10 حقائق مثيرة للاهتمام حول الفيزياء

” الخيال أهم من المعرفة  بعد كل شيء ، المعرفة محدودة ، بينما الخيال يحتضن العالم كله ويحفز التقدم ، ويؤدي إلى التطور ، “- ألبرت أينشتاين .

تضع المعرفة التي نكتسبها في دروس الفيزياء الأسس لجميع الأشياء المدهشة الأخرى التي نستمر في التعلم  لكن العلم بالتأكيد لا ينتهي في المدرسة الثانوية ، وبمجرد أن تنتقل بتعلمك إلى المستوى التالي ، تصبح الأمور ممتعة حقًا.

الكون مكان مجنون  بمساعدة الفيزياء ، تعلمنا الكثير عن طبيعتها الغامضة ، لكن لا يزال أمامنا طريق طويل لنقطعه! وهنا نتحدث عن 10 حقائق مثيرة للاهتمام حول الفيزياء

.10 الماء المقطر هو عازل

تُستخدم “مكثفات الماء” ، حيث يكون الماء عازلًا للكهرباء ، بشكل شائع في أنظمة تبديل الجهد العالي جدًا .

على سبيل المثال ، عادةً ما تستخدم ليزرات النيتروجين عالية الطاقة مكثفات الماء كمكون لتخزين الطاقة  عند استخدامه في هذه التطبيقات ، يتم استخدام راتينج مزيل التأين لتقليل توصيل الماء بشكل كبير.

الميزة الكبيرة لاستخدام الماء كعزل كهربائي في هذه التطبيقات ذات الجهد العالي هي أنه ذاتي الشفاء بدلاً من العازل الصلب  وبالتالي ، يمكن استخدام الماء منزوع الأيونات كعزل كهربائي.

.9 لا يعتبر الزجاج مادة صلبة لأنه سائل.

يقال أحيانًا أن الزجاج في الكنائس القديمة جدًا يكون أكثر سمكًا في الأسفل منه في الجزء العلوي ، لأن الزجاج سائل ، وبالتالي ، على مدى عدة قرون ، تدفق إلى الأسفل  هذا غير صحيح.

في العصور الوسطى ، غالبًا ما كانت الألواح الزجاجية تُصنع باستخدام طريقة الزجاج التاجي  تم لف قطعة من الزجاج المصهور ، وتفجيرها ، وتمديدها ، وتسويتها ، ثم تدويرها في النهاية إلى قرص ثم تقطيعها إلى زجاج  كانت الأوراق أكثر سمكًا باتجاه حافة القرص وعادةً ما يتم ضبط الجانب الأثقل لأسفل.

للإجابة على سؤال ” هل الزجاج سائل أم صلب؟” يجب أن نفهم خصائصه الديناميكية الحرارية والمادية  العديد من المواد الصلبة تكون بلورية على نطاق مجهري.

يتم ترتيب الجزيئات في شبكة منتظمة  عندما ترتفع درجة حرارة مادة صلبة ، تهتز الجزيئات حول موضعها في الشبكة حتى تنكسر البلورة عند نقطة الانصهار وتبدأ الجزيئات في التدفق.

هناك تمييز واضح بين المادة الصلبة والسائلة ، والتي يتم فصلها عن طريق انتقال طور من الدرجة الأولى ، أي تغيير متقطع في خصائص المواد مثل الكثافة  يتميز التجميد بإطلاق حرارة تعرف باسم حرارة الانصهار.

 .8إذا احترق الهيدروجين في الهواء يتشكل الماء

يحترق الهيدروجين في الأكسجين لتكوين الماء   اللهب عديم اللون تقريبا  يمكن أن تكون مخاليط الهيدروجين والأكسجين (أو الهيدروجين والهواء) قابلة للانفجار عند وجود الغازين بنسبة معينة ، لذلك يجب التعامل مع الهيدروجين بحذر شديد.

 .7للضوء وزن ولكن ليس له كتلة

 

إذا كانت هناك إجابة بسيطة عن مقدار وزن الضوء ، فسنعرف ذلك جميعًا  في الواقع ، أثبت أينشتاين أن الطاقة والكتلة يمكن أن تكونا متماثلتين – كل الطاقة لها شكل من أشكال الكتلة.

قد لا يحتوي الضوء على كتلة ثابتة (أو ثابتة) تصف وزن الجسم   ولكن بسبب نظرية أينشتاين (وحقيقة أن الضوء يتصرف كما لو كان له كتلة ، لأنه يخضع للجاذبية) ، يمكننا القول إن الكتلة والطاقة موجودان معًا  في هذه الحالة ، نسميها الكتلة النسبية – الكتلة عندما يكون الجسم في حالة حركة وليس في حالة سكون. وبالتالي ، فإن “الوزن” الذي تقيسه هو شكل من أشكال الطاقة.

 .6لم يدور بلوتو حول الشمس منذ اكتشافه

تم اكتشاف بلوتو في 18 فبراير 1930  يتطلب الكوكب القزم 248.09 سنة أرضية ليصنع مدارًا واحدًا حول الشمس   عملية حسابية بسيطة ونجد أن بلوتو سيكمل أول ثورة كاملة منذ اكتشافه في 23 مارس 2178.

.5 معظم الماء في الشمس

وفقًا للعالم تشارلز تشوي ، عندما تهب الرياح الشمسية على الصخور الغنية بالأكسجين ، يمكن أن يؤدي مزيج الهيدروجين والأكسجين إلى تكوين الماء  يمكن أن تتطور هذه العملية في أي مكان مع الأنواع الصحيحة من الصخور ، من سطح القمر إلى جسيم وحيد من الغبار بين الكواكب.

وهكذا ، فإن جزءًا من الماء ، الذي يخلق الظروف الملائمة لظهور الحياة على الأرض ، ربما يكون مولودًا من الشمس .

.4 دائمًا ما تتمدد الأجسام السائلة والغازية والصلبة عند تسخينها

عندما تضاف الحرارة إلى المادة ، تهتز الجزيئات والذرات بشكل أسرع  عندما تهتز الذرات بشكل أسرع ، تزداد المسافة بين الذرات.

تحدد الحركة والمسافة بين الجسيمات حالة المادة. النتيجة النهائية لزيادة الحركة الجزيئية هي أن الجسم يتمدد ويحتل مساحة أكبر.

ومع ذلك ، تظل كتلة الجسم كما هي. تتمدد المواد الصلبة والسوائل والغازات عند إضافة الحرارة. عندما تترك الحرارة كل المواد ، تهتز الجزيئات بشكل أبطأ  يمكن للذرات أن تقترب من بعضها البعض ، مما يؤدي إلى تقلص المادة. مرة أخرى ، الكتلة لم تتغير.

.3 الصوت في الهواء والماء ينتقل بسرعات مختلفة

ينتقل الصوت بسرعات مختلفة اعتمادًا على ما يمر به   من بين الوسائط الثلاثة (الغاز والسائلة والصلبة) ، تنتقل الموجات الصوتية عبر الغازات بشكل أبطأ وأسرع عبر السوائل وأسرع عبر الجسيمات الصلبة  تؤثر درجة الحرارة أيضًا على سرعة الصوت.

تعتمد سرعة الصوت على خصائص الوسط الذي يمر من خلاله  عندما ننظر إلى خصائص الغاز ، نرى أنه فقط عندما تصطدم الجزيئات ببعضها البعض يمكن أن يحدث تخلخل لموجة صوتية  وبالتالي ، من المنطقي أن نقول إن سرعة الصوت لها نفس حجم متوسط ​​السرعة الجزيئية بين الاصطدامات.

في الغاز ، من المهم بشكل خاص معرفة درجة الحرارة  وذلك لأن الجزيئات تصطدم كثيرًا في درجات حرارة منخفضة ، مما يمنح الموجة الصوتية فرصة أفضل للتحرك بسرعة.

عند التجمد (0 درجة مئوية) ، ينتقل الصوت عبر الهواء بسرعة 331 مترًا في الثانية (حوالي 740 ميلًا في الساعة). ولكن عند درجة حرارة الغرفة 20 درجة مئوية ، ينتقل الصوت بسرعة 343 مترًا في الثانية (767 ميلاً في الساعة).

ينتقل الصوت في السوائل أسرع منه في الغازات لأن الجزيئات تكون أكثر كثافة. في المياه العذبة ، تنتقل الموجات الصوتية بسرعة 1،482 مترًا في الثانية (حوالي 3315 ميلًا في الساعة). هذا أسرع 4 مرات من الهواء!

تعتمد العديد من الحيوانات التي تعيش في المحيطات على الموجات الصوتية للتواصل مع الحيوانات الأخرى والعثور على الطعام والعقبات  السبب في قدرتهم على استخدام طريقة الاتصال هذه بشكل فعال عبر مسافات طويلة هو أن الصوت ينتقل بشكل أسرع في الماء.

.2 يذوب الثلج النقي بشكل أبطأ من الثلج المتسخ

تميل الثلوج المتسخة إلى الذوبان أسرع من الثلج الطازج لأنها تمتص المزيد من الطاقة من الشمس ، وهي ليست مجرد مشكلة في المدن الرملية الهادئة.

باستثناء بعض الجبال والهضاب العالية ، يتراجع الغطاء الثلجي بشكل طبيعي عن سطح الأرض في الربيع وأوائل الصيف  يعمل الغبار الموجود أعلى هذا الثلج على تسريع العملية إلى حد كبير.

.1 يعتبر السوط أول جهاز يكسر حاجز الصوت

ربما تم كسر حاجز الصوت لأول مرة بواسطة الكائنات الحية منذ حوالي 150 مليون سنة. أفاد بعض علماء الأحياء القديمة ، استنادًا إلى نماذج الكمبيوتر لقدراتهم الميكانيكية الحيوية ، أن بعض الديناصورات طويلة الذيل ، مثل Brontosaurus ، و Apatosaurus ، و ديبلودوكس ، ربما التقطت ذيولها بسرعة تفوق سرعة الصوت ، مما أحدث صوت طقطقة. هذا الاكتشاف نظري ويتنازع عليه الآخرون في هذا المجال.

النيازك التي تدخل الغلاف الجوي للأرض عادة ، إن لم يكن دائمًا ، تغرق أسرع من الصوت  ومع ذلك ، فإن أول جهاز يكسر حاجز الصوت هو السوط العادي أو السوط   تتحرك نهاية السوط أسرع من سرعة الصوت ، مما يخلق صوتًا مميزًا.