ساسوكوكو
26-12-2009, 06:04 PM
النظريات الأساسية
الميكانيكا الكلاسيكية
مقال تفصيلي :الميكانيكا الكلاسيكية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D 9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%84%D8%A7%D8%B3%D9 %8A%D9%83%D9%8A%D8%A9)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e8/Newtons_cradle_animation_book.gif (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Newtons_cradle_ animation_book.gif&filetimestamp=20060808122030)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Newtons_cradle_ animation_book.gif&filetimestamp=20060808122030)
صورة لبندول نيوتن وهو نظام يوضح مفهوما أساسيا في الميكانيكا الكلاسيكية يتمثل في مبدئ حفظ زخم الحركة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B2%D8%AE%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D9%83% D8%A9)الطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9). و
تصف الميكانيكا الكلاسيكية القوى (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D9%88%D8%A9) التي تؤثر على حالة الأجسام المادية وحركتها. وغالبا ما يشار إليها بإسم "المِيكانيكا النيُوتُنية" نسبة إلى إسحاق نيوتن (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D8%B3%D8%AD%D8%A7%D9%82_%D9%86%D9%8A%D9%88% D8%AA%D9%86) وقوانينه في الحركة. تتفرع الميكانيكا الكلاسيكية إلى؛ علم السكون (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%84%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%B3%D9%83%D9%88% D9%86) أو "الإستاتيكا" وهو يصف الأجسام ساكنة وشروط توازنها، وعلم الحركة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%84%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D9%83% D8%A9) أو "الكينماتيكا" وهو يهتم بوصف حركة الأجسام دون النظر إلى مسبباتها، وعلم التحريك (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%84%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%AA%D8%AD%D8%B1% D9%8A%D9%83) أو "الديناميكا" الذي يدرس حركة الأجسام وماهية القوى المسببة لها. تقوم الميكانيكا الكلاسيكية بشكل أولي على افتراض أن الجسم المادي المراد دراسته يكون صلبًا وفي شكل نقطة [13] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-12). وتتولى على صعيد آخر، الميكانيكا الاستمرارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D8%A7%D8%B3%D8%AA%D9%85%D8%B1%D8%A7%D8%B1%D9%8A%D8 %A9) وصف المادة المتصلة والمستمرة مثل الأجسام الصلبة والسائلة والغازية، وهي تنقسم بدورها إلى قسمين؛ ميكانيكا المواد الصلبة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D8%A7%D9%84%D9%85%D9%88%D8%A7%D8%AF_%D8%A7%D9%84%D 8%B5%D9%84%D8%A8%D8%A9) وميكانيكا الموائع (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D8%A7%D9%84%D9%85%D9%88%D8%A7%D8%A6%D8%B9). وتدرس ميكانيكا المواد الصلبة سلوك هذه الأجسام أمام عوامل عديدة مثل الضغط وتغير درجة الحرارة والتذبذب الخ. فيما تدرس ميكانيكا الموائع فيزيائية السوائل (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%A7%D8%A6%D9%84) والغازات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%BA%D8%A7%D8%B2)، وهي تتناول مواضيع كثيرة منها توازن السوائل في الهيدروستاتيكا (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%87%D9%8A%D8%AF%D8%B1%D9%88%D8%B3%D 8%AA%D8%A7%D8%AA%D9%8A%D9%83%D8%A7)، وتدفقها في الهيدروديناميكا (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D8%A7%D9%84%D9%85%D9%88%D8%A7%D8%A6%D8%B9)، وحركة الغازات وانتشارها إلى جانب تأثيرها على السطوح والأجسام المتحركة في الديناميكا الهوائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D9%87%D9%88%D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8%A9).
أحد المفاهيم الهامة في الميكانيكا الكلاسيكية هي مبادئ حفظ زخم الحركة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B2%D8%AE%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D9%83% D8%A9) والطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9)، وقد دفع هذا الأمر إلى إعادة الصياغة الرياضية لقوانين نيوتن للحركة في ميكانيكا لاجرانج (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83_%D9%84% D8%A7%D8%BA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%AC) وميكانيكا هاملتون (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83_%D9%87% D8%A7%D9%85%D9%84%D8%AA%D9%88%D9%86%D9%8A) باعتماد هذه المبدئ. وتقف الصياغتان ميكانيكا في وصف سلوك الأجسام على نفس المقدار من الدقة، ولكن بطريقة مستقلة عن منظومة القوى المسلطة عليها والتي تكون بعض الأحيان غير عملية في تشكيل معادلات الحركة.
تعطينا الميكانيكا الكلاسيكية نتائج وتنبوات رقمية ذات دقة عالية، تتماشى مع المشاهدة، وذلك بنسبة لأنظمة ذات أبعاد عادية [12] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-phy1-11) وضمن مجال سرعات تقل بكثير عن سرعة الضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88% D8%A1). أما عندما تكون الأجسام موضع الدراسة جسيمات أولية أو أن سرعتها عالية، تكاد تقارب من سرعة الضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88% D8%A1)، فهنا تحل محل الميكانيكا الكلاسيكية تباعا الميكانيكا الكمومية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D8%A7%D9%84%D9%83%D9%85) والميكانيكا النسبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D 9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D9%86%D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8 %A9). ومع ذلك تجد الميكانيكا الكلاسيكية مجالا لتطبيقها في وصف سلوك أنظمة دقيقة، فعلى سبيل المثال في النظرية الحركية (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A7%D9%84%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9% 8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D9%83%D9%8A%D8%A 9&action=edit&redlink=1) للغازات تسري القوانين التي تحكم حركة أجسام ذات حجم العادي على الجزيئات المكونة للغازات و هو ما يُمَكن من إستنتاج خصائص عيانية مثل درجة الحرارة والضغط والحجم. وفي أنظمة عالية التعقيد يمكن فيها لتغييرات طفيفة أن تنتج آثارًا كبيرة (مثل الغلاف الجوي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%BA%D9%84%D8%A7%D9%81_%D8%A7%D9%84% D8%AC%D9%88%D9%8A) أو مسألة الأجسام الثلاثة) تصير قدرة معادلات الميكانيكا الكلاسيكية على التنبئ محدودة. وتختص بدراسة هذه الأنظمة، التي توصف بأنها لاخطية، نظرية الشواش (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B4% D9%88%D8%A7%D8%B4).
أوجدت قوانين الميكانيكا الكلاسيكية نظرة موحدة و شاملة لظواهر طبيعية قد تبدو ظاهريًا غير متصلة، مثل وقوع تفاحة من غصن شجرة أو دوران القمر حول الأرض. فعلى سبيل المثال؛ قوانين كيبلر (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D9%88%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%86_%D9%83%D8%A8% D9%84%D8%B1) لحركة الكواكب، أو السرعة التي يجب أن يبلغها صاروخ (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B5%D8%A7%D8%B1%D9%88%D8%AE) للتحرر من حقل الجاذبية الأرضية (سرعة الإفلات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%A5%D9%81% D9%84%D8%A7%D8%AA))، يمكن إستنتاجهما رياضيًا من قانون نيوتن العام للجاذبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%86%D9%8A%D9%88% D8%AA%D9%86_%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%A7%D9%85_%D9%84% D9%84%D8%AC%D8%A7%D8%B0%D8%A8%D9%8A%D8%A9). وقد ساهمت هذه الفكرة ومفادها أن التوصل لقوانين كليّة يمكنها وصف الظواهر الكونية على اختلافها أمر ممكن، إلى بروز الميكانيكا الكلاسيكية كعنصر هام في الثورة العلمية وذلك خلال القرنين السابع والثامن عشر.
الكهرطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8%A9)
مقال تفصيلي :الكهرطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D 9%8A%D8%A9)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Lightnings_sequence_2_animation.gif (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Lightnings_sequ ence_2_animation.gif&filetimestamp=20060812093333)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Lightnings_sequ ence_2_animation.gif&filetimestamp=20060812093333)
البرق (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D8%B1%D9%82) هو تفريغ كهربائي لشحنات ساكنة يحدث بين السحب في ما بينها أو مع الأرض (الصاعقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B5%D8%A7%D8%B9%D9%82%D8%A9)).
تدرس الكهرطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8%A9) التفاعل الذي يتم بين الجسيمات المشحونة وبين المجالات الكهربائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D9%82%D9%84_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7% D8%A6%D9%8A) والمجالات المغناطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D9%82%D9%84_%D9%85%D8%BA%D9%86%D8%A7%D8%B7% D9%8A%D8%B3%D9%8A). ويمكن تقسيم الكهرطيسية إلى؛ كهرباء ساكنة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A1_%D8%B3%D8%A7% D9%83%D9%86%D8%A9) أو "إلكتروستاتيكا" وهي تدرس الشحنات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B4%D8%AD%D9%86%D8%A9_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8% D9%8A%D8%A9) والحقول الكهربائية الساكنة، والديناميكا الكهربائية (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9% 8A%D9%83%D8%A7_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A 6%D9%8A%D8%A9&action=edit&redlink=1) أو "إلكتروديناميكا" وهو يصف التفاعل بين الشحنات المتحركة والإشعاع الكهرطيسي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%88%D8%AC%D8%A9_%D9%83%D9%87%D8%B1%D9%88% D9%85%D8%BA%D9%86%D8%A7%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8 %A9). ومع أن المعرفة الكهرباء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A1) والمغنطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%BA%D9%86%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8%A9) تطورت منذ القدم بشكل منفصل، فقد توصلت النظرية الكلاسيكية للكهرطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8%A9)، خلال القرنين الثامن و التاسع عشر، إلى تحديد العلاقة بين الظاهرتين من خلال قانون لورنتز (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%84%D9%88%D8%B1% D9%86%D8%AA%D8%B2) ومعادلات ماكسويل (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A7%D8%AA_%D9%85% D8%A7%D9%83%D8%B3%D9%88%D9%8A%D9%84). وتمكنت هذه الأخيرة من وصف الموجات الكهرومغناطيسية وفهم الطبيعة الموجية للضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B6%D9%88%D8%A1).
تهتم الكهرباء الساكنة بدراسة الظواهر المرتبطة بالأجسام المشحونة في حالة السكون، والقوى التي تسلطها على بعضها البعض كما يصفها قانون كولوم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%83%D9%88%D9%84% D9%88%D9%85). ويمكن تحليل سلوك هذه الأجسام من تجاذب أو تنافر من خلال معرفة القطبية (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%82%D8%B7%D8%A8%D9%8A%D8%A9&action=edit&redlink=1) والمجال الكهربائي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D9%82%D9%84_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7% D8%A6%D9%8A) المحيط بها، حيث يكون متناسبا مع مقدار الشحنة والأبعاد التي تفصلها. للكهرباء الساكنة عدة تطبيقات، بدءا من تحليل الظواهر الكهرطيسية مثل العواصف الرعدية إلى المكثفات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%83%D8%AB%D9%81) التي تستعمل الهندسة الكهربائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%87%D9%86%D8%AF%D8%B3%D8%A9_%D8%A7% D9%84%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8 %A9).
وعندما تتحرك الأجسام المشحونة كهربائيًا في حقل كهرومغناطيسي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D9%82%D9%84_%D9%83%D9%87%D8%B1%D9%88%D9%85% D8%BA%D9%86%D8%A7%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A) فإنها تنتج مجالا مغناطيسيا يحيط بها فتختص الديناميكا الكهربائية بوصف الأثار التي تنتج عن ذلك من مغناطيسية وإشعاع الكهرومغناطيسي وحث كهرومغناطيسي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D8%AB_%D9%83%D9%87%D8%B1%D9%88%D9%85%D8%BA% D9%86%D8%A7%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A). وتنضوي هذه المواضيع ضمن ما يعرف بالديناميكا الكهربائية الكلاسيكية، حيث تشرح معادلات ماكسويل (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A7%D8%AA_%D9%85% D8%A7%D9%83%D8%B3%D9%88%D9%8A%D9%84) هذه الظواهر بطريقة جيدة وعامة. وتفضي هذه النظريات إلى تطبيقات مهمة ومنها المولدات الكهربائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%88%D9%84%D8%AF_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8% D8%A7%D8%A6%D9%8A)المحركات الكهربائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%AD%D8%B1%D9%83_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8% D8%A7%D8%A6%D9%8A). وفي العشرينيات من القرن العشرين، ظهرت نظرية الديناميكا الكهربائية الكمومية (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9% 8A%D9%83%D8%A7_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A 6%D9%8A%D8%A9_%D9%83%D9%85%D9%88%D9%85%D9%8A%D8%A9&action=edit&redlink=1) وهي تتضمن قوانين الميكانيكا الكمومية، و تصف التفاعل بين الإشعاع الكهرطيسي والمادة عن طريق تبادل الفوتونات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%88%D8%AA%D9%88%D9%86). وهناك صياغة نسبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%86% D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8%A9) تقدم تصحيحات لحساب حركة الأجسام التي تسير بسرعات تقارب سرعة الضوء. تتدخل هذه الظواهر في معجلات الجسيمات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B9%D8%AC%D9%84_%D8%AC%D8%B3%D9%8A%D9%85% D8%A7%D8%AA) و الأنابيب الكهربائية (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A3%D9%86%D8%A8%D9%88%D8%A8_%D9 %83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A&action=edit&redlink=1) التي تحمل فروق جهد (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D8%B1%D9%82_%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%85%D9%88% D9%86) وتيارات كهربائية عالية. و
تعتبر القوى والظواهر الناجمة عن الكهرطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8%A9) من أكثر الأمور المحسوسة في حياتنا اليومية بعد تلك التي تسببها الجاذبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%A7%D8%B0%D8%A8%D9%8A%D8%A9). فعلى سبيل المثال، الضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88%D8%A1) عبارة عن موجة كهرومغناطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%88%D8%AC%D8%A9_%D9%83%D9%87%D8%B1%D9%88% D9%85%D8%BA%D9%86%D8%A7%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8 %A9) مرئية تشع من جسيمات مَشحونة ومُعَجلة. وتجد مبادئ الكهرومغناطيسية إلى يومنا هذا العديد من التطبيقات التقنية والعلمية والطبية. وما الأجهزة الكهربائية مثل الراديو (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D9%8A%D9%88)، والمرناة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%84%D9%81%D8%A7%D8%B2)، والهاتف (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%87%D8%A7%D8%AA%D9%81)، والقطارات المغناطيسية المعلقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%B7%D8%A7%D8%B1_%D9%85%D8%BA%D9%86%D8%A7% D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A_%D9%85%D8%B9%D9%84%D9%82)، والألياف البصرية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%84%D9%8A%D9%81_%D8%A8%D8%B5%D8%B1%D9%8A)، وأجهزة الليزر (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%84%D9%8A%D8%B2%D8%B1) إلا بضع أمثلة عن هذه التطبيقات التي صنعت تقدمًا نوعيًا في تاريخ البشرية.
الديناميكا الحرارية والميكانيكا الإحصائية
مقالات تفصيلية :الديناميكا الحرارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9%8A%D 9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D8%A7%D8%B1%D9 %8A%D8%A9) و الميكانيكا الإحصائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D 9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D8%A5%D8%AD%D8%B5%D8%A7%D8 %A6%D9%8A%D8%A9)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/16/Melting_icecubes.gif (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Melting_icecube s.gif&filetimestamp=20070806122502)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Melting_icecube s.gif&filetimestamp=20070806122502)
لتحويل جرام (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%B1%D8%A7%D9%85) من الثلج (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AB%D9%84%D8%AC)، درجة حرارته − 20 درجة مئوية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D9%8A%D9%84%D8%B2%D9%8A%D9%88%D8%B3)، إلى ماء سائل، في ظروف الضغط (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B6%D8%BA%D8%B7) العادية، نحتاج إلى طاقة مقدارها حوالي 83 سعرة حرارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B9%D8%B1%D8%A9_%D8%AD%D8%B1%D8%A7%D8%B1% D9%8A%D8%A9) ( أي ما يعادل 350 جول (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D9%88%D9%84)).
تختص الديناميكا الحرارية أو "الترموديناميكا" بدراسة انتقال الطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9) وتحولها في النّظم الفيزيائية، والعلاقة بين الحرارة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D8%A7%D8%B1%D8%A9) والعمل (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B4%D8%BA%D9%84_%28%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8% A7%D8%A1%29) والضغط (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B6%D8%BA%D8%B7) والحجم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%AC%D9%85). تقدم الديناميكا الحرارية الكلاسيكية وصفا عيانيا لهذه الظواهر دون الخوض في التفاصيل مجهرية الكامنة ورائها. فيما تخوض الميكانيكا الإحصائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D 9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D8%A5%D8%AD%D8%B5%D8%A7%D8 %A6%D9%8A%D8%A9) في تحليل السلوك المعقد للمكونات المجهرية (ذرات، جزيئات) وتستنج منها كَمِيًا الخصائص العيانية للنظام وذلك بواسطة طرق إحصائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D8%AD%D8%B5%D8%A7%D8%A1). وضعت أسس الديناميكا الحرارية خلال القرنين الثامن والتاسع عشر، وذلك نتيجة للحاجة الملحة في زيادة كفاءة المحركات البخارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%AD%D8%B1%D9%83_%D8%A8%D8%AE%D8%A7%D8%B1% D9%8A).
يتأسس فهم ديناميكية الطاقة والمتغيرات في نظام معين على أربعة مبادئ أساسية تسمى قوانين الديناميكا الحرارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D9%88%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%86_%D8%A7%D9%84% D8%AA%D8%B1%D9%85%D9%88%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9 %85%D9%8A%D9%83). وتعمل معادلات الحالة (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8% A9_%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%A7%D9%84%D8%A9&action=edit&redlink=1) على تحديد العلاقة بين نوعين من متغيرات العيانية التي تعرف حالة الأنظمة؛ متغيرات الامتداد مثل الكتلة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D8%AA%D9%84%D8%A9) والحجم والحرارة، ومتغيرات الشدّة مثل الكثافة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D8%AB%D8%A7%D9%81%D8%A9) ودرجة الحرارة والضغط والكمون الكيميائي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%85%D9%88%D9%86_%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A% D8%A7%D8%A6%D9%8A). ويمكن من خلال قياس هذه المتغيرات التعرف إلى حالة التوازن أو التحول التلقائي في النظام.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8a/Triple_expansion_engine_animation.gif (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Triple_expansio n_engine_animation.gif&filetimestamp=20060917235947)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Triple_expansio n_engine_animation.gif&filetimestamp=20060917235947)
نظام التحريك الحراري المثالي - تنتقل الحرارة من ساخنة (غلاية) إلى باردة (مكثّف) وينتج عنها عمل
ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D8%A7% D9%84%D8%A3%D9%88%D9%84_%D9%84%D9%84%D8%AA%D8%B1%D 9%85%D9%88%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9%8A%D9% 83) على مبدئ حفظ الطاقة، وذلك بأن التغير في الطاقة الداخلية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9_%D8%AF%D8%A7%D8%AE%D9%84% D9%8A%D8%A9) لنظام مغلق و ساكن، يساوي كمية الطاقة المتبادلة مع الوسط الخارجي على شكل حرارة أو عمل. فيما ينص القانون الثاني (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D8%A7% D9%84%D8%AB%D8%A7%D9%86%D9%8A_%D9%84%D9%84%D8%AA%D 8%B1%D9%85%D9%88%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9% 8A%D9%83) على أن الحرارة لا يمكنها المرور بطريقة تلقائية من جسم ذي درجة حرارة منخفضة إلى آخر ذي درجة حرارة مرتفعة بدون الإتيان بعمل. وذلك يعني أنه من غير الممكن الحصول على عمل دون أن تفقد منه كمية على شكل الحرارة. و توصل لهذين القانونين الفيزيائي الفرنسي سادي كارنو (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%A7%D8%AF%D9%8A_%D9%83%D8%A7%D8%B1%D9%86% D9%88) في بداية القرن التاسع عشر. وفي سنة 1865 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1865)، أدخل الفيزيائي الألماني رودلف کلاوزیوس (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%B1%D9%88%D8%AF%D9%84%D9%81_%DA %A9%D9%84%D8%A7%D9%88%D8%B2%DB%8C%D9%88%D8%B3&action=edit&redlink=1) دالة الإعتلاج (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D8%B9%D8%AA%D9%84%D8%A7%D8%AC)، ومن خلالها يصاغ القانون الثاني على أن "التحول التلقائي في نظام معين لا يمكن أن يتحقق بدون أن ترتفع هذه القيمة فيه وفيما حوله". يُعبر الإعتلاج (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D8%B9%D8%AA%D9%84%D8%A7%D8%AC)، من وجهة نظر عيانية، على عدم إمكانية تسخير كل الطاقة في نظام ما للقيام بعمل ميكانيكي. وتصفها الميكانيكا الإحصائية على أنها قياس لحالة الفوضى للمكونات المجهرية للنظام من ذرات وجزيئات.
تتكتسي الديناميكا الحرارية أهمية كبرى في العديد من المجالات؛ في الكيمياء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%D8%A1) والهندسة الكيميائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%87%D9%86%D8%AF%D8%B3%D8%A9_%D8%A7% D9%84%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8 %A9) وعلم الأحياء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%84%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AD%D9%8A% D8%A7%D8%A1)التفاعلات الكيميائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%B9%D9%84_%D9%83%D9%8A%D9%85% D9%8A%D8%A7%D8%A6%D9%8A) تتم من تلقاء نفسها، فيما لا يمكن ذلك للبعض الآخر. وإنتاج الطاقة والتبريد. فعلى سبيل المثال، يمكن للديناميكا الحرارية تفسير الأسباب التي تجعل بعض
النسبية
مقالات تفصيلية :نظرية النسبية الخاصة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%86% D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%AE%D8%A7%D 8%B5%D8%A9) و نظرية النسبية العامة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%86% D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%A7%D 9%85%D8%A9)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/24/Cassini-science-br.jpg/200px-Cassini-science-br.jpg (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Cassini-science-br.jpg&filetimestamp=20060225182757)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Cassini-science-br.jpg&filetimestamp=20060225182757)
أحد أدق الاختيارات التي أجريت على نظرية النسبية العامة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%86% D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%A7%D 9%85%D8%A9) كانت من قبل المسبار الفضائي كاسيني-هايجنس (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%83%D8%A7%D8%B3%D9%8A%D9%86%D9% 8A-%D9%87%D8%A7%D9%8A%D8%AC%D9%86%D8%B3&action=edit&redlink=1)، في 10 أكتوبر (http://ar.wikipedia.org/wiki/10_%D8%A3%D9%83%D8%AA%D9%88%D8%A8%D8%B1) 2003 (http://ar.wikipedia.org/wiki/2003): شعاع الراديو (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D9%8A%D9%88) (باللون الأخضر) الذي أرسل من الأرض نحو المسبار وقع تأخيره، تحت تأثير الإنحناء الذي أحدثته جاذبية الشّمس في بنية الزمكان (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B2%D9%85%D9%83%D8%A7%D9%86) (باللون الأزرق)، وذلك بالمعدل الذي تنبئت به النظرية[14] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-13) .
نظرية النسبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%86% D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8%A9) هي بنية رياضية أكثر عمومية من تلك التي تأسست عليها الميكانيكا الكلاسيكية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D 9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%84%D8%A7%D8%B3%D9 %8A%D9%83%D9%8A%D8%A9)، وتصف حركة الأجسام بسرعات تقارب سرعة الضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88%D8%A1)، أو أنظمة ذات كُتلٍ (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D8%AA%D9%84%D8%A9) هائلة، وتشتمل على شقين هما نظرية النسبية الخاصة ونظرية النسبية العامة [15] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-14).
اقترح نظرية النسبية الخاصة الفيزيائي الألماني ألبرت أينشتاين (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A3%D9%84%D8%A8%D8%B1%D8%AA_%D8%A3%D9%8A%D9%86% D8%B4%D8%AA%D8%A7%D9%8A%D9%86)، سنة 1905 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1905)، في ورقة بحثية شهيرة بعنوان "حول الديناميكا الكهربائية للأجسام المتحركة" [16] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-15) بناء على المساهمات الهامة لهندريك لورنتس (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%87%D9%86%D8%AF%D8%B1%D9%8A%D9%83_%D8%A3%D9%86% D8%AA%D9%88%D9%86_%D9%84%D9%88%D8%B1%D9%86%D8%AA%D 8%B3) وهنري بوانكاريه (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%87%D9%86%D8%B1%D9%8A_%D8%A8%D9%88%D8%A7%D9%86% D9%83%D8%A7%D8%B1%D9%8A%D9%87). ويتطرق هذا المقال إلى أن نظرية النسبية الخاصة تجد حلا لعدم الإتساق بين معادلات ماكسويل (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A7%D8%AA_%D9%85% D8%A7%D9%83%D8%B3%D9%88%D9%8A%D9%84) والميكانيكا الكلاسيكية. وتقوم النظرية على مسلمتين هما؛ (1) أن القوانين الفيزيائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%81%D9%8A%D8%B2% D9%8A%D8%A7%D8%A6%D9%8A) لا تتغير بتغير الإطار المرجعي العطالي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D8%B7%D8%A7%D8%B1_%D9%85%D8%B1%D8%AC%D8%B9% D9%8A_%D8%B9%D8%B7%D8%A7%D9%84%D9%8A)[17] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-16)، (2) وأن سرعة الضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88% D8%A1) في الفراغ هي مقدار ثابت وغير متصل بحركة مصدر الضوء أو بالمشاهد. الدمج بين هاتين المسلمتين يقود إلى افتراض علاقة بين أمرين منفصلين في الميكانيكا الكلاسيكية، وهما المكان والزمان ويجمع بينهما في بنية تسمى الزمكان (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B2%D9%85%D9%83%D8%A7%D9%86) [18] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-17). للنظم
إحدى التدعيات الهامة للنسبية الخاصة، والتي تبدو مخالفة للبديهة وإن كانت أثبتتها عدة تجارب، هي انعدام مكان أو زمان مطلق، أي منفصل عن الإطار المرجعي للمشاهد (ومن هنا يأتي مصطلح النسبية). وهذا يعني أن الكتلة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D8%AA%D9%84%D8%A9)الأبعاد (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D8%AC%D9%85) والزمن (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B2%D9%85%D9%86) تتغير بتغير سرعة الجسم، وذلك ملائمةً لثبات سرعة الضوء. قد تكون هذه الظواهر غير محسوسة بمجال السرعات في حياتنا اليومية وتبقى بذلك قوانين نيوتن سارية، ولكنها تصير ذات تأثير لا يستهان به عندما ترتفع السرعة وتقارب سرعة الضوء [19] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-18). و
ومن أهم النتائج الأخرى مبدئ التكافئ بين المادة والطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%83%D8%A7%D9%81%D8%A4_%D8%A7%D9%84%D9%85% D8%A7%D8%AF%D8%A9_%D9%88%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A7%D 9%82%D8%A9)، و هو أمر تعبر عنه بشكل بليغ أحد أشهر المعادلات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A9) الفيزيائية:
E = m c 2
حيث E هي الطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9)، و m هي الكتلة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D8%AA%D9%84%D8%A9)، و c هي سرعة الضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88% D8%A1) في الفراغ (2 فوق سرعة الضوء تعني أن الطاقة تتناسب مع مربع (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A3%D8%B3) هذه السرعة). بعبارة أخرى تُنبئنا هذه الصيغة الرياضية أن لكل جسم ذي كتلةٍ طاقةٌ مرتبطة به، والعكس بالعكس.
النسبية العامة هي نظرية ذات طابع هندسي، توصل إليها ألبرت أينشتاين بشكل منفرد ونشرها في 15 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1915)\1916 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1916)، وذلك بأنه قام بتوحيد النسبية الخاصة وقانون نيوتن العام للجاذبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%86%D9%8A%D9%88% D8%AA%D9%86_%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%A7%D9%85_%D9%84% D9%84%D8%AC%D8%A7%D8%B0%D8%A8%D9%8A%D8%A9). تنص هذه النظرية على أن الجاذبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AC%D8%A7%D8%B0%D8%A8%D9%8A%D8%A9) يمكن وصفها على أنها إنحناء في بنية الزمكان (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B2%D9%85%D9%83%D8%A7%D9%86) تسببه الكتلة أو الطاقة. على الصعيد الرياضي، تتميز النسبية العامة عن غيرها من النظريات الحديثة التي تصف الجاذبية بأنها تستعمل معادلات أينشتاين للمجال (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8% A7%D8%AA_%D8%A3%D9%8A%D9%86%D8%B4%D8%AA%D8%A7%D9%8 A%D9%86_%D9%84%D9%84%D9%85%D8%AC%D8%A7%D9%84&action=edit&redlink=1) لوصف محتوى الزمكان من مادة أو طاقة وأثر ذلك على انحنائه. وتعتمد في ذلك بشكل أساسي على مُوَتر (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%88%D8%AA%D8%B1) الإجهاد - الطاقة [20] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-19)، وهو كائن هندسي يصف عبر مكوناته عدة كميات فيزيائية مثل الكثافة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D8%AB%D8%A7%D9%81%D8%A9)، والتدفق (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%AA%D8%AF%D9%81%D9%82&action=edit&redlink=1)، والطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9)، والزخم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B2%D8%AE%D9%85)، والزمكان (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B2%D9%85%D9%83%D8%A7%D9%86). ويمكن القول بطريقة مبسطة، أن موتر الإجهاد - الطاقة هو سبب وجود مجال تثاقلي في زمكان معين وذلك بشكل أعم من ما تفعله الكتلة وحدها في قانون نيوتن الكلاسيكي للجاذبية [21] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-20).
من أول المشاهدات التي أكدت على صحة نظرية النسبية العامة، هو تمكنها من احتساب أوج (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A3%D9%88%D8%AC_%28%D9%81%D9%84%D9%83%29) بدارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D9%8A%D8%A9) كوكب عطارد (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D8%B7%D8%A7%D8%B1%D8%AF) الشاذة، بدقة فشلت في تحقيقها المكانيكا الكلاسيكية. وفي سنة 1919 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1919)، قام الفلكي الإنجليزي آرثر ستانلي إيدينجتون (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A2%D8%B1%D8%AB%D8%B1_%D8%B3%D8 %AA%D8%A7%D9%86%D9%84%D9%8A_%D8%A5%D9%8A%D8%AF%D9% 8A%D9%86%D8%AC%D8%AA%D9%88%D9%86&action=edit&redlink=1) بمشاهدة انزياح ضوء النجوم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%86%D8%AC%D9%88%D9%85) القريبة من قرص الشمس (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B4%D9%85%D8%B3) خلال الكسوف (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D8%B3%D9%88%D9%81)، ليأكد تنبؤ النسبية العامة بإنحناء الضوء تحت تأثير مجال تثاقلي تحدثه أجسام فائقة الكتلة. وفي وقت لاحق بدأت تتراءى العديد من التداعيات لهذه النظرية في علم الكون (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%84%D9%85_%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%88%D9%86) والتي أكدت بعضها المشاهدات، ولكنها لا تزال موضع جدال، ومنها تنبؤ حلول معادلات أينشتاين بالإنفجار العظيم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%A5%D9%86%D9%81%D8%AC%D8%A7%D8%B1_% D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%B8%D9%8A%D9%85)، وتوسع الكون (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%88%D8%B3%D8%B9_%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%88% D9%86)، وطاقة الفراغ (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AB%D8%A7%D8%A8%D8%AA_%D9%83%D9%88%D9%86%D9%8A) ، والثقوب السوداء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AB%D9%82%D8%A8_%D8%A3%D8%B3%D9%88%D8%AF).
الميكانيكا الكمومية
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/61/Crystal_Clear_app_kdict.png/25px-Crystal_Clear_app_kdict.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Crystal_Clear_a pp_kdict.png&filetimestamp=20070123224759) مقال تفصيلي :ميكانيكا الكم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D8%A7%D9%84%D9%83%D9%85)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/50/EffetTunnel.gif (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:EffetTunnel.gif&filetimestamp=20060323145247)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:EffetTunnel.gif&filetimestamp=20060323145247)
محاكاة رقمية لمفعول النفق (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%81%D8%B9%D9%88%D9%84_%D8 %A7%D9%84%D9%86%D9%81%D9%82&action=edit&redlink=1) الكمومي. البقعة المضيئة في اليسار تمثل حزمة موجية لإلكترون (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D9%84%D9%83%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86) تقوم بالإنعكاس على حاجز طاقة. لاحظ إلى اليمين انتقال بقعة قاتمة، وهذا هو الجزء اليسير من الحزمة الموجية التي إستطاعت الانفاق من خلال حاجز تحجر تخطيه مبادئ الميكانيكا الكلاسيكية. و يستعمل هذا المفعول في مجهر المسح النفقي الذي يقوم بتصوير سطوح المواد على المستوى الذري كما تبين الصورة (في الأسفل) إعادة تكوين صورة الذرات على سطح ورقة من الذهب (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B0%D9%87%D8%A8).
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ec/Atomic_resolution_Au100.JPG/120px-Atomic_resolution_Au100.JPG (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Atomic_resoluti on_Au100.JPG&filetimestamp=20080128194952)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Atomic_resoluti on_Au100.JPG&filetimestamp=20080128194952)
تتعامل الميكانيكا الكمومية مع نظم ذات أحجام ذرية أو تحت الذرية؛ مثل الجزيئات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%B2%D9%8A%D8%A1) والذرات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B0%D8%B1%D8%A9) والإلكترونات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D9%84%D9%83%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86)البروتو نات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D8%B1%D9%88%D8%AA%D9%88%D9%86) وغيرها من الجسيمات الأولية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%B3%D9%8A%D9%85_%D8%A3%D9%88%D9%84%D9%8A) . وقد أدت بعض الصعوبات التي واجهت الميكانيكا الكلاسيكية في أواخر القرن التاسع عشر، مثل إشكالية إشعاع الجسم الأسود (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%B3%D9%85_%D8%A3%D8%B3%D9%88%D8%AF) واستقرار الإلكترونات على مداراتها، إلى التفكير بأن جميع أشكال الطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9) تتنقل على شكل حزم متقطعة غير قابلة للتجزئة، وتسمى كُمُومَات أو "كوانتوم". و قد قام بتشكيل هذا المفهوم، الفيزيائي الألماني ماكس بلانك (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%A7%D9%83%D8%B3_%D8%A8%D9%84%D8%A7%D9%86% D9%83) سنة 1900 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1900)، وقدم من خلاله ألبرت أينشتاين تفسيرًا للمفعول الكهروضوئي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%81%D8%B9%D9%88%D9%84_%D9%83%D9%87%D8%B1% D8%B6%D9%88%D8%A6%D9%8A) والذي يتبين من خلاله بأن الموجات الكهرومغناطيسية تتصرف في بعض الأحيان بطريقة تشبه تصرف الجسيمات. و
وضعت مبادئ الميكانيكا الكمومية خلال العشرينات من القرن الماضي، من قبل مجموعة متميزة من الفيزيائيين. في سنة 1924 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1924)، توصل لويس دي بروليه (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%84%D9%88%D9%8A%D8%B3_%D8%AF%D9%8A_%D8%A8%D8%B1 %D9%88%D9%84%D9%8A%D9%87) إلى إدراك أن الأجسام أيضا يمكنها أن تتصرف على أنها موجات، وهو ما يعبر عنه بمثنوية الموجة والجسيم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%AB%D9%86%D9%88%D9%8A%D8%A9_%D9%85%D9%88% D8%AC%D8%A9-%D8%AC%D8%B3%D9%8A%D9%85). وقدمت على خلفية ذلك صياغتان رياضيتان مختلفتان وهما؛ الميكانيكا الموجية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A9_%D8%B4%D8%B1% D9%88%D8%AF%D9%86%D8%BA%D8%B1) التي وضعها إرفين شرودنغر (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D8%B1%D9%81%D9%8A%D9%86_%D8%B4%D8%B1%D9%88% D8%AF%D9%86%D8%BA%D8%B1) وهي تنطوي على استخدام كائن رياضي يسمى دالة الموجة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AF%D8%A7%D9%84%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%88% D8%AC%D8%A9)، يصف احتمال وجود جسيم في بقعة ما من الفضاء - وميكانيكا المصفوفات (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9% 8A%D9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%B5%D9%81%D9%8 8%D9%81%D8%A7%D8%AA&action=edit&redlink=1) التي أنشأها فيرنر هايزنبرغ (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B1%D9%86%D8%B1_%D9%87%D8%A7%D9%8A% D8%B2%D9%86%D8%A8%D8%B1%D8%BA) وماكس بورن (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%A7%D9%83%D8%B3_%D8%A8%D9%88%D8%B1%D9%86) ، و هي تصف الجسيمات على أنها مصفوفات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B5%D9%81%D9%88%D9%81%D8%A9) تتغير مع الزمن. ومع أن هذه الأخيرة لا تشير إلى دالة موجة أو مفاهيم مماثلة، إلا أنها تتوافق مع معادلة شرودنغر ومع الملاحظات التجريبية.
وقد شكل مبدأ عدم اليقين (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%A8%D8%AF%D8%A3_%D8%B9%D8%AF%D9%85_%D8%A7 %D9%84%D8%AA%D8%A3%D9%83%D8%AF) الذي صاغه هايزنبرغ في سنة 1927 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1927) أحد أهم مبادئ الميكانيكا الكمومية، وهو ينص على محدودية قدرتنا في قياس خاصيتين معينتين لجسيم ما في نفس الوقت و بدرجة عالية من الدّقة. ويضع هذا حدًا لمبدأ الحتمية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D8%AA%D9%85%D9%8A%D8%A9) المطلقة الذي يشير إلى إمكانية التنبؤ بشكل دقيق بحالة نظام انطلاقا من حالته السابقة، حيث أن الظواهر الكمومية لا يمكن تفسيرها إلا بطريقة إحتمالية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D8%AD%D8%AA%D9%85%D8%A7%D9%84). وقد أدى هذا الأمر إلى جدال علمي كبير دار بين أعظم فيزيائيي القرن العشرين، بما فيهم ألبرت أينشتاين الذي عارض هذا التفسير الاحتمالي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%81%D8%B3%D9%8A%D8%B1_%D9%83%D9%88%D8%A8% D9%86%D9%87%D8%A7%D8%AC%D9%86) بالرغم من إسهاماته الهامة في تأسيس الميكانيكا الكمومية.
وفي سنة 1928 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1928)، قام الفيزيائي البريطاني بول ديراك (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D9%88%D9%84_%D8%AF%D9%8A%D8%B1%D8%A7%D9%83) بوضع الميكانيكا الكمومية بصيغتيها الموجية و الخطية (المصفوفات) ضمن صياغة أشمل في إطار نظرية النسبية الخاصة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%86%D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8%A9_%D8%A7% D9%84%D8%AE%D8%A7%D8%B5%D8%A9). وقد تنبأت صياغته بوجود الجسيمات المضادة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%A7%D8%AF%D8%A9_%D9%85%D8%B6%D8%A7%D8%AF% D8%A9). وتم تأكيد هذا الأمر تجريبيا سنة 1932 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1932)، باكتشاف مضاد الإلكترون أو البوزيترون (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D9%88%D8%B2%D9%8A%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86).
لاقت للميكانيكا الكمومية نجاحاً كبيرًا في تفسير العديد من الظواهر مثل الليزر (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%84%D9%8A%D8%B2%D8%B1) وشبه الموصلات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B4%D8%A8%D9%87_%D9%85%D9%88%D8%B5%D9%84)، وقد نجمت عنها تطبيقات تقنية مهمة، على غرار الصمام الثنائي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B5%D9%85%D8%A7%D9%85_%D8%AB%D9%86%D8%A7%D8%A6% D9%8A) والترانزستور (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B2%D8%B3%D 8%AA%D9%88%D8%B1)، التي تعتبر حجر الأساس في الإكترونيات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D9%84%D9%83%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86%D9%8A%D 8%A7%D8%AA)الكيمياء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%D8%A1)، يعتمد جزء كبير من فهم ديناميكا و بنية الجزيئات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%B2%D9%8A%D8%A1)، والطريقة التي تتفاعل بها، وتكوين الروابط الكيميائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B1%D8%A7%D8%A8%D8%B7%D8%A9_%D9%83%D9%8A%D9%85% D9%8A%D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8%A9) على دالة الموجة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AF%D8%A7%D9%84%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%88% D8%AC%D8%A9). كما تعتمد الكيمياء الحاسوبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%D8%A1_%D8%AD%D8%A7% D8%B3%D9%88%D8%A8%D9%8A%D8%A9) على النظريات الكمومية في أدائها الرياضاتي، لتحليل ومحاكات نتائج التجارب الكيميائية. أما في علم الأحياء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%84%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AD%D9%8A% D8%A7%D8%A1)، فقد تمكنت الميكانيكا الكمومية من تفسير الآلية التي يحدث بها تحويل الطاقة خلال التمثيل الضوئي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%85%D8%AB%D9%8A%D9%84_%D8%B6%D9%88%D8%A6% D9%89) في النباتات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%A8%D8%A7%D8%AA) وبعض صنوف البكتيريا (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%A8%D9%83%D8%AA%D9%8A%D8%B1%D9%8A%D 8%A7) [22] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-21). وكذلك عملية الإبصار (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%8A%D9%86) لدى الحيوانات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AD%D9%8A%D9%88%D8%A7%D9%86%D8%A7%D 8%AA). ويعمل الباحثون في الوقت الحاضر على العديد من التطبيقات الأخرى المستقبلية في المعلوماتية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%B9%D9%84%D9%88%D9%85%D8%A7%D 8%AA%D9%8A%D8%A9)، مثل الترميز الكمومي (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%AA%D8%B1%D9%85%D9%8A%D8%B2_%D8 %A7%D9%84%D9%83%D9%85%D9%88%D9%85%D9%8A&action=edit&redlink=1) والحاسوب الكمومي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D8%A7%D8%B3%D9%88%D8%A8_%D9%83%D9%85%D9%88% D9%85%D9%8A). الحديثة. وفي
الميكانيكا الكلاسيكية
مقال تفصيلي :الميكانيكا الكلاسيكية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D 9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%84%D8%A7%D8%B3%D9 %8A%D9%83%D9%8A%D8%A9)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e8/Newtons_cradle_animation_book.gif (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Newtons_cradle_ animation_book.gif&filetimestamp=20060808122030)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Newtons_cradle_ animation_book.gif&filetimestamp=20060808122030)
صورة لبندول نيوتن وهو نظام يوضح مفهوما أساسيا في الميكانيكا الكلاسيكية يتمثل في مبدئ حفظ زخم الحركة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B2%D8%AE%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D9%83% D8%A9)الطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9). و
تصف الميكانيكا الكلاسيكية القوى (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D9%88%D8%A9) التي تؤثر على حالة الأجسام المادية وحركتها. وغالبا ما يشار إليها بإسم "المِيكانيكا النيُوتُنية" نسبة إلى إسحاق نيوتن (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D8%B3%D8%AD%D8%A7%D9%82_%D9%86%D9%8A%D9%88% D8%AA%D9%86) وقوانينه في الحركة. تتفرع الميكانيكا الكلاسيكية إلى؛ علم السكون (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%84%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%B3%D9%83%D9%88% D9%86) أو "الإستاتيكا" وهو يصف الأجسام ساكنة وشروط توازنها، وعلم الحركة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%84%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D9%83% D8%A9) أو "الكينماتيكا" وهو يهتم بوصف حركة الأجسام دون النظر إلى مسبباتها، وعلم التحريك (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%84%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%AA%D8%AD%D8%B1% D9%8A%D9%83) أو "الديناميكا" الذي يدرس حركة الأجسام وماهية القوى المسببة لها. تقوم الميكانيكا الكلاسيكية بشكل أولي على افتراض أن الجسم المادي المراد دراسته يكون صلبًا وفي شكل نقطة [13] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-12). وتتولى على صعيد آخر، الميكانيكا الاستمرارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D8%A7%D8%B3%D8%AA%D9%85%D8%B1%D8%A7%D8%B1%D9%8A%D8 %A9) وصف المادة المتصلة والمستمرة مثل الأجسام الصلبة والسائلة والغازية، وهي تنقسم بدورها إلى قسمين؛ ميكانيكا المواد الصلبة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D8%A7%D9%84%D9%85%D9%88%D8%A7%D8%AF_%D8%A7%D9%84%D 8%B5%D9%84%D8%A8%D8%A9) وميكانيكا الموائع (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D8%A7%D9%84%D9%85%D9%88%D8%A7%D8%A6%D8%B9). وتدرس ميكانيكا المواد الصلبة سلوك هذه الأجسام أمام عوامل عديدة مثل الضغط وتغير درجة الحرارة والتذبذب الخ. فيما تدرس ميكانيكا الموائع فيزيائية السوائل (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%A7%D8%A6%D9%84) والغازات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%BA%D8%A7%D8%B2)، وهي تتناول مواضيع كثيرة منها توازن السوائل في الهيدروستاتيكا (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%87%D9%8A%D8%AF%D8%B1%D9%88%D8%B3%D 8%AA%D8%A7%D8%AA%D9%8A%D9%83%D8%A7)، وتدفقها في الهيدروديناميكا (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D8%A7%D9%84%D9%85%D9%88%D8%A7%D8%A6%D8%B9)، وحركة الغازات وانتشارها إلى جانب تأثيرها على السطوح والأجسام المتحركة في الديناميكا الهوائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D9%87%D9%88%D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8%A9).
أحد المفاهيم الهامة في الميكانيكا الكلاسيكية هي مبادئ حفظ زخم الحركة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B2%D8%AE%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D9%83% D8%A9) والطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9)، وقد دفع هذا الأمر إلى إعادة الصياغة الرياضية لقوانين نيوتن للحركة في ميكانيكا لاجرانج (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83_%D9%84% D8%A7%D8%BA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%AC) وميكانيكا هاملتون (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83_%D9%87% D8%A7%D9%85%D9%84%D8%AA%D9%88%D9%86%D9%8A) باعتماد هذه المبدئ. وتقف الصياغتان ميكانيكا في وصف سلوك الأجسام على نفس المقدار من الدقة، ولكن بطريقة مستقلة عن منظومة القوى المسلطة عليها والتي تكون بعض الأحيان غير عملية في تشكيل معادلات الحركة.
تعطينا الميكانيكا الكلاسيكية نتائج وتنبوات رقمية ذات دقة عالية، تتماشى مع المشاهدة، وذلك بنسبة لأنظمة ذات أبعاد عادية [12] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-phy1-11) وضمن مجال سرعات تقل بكثير عن سرعة الضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88% D8%A1). أما عندما تكون الأجسام موضع الدراسة جسيمات أولية أو أن سرعتها عالية، تكاد تقارب من سرعة الضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88% D8%A1)، فهنا تحل محل الميكانيكا الكلاسيكية تباعا الميكانيكا الكمومية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D8%A7%D9%84%D9%83%D9%85) والميكانيكا النسبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D 9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D9%86%D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8 %A9). ومع ذلك تجد الميكانيكا الكلاسيكية مجالا لتطبيقها في وصف سلوك أنظمة دقيقة، فعلى سبيل المثال في النظرية الحركية (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A7%D9%84%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9% 8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D9%83%D9%8A%D8%A 9&action=edit&redlink=1) للغازات تسري القوانين التي تحكم حركة أجسام ذات حجم العادي على الجزيئات المكونة للغازات و هو ما يُمَكن من إستنتاج خصائص عيانية مثل درجة الحرارة والضغط والحجم. وفي أنظمة عالية التعقيد يمكن فيها لتغييرات طفيفة أن تنتج آثارًا كبيرة (مثل الغلاف الجوي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%BA%D9%84%D8%A7%D9%81_%D8%A7%D9%84% D8%AC%D9%88%D9%8A) أو مسألة الأجسام الثلاثة) تصير قدرة معادلات الميكانيكا الكلاسيكية على التنبئ محدودة. وتختص بدراسة هذه الأنظمة، التي توصف بأنها لاخطية، نظرية الشواش (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B4% D9%88%D8%A7%D8%B4).
أوجدت قوانين الميكانيكا الكلاسيكية نظرة موحدة و شاملة لظواهر طبيعية قد تبدو ظاهريًا غير متصلة، مثل وقوع تفاحة من غصن شجرة أو دوران القمر حول الأرض. فعلى سبيل المثال؛ قوانين كيبلر (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D9%88%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%86_%D9%83%D8%A8% D9%84%D8%B1) لحركة الكواكب، أو السرعة التي يجب أن يبلغها صاروخ (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B5%D8%A7%D8%B1%D9%88%D8%AE) للتحرر من حقل الجاذبية الأرضية (سرعة الإفلات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%A5%D9%81% D9%84%D8%A7%D8%AA))، يمكن إستنتاجهما رياضيًا من قانون نيوتن العام للجاذبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%86%D9%8A%D9%88% D8%AA%D9%86_%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%A7%D9%85_%D9%84% D9%84%D8%AC%D8%A7%D8%B0%D8%A8%D9%8A%D8%A9). وقد ساهمت هذه الفكرة ومفادها أن التوصل لقوانين كليّة يمكنها وصف الظواهر الكونية على اختلافها أمر ممكن، إلى بروز الميكانيكا الكلاسيكية كعنصر هام في الثورة العلمية وذلك خلال القرنين السابع والثامن عشر.
الكهرطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8%A9)
مقال تفصيلي :الكهرطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D 9%8A%D8%A9)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b6/Lightnings_sequence_2_animation.gif (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Lightnings_sequ ence_2_animation.gif&filetimestamp=20060812093333)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Lightnings_sequ ence_2_animation.gif&filetimestamp=20060812093333)
البرق (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D8%B1%D9%82) هو تفريغ كهربائي لشحنات ساكنة يحدث بين السحب في ما بينها أو مع الأرض (الصاعقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B5%D8%A7%D8%B9%D9%82%D8%A9)).
تدرس الكهرطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8%A9) التفاعل الذي يتم بين الجسيمات المشحونة وبين المجالات الكهربائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D9%82%D9%84_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7% D8%A6%D9%8A) والمجالات المغناطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D9%82%D9%84_%D9%85%D8%BA%D9%86%D8%A7%D8%B7% D9%8A%D8%B3%D9%8A). ويمكن تقسيم الكهرطيسية إلى؛ كهرباء ساكنة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A1_%D8%B3%D8%A7% D9%83%D9%86%D8%A9) أو "إلكتروستاتيكا" وهي تدرس الشحنات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B4%D8%AD%D9%86%D8%A9_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8% D9%8A%D8%A9) والحقول الكهربائية الساكنة، والديناميكا الكهربائية (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9% 8A%D9%83%D8%A7_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A 6%D9%8A%D8%A9&action=edit&redlink=1) أو "إلكتروديناميكا" وهو يصف التفاعل بين الشحنات المتحركة والإشعاع الكهرطيسي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%88%D8%AC%D8%A9_%D9%83%D9%87%D8%B1%D9%88% D9%85%D8%BA%D9%86%D8%A7%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8 %A9). ومع أن المعرفة الكهرباء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A1) والمغنطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%BA%D9%86%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8%A9) تطورت منذ القدم بشكل منفصل، فقد توصلت النظرية الكلاسيكية للكهرطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8%A9)، خلال القرنين الثامن و التاسع عشر، إلى تحديد العلاقة بين الظاهرتين من خلال قانون لورنتز (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%84%D9%88%D8%B1% D9%86%D8%AA%D8%B2) ومعادلات ماكسويل (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A7%D8%AA_%D9%85% D8%A7%D9%83%D8%B3%D9%88%D9%8A%D9%84). وتمكنت هذه الأخيرة من وصف الموجات الكهرومغناطيسية وفهم الطبيعة الموجية للضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B6%D9%88%D8%A1).
تهتم الكهرباء الساكنة بدراسة الظواهر المرتبطة بالأجسام المشحونة في حالة السكون، والقوى التي تسلطها على بعضها البعض كما يصفها قانون كولوم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%83%D9%88%D9%84% D9%88%D9%85). ويمكن تحليل سلوك هذه الأجسام من تجاذب أو تنافر من خلال معرفة القطبية (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%82%D8%B7%D8%A8%D9%8A%D8%A9&action=edit&redlink=1) والمجال الكهربائي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D9%82%D9%84_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7% D8%A6%D9%8A) المحيط بها، حيث يكون متناسبا مع مقدار الشحنة والأبعاد التي تفصلها. للكهرباء الساكنة عدة تطبيقات، بدءا من تحليل الظواهر الكهرطيسية مثل العواصف الرعدية إلى المكثفات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%83%D8%AB%D9%81) التي تستعمل الهندسة الكهربائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%87%D9%86%D8%AF%D8%B3%D8%A9_%D8%A7% D9%84%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8 %A9).
وعندما تتحرك الأجسام المشحونة كهربائيًا في حقل كهرومغناطيسي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D9%82%D9%84_%D9%83%D9%87%D8%B1%D9%88%D9%85% D8%BA%D9%86%D8%A7%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A) فإنها تنتج مجالا مغناطيسيا يحيط بها فتختص الديناميكا الكهربائية بوصف الأثار التي تنتج عن ذلك من مغناطيسية وإشعاع الكهرومغناطيسي وحث كهرومغناطيسي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D8%AB_%D9%83%D9%87%D8%B1%D9%88%D9%85%D8%BA% D9%86%D8%A7%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A). وتنضوي هذه المواضيع ضمن ما يعرف بالديناميكا الكهربائية الكلاسيكية، حيث تشرح معادلات ماكسويل (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A7%D8%AA_%D9%85% D8%A7%D9%83%D8%B3%D9%88%D9%8A%D9%84) هذه الظواهر بطريقة جيدة وعامة. وتفضي هذه النظريات إلى تطبيقات مهمة ومنها المولدات الكهربائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%88%D9%84%D8%AF_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8% D8%A7%D8%A6%D9%8A)المحركات الكهربائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%AD%D8%B1%D9%83_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8% D8%A7%D8%A6%D9%8A). وفي العشرينيات من القرن العشرين، ظهرت نظرية الديناميكا الكهربائية الكمومية (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9% 8A%D9%83%D8%A7_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A 6%D9%8A%D8%A9_%D9%83%D9%85%D9%88%D9%85%D9%8A%D8%A9&action=edit&redlink=1) وهي تتضمن قوانين الميكانيكا الكمومية، و تصف التفاعل بين الإشعاع الكهرطيسي والمادة عن طريق تبادل الفوتونات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%88%D8%AA%D9%88%D9%86). وهناك صياغة نسبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%86% D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8%A9) تقدم تصحيحات لحساب حركة الأجسام التي تسير بسرعات تقارب سرعة الضوء. تتدخل هذه الظواهر في معجلات الجسيمات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B9%D8%AC%D9%84_%D8%AC%D8%B3%D9%8A%D9%85% D8%A7%D8%AA) و الأنابيب الكهربائية (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A3%D9%86%D8%A8%D9%88%D8%A8_%D9 %83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A&action=edit&redlink=1) التي تحمل فروق جهد (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D8%B1%D9%82_%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%85%D9%88% D9%86) وتيارات كهربائية عالية. و
تعتبر القوى والظواهر الناجمة عن الكهرطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8%A9) من أكثر الأمور المحسوسة في حياتنا اليومية بعد تلك التي تسببها الجاذبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%A7%D8%B0%D8%A8%D9%8A%D8%A9). فعلى سبيل المثال، الضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88%D8%A1) عبارة عن موجة كهرومغناطيسية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%88%D8%AC%D8%A9_%D9%83%D9%87%D8%B1%D9%88% D9%85%D8%BA%D9%86%D8%A7%D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A%D8 %A9) مرئية تشع من جسيمات مَشحونة ومُعَجلة. وتجد مبادئ الكهرومغناطيسية إلى يومنا هذا العديد من التطبيقات التقنية والعلمية والطبية. وما الأجهزة الكهربائية مثل الراديو (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D9%8A%D9%88)، والمرناة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%84%D9%81%D8%A7%D8%B2)، والهاتف (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%87%D8%A7%D8%AA%D9%81)، والقطارات المغناطيسية المعلقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%B7%D8%A7%D8%B1_%D9%85%D8%BA%D9%86%D8%A7% D8%B7%D9%8A%D8%B3%D9%8A_%D9%85%D8%B9%D9%84%D9%82)، والألياف البصرية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%84%D9%8A%D9%81_%D8%A8%D8%B5%D8%B1%D9%8A)، وأجهزة الليزر (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%84%D9%8A%D8%B2%D8%B1) إلا بضع أمثلة عن هذه التطبيقات التي صنعت تقدمًا نوعيًا في تاريخ البشرية.
الديناميكا الحرارية والميكانيكا الإحصائية
مقالات تفصيلية :الديناميكا الحرارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9%8A%D 9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D8%A7%D8%B1%D9 %8A%D8%A9) و الميكانيكا الإحصائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D 9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D8%A5%D8%AD%D8%B5%D8%A7%D8 %A6%D9%8A%D8%A9)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/16/Melting_icecubes.gif (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Melting_icecube s.gif&filetimestamp=20070806122502)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Melting_icecube s.gif&filetimestamp=20070806122502)
لتحويل جرام (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%B1%D8%A7%D9%85) من الثلج (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AB%D9%84%D8%AC)، درجة حرارته − 20 درجة مئوية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D9%8A%D9%84%D8%B2%D9%8A%D9%88%D8%B3)، إلى ماء سائل، في ظروف الضغط (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B6%D8%BA%D8%B7) العادية، نحتاج إلى طاقة مقدارها حوالي 83 سعرة حرارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B9%D8%B1%D8%A9_%D8%AD%D8%B1%D8%A7%D8%B1% D9%8A%D8%A9) ( أي ما يعادل 350 جول (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D9%88%D9%84)).
تختص الديناميكا الحرارية أو "الترموديناميكا" بدراسة انتقال الطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9) وتحولها في النّظم الفيزيائية، والعلاقة بين الحرارة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%B1%D8%A7%D8%B1%D8%A9) والعمل (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B4%D8%BA%D9%84_%28%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8% A7%D8%A1%29) والضغط (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B6%D8%BA%D8%B7) والحجم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%AC%D9%85). تقدم الديناميكا الحرارية الكلاسيكية وصفا عيانيا لهذه الظواهر دون الخوض في التفاصيل مجهرية الكامنة ورائها. فيما تخوض الميكانيكا الإحصائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D 9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D8%A5%D8%AD%D8%B5%D8%A7%D8 %A6%D9%8A%D8%A9) في تحليل السلوك المعقد للمكونات المجهرية (ذرات، جزيئات) وتستنج منها كَمِيًا الخصائص العيانية للنظام وذلك بواسطة طرق إحصائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D8%AD%D8%B5%D8%A7%D8%A1). وضعت أسس الديناميكا الحرارية خلال القرنين الثامن والتاسع عشر، وذلك نتيجة للحاجة الملحة في زيادة كفاءة المحركات البخارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%AD%D8%B1%D9%83_%D8%A8%D8%AE%D8%A7%D8%B1% D9%8A).
يتأسس فهم ديناميكية الطاقة والمتغيرات في نظام معين على أربعة مبادئ أساسية تسمى قوانين الديناميكا الحرارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D9%88%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%86_%D8%A7%D9%84% D8%AA%D8%B1%D9%85%D9%88%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9 %85%D9%8A%D9%83). وتعمل معادلات الحالة (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8% A9_%D8%A7%D9%84%D8%AD%D8%A7%D9%84%D8%A9&action=edit&redlink=1) على تحديد العلاقة بين نوعين من متغيرات العيانية التي تعرف حالة الأنظمة؛ متغيرات الامتداد مثل الكتلة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D8%AA%D9%84%D8%A9) والحجم والحرارة، ومتغيرات الشدّة مثل الكثافة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D8%AB%D8%A7%D9%81%D8%A9) ودرجة الحرارة والضغط والكمون الكيميائي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%85%D9%88%D9%86_%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A% D8%A7%D8%A6%D9%8A). ويمكن من خلال قياس هذه المتغيرات التعرف إلى حالة التوازن أو التحول التلقائي في النظام.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8a/Triple_expansion_engine_animation.gif (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Triple_expansio n_engine_animation.gif&filetimestamp=20060917235947)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Triple_expansio n_engine_animation.gif&filetimestamp=20060917235947)
نظام التحريك الحراري المثالي - تنتقل الحرارة من ساخنة (غلاية) إلى باردة (مكثّف) وينتج عنها عمل
ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D8%A7% D9%84%D8%A3%D9%88%D9%84_%D9%84%D9%84%D8%AA%D8%B1%D 9%85%D9%88%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9%8A%D9% 83) على مبدئ حفظ الطاقة، وذلك بأن التغير في الطاقة الداخلية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9_%D8%AF%D8%A7%D8%AE%D9%84% D9%8A%D8%A9) لنظام مغلق و ساكن، يساوي كمية الطاقة المتبادلة مع الوسط الخارجي على شكل حرارة أو عمل. فيما ينص القانون الثاني (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D8%A7% D9%84%D8%AB%D8%A7%D9%86%D9%8A_%D9%84%D9%84%D8%AA%D 8%B1%D9%85%D9%88%D8%AF%D9%8A%D9%86%D8%A7%D9%85%D9% 8A%D9%83) على أن الحرارة لا يمكنها المرور بطريقة تلقائية من جسم ذي درجة حرارة منخفضة إلى آخر ذي درجة حرارة مرتفعة بدون الإتيان بعمل. وذلك يعني أنه من غير الممكن الحصول على عمل دون أن تفقد منه كمية على شكل الحرارة. و توصل لهذين القانونين الفيزيائي الفرنسي سادي كارنو (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%A7%D8%AF%D9%8A_%D9%83%D8%A7%D8%B1%D9%86% D9%88) في بداية القرن التاسع عشر. وفي سنة 1865 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1865)، أدخل الفيزيائي الألماني رودلف کلاوزیوس (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%B1%D9%88%D8%AF%D9%84%D9%81_%DA %A9%D9%84%D8%A7%D9%88%D8%B2%DB%8C%D9%88%D8%B3&action=edit&redlink=1) دالة الإعتلاج (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D8%B9%D8%AA%D9%84%D8%A7%D8%AC)، ومن خلالها يصاغ القانون الثاني على أن "التحول التلقائي في نظام معين لا يمكن أن يتحقق بدون أن ترتفع هذه القيمة فيه وفيما حوله". يُعبر الإعتلاج (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D8%B9%D8%AA%D9%84%D8%A7%D8%AC)، من وجهة نظر عيانية، على عدم إمكانية تسخير كل الطاقة في نظام ما للقيام بعمل ميكانيكي. وتصفها الميكانيكا الإحصائية على أنها قياس لحالة الفوضى للمكونات المجهرية للنظام من ذرات وجزيئات.
تتكتسي الديناميكا الحرارية أهمية كبرى في العديد من المجالات؛ في الكيمياء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%D8%A1) والهندسة الكيميائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%87%D9%86%D8%AF%D8%B3%D8%A9_%D8%A7% D9%84%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8 %A9) وعلم الأحياء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%84%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AD%D9%8A% D8%A7%D8%A1)التفاعلات الكيميائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%81%D8%A7%D8%B9%D9%84_%D9%83%D9%8A%D9%85% D9%8A%D8%A7%D8%A6%D9%8A) تتم من تلقاء نفسها، فيما لا يمكن ذلك للبعض الآخر. وإنتاج الطاقة والتبريد. فعلى سبيل المثال، يمكن للديناميكا الحرارية تفسير الأسباب التي تجعل بعض
النسبية
مقالات تفصيلية :نظرية النسبية الخاصة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%86% D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%AE%D8%A7%D 8%B5%D8%A9) و نظرية النسبية العامة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%86% D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%A7%D 9%85%D8%A9)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/24/Cassini-science-br.jpg/200px-Cassini-science-br.jpg (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Cassini-science-br.jpg&filetimestamp=20060225182757)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Cassini-science-br.jpg&filetimestamp=20060225182757)
أحد أدق الاختيارات التي أجريت على نظرية النسبية العامة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%86% D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%A7%D 9%85%D8%A9) كانت من قبل المسبار الفضائي كاسيني-هايجنس (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%83%D8%A7%D8%B3%D9%8A%D9%86%D9% 8A-%D9%87%D8%A7%D9%8A%D8%AC%D9%86%D8%B3&action=edit&redlink=1)، في 10 أكتوبر (http://ar.wikipedia.org/wiki/10_%D8%A3%D9%83%D8%AA%D9%88%D8%A8%D8%B1) 2003 (http://ar.wikipedia.org/wiki/2003): شعاع الراديو (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D9%8A%D9%88) (باللون الأخضر) الذي أرسل من الأرض نحو المسبار وقع تأخيره، تحت تأثير الإنحناء الذي أحدثته جاذبية الشّمس في بنية الزمكان (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B2%D9%85%D9%83%D8%A7%D9%86) (باللون الأزرق)، وذلك بالمعدل الذي تنبئت به النظرية[14] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-13) .
نظرية النسبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%B8%D8%B1%D9%8A%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%86% D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8%A9) هي بنية رياضية أكثر عمومية من تلك التي تأسست عليها الميكانيكا الكلاسيكية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D 9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%84%D8%A7%D8%B3%D9 %8A%D9%83%D9%8A%D8%A9)، وتصف حركة الأجسام بسرعات تقارب سرعة الضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88%D8%A1)، أو أنظمة ذات كُتلٍ (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D8%AA%D9%84%D8%A9) هائلة، وتشتمل على شقين هما نظرية النسبية الخاصة ونظرية النسبية العامة [15] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-14).
اقترح نظرية النسبية الخاصة الفيزيائي الألماني ألبرت أينشتاين (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A3%D9%84%D8%A8%D8%B1%D8%AA_%D8%A3%D9%8A%D9%86% D8%B4%D8%AA%D8%A7%D9%8A%D9%86)، سنة 1905 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1905)، في ورقة بحثية شهيرة بعنوان "حول الديناميكا الكهربائية للأجسام المتحركة" [16] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-15) بناء على المساهمات الهامة لهندريك لورنتس (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%87%D9%86%D8%AF%D8%B1%D9%8A%D9%83_%D8%A3%D9%86% D8%AA%D9%88%D9%86_%D9%84%D9%88%D8%B1%D9%86%D8%AA%D 8%B3) وهنري بوانكاريه (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%87%D9%86%D8%B1%D9%8A_%D8%A8%D9%88%D8%A7%D9%86% D9%83%D8%A7%D8%B1%D9%8A%D9%87). ويتطرق هذا المقال إلى أن نظرية النسبية الخاصة تجد حلا لعدم الإتساق بين معادلات ماكسويل (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A7%D8%AA_%D9%85% D8%A7%D9%83%D8%B3%D9%88%D9%8A%D9%84) والميكانيكا الكلاسيكية. وتقوم النظرية على مسلمتين هما؛ (1) أن القوانين الفيزيائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%81%D9%8A%D8%B2% D9%8A%D8%A7%D8%A6%D9%8A) لا تتغير بتغير الإطار المرجعي العطالي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D8%B7%D8%A7%D8%B1_%D9%85%D8%B1%D8%AC%D8%B9% D9%8A_%D8%B9%D8%B7%D8%A7%D9%84%D9%8A)[17] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-16)، (2) وأن سرعة الضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88% D8%A1) في الفراغ هي مقدار ثابت وغير متصل بحركة مصدر الضوء أو بالمشاهد. الدمج بين هاتين المسلمتين يقود إلى افتراض علاقة بين أمرين منفصلين في الميكانيكا الكلاسيكية، وهما المكان والزمان ويجمع بينهما في بنية تسمى الزمكان (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B2%D9%85%D9%83%D8%A7%D9%86) [18] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-17). للنظم
إحدى التدعيات الهامة للنسبية الخاصة، والتي تبدو مخالفة للبديهة وإن كانت أثبتتها عدة تجارب، هي انعدام مكان أو زمان مطلق، أي منفصل عن الإطار المرجعي للمشاهد (ومن هنا يأتي مصطلح النسبية). وهذا يعني أن الكتلة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D8%AA%D9%84%D8%A9)الأبعاد (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D8%AC%D9%85) والزمن (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B2%D9%85%D9%86) تتغير بتغير سرعة الجسم، وذلك ملائمةً لثبات سرعة الضوء. قد تكون هذه الظواهر غير محسوسة بمجال السرعات في حياتنا اليومية وتبقى بذلك قوانين نيوتن سارية، ولكنها تصير ذات تأثير لا يستهان به عندما ترتفع السرعة وتقارب سرعة الضوء [19] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-18). و
ومن أهم النتائج الأخرى مبدئ التكافئ بين المادة والطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%83%D8%A7%D9%81%D8%A4_%D8%A7%D9%84%D9%85% D8%A7%D8%AF%D8%A9_%D9%88%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A7%D 9%82%D8%A9)، و هو أمر تعبر عنه بشكل بليغ أحد أشهر المعادلات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A9) الفيزيائية:
E = m c 2
حيث E هي الطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9)، و m هي الكتلة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D8%AA%D9%84%D8%A9)، و c هي سرعة الضوء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D8%B6%D9%88% D8%A1) في الفراغ (2 فوق سرعة الضوء تعني أن الطاقة تتناسب مع مربع (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A3%D8%B3) هذه السرعة). بعبارة أخرى تُنبئنا هذه الصيغة الرياضية أن لكل جسم ذي كتلةٍ طاقةٌ مرتبطة به، والعكس بالعكس.
النسبية العامة هي نظرية ذات طابع هندسي، توصل إليها ألبرت أينشتاين بشكل منفرد ونشرها في 15 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1915)\1916 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1916)، وذلك بأنه قام بتوحيد النسبية الخاصة وقانون نيوتن العام للجاذبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%82%D8%A7%D9%86%D9%88%D9%86_%D9%86%D9%8A%D9%88% D8%AA%D9%86_%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%A7%D9%85_%D9%84% D9%84%D8%AC%D8%A7%D8%B0%D8%A8%D9%8A%D8%A9). تنص هذه النظرية على أن الجاذبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AC%D8%A7%D8%B0%D8%A8%D9%8A%D8%A9) يمكن وصفها على أنها إنحناء في بنية الزمكان (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B2%D9%85%D9%83%D8%A7%D9%86) تسببه الكتلة أو الطاقة. على الصعيد الرياضي، تتميز النسبية العامة عن غيرها من النظريات الحديثة التي تصف الجاذبية بأنها تستعمل معادلات أينشتاين للمجال (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8% A7%D8%AA_%D8%A3%D9%8A%D9%86%D8%B4%D8%AA%D8%A7%D9%8 A%D9%86_%D9%84%D9%84%D9%85%D8%AC%D8%A7%D9%84&action=edit&redlink=1) لوصف محتوى الزمكان من مادة أو طاقة وأثر ذلك على انحنائه. وتعتمد في ذلك بشكل أساسي على مُوَتر (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%88%D8%AA%D8%B1) الإجهاد - الطاقة [20] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-19)، وهو كائن هندسي يصف عبر مكوناته عدة كميات فيزيائية مثل الكثافة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D8%AB%D8%A7%D9%81%D8%A9)، والتدفق (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%AA%D8%AF%D9%81%D9%82&action=edit&redlink=1)، والطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9)، والزخم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B2%D8%AE%D9%85)، والزمكان (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B2%D9%85%D9%83%D8%A7%D9%86). ويمكن القول بطريقة مبسطة، أن موتر الإجهاد - الطاقة هو سبب وجود مجال تثاقلي في زمكان معين وذلك بشكل أعم من ما تفعله الكتلة وحدها في قانون نيوتن الكلاسيكي للجاذبية [21] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-20).
من أول المشاهدات التي أكدت على صحة نظرية النسبية العامة، هو تمكنها من احتساب أوج (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A3%D9%88%D8%AC_%28%D9%81%D9%84%D9%83%29) بدارية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D8%AF%D8%A7%D8%B1%D9%8A%D8%A9) كوكب عطارد (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D8%B7%D8%A7%D8%B1%D8%AF) الشاذة، بدقة فشلت في تحقيقها المكانيكا الكلاسيكية. وفي سنة 1919 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1919)، قام الفلكي الإنجليزي آرثر ستانلي إيدينجتون (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%A2%D8%B1%D8%AB%D8%B1_%D8%B3%D8 %AA%D8%A7%D9%86%D9%84%D9%8A_%D8%A5%D9%8A%D8%AF%D9% 8A%D9%86%D8%AC%D8%AA%D9%88%D9%86&action=edit&redlink=1) بمشاهدة انزياح ضوء النجوم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%86%D8%AC%D9%88%D9%85) القريبة من قرص الشمس (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B4%D9%85%D8%B3) خلال الكسوف (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%83%D8%B3%D9%88%D9%81)، ليأكد تنبؤ النسبية العامة بإنحناء الضوء تحت تأثير مجال تثاقلي تحدثه أجسام فائقة الكتلة. وفي وقت لاحق بدأت تتراءى العديد من التداعيات لهذه النظرية في علم الكون (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%84%D9%85_%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%88%D9%86) والتي أكدت بعضها المشاهدات، ولكنها لا تزال موضع جدال، ومنها تنبؤ حلول معادلات أينشتاين بالإنفجار العظيم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%A5%D9%86%D9%81%D8%AC%D8%A7%D8%B1_% D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%B8%D9%8A%D9%85)، وتوسع الكون (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%88%D8%B3%D8%B9_%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%88% D9%86)، وطاقة الفراغ (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AB%D8%A7%D8%A8%D8%AA_%D9%83%D9%88%D9%86%D9%8A) ، والثقوب السوداء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AB%D9%82%D8%A8_%D8%A3%D8%B3%D9%88%D8%AF).
الميكانيكا الكمومية
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/61/Crystal_Clear_app_kdict.png/25px-Crystal_Clear_app_kdict.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Crystal_Clear_a pp_kdict.png&filetimestamp=20070123224759) مقال تفصيلي :ميكانيكا الكم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9%8A%D9%83%D8%A7_% D8%A7%D9%84%D9%83%D9%85)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/50/EffetTunnel.gif (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:EffetTunnel.gif&filetimestamp=20060323145247)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:EffetTunnel.gif&filetimestamp=20060323145247)
محاكاة رقمية لمفعول النفق (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%81%D8%B9%D9%88%D9%84_%D8 %A7%D9%84%D9%86%D9%81%D9%82&action=edit&redlink=1) الكمومي. البقعة المضيئة في اليسار تمثل حزمة موجية لإلكترون (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D9%84%D9%83%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86) تقوم بالإنعكاس على حاجز طاقة. لاحظ إلى اليمين انتقال بقعة قاتمة، وهذا هو الجزء اليسير من الحزمة الموجية التي إستطاعت الانفاق من خلال حاجز تحجر تخطيه مبادئ الميكانيكا الكلاسيكية. و يستعمل هذا المفعول في مجهر المسح النفقي الذي يقوم بتصوير سطوح المواد على المستوى الذري كما تبين الصورة (في الأسفل) إعادة تكوين صورة الذرات على سطح ورقة من الذهب (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B0%D9%87%D8%A8).
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ec/Atomic_resolution_Au100.JPG/120px-Atomic_resolution_Au100.JPG (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Atomic_resoluti on_Au100.JPG&filetimestamp=20080128194952)
http://ar.wikipedia.org/skins-1.5/common/images/magnify-clip.png (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%84%D9%81:Atomic_resoluti on_Au100.JPG&filetimestamp=20080128194952)
تتعامل الميكانيكا الكمومية مع نظم ذات أحجام ذرية أو تحت الذرية؛ مثل الجزيئات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%B2%D9%8A%D8%A1) والذرات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B0%D8%B1%D8%A9) والإلكترونات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D9%84%D9%83%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86)البروتو نات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D8%B1%D9%88%D8%AA%D9%88%D9%86) وغيرها من الجسيمات الأولية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%B3%D9%8A%D9%85_%D8%A3%D9%88%D9%84%D9%8A) . وقد أدت بعض الصعوبات التي واجهت الميكانيكا الكلاسيكية في أواخر القرن التاسع عشر، مثل إشكالية إشعاع الجسم الأسود (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%B3%D9%85_%D8%A3%D8%B3%D9%88%D8%AF) واستقرار الإلكترونات على مداراتها، إلى التفكير بأن جميع أشكال الطاقة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%B7%D8%A7%D9%82%D8%A9) تتنقل على شكل حزم متقطعة غير قابلة للتجزئة، وتسمى كُمُومَات أو "كوانتوم". و قد قام بتشكيل هذا المفهوم، الفيزيائي الألماني ماكس بلانك (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%A7%D9%83%D8%B3_%D8%A8%D9%84%D8%A7%D9%86% D9%83) سنة 1900 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1900)، وقدم من خلاله ألبرت أينشتاين تفسيرًا للمفعول الكهروضوئي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D9%81%D8%B9%D9%88%D9%84_%D9%83%D9%87%D8%B1% D8%B6%D9%88%D8%A6%D9%8A) والذي يتبين من خلاله بأن الموجات الكهرومغناطيسية تتصرف في بعض الأحيان بطريقة تشبه تصرف الجسيمات. و
وضعت مبادئ الميكانيكا الكمومية خلال العشرينات من القرن الماضي، من قبل مجموعة متميزة من الفيزيائيين. في سنة 1924 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1924)، توصل لويس دي بروليه (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%84%D9%88%D9%8A%D8%B3_%D8%AF%D9%8A_%D8%A8%D8%B1 %D9%88%D9%84%D9%8A%D9%87) إلى إدراك أن الأجسام أيضا يمكنها أن تتصرف على أنها موجات، وهو ما يعبر عنه بمثنوية الموجة والجسيم (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%AB%D9%86%D9%88%D9%8A%D8%A9_%D9%85%D9%88% D8%AC%D8%A9-%D8%AC%D8%B3%D9%8A%D9%85). وقدمت على خلفية ذلك صياغتان رياضيتان مختلفتان وهما؛ الميكانيكا الموجية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B9%D8%A7%D8%AF%D9%84%D8%A9_%D8%B4%D8%B1% D9%88%D8%AF%D9%86%D8%BA%D8%B1) التي وضعها إرفين شرودنغر (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D8%B1%D9%81%D9%8A%D9%86_%D8%B4%D8%B1%D9%88% D8%AF%D9%86%D8%BA%D8%B1) وهي تنطوي على استخدام كائن رياضي يسمى دالة الموجة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AF%D8%A7%D9%84%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%88% D8%AC%D8%A9)، يصف احتمال وجود جسيم في بقعة ما من الفضاء - وميكانيكا المصفوفات (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%85%D9%8A%D9%83%D8%A7%D9%86%D9% 8A%D9%83%D8%A7_%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%B5%D9%81%D9%8 8%D9%81%D8%A7%D8%AA&action=edit&redlink=1) التي أنشأها فيرنر هايزنبرغ (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B1%D9%86%D8%B1_%D9%87%D8%A7%D9%8A% D8%B2%D9%86%D8%A8%D8%B1%D8%BA) وماكس بورن (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%A7%D9%83%D8%B3_%D8%A8%D9%88%D8%B1%D9%86) ، و هي تصف الجسيمات على أنها مصفوفات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B5%D9%81%D9%88%D9%81%D8%A9) تتغير مع الزمن. ومع أن هذه الأخيرة لا تشير إلى دالة موجة أو مفاهيم مماثلة، إلا أنها تتوافق مع معادلة شرودنغر ومع الملاحظات التجريبية.
وقد شكل مبدأ عدم اليقين (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%A8%D8%AF%D8%A3_%D8%B9%D8%AF%D9%85_%D8%A7 %D9%84%D8%AA%D8%A3%D9%83%D8%AF) الذي صاغه هايزنبرغ في سنة 1927 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1927) أحد أهم مبادئ الميكانيكا الكمومية، وهو ينص على محدودية قدرتنا في قياس خاصيتين معينتين لجسيم ما في نفس الوقت و بدرجة عالية من الدّقة. ويضع هذا حدًا لمبدأ الحتمية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D8%AA%D9%85%D9%8A%D8%A9) المطلقة الذي يشير إلى إمكانية التنبؤ بشكل دقيق بحالة نظام انطلاقا من حالته السابقة، حيث أن الظواهر الكمومية لا يمكن تفسيرها إلا بطريقة إحتمالية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D8%AD%D8%AA%D9%85%D8%A7%D9%84). وقد أدى هذا الأمر إلى جدال علمي كبير دار بين أعظم فيزيائيي القرن العشرين، بما فيهم ألبرت أينشتاين الذي عارض هذا التفسير الاحتمالي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%81%D8%B3%D9%8A%D8%B1_%D9%83%D9%88%D8%A8% D9%86%D9%87%D8%A7%D8%AC%D9%86) بالرغم من إسهاماته الهامة في تأسيس الميكانيكا الكمومية.
وفي سنة 1928 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1928)، قام الفيزيائي البريطاني بول ديراك (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D9%88%D9%84_%D8%AF%D9%8A%D8%B1%D8%A7%D9%83) بوضع الميكانيكا الكمومية بصيغتيها الموجية و الخطية (المصفوفات) ضمن صياغة أشمل في إطار نظرية النسبية الخاصة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%86%D8%B3%D8%A8%D9%8A%D8%A9_%D8%A7% D9%84%D8%AE%D8%A7%D8%B5%D8%A9). وقد تنبأت صياغته بوجود الجسيمات المضادة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%A7%D8%AF%D8%A9_%D9%85%D8%B6%D8%A7%D8%AF% D8%A9). وتم تأكيد هذا الأمر تجريبيا سنة 1932 (http://ar.wikipedia.org/wiki/1932)، باكتشاف مضاد الإلكترون أو البوزيترون (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D9%88%D8%B2%D9%8A%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86).
لاقت للميكانيكا الكمومية نجاحاً كبيرًا في تفسير العديد من الظواهر مثل الليزر (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%84%D9%8A%D8%B2%D8%B1) وشبه الموصلات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B4%D8%A8%D9%87_%D9%85%D9%88%D8%B5%D9%84)، وقد نجمت عنها تطبيقات تقنية مهمة، على غرار الصمام الثنائي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B5%D9%85%D8%A7%D9%85_%D8%AB%D9%86%D8%A7%D8%A6% D9%8A) والترانزستور (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AA%D8%B1%D8%A7%D9%86%D8%B2%D8%B3%D 8%AA%D9%88%D8%B1)، التي تعتبر حجر الأساس في الإكترونيات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A5%D9%84%D9%83%D8%AA%D8%B1%D9%88%D9%86%D9%8A%D 8%A7%D8%AA)الكيمياء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%D8%A1)، يعتمد جزء كبير من فهم ديناميكا و بنية الجزيئات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%B2%D9%8A%D8%A1)، والطريقة التي تتفاعل بها، وتكوين الروابط الكيميائية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B1%D8%A7%D8%A8%D8%B7%D8%A9_%D9%83%D9%8A%D9%85% D9%8A%D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8%A9) على دالة الموجة (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AF%D8%A7%D9%84%D8%A9_%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%88% D8%AC%D8%A9). كما تعتمد الكيمياء الحاسوبية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%D8%A1_%D8%AD%D8%A7% D8%B3%D9%88%D8%A8%D9%8A%D8%A9) على النظريات الكمومية في أدائها الرياضاتي، لتحليل ومحاكات نتائج التجارب الكيميائية. أما في علم الأحياء (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%84%D9%85_%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%AD%D9%8A% D8%A7%D8%A1)، فقد تمكنت الميكانيكا الكمومية من تفسير الآلية التي يحدث بها تحويل الطاقة خلال التمثيل الضوئي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%85%D8%AB%D9%8A%D9%84_%D8%B6%D9%88%D8%A6% D9%89) في النباتات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%86%D8%A8%D8%A7%D8%AA) وبعض صنوف البكتيريا (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%A8%D9%83%D8%AA%D9%8A%D8%B1%D9%8A%D 8%A7) [22] (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A1#cite_note-21). وكذلك عملية الإبصار (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B9%D9%8A%D9%86) لدى الحيوانات (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D8%AD%D9%8A%D9%88%D8%A7%D9%86%D8%A7%D 8%AA). ويعمل الباحثون في الوقت الحاضر على العديد من التطبيقات الأخرى المستقبلية في المعلوماتية (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%B9%D9%84%D9%88%D9%85%D8%A7%D 8%AA%D9%8A%D8%A9)، مثل الترميز الكمومي (http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=%D8%AA%D8%B1%D9%85%D9%8A%D8%B2_%D8 %A7%D9%84%D9%83%D9%85%D9%88%D9%85%D9%8A&action=edit&redlink=1) والحاسوب الكمومي (http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AD%D8%A7%D8%B3%D9%88%D8%A8_%D9%83%D9%85%D9%88% D9%85%D9%8A). الحديثة. وفي