تاريخ الفيزياء الحديثة

تاريخ الفيزياء

عمل آلبرت آينشتاين على التأثير الكهروضوئي، ونظرية النسبيّة التي أدت إلى ثورة في علم الفيزياء في أواخر القرن العشرين، وذلك عندما قام العالم الألماني ماكس بلانك في وضع نظريّة الكم، وآلبرت آينشتاين في وضع نظريّة النسبيّة، وجاءت هذه النظريات بسبب عدم دقة الميكانيكا الكلاسيكيّة في بعض الحالات، حيث اقترحت الكلاسيكيّة بأنّ الضوء ينشر بسرعة متفاوتة والتي لا يمكن حلها مع سرعة ثابتة من خلال معادلات ماكسويل في الكهرومغناطيسية، وجاءت نظرية النسبيّة لتحل هذا التناقض وتحلّ محلّ الكلاسيكيّة.

عمل آلبرت آينشتاين على التأثير الكهروضوئي، ونظرية النسبيّة التي أدت إلى ثورة في علم الفيزياء في أواخر القرن العشرين، وذلك عندما قام العالم الألماني ماكس بلانك في وضع نظريّة الكم، وآلبرت آينشتاين في وضع نظريّة النسبيّة، وجاءت هذه النظريات بسبب عدم دقة الميكانيكا الكلاسيكيّة في بعض الحالات، حيث اقترحت الكلاسيكيّة بأنّ الضوء ينشر بسرعة متفاوتة والتي لا يمكن حلها مع سرعة ثابتة من خلال معادلات ماكسويل في الكهرومغناطيسية، وجاءت نظرية النسبيّة لتحل هذا التناقض وتحلّ محلّ الكلاسيكيّة.

إقرأ أيضاً:

عصر ما قبل التاريخ

حتى الثورة الصناعية في أواخر القرن التاسع عشر، كان لدى البشر دعوة محدودة للطاقة. مع استخدام النار لأغراض الطهي والتدفئة ولأغراض السلامة، جنبًا إلى جنب مع الحيوانات من أجل القوة والنقل، كان لدى البشر حقًا غالبية احتياجاتهم الأساسية المغطاة.

بالإضافة إلى النار والحيوانات، كان البشر يستخدمون الرياح أيضًا كطاقة. تم الحصول على هذه المعرفة حوالي 1200 قبل الميلاد في بولينيزيا، حيث تعلم الناس استخدام الرياح كوسيلة لدفع قواربهم مع الملحق المعروف باسم “الشراع”.

منذ ما يقرب من 5000 عام، كان الصينيون أول من استخدم الطاقة المغناطيسية. لقد اعتمدوا على سحب الأجسام الحديدية المغناطيسية لتوجيه الملاحين، وبفضل المجال المغناطيسي للأرض، وجهوها في اتجاه الشمال.

منذ حوالي 2500 عام، كان للفيلسوف اليوناني تاليس الفضل في اكتشاف الطاقة الكهربائية. من خلال فرك الفراء بقطعة من الكهرمان، وجد تاليس أن الغبار والجسيمات الأخرى تتشبث بالعنبر بما يعرف بالقوة الكهروستاتيكية.

وفي عام 1000 قبل الميلاد، ولأنه احترق بشكل أبطأ وأطول من الخشب وقدم مزيدًا من الحرارة، بدأ الصينيون في استخدام الفحم كمصدر للوقود. تم العثور على هذا الوقود كمصدر متفوق للطاقة، وتم تقديمه إلى العالم الغربي بواسطة ماركو بولو في عام 1275، واستخدم لقرون لا حصر لها بعد ذلك.

القرن السابع عشر

خلال القرن السابع عشر، اكتشفت هولندا احتياطيات من الفحم وبدأت في توفيره للبلدان في جميع أنحاء أوروبا. في القرن الثامن عشر، اكتشفت إنجلترا مصدرها الخاص من الفحم وأصبحت مُصنِّعًا وموزعًا للدول المجاورة. في غضون فترة قصيرة، وسعت إنجلترا طريق التوزيع الخاص بها، لتصبح أكبر منتج ومورد في العالم. خلال هذه الفترة الزمنية نفسها، اكتشف الأوروبيون أن الحرارة الشمسية لها القدرة على زراعة النباتات في الداخل خلال أشهر الطقس البارد.

القرن الثامن عشر

خلال القرن الثامن عشر الميلادي، وبسبب تقلص مناطق الغابات ، كان الفحم هو المصدر الرئيسي للوقود في إنجلترا. ساهم اختراع المحرك البخاري في زيادة الطلب على الفحم في هذا الوقت. صُممت النماذج اللاحقة من المحرك البخاري لضخ المياه من مناجم الفحم، وهي تتميز بعدد متزايد من الأسطوانات وطريقة أكثر كفاءة لحرق الفحم.

في نهاية المطاف، كان المحرك البخاري المحسن حديثًا بمثابة الدافع الأساسي للثورة الصناعية.

القرن التاسع عشر

خلال القرن التاسع عشر، كانت الثورة الصناعية على قدم وساق. ابتداءً من إنجلترا والانتقال في جميع أنحاء أوروبا وأمريكا الشمالية وبقية العالم، تميزت الثورة بالإنتاج الضخم، وهو منتج ثانوي للآلات التي تم إدخالها حديثًا. مع ظهور مثل هذا النشاط الآلي المزدهر، ظهرت حاجة غير مسبوقة لمصادر إضافية للطاقة.

إلى جانب المحرك البخاري، ظهر أول باخرة بخارية في عام 1807 وأول قاطرة بخارية في عام 1804. مرة أخرى، مع التكنولوجيا الجديدة ظهرت الحاجة المتزايدة لمحركات منتجة وعالية السعة وأشكال طاقة أقل تكلفة.

خلال هذه الحقبة، كان العلماء يدركون أن إمدادات الطاقة كانت محدودة وبدأوا في البحث عن مصادر بديلة، مثل الطاقة الشمسية والطاقة الكهرومائية والطاقة الحرارية الأرضية. لم يكونوا قلقين من نقص الفحم فحسب، بل كانوا قلقين أيضًا بشأن الآثار المتبقية (أبخرة العادم، وما إلى ذلك) الناجمة عن إنتاج الفحم القابل للاحتراق (الوقود الأحفوري).

خلال منتصف القرن التاسع عشر، كانت مصادر الطاقة البديلة محور قدر كبير من الدراسة والبحث والتجريب. قام موشوت بتطوير الطاقة الشمسية في عام 1860. على الرغم من أن تشارلز تيلير، وجون إريكسون، وهنري إي ويلسي، وإنيس، وآخرون، قاموا بتحسينات ملحوظة في المحرك الشمسي. لقد فشلت في تحقيق النجاح التجاري لأن الفحم كان متاحًا على نطاق واسع وأقل تكلفة بكثير.

في القرن التاسع عشر، تضمنت النقاط الإضافية المتعلقة بالطاقة ما يلي:

  • بناء محطات صغيرة لتوليد الطاقة الكهرومائية.
  • طواحين الهواء المطورة لإنتاج الطاقة الكهربائية.
  • تستخدم الطاقة الحرارية الجوفية لتدفئة المنازل، وبحلول نهاية القرن، أصبحت قادرة على المساهمة في إنتاج الكهرباء.
  • حفر النفط الخام من الأرض في تيتوسفيل، بنسلفانيا.
  • محركات الاحتراق الداخلي المركبة في السيارات.
  • بدأ البترول تدريجيا في السيطرة على الفحم في صناعة الطاقة.
  • اخترع المخترع الفرنسي لينوار محرك احتراق داخلي يستخدم البنزين كوقود.
  • اخترع المخترعون الألمان دايملر وبنز أول سيارة من خلال تركيب المحرك على عربة.
  • في وقت لاحق، أنتج هنري فورد السيارات بكميات كبيرة مما مكن السيارة من أن تصبح وسيلة نقل شائعة.
  • اخترع الأخوان رايت أول طائرة بمحرك يعمل بالبنزين، وبالتالي، بشروا بعصر نقل أسرع وأرخص.
العصور الحديثة

في العصر الحديث، يتم الآن إعادة النظر في بعض مصادر الطاقة نفسها التي اكتشفها العلماء خلال القرن التاسع عشر، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة المائية والكتلة الحيوية والطاقة الحرارية الأرضية ، كخيارات بديلة محتملة. مصدر آخر للطاقة المعاصرة هو الطاقة النووية. على الرغم من استخدامها على نطاق واسع، إلا أن العديد من العلماء قلقون بشأن السقوط المرتبط بالآثار المتبقية للطاقة النووية، والتي يتضمن أحدها تأثير النشاط الإشعاعي على البيئة.

بسبب بعض سوء الاستخدام والاستغلال، استنفد العالم العديد من إمداداته القديمة من مصادر الطاقة. في خضم هذه الظروف الأليمة بشكل متزايد، يواصل العلماء البحث عن أشكال بديلة من الطاقة. تتمثل متطلباتهم الأساسية في العثور على مصادر طاقة غير ضارة بالبيئة، ويمكن الوصول إليها، وغير مكلفة، ومتاحة بكميات كبيرة.

613 مشاهدة
شارك المقالة
الصورة الافتراضية
مذكرة
مذكرة موقع يهتم بنشر الثقافة في مختلف المجالات. هنا تجدون مقالات عربية من تعبيري الخاص باسلوب سلس وواضح. موقع مذكرة دائما متجدد ويتميز بمواضيعه الحصرية والهادفة لتفادي المواضيع المتاحة المتكررة. هدفنا هو نشر المحتوى العربي والرقي به. نرجو من الله العلي القدير أن يوفقنا للعمل بجدية وأن نحضى بدعم وثقة القراء.
المقالات: 254

اترك ردّاً

معذرة أخي الكريم لا يمكنك نسخ أي جزء من النص، لكن يمكنك طباعته بكامله، وذلك بواسطة الضغط على: (CTRL + P)