سلسلة موسوعة القوانين

«موسوعة القوانين» سلسلة جديدة في معامل الفيزياء، تخصّص لكل قانون فيزيائي مشهور صفحة كاملة: من نص المعادلة إلى اشتقاقها، ومن التجربة التي أثبتته إلى الحالات التي يفشل فيها. في هذه الصفحة فكرة السلسلة وطريقة بنائها، وفي آخرها قائمة قوانين الموسوعة كلها مع مسارات تعلّم تربط بينها.
لماذا هذه السلسلة
يمرّ طالب الفيزياء بعشرات القوانين، لكنه نادراً ما يرى القانون الواحد كاملاً في مكان واحد: من أين جاء، وما الافتراضات التي يقوم عليها، وكيف يُقاس في المعمل، وأين ينتهي مجال صلاحيته. الكتاب المنهجي يقدّم الاشتقاق، وكتب تاريخ العلم تروي القصة، وأدلة المعامل تشرح القياس، وكل منها في موضع مختلف.
تجمع الموسوعة هذه الجوانب في صفحة واحدة لكل قانون، مكتوبة بالعربية ومبنية على المراجع الأصلية. الغاية أن يفهم القارئ لماذا أخذ القانون شكله هذا، لا أن يحفظ المعادلة فقط.
تشريح صفحة القانون
تتبع صفحات الموسوعة كلها الترتيب نفسه، فيعرف القارئ أين يجد ما يبحث عنه في أي قانون. في كل صفحة أربعة عشر قسماً موزعة على خمس مراحل:
- الفهم
- 01الغلاف: رسم محسوب من المعادلة
- 02نص القانون، وجدول المتغيرات بوحداتها وأبعادها
- 03المعنى الفيزيائي لكل حدّ في المعادلة
- 04الاشتقاق من المبادئ الأولى
- السياق
- 05السياق التاريخي والتجارب التي سبقت القانون
- 06حدود الصلاحية والحالات الحدّية
- التجربة
- 07محاكاة تفاعلية تغيّر فيها المعاملات
- 08التحقق التجريبي، تاريخياً وفي معمل الجامعة
- 09مثال محلول بالأرقام
- التطبيق والتقويم
- 10التطبيقات الحديثة
- 11مفاهيم خاطئة شائعة وتصحيحها
- 12أسئلة تقويم متدرجة الصعوبة مع إجاباتها
- التوثيق
- 13المراجع: البحث الأصلي، وقياس حديث، وكتاب منهجي
- 14كود Python يعيد إنتاج كل أرقام الصفحة
ومع كل صفحة بطاقة ملخص في ورقة A4 واحدة بصيغة PDF، تصلح للطباعة والتعليق في المعمل أو قاعة الدرس.
كل رقم محسوب من معادلته
المبدأ الذي تقوم عليه السلسلة ألّا يُكتب رقم باليد. كل قيمة عددية في الصفحة، في النص أو الجدول أو المثال المحلول أو بطاقة الطباعة، تُحسب من المعادلة نفسها بالقيم المعتمدة للثوابت الأساسية (CODATA 2018)، ثم تُختبر بحساب مستقل قبل النشر.
مثال ذلك في صفحة بلانك: قمة طيف الشمس لا تُنقل من كتاب، بل تُحسب من ثابت إزاحة فين المشتق من الثوابت المضبوطة \(h\) و\(c\) و\(k_B\):
$$\lambda_{\max}=\frac{b}{T}=\frac{2.89777\times10^{-3}\ \mathrm{m\,K}}{5772\ \mathrm{K}}\approx 502\ \mathrm{nm}$$ثم يُتحقق من الثابت \(b\) نفسه بإيجاد قمة المنحنى عددياً، ومن ثابت ستيفان–بولتزمان \(\sigma\) بتكامل الطيف كاملاً. وفي آخر كل صفحة الكود الذي يجري هذه الحسابات، فيستطيع القارئ أن يعيدها بنفسه ويغيّر المعاملات.
والأمر نفسه في الرسوم: المنحنيات في الغلاف وفي المحاكاة وفي رسوم القوانين أسفل هذه الصفحة كلها نتائج حساب، لا رسم بالتقريب.
المراجع
لكل قانون ثلاث طبقات من المراجع: البحث الأصلي الذي أُعلن فيه القانون، وقياس حديث يختبره بأعلى دقة متاحة، وكتاب منهجي للدراسة. تُكتب المراجع بنظام APA، ويُطابَق المجلد والصفحات ورقم DOI لكل مرجع مع سجل الناشر قبل النشر.
لمن هذه السلسلة
- طالب الفيزياء والهندسة
- مرجع للفهم والمراجعة، يبدأ من معنى كل حدّ في المعادلة وينتهي بأسئلة متدرجة الصعوبة مع حلولها.
- عضو هيئة التدريس
- مادة جاهزة للمحاضرة، ومحاكاة تُغيَّر معاملاتها أمام الطلاب، وبطاقة ملخص للطباعة.
- فني المعمل
- قسم التحقق التجريبي يصف تنفيذ التجربة بأجهزة متاحة في معامل الجامعات، ومصادر الخطأ التي يجب أن يناقشها التقرير.
قوانين الموسوعة
القوانين مرتبة في دفعات، لكل دفعة غاية: الأسس، ثم قوانين التوصيف، ثم قوانين المعمل الجامعي، ثم القوانين الكبرى. والرسم في بطاقة كل قانون محسوب من معادلته، والمعاملات المستخدمة مكتوبة فوقه. ابحث باسم القانون أو العالِم أو الأداة، أو صفِّ القائمة حسب الفرع والحالة، والقانون المنشور يفتح صفحته.
10 منشور · 0 جاهز للنشر · 26 قيد الإعداد
لا قوانين تطابق هذا البحث. امسح البحث أو ألغِ أحد المرشحات.
الأسس
القوانين التي قامت عليها الفيزياء الكلاسيكية والكمّية.
- g = GM/r² · GM⊕ = 3.986×10¹⁴ m³ s⁻² · r = 1–8 R⊕قانون الجذب العامنيوتن · 1687 · ميكانيكا كلاسيكيةمنشور
- E, cB · f = 1 GHz, vacuum · λ = 29.98 cmمعادلات ماكسويلماكسويل · 1865 · كهرومغناطيسية وبصرياتمنشور
- Bλ(λ,T) · T = 3000–6000 K, Sun 5772 K · λ = 0.1–2.5 µmقانون بلانكبلانك · 1900 · حرارية وإحصائيةمنشور
- Vs = (h/e)f − φ/e · φ = 2.0–5.6 eV (representative) · f = 0–1500 THzالظاهرة الكهروضوئيةآينشتاين · 1905 · كمّية وذرية ونوويةمنشور
- E² = (pc)² + (mc²)² · e, μ, p, α (CODATA 2018) · log axesتكافؤ الكتلة والطاقةآينشتاين · 1905 · نسبيةمنشور
- Si, Cu Kα1 (λ = 1.5406 Å) · 2θ = 20–120° · I ∝ m|F|²·LP·DWقانون براغبراغ الأب والابن · 1913 · حالة صلبة وموادمنشور
- dσ/dΩ (Klein–Nishina, r_e²/sr) · E = 0, 10 keV – 10 MeVتأثير كومبتونكومبتون · 1923 · كمّية وذرية ونوويةمنشور
- |ψn|² at En = (n + ½)ħω, n = 0–5 · x in √(ħ/mω)معادلة شرودنغرشرودنغر · 1926 · كمّية وذرية ونوويةمنشور
- |ψ(x)|² (x = ±3 nm) and |φ(p)|² (p = ±6 ħ/nm) · σx = 0.25, 0.5, 1 nm · σxσp = ħ/2مبدأ عدم اليقينهايزنبرغ · 1927 · كمّية وذرية ونوويةمنشور
- I = I0[exp(V/nVT) − 1] · I0 = 1 pA (Si, representative), n = 1 · 300 and 350 Kمعادلة ديود شوكليشوكلي · 1949 · حالة صلبة وموادمنشور
قوانين التوصيف
القوانين التي تُبنى عليها أدوات تحليل المواد في الموقع ومعامل الجامعة.
- 1918معادلة شيررشيرر · حالة صلبة وموادXRDقيد الإعداد
- 1966علاقة تاوكتاوك وزملاؤه · حالة صلبة وموادUV-Visقيد الإعداد
- 1852قانون بير–لامبرتبير · كهرومغناطيسية وبصرياتUV-Visقيد الإعداد
- 1928تأثير رامانرامان وكريشنان · كمّية وذرية ونوويةRamanقيد الإعداد
- 1913قانون موزليموزلي · كمّية وذرية ونوويةSEM-EDSقيد الإعداد
- 1879تأثير هولهول · حالة صلبة وموادقيد الإعداد
- 1926توزيع فيرمي–ديراكفيرمي وديراك · حرارية وإحصائيةقيد الإعداد
- 1900نموذج درودهدروده · حالة صلبة وموادقيد الإعداد
- 1912نموذج ديباي للسعة الحراريةديباي · حالة صلبة وموادقيد الإعداد
- 1924علاقة دي برويدي بروي · كمّية وذرية ونوويةSEMقيد الإعداد
قوانين المعمل الجامعي
قوانين يقيسها الطالب بنفسه في معامل السنوات الأولى.
- 1621قانون سنل ومعادلات فرينلسنل وفرينل · كهرومغناطيسية وبصرياتقيد الإعداد
- 1804تجربة الشق المزدوجيونغ · كهرومغناطيسية وبصرياتقيد الإعداد
- 1809قانون مالوسمالوس · كهرومغناطيسية وبصرياتقيد الإعداد
- 1785قانون كولومكولوم · كهرومغناطيسية وبصرياتقيد الإعداد
- 1831قانون فاراداي للحثفاراداي · كهرومغناطيسية وبصرياتقيد الإعداد
- 1913صيغة ريدبرغ ونموذج بورريدبرغ وبور · كمّية وذرية ونوويةقيد الإعداد
- 1914تجربة فرانك–هيرتزفرانك وهيرتز · كمّية وذرية ونوويةقيد الإعداد
- 1913تجربة ميليكانميليكان · كهرومغناطيسية وبصرياتقيد الإعداد
- 1902قانون التحلل الإشعاعيرذرفورد وسودي · كمّية وذرية ونوويةقيد الإعداد
- 1860توزيع ماكسويل–بولتزمانماكسويل · حرارية وإحصائيةقيد الإعداد
القوانين الكبرى
القوانين التي غيّرت فهمنا للزمان والمكان والمادة.
- 1905تحويلات لورنتزلورنتز وآينشتاين · نسبيةقيد الإعداد
- 1915معادلات أينشتاين للمجالآينشتاين · نسبيةقيد الإعداد
- 1928معادلة ديراكديراك · كمّية وذرية ونوويةقيد الإعداد
- 1877إنتروبيا بولتزمانبولتزمان · حرارية وإحصائيةقيد الإعداد
- 1845معادلات نافييه–ستوكسنافييه وستوكس · ميكانيكا كلاسيكيةقيد الإعداد
- 1957نظرية BCS للموصلية الفائقةباردين وكوبر وشريفر · حالة صلبة وموادقيد الإعداد
مسارات التعلّم
كل مسار سلسلة قوانين يبني كل منها على الذي قبله. القانون غير المنشور يظهر في موضعه دون رابط.
- قانون بلانك
- الظاهرة الكهروضوئية
- معادلة شرودنغر
- توزيع فيرمي–ديراك
- علاقة تاوك
- معادلة ديود شوكلي
- معادلات ماكسويل
- تأثير كومبتون
- قانون براغ
- قانون موزلي
- معادلة شيرر
- معادلات ماكسويل
- قانون سنل ومعادلات فرينل
- تجربة الشق المزدوج
- قانون مالوس
- قانون بير–لامبرت
- قانون الجذب العام
- تحويلات لورنتز
- تكافؤ الكتلة والطاقة
- معادلات أينشتاين للمجال
شارك في الموسوعة
إن كان لديك قانون تقترح إضافته إلى الموسوعة، أو ملاحظة على صفحة منشورة، فاكتبها في التعليقات.




