علم الفيزياء النظرية مفهوم وقواعد ونظريات

[فيزيائي مفعم]

حيا الله امة التوحيد ورزقنا الاخلاص لوجهه العظيم الكريم و علمنا ما ينفعنا و نفعنا بما علمنا انه سميع قريب مجيب ..
شكر الله لإخواني و اخواتي في الله هذا التشجيع و لا اخفي عن إخواني أن ربي جل و علا من علي بمادة طيبة في هذا المضمار مضمار الفيزياء الرياضية النظرية و سيكون ذلك اوفر ما يكون في الركن الثالث لموضوعنا و الله الموفق و هو المسؤول المجاب ==اما بنعمة ربك فحدث===
و لولا ضيق الوقت و كثرة أسفاري لأنهيته ما في جعبتي الرأسية و الكراسية.
..........
أخوكم في الله توفيق معمري الجزائري

[الموحدة لله]

حيا الله امة التوحيد ورزقنا الاخلاص لوجهه العظيم الكريم و علمنا ما ينفعنا و نفعنا بما علمنا انه سميع قريب مجيب ..
شكر الله لإخواني و اخواتي في الله هذا التشجيع و لا اخفي عن إخواني أن ربي جل و علا من علي بمادة طيبة في هذا المضمار مضمار الفيزياء الرياضية النظرية و سيكون ذلك اوفر ما يكون في الركن الثالث لموضوعنا و الله الموفق و هو المسؤول المجاب ==اما بنعمة ربك فحدث===
و لولا ضيق الوقت و كثرة أسفاري لأنهيته ما في جعبتي الرأسية و الكراسية.
..........
أخوكم في الله توفيق معمري الجزائري

ما شاء الله تبارك الله

وفقكم الله ونفع بعلمك وزادكم من معين علمه

استمر بارك الله فيكم ..... وتأكد ان هذا من الصدقات الجارية لكم .......رزقكم الله الاخلاص اللهم آمين

وفي انتظار المزيد منكم .........في هذا المجال خصيصا

[الموحدة لله]

نظرا لاهمية الموضوع

ومدى الاستفادة منه

سأقوم بتثبيته

وفي انتظار المزيد منكم

وفقكم الله لكل خير وبارك في اوقاتكم وعلمكم

[فيزيائي مفعم]

معادلة جيبس الأساسية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

معادلة جيبس الأساسية أو المعادلة الأساسية للترموديناميكا في الفيزياء و الترموديناميكا (بالإنجليزية : fundamental equation of thermodynamics) هي المعادلة الأساسية في الديناميكا الجرارية . وهي تصف عدة من نقاط التوازن التي تحدث في نظام حركة حرارية وهي دالة شاملة لدوال حالة نظام ، مثل الطاقة الداخلية U للنظام و الإنتروبي وغيرها من دوال الحالة X_i. سميت المعادلة باسم صائغها العالم الفيزيائي الألماني جوزيه ويلارد جيبس، وساعدت على استنباط علاقات ماكسويل . الدالة الأساسية لجيبس كالآتي:
بالنسبة إلى نظام مكون من مادة واحدة (غير مغناطيسية) يمكن تبسيط المتغيرات في المعادلة لتقتصر على دوال الحالة: الإنتروبيS و الحجم V و كمية المادة n.
كما تمكن استنباط المعادلة ، أيضا للمواد الغير مغناطيسية ، بحيث يحتوي النظام على عدة مواد k مختلفة :
وفي نفس الوقت يمكن كتابة المعادلة بحيث تعطي الإنتروبي :
كدالة للحرارة الداخلية U والمتغيرات الأخرى.
تحتوي تلك الدالتان على جميع المعلومات الترموديناميكية للنظام . كما تكثر استخداماتها في صورتها التفاضلية :
وتعني الحروف المائلة والقائمة (d وبالتالي d) المشتقات الجزئية وتالفاضل الكامل .
ويمكن الاخذ في الاعتبار المتغيرات ، مثل درجة الحرارة و الضغط و الكمون الكيميائي فتصبح المعادلة :
ومع افتراض أن كمية المادة في النظام ثابتة يمكن تبسيط المعادلة إلى الصيغة:
وهذه هي الصيغة المشهورة لاعتماد تغير الطاقة الداخلية للنظام على التغير في الإنتروبي و تغير الحجم. ومن تلك المعادلات وعن طريق إجراء التفاضل للمرة الثانية تستنبط منها علاقات ماكسويل .
يعطي التفاضل الثاني بعض خصائص مادة النظام ومنها الحرارة النوعية و معامل الانضغاط ومعامل التمدد الحراري.
كما أن تطبيق تحويل ليجاندر على معادلات جيبس الأساسية يمكننا من تعيين الجهد الترموديناميكي و الطاقة الحرة و الإنثالبي وكذلك طاقة جيبس الحرة .
[عدل]بعض الخواص الطبيعية

تساعدنا معادلة جيبس الأساسية على اشتقاق الكثير من خصائص المادة في الترموديماميكا، نذكر هنا بعضا منها :
السعة الحرارية عند حجم ثابت:
السعة الحرارية عند ضغط ثابت:
قابلية الانضغاط عند ثبات درجة الحرارة :
حيث T المكتوبة تحت القوس تعني أن التفاضل يقترن بثبات درجة الحرارة .
قابلية الانضعاط الأديباتي :
حيث S الإنتروبي ويكون ثابتا.

[فيزيائي مفعم]

ندخل الآن في محاضرات الدكتور حازم وهي ضرورية
...................
المحاضرة الاولى= المحاضرة (1)
مصطلحات وتعريفات أساسية

علم الديناميكا الحرارية هو علم تجريبي يهتم بدراسة كل ما هو متعلق بدرجة الحرارة والطاقة الحرارية. يستخدم علم الديناميكا الحرارية في التطبيقات الهندسية في تصميم المحركات ومولدات الطاقة الكهربية وأجهزة التبريد والتكييف ويدخل هذا العلم في التطبيقات الصناعية المختلفة.
مصطلحات هامة في علم الديناميكا الحرارية
كل علم من العلوم وكل تخصص من التخصصات له مفاهيمه الأساسية وهذه المفاهيم هي اللغة التي سنستخدمها لشرح مواضيع هذا العلم ومن هذه المصطلحات ما يلي:

النظام هو الجزء المحدد من المادة والتي توجه إليه الدراسة		System
المحيط هو الجزء الذي يحيط بالـ systemويتبادل معه الطاقة ويمكن أن يكون حقيقي أو وهمي	Surrounding
الكون هو كلا من الـ system و الـ surrounding	Universe

العملية هي أي تغير يحدث على النظام ويحدث تغيير في الضغط أو درجة الحرارة أو الحجم (الإحداثيات الثيرموديناميكية)	Process
هي العملية التي يكون فيها التغيير تحت درجة حرارة ثابتة	Isothermal process
هي العملية التي يكون فيها التغيير تحت ضغط ثابت	Isobaric process
هي العملية التي يكون فيها التغيير تحت حجم ثابت	Isochoric process
هي العملية التي لا يكون فيها تغيير في كمية الحرارة وتتم في نظام معزول أي لا يوجد انتقال حرارة من أو إلى النظام.	Adiabatic process
هي العملية التي تكون فيها الإحداثيات الثيرموديناميكية غير متجانسة عند إجراء العملية	Irreversible process
هي العملية التي تكون فيها الإحداثيات الثيرموديناميكية متجانسة عند إجراء العملية	Reversible process
الاتصال الحراري يكون بين جسمين إذا كان من الممكن أن يتبادلا الطاقة الحرارية بدون بذل شغل	Thermal Contact
الاتزان الحراري بين جسمين يحدث إذا كان بينهما اتصال حراري وكذلك يكون صافي التبادل الحراري بينهما يساوي صفر	Thermal Equilibrium

القانون الصفري للديناميكا الحرارية The zeroth law of thermodynamics
Experimentally it was found that when two body A and B are each in thermal equilibrium with a third body C then A and B are also in thermal equilibrium.

ومعنى ذلك أنه إذا وجد جسمين معزولين وكلاً منهما في حالة اتزان حراري مع جسم ثالث فإن ذلك يؤدي إلى أن الجسمين أيضا في حالة اتزان حراري مع بعضهما البعض. وسمي بالقانون الصفري للديناميكا الحرارية لأنه من المسلمات البديهية ويعتبر هذا القانون الأساس لفكرة الثيرمومتر المستخدم لقياس درجات الحرارة.
الثيرمومتر ومقياس درجات الحرارة Thermometer and temperature scale
الثيرموميتر هو أداة تستخدم لقياس درجات الحرارة، والثيرمومتر يعمل من خلال تغير احد الخصائص الفيزيائية بتغير درجة الحرارة مثل خاصية تمدد الاجسام مع زيادة درجة الحرارة وتغير الضغط أو مقاومة السلك الكهربي بتغير درجات الحرارة. وفيما يلي نذكر الأنواع المختلفة للثرمومتر

Type of thermometer	Material	Physical property
(1) Liquid thermometer	Mercury or Alcohol	Change in length
(2) Gas Thermometer	Hydrogen	Change in pressure
(3) Resistance thermometer	Platinum	Change in resistance
(4) Thermocouple thermometer	Chromel and Alumel	Change in electric potintial
(5) Radiation Thermometer	Pyrometer	Change in radiation colour
(6) Magnetic thermometer		Change in susceptibility

من الجدول السابق نجد أنه يمكن تصميم عدة أنواع من مقاييس درجات الحرارة بالاعتماد على تغير الخصائص الفيزيائية بتغير درجة الحرارة. ولعمل ذلك يمكن أن يكون هناك تدريج محدد لقياس درجة الحرارة حيث أن كل خاصية فيزيائية مما سبق تتغير بعلاقة محددة مع تغير درجة الحرارة وبالتالي يكون في النوع الأول من مقياس درجة الحرارة حيث تتمدد مادة الزئبق بزيادة درجة الحرارة أو ازدياد الضغط أو المقاومة بزيادة درجة الحرارة كما في النوعين الثاني والثالث في الجدول أعلاه، ولهذا لابد من إيجاد مقياس أو تدريج يعبر عن درجة الحرارة بغض النظر عن تغير الخاصية الفيزيائية ممن هذه التدريجات المقياس المئوي أو مقياس الفهرنهايت أو المقياس المطلق.
المقياس المئوي Celsius scale
يعتمد هذا التدريج لقياس درجة الحرارة على نقطة تحول الماء من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية وهي درجة الانصهار وهي درجة الصفر, ونقطة التحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وهي درجة الغليان للماء وهي درجة 100.

المقياس الفهرنهايتي Fahrenheit scale
يعتمد هذا التدريج لقياس درجة الحرارة على نقطة تحول الماء أيضا ولكن تم اعتبار درجة الانصهار هي درجة 32 بدلاً من الصفر، ودرجة الغليان للماء وهي درجة 212 بدلاً من 100.
ولتوضيح العلاقة بين التدريج المئوي والتدريج الفهرنهايتي استعن بالشكل التالي:

المقياس المطلق Kelvin scale
مما سبق نجد أن كلا التدريجين اعتمدا على نوع مادة السائل وهو الماء حيث تم اعتبار نقطة الانصهار ونقطة الغليان كأساس للتدريج، وحيث أن هاتين النقطتين تعتمدان على الضغط وعدد من العوامل الأخرى لذا فإننا بحاجة إلى تدريج مطلق لا يعتمد على طبيعة المادة وهذا ما قام به العالم كلفن في تحديد تدريج مطلق لدرجة الحرارة.
قام العالم كلفن باستخدام الصيرمومتر المعتمد على التغير في الضغط Gas thermometer ودرس العلاقة بين الضغط ودرجة الحرارة، وذلك لأكثر من غاز ووجد أن جميع الغازات يقل ضغطها بنقصان درجة الحرارة وأن الضغط يصبح صفر نظرياً (أي عند مد المنحنيات كما في الشكل على استقامتها) عند درجة حرارة وقدرها -273. وقد تم اعتبار هذه الدرجة هي الصفر المطلق وأنها لا تتغير بتغير نوع الغاز وعليه تم معايرة باقي التدريجات الأخرى بالنسبة للصفر المطلق.

وعليه فإن العلاقة بين التدريج المئوي والتدريج المطلق هي:
T_c = T-273
تمرين: ما هي درجة الحرارة التي عندها يتساوى التدريج المئوي والتدريج الفهرنهايتي.
المحاضرة (1)
مصطلحات وتعريفات أساسية

علم الديناميكا الحرارية هو علم تجريبي يهتم بدراسة كل ما هو متعلق بدرجة الحرارة والطاقة الحرارية. يستخدم علم الديناميكا الحرارية في التطبيقات الهندسية في تصميم المحركات ومولدات الطاقة الكهربية وأجهزة التبريد والتكييف ويدخل هذا العلم في التطبيقات الصناعية المختلفة.
مصطلحات هامة في علم الديناميكا الحرارية
كل علم من العلوم وكل تخصص من التخصصات له مفاهيمه الأساسية وهذه المفاهيم هي اللغة التي سنستخدمها لشرح مواضيع هذا العلم ومن هذه المصطلحات ما يلي:

النظام هو الجزء المحدد من المادة والتي توجه إليه الدراسة		System
المحيط هو الجزء الذي يحيط بالـ systemويتبادل معه الطاقة ويمكن أن يكون حقيقي أو وهمي	Surrounding
الكون هو كلا من الـ system و الـ surrounding	Universe

العملية هي أي تغير يحدث على النظام ويحدث تغيير في الضغط أو درجة الحرارة أو الحجم (الإحداثيات الثيرموديناميكية)	Process
هي العملية التي يكون فيها التغيير تحت درجة حرارة ثابتة	Isothermal process
هي العملية التي يكون فيها التغيير تحت ضغط ثابت	Isobaric process
هي العملية التي يكون فيها التغيير تحت حجم ثابت	Isochoric process
هي العملية التي لا يكون فيها تغيير في كمية الحرارة وتتم في نظام معزول أي لا يوجد انتقال حرارة من أو إلى النظام.	Adiabatic process
هي العملية التي تكون فيها الإحداثيات الثيرموديناميكية غير متجانسة عند إجراء العملية	Irreversible process
هي العملية التي تكون فيها الإحداثيات الثيرموديناميكية متجانسة عند إجراء العملية	Reversible process
الاتصال الحراري يكون بين جسمين إذا كان من الممكن أن يتبادلا الطاقة الحرارية بدون بذل شغل	Thermal Contact
الاتزان الحراري بين جسمين يحدث إذا كان بينهما اتصال حراري وكذلك يكون صافي التبادل الحراري بينهما يساوي صفر	Thermal Equilibrium

القانون الصفري للديناميكا الحرارية The zeroth law of thermodynamics
Experimentally it was found that when two body A and B are each in thermal equilibrium with a third body C then A and B are also in thermal equilibrium.

ومعنى ذلك أنه إذا وجد جسمين معزولين وكلاً منهما في حالة اتزان حراري مع جسم ثالث فإن ذلك يؤدي إلى أن الجسمين أيضا في حالة اتزان حراري مع بعضهما البعض. وسمي بالقانون الصفري للديناميكا الحرارية لأنه من المسلمات البديهية ويعتبر هذا القانون الأساس لفكرة الثيرمومتر المستخدم لقياس درجات الحرارة.
الثيرمومتر ومقياس درجات الحرارة Thermometer and temperature scale
الثيرموميتر هو أداة تستخدم لقياس درجات الحرارة، والثيرمومتر يعمل من خلال تغير احد الخصائص الفيزيائية بتغير درجة الحرارة مثل خاصية تمدد الاجسام مع زيادة درجة الحرارة وتغير الضغط أو مقاومة السلك الكهربي بتغير درجات الحرارة. وفيما يلي نذكر الأنواع المختلفة للثرمومتر

Type of thermometer	Material	Physical property
(1) Liquid thermometer	Mercury or Alcohol	Change in length
(2) Gas Thermometer	Hydrogen	Change in pressure
(3) Resistance thermometer	Platinum	Change in resistance
(4) Thermocouple thermometer	Chromel and Alumel	Change in electric potintial
(5) Radiation Thermometer	Pyrometer	Change in radiation colour
(6) Magnetic thermometer		Change in susceptibility

من الجدول السابق نجد أنه يمكن تصميم عدة أنواع من مقاييس درجات الحرارة بالاعتماد على تغير الخصائص الفيزيائية بتغير درجة الحرارة. ولعمل ذلك يمكن أن يكون هناك تدريج محدد لقياس درجة الحرارة حيث أن كل خاصية فيزيائية مما سبق تتغير بعلاقة محددة مع تغير درجة الحرارة وبالتالي يكون في النوع الأول من مقياس درجة الحرارة حيث تتمدد مادة الزئبق بزيادة درجة الحرارة أو ازدياد الضغط أو المقاومة بزيادة درجة الحرارة كما في النوعين الثاني والثالث في الجدول أعلاه، ولهذا لابد من إيجاد مقياس أو تدريج يعبر عن درجة الحرارة بغض النظر عن تغير الخاصية الفيزيائية ممن هذه التدريجات المقياس المئوي أو مقياس الفهرنهايت أو المقياس المطلق.
المقياس المئوي Celsius scale
يعتمد هذا التدريج لقياس درجة الحرارة على نقطة تحول الماء من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية وهي درجة الانصهار وهي درجة الصفر, ونقطة التحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وهي درجة الغليان للماء وهي درجة 100.

المقياس الفهرنهايتي Fahrenheit scale
يعتمد هذا التدريج لقياس درجة الحرارة على نقطة تحول الماء أيضا ولكن تم اعتبار درجة الانصهار هي درجة 32 بدلاً من الصفر، ودرجة الغليان للماء وهي درجة 212 بدلاً من 100.
ولتوضيح العلاقة بين التدريج المئوي والتدريج الفهرنهايتي استعن بالشكل التالي:

المقياس المطلق Kelvin scale
مما سبق نجد أن كلا التدريجين اعتمدا على نوع مادة السائل وهو الماء حيث تم اعتبار نقطة الانصهار ونقطة الغليان كأساس للتدريج، وحيث أن هاتين النقطتين تعتمدان على الضغط وعدد من العوامل الأخرى لذا فإننا بحاجة إلى تدريج مطلق لا يعتمد على طبيعة المادة وهذا ما قام به العالم كلفن في تحديد تدريج مطلق لدرجة الحرارة.
قام العالم كلفن باستخدام الصيرمومتر المعتمد على التغير في الضغط Gas thermometer ودرس العلاقة بين الضغط ودرجة الحرارة، وذلك لأكثر من غاز ووجد أن جميع الغازات يقل ضغطها بنقصان درجة الحرارة وأن الضغط يصبح صفر نظرياً (أي عند مد المنحنيات كما في الشكل على استقامتها) عند درجة حرارة وقدرها -273. وقد تم اعتبار هذه الدرجة هي الصفر المطلق وأنها لا تتغير بتغير نوع الغاز وعليه تم معايرة باقي التدريجات الأخرى بالنسبة للصفر المطلق.

وعليه فإن العلاقة بين التدريج المئوي والتدريج المطلق هي:
T_c = T-273
تمرين: ما هي درجة الحرارة التي عندها يتساوى التدريج المئوي والتدريج الفهرنهايتي.

[فيزيائي مفعم]

نظريات مقترحة

النظريات المقترحة هي النظريات الحديثة نسبيا التي تتعامل مع دراسة الفيزياء بما في ذلك المقاربات العلمية والوسائل لتحديد وثوقية النماذج وأنماط جديدة من الاستنتاج المستخدم للوصول إلى النظرية. على كل حال بعض النظريات المقترحة تتضمن نظريات تم تداولها لعقود وتتناول مناهج بحث واستكشاف واختبار. ويمكن للنظريات المقترحة أن تتضمن نظريات هامشية في طريقها لتصبح معتمدة (وأحيانا تلقى قبولا واسعا). وعادة النظريات المقترحة لا تكون قد تم اختبارها بعد.
[عدل]أمثلة

الطاقة المظلمة Dark Energy أو ثابت أينشتاين الكوني.
جسر أينشتاين-روزين Einstein-Rosen Bridge
الانبثاق Emergence
نظرية التوحد الكبرى Grand Unification Theory
الثقالة الكمية الحلقية Loop Quantum Gravity
نظرية – إم M-Theory
نظرية الأوتار الفائقة String Theory
التناظر الفائق Supersymmetry
نظرية كل شيء Theory of Everything

*من موقع وكيبيديا و سنحلل كل هذه النظريات و نبين بإذن الله الخطوات التي ساعدت هؤلاء العلماء على تقنين و ضبط النظريات لترى ايها الفيزيائي العربي ان ذلك ليس صعبا و لا حكرا على بشر دون بشر .
[عدل]

[فيزيائي مفعم]

السلام عليكم اعزائي و اخواني اظن ان هذه الصفحة ستكون ما قبل الأخيرةفيما اكتبه عن الفيزياء النظرية و ذلك بتحميل مل يلزم من كتب و روابط ثم في الصفحة الأخيرة أكتب محصلتي الشخصية في علم الفيزياء النظرية ثم تأتي الخاتمة اجمع فيها كل ما كتبته في هذا الموضوع من مقالات و آراء و كتب و روابط و أنسق بينها و أألف بينها و ارتبها لتكون كتابا جامعا و ذلك يستغرق وقتا طويلا قد يصل الى شهرين او اكثر اما ان ادركني شهر رمضان فلا بد من الانقطاع ثم نعاود الاتصال بكم بعد رمضان و الله الموفق ...اذ قد يصل الكتاب الى ما يفوق 500صفحة عادية على الطابعة و الله اسال ان يسددني و يوفقني و يعينني انه جواد كريم و اطلب منكم الالحاح على الله في الدعاء لي في هذا المشروع الذي أرى انه سيذلل عقبة كِؤود امام اخواني من طلبة المعرفة و العلم النافع ...
http://www.hazemsakeek.info/vb/showt...ED%D2%ED%C7%C1
http://www.makktaba.com/search/label...B3%D9%8A%D8%A9
http://www.makktaba.com/2012/01/blog-post_31.html
http://adf.ly/6xB4k
http://www.makktaba.com/2011/01/blog-post_4147.html
http://www.makktaba.com/2012/01/filesin.html
http://books.google.dz/books?hl=ar&l...%D8%A9&f=false
www.eknigu.org
http://www.esi.ac.at/preprints/ESI-Preprints.html
ftp://ftp.esi.ac.at/pub/Preprints
www.gigapedia.org
http://forum.stop55.com/228788.html
http://file9.9q9q.net/Download/46549...-----.pdf.html
http://www.makktaba.com/2012/01/blog-post_19.html
http://www.mediafire.com/?0l22letbyab1j7c