬ ‫أناشيد اإلثم و البراءة )دار المعارف(‬ ‫جھنم الصغرى )دار المعارف(‬ ‫اإلسالم‪..‬ما ھو؟ )دار المعارف(‬ ‫الشفاعة )أخبار اليوم( ‪.‬‬ ‫الطريق إلى جھنم )أخبار اليوم( ‪.‬‬ ‫سواح في دنيا ﷲ )أخبار اليوم( ‪.‬‬

‫رحمك ﷲ مصطفى محمود وأسكنك فسيح جناته‪....‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(62‬‬

‫روى المتفيزق قصة مليارات من الجزيئات تتصادم مليار مرة بالثانية ثم يزعم‬ ‫أنھا تعيش في سعة كبيرة!‬ ‫بقلم الدكتور مازن العبادلة )المتفيزق(‬ ‫ھذه المشاركة من المقدمات التي يجب على طالب الفيزياء اإلحصائية أن يلم بھا في معرض دراسته لھذه المادة‪...‬‬ ‫في العادة ندرس النظرية الحركية قبل الولوج إلى العينات والتوزيعات اإلحصائية سواء التقليدية أو الكمية ‪...‬وتأتي‬ ‫ھذه المادة تتمة للديناميكا الحرارية وبداية للفيزياء اإلحصائية كما يعرف أصحاب التخصص لنبدأ في التفصيل‪.‬‬ ‫نعلم أن من أھم فرضيات النظرية الحركية أن جزيئات الغاز )المثالي على األقل( تكون متباعدة عن بعضھا األمر الذي‬ ‫يمكننا معه اعتبار أن حجم الجزيئات صغير جداً مقارنة بالحجم الذي تشغله‪ ...‬واليوم وفي موضوع مشابه نتحدث‬ ‫عن فكرة تبدو مناقضة لألولى وھي تحكي قصة عجيبة‪...‬‬ ‫في البداية نقرأ ھذه القصة الطريفة‪ ...‬إن معنى أن المول من‬ ‫الغاز يحتوي على عدد أفوجادرو من الجزيئات )يعني نحو ‪6‬‬ ‫ضرب ‪ 10‬للقوة ‪ 23‬من الجزيئات( ھو أمر مھول ‪ ...‬جد‬ ‫مھول‪ ...‬إن ھذا يعني أن أي كمية مھما صغرت في تصورنا‬ ‫تعني ماليين وباليين من األفراد!!! ) أقصد الجزيئات( الذين‬ ‫يتحركون في حركة دائبة عشوائية ومع ذلك نقول في المشاركة‬ ‫األولى إن المسافة بينھا كبيرة إلى الحد الذي نعتبر اإلناء الذي‬ ‫يحتوي الغاز فارغا ً إال من انشغاله بحركة الجزيئات ‪ ...‬يعني‬ ‫المسافة بين الجزيئات كبيرة جدا قياسا بحجمھا )أقصد أبعادھا(‪...‬‬

‫واآلن نقرأ القصة الثانية ‪...‬إننا نعرف قانون الغازات العام ‪...‬‬ ‫‪PV=nRT‬حيث ‪ n = N/A‬ھي عدد الموالت وھي تساوي‬ ‫العدد الكلي للجزيئات مقسوما على عدد أفوجادرو ‪ ...‬وبذلك يمكن‬ ‫التعبير عن معادلة الحالة للغاز المثالي بالعالقة ‪: PV=NkT‬‬ ‫حيث ‪ k‬حاصل قسمة ‪ R‬على عدد افوجادرو والمعروفة بثابت‬ ‫بولتزمان‪...‬‬

‫يعني خذ الھيدروجين مثال‪ ...‬إن المول من الھيدروجين يعادل‬ ‫‪2‬جم وزنا وعلى ذلك لو أخذنا جزءا من عشرة آالف مليار من‬ ‫ھذه الكمية )‪2‬جم( من الغاز )يعني جزءان من عشرة آالف مليار‬ ‫من الجم( فإن الجزيئات التي بداخله ستكون أكبر من سكان العالم‬ ‫كله!!!!!!!!!!!!!! وفي ھذا إشارة إلى معنى جميل أحاول أن‬ ‫أبينه للطالب عند دراسة الفيزياء اإلحصائية وھو أن ھذا العدد‬ ‫المھول يشي بضرورة استخدام المفاھيم اإلحصائية واالحتماالت‬ ‫عند دراسة تصرف الغازات ‪ ...‬وذلك أن ھناك أخالطا كثيرة‬ ‫واختالفات ال تحصى بين السرعات الفردية واالتجاھات‬ ‫والطاقات األمر الذي يجب معه أن نستخدم التقريب والتوقع‬ ‫واالحتمال‪...‬‬

‫دعنا نفترض أن لدينا ‪ 1‬متر مكعب من الغاز في درجة حرارة‬ ‫‪ 300‬كلفن )‪ 27‬مئوي( وتحت ضغط جوي واحد )الحظ أن‬ ‫الضغط الجوي يعادل تقريبا ‪ 10‬أس ‪ 5‬نيوتن‪/‬متر مربع( ‪ ...‬فإذا‬ ‫عوضنا في المعادلة السابقة سنجد أن‪:‬‬ ‫‪ PV=NkT‬ومنھا ‪ N = PV/kT ...‬احسبھا ستجد أن ‪:‬‬ ‫‪ N=2.4 x 10 ^ 25 ...‬يا ﷲ!!!!! إن ھذا يعني أن عدد سكان‬ ‫المتر مكعب من الغاز )يعني الجزيئات بداخل ھذا الحجم( يفوق‬ ‫عدد سكان العالم بألف ألف ألف ألف ألف ألف مرة!!!!!!!!!!‬ ‫نعم كل ھؤالء يسكنون المتر المكعب ‪ ...‬ونعم وبرغم ذلك يعتبر‬ ‫الفراغ المتاح كبيرا جدا بحيث يمشي الجزيء مسافات طويلة‬ ‫حتى يجد جزيئا آخر يصدمه‪ ...‬نعرف ذلك من معرفتنا بما يعرف‬ ‫بمتوسط المسار الحر والذي يمكن أن نعبر عنه بالمعادلة‪:‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(63‬‬

‫‪ 1‬على )جذر‪ × 2‬العدد في المتر مكعب × مساحة الدائرة التي‬ ‫نصف قطرھا ھو قطر الجزيء نفسه ‪( ....‬‬ ‫ال داعي ھنا إلثبات ذلك ‪...‬دعنا نأخذه مسلما به ونحسب المسافة‬ ‫التي يتحركھا الجزيء حرا دون تصادم لنجد أنھا تقريبا ‪ 10‬للقوة‬ ‫‪ 7‬من المتر ‪ ...‬وذلك عندما نعتبر أن سرعة الجزيئات حوالي‬‫‪500‬م‪/‬ث وأن قطر الجزيئات في حدود ‪10‬أس ‪ 10-‬من المتر ‪...‬‬ ‫ال تمر على الموضوع بسرعة ‪ ...‬إن ھذا يعني أن الجزيء‬ ‫يتحرك مسافة تساوي قريبا من ألف مرة من طول قطر الجزيء‬ ‫كي يضرب جزيئا آخر !!!!!! وھذا أيضا من العجب ‪...‬‬

‫نحسب ذلك فسوف نجد أن عدد التصادمات في الثانية الواحدة‬ ‫يقترب من ‪ ...‬انتبه جيدا ‪ ...‬قد ال تصدق !!! إنه يقترب من مليار‬ ‫تصادم في الثانية الواحدة ‪ ...‬ﷲ أكبر !!! مليار تصادم ‪ ...‬نعم‬ ‫مليار تصادم‪...‬‬ ‫واآلن نقرأ القصة مرة ثالثة‪...‬‬ ‫ماليين المليارات من المليارات من الجزيئات يسكنون في متر‬ ‫مكعب من الھواء مثال ‪ ...‬وكلھا تتحرك حركة عشوائية ونتحدث‬ ‫عن مليار تصادم بالثانية ومع ذلك نقول إن سكان ھذه المدينة‬ ‫يتحرك أحدھم مسافة تزيد عن )طوله( ألف مرة كي يلتقي بزميل‬ ‫آخر‪...‬‬

‫دعنا نقرأ القصة مرة أخرى ‪ ...‬إن لدينا جزيئات تتحرك عشوائيا‬ ‫وھي تعد بماليين مليارات المليارات في المتر المكعب ومع ذلك‬ ‫االزدحام المتبادر إلى الذھن فإن الجزيء يعاني كثيرا حتى يجد‬ ‫جزيئا آخر يتفاعل معه بالتصادم أو ربما ليقبله بعد عناء السفر‬ ‫!!!‬

‫ما ھذا العجب!!!‬

‫وتظل القصة الثالثة وھي أيضا غاية في العجب ‪ ...‬إننا لو قسمنا‬ ‫المسافة الحرة التي يمشيھا الجزيء على سرعة الجزيئات فإننا‬ ‫نحصل على الزمن الذي يتحرك فيه الجزيء حرا‪ ...‬ولو عكسنا‬ ‫الزمن )زمن تصادمين في الواقع( فإننا نحصل على تردد‬ ‫التصادمات ‪...‬يعني عدد التصادمات في الثانية ‪ ...‬ولو ذھبنا‬

‫بقي أن أقول إن العطر الفواح من ھذا العريس الذي مر قبل قليل‬ ‫بجانبنا من مسافة ‪ 20‬مترا كان يجب أن يصلنا في أقل من ‪ 4‬من‬ ‫مائة من الثانية لكنه لم يصلنا إال بعد ثانيتين أو ثالثة ‪ ...‬وھذا لن‬ ‫يصبح اآلن عجيبا إذا فھمنا أن الجزيء المسكين قد داخ سبع‬ ‫دوخات وھو يصطدم مليارات المليارات من التصادمات قبل أن‬ ‫يصل إلى أنوفنا لكي نھتف من قلوبنا ‪ :‬ليتنا نحن العرسان‪...‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(64‬‬

‫تطور األرقام عبر مر العصور )نبذة تاريخي(‬ ‫بقلم فريدة مشرفة منتدى األبحاث العلمية‬ ‫ھذا عبارة عن عرض لتاريخ األرقام عبر مر العصور‪ ،‬ودورھا في تطور حضارة اإلنسان ونحن كما‬ ‫نعلم ال نستطيع أن نغفل عن أھمية األرقام بالنسبة لنا ‪.......‬‬ ‫وفي الواقع حينما ننظر لتطور الحضارات عبر التاريخ نجد أن الكتابة ھي التي جعلت أغلب ھذه‬ ‫الحضارات تبدأ ونحن نعرف أنه مع ظھور الكتابة تبدأ الحضارة وأن أغلب الحضارات الشھيرة وصل‬ ‫إلينا ما وصلنا عنھا عبر الكتابة واآلثار والباحث في تاريخ الكتابة يجد أن الكتابة إما صورية تتعلق‬ ‫بصور ورسوم معينة أو ھجائية تتعلق بحروف لھا رموز ودالالت بعينھا والنوع األول نجدة عند‬ ‫اللغات القديمة وأشھرھا على اإلطالق الھيروغليفية وھى الكتابة المصرية القديمة والتي ھي عبارة‬ ‫عن صور تمثل اللغة والھجاء أو صور لمعاني مختلفة تمثلھا المخصصات اللغوية‬ ‫أما اللغات الھجائية فأشھرھا على اإلطالق الفنيقية والتي نعرفھا‬ ‫بأنھا األبجدية )أبجدھوز( ومنھا أخذنا األلف بائية الحالية والتي‬ ‫يشتق منھا غالبا أغلب اللغات الشرقية الحالية كالعربية والعبرية‬ ‫والتي تمتاز )ما يميز اللغات الشرقية ( بوجود الجملة االسمية ‪.‬‬ ‫وعندما نبحث في الكتابة كتعبير للحضارة يتكون بعد مرحلة‬ ‫التحدث والكالم والذي يصنع مع الكتابة اللغة المعبرة عن جنس‬ ‫أو مكان بعينة ‪ .‬نجد أيضا أن اإلنسان احتاج إلى العد واإلحصاء‬ ‫البسيط ليستطيع الحياة وھو ھنا ما يصل بنا إلى أن الرقم أيضا‬ ‫يعبر عن جزءا كبيرا من الحضارة وأن الرقم يعبر عن‬ ‫الحضارات المختلفة وتوافق اإلنسان مع الحياة ‪ .‬حيث أن أغلب‬ ‫الحضارات ركزت على األرقام العشرية )النظام العشري فيما‬ ‫عدا الصفر ‪ - 9 ) 1‬وأن الصفر ھو السمة التي أعطتھا الحضارة‬ ‫اإلسالمية للعالم من خالل الخوارزمي وأن الحضارة الحديثة‬ ‫تعرف النظام الثنائي )‪ (1/0‬وھو لغة الدوائر االليكترونية ‪.‬‬ ‫وعندما نبحث في اآلثار التي وصلتنا للرقم عند الحضارات‬ ‫المختلفة نجد مثال الرقم عند قدماء المصريين‬

‫وعند الحضارة اليونانية كما ھو موضح في الشكل التالي‪:‬‬

‫وھذه في األعم ھي السمة الغالبة على شكل األرقام في‬ ‫الحضارات الغابرة ‪ .‬وأما األرقام العربية والتي أبدعتھا يد العالم‬ ‫العربي المسلم )محمد بن موسى الخوارزمي ( فنجد أنھا تبنى‬ ‫على أساس تطور الحضارة اإلسالمية في المعرفة الھندسية والتي‬ ‫نقلتھا عن اليونانية وطورت عليھا وأبدعت ‪ .‬فنجد أن الخوارزمي‬ ‫مخترع الصفر والذي ھو أھم اكتشاف للحضارات الوسطى‬ ‫لإلنسانية يصنع األرقام من خالل فكرة الزوايا ويوضح الشكل‬ ‫التالي كيف أعد الخوارزمي إبداعه في األرقام التي نعرفھا اآلن‪.‬‬ ‫حيث نالحظ أنه اعتمد على عدد الزوايا في تشكيل األرقام‬ ‫المعروفة حاليا و نتداول استعمالھا كثيرا‬

‫وھناك األرقام الھندية والتي يظن البعض أنھا األرقام العربية‬ ‫والتي نستخدمھا وأيضا كان للحضارات العراقية أرقامھا الخاصة‬ ‫التي أخذت من أسلوب الكتابة المسمارية‪ .‬وھذا الجدول من‬ ‫ويكيبيديا ) الموسوعة الحرة(‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(65‬‬

‫الحلقة الثالثة‪ :‬قانون غاوس‬ ‫بقلم أحمد شريف غانم‬

‫مراقب عام منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫)‪ (3-1‬التدفق الكھربائي‪:‬‬ ‫سطحا‬ ‫تصور‬ ‫مساحته )أ( موجود‬ ‫في مجال كھربائي‬ ‫منتظم )مـ(‪ ،‬عددا من‬ ‫المجال‬ ‫خطوط‬ ‫الكھربائي تخترق‬ ‫ھذا السطح ولما كان‬ ‫عدد خطوط المجال‬ ‫التي تخترق وحده‬ ‫المساحة العمودية‬ ‫على اتجاه الخطوط يتناسب طرديا مع المجال الكھربائي فان‬ ‫عدد الخطوط التي تخترق المساحة )ا( سيزداد المجال ويقل‬ ‫بنقصانه ويعرف حاصل ضرب المجال الكھربائي )مـ( في‬ ‫المساحة العمودية على المجال بالتدفق الكھربائي‬ ‫ويعبر رياضيا عن التدفق بالعالقة التالية‬ ‫التدفق = مـ أ جتا‪Ө‬‬ ‫حيث ‪ Ө‬الزاوية المحصورة بين اتجاه خطوط المجال‬ ‫والعمودي على المساحة‬ ‫نتوصل إلى المالحظات التالية حول التدفق الكھربائي‪::‬‬ ‫أ‪ .‬يعتمد مقدار التدفق الكھربائي على الزاوية المحصورة بين‬ ‫اتجاه خطوط المجال والعمودي على المساحة كما يعتمد على‬ ‫مقدار كل من )مـ( و)أ(‬ ‫ب‪ .‬يكون العمودي على السطح خارجا منه‪.‬‬ ‫ج‪ .‬يكون التدفق موجبا إذا كانت الخطوط خارجه من السطح‬ ‫د‪.‬يكون التدفق سالبا إذا كانت الخطوط داخله في السطح‬ ‫ھـ ‪ .‬التدفق = عدد خطوط المجال التي تعبر وحدة المساحة‬ ‫من السطح عموديا عليه × مساحه السطح‬ ‫و‪ .‬التدفق الكھربائي على أي سطح مغلق مغمور في مجال‬ ‫كھربائي يساوي صفرا ألن قيمته من أحد أوجه السطح‬ ‫تساوي وتعاكس قيمته من الوجھة المقابل فيكون المجموع =‬ ‫صفرا‬ ‫)‪ (3-2‬قانون غارس‪:‬‬ ‫لقد وضع العالم األلماني غارس عالقة تربط بين التدفق عبر‬ ‫سطح مغلق )يدعى سطح غارس( وقد يكون سطحا حقيقيا أو‬ ‫غالبا افتراضيا والشحنة الكھربائية الموجودة داخله وتعرف‬ ‫ھذه العالقة باسم قانون غارس وينص على أن ‪:‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫"التدفق الكھربائي عبر سطح مغلق يساوي مقدار الشحنة‬ ‫الكلية داخل ذلك السطح مقسومة على السماحيه الكھربائية‬ ‫للوسط"‬ ‫)‪ (3-3‬استخدامات قانون غارس‪:‬‬ ‫يستخدم قانون غارس لحساب المجاالت الكھربائية لحاالت‬ ‫يكون فيھا توزيع الشحنات الكھربائية على درجه عاليه من‬ ‫التماثل مثل كرات مشحونة بشحنه منتظمة التوزيع أو‬ ‫اسطوانات طويلة أو سطوح مستوية ذات أبعاد كبيره جدا‪.‬‬ ‫أما قانون كولوم فيستخدم لحساب المجاالت الكھربائية‬ ‫لشحنات كھربائية نقطيه‪.‬‬ ‫)‪ (3-4‬خطوات حساب المجال باستخدام قانون غارس‪:‬‬ ‫‪ .1‬اختيار سطح غارس مناسب نفترض وجوده عند‬ ‫النقطة المراد حساب المجال عندھا ويعتمد شكل‬ ‫السطح على توزيع الشحنات كاآلتي‪:‬‬ ‫‪ ‬في حاله التوزيع الكروي نختار سطح غارس‬ ‫كرويا‪.‬‬ ‫‪ ‬في حاله التوزيع الخطي نختار سطح غارس‬ ‫اسطوانيا‪.‬‬ ‫‪ ‬في حال توزيع الشحنات على صفائح أي توزيع‬ ‫مستوي للشحنات نختار سطح غارس اسطوانيا‪.‬‬ ‫‪ .2‬حساب مساحه سطح غارس مع مراعاة اتجاه‬ ‫خطوط المجال بالنسبة للعمودي على المساحة‪.‬‬ ‫‪ .3‬حساب مقدار الشحنة الموجودة داخل سطح‬ ‫غارس)كثافة طوليه‪،‬سطحيه‪،‬وحجميه(‬ ‫‪ .4‬عند التعويض عن ش نراعي ما يلي‪:‬‬ ‫‪ ‬تعويض الشحنة مقدارا ونوعا فإذا كانت الشحنة‬ ‫سالبه نعوض السالب في قانون غارس‪.‬‬ ‫‪ ‬الشحنات تستقر على سطح المواد الموصلة‬ ‫والسطوح الرقيقة أي أن الشحنة داخل الموصل‬ ‫تساوي صفرا‪.‬‬ ‫‪ ‬تتوزع الشحنات داخل وخارج المواد العازلة‬ ‫)غير الموصلة( أي أن الشحنة داخل المادة العازلة‬ ‫ال تساوي صفرا‪.‬‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(66‬‬

‫"حـــــــوار مع علماء الفيــزيــــاء"‬ ‫إعداد وتقديم نيوتن مشرف منتدى علماء الفيزياء‬ ‫حلقة ھذا اليوم مميزة جدا‪ ،‬ولكن دعونا ال نتحدث كثيرا عن مميزاتھا؛ ذلك أننا سنتعرف‬ ‫على ذلك في السطور القادمة إن شاء ﷲ‪ .‬رحبوا معي بعالم الفيزياء فوق "الشھير جدا"‪،‬‬ ‫عالم الفيزياء الذي ال يمكن أن تُذكر الفيزياء دون أن تقترن باسمه‪ ،‬أو أن ال تتذكر‬ ‫الفيزياء حين يتطرق الحديث إلى ذكره‪...‬‬ ‫رحبوا معي بعالم" التفاحة الشھير اسحق اسحق نيوتن ليس ھناك خطأ أعزائي‪ ،‬فقد‬ ‫سمي ھذا العالم العظيم باسم والده الذي توفي قبل مولده ب‪ 3‬أشھر‪.‬‬ ‫مالحظة‪ :‬سأمتنع من كتابة اسمي تحسبا لحدوث لبس ما‪.‬‬ ‫مرحبا بك معنا ضيفي الكريم‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬أھال وسھال بك‪ ،‬وإن تغاضينا النظر عن انتحالك السمي‪،‬‬ ‫فأنا سعيد بھذه المقابلة وبتواجدي ھنا‪.‬‬ ‫أشكر لك تسامحك ھذا‪ ،‬ومنعا لھدر الوقت دعنا نكمل حديثنا عن‬ ‫طفولتك التي بدأت بقدومك إلى ھذا العالم يتيم األب‪ ،‬فكيف كان‬ ‫الحال عندھا ؟‬ ‫نيوتن‪ :‬كما تفضلت اآلن فقد ولدت يتيما‪ ،‬وكان ذلك في إطار‬ ‫العام ‪ 1642‬وھي ذات السنة التي توفي بھا العالم العظيم غاليليو‪.‬‬ ‫كنت مولوداً ھزيال عليل الصحة‪ ،‬إال أنني بقيت على قيد الحياة‬ ‫ونشأت قويا ً وإن لم أتمتع بصحة ممتازة‪.‬‬ ‫وماذا عن والدتك ؟‬ ‫نيوتن‪ :‬آآآآه ال تذكرني‪ ،‬لقد كانت أمي سببا في أنني لم أتمتع‬ ‫بطفولة سعيدة لألسف؛ فما إن بلغت السنتين من عمري حتى‬ ‫تزوجت بقس بروتستنتي ثري يدعى بَرْ نابا سميث‪ ،‬وتركتني‬ ‫برعاية جدتي وانتقلت مع زوجھا إلى قرية مجاورة لتساعده في‬ ‫تربية أطفاله الثالثة‪ ،‬تخيل ذلك!!!‬ ‫حقا إنه لشيء محزن للغاية‪ ،‬البد أنه قد ترك أثره عليك طوال‬ ‫حياتك‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬صحيح؛ فقد أثر غيابھا تأثيرا حادا على شخصيتي‪ ،‬وربما‬ ‫ب‬ ‫كان سببا في كوني لم أوفق مع النساء عامة ‪.‬فعدى قصة ح ٍ‬ ‫عابرة في شبابي‪ ،‬كان اھتمامي منصبا كليةً على عملي‪ ،‬ولم‬ ‫أتزوج قط كما ھو معروف لدى الجميع ‪.‬‬ ‫وعلى كل حال فقد حصل وعدت إلى كنف أمي بعد انفصالي عنھا‬ ‫مدة دامت قرابة تسع سنوات‪ ،‬أي حتى العام ‪.1653‬‬ ‫ھل ظھر في طفولتك المبكرة أي دلي ٍال على نبوغك وعبقريتك؟‬ ‫نيوتن‪ :‬أبدا ؛ فلم يكون في طفولتي دالالت على قدرات عقلية‬ ‫مميزة‪ ،‬لكني كنت طفال محبا لالستطالع‪ ،‬وتلميذا متوسط‬ ‫المستوى في المدرسة الثانوية في غرانتام‪ ،‬وكنت أنفق من الوقت‬ ‫على أحالم اليقظة أكثر مما بذلته على مراجعة الدروس‪.‬‬ ‫كما كنت أفضل البقاء وحيدا أكثر من مصاحبة اآلخرين‪ ،‬وكنت‬ ‫مزاجيا ومتوتر األعصاب جدا‪.‬‬

‫ومع ذلك فقد أظھرت بعض البراعة الميكانيكية‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬نعم‪ ،‬كنت بارعا في صنع أدوات آلية من تصميمي‪ ،‬مثل‬ ‫الطائرات الورقية والمزاول وساعات الماء‪ ..‬إلى آخره‪.‬‬ ‫فلنعد قليال إلى الوقت الذي مات فيه زوج والدتك‪ ،‬فقد كانت لھذه‬ ‫الحادثة أثرھا في حياتك‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬ھذا صحيح؛ فقد حاولت أمي بعد وفاة زوجھا أن أدير‬ ‫الملكية الكبيرة التي آلت إليھا‪ ،‬لكن ھذه المھمة لم تدم طويال كما‬ ‫ھو متوقع؛ فقد أثبت في أثناء إدارتي للمزرعة أنني ال أصلح لھذا‬ ‫العمل على اإلطالق‪ ،‬ولم استطع التالؤم مع العمال الزراعيين‪،‬‬ ‫فضال عن اھتمامي الضعيف باألمور الزراعية‪.‬‬ ‫ال بد أن حياتك كانت جحيما وقتھا؟‬ ‫نيوتن‪ :‬بالفعل‪ ،‬لكن ولحسن حظي تمكن خالي من إقناع أمي‬ ‫بضرورة إعادتي إلى المدرسة في غرانتام لكي أدرس الالتينية‬ ‫والحساب فيھا‪.‬‬ ‫نعم‪ ،‬ولقد كانت نتائجك في مواضيع الدراسة المختلفة كافية‬ ‫لقبولك في كلية ترينيتي في كمبردج‪ .‬كان ذلك في عام ‪،1661‬‬ ‫وكنت قد بلغت الثامنة عشرة من عمرك‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬صحيح‪.‬‬ ‫كيف كان الحال في الجامعة وقتئذ؟‬ ‫نيوتن‪ :‬في الحقيقة كانت جامعة كامبردج وقتھا كغيرھا من‬ ‫الجامعات؛ ال تزال غارقة في تعاليم أرسطو ومذھبه‪ ،‬ورغم أن‬ ‫انتسابي للجامعة جاء بعد أن كان كوبرنيكوس وكبلر وغاليليو قد‬ ‫أسھموا إسھامات عظيمة في العلم الحديث‪.‬‬ ‫وقلما دار النقاش على نظام كوبرنيكوس‪ ،‬القائل بمركزية الشمس‬ ‫أو حتى عن ميكانيك غاليليو‪ .‬وكان علي وعلى زمالئي بدال من‬ ‫ذلك أن ندرس أعمال أرسطو وأفالطون وعن النظرية الشائعة‬ ‫آنذاك والتي تقول أن األرض ھي مركز الكون‪ ،‬رغم ازدياد‬ ‫وضوح عدم واقعيتھا‪.‬‬ ‫وھل ألزمت نفسك بدراسة ھذا الھراء فحسب ؟!‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(67‬‬

‫نيوتن‪ :‬بالتأكيد ال؛ فقد اجتذبتني أعمال فالسفة الفيزياء من أمثال‬ ‫رينييه ديكارت‪ ،‬وكان تأثيره ھائال علي‪.‬‬

‫محاضرات في البصريات دون أن أكون قد نشرت أي شيء بعد‬ ‫عن اكتشافاتي‪.‬‬

‫كما تأثرت بالرياضي اسحق بارو‪ ،‬الذي كان أول من تعرف‬ ‫ألمعيتي وشجعني على االھتمام بالرياضيات‪ ،‬ولفت انتباھي‬ ‫لدراسة البصريات‪.‬‬

‫حدثنا عن مقرابك ؟‬

‫وما الذي ترتب على ھذه االھتمامات ؟‬ ‫نيوتن‪ :‬لقد عكفت خالل السنتين األخيرتين لي في كامبردج على‬ ‫تقوية مھاراتي الرياضية‪ ،‬وتابعت في ذات الوقت دراستي ألعمال‬ ‫علماء النھضة وفالسفتھا‪ ،‬لكن الجھود التي بذلتھا في دراستي‬ ‫ب بھا غير متميزة‪.‬‬ ‫الخاصة جعلت دراستي األكاديمية المطال ِ‬ ‫ولذلك‪ ،،‬وعندما نلت شھادة البكالوريوس في نيسان‪/‬ابريل‬ ‫‪ ،1665‬مرت أعظم موھبة في تاريخ الجامعة التعليمي‪ ،‬دون أن‬ ‫يأبه إليھا أحد‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬يمكنك أن تقول ھذا‪.‬‬ ‫حسنا ضيفي العزيز‪ ،‬عام ‪ 1665‬لم يكن العام الذي حصلت فيه‬ ‫علي درجة البكالوريوس فقط‪ ،‬فحدثنا عما مر بك خالله‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬لقد حصل وتفشى وباء الطاعون في لندن في ذات العام‪،‬‬ ‫مما دفعني لمغادرة كامبردج والعودة إلى بيتي في وولثورب‪،‬‬ ‫وقضي فيه عامين متتاليين متأمال في األفكار التي بدأ اھتمامي بھا‬ ‫حين كنت في الجامعة‪ ،‬وھي أفكار تتعلق بالمكان والزمان‬ ‫والحركة‪.‬‬ ‫من المسلم أن نذكر ھنا أنه وبعد مرور ھاذين العامين‪ ،‬وحين‬ ‫عودتك إلى كامبردج عام ‪ 1667‬كنت قد أرسيت نھائيا أسس‬ ‫أعمالك في المجاالت الكبيرة الثالثة التي اقترن بھا اسمك إلى‬ ‫األبد‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬محق‪ ،‬وأعمالي ھذه‬ ‫تجسدت في حساب التفاضل‬ ‫والتكامل‪ ،‬وطبيعة الضوء‬ ‫األبيض والجاذبية والحركة‬ ‫وما ترتب عليھا من أمور‬ ‫أخرى‪.‬‬ ‫ففي ھذين العامين الرائعين‪،‬‬ ‫تمكنت من أن أوصل أعمال‬ ‫إلى‬ ‫وكبلر‬ ‫غاليليو‬ ‫استنتاجاتھما المنطقية‪ ،‬وقمت بصياغة القوانين الفيزيائية الالزمة‬ ‫لتفسير ديناميكية كون ميكانيكي‪.‬‬ ‫حقا ضيفي العزيز‪ ،‬إنه لمن الصعب أن نفھم كيف أمكن لشاب‬ ‫ناشئ في سنه‪ ،‬أن ينجز ھذه األعمال الفذة في مدة قصيرة كھذه‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬ربما كان لقدرتي على التركيز فضلھا في ذلك‪.‬‬ ‫وعدت إلى كامبردج‪...‬‬ ‫نيوتن‪ :‬صحيح‪ ،‬فعندما أعيد افتتاحھا عام ‪ 1667‬انتخبت عضوا‬ ‫في كلية ترينيتي‪ ،‬وبعد ذلك بعامين تخلى موجھي وناصحي‬ ‫اسحق بارو عن مركزه موصيا بأن أكون خلفا له‪ ،‬فبدأت بإلقاء‬

‫نيوتن ‪:‬كنت قد واصلت تجاربي على الضوء‪ ،‬وكانت النتيجة أن‬ ‫قمت بصناعة أول مقراب عاكس‪ ،‬وقد أثار ھذا المقراب اھتماما‬ ‫عظيما لدى الجمعية الملكية أدى إلى انتخابي عضوا في ھذه‬ ‫الھيئة عام ‪ ،1672‬وشجعني ذلك على تقديم نشرة علمية في‬ ‫البصريات‪.‬‬ ‫ھذه النشرة التي جعلت روبرت ھوك يشن عليك ھجوما قاسيا‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬نعم‪ ،‬وكان وقتھا رئيسا للجمعية الملكية‪ ،‬ويعتبر نفسه‬ ‫خبيرا في البصريات‪ ،‬وقد أثارت طريقته المتعالية في مراجعة‬ ‫نشرتي غضبي الشديد‪.‬‬ ‫البد وأن ھذا قد حصل‪ ،‬فحضرتك ال تقبل أي انتقادات على‬ ‫أعمالك‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬طبعا وما الذي تظنه‪ ،‬فما إن مر عام على تقديمي لنشرتي‬ ‫تلك حتى كنت قد ضقت ذرعا من تبادل اآلراء والنقاشات‪،‬‬ ‫وأصبت بالضجر الشديد مما جعلني أقطع صالتي كلھا وأعيش‬ ‫في عزلة فعلية‪!.‬‬ ‫ما رأيك أن تخبرنا قليال عن خالفاتك مع ھوك ؟‬ ‫نيوتن‪ :‬ال بأس رغم أن ھذا يثيرني جدا‪ ،‬لقد كانت خالفاتنا تتركز‬ ‫على طبيعة الضوء فقد طغى عليھا جدل دار حول اكتشاف حساب‬ ‫التفاضل والتكامل الذي بدا في عام ‪ 1684‬عندما نشر غ‪ .‬و‪.‬‬ ‫ليبنتز بحثه في ھذا الموضوع‪ ،‬لكني أعترف أن تأخري في نشر‬ ‫أبحاثي في ھذا الحساب حتى عام ‪ ،1704‬ھو السبب في اختالط‬ ‫األمور حول من له الفضل في ھذا االكتشاف‪ ،‬وحتى إلى ما بعد‬ ‫ھذا التاريخ‪.‬‬ ‫لقد حدث جدل كثير على ھذا األمر‪ ،‬وأشعر برغبة بالضحك‬ ‫عندما أتصور الطريقة التي كنتم تتجادلون فيھا وقتھا‪ ،‬سامحني‬ ‫على ذلك‪.‬‬ ‫لن نخوض في تفاصيل ھذا الجدل‪ ،‬لذا سننتقل للحديث عن‬ ‫انجازاتك في الضوء والرياضيات وغيرھا‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬ھذا أفضل؛ فالعودة للحديث عن تلك األمور لن يفيد في‬ ‫شيء إلى في زيادة طول ھذه المقابلة‪.‬‬ ‫كنت قد حققت أھم اكتشافاتي في الضوء والرياضيات في أواسط‬ ‫الثمانينات من القرن السابع عشر‪ ،‬لكن وفيما نشرات قليلة في‬ ‫البصريات‪ ،‬لم أنشر إلى القليل من أعمالي ال سيما قانوني في‬ ‫الجاذبية‪.‬‬ ‫ولقد كان لعالقاتي‬ ‫المتوترة مع العديد من‬ ‫أعضاء الجمعية الملكية‬ ‫أثرھا في جعلي بين‬ ‫الحين واآلخر أشمئز‬ ‫من العلم!!‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(68‬‬

‫حساسيتك مفرطة اتجاه ھذا األمر‪ ،‬ولكن لوالھا لما كان ألھم‬ ‫أعمالك "المبادئ" أن يكتب أبدا‪ ،‬حدثنا عن ھذه القصة‬ ‫باختصار لو سمحت‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬أعتقد أنك على صواب‪ ،‬فقد حدث وأن ادعى خصمي‬ ‫القديم "روبرت ھوك" بأن من الممكن تفسير حركات الكواكب‬ ‫بقانون التربيع العكسي للجاذبية‪ ،‬وألنه كان غير قادر على إثبات‬ ‫نظريته‪ ،‬فما كان من ادموند ھالي صديقي العزيز إال ان طرح‬ ‫علي المسألة‪ ،‬وسألني عن الكيفية التي تتحرك بھا الكواكب إذا‬ ‫كانت قوة التجاذب بينھا وبين الشمس تتناقص متناسبة تناسبا‬ ‫عكسيا مع مربع أبعادھا عن الشمس؟‬ ‫فأجبته بأن الكواكب يجب أن تسير في مدارات اھليليجية أو قطوع‬ ‫ناقصة‪.‬‬ ‫وعندما سألني ھالي عن بعدئذ لماذا اعتقد أنھا تتحرك على ھذا‬ ‫النحو‪ ،‬أجبته بأنني قد َح َسبت مداراتھا‪.‬‬

‫تأخر نشر الكتاب كل ھذا الوقت‪ ،‬أنني رفضت نشره قبل وفاة‬ ‫ھوك والتي كانت في العام ‪.1703‬‬ ‫لقد انتخبت رئيسا للجمعية الملكية خلفا له‪ ،‬وبقيت تشغل ھذا‬ ‫المنصب حتى وفاتك‪ ،‬ھل شغلت مناصب أخرى خالف ذلك ؟‬ ‫نيوتن‪ :‬أجل وكان ذلك في العام ‪ ،1689‬حيث انتخبت عضوا في‬ ‫البرلمان‪ ،‬ولكنني ال أذكر خالل السنوات العدة التي قضيتھا في‬ ‫عضويتي ھذه أنني قد طلبت الكالم أبدا‪ ،‬إال مرة واحدة طالبت‬ ‫فيھا بإغالق نافذة كانت مفتوحة!!‬ ‫وماذا عن دار سك النقود ؟‬ ‫نيوتن‪ :‬تسلمت ھذا المنصب في عام ‪ ،1696‬حيث عينت مراقبا‬ ‫لھا‪ ،‬وبعد ثالث سنوات من ذلك تسلمت منصب الرئيس األعلى‬ ‫للدار‪ ،‬ومع أني قد حافظت على انتسابي المھني للجامعة حتى‬ ‫العام ‪ ،1701‬إلى أن تعيني في الدار أنھى عمليا كل مھامي‬ ‫األكاديمية‪ ،‬نظرا النتقالي إلى لندن لتسلم واجباتي الرسمية‪.‬‬

‫وھكذا كان لمطالبة ھالي لك ببرھنة نظريتك سببا في أن تبدأ‬ ‫بتأليف أھم كتبك‪.‬‬

‫أعتقد أننا قد بدأنا في‬ ‫دخول المراحل األخيرة‬ ‫المقابلة‪،‬‬ ‫ھذه‬ ‫من‬ ‫وأستھلھا بالسؤال عن‬ ‫األلقاب والھبات الكثيرة‬ ‫التي منحت لك‪.‬‬

‫نيوتن‪ :‬لقد أخذ انجازه قرابة ‪ 18‬شھراً‪ ،‬ثن نشرته على نفقة ھالي‪.‬‬

‫نيوتن‪ :‬لقد كانت البداية‬ ‫بأن رفعت إلى رتبة فارس‬ ‫من قبل الملكة "آن" عام‬ ‫‪ ،1705‬وكان ھذا الشرف‬ ‫عظيما جدا نظرا أنه لم‬ ‫يمنح لعالم من قبل قط‪،‬‬ ‫كما تلقيت دخال ثابتا من‬ ‫وجيه زائر‪ ،‬أشرف على‬ ‫نشر كتابي "البصريات"‬ ‫وطبعتين متتاليتين لكتاب‬ ‫المبادئ‪.‬‬

‫نيوتن‪ :‬صحيح؛ فقد قمت بتأليف كتاب "المبادئ الرياضية في‬ ‫الفلسفة الطبيعية"‪ ،‬وشرحت فيه نظريتي عن الجاذبية‪ ،‬كما‬ ‫شرحت فيه كذلك قوانين الحركة الثالثة التي كنت قد صغتھا‪.‬‬ ‫كم استغرقت في انجازه ؟‬ ‫لقد كان انجازا رائعا‪ ،‬وأعظم ما كتب من األعمال العلمية وأشدھا‬ ‫تأثيرا على اإلطالق‪ ،‬رغم أنه كان على شكل سلسلة من‬ ‫البديھيات والبراھين المصاغة بكلمات مكثفة جدا‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬معك كل الحق‪ ،‬كان لكتابي ھذا الفضل في اكتسابي لشھرة‬ ‫عالمية‪ ،‬ضمنت لي مكانة مرموقة في المجتمع العلمي‪.‬‬ ‫ضيفي العزيز‪ ،‬يقال "لكل عالم ھفوة"‪ ..‬فھل يضايقك لو تحدثنا‬ ‫عن ھفوتك تلك ؟‬ ‫نيوتن‪ :‬ال مانع من ذلك رغم أن ھذا األمر محرج لي بعض‬ ‫الشيء؛ فبعد أن أصبحت رمزا حيا لعصر العقل‪ ،‬سرعان ما‬ ‫ضللت عن طريق العلم‪ ،‬وبدأت أبذل مجھودا ال طائل منه لكي‬ ‫أثبت كيف يمكن للمعادن الخسيسة أن تتحول ذھبا!! وبعد األمور‬ ‫األخرى المتعلقة بدراسة الكتاب المقدس ال أر داعيا لذكرھا ھنا‪.‬‬ ‫على راحتك ضيفي العزيز‪ ،‬ال بأس‪ ،‬فما زال لدينا بعض األمور‬ ‫المھمة التي يجب أن نتحدث بھا؛ لذلك سننتقل إلى العام ‪1692‬‬ ‫مال الذي أصابك في ھذا العام؟‬ ‫نيوتن‪ :‬لقد أصبت بانھيار عصبي ربما كان ناشئا عن اإلجھاد‬ ‫ليس إال‪ ،‬ولكنه أجبرني على ترك العمل قرابة العامين رغم أني‬ ‫قد شفيت من المرض تماما‪.‬‬ ‫ال ضير من ذلك‪ ،‬خاصة وأن بحوثك العلمية قد توجت بخاتمة‬ ‫بارزة‪.‬‬ ‫نيوتن‪ :‬كان ھذا نتاج مجھود عظيم بذلته خالل العقدين التاليين‬ ‫لجمع األدلة والقرائن على نظرية الضوء التي ظھرت بعنوانھا‬ ‫المشھور "البصريات"‪ Opticks‬عام ‪ ،1704‬وكان السبب في‬

‫لم تتوقف ھذه الھبات عند ھذا الحد فلقد استمرت في أثناء حياتك‬ ‫وذلك بالتفاف الجماھير حولك ومحاولة التقرب منك‪ ،‬وكذلك بعد‬ ‫مماتك الذي كان في عام ‪ 1727‬عن عمر ‪ 84‬عاما‪ ،‬حيث منحت‬ ‫الشرف العظيم بأن يسجى جثمانك في نعش مكشوف حمله اللورد‬ ‫قاضي القضاة‪ ،‬واثنان بلقب دوق‪ ،‬وثالثة بلقب أيريل‪ ،‬وكان ذلك‬ ‫شأنا عظيما في تلك األيام‪.‬‬ ‫كما أن نصبك التذكاري قد احتل مكانا منع عن أعظم األشراف‬ ‫من قبل‪.‬‬ ‫وختاما أعزائي أقول‪ ...‬لقد خلف نيوتن للعلم الحديث إرثا لم‬ ‫يضاھيه في احد سوى عمل انيشتاين‪ ،‬بل إن من المنصف أن‬ ‫نقول أن أفكار نيوتن كانت في زمنھا أكثر ثورية مما كانت عليھا‬ ‫أفكار اينشتاين في أثناء حياته‪.‬‬ ‫وھكذا نصل إلى نھاية حلقتنا لھذا اليوم‪ ،‬والتي أتمنى ان تكون‬ ‫أسعدتكم وزودتكم بالمعلومات الوافية حول ضيف ھذا اللقاء‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(69‬‬

‫كتاب ننصحك بقراءته‬

‫الكــــون األنيــق ‪ ‬‬ ‫‪ ‬‬

‫كتاب يتناول الحديث عن نظرية األوتار الفائقة‪.‬‬ ‫ولكن يقدمه ھذه المرة أشھر فيزيائيي ھذه النظرية في العالم ‪ ..‬وھو عالم الفيزياء األمريكي‬ ‫بريان غرين ‪Brian Greene‬‬ ‫حيث يستھل الكتاب بشرح للنظريتين النسبية ومكانيك الكم‪ ،‬ويقدم األفكار األساسية والتطلعات المستقبلية لنظرية‬ ‫األوتار بلغة بسيطة وأنيقة‪..‬‬ ‫حاز ھذا الكتاب على جائزة افينتز "‪ "Avrntis Prize‬لعام ‪ ،2000‬وھي وفقا لـ ‪ BBC‬أھم جائزة علمية‬ ‫تخصص لكتاب علمي‪.‬‬ ‫كما حطم الكتاب كثيرا من األرقام القياسية في المبيعات‪ ،‬وقد شعر الكثير من قرائه غير‬ ‫المتخصصين إنھم غدوا أقرب منھم في أي وقت مضى إلى فھم كيفية‬ ‫عمل الكون من حولنا‪.‬‬ ‫رحلة ممتعة ومفيدة نتمناھا لكم في ربوع‬ ‫ھذا الكتاب القيم‪.‬‬

‫مجموعة مميزة من الكتب اخترناھا لكم من مساھمات األعضاء في‬ ‫قسم مكتبة الكتب‬ ‫جھاز التصوير باألمواج فوق الصوتية من األلف للياء‬ ‫تأليف الدكتور رضوان ظاظا‬ ‫لتحميل الكتاب‬ http://www.mediafire.com/?wnifynnqzjj

9.5MB

Mad About Modern Physics F. Potter, C. Jargodzki ‫لتحميل الكتاب‬ http://www.mediafire.com/?ydlz4hnwlkn

3.3MB

An Introduction to the Science of Cosmology D. Raine, E. Thomas ‫لتحميل الكتاب‬ httphttp://www.mediafire.com/?mjtkqrkmhfy

1.85MB

Nanotechnology Demystified LINDA WILLIAMS DR. WADE ADAMS ‫لتحميل الكتاب‬ http://www.mediafire.com/?2znalyyixzn

3.6MB

(71) ‫صفحة‬

www.hazemsakeek.com/vb

‫ تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬2010 ‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن‬

‫نصائح فيزيائية‬ ‫بقلم‪ :‬تمام دخان المراقب العام لمنتدى الفيزياء التعليمي‬ ‫‪ -1‬تنصحك الفيزياء عند نزولك من حافلة متحركة بأن تنزل ووجھك إلى األمام وبجھة‬ ‫حركة الحافلة‪ ،‬حيث أن نزولنا بعكس حركة الحافلة ووجھنا للخلف يقلل من سرعتنا إال‬ ‫أن األمر يصبح أكثر خطورة‪ ،‬فعند وصول أقدامنا إلى األرض تصبح ساكنة والقسم‬ ‫العلوي من جسمنا ال يزال متحركا بسرعة الحافلة األمر الذي يؤدي إلى سقوطنا إلى‬ ‫الوراء‪ ،‬أما في حالة نزولنا بجھة حركة الحافلة فھو أمر اعتدنا عليه في الحياة اليومية‬ ‫من جراء المشي فنستدرك القدم األولى بالثانية إلى األمام‪ .‬طبعا المحترفين والمتمرسين‬ ‫يستطيعون النزول بحيث يكون وجھھم إلى األمام وحركتھم بعكس حركة الحافلة فيكون‬ ‫بذلك قد خفف من سرعته وكان نزوله أكثر أمانا وسھولة‪ ،‬أنصحك بعدم فعلھا إن لم تكن‬ ‫خبيرا‪...‬‬ ‫‪ -2‬تنصحك الفيزياء بعدم قذف أي جسم مادي على سيارة مسرعة وذلك ألن مفعولھا‬ ‫سيتحول إلى مفعول قذيفة قد تؤذي السيارة وسائقھا‪ ،‬حيث تضاف سرعة السيارة إلى‬ ‫سرعة الجسم المقذوف رافعة بذلك طاقتھا الحركية إلى قيمة عظمى ومسببة التشوه في‬ ‫السيارة‪ ،‬وھذا ما حدث فعال عندما رحب فالحو إحدى القرى القوقازية بسيارات‬ ‫المتسابقين المارة بقربھم وذلك عن طريق رميھا بالبطيخ والتفاح فرحا بھم‪ ،‬إال أن‬ ‫البطيخ والتفاح عمل على تشويه السيارات وإصابة المتسابقين بجروح خطيرة‪.‬‬ ‫‪ -3‬تنصحك الفيزياء لمعرفة وزنك بدقة وأنت واقف على الميزان‪ ،‬بأن ال تتحرك أبدا‪،‬‬ ‫ألن أي تحرك سيؤثر في مؤشر الميزان‪ ،‬فمثال إذا انحنيت فسيقل وزنك ألن عضالتك‬ ‫التي تحني القسم العلوي من جسمك ھي نفسھا التي تعمل على رفع القسم السفلي إلى‬ ‫األعلى‪ ،‬وعند انتصاب جسمك مرة أخرى تعمل العضالت على دفع القسم السفلي إلى‬ ‫األسفل وزيادة الضغط على قاعدة الميزان‪ ،‬حتى حركة اليد تؤثر في الموازين الحساسة‬ ‫وھكذا‪....‬‬ ‫‪ -4‬تنصحك الفيزياء بأن ال تظن خطأ بأن الجاذبية تزداد كلما اقتربنا من مركز األرض‪،‬‬ ‫بل تكون في أوجھا وھي على سطح األرض‪ ،‬وذلك ألن جاذبية األرض تصدر عن كتلة‬ ‫األرض كاملة وبالتالي كلما دخلنا إلى باطن األرض كلما قلت الكتلة المساھمة في‬ ‫الجاذبية وبالتالي تقل الجاذبية‪ ،‬عدا عن تعرضنا لقوة جذب من األعلى بتأثير الكتلة‬ ‫العليا‪ ،‬وھكذا حتى الوصول إلى مركز األرض حيث يفقد الجسم وزنه بسبب تساوي تأثير‬ ‫الجاذبية عليه من مختلف الجھات‪.‬‬ ‫‪ -5‬تنصحك الفيزياء لمعرفة وزن جسم ما على ميزان غير مضبوط )عاطل(‪ ،‬بأن تضع‬ ‫الجسم المراد وزنه في إحدى الكفتين وفي الكفة األخرى أي مادة )رمل‪ ،‬تراب‪،‬‬ ‫معدن‪ (....،‬ثم نرفع الجسم المراد معرفة وزنه ونضع سنجات الميزان حتى يتوازن‬ ‫فيكون وزن الجسم ھو وزن السنجات‪ ،‬و يمكن تطبيق نفس الفكرة على الميزان‬ ‫الزنبركي‪ ،‬و تسمى ھذه الطريقة بــ )الوزن باالستبدال(‪.‬‬ ‫‪ -6‬تنصحك الفيزياء بالجلوس على كرسي فيه بعض االنحناء أو أن تنام على فراش‬ ‫بحيث يالمس أغلب أجزاء جسمك من رأسك إلى قدمك‪ ،‬ألن ذلك سيؤمن لك الراحة‬ ‫التامة‪ ،‬حيث يتوزع ثقل جسمك على أكبر مساحة ممكنة مما يقلل من ضغط جسمك على‬ ‫الكرسي أو على الفراش )قارن ذلك مع كرسي و فراش مستويين تماما(‪ .‬وھذا ھو نفس‬ ‫المبدأ الذي يجعل العب السيرك ينام على فراش من المسامير دون أي أذى )توزيع‬ ‫ضغط جسمه على كافة المسامير(‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(72‬‬

‫مجموعة متنوعة من البرامج المفيدة للمستخدم تقدمھا لكم‬ ‫مشرفة منتدى صيانة الكمبيوتر‬ ‫ندوشش‬ ‫برامج الكـودك وتشغيل األفــالم ‪K-Lite Codec 5.6.6‬‬ ‫برنامج الكودك وتشغيل األفالم األشھر علي اإلطالق برنامج يتيح لك التعامل مع كافة‬ ‫ملفات الميديا ومختلف أنواعھا وامتداداتھا ومن أشھر االمتدادات التي يدعمھا‬ ‫‪.Avi.Wmv.DivX, Xvid, MPEG-4, H.264/AVC, MPEG-2, FLV‬‬ ‫وأيضا الصيغ الشھيرة لـ‪ Rmvb.Ra.Rm ,‬ويدعم أيضا الملفات الصوتية بكافة‬ ‫امتداداتھا مثل‪ Mp2.Mp3.Rm.Wav‬كما يدعم أيضا صيغ تشغيل الصور مثل‬ ‫‪ .Jpeg.Bmb .‬البرنامج يعتبر من أھم وأفضل البرامج في ھذا المجال‪.‬‬ ‫لتحميل البرنامج من ھنا‬ ‫‪http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=20169‬‬

‫حجم البرنامج ‪14.64MB‬‬

‫االشھر عالميا للتحميل ‪Internet Download Manager v5.15‬‬ ‫عمالق مدير تحميل الملفات األسرع واألقوى في وقتنا الحاضر وحيث انه في ھذه‬ ‫النسخة الجديدة يساعد في التنزيل من بروتوكول ‪ mms‬بسرعة عاليه جداً ھذا ومن‬ ‫تجربتي تصل سرعة التحميل ‪ 150 KB‬في الثانية يقوم بتحميل الملفات من عدة‬ ‫سيرفرات‪.‬‬ ‫لتحميل البرنامج من ھنا‬ ‫‪http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=12541‬‬

‫حجم البرنامج ‪2.95MB‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(73‬‬

‫متصفح اإلنترنت الفيرفوكس من موزيال‬ ‫متصفح أكثر من رائع غني عن التعريف بعد الشھرة التي حصل عليھا‪ .‬يتميز بسرعة‬ ‫بالتصفح‪ ،‬كما انه يحتوي على مميزات مثل تنظيم الصفحات على شكل تابز في أعلى‬ ‫الصفحة وحماية اكبر وأيضا دعم ميزة األخبار الفورية ‪ RSS‬وموجود فيه أيضا‬ ‫إضافات الـ ‪ Plugins‬اللي تعطيك عالم كامل من اإلضافات مثل الحالة الجوية وبرامج‬ ‫إدارة التحميل المرفقة طبعا غير األلوان والثيمز اللي فيه‪ ،‬وھو متوافق مع كل‬ ‫إصدارات الوندوز‪.‬‬ ‫للتحميل من ھنا‬ ‫‪http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=10979‬‬

‫حجم البرنامج ‪7.8MB‬‬

‫أسترجع ملفاتك بكل سھولة مع العمالق‪Recuva 1.32‬‬ ‫مع صغر حجم ھذا البرنامج ‪ Recuva‬الرائع إال انه يستطيع القيام بعمل ممتاز وكبير‬ ‫كم مرة فقدنا ملفات حذفناھا عن طريق الخطأ؟ كم مرة حدث وان فرمتنا الجھاز ونسينا‬ ‫بان ملفاتنا كانت ضمن القرص الذي تم فرمتته؟ كم مرة فقدنا بيانات ھامة من ذاكرة‬ ‫الفالش خاصتنا؟ كثير منا يتساءل ھل من الممكن فعال استعادة ما تم حذفه أو فقدانه عن‬ ‫طريق الفورمات؟ نعم فكثير من البرامج مع تقدم التكنولوجيا أصبحت تھتم بھذه‬ ‫المشكلة واستعادة ملف محذوف أصبح بالعملية السھلة ‪ ..‬برنامج مجاني وھو تابع‬ ‫لشركة ‪ CCleaner‬الشھيرة في مجال تنظيف مخلفات الجھاز‬ ‫لتحميل البرنامج من ھنا‬ ‫‪http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=18828‬‬

‫حجم البرنامج ‪3.57 MB‬‬

‫عمالق الترجمة و القاموس األضخم عالميا ً ‪Babylon‬‬ ‫من ميزات ھذا البرنامج‪:‬‬ ‫سرعة التحميل والتثبيت وسھولة الترجمة باستخدام ھذا القاموس ‪ -‬تستطيع ترجمة‬ ‫الكلمات والعبارات بالنقر عليھا‪ .‬الترجمة من و إلى ‪ 75‬لغة‪ .‬ترجمة صفحات اإلنترنت‬ ‫بنقرة واحدة‪ .‬ترجمة ملفات الـ ‪ Word‬و الـ ‪ PDF‬بنقرة واحدة‪ .‬يضم أضخم و أدق‬ ‫القواميس والمراجع العالمية مثل ‪- Britannica, OXFORD, Langenscheidt,‬‬ ‫‪.Wikipedia‬‬ ‫لتحميل البرنامج من ھنا‬ ‫‪http://www.hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=18621‬‬

‫حجم البرنامج ‪7.86 MB‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(74‬‬

‫موقع شامل غني بمحاضرات الفيديو‪ ،‬في مختلف المجاالت العلمية مثل البيولوجيا والفيزياء والكيمياء والرياضيات وعلوم‬ ‫الكمبيوتر والھندسة والطب واإلدارة والمحاسبة‪ ،‬وطب األسنان‪ ،‬الخ‪ .‬المحاضرات مجانية‬

‫‪/http://www.learnerstv.com‬‬

‫موقع جميل لمشاھدة فيديو مباشر عن الفضاء‬ ‫و ھو تابع لناسا‪...‬‬

‫‪http://www.nasa.gov/home/index.html‬‬

‫موقع متخصص في تجارب المحاكاة التفاعلية يشرح العديد من الظواھر العملية في مختلف التخصصات‬

‫‪http://phet.colorado.edu/simulations/index.php‬‬

‫الموقع ھو موسوعة باللغة العربية يساھم فيھا جميع القراء العرب المتخصصين والمھتمين في مجال تقنية النانو فيجد فيه‬ ‫الباحث والمھتم كل ما يريد أن يعرف عن تقنية النانو وباللغة العربية‬

‫‪www.nano4arab.com‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪ ‬‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(75‬‬

‫استخدام برنامج اإلكسيل‬ ‫الدرس الثاني‪ :‬التعامل مع الصيغ الرياضية‬ ‫د‪ /.‬حازم فالح سكيك‬ ‫يصنف برنامج اإلكسيل ضمن البرامج الخاصة بالجداول االلكترونية والذي يعد من أفضلھم بل وأكثرھم شھرة‪ ،‬وكل ما تعمقت في استخدام‬ ‫البرنامج وازدادت خبرتك أكثر كلما اكتشفت اإلمكانيات الھائلة التي يحتويھا ھذا البرنامج‪ .‬قد يتساءل القارئ لماذا احتاج برنامج اإلكس يل؟‬ ‫واإلجابة كل من يتعامل باألرقام يحتاج الستخدام برنامج اإلكسيل وإذا فعل فإنه ال يمك ن أن يس تغني عن ه‪ .‬وم ن من ا ال يس تخدم األرق ام ف ي‬ ‫حياته سوا ًء على الص عيد الشخص ي أو الص عيد المھن ي‪ ،‬فنحت اج األرق ام لوص ف األش ياء مث ل االتص ال باألص دقاء م ن خ الل رق م التلف ون‬ ‫وتعامالتنا المالية اليومية تعتمد على األرقام واتخاذنا للقرارات يعتمد على األرقام وتقيمنا ألعمالن ا يعتم د عل ى األرق ام‪ ،‬إذا الك ل يحت اج إل ى‬ ‫برنامج اإلكسيل ألنه يتكيف مع كل األعمال‪ .‬وال أريد ھنا سرد اإلمكانيات التي يحتويھا برنامج اإلكسيل الن ذلك سوف يقلل م ن ش أنه فك ل‬ ‫شخص يمكن ان يكيف البرنامج النجاز أعماله اليومية بالمھارات التي سيكتسبھا من خالل ھذه الدروس‪ ،‬ل ذا س نتناول ف ي البداي ة المھ ارات‬ ‫األساسية للبرنامج ونشرحھا معتمدين على األمثلة المحلولة والتمارين‪.‬‬ ‫تعلمنا في الدرس السابق من دروس استخدام برنامج اإلكسيل العديد من المھارات ح ول تش غيل برن امج اإلكس يل وش رحنا المقص ود بمس تند‬ ‫العمل وورقة العم ل ومكون ات ك الً منھم ا‪ ،‬ھ ذا باإلض افة إل ى إدخ ال بع ض البيان ات والنص وص وإج راء بع ض العملي ات الحس ابية بھ دف‬ ‫التعرف على بعض إمكانيات برنامج اإلكسيل‪ .‬ولكن قبل ان نبدأ في استخدام ھذا البرنامج في التطبيقات العملية فإننا نحتاج إل ى المزي د م ن‬ ‫التعرف أكثر على الطريقة التي يتعامل بھا اإلكسيل بالبيانات المدخلة‪ .‬لذا سوف نقوم في الدرس الثاني بالتعامل مع الصيغ الرياضية‪.‬‬ ‫ما ھو المقصود بالصيغ الرياضية؟‬ ‫علمن ا ان ورق ة العم ل الت ي يوفرھ ا لن ا برن امج‬ ‫اإلكس يل مكون ة م ن خالي ا موزع ة ف ي ش كل‬ ‫ص فوف وأعم دة‪ ،‬تق اطع األعم دة م ع الص فوف‬ ‫يكون الخلية ‪ ,Cell‬وبھذا يصبح لكل خلية عن وان‬ ‫محدد مكونا ً من رمز العمود ورقم الصف ويظھر‬ ‫في المكان المخصص )مرجع الخلية( عل ى ورق ة‬ ‫العمل‪ . .‬وفي الشكل أدناه فإن الخلي ة المح ددة ھ ي‬ ‫الخلية ‪ .C7‬تشكل ھ ذه الخالي ا العنص ر الرئيس ي‬ ‫لورقة العمل وھ ي الت ي س وف نس تخدمھا إلدخ ال‬ ‫بياناتنا سوا ًء كانت نصية أو رقمية‪ ،‬وھنا يجب أن نعلم ان ھناك نوعان من البيانات يمكن إدخالھا في ورقة العمل‪:‬‬ ‫النوع األول القيم الثابتة وھي البيانات التي تكتبھا مباشرة في الخلية؛ قد تكون قيمة رقمية بم ا ف ي ذل ك تاريخ اً‪ ،‬أو وقت اً‪ ،‬أو عمل ة نقدي ة‪ ،‬أو‬ ‫نسبة مئوية‪ ،‬أو كسراً‪ ،‬أو قد تكون نصا ً‪ .‬والقيم الثابتة ال تتغير إال إذا قمت بتحديد الخلية وتحرير القيمة بنفسك‪.‬‬ ‫النوع الثاني الصيغ الرياضية وھي سلسلة من القيم‪ ،‬أو المعادالت الرياض ية أو داالت رياض ية تن تج قيم ة جدي دة انطالق ا ً م ن ق يم موج ودة‪.‬‬ ‫وتبدأ الصيغة في برنامج االكسيل بإدخال عالمة =‪ .‬يمكن ألية قيمة ناتجة عن صيغة أن تتغير عندما تتغير قيم أخرى في ورقة العمل‪.‬‬ ‫مثال توضيحي‬ ‫لنفرض انك قمت بإدخال قائمة المشتريات التي قمت بھا اليوم‪ ،‬تحتوي قائمة المشتريات على اسم السلعة والكمية التي اشتريتھا منھا وثمن‬ ‫الوحدة والثمن الكلي‪.‬‬ ‫الحظ ھنا ان القيم الثابتة ممثلة في اسم السلعة والكمية وثمن الوحدة ويمكن إدخالھا كقيم ثابتة في جدول االكسيل‪ ،‬بينما يعتبر الثمن الكلي‬ ‫ھو صيغة رياضية تنتج عن حاصل ضرب سعر الوحدة في العدد الذي اشتريته منھا‪.‬‬ ‫وفي النھاية تحتاج ان إلى ان تحسب إجمالي المشتريات والمبلغ الكلي المدفوع لكل المشتريات‪ ،‬وھنا تطلب من برنامج اإلكسيل في احد‬ ‫تلك الخاليا ان يقوم بحساب مجموع تلك المشتريات فال بد من استخدام الصيغة الرياضية التي تخبر فيھا اإلكسيل انك تريد منه ان يظھر لك‬ ‫في خلية محددة حاصل جمع أثمان السلع التي قمت بشرائھا‪ ،‬وسوف تظھر لك في تلك الخلية حاصل الجمع بعد إتمام كتابة الصيغة فإذا ما‬ ‫قمت بتغيير ثمن احد تلك السلع أو إضافة سلع جديدة فإن الخلية التي تحتوي على الصيغة سوف تجدد نفسھا تلقائيا ً حسب القيمة التي‬ ‫أضفتھا‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(77‬‬

‫الصيغة الرياضية التي يجب ان تكون في كل خلية تحسب قيمة الثمن الكلي ھي موضحة في الشكل التالي‪:‬‬

‫عزيزي القارئ البد وأنك اآلن قد توصلت لسبب تصنيف برنامج اإلكسيل ببرنامج الجداول االلكتروني ة‪ ،‬فھ و ل يس ج دول ع ادي يظھ ر ل ك‬ ‫البيانات بشكل منظم ومرتب فحسب وإنما يقوم بالتعامل مع األرقام حسب ما تريد ويظھر لك النتائج بسرعة ويسر‪.‬‬ ‫قد يبدو ان ما سبق شرحه معقداً بعض الشيء ولكن ھذا التعقيد سيزول بعد ش رح المث ال الت الي‪ ،‬ل ذا ق م بتش غيل جھ ازك ونف ذ المطل وب م ن‬ ‫المثال خطوة بخطوة‪.‬‬ ‫مثال‬ ‫سنقوم بالتدريب على كتابة الصيغ الرياضية من خالل المثال التالي‪:‬‬ ‫)‪ (1‬قم بإدخال البيانات الموضحة في الشكل التالي على ورقة عمل جديدة‪.‬‬

‫الحظ ان الخلية ‪ D1‬ھي الخلية المحددة وسنستخدمھا إلظھار حاصل جمع البيانات في الخاليا الثالثة أعاله‪.‬‬ ‫)‪ (2‬اطبع إشارة = إلعالم برنامج إكسيل اننا نريد منه القيام بإدخال صيغة رياضية ثم نقوم بإدخال الصيغة المطلوبة وھي‬ ‫‪=A1+B1+C1‬‬

‫بمجرد ان تطبع إشارة = اطبع رمز الخلية األول وھو ‪ A1‬ثم اضغط على اشارة الجمع ‪ +‬وأطبع رمز الخلية الثاني وھكذا كما ھو موضح‬ ‫في شريط الصيغ في الشكل أعاله‪.‬‬ ‫سيقوم برنامج اإلكسيل بتمييز الخلية التي أدخلت رمزھا بإطار بلون مميز ھو نفس لون رمز الخلية الذي يظھر في شريط الصيغ‪.‬‬ ‫الصيغة الرياضية التي تبدأ بإشارة = تخبر برنامج اإلكسيل ان يق وم بتطبيقھ ا عل ى محتوي ات ك ل خلي ة م ن الخالي ا المتض من ف ي الص يغة‪،‬‬ ‫لذلك إذا وجد اسم أو نص مكان الرقم في صيغة الجمع فإن ناتج العملي ة س تكون غي ر مع رف ل ذلك تأك د م ن أن محتوي ات الخلي ة الت ي تري د‬ ‫تطبيق الصيغة عليھا تحتوي على أرقام‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(78‬‬

‫)‪ (3‬اضغط على مفتاح اإلدخال ‪ Enter‬أو انقر بزر الماوس على إشارة )√( في شريط الصيغ فتظھر نتيجة الصيغة في داخل الخلية ‪.D1‬‬

‫عند وضع مؤشر الماوس على الخلية ‪ D1‬فيظھر مباشرة لك صيغة المعادلة التي طبعتھا والتي بنا ًء عليھا قام برنامج اإلكسيل بحساب‬ ‫القيمة الناتجة في الخلية ‪.D1‬‬ ‫)‪ (4‬قم اآلن بتغيير أي قيمة من القيم الموجودة في الخاليا المدخلة كما في الشكل التالي‬

‫بمجرد طباعة الرقم ‪ 99‬بدالً من الرقم السابق ‪ 23‬في الخلية ‪ A1‬والضغط على مفتاح اإلدخال ‪ Enter‬فإن الرقم الظاھر في الخلية ‪D1‬‬ ‫سيتغير‪.‬‬ ‫مثال‬ ‫في الجدول التالي حيث سنقوم بإجراء بعض العمليات الحسابية لتوضيح فكرة تنفيذ اكسيل للصيغ الرياضية‪.‬‬

‫المطلوب من ھذا المثال بعد إدخال البيانات أعاله ھو ان نقوم بإجراء عمليات حسابية مختلفة ونظھر نتائج تلك العمليات في العمود ‪D‬‬ ‫مقابل لكل صف من البيانات‪ .‬والعمليات الحسابية المطلوبة ھي‬ ‫‪= A1*B1+C1‬‬ ‫‪= A2+B2*C2‬‬ ‫‪= (A3*B3) *C3‬‬ ‫‪= (A4/B4)*C4‬‬ ‫بيانات الصف األول نريد ان نقوم بضرب محتويات الخلية ‪ A1‬في الخلية ‪ B1‬ونجمعھا مع محتويات الخلية ‪.C1‬‬ ‫ولعمل ذلك نقوم بالضغط على الخلية ‪ D1‬بمؤشر الماوس ثم ندخل إشارة الـ = إلعالم برنامج إكسيل إننا نريد منه القيام بادخال صيغة‬ ‫رياضية ثم نقوم بإدخال الصيغة المطلوبة وھي‬ ‫‪=A1*B1+C1‬‬ ‫ثم نضغط على مفتاح اإلدخال ‪ Enter‬فتظھر النتيجة في داخل الخلية ‪.D1‬‬

‫كرر نفس الطريقة مع إدخال الصيغ المطلوبة في المثال وستحصل على النتيجة التالية‪:‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(79‬‬

‫الحظ أن عملية الضرب والقسمة تنفذ أوال مھما كان ترتيبھا في الص يغة واس تخدام األق واس يعط ى األولوي ة لتنفي ذ العملي ة الحس ابية داخلھ ا‬ ‫أوالً‪.‬‬ ‫تمرين‬ ‫ف ي التم رين الت الي ق م بإدخ ال بيان ات الش راء لك ل م ن محم د‬ ‫وعلي حسب ما ھو مبين في الشكل التالي‬ ‫ق م بإيج اد المجم وع ب دون الض ريبة المض افة ‪ 17.5%‬ث م ق م‬ ‫بحس اب الض ريبة المض افة وأخي راً احس ب إجم الي المبل غ‬ ‫المطلوب للدفع‪.‬‬ ‫سنقوم بإيجاد المطلوب لـ "محمد" وعليك تطبيقه على "علي"‪.‬‬ ‫)‪ (1‬ف ي الخلي ة ‪ B10‬ق م بإدخ ال الص يغة التالي ة إليج اد‬ ‫المجموع بدون الضريبة‬ ‫‪=B4+B5+B6+B7+B8+B9‬‬ ‫)‪ (2‬اضغط على المفتاح ‪ Enter‬لتنفيذ الجمع‬ ‫)‪ (3‬في الخلية ‪ B11‬قم بحساب قيمة الضريبة المضافة من خالل الصيغة التالية‪:‬‬ ‫‪=B10*17.5%‬‬ ‫)‪ (4‬اضغط على المفتاح ‪ Enter‬للتنفيذ‬ ‫)‪ (5‬إليجاد قيمة المبلغ المطلوب قم في الخلية ‪ B12‬بجمع الخلية ‪ B10‬والخلية ‪B11‬‬ ‫‪=B10+B11‬‬ ‫مالحظ ة‪ :‬لتس ھيل عملي ة إدخ ال الص يغة‬ ‫الرياض ية يمكن ك طباع ة = ث م الض غط‬ ‫بالم اوس عل ى الخلي ة ‪ B10‬م ثال ب دال م ن‬ ‫طباعتھ ا‪ ،‬وبھ ذا ف إن علي ك فق ط طباع ة‬ ‫العملي ة الحس ابية والنق ر بالم اوس عل ى‬ ‫الخلية المطلوبة‪.‬‬ ‫الص يغ الت ي قم ت باس تخدامھا موض حة ف ي‬ ‫الشكل التوضيحي التالي حيث يظھر بجانب ك ل‬ ‫ص يغة المعادل ة المس تخدمة لحس اب القيم ة‬ ‫المطلوب ة‪ ،‬يمكن ك رؤي ة الص يغة والتأك د م ن‬ ‫ص حتھا عل ى جھ ازك الخ اص بتحدي د الخلي ة‬ ‫‪ B10‬فتظھر المعادلة في شريط الصيغ‪.‬‬ ‫مسألة‬ ‫)‪ (1‬قم بإنشاء مستند جديد‬ ‫)‪ (2‬اطبع الجدول التالي‪:‬‬ ‫)‪ (3‬أدخل الص يغة الت ي ستحس ب إجم الي المبيع ات ف ي الخلي ة‬ ‫‪ .C7‬وھي أن‬ ‫)إجمالي المبيعات = الكمية المباعة * سعر الوحدة( والصيغة تكون ‪=C5*C6‬‬ ‫)‪ (4‬احسب إجمالي المبيعات لكل األصناف‪.‬‬ ‫والى اللقاء في الدرس القادم إن شاء ﷲ‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(80‬‬

‫ابتكارات من شركة ابل ماك‬ ‫شركة أبل سوف توسع الفجوة التقنية بينھا وبين مثيالتھا في السنوات القادم وال سيما مع تلويحھا بتقنية البحث المتقدمة في أجھزتھا‬ ‫المستقبلية والتي سوف تطرحھا عن طريق شاشة لمس شفافة وھي عبارة عن جھاز كمبيوتر ولكنه يحتوي على إمكانيات خارقة‬ ‫ومذھلة سوف تذھل مستخدميه عن استخدامه للولھة األولى فبإمكانھا أن تفعل كل ما يفعله كل جھاز وھو مجھز بكاميرا وماسح ضوء‬ ‫وجھاز اتصال السلكي كما يحتوي على خرائط الجوجل وربما يكون جوجل ايرث البرنامج المشغل لتك الخرائط كما ھو متوقع مع كل تلك‬ ‫التقنيات ليس إال في تلك الشاشة الشفافة )الزجاجية(‪ .‬أن أروع ما سوف تقدمه تلك الشاشة الشفافة موضح في الصور التالية‪:‬‬ ‫كما توفر الشاشة أيضا مستقبل بحث اإلنترنت المتنقل والمرشد‬ ‫الداخلي‪ :‬يعمل في داخل المباني سوا ًء المطارات أو المحطات أو‬ ‫المستشفيات وما إلى ذلك‪.‬‬

‫الحظ في الصورة أعاله أنك بمجرد لمس البرج الظاھر على‬ ‫الشاشة يعطيك تفاصيل عنه والمثير في األمر تتيح لك الشاشة‬ ‫اختيار أي طابق فيه ليزود بالمعلومات عنه كما يمكن أن تعرف‬ ‫نوع موديل السيارة فقط بتوجيھك تلك الشاشة على سيارة ما أو‬ ‫إن تدخل اسم مطعم فيزودك بقائمة المأكوالت التي يوفرھا‬ ‫المطعم وسوف تقوم بتزويدك بالتفاصيل وكذلك يمكنك توجيھھا‬ ‫على الجسر وسوف تعطيك معلومات عنه مثل متى بني أو من‬ ‫بناه وھلم جرة‪.‬‬

‫كما توفر لك الترجمة الفورية التلقائية كما نرى أنه يحول من اللغة‬ ‫الالتينية إلى اللغة إنجليزية‬

‫وفي الصورة التالية الحظ كيف تقوم بالبحث في الصحف أو‬ ‫المجالت أو حتى الكتب فعندما تحدد كلمة ما في صفحة على‬ ‫الشاشة يقوم الجھاز بعرض معنى تلك الكلمة على الشاشة ‪.‬‬

‫اما ھذا التطبيق فھو أشبه بالخيال ھذه الصورة توضح لك التخطيط‬ ‫السماوي الذي يستخدمه الفلكيون لتحدية المجموعة النجمية مثل‬ ‫مجموعة الدب القطبي‪.‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(81‬‬

‫تحويھا تلك المأكوالت وسيكون المساعد األول لمن ھم ال‬ ‫ياكترثون بالتغذية الصحية‪.‬‬

‫يمكنك تسليط تلك الشاشة على اإلزھار لكي تبين لك نوعھا وحتى‬ ‫يمكنھا أن تبين لك أي اإلزھار الذي لم يكتمل إزھارھا بشكل‬ ‫حقيقي‪.‬‬ ‫معرفة تنبؤات الطقس القادمة ربما تكون مزوده بالجھاز‬

‫الصورة تستعرض القيم الغذائية لتك التفاحة وكم كمية الماء التي‬ ‫تحتويه أليس ذلك رائع‬ ‫تخيل أنك باستطاعتك استعراض مشھد ما كيف كان في الماضي‬ ‫مثل توجه الشاشة على مشھد ما وأنت في عام ‪ 2009‬مثالً يمكنك‬ ‫أنت تستعرض نفس المشھد ذلك عندما كان في عام ‪.2005‬‬

‫الصورة التالية توضح لك كيف أن ھذا الجھاز سوف يساعدك في‬ ‫الجانب الغذائي بشكل رھيب حيث يوضح لك القيم الغذائية التي‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(82‬‬

‫ھذه الصورة تستعرض لك الجانب الجغرافي وربما يمكنك جعل‬ ‫الجھاز يتزامن مع برنامج جوجل إيرث المتخصص في‬ ‫التضاريس الجغرافية لألرض والخرائط على وجه العموم‪.‬‬

‫انظر لذكاء االصطناعي لھذا الجھاز يمكنه التعرف على الھواتف‬ ‫النقالة فقط بتوجيه الشاشة عليھا وبعدھا يمكن االتصال و مزامنته‬ ‫بالھواتف عن طريق االتصال الالسلكي ونقل البيانات إليه تكون‬ ‫تلك البيانات المنقولة على شكل بصري ذو ثالث إبعاد وليس‬ ‫ثنائي كما قد استعرضت بعض الشركات سابقا ً‪.‬‬

‫القسم الثامن واألخير‪ :‬مستقبل البحث المتنقل‪-‬الحوار النصي‪-‬‬ ‫تقليص الفجوة بين ضعيفي السمع وبين محيطھم‪.‬‬

‫عند توجيه الشاشة إلى األشخاص المتحدثين تقوم الشاشة بقراءة‬ ‫حركة الفم للمتكلم فتحوله إلى كالم نصي ليتمكن ضعاف السمع‬ ‫من فھم الحديث‪.‬‬

‫ھذه النظارة ھي عبارة عن شكل آخر للجھاز ربما يستبدل تلك‬ ‫الشاشة الشفافة في وقت الحق ‪.‬‬

‫أن ھذه التقنية سوف تساھم في مساعدة شركات الديكور أو‬ ‫شركات بيع‪.‬‬

‫ھذه صورة جھاز آي فون يعتمد على ھذا المبدأ الذي يقوم عليه‬ ‫ذلك الجھاز الشاشة الشفافة‪.‬‬

‫ھذه الصورة تبين كيف أن البيانات تتبادل بين الجھاز كمبيوتر‬ ‫والھاتف النقال آي فون ‪IPhone‬‬

‫مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن منتدى الفيزياء التعليمي‬

‫‪www.hazemsakeek.com/vb‬‬

‫صفحة )‪(83‬‬

‫مدخل إلى ‪ C++‬وبرمجة ‪.NET‬‬ ‫إعداد ‪ – LORD :‬عضو لجنة اإلشراف العلمي في الموقع‬

‫اختصاص‪ :‬برمجة‪ ،‬اتصاالت‪ ،‬نظم إلكترونية‬

‫كما نعلم فإن لغات البرمجة في تطور مستمر‪ ،‬وتظھر من فترة إلى أخرى لغة برمجة جديدة لھا ميزات خاصة بھا‪ ،‬وھذا يدفع المبرمجين‬ ‫إلى االنتقال لھذه اللغة الجديدة‪ ،‬فمثالً لغات البرمجة ‪ C++, Visual Basic 6.0, Java‬كانت تعتبر من أقوى اللغات المستخدمة في‬ ‫تطوير البرامج ولكنھا أصبحت قديمة مع ظھور شيء أفضل أو على األقل أحدث وھي البيئة ‪ .NET‬التي قدتمھا وتدعمھا شركة‬ ‫مايكروسوفت في مجال ھندسة البرمجيات ‪.Software Engineering‬‬ ‫قبل الخوض في تفاصيل ھذه البيئة البرمجية الجديدة‪ ،‬من الجيد‬ ‫أخذ نظرة عامة عن بيئات البرمجية السابقة‪.‬‬ ‫• بيئة ‪ :C/Win32 API‬كان تطوير البرامج في بيئة ويندوز‬ ‫يعتمد بشكل رئيسي على لغة البرمجة ‪ C‬وترابطھا مع توابع‬ ‫ويندوز ‪.(Application Programming Interface (API‬‬ ‫أدى ھذا الترابط إلى تطوير مجموعة قوية من البرمجيات إال أن‬ ‫تطوير البرامج بھذه الطريقة ليس سھالً بل ويعتبر معقداً‪.‬‬ ‫إن لغة ‪ C‬تزود المبرمج بالقدرة على التحكم بكل شيء وھي ال‬ ‫تدير أي شيء بنفسھا‪ ،‬فالمبرمج مسؤول عن حجز الذاكرة‬ ‫المطلوبة وإدارتھا وتحريرھا عند االنتھاء منھا‪ .‬تعتمد ھذه اللغة‬ ‫بشكل رئيسي على السجالت ‪ Structures‬وال تطبق قواعد‬ ‫البرمجة غرضية التوجه ‪.Object-Oriented‬‬ ‫• بيئة ‪ :C++/MFC‬تعتبر لغة ‪ C++‬تطويراً للغة ‪ ،C‬ويمكننا‬ ‫النظر إليھا على أنّھا طبقة تدعم غرضية التوجه وتستند إلى الـ‬ ‫‪ ،C‬بھذا المفھوم نجد أن مبرمجي ‪ C++‬يستفيدون من مفاھيم‬ ‫غرضية التوجه مثل‪ :‬الوراثة ‪ ،Inheritance‬التغليف‬ ‫‪ ..... ،Polymorphism ،Encapsulation‬إال أنھم ما زالوا‬ ‫يعانون من مشاكل الـ ‪ C‬المتمثلة في إدارة الذاكرة يدوياً‪ ،‬كالتعامل‬ ‫مع المؤشرات‪.‬‬ ‫لكن وعلى الرغم من التعقيدات الموجودة في ‪ C++‬فإن عدة‬ ‫بيئات موجودة اليوم تعتمد عليھا‪ ،‬ونذكر منھا صفوف‬ ‫مايكروسوفت التأسيسية ‪Microsoft Foundation Classes‬‬ ‫‪ .((MFC‬تزود ھذه البيئة المبرمجين بالقدرة على تنفيذ توابع‬ ‫‪ API‬المغلفة ضمن صفوف ھذه البيئة‪ .‬مما سبق فإن مھمة‬ ‫‪ MFC‬ھي تغليف توابع ‪.API‬‬ ‫ً‬ ‫• ‪ :Visual Basic 6.0‬نظرا للصعوبات التي عانى منھا‬ ‫المبرمجون في عالم ‪ C++‬فقد انتقلوا إلى عالم أكثر لطافة وأقل‬ ‫صعوبات أال وھو عالم ‪ .Visual Basic‬اشتُھرت ھذه البيئة‬ ‫ألنھا قادرة على بناء واجھات معقدة‪ ،‬مكتبات كود ‪Code‬‬ ‫‪ Libraries‬مثل الـ ‪ ،COM‬التعامل مع المعطيات‪... ،‬‬ ‫على الرغم من كون ‪ VB 6.0‬تخفي تعقيدات ‪ API‬بشكل أفضل‬ ‫منه في ‪ MFC‬إال أنھا تعاني من مشكلة رئيسية وھي أنھا ليست‬ ‫غرضية التوجه بشكل كامل‪ ،‬فمثالً‪ ،‬ال تسمح للمبرمج بإنشاء‬ ‫عالقة ‪ is-a‬المعروفة في غرضية التوجه‪ .‬تم تجاوز ھذه المشكلة‬ ‫في ‪ ،.Visual Basic 6.0 NET‬والمشكلة األخرى وھي مشكلة‬ ‫كبيرة أنّھا ال تسمح بتعدد النياسق ‪.Multithreading‬‬ ‫• ‪ :Java‬تعتبر ھذه اللغة من أوائل لغات البرمجة المبنية بشكل‬ ‫كامل تقريبا ً على مفاھيم البرمجة غرضية التوجه وھي تشبه‬ ‫‪ .C++‬إن قوة ھذه اللغة ليس كونھا مشتقة عن نظام التشغيل‬

‫وحسب بل بكونھا تزود المبرمجين بعدد كبير من الحزم المعرفة‬ ‫مسبقأ ‪ Predefined Packages‬التي تُمكن المبرمج من بناء‬ ‫تطبيق بشكل كامل باالعتماد عليھا فقط‪.‬‬ ‫على الرغم من كون ‪ Java‬لغة جميلة إال ّ‬ ‫أن تطوير تطبيق يعتمد‬ ‫على ‪ Java‬فھذا يعني أنه سيتم االعتماد فقط عليھا‪ ،‬كونھا ال تدعم‬ ‫تعدد اللغات‪ .‬لتوضيح ھذه الفكرة فإنّه في وقتنا الحاضر ال يعتمد‬ ‫التطبيق على لغة برمجة واحدة فقط‪ ،‬فمثالً يكون قلب التطبيق‬ ‫‪ Core‬يستخدم لغة ‪ C‬الواجھات تستخدم ‪ #C‬وھكذا‪.‬‬ ‫كما أن تطبيقات الصور ‪ Graphic‬أو التطبيقات الحسابية ال‬ ‫يُفضل استخدام ‪ Java‬فيھا‪ ،‬وذلك ألن ھذه اللغة تحتاج إلى وجود‬ ‫طبيقة برمجية بين التطبيق ونظام التشغيل‪ ،‬ھذه الطبقة ھي‬ ‫الجھاز الوھمي ‪.(Virtual Machine (JVM‬‬ ‫ھذه كانت أشھر البيئات وأكثرھا انتشاراً بين المبرمجين‬ ‫المبتدئين‪ ،‬طبعا ً توجد بيئات غيرھا مثل ‪Component Object‬‬ ‫)‪،Windows DNA Programming ،Model (COM‬‬ ‫كما رأينا فإن المبرمجين بحاجة إلى بيئة تطوير جديدة‪ ،‬وھذه‬ ‫البيئة كانت ‪.NET‬‬ ‫الحل ‪:.NET‬‬ ‫كما رأينا فإن الحياة كمبرمج ويندوز صعبة للغاية‪ ،‬فجاءت بيئة‬ ‫التطوير ‪ .NET‬لتجعل حياة المبرمج أسھل‪.‬‬ ‫الحل الذي طرحته ھذه البيئة ھو تغيير كل شيء‪ ،‬كما سنرى في‬ ‫مواضيع الحقة فإن ھذه البيئة جديدة في مجال تطوير تطبيقات‬ ‫لنظام ويندوز وغيره‪.‬‬ ‫في ما يلي بعض محاسن ھذه البيئة‪:‬‬ ‫• إمكانية استخدام الكودات الموجودة حاليا ً ‪:Interoperability‬‬ ‫وھذه ميزة جدية جداً‪ ،‬ألنّه في وقتنا الحاضر ھناك عدد كبير من‬ ‫مكتبات ‪ ،COM‬مكتبات ‪ ،C‬وغيرھا‪ .‬وبالتالي نستطيع‬ ‫استخدامھا جميعا ً دون مشاكل‪.‬‬ ‫• التكامل الكامل والتام مع لغات البرمجة األخرى‪ :‬ھذه البيئة‬ ‫تدعم جميع عمليات غرضية التوجه بين لغات مختلفة‪.‬‬ ‫• مكتبة صف أساسي ‪ :Base Class Library‬ھذه المكتبة‬ ‫تحتوي على الصف األساسي الذي تُشتق منه جميع الصفوف‪،‬‬ ‫وتخفي ھذه المكتبة تعقيدات ‪.API‬‬ ‫• بيئة تطوير سھلة‪ :‬فتطوير تطبيق يعتمد على ‪ .NET‬ال يحتاج‬ ‫إلى تسجيل لبنى ثنائية جديدة في مسجل الويندوز ‪ Registry‬مثل‬ ‫تطوير تطبيقات تعتمد ‪ DirectX‬التي تحتاج عمليات تسجيل‪.‬‬ ‫‪...‬كانت ھذه مقدمة موجزة إلى عالم ‪.NET‬‬

‫ملحق مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن موقع عالم إلكترون ‪ www.4electron.com ‬‬

‫صفحة )‪(86‬‬

‫كيف يعمل نظام الـ ‪BIOS‬؟‬ ‫إعداد‪ :‬جاك يعقوب ‪ – Eng.Geco‬مراقب عام‬ ‫االختصاص‪ :‬علوم الحاسب ونظم األتمتة‬

‫مقدمة‪:‬‬ ‫إن أحد أھم استخدامات ذاكرة الفالش )‪ (Flash memory‬يكون في نظام الـ ‪ ) basic input/output system BIOS‬نظام الدخل‬ ‫والخرج األساسي( لجھازك‪ ،‬وھو موجود في كل كمبيوتر‪ ،‬حيث يتأكد الـ‪ BIOS‬من أن كل الشيبات ‪ Chips‬واألقراص الصلبة‪ ،‬والمنافذ‬ ‫باإلضافة إلى المعالج تعمل معا ً وبشكل جيد‪.‬‬ ‫تحتوي كل الكمبيوترات المكتبية والمحمولة على معالج صغري كوحدة معالجة مركزية‪ ،‬المعالج الصغرى ھو قطعة صلبة )ليس‬ ‫برنامجا ً(‪ ،‬وينفذ مجموعة من التعليمات تشكل الكيان المرن "البرمجيات"‪ ،‬وقد اعتدنا تصنيف البرمجيات حسب االستخدام إلى نوعين‬ ‫مختلفين‪:‬‬ ‫ نظام التشغيل ‪ :Operating System‬حيث يزود نظام التشغيل كمبيوترك بمجموعة من الخدمات لتشغيل التطبيقات‪ ،‬كما يزوده‬‫بواجھة تخاطبية مع المستخدم )من خالل النوافذ نص األوامر(‪ ،‬وكمثال عن أنظمة التشغيل نجد نظام تشغيل ‪ linux‬وأنظمة‬ ‫‪.windows‬‬ ‫ التطبيقات‪ :‬مجموعة من البرمجيات التي تبرمج إلنجاز مھمة معينة‪ ،‬فكمبيوترك اآلن يحوي على مستعرض‪ ،‬ومعالج النصوص‪،‬‬‫ومستعرض البريد اإللكتروني وغيرھا الكثير‪ ،‬كما يمكنك شراء وتثبيت تطبيقات أخرى‪.‬‬

‫وظيفة الـ ‪:BIOS‬‬ ‫تحوي برمجية الـ ‪ BIOS‬عدداً من الوظائف المختلفة‪ ,‬ولكن أھم‬ ‫وظيفة ھي تحميل نظام التشغيل‪ ،‬فعند تشغيل الكمبيوتر وتنفيذ‬ ‫المعالج ألول تعليمة من التعليمات المختزنة في الحاسب‪ ،‬فيجب أن‬ ‫يحصل على تلك التعليمة من مكان ما‪ ،‬وبالطبع ال يمكنه الحصول‬ ‫عليھا من نظام التشغيل‪ ،‬ألن نظام التشغيل موجود على القرص‬ ‫الصلب‪ ،‬والمعالج ال يمكنه الحصول عليھا بدون بعض التعليمات‬ ‫التي تخبره كيف يصل إلى القرص الصلب‪ ،‬حيث يقوم الـ ‪BIOS‬‬ ‫بتزويد المعالج بتلك التعليمات‪.‬‬

‫بعض المھام الرئيسية التي ينجزھا الـ‪ BIOS‬ھي‪:‬‬ ‫ التشغيل والفحص الذاتي ‪ POST power-on self test‬حيث‬‫يتم فحص كل المكونات المادية في النظام والتأكد من أن كل شي‬ ‫يعمل بشكل سليم‪.‬‬ ‫ تفعيل شيبات ‪ BIOS‬أخرى موجودة على بعض أنواع الكروت‬‫المثبتة في الكمبيوتر‪ ،‬كمثال كروت الـ ‪ SCSI‬وكروت الرسوميات‬ ‫في الغالب يكون لھا ‪ BIOS‬خاص‪.‬‬ ‫ يزود نظام التشغيل ببعض الـ ‪) routines‬برامج صغيرة مثل‬‫االستدعاءات( ذات مستوى برمجي منخفض )بلغة التجميع(‬ ‫تستخدم إلدارة مختلف األجھزة المادية‪ -‬فھي تعطي الـ ‪BIOS‬‬ ‫أسماءھا وعناوينھا‪ ،‬وتقوم بإدارة طرفيات مثل لوحة المفاتيح‬ ‫والشاشة والمنافذ التسلسلية والتفرعية‪ ،‬خاصةً في مرحلة اإلقالع‪.‬‬

‫ملحق مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن موقع عالم إلكترون ‪ www.4electron.com ‬‬

‫صفحة )‪(87‬‬

‫ إدارة مجموعة إعدادات األقراص الصلبة‪ ،‬والساعة وغيرھا‪.‬‬‫الـ ‪ BIOS‬ھو بالتعريف برنامج خاص يدير المكونات الرئيسية‬ ‫للكمبيوتر ونظام التشغيل‪ ،‬وھو عادةً يخزن على ذاكرة من نوع‬ ‫ذاكرة فالش على لوحة األم‪ ،‬ولكن في بعض األحيان يخزن على‬ ‫نوع آخر من ذواكر الـ ‪ .ROM‬‬

‫عندما تشغل كمبيوترك‪ ،‬يقوم الـ ‪ BIOS‬بعدة عمليات‪ .‬وھي وفق‬ ‫المراحل‪:‬‬ ‫‪ -1‬فحص إعدادات رقاقات الـ ‪.CMOS‬‬ ‫‪ -2‬تحميل جداول المقاطعات وتعريفات األجھزة‪.‬‬ ‫‪ -3‬تحميل السجالت بالقيم االبتدائية وإدارة الطاقة‪.‬‬ ‫‪ -4‬ينجز التشغيل والفحص الذاتي ‪POST‬‬ ‫‪ -5‬يظھر إعدادات النظام‬ ‫‪ -6‬يحدد أي جھاز قابل لإلقالع‬ ‫‪ -7‬ينقل التنفيد إلى برنامج ‪.Bootstrap‬‬ ‫الشيء األول الذي يقوم به الـ ‪ BIOS‬ھو فحص المعلومات‬ ‫المخزنة في حجم صغير من ذاكرة الـ‪(RAM (64bytes‬‬ ‫موجودة على شيب من نوع ‪ ،CMOS‬حيث تزوده إعدادات الـ‬ ‫‪ CMOS‬بمعلومات مفصلة عن نظامك )مكونات الكمبيوتر‬ ‫وإعدادات( ويمكن تبديلھا في حال حدوث تغير في نظامك‬ ‫)مكونات الكمبيوتر واإلعدادات(‪ ،‬كما يستخدم الـ ‪ BIOS‬ھذه‬ ‫المعلومات للتعديل أو اإلضافة لبرنامجه االفتراضي حسب‬ ‫الحاجة‪.‬‬ ‫جداول المقاطعات ھي نصوص صغيرة من البرمجيات التي‬ ‫تستخدم للتخاطب بين المكونات المادية ونظام التشغيل‪ ،‬كمثال‪،‬‬ ‫عند الضغط على أي مفتاح على لوحة المفاتيح‪ ،‬ترسل اإلشارة‬ ‫إلى جدول مقاطعة لوحة المفاتيح‪ ،‬التي تنبه المعالج عن ماھيتھا‬ ‫وتجتاز المعالج إلى نظام التشغيل‪ ،‬وتعريفات األجھزة ‪Drivers‬‬ ‫ھي أجزاء من البرمجيات التي تعرف المكونات المادية األساسية‬ ‫مثل لوحة المفاتيح‪ ،‬الفارة‪ ،‬القرص الصلب والقرص المرن‬ ‫)‪ ،(floppy disk‬وبما أن الـ ‪ BIOS‬في عمله ھذا يعيق‬ ‫اإلشارات بشكل مستمر من وإلى المكونات المادية‪ ،‬لذلك ينسخ‬ ‫عادةً في الـ ‪ RAM‬لتحقيق السرعة في األداء‪.‬‬ ‫إقالع الكمبيوتر‪:‬‬ ‫عند تشغيل كمبيوترك فإن أول شيء تراه ھو برنامج الـ ‪BIOS‬‬ ‫حيث يقوم بوظائفه‪ ،‬وفي العديد من األجھزة‪ ،‬يظھر الـ ‪BIOS‬‬ ‫وصف نصي عن أشياء مثل حجم الذاكرة المثبتة في الكمبيوتر‪،‬‬ ‫نوع القرص الصلب وغيرھا‪ .‬ثم يخرج منھا‪ ،‬خالل مراحل‬ ‫اإلقالع‪ ،‬يقوم الـ ‪ BIOS‬بعمل غير عادي للحصول على‬

‫كمبيوترك جاھز لالستخدام‪ .‬ھذه الفقرة تشرح باختصار ھذه‬ ‫النشاطات وذلك لكمبيوتر نموذجي‪.‬‬ ‫بعد فحص إعدادات الـ ‪ CMOS‬وتحميل جداول المقاطعات‪،‬‬ ‫يحدد الـ ‪ BIOS‬فيما إذا كان كرت الشاشة يعمل بشكل سليم‪،‬‬ ‫ومعظم كروت الشاشة لھا ‪ BIOS‬مصغر خاص والذي يھيئ‬ ‫بدوره الذاكرة ومعالج الصور الموجود على الكرت‪ ،‬وإال‪ ،‬يكون‬ ‫تعريف كرت الشاشة على ذاكرة ‪ ROM‬أخرى على لوحة األم‬ ‫حيث يستطيع للـ ‪ BIOS‬تحميلھا‪.‬‬ ‫ثم‪ ،‬يفحص الـ‪ BIOS‬ليرى فيما إذا كان إقالعا ً بارداً ‪cold boot‬‬ ‫أو إعادة إقالع‪ ،‬ويقوم بذلك من خالل فحص القيمة الموجودة في‬ ‫عنوان الذاكرة ‪ ،0000:0472‬فإذا كانت القيمة ‪ h1234‬تشير إلى‬ ‫إعادة إقالع‪ ،‬ويتجاوز الـ ‪ BIOS‬باقي عملية ‪ ،POST‬وغير تلك‬ ‫القيمة فإنھا تشير إلى إقالع بارد‪.‬‬ ‫إذا كان اإلقالع بارداً‪ ،‬يتحقق الـ‪ BIOS‬من الـ‪ RAM‬بالقيام‬ ‫بفحص قراءة\كتابة لكل عنوان في الذاكرة‪ ،‬فيفحص منافذ ‪PS/2‬‬ ‫أومنافذ ‪ USB‬من أجل لوحة مفاتيح وفارة‪ ،‬ويبحث عن ممر‬ ‫‪ ،PCI‬وإذا وجد ممر يفحص كل كروت ال ـ‪ ،PCI‬فإذا وجد‬ ‫الـ‪ BIOS‬أي خطأ خالل عملية ‪ ,POST‬سينبھك بمجموعة من‬ ‫اإلشارات الصوتية ‪ beeps‬أو يظھر رسالة نصية على الشاشة‪،‬‬ ‫والخطأ في ھذه المرحلة يكون بشكل دائم خطأ كيان صلب‪.‬‬ ‫ثم يظھر الـ‪ BIOS‬بعض التفاصيل حول النظام‪ .‬بشكل نموذجي‬ ‫يتضمن معلومات حول‪:‬‬ ‫ المعالج‬‫ القرص الصلب والقرص المرن‬‫ الذاكرة‬‫ نسخة الـ‪ BIOS‬وتاريخھا‬‫ كرت الشاشة‬‫يحمل الـ ‪ BIOS‬أي تعريفات خاصة من كرت "‪،"Adapter‬‬ ‫مثل كرت الـ ‪ ،SCSI‬ويظھر الـ ‪ BIOS‬معلومات عنه‪ ،‬ثم يبحث‬ ‫الـ ‪ BIOS‬عن قرص التخزين المعرف كقرص إقالع في‬ ‫إعدادات الـ ‪ "CMOS. "Boot‬ھي اختصار لـ"‪،"BootStrap‬‬ ‫ويشير الـ‪ Boot‬إلى الفعاليات التي تطلق نظام التشغيل‪ ،‬فسيحاول‬ ‫الـ ‪ BIOS‬االبتداء بمراحل الـ ‪ Boot‬من القرص التخزيني األول‬ ‫)حسب إعدادات الـ ‪ ،(CMOS‬فإذا لم يجد الـ ‪ BIOS‬أي قرص‬ ‫تخزين‪ ،‬سيحاول مع القرص التخزيني الثاني المحدد في إعدادات‬ ‫الـ ‪ ،CMOS‬إذا لم يجد الملف المطلوب على القرص‪ ،‬فعملية‬ ‫اإلقالع ستنھى‪ ،‬أما إذا ترك قرص )قرص مرن في سواقة‬ ‫األقراص المرنة ‪ floppy disk‬ألن الترتيب االفتراضي‬ ‫ألقراص اإلقالع في الـ ‪ CMOS‬ھو القرص المرن في البداية ثم‬ ‫القرص الصلب وأخيراً القرص الضوئي( عند إعادة إقالع‬ ‫الكمبيوتر‪ ،‬فستظھر لك ھذه رسالة تنبھك بھذا األمر‪.‬‬

‫ملحق مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن موقع عالم إلكترون ‪ www.4electron.com ‬‬

‫صفحة )‪(88‬‬

‫تشكيل الـ ‪:BIOS‬‬ ‫الدخول إلى إعدادات الـ ‪ ،CMOS‬يجب الضغط على مفتاح‬ ‫معين أو مجموعة من المفاتيح خالل بداية مرحلة اإلقالع )إظھار‬ ‫المعلومات النصية على الشاشة(‪ ،‬وأغلب األنظمة تستخدم‬ ‫"‪ "Esc," "Del," "F1," "F2," "Ctrl-Esc‬أو "‪Ctrl-Alt-‬‬ ‫‪ "Esc‬للدخول إلى اإلعدادات‪ ،‬وعادةً ما يوجد سطر نصي في‬ ‫أسفل شاشة العرض يخبرك عن المفتاح للدخول إلى اإلعدادات‪.‬‬ ‫عند الدخول إلى اإلعدادات‪ ،‬فسترى الئحة نصية مع عدد من‬ ‫الخيارات‪ ،‬بعض ھذه الخيارات قياسية‪ ،‬وبعضھا اآلخر يختلف‬ ‫تبعا ً لشركة الـ ‪ ،BIOS‬وتحتوي الخيارات الشائعة‪:‬‬

‫انتبه انتبه انتبه عند تغيير اإلعدادات‪ ،‬فإن أي تغيير خاطئ ربما‬ ‫يمنع كمبيوترك من اإلقالع‪ ،‬وعند االنتھاء من التغييرات‪ ،‬فينبغي‬ ‫اختيار حفظ التغييرات والخروج‪ ،‬ويعيد الـ ‪ BIOS‬إقالع‬ ‫الكمبيوتر مع األخذ بعين االعتبار اإلعدادات الجديدة‪.‬‬ ‫يستخدم الـ ‪ BIOS‬تقنية الـ ‪ CMOS‬لحفظ أي تغيرات على‬ ‫إعدادات الكمبيوتر‪ ،‬ومع ھذه التقنية‪ ،‬يمكن لبطارية صغيرة من‬ ‫نوع ‪ lithium‬أو ‪ Ni-Cad‬تزويده بالطاقة الكافية لحفظ البيانات‬ ‫لسنين‪ ،‬وفي الحقيقة‪ ،‬في بعض الشيبات الجديدة تستمر بحفظ‬ ‫اإلعدادات لعشر سنوات‪ ،‬حيث تدمج بطارية ‪ lithium‬داخل‬ ‫شيبة الـ ‪.CMOS‬‬

‫‪ -‬ساعة النظام والتاريخ ضبط ساعة النظام والتاريخ‬

‫تحديث الـ ‪:BIOS‬‬

‫ ترتيب اإلقالع الترتيب الذي يتبعه الـ ‪ BIOS‬لتحميل نظام‬‫التشغيل‪.‬‬

‫من حين آلخر‪ ،‬سيحتاج الكمبيوتر إلى تحديث الـ ‪ BIOS‬الخاص‬ ‫به‪ ،‬وبخاصة األجھزة القديمة كإضافة أجھزة ومعايير حديثة‬ ‫الظھور‪ ،‬ويحتاج الـ ‪ BIOS‬للتحديث لكي يستطيع إدارة العتاد‬ ‫الجديد‪ ،‬وبما أن الـ ‪ BIOS‬يخزن على بعض أنواع ذواكر الـ‬ ‫‪ ،ROM‬يكون تغييرھا أصعب من تحديثھا‪.‬‬

‫ وصّل وشغل )‪ (plug and play‬نظام الكشف اآللي لألجھزة‬‫الموصولة‪ ،‬ينبغي ضبطه على ‪ yes‬إذا كان ك ﱞل من نظام التشغيل‬ ‫والكمبيوتر يدعم ذلك‪.‬‬ ‫ الفأرة \ لوحة المفاتيح‪Enable Num Lock," "Enable " :‬‬‫‪",the Keyboard‬‬ ‫"‪..."Auto-Detect Mouse‬‬ ‫ تشكيل الجھاز‪ ،‬تشكيل القرص الصلب والقرص المرن‬‫والسواقة الضوئية‪.‬‬ ‫ الذاكرة‪ :‬عنوان الذاكرة التي ينسخ إليھا الـ‪BIOS‬‬‫ األمن‪ :‬وضع كلمة مرور للدخول للكمبيوتر‪.‬‬‫ إدارة الطاقة‪ :‬حدد فيما كنت تستعمل إدارة الطاقة باإلضافة إلى‬‫تحديد كمية الزمن للقيام بالثبات ‪ Standby‬واإلسبات ‪suspend‬‬ ‫‪.""hibernate‬‬ ‫ الخروج حفظ تغيراتك‪ ،‬حفظ بدون التغيرات‪ ،‬إعادة اإلعدادات‬‫االفتراضية‪.‬‬

‫لتغيير الـ ‪ ،BIOS‬في الغالب ستحتاج إلى برنامج خاص من‬ ‫شركة الـ ‪ BIOS‬أو الشركة المصنعة للوحة األم‪ ،‬فانظر إلى‬ ‫نسخة الـ ‪ BIOS‬وتاريخھا والذي يظھر عند تشغيل الكمبيوتر‪،‬‬ ‫وابحث في الموقع اإللكتروني للشركة المصنعة للوحة األم عن‬ ‫نوع الـ ‪ BIOS‬الذي تملكه‪ ،‬ون ّزل التحديث والبرامج الخدمية‬ ‫التي تحتاجھا لتثبيت التحديث‪ ،‬وفي بعض األحيان تكون البرامج‬ ‫الخدمية والتحديث مدموجة في ملف مفرد‪ ،‬فانسخ البرنامج‪ ،‬مع‬ ‫تحديث الـ ‪ BIOS‬على قرص مرن‪ ،‬ثم أعد إقالع الكمبيوتر‬ ‫بوجود القرص المرن داخل سواقة األقراص المرنة‪ ،‬وسيقوم‬ ‫حينھا البرنامج بمسح نسخة الـ ‪ BIOS‬القديمة ويثبت النسخة‬ ‫الجديدة‪.‬‬ ‫مثلما كان يجب االنتباه مع تغييرات إعدادات الـ ‪ ،CMOS‬كذلك‬ ‫األمر يجب االنتباه عند تحديث الـ ‪ ،BIOS‬فتأكد من أنك تحدث‬ ‫الـ ‪ BIOS‬إلى النسخة المتوافقة مع نظام كمبيوترك‪ .‬وإال‪،‬‬ ‫ستخرب الـ ‪ ,BIOS‬وبالتالي لن تكون قادراً على إقالع جھازك‪.‬‬

‫ملحق مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن موقع عالم إلكترون ‪ www.4electron.com ‬‬

‫صفحة )‪(89‬‬

‫الحوسبة التفرعية )‪(Parallel Computing‬‬ ‫نظرة عامة‬ ‫إعداد‪ :‬حسن طافش ‪ – Eng.Hasan‬مراقب عام‬ ‫االختصاص‪ :‬ھندسة اإللكترونيات واالتصاالت‬

‫ماھي الحوسبة التفرعية؟‬ ‫في الحواسيب التقليدية تكتب البرامج لتنفذ بطريقة تسلسلية أي‪:‬‬ ‫‪ -‬تنفذ على وحدة معالجة مركزية وحيدة ‪.‬‬

‫ يقوم كل معالج بأداء المھمة المنوطة به تسلسليا ً ولكن وبسبب‬‫عمل جميع المعالجات بنفس الوقت فيبدو وكأن المسألة البرمجية‬ ‫تعالج بشكل تفرعي‪.‬‬

‫‪ -‬يجزأ البرنامج إلى سلسلة من التعليمات المنفردة‪.‬‬

‫يمكن أن يتكون النظام التفرعي من‪:‬‬

‫‪ -‬تنفذ التعليمات واحدة تلو األخرى‪.‬‬

‫‪ -‬حاسب وحيد يحتوي على عدة معالجات‪.‬‬

‫‪ -‬ال يسمح بتنفيذ إال تعليمة واحدة بنفس الوقت‪.‬‬

‫ عدد محدد من الحواسيب متصلة بشبكة‪.‬‬‫ خليط من االثنتين‪.‬‬‫إذن فإن الفائدة الرئيسية من الحوسبة المتوازية أو التفرعية ھي‬ ‫الحصول على سرعات تنفيذ عالية جداً بالمقارنة مع الحوسبة‬ ‫التسلسلية؛ وذلك بسبب استخدام العديد من الموارد الحاسوبية لحل‬ ‫مشكلة واحدة‪.‬‬ ‫الكون تفرعي بطبيعته‪:‬‬

‫المعالجة التسلسلية‬

‫إن الحوسبة التفرعية ھي عبارة عن تطور من الحوسبة التسلسلية‬ ‫)أو التتابعية )من خالله يتم محاولة محاكاة طبيعة العالقات القائمة‬ ‫في الطبيعة‪ ،‬فالعديد من األحداث الطبيعية تظھر في نفس الوقت‪،‬‬ ‫تتال معين من العمليات‪ ،‬وفيما يلي عدد‬ ‫وكل منھا يتم إتمامه وفق ٍ‬ ‫من األمثلة‪ - :‬تشكيل المجرات ‪ -‬حركة الكواكب ‪ -‬زحمة السير‬ ‫‪ -‬خط تركيب السيارات في المصانع وھناك العديد من األمثلة‪.‬‬

‫المعالجة التفرعية‬ ‫لذا وبتعبير بسيط‪ ،‬فإن الحوسبة التفرعية ھي االستخدام اآلني‬ ‫للعديد من وحدات المعالجة لحل مسألة برمجية وحيدة أي‪:‬‬ ‫ تعمل النظم التفرعية باستخدام عدة معالجات تعمل بشكل آن ًي‬‫وبتوافق‪.‬‬ ‫ يجزأ البرنامج إلى عدد من األجزاء يوزع كل منھا على إحدى‬‫وحدات المعالجة بحيث ينفذ كل منھا القسم الخاص به من‬ ‫البرنامج‪.‬‬

‫ملحق مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن موقع عالم إلكترون ‪ www.4electron.com ‬‬

‫صفحة )‪(91‬‬

‫استخدامات الحوسبة التفرعية‪:‬‬ ‫منذ ظھورھا‪ ،‬استخدمت الحوسبة التفرعية لنمذجة العديد من‬ ‫الظواھر الطبيعية والھندسية المعقدة التي تظھر في الطبيعة مثل‪:‬‬ ‫ الغالف الجوي‪ ،‬األرض والبيئة‬‫ الفيزياء التطبيقية والنووية‪ ،‬فيزياء الجزيئات‪ ،‬الضغط العالي‬‫والبصريات‪....‬‬ ‫‪ -‬العلوم والتكنولوجيا الطبية والوراثية‬

‫‪ .2‬حل المسائل الكبيرة‪ :‬فالكثير من المسائل كبيرة جداً لتنفيذھا‬ ‫على حاسب واحد وخصوصا ً إذا كانت الذاكرة محدودة ‪.‬‬ ‫‪ .3‬استخدام الموارد الحاسوبية عن طريق الشبكة‪ :‬مثل تجربة‬ ‫‪ SETI@home‬التي تستخدم أكثر ‪ 330‬ألف كمبيوتر حول‬ ‫العالم لتحصل على قدرة معالجة تصل إلى ‪528‬فلوب في الثانية‬ ‫)‪ (http://setiathome.berkeley.edu/‬وھي تجربة تقوم بھا‬ ‫جامعة بيركلي األمريكية بغرض البحث عن أشكال الحياة في‬ ‫الفضاء الخارجي‪.‬‬

‫‪ -‬الكيمياء والعلوم الجزيئية‬

‫‪ .4‬محدودية قدرات الحوسبة التسلسلية )التتابعية(‪ :‬ھناك العديد‬ ‫من العوائق التي تقف في وجه إنتاج حواسيب تسلسلية سريعة‬ ‫ومنھا‪:‬‬

‫ الھندسة الميكانيكية‪ :‬من األعضاء الصناعية إلى بناء السفن‬‫الفضائية‬

‫ سرعة النقل‪ :‬حيث إن سرعة الحاسب التسلسلي تعتمد بشكل‬‫مباشر على السرعة التي تنتقل بھا البيانات في الكيان الصلب‪،‬‬ ‫فالحد األعلى لھذه السرعة ھو سرعة الضوء )‪ 30‬سنتيمتر في‬ ‫النانوثانية( وذلك في الخالء‪ ،‬أما في النحاس فھي )‪ 9‬سنتيمتر في‬ ‫الثانية( فزيادة سرعة المعالجة تتطلب زيادة قرب المكونات من‬ ‫بعضھا‪.‬‬

‫‪ -‬الجيولوجيا‬

‫ الھندسة اإللكترونية‪ :‬تصميم الدارات واإللكترونيات الدقيقة‬‫‪-‬علوم الكمبيوتر والرياضيات‬

‫ حدود التصغير‪ :‬إن التقنية التي تبنى وفقھا المعالجات تسمح‬‫بزيادة عدد الترانزستوات المتواجدة على شريحة واحدة‪ ،‬ولكن ال‬ ‫بد من وجود حد معين لمدى صغر حجم العناصر )حتى في‬ ‫العناصر من الحجم الجزيئي أو الذري(‪.‬‬ ‫ التكلفة الكبيرة التي تتطلبھا عملية تسريع أداء معالج وحيد‪،‬‬‫فاستخدام عدد أكبر من المعالجات متوسطة السرعة يعطينا أداء‬ ‫أسرع وبتكلفة أقل‪..‬‬ ‫أما اآلن فتستخدم الحوسبة التفرعية في العديد من التطبيقات‬ ‫التجارية باإلضافة إلى التطبيقات العلمية‪ ,‬حيث تتطلب ھذه‬ ‫التطبيقات معالجة كميات كبيرة من البيانات بطرق معقدة نذكر‬ ‫منھا‪:‬‬

‫إن البنى الحاسوبية الحديثة تعتمد بشكل أكبر على األنظمة‬ ‫التفرعية لتحسين األداء ومن ھذه األنظمة‪:‬‬

‫‪ -‬قواعد البيانات‬

‫‪ .1‬وحدات تنفيذية متعددة‬

‫‪ -‬التنقيب عن النفط‬

‫‪ .2‬استخدام تقنيات‪Pipelining‬‬

‫‪ -‬محركات البحث على اإلنترنت‬

‫‪ .3‬المعالجات متعددة النوى‬

‫‪ -‬التصوير والتشخيص الطبي‬

‫المستقبل‪:‬‬

‫‪ -‬الصيدلة‬

‫خالل العشرين سنة الماضية حصلت تطورات كبيرة في مجال‬ ‫بناء شبكات سريعة واألنظمة الموزعة والمعالجات متعددة النوى‬ ‫)حتى على مستوى الحاسب الشخصي( مما يدل على أن الحوسبة‬ ‫التفرعية ھي المستقبل‪.‬‬

‫ إدارة الشركات‬‫ الرسوم الحاسوبية المتقدمة والعالم االفتراضي ‪Virtual‬‬‫‪Reality‬‬

‫مترجم عن‪:‬‬ ‫ل َم نستخدم الحوسبة التفرعية؟‬

‫‪https://computing.llnl.gov/tutorials/parallel_comp‬‬ ‫‪/‬‬

‫‪ .1‬توفير الوقت والمال‪:‬فتوزيع المھام على عدد من الموارد‬ ‫الحاسوبية سيقلل من زمن تنفيذھا ‪.‬‬

‫‪Blaise Barney, Lawrence Livermore National‬‬ ‫‪Laboratory‬‬

‫األسباب الرئيسية‪:‬‬

‫ملحق مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن موقع عالم إلكترون ‪ www.4electron.com ‬‬

‫صفحة )‪(92‬‬

‫حل مشكلة التحميل من الموقع العالمي ميغا أبلود ‪Megaupload‬‬ ‫أود أن أشارككم أعزائي القراء ھذا العمل‬ ‫البرمجي الناجح‪ ،‬والذي قام عليه المبرمج عبد‬ ‫الكريم‪ ،‬طالب قسم ھندسة الحاسبات‪ ،‬جامعة‬ ‫جيزان في المملكة العربية السعودية‪.‬‬ ‫مميزات البرنامج‬ ‫‪ -1‬التحميل من موقع ‪ Megaupload‬المحجوب‬ ‫‪..‬‬ ‫‪ -2‬التحميل مباشرة دون انتظار العداد ‪..‬‬ ‫‪ -3‬التحميل دون دخول الموقع ‪..‬‬ ‫‪ -4‬تجنب اإلعالنات المزعجة )قد تكون مخلة‬ ‫باآلداب أحيانا( ‪..‬‬ ‫‪ -5‬خفة البرنامج وصغر حجمه ‪..‬‬ ‫‪ -6‬إمكانية تصغيره بجوار الساعة مع استمرار‬ ‫عمله ‪..‬‬ ‫يمكنكم استخدام البرنامج‬ ‫استخدامه على ھذا الرابط ‪:‬‬

‫وتعلم‬

‫تفاصيل‬

‫‪http://cocsis.com/forum/t5030.html‬‬ ‫أو تحميله مباشرة ‪:‬‬ ‫‪http://megaupload.cocsis.com/download.php?id=1‬‬ ‫لك منا أخي عبد الكريم كل الشكر والتقدير على ھذا البرنامج‪ ،‬ووفقك ﷲ‪.‬‬

‫ملحق مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن موقع عالم إلكترون ‪ www.4electron.com ‬‬

‫صفحة )‪(93‬‬

‫ونتابع معكم في سلسلة ‪..‬‬

‫أعظــم ‪ 100‬اكتشــاف فــي التاريــخ‬ ‫إعداد‪ :‬مازن محمد رشيد صوفي – إدارة الموقع‬ ‫االختصاص‪ :‬الھندسة الطبية‬

‫المعلومة ‪ ..‬تعريفھا فيزيائيا ً‬ ‫تاريخ االكتشاف‪1948 :‬‬ ‫ما ھو؟ يمكن للمعلومة أن تخضع لكلﱟ من القوانين الفيزيائية والرياضية التي تخضع لھا المادة‪ ،‬وتتصرف ككيان فيزيائي‪.‬‬ ‫المكتشف ‪ :‬كالود شانون‪ ،‬عالم أمريكي )‪.(2001-1916‬‬ ‫لماذا اعتبرت واحدةً من أھم ‪ 100‬اكتشاف في التاريخ ؟‬ ‫إن كل ما نقوم به منذ خمسينات القرن الماضي وحتى اليوم من أنشطة تقنية تتعلق بعلوم‬ ‫الحاسب‪ ،‬كإبحارنا في شبكة اإلنترنت‪ ،‬تحميلنا للمقاالت أو الملفات‪ ،‬استماعنا إلى قرص‬ ‫ضوئي ‪ CD‬أو مشاھدتنا لفيلم على قرص ‪ DVD‬يعود الفضل فيه إلى اكتشافات العالم‬ ‫كالود شانون‪ ،‬ويمكننا القول بأن كل الثورة الرقمية بدأت فعليا ً بظھور اكتشاف كالود‬ ‫شانون الذي ينص على إمكانية تمثيل أي معلومة بشكل رقمي )خانات عددية من‬ ‫األصفار والواحدات(‪ ،‬وبالتالي يمكن التعامل معھا كتدفق فيزيائي للمادة‪.‬‬ ‫لقد جعل شانون من المعلومة كيانا ً فيزيائيا ً محسوساً‪ ،‬مما سمح للفيزيائيين والمھندسين‬ ‫لالنتقال من عالم المقادير التمثيلية ‪ analog‬إلى عالم التقنيات الرقمية ‪ ،digital‬فمھّد‬ ‫بذلك لبداية عصر المعلومات الذي نعيش فيه‪ ،‬وقد نشرت مقالته عام ‪ 1948‬التي وصّفت‬ ‫الطبيعة الرقمية للمعلومة‪ ،‬فس ّميت تلك المقالة بـ ) وثيقة االمتياز أو دستور عصر‬ ‫المعلومات(‪.‬‬ ‫مالحظة‪ :‬يمكن االطالع وتحميل المقالة بنصھا األصلي من الموقع ‪.www.4electron.com‬‬ ‫كيف اكتشفھا ؟‬ ‫ولد كالود شانون عام ‪ 1916‬في والية ميتشيغان‪ ،‬وولد معه حبه لعلم اإللكترونيات ونما‪ ،‬فحوّل أسالكا ً طويلة لديه إلى شبكة ھاتفية خاصة‬ ‫به‪ ،‬وجنى أموال شبابه من صيانة أجھزة الراديو‪ ،‬ثم درس في معھد ماساتشوستس للتكنولوجيا ‪ MIT‬وحاز على درجة الدكتوراه في‬ ‫الرياضيات‪ ،‬وقد وصفه أساتذته بالالمع والمتميز‪ ،‬ولكنه لم يكن بتلك الجدية كطالب جامعي‪ ،‬بل كان يقضي وقته بعيداً عن المقررات‬ ‫الدراسية في تصميم أدوات وأجھزة طائرة‪.‬‬ ‫على الرغم من ھذا الماضي الجامعي "العبثي"‪ ،‬إال أن أطروحته لنيل درجة الماجستير عام‬ ‫‪ 1938‬قد ھ ّزت األوساط العلمية الفيزيائية‪ ،‬حيث وصف ربط فيھا ما بين تمثيل المفاتيح في‬ ‫الدارات اإللكترونية وبين علم الجبر البولياني الذي ظھر على يد العبقري البريطاني جورج‬ ‫بول في القرن التاسع عشر‪ ،‬وأظھر شانون إمكانية تطبيق جميع قوانين جبر بول على أبسط‬ ‫دارة إلكترونية‪ ،‬وقد كان بالفعل أول من يشير إلى إمكانية تضمين عالم الدارات اإللكترونية‬ ‫بعلم رياضي كامل قائم بذاته‪ .‬فتحت ھذه األطروحة الباب أمام ظھور الحواسيب الرقمية‪،‬‬ ‫التي بدأ تصنيعھا بعد عقد من الزمن من نشر المقالة‪.‬‬ ‫بعد تخرجه من معھد ‪ ،MIT‬عيّن شانون في مختبرات ‪ Bell‬ألبحاث االتصاالت في والية‬ ‫نيوجيرسي‪ ،‬حيث واجه المھندسون في ھذه المختبرات مشكلة استعصت عليھم‪ ،‬أال وھي‪:‬‬ ‫كيف يمكننا أن نض ّمن أكثر من معلومة في قناة اتصال سلكية أو قناة اتصال مايكروية؟‬ ‫وأوكل األمر مباشرةً إلى كالود شانون لحله‪ ،‬الذي اشتھر آنذاك بقيادته لدراجة بعجلة‬ ‫واحدة‪ ،‬وتجوله في أرجاء المركز البحثي‪.‬‬

‫ملحق مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن موقع عالم إلكترون ‪ www.4electron.com ‬‬

‫صفحة )‪(94‬‬

‫حوّل شانون مسألته من نوع محدد من المعلومات إلى أكثر من نوع لتشمل الصورة‪ ،‬النصوص‪ ،‬األرقام‪ ،‬واإلشارات السمعية‪ ،‬وعم ّم قناة‬ ‫االتصال ما بين المرسل والمستقبل لتشمل األسالك‪ ،‬والھواء في اإلشارات الصوتية‪ ،‬وقنوات االتصال الراديوي واألمواج المايكروية‪،‬‬ ‫وبذلك حاول التركيز على المسألة األساسية ال الحاالت الخاصة‪ ،‬وھي مسألة لم يسبقه إليھا أحد‪ :‬ما ھي المعلومة؟ ماذا حدث عندما انتقلت‬ ‫المعلومة من المرسل إلى المستقبل ؟‬ ‫أجاب شانون على ھذا السؤال بأن المعلومة قد استھلكت مقداراً من الطاقة بانتقالھا من المرسل إلى المستقبل‪ ،‬وقللت من مقدار االرتياب‪،‬‬ ‫وھي في أبسط أشكالھا )على مستوى الذرة أو الكم الطاقي(‪ ،‬قد أجابت على سؤال بسيط بنعم أو بال )‪ ،(Yes or No‬وقلّل ھذا الجواب ) أو‬ ‫ارم بقطعة معدنية ‪ ..‬ھل يمكنك التنبؤ بالنتيجة؟ ال‪ ،‬إنك مرتاب ما بين الصورة أو‬ ‫أزال فعليا ً( احتمال الريبة للظاھرة الفيزيائية‪ ،‬فمثالً‪ِ :‬‬ ‫الرقم‪ ،‬ولكن عندما تمسك بھا وتكشف عن النتيجة فإنك أكيد منھا‪ ،‬وتحصل على المعلومة المحددة‪ .‬نعم أو ال‪ ،‬صورة أم رقم ‪ ..‬ذھب‬ ‫االرتياب‪ ،‬وبقيت المعلومة‪.‬‬ ‫أدرك شانون آنذاك بأنه قادر على تحويل كل المعلومات إلى سالسل تتألف من أجزاء بسيطة من نعم‪/‬ال )التي س ّميت بالبتات ‪ ،(Bits‬وأن‬ ‫الدارات اإللكترونية ھي الوسط المثالي لمعالجة وتراسل ھذا الشكل من المعلومات الرقمية‪ ،‬وبھذه الطريقة‪ ،‬حوّل أي معلومة إلى شكل‬ ‫فيزيائي من أصفار وواحدات‪ ،‬أو‪ :‬نعم‪ ،‬وال‪.‬‬ ‫استطاع شانون من خالل نتيجته ھذه تطبيق قوانين الفيزياء على مجاري المعلومات‪ ،‬ولكنه أظھر بأن ھناك حداً أو نھاية لكمية المعلومات‬ ‫التي يمكن أن ترسل عبر أي قناة اتصال‪ ،‬كما ھو الحال في حديّة الكمية من الماء التي يمكن ضخھا في أنبوب مھما كان ضغط الضخ‬ ‫كبيراً‪ .‬كما قام شانون باشتقاق المعادلة الرياضية التي تصف العالقة بين مجال الترددات المتاح لحمل المعلومات وكمية المعلومات التي‬ ‫يمكن حملھا‪ ،‬وھذا ما أسمي فيما بعد بعرض الحزمة أو عرض المجال ‪.Bandwidth‬‬ ‫لقد يسّر اكتشاف شانون للمعلومة بشكلھا الفيزيائي من التعامل معھا كما نتعامل مع السوائل المتدفقة في أنبوب أو الھواء المدفوع بواسطة‬ ‫عنفة ھوائية‪ ،‬وبذلك‪ ،‬فتح الباب أمام عصر نعيش فيه‪ ،‬عصر المعلومات والثورة الرقمية‪.‬‬ ‫معلومة طريفة‪:‬‬ ‫ھناك ‪ 6000‬نوع جديد من الفيروسات )وھي شكل من أشكال المعلومة( تصدر كل شھر ‪..‬‬

‫الترانزيستور نصف الناقل‬ ‫سنة االكتشاف ‪1947 :‬‬ ‫ما ھو ؟ ‪ :‬يمكن أن تتحول المادة نصف الناقلة‪ ،‬وبشكل آني‪ ،‬إلى مادة فائقة الناقلية‪.‬‬ ‫من ھو المكتشف ؟‪ :‬جون باردين ‪.(1991-1908) John Bardeen‬‬ ‫لماذا يعتبر واحداً من أفضل ‪ 100‬اكتشاف ؟‬ ‫نال جون باردين جائزة نوبل الكتشافه ظاھرة الترانزيستور في المواد نصف الناقلة‪،‬‬ ‫فأغلب المواد الفيزيائية ھي إما تمرر التيار الكھربائي )النواقل(‪ ،‬أو تمنع مروره )‬ ‫العوازل(‪ ،‬ولكن ھناك موا ّد محددة تسمح أحيانا ً بمرور التيار‪ ،‬وأحيانا ً تمنع مروره‪ ،‬وھي‬ ‫أنصاف النواقل ‪ .Semiconductors‬ولكن على الرغم من اكتشافھا في أواخر القرن‬ ‫الثامن عشر‪ ،‬لم يعلم أحد القيمة الحقيقية لھذه المواد حتى جاء جون باردين واكتشف أثر‬ ‫الترانزيستور في ھذه المواد‪.‬‬

‫باردين )أقصى اليسار(‪ ،‬وفريقه البحثي‪،‬‬ ‫شوكلي)في المنتصف(‪ ،‬وبراتتين )اليمين(‪.‬‬

‫غدا الترانزيستور نصف الناقل بعد ھذا االكتشاف جوھر وأساس الرقاقات والدارات‬ ‫اإللكترونية الموجودة في كل حاسب‪ ،‬أو آلة حاسبة عددية‪ ،‬أو جھاز اتصال أو تلفاز أو‬ ‫راديو منذ خمسينات القرن الماضي وحتى يومنا ھذا‪ .‬فجّر الترانزيستور ثورةً في عالم الھندسة اإللكترونية‪ ،‬وجعل من أعظم وأعقد‬ ‫وأصعب فكرة لجھاز أمراً ميسراً ومحققا ً وممكنا ً‪ .‬ليس ھناك مجال من مجاالت العلم والحياة لم يتأثر بھذا االكتشاف‪.‬‬

‫ملحق مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن موقع عالم إلكترون ‪ www.4electron.com ‬‬

‫صفحة )‪(95‬‬

‫كيف حدث االكتشاف ؟‬ ‫لقد كان جون باردين في طفولته أعجوبة بكل معنى الكلمة‪ ،‬وقد تجاوز صفوفه الدراسية‪ :‬الرابع والخامس والسادس لنبوغه‪ ،‬ونال درجة‬ ‫الماجستير في الفيزياء في سنه الحادي والعشرين ) عمره ‪ 21‬عاما ً فقط ‪ ،(..‬وبدأ بتدريس الفيزياء في جامعة مينيسوتا بعد نيله درجة‬ ‫الدكتوراه من جامعة ھارفارد حتى عام ‪ ،1945‬عندما عيّن في مخابر ‪ Bell‬الرائدة في أبحاث االتصاالت والھندسة اإللكترونية‪.‬‬ ‫في خريف عام ‪ ،1947‬انضم باردين إلى كل من ويليام شوكلي ‪ William Schockley‬ووالتر براتتين ‪ Walter Brattain‬اللذين كانا‬ ‫يخوضان في دراسة االحتماالت الممكنة الستخدام المواد نصف الناقلة في صناعة اإللكترونيات‪ ،‬حيث شاركھم حلمھم "الصناعي" في‬ ‫تحرير األجھزة اإللكترونية من الصمامات المفرغة وحرارتھا العالية واستطاعتھا المبددة وحجمھا الكبير‪ ،‬وفي ھذا السبيل‪ ،‬حاول شوكلي‬ ‫مسبقا ً أن يجعل المادة نصف الناقلة تض ّخم اإلشارات‪ ،‬وتقوّمھا ) تلغي األجزاء السالبة من اإلشارة الجيبية(‪ ،‬ولكنه فشل في محاوالته‪.‬‬ ‫فأتى باردين طامحا ً لحل المسألة‪ ،‬فبدأ بالتحقق من األساس الرياضي ألعمال شوكلي‪ ،‬وأن مقارباته متطابقة مع األساس الفيزيائي ومعتمدة‬ ‫على نظريات مبرھنة وصحيحة‪ ،‬ووجد بأنه البد لتجارب شوكلي أن تؤتي النتائج المتوقعة‪ ،‬ولكن النتائج التي حصلوا عليھا فعليا ً عند‬ ‫تطبيق التجارب على مادة الجيرمانيوم لم توافق الحسابات النظرية على اإلطالق‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫ظن باردين بأن تداخالً ما يحدث على سطح مادة الجيرمانيوم يمنع مرور التيار الكھربائي‪ ،‬فاجتمع العلماء الثالثة على إجراء تجارب‬ ‫تختبر استجابة سطح المواد نصف الناقلة للضوء‪ ،‬والحرارة‪ ،‬والسوائل والشوائب المعدنية‪ ،‬وحاولوا في أكثر من تجربة إجبار الجيرمانيوم‬ ‫على إمرار التيار الكھربائي باستخدام معادن منصھرة‪ ،‬ومن ثم بنقاط لحام وتماسات معدنية مختلفة‪ ،‬وقضوا شھر نوفمبر وديسمبر من عام‬ ‫‪ 1947‬في ھذه التجارب‪.‬‬ ‫وجد الفريق بأن فكرة التماسات قد نجحت نوعا ً ما‪ ،‬حيث أمكن إجبار تيار كھربائي عالي الشدة على المرور في الجيرمانيوم واصالً إلى‬ ‫ركيزة معدنية على الطرف اآلخر‪ ،‬ولكنه فاجأھم باستھالكه العالي لطاقة اإلشارة بدالً من تضخيمھا‪.‬‬ ‫الحظ باردين أمراً غريبا ً وغير متوقع‪ ،‬إذ قام بالصدفة بفصل تماساته الكھربائية السابقة‪ ،‬وإمرار تيار من رتبة المايكرومتر في نقطة تماس‬ ‫مع الجرمانيوم‪ ،‬فرأى بأن ھذا التيار الصغير عند عبوره مادة الجرمانيوم من نقطة تماس معدنية خلّف وراءه ثقبا ً في حصيلة مقاومة مادته‬ ‫لتدفق التيار خاللھا‪ ،‬أي أن تياراً صغيراً فقط جعل الجرمانيوم ناقالً )خفّف من مقاومته لمرور التيار‪.(..‬‬ ‫أعاد باردين تجربته مرات ومرات أمام زمالئه في الفريق‪ ،‬ليبرھن لھم بأن ھذه النتيجة ليست مصادفة لشروط معينة‪ ،‬وإنما صفة مميزة‬ ‫عال يسبب مقاومة عالية‪ ،‬تيار منخفض يسبب مقاومة منخفضة‪..‬‬ ‫للمادة نصف الناقلة‪ ،‬وھي‪ :‬تيار ٍ‬ ‫أطلق باردين اسم ) المقاومة المتحولة ‪ (Transfer Resistor‬على ھذه‬ ‫الظاھرة‪ ،‬أو اختصارا‪ ،Transistor :‬وقدمت ھذه الظاھرة للمھندسين أداة‬ ‫فعالة لتقويم اإلشارة الصغيرة وتكبير مطالھا أضعاف المطال األصلي‪ ،‬وقد‬ ‫تطلبت من المساحة ‪ %2‬فقط من المساحة التي تطلبتھا الصمامات المفرغة‪،‬‬ ‫و‪ 6-10‬من مقدار الطاقة الذي تطلبته الصمامات‪ ،‬وفاقتھا في أدائھا من كل‬ ‫المعايير‪ .‬ونظراً ألھمية ھذا االكتشاف‪ ،‬تشارك العلماء الثالثة جائزة نوبل‬ ‫للفيزياء عام ‪.1956‬‬

‫معلومة طريفة‪:‬‬ ‫بلغ سعر أول ترانزيستور استھالكي استخدم في أجھزة الراديو عام ‪1954‬‬ ‫مبلغا ً وقدره ‪ $49.95‬آنذاك‪ ،‬أي ‪ $361‬حسب قيمة الدوالر اليوم‪ ،‬وظلت‬ ‫الترانزيستورات بھذه األسعار حتى ستينات القرن الماضي‪ ،‬بينما تكلّف اليوم‬ ‫دارة متكاملة لمتحكم صغري أقل من دوالر واحد‪ ،‬وھي تحوي مئات اآلالف‬ ‫من الترانزيستورات‪..‬‬

‫نموذج ألول ترانزيستور‪ 1947 ،‬‬

‫ملحق مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن موقع عالم إلكترون ‪ www.4electron.com ‬‬

‫صفحة )‪(96‬‬

‫مبدأ عمل برامج استعادة الملفات المحذوفة‬ ‫إعداد‪ :‬جرجس ‪ -Cts.JirJis‬مشرف متميز‬ ‫االختصاص‪ :‬ھندسة الحاسبات‬ ‫ظھرت مؤخرا برامج كثيرة تعنى باسترجاع الملفات المحذوفة أو تلك التي تعرض القرص الصلب الذي‬ ‫يحتويھا لعملية الفرمتة ‪ ..‬وأتى ظھور ھذه البرامج نظرا للحاجة الماسة الستعادة الملفات المحذوفة عن‬ ‫طريق الخطأ ‪ ..‬أو جراء عطب القرص الصلب ‪ ..‬لكن السؤال ھو‪ :‬كيف تتم ھذه العملية؟ وھل من‬ ‫المعقول استرجاع ملفات تم حذفھا نھائيا حتى باستخدام ‪!!Shift + Del‬‬ ‫قبل الجواب عن ھذا السؤال ‪ ..‬دعونا نأخذ لمحة بسيطة عن ماھية‬ ‫المعلومات والملفات المخزنة على القرص الصلب‪ ،‬وكيفية‬ ‫تخزينھا‪.‬‬ ‫القرص الصلب ھو عبارة عن مجموعة أقراص من مادة معدنية‬ ‫عالية التمغنط‪ ،‬مطلية بطبقة من المغناطيس‪ ،‬ويوجد بالقرص‬ ‫الصلب رؤوس كتابة تمر على جميع ھذه األقراص‪ ،‬وتشحنھا‬ ‫بأحدى الشحنتين ‪ +‬أو ‪ .. -‬وتمثل في عالم الحاسوب بـ ‪ 1‬للموجب‬ ‫و ‪ 0‬للسالب ‪ ..‬وعبر تسلسل معين للكتابة والقراءة ‪ ..‬تخزن ھذه‬ ‫البيانات على القرص الصلب ‪ ..‬بحيث يكون لكل ملف جزء‬ ‫خاص من القرص الصلب يخزن عليه ‪ ..‬له بداية و نھاية وطول‬ ‫معين ‪ ..‬ويعبر عنھا مجازيا بوحدات القياس المختلفة ) الـ ‪KB ,‬‬ ‫‪ ،(MB, GB‬ولتنظيم ھذه الملفات وسھولة الوصول إليھا ومعرفة‬ ‫األماكن غير الممتلئة ‪ ..‬يخصص جزء بسيط من القرص الصلب‬ ‫يسمى بـ ‪ .. File System‬وھو عبارة عن أحد أشكال الفھارس‬ ‫)مجازا(‪ ،‬بحيث يخزن فيه اسم كل ملف وطوله وبدايته ونھايته‬ ‫والمعلومات األخرى )كتاريخ اإلنشاء والتعديل ‪ .....‬الخ ( ومن‬ ‫أنواعه الـ ‪,FAT32 , NTFS‬‬ ‫متتال ‪ ..‬حيث إن‬ ‫طبعا نسيت أن أقول إن الملفات ال تخزن بشكل‬ ‫ٍ‬ ‫بعض الملفات تخزن فتقسم حسب المساحة المتاحة على القرص‬ ‫الصلب إلى أكثر من مكان )ولھذا السبب أحدثت عملية الـ‬ ‫‪.(Defragmentation‬‬ ‫عملية الحذف‬ ‫تتم عملية الحذف حديثا وبكل بساطة عن طريق شطب معلومات‬ ‫الملف المراد حذفه من الـ ‪ !!!File System‬نعم ‪ ..‬الملف بحد‬ ‫ذاته ال يتم شطبه!! وإنما يبقى على القرص الصلب ‪ ..‬فحتى يقوم‬ ‫المستخدم بنسخ ملفات جديدة على القرص الصلب ‪ ..‬وعندھا ال‬

‫يستطيع نظام التشغيل رؤية معلومات ھذا الملف ‪ ..‬فال يرى‬ ‫بالمساحة المخزن فيھا أي شيء ‪..‬‬ ‫مبدأ عمل برامج استعادة الملفات‬ ‫تقوم ھذه البرامج بمسح سطحي للتعرف على جميع الملفات التي‬ ‫ال يوجد لھا معلومات في الـ ‪ .. File System‬ويقوم‬ ‫باستحضارھا ‪ ..‬وإنشاء ملف شبيه بالـ ‪ File System‬وبشكل‬ ‫مؤقت لحين استرجاعھا! الحالة الوحيدة التي ال يتم فيھا استرجاع‬ ‫الملفات ھي أن يقوم نظام التشغيل بالكتابة فوق أماكن الملفات‬ ‫المحذوفة من الـ ‪ File System‬وھي ما تسمى بعملية ‪Data‬‬ ‫‪ Overwriting‬وتحدث بسبب أن نظام التشغيل ال يمكنه رؤية‬ ‫الملفات المحذوفة كونه ال يوجد لھا ارتباط في الـ ‪File‬‬ ‫‪ !System‬وعليه ‪ ..‬يمكننا اإلجابة عن السؤال المطروح حول‬ ‫إمكانية استعادة الملفات المحذوفة بنعم‪.‬‬ ‫طبعا ما ينطبق على الحذف ينطبق على الفرمتة ‪ ..‬حيث يتم حذف‬ ‫الـ ‪ File System‬فقط في عملية الفرمتة‪ ،‬إال في بعض أنظمة‬ ‫التشغيل القديمة ‪ ..‬والتي أدت كثرة استخدام ھذه العملية إلى عطب‬ ‫عدد ال بأس به من األقراص الصلبة! حيث كانت تستخدم طريقة‬ ‫عكس الشحنة لكل بت على القرص الصلب‪.‬‬ ‫)إضافة بسيطة وھي لو ال سمح ﷲ تعرضت لفقدان أحد الملفات‬ ‫المھمة إما عن طريق الحذف أو الفرمتة ‪ ..‬حاول ال تنسخ أي‬ ‫ملف جديد على الجھاز وال علي قسم ) ‪ (C,D,E...etc‬حتى ال‬ ‫تعرض ملفاتك القديمة المفقودة للعطب ‪ ..‬المفضل إن تثبت أحد‬ ‫برامج استعادة الملفات على جھاز ثاني ‪ ..‬وتقوم بوصل القرص‬ ‫الصلب عليه ‪ ..‬بحيث يصبح ‪ Slave‬على الجھاز اآلخر ‪..‬‬ ‫وبعدھا قم بمحاولة استعادة الملفات(‪.‬‬

‫انتھى قسمنا لھذا العدد‪ ،‬ونأمل أن نلتقي بكم مع مقاالت جديدة‪ ،‬ومواضيع متنوعة في باقة مجلة الفيزياء الحديثة ‪..‬‬ ‫دمتم في رعاية ﷲ‬ ‫مع تحيات إدارة موقع عالم اإللكترون وفريق عمله‬

‫ملحق مجلة الفيزياء العصرية العدد الثامن ‪ 2010‬تصدر عن موقع عالم إلكترون ‪ www.4electron.com ‬‬

‫صفحة )‪(97‬‬