الحوار المتمدن - موبايل
الموقع الرئيسي


الفيزياء الحديثة -2-

صباح ابراهيم

2016 / 5 / 13
الطب , والعلوم


المادة والطاقة في فيزياء انشتاين
الفيزياء التقليدية لها جوهرين هما المادة والطاقة . المادة لها وزن و كتلة ، اما الطاقة فلا وزن لها . يقول العلماء ان الطاقة تسلك سلوك المادة ، فقطعة فولاذ ساخنة تزن اكثر مما تزن وهي باردة .
في الفيزياء الحديثة ، لايوجد تمييز بين الكتلة و الطاقة ، فالمادة لها كتلة كما ان الكتلة تمثل طاقة كامنة (مخزونة) في نويات ذرات المادة . واصبح في الفيزياء الحديثة قانون واحد لحفظ (الكتلة-الطاقة) ويمكن حساب كمية الطاقة الناتجة من تحول الكتلة الى طاقة بموجب معادلة انشتاين الشهيرة :
الطاقة = الكتلة × مربع سرعة الضوء E = MC²
E = Energy , M = Mass , C = Light speed
يقول االفيزيائي البرت انشتاين : الطاقة اللازمة او كمية الحرارة القادرة على تحويل ثلاثين الف طن من الماء الى بخار تزن حوالي غرام واحد من المادة. اي تحويل كتلة لمادة ما وزنها غرام واحد الى طاقة يمكن ان يعطينا طاقة حرارية تكفي لتحويل 30 الف طن من الماء الى بخار .
أين توجد هذه الطاقة الهائلة ؟ انها طاقة كامنة في جسيمات كتلة المادة اي في نويات ذراتها . انها طاقة او قوة تماسك جسيمات نواة الذرة الهائلة التي اذا تفجرت فتتحول الى طاقة رهيبة . وهي نفس الطاقة الحرارية و الاشعاعية الهائلة التي تنطلق من تفجير القنبلة النووية من بضع غرامات من مادة مشعة كالبلوتونيوم او اليورانيوم . فتتحول كتلة مادة اليورانيوم الى طاقة هائلة نتيجة تفكك بنية أنوية ذرات المادة فتنطلق طاقتها الكامنة فيها على شكل حرارة واشعاعات الفا وبيتا و جاما . ولهذا تم تغيير اسم القنبلة الذرية الى القنبلة النووية لأن الطاقة فيها كامنة في نواة الذرة و تنطلق بالتفجير منها و ليس من خارجها .
المادة والطاقة وجهان لعملة واحدة يمكن تحويل احدهما للاخر ، فالمادة سهل جدا تحويلها الى طاقة ، الفحم والخشب مادة بحرقها تتحول الى طاقة حرارية و الطاقة الكهربائية يمكن تحويلها الى طاقة ضوئية بالمصابيح و حرارية بالمسخنات والمدافئ و كذلك تحول الى طاقة حركية بالمراوح والمحركات الكهربائية ، واصل الطاقة الكهربائية هو حركة اسلاك نحاسية تدور في مجال مغناطيسي في المولدات الكهربائية فتنتج سيلا من الالكترونات الناقلة للشحنة الكهربائية . والطاقة الكيميائية بالتفاعل تنتج ايضا طاقة كهربائية كما في البطاريات السائلة والجافة التي تنتج طاقة كهربائية ثابتة .
قانون حفظ الطاقة : الطاقة لا تفنى ولا تستحدث بل تتغير من شكل الى آخر .
الحرارة هي شكل من اشكال الطاقة ، والحركة هي ايضا طاقة ، والطاقة لا وزن لها بعكس المادة .
الشمس و النجوم تحول مادتها الخام وهي غاز الهيدروجين بتفاعل نووي الى طاقة حرارية وضوئية و اشعاعات و موجات كهرومغناطيسية ذات طاقة هائلة تنتقل في الفراغ . ومادة الشمس و النجوم الغازية تنفذ تدريجيا وتخسر من كتلتها بعد التحول لطاقة ثم تنطفئ بعد زمن طويل . لأن الشعاع المنطلق من الشمس في الفضاء يحتوي على طاقة وبالتالي له كتلة صادرة من كتلة المصدر.
هذه صفة من صفات النظرية النسبية لأنشتاين و تتفق تماما مع نتائج التجارب التي اخضعت لها .





التعليق والتصويت على الموضوع في الموقع الرئيسي


التعليقات

1 - تعليق عن المادة و الطاقة
ايدن حسين ( 2016 / 5 / 13 - 12:41 )

تحية طيبة استاذ صباح
الشمس و النجوم تحول المادة الى طاقة .. ضوء و حرارة و اشعة
اذن يجب ان يكون هناك .. منظومة اخرى تحول الطاقة من جديد الى مادة
هل الثقوب الشوداء هي التي تقوم بهذا الامر
ام ان الطاقة المنبعثة من النجوم تذهب هباءا .. و هو غير معقول ابدا
هل لديك معلومات بهذا الخصوص
و احترامي
..

2 - الطاقة الطبيعية
سمير ( 2016 / 5 / 13 - 17:42 )
الاستاذ صباح,اليس من الغريب ان في الكون من الطاقات الكبيرة المتجددة, الشمس, امواج البحر, الحرارة الارضية, الرياح... ومع ذلك فان البشرية تلوث بيئتها بالطاقة غير المتجددة؟ اتمنى لو انك خصصت بحثا حول كيفية استخدام الطاقة المتجددة لتحلية مياه البحر, حيث ان الماء سيكون مشكلة البشرية في المستقبل. احترامي

3 - الاستاذ ايدن حسين
صباح ابراهيم ( 2016 / 5 / 13 - 19:24 )
شكرا لتعليقك و متابعتك للمقال

الشمس و النجوم و الكواكب و المجرات تكونت في لحظة الانفجار العظيم ، وكانت بالاصل مادة صغيرة بحجم الذرة ذات كتلة هائلة جدا، ولايمكن تصور مقدارها ، انفجرت في لحظة الخلق و تحولت تلك المادة الى طاقة هائلة ملئت الكون بالاشعاعات والحراة و الضوء و الغبار الكوني . غاز الهيدروجين هو اول الغازات المتولدة في الكون ، ثم حدث الاندماج النووي بين جسيمات مكونات الكون و خلقت الغازات الاخرى بدءا بالهيليوم بعد الهيدروجين و اتحدت الذرات مع بعضها مكونة النجوم والكواكب والمجرات و الشموس .
اما عملية تحويل الطاقة الى مادة فهذه تم اثباتها عمليا في معجلات الجسيمات ( Particle accelerator ) ولو أن ذلك مازال يتم حتى الآن على مستوى الجسيمات بشكل بدائي .
من مظاهر تحويل الطاقة الى مادة هو انتاج الجلوكوز بواسطة عملية التمثيل الضوئي
العلم لازال في مراحله الاولية في تحويل الطاقة الى مادة ويقتصر على توليد جسيمات ذرية من خلال دمج الطاقة بعمليات معقدة جدا . ولكن نظريا ممكن وعمليا صعب .
اقرأ ذلك هنا http://www.hindawi.org/news/16295827/
ففيها شرح وافي

4 - السيد ايدن حسين
صباح ابراهيم ( 2016 / 5 / 13 - 19:29 )
بقية الجواب
الثقوب السوداء تنشأ من بقايا النجوم الميتة ، و تكون مركزا هائلا للجذب يبتلع اي جسم مادي يمر بقربه ، وحتى الضوء لايفلت من جاذبيته ،
و اشعاعات النجوم و الشموس و ضوئها وحرارتها تتبدد هباء في الفضاء ، و تبرد كلما ابتعدت عن المصدر لكنها لاتفنى حسب قانون حفظ المادة والطاقة .

5 - الاخ سمير
صباح ابراهيم ( 2016 / 5 / 14 - 10:02 )
شكرا لتواصلك المستمر بقراءة مقالاتي و التعليق عليها بما يفيد
تتوفر على سطح الارض و في الفضاء طاقات هائلة يمكن استغلالها لفائدة شعوب الارض و نماء اقتصاد الدول ، لكن لازالت الابحاث العلمية و الصناعات التحويلية ليست متقدمة في هذا المجال الا في بعض البلدان على سبيل التجارب او الاستغلال البسيط . فالطاقة الشمسية و الضوئية و طاقة الرياح و حركة الامواج القوية و شلالات المياه كلها مصادر نظيفة و متجددة للطاقة .
لكن للاسف الابحاث و الموارد الهائلة للدول الصناعية تخصص مليارات الدولارات للابحاث العسكرية و الصناعات الحربية لصنع اسلحة للابادة البشرية و ليست لتطوير الابحاث العلمية لخدمة البشرية .
التلوث البيئي سبب لنا ارتفاع درجات الحرارة و ذوبان ثلوج القطبين و ازدياد الامراض السرطانية و ازدياد نسبة اول و ثاني اوكسيد الكربون في الجو و تآكل طبقة الاوزون بسبب الدخان والغازات الصادرة من المصانع القديمة في الدول الصناعية كالصين والهند وامريكا . ولكن لا تخصص الجهود والاموال لتقليل تلك المخاطر للاسف .

سأحاول البحث في موضوع تحلية مياه البحر مستقبلا من استغلال الطاقة المتجددة .
شكرا لمشاركتك

اخر الافلام

.. لبنان يتحرك للتخلص من -غوغل مابس- بسبب سهولة تشويش إسرائيل ع

.. روسيا تسجل عقاراً جديداً لعلاج سرطان البروستاتا




.. مجرمو الإنترنت يهجمون على ألعاب الأطفال الأكثر شعبية.. فكيف


.. المصمم اللبناني زهير مراد يستوحي مجموعته الجديدة من الكوارث




.. تشجيع التحول نحو الذكاء الصناعي