مساعدة في الفيزياء

[زهرة بيان]

:dj_17: السلام عليكم للجميع
ارجووووكم محتاجة مواضيع بحوث في مادة الفيزياء مواضيع علمية :sdf:

[زهرة بيان]

بليييييييز ساعدوني محتاجاتو قبل 15 فيفري

[طيف الملاك¤اماني¤]

لم افهم قصدك بالتحديد

[mohamedkarim]

بحث علمي في الفيزياء عن المغناطيس . بحث علمي جاهز

تقديــــــــــم
اكتشف الإنسان قديمًا نوعًا مميزًا من الحجارة السوداء تختلف عن أنواع الحجارة الأخرى المعروفة ، إذ كان بإمكان هذه الحجارة أن تجذب إليها قطع الحديد الصغيرة .
وكان العرب هم الذين أدخلوا البوصلة إلى أوربا في العصور الوسطى عن طريق إسبانيا ( الأندلس) وبذلك تمكن الأوربيون من تحقيق اكتشافاتهم الجغرافية والتجارية الكبرى خلال القرنين الخامس عشر والسادس عشر.
ويستخدم المسلمون البوصلة هذه الأيام في تحديد اتجاه الكعبة المشرفة .
وتصنع بعض الأدوات مثل مفك البراغي ممغنطًا ، فإذا سقط برغي صغير في مكان ضيق داخل جهاز كمبيوتر مثلاً ، لا تصله اليد بسهولة ، يكون في مقدرة الفني التقاطه بسهولة باستخدام مفك البراغي الممغنط.
ولعل أكثر ما يثير الاستغراب والدهشة حول موضوع المغناطيسية هو أننا نعيش على سطح مغناطيس عملاق ، فللأرض قطبان مغناطيسيان تمامًا كالمغناطيس العادي أحدهما شمالي يقع في الجنوب الجغرافي للأرض وآخر جنوبي ويقع في الشمال الجغرافي للأرض.


قصة المغناطيس
تروي الأساطير أن راعيًا اسمه ماغنس كان يرعى غنمه ، فلاحظ أن طرف عصاه المصنوع من مادة حديدية ينجذب نحو بعض الحجارة ، فسميت هذه الحجارة باسم " الحجارة المغناطيسية " نسبة إليه بعد أن اكتشف هذه الظاهرة.
وربما تعود هذه التسمية إلى مقاطعة مغنيسيا ( Magnesia ) في آسيا الصغرى بالقرب من تركيا حيث اكتشفت هذه الحجارة المغناطيسية لأول مرة ، وأطلق اليونانيون على ذلك الحجر اسم الحجر العجيب أو الحجر المعدني وسمي فيما بعد باسم الحجر المغناطيسي ، كما أطلق اسم مغناطيس على القضيب المصنوع من المادة التي يمكن أن تكتسب خواص الحجر المغناطيسي .



المواد المغناطيسية
تسمى المواد التي يجذبها المغناطيس بشدة مواد مغناطيسية ، مثل المسامير الفولاذية ، ومشابك الورق ...
وهي مواد في الغالب مصنوعة من الحديد ، والكوبلت ، والنيكل ، والكروم والمنجنيز والجادولينيوم وغيرها ...
ويطلق عليها أحيانًا اسم المواد الحديدو مغناطيسية أو الفيرو مغناطيسية .




المواد غير المغناطيسية
وهي المواد التي لا تنجذب نحو المغناطيس ، مثل النحاس والخشب والزجاج ، وقد بيّنت التجارب أنه إذا استعملنا مغانط قوية جدًا ، فإن هذه المواد تتأثر تأثرًا طفيفًا بهذه المغانط ، وتصنف هذه المواد إلى قسمين : يسمى أحدهما المواد شبه المغناطيسية أو بارا مغناطيسية والقسم الآخر يسمى دايا مغناطيسية.



المغناطيس الطبيعي
وهو عبارة عن معدن يستخرج من الحجر المغناطيسي وله تركيب كيميائي يعرف باسم الماجنتايت أو أكسيد الحديد المغناطيسي Fe3O4 وهو أسود اللون ، ويجذب إليه المواد المغناطيسية وخصوصًا الحديد والنيكل والكوبلت وخلائطها ، كما أنه إذا علق تعليقا حرًا بحيث تسهل حركته في مستوى أفقي فإنه يتحرك إلى أن يستقر تمامًا في اتجاه الشمال والجنوب المغناطيسيين .
وهذا النوع ليس له شكل محدد أو شدة محددة ، وقد استخدمه الناس قديمًا لصنع البوصلة. ولم تعد هناك أهمية عملية للحجر المغناطيسي هذه الأيام حيث تستخدم بدلاً منه مواد مغناطيسية صناعية منتجة من الحديد أو سبائك خاصة تعطي مغناطيسات قوية.


المغناطيس الصناعي
تستخدم المغناطيسات في حياتنا في أغراض متعددة ، ولا يصلح المغناطيس الطبيعي لذلك ، لصعوبة تشكيله ولضعفه ، والمغناطيسات التي نستخدمها كلها مغناطيسات صناعية ، وتصنع من الصلب أو من إحدى سبائك الحديد ، وتشكل أولاً بالشكل المطلوب ثم تمغنط بإحدى طرق المغنطة .
ومع الزمن استطاع الانسان صنع مغناطيسات بأشكال مختلفة ، فمنها ما هو على شكل حذاء الفرس ، ومنها ما هو على شكل قضيب مسطح ، ومنها الاسطواني الشكل . كما توجد مغناطيسات على شكل حلقات ، وأخرى على شكل حرف U .
ويتميز المغناطيس الصناعي عن حجر المغناطيس بالآتي :
1 - يمكن التحكم في شكله تبعا للغرض المراد استخدامه فيه.
2 - يمكن التحكم في قوته المغناطيسية.
إن أول مغناطيس دائم تمت صناعته من الفولاذ في حين أن المغناطيسات الحديثة أقوى من ذلك بكثير وتنقسم إلى نوعين :


أ - السبائك المغناطيسية ( Alloy magnets ) :
وتحتوي على بعض الفلزات كالحديد والنيكل والنحاس والكوبلت والألمنيوم ولها أسماء تجارية مثل Alinco و Alcomax ويمكنكم البحث عبر شبكة الإنترنت حول هذه الأسماء لمعرفة مزيد من التفصيلات عنها .


ب - المغناطيسات الخزفية ( Ceramic magnets) :
وهذه الأنواع تصنع من مساحيق تسمى الفريت Ferrites وهي تتركب من أ**يد الحديد وأ**يد الباريوم ، وهي هشة ومن أسمائها التجارية Magnadur ، وهذا المسحوق الدقيق جدًا والذي يمكن مغنطة كل جزئ منه يستخدم لتغطية الشريط في شريط التسجيل وأقراص الكمبيوتر.
وقد أمكن الاستفادة منها في تصنيع البوصلة كتطبيق على توجه القطب الشمالي للمغناطيس دائمًا نحو القطب الجغرافي الشمالي للأرض عند التعليق الحر للمغناطيس ، كما تستخدم في المولدات والمحركات الكهربائية والسماعات والهواتف وغيرها ... .
في حين يتم خلط مسحوق الفريت مع البلاستيك والمطاط ( اللدائن ) ليكوّن مغناطيسًا لينًا أو لدنًا قابلاً للإنثناء بأي شكل من الأشكال .



خواص المغناطيس
سواء كان المغناطيس طبيعيًا أم صناعيًا فإن له خواص مميزة وأهمها التالي :



الخواص العامة للمغناطيس
1 - إذا علق المغناطيس من منتصفه عند مركز ثقله ، بحيث يكون حر الحركة في مستوى أفقي فإنه يتحرك أولاً إلى أن يسكن بحيث يتجه أحد قطبيه نحو الشمال المغناطيسي والقطب الآخر نحو الجنوب المغناطيسي ، ويكون محور المغناطيس منطبقًا على خط الزوال المغناطيسي للأرض .
فعندما يعلق المغناطيس تعليقًا حرًا أفقيًا فإنه يستقر بحيث يتجه طرف بذاته من طرفيه نحو الشمال دائمًا ، ولذلك أطلق عليه اسم القطب الباحث عن الشمال ، والذي نسميه اختصارًا القطب الشمالي ، كما يسمى القطب الموجود عند الطرف الآخر قطبًا جنوبيًا .
2 - المغناطيس له قطبان أحدهما شمالي والآخر جنوبي ، ومهما بلغ المغناطيس من القصر فإن له دائمًا قطبين، ويكتب أحيانًا على المغناطيس حرف N على أحد طرفيه ، وحرف S على الطرف الآخر ، ويعني ذلك أن الطرف الأول هو القطب الشمالي بينما الطرف الآخر هو القطب الجنوبي . وأحيانًا يصبغ القطب الشمالي باللون الأحمر بينما يصبغ القطب الجنوبي باللون الأزرق.
3 - تزداد قوة جذب المغناطيس للمواد المغناطيسية عند نقطتين قريبتين من طرفيه ، وتسمى كل منهما قطب المغناطيس ، ويسمى الخط الواصل بين هاتين النقطتين محور المغناطيس ، وتسمى المسافة بينهما الطول الفعال للمغناطيس ويرمز له بالرمز ( 2 ل) ، بينما يسمى البعد بين طرفي المغناطيس الطول الطبيعي للمغناطيس .
وعند غمر مغناطيس في وسط برادة حديد نلاحظ أن البرادة تتجمع عند طرفي المغناطيس ، بينما يتجمع مقدار ضئيل جدًا في منتصفه ، وتسمى المنطقة المتوسطة بين القطبين من المغناطيس بالمنطقة الحيادية أو منطقة الخمود.
4 - الأقطاب المغناطيسية المختلفة تتجاذب والأقطاب المغناطيسية المتشابهة تتنافر.
5 - قوتا قطبي المغناطيس الواحد متساويتان .
6 - يجذب المغناطيس بعض المواد وتسمى المواد المغناطيسية .
7 - قدرة المغناطيس على جذب الأشياء متفاوتة ، إذ يجذب المغناطيس الحديد المطاوع بقوة أكبر من قوة جذب الحديد الصلب والنيكل.
8 - قوة المغناطيس تنفذ عبر المواد غير المغناطيسية ولا تنفذ عبر المواد المغناطيسية .
9 - يفقد المغناطيس مغنطته بالطرق الشديد والتسخين بالحرارة وكذلك بالكهرباء .


السلوك الملاحظ بين الأقطاب المغناطيسية يتشابه مع ما يحدث بين الشحنات الكهربائية المتشابهة والمختلفة ، ولكن يوجد فرق جوهري بين الأقطاب المغناطيسية والشحنات الكهربائية إذ يمكن فصل الشحنات الكهربائية السالبة عن الشحنات الكهربية الموجبة كما يمكن إنتاج شحنات كهربية منفردة سالبة أو موجبة في حين لا يمكن أن يوجد قطب مغناطيسي منفرد ( قطب شمالي أو قطب جنوبي منفرد ) فأي محاولة لقطع المغناطيس لنصفين أو أكثر تنتج مغناطيسات أصغر وبقطبين أثنين شمالي وجنوبي .
فعندما تقطع المغناطيس إلى نصفين تحصل على مغناطيسين لكل منهما قطبان ، ولا يمكن بهذه الطريقة أو غيرها أن تفصل القطب الشمالي للمغناطيس عن القطب الجنوبي له.
أي لا يمكن أن نعزل أحد قطبي المغناطيس عن الآخر مهما استمرينا في تقطيع المغناطيس ، فكل مغناطيس مهما كان صغيرًا يكون ثنائي القطب .
ووسيلتنا الوحيدة لدراسة تأثير الأقطاب المغناطيسية بعضها على بعض هي استخدام مغناطيسات طويلة ، وبذلك يمكن إهمال تأثير الأقطاب البعيدة.


القانون الأساسي في المغناطيسية
عند تقريب قطبين مغناطيسيين متشابهين من بعضهما البعض فإن قوة تنافر تؤثر على كل منهما وتجعلهما يتباعدان عن بعضهما ، بينما عند تقريب قطبين مغناطيسيين مختلفين بعضهما من بعضهما فإنهما يتجاذبان ويقتربان من بعضهما. أي أن :
الأقطاب المغناطيسية المتماثلة تتنافر ، والأقطاب المغناطيسية المختلفة تتجاذب .
في حين أن أي قطب مغناطيسي سواء أكان شماليًا أم جنوبيًا فإنه يجذب نحوه المواد الحديدية التي ليس لها أقطاب .
لذلك فالتنافر يلاحظ فقط بين الأقطاب المغناطيسية المتشابهة في المواد الممغنطة .



حجر المغناطيس
هو خام الحديد المغناطيس، وهو معدن واسع الانتشار في الطبيعة ومعروف منذ القدم ومكون أولي في الصخور النارية. وقد اهتم به علماء المسلمين وبينوا كثيرا من خواصه وأهمها جذبه لقطعة من الحديد إذا قربت منه، وخصص البيروني في كتابه: الجماهر في معرفة الجواهر فصلا عن المغناطيس، وأشار إلى الصفة المشتركة بين المغناطيس، والعنبر (الكهربا) وهي جذبهما للأشياء، وبين أن المغناطيس يتفوق على العنبر في هذه الصفة، وأشار البيروني إلى أن أكثر خامات المغناطيس موجودة في بلاد الأناضول وكانت تصنع منها المسامير التي تستخدم في صناعة السفن في تلك البلاد، أما الصينيون فكانوا يصنعون سفنهم بضم وربط ألواح الأخشاب إلى بعضها بحبال من ألياف النباتات، ذلك أن هناك جبالا من حجر المغناطيس مغمورة في مياه بحر الصين كانت تنتزع مسامير الحديد من أجسام السفن فتتفكك وتغرق في الماء.
وأشار البيروني إلى رواسب المغناطيس في شرقي أفغانستان وبين أن الأجزاء السطحية من تلك الرواسب ضعيفة المغناطيسية بالمقارنة مع الأجزاء الداخلية منها ، والسبب هو تعرض الأجزاء السطحية من تلك الرواسب للشمس. وشبه العلماء المسلمون الحديد وحجر المغناطيس بالعاشق والمعشوق، فالحديد ينجذب إلى المغناطيس كانجذاب العاشق إلى المعشوق .
وبين العلماء المسلمون أن حجر المغناطيس يجذب برادة الحديد حتى لو كان هناك فاصل بينهما، بل إنه يجذب إبرة الحديد إليه، وهذه الإبرة تجذب بدورها إبرة أخرى إذا قربت منها وهكذا حتى لترى إبر الحديد مرتبطة مع بعضها بقوة غير محسوسة. وبجانب القوة الجاذبة للمغناطيس فإن له قوة طاردة أيضا، فإذا وضع مغناطيس فوق ربوة يسكنها النمل، هجرها النمل على الفور. وقد ذكر العلماء المسلمون ومنهم القزويني و شيخ حطين بعض عوامل فقدان المغناطيس لقوته الجاذبة ويكون ذلك إذا دلك بقطعة من الثوم أو البصل، وعندما ينظف المغناطيس من رائحة الثوم أو البصل، ويغمر في دم ماعز وهو دافئ عادت إليه خاصيته.
وبين العلماء المسلمون أن السكين أو السيف يكتسبان صفة المغناطيس إذا حُكا في حجر المغناطيس. ويحتفظ كل من السيف والسكين بخواصه المغناطيسية لفترة طويلة قد تصل إلى قرن من الزمان. ودرسوا الخواص المغناطيسية لحجر المغناطيس في الفراغ ومنهم الرازي الذي كتب رسالة بعنوان : علة جذب حجر المغناطيس للحديد ، وبين التيفاشي أن سبب انجذاب الحديد للمغناطيس هو اتحادهما في الجوهر (أي أن لهما تركيبا كيميائيا واحدا بلغة هذا العصر) . وتحدث العرب عن القوة الجاذبة وأوضحوا أن هناك علاقة بين بعض المعادن وبعضها الآخر فمثلا ذكر شيخ حطين في نخبة الدهر أن الذهب هو مغناطيس الزئبق. ولم يكن غريبا أن ينسج الإنسان في العصور القديمة بعض الأساطير حول حجر المغناطيس.
ومن هذه الأساطير أسطورة التمثال الحديدي المعلق في الفراغ في داخل قبة مصنوعة من حجر المغناطيس في دير الصنم بالهند ، وسبب تعلق هذا التمثال في الفضاء هو انجذابه لقبة المغناطيس وقد عرف سر ذلك حينما زار السلطان محمود بن سبكتين ذلك المعبد واقتلع أحد مرافقي السلطان حجرا من القبة المغناطيسية فاختل توازن التمثال المعلق وهوى إلى أرض القبة .
واستخدم المغناطيس في الطب القديم لإزالة البلغم ومنع التشنج، وأشار الأطباء المسلمون إلى أنه إذا أمسك المريض حجر المغناطيس زالت التقلصات العضلية من أطرافه، وكانوا يستخدمون حجر المغناطيس في تخليص الجسم من قطع الحديد التي تدخل فيه بطريق الخطأ وذلك بإمرار المغناطيس فوق جسم المصاب، وذكروا أن حجر المغناطيس يسكن أوجاع المفاصل والنقرس إذا وضع - بعد دعكه بالخل - فوق مواضع الألم.



العلاج المغناطيسي
هو أحد أنواع وسائل العلاج بالطب البديل التي تستخدم الطاقة المغناطيسية في علاج الكثير من الأمراض التي تصيب الجسم، والمغناطيس في حد ذاته لا يقوم بالشفاء، بل يهيئ بيئة متوازنة للجسم للإسراع من عملية الشفاء.
فقد أثبتت الدراسات العلمية الحديثة أن قوة المجال المغناطيسي للأرض قد قلت بنسبة 50 % عما كانت عليه منذ قرون مضت؛ مما أدى إلى نقص كمية الطاقة المغناطيسية التي يستفيد جسم الإنسان منها. كما ساهم مجتمعنا الصناعي الحديث بما يحيطنا به من أطر ومعدات معدنية - تمتص جزءا من الطاقة المغناطيسية المنبعثة لنا من الأرض- في تقليل فائدة وقوة الطاقة المغناطيسية التي يمكننا الحصول عليها.
لذلك تعتمد فكرة العلاج المغناطيسي على نفس قواعد الطاقة المغناطيسية في الطبيعة. حيث تخترق الطاقة المغناطيسية الجلد في موضع معين لتمتص عن طريق الشعيرات الدموية الموجودة في الجلد المغطي لهذا الموضع، فتسير في الدم حتى تصل إلى مجرى الدم الرئيسي الذي يغذى جميع الشعيرات الدموية الموجودة بالجسم. ويرجع امتصاص الطاقة المغناطيسية في الدم إلى احتواء هيموجلوبين الدم على جزيئات حديد وشحنات كهربية أخرى تمتص هذه الطاقة المغناطيسية؛ فينشأ تيار مغناطيسي في مجرى الدم يحمل الطاقة المغناطيسية إلى أجزاء الجسم المختلفة.
وتتسبب الطاقة المغناطيسية الممتصة في تحفيز الأوعية الدموية فتتمدد، وبالتالي تزداد وتتحسن الدورة الدموية؛ مما يؤدي لزيادة تدفق الغذاء -المتمثل في الطعام والأكسجين- إلى كل خلايا الجسم فتساعده على التخلص من السموم بشكل أفضل وأكثر كفاءة. وبالتالي تعادل المحتوى الهيدروجيني لخلايا وأنسجة الجسم، فتساعد هذه البيئة المتوازنة على تحسين أداء وظائف الجسم، وبالتالي يشفي الجسم نفسه بنفسه.
فالطاقة المغناطيسية تساعد الجسم على أن يشفي نفسه بنفسه عن طريق تحفيز الكيمياء الحيوية الموجودة في الجسم وبالتالي يحدث الشفاء بطريقة تلقائية.
ويلاحظ أن للطاقة المغناطيسية تأثيرا على كل أجزاء الجسم، وهذا التأثير قد يظل عدة ساعات حتى بعد إبعاد المجال المغناطيسي عن الجسم.


فوائد العلاج المغناطيسي
للعلاج بالمغناطيسية فوائد عديدة منها على سبيل المثال وليس الحصر ما يلي:
زيادة قدرة هيموجلوبين الدم على امتصاص جزيئات الأكسجين مما يزيد من مستويات الطاقة بالجسم.
تقوية خلايا الدم غير النشطة مما يؤدي لزيادة عدد الخلايا في الدم.
تمدد أوعية الدم برفق مما يساعد على زيادة كمية الدم التي تصل إلى خلايا الجسم. فيزداد إمدادها بالغذاء وتزداد قدرتها على التخلص من السموم بشكل أكثر فاعلية.
تقليل نسبة الكوليسترول في الدم وإزالته من على جدران الأوعية الدموية؛ مما يؤدي لتقليل ضغط الدم المرتفع للمعدل المناسب.
تعادل الأس الهيدروجيني في سوائل الجسم مما يساعد على توازن الحمض مع القلوي بالجسم.
إنتاج الهرمونات وإطلاقها يزداد أو يقل تبعًا لمتطلبات الجسم في أثناء فترة العلاج.
تعديل أنشطة الإنزيمات بالجسم بما يتناسب مع احتياجاته.
زيادة سرعة تجدد خلايا الجسم مما يساعد على تأخير الشيخوخة.
تساعد على تنظيم وظائف الأعضاء المختلفة بالجسم.
تساعد على التخلص من الإحساس بالألم عن طريق تهدئة الأعصاب، فعندما يتم إرسال الإشارات التي تعبر عن الألم للمخ تقوم الطاقة المغناطيسية بتقليل النشاط الكهربي وتغلق قنوات وصول هذه الإشارات للمخ؛ فيزول الألم.


الحالات التي يمكن علاجها بواسطة العلاج المغناطيسي
في دراسة قام بها د. ناكاجاوا مدير مستشفى إسوزا بطوكيو ( Dr. N. Nakagawa Chief of Tokyo's Izusa Hospital) استخدم فيها العلاج المغناطيسي لعلاج 11 ألف مريض يعانون من تشنج العضلات في الأكتاف ومنطقة الرقبة، قد تحقق الشفاء بنسبة 90% من بين هؤلاء المرضى.
ومن الحالات التي يمكن علاجها باستخدام العلاج المغناطيسي ما يلي:
خشونة وضعف مفاصل الأيدي والأرجل والأذرع والأقدام والأكتاف.
المشاكل الهضمية مثل: عسر الهضم، والتهاب المعدة… إلخ.
عدم انتظام عمليات التمثيل الغذائي بالجسم مثل نقص إنتاج الأنسولين.
شفاء بعض أنواع السرطان.
الإصابات مثل الجروح والحروق.
النزيف الذي ينتج عن ضعف الأنسجة والأعضاء مثل نزيف اللثة.
الأشكال المختلفة لالتهاب المفاصل.
كسور المفاصل والعظام.
عدوى وحصى الكلي.
انثناء المفاصل في أي جزء من أجزاء الجسم
عدم انتظام عملية التنفس مثل أمراض الربو والالتهاب الشعبي.
المشاكل الجلدية مثل حب الشباب والإكزيما.
تغير تحرك أيونات الكالسيوم بحيث تزداد في مناطق كسور العظام لتساعد على سرعة التئامها، أو تقل في مناطق المفاصل لعلاج الالتهابات التي تصيبها.
والعلاج المغناطيسي لا يهدف إلى علاج أمراض بعينها بقدر ما يهدف إلى إمداد الجسم بظروف مثالية؛ مما يساعده على أن يشفي نفسه بنفسه. فكما ذكرنا من قبل أن كل الجسم يتأثر بالطاقة المغناطيسية بغض النظر عن المنطقة التي يعالجها في الجسم. وقد أطلق د. كيميث مكلين (Dr. Kenneth McLean) أحد علماء معهد المغناطيسية بولاية نيويورك الأمريكية على العلاج بالمغناطيسية أنه عطية من الله؛ حيث أنه يفيد في علاج كل الأمراض وبدون أعراض جانبية تذكر.



هل العلاج المغناطيسي آمن؟
ومما يحسب للعلاج بالمغناطيسية أنه ليس دواء إدمان مثل بعض الأدوية، كما أنه لا يتفاعل مع أي دواء كما أوضحت الأبحاث أن أعراضه الجانبية ضئيلة جداً.
فالأعراض الجانبية للعلاج بالمغناطيسية قد تظهر –إن وجدت- بشكل واضح لعدة أيام قليلة بعد العلاج بالمغناطيسية؛ لأنه يساعد الجسم على التخلص من السموم وزيادة قدرته على امتصاص السوائل. وقد تظهر الأعراض متمثلة في الصداع والأرق وارتفاع درجة حرارة الجسم. وهذه الأعراض تزول بعد يوم أو يومين من العلاج وبشكل تلقائي.




البدء في العلاج
إن درجة شدة المرض ومدته هي التي تحدد قوة حجر المغناطيس المستخدم. ومن الأفضل أن يبدأ المريض باستخدام حجر مغناطيس ذي قوة منخفضة، ثم يزيد من قوته تدريجيًّا بعد ذلك، ويجب أن يتم معالجة الأطفال، والصغار، وكبار السن عن طريق مغناطيس كهربي منخفض القوة.
كما وجدت الأبحاث أن فترة العلاج بالمغناطيسية تزداد إذا كان المريض يعاني من الأنيميا، أو نقص الكالسيوم، أو العلاج بعقاقير تخمد نظام المناعة التلقائي بالجسم.
حالات يصعب معها استخدام العلاج المغناطيسي
هناك حالات يصعب علاجهم بواسطة العلاج المغناطيسي مثل:
النساء الحوامل
الأشخاص الذين يعانون من نوبات الصرع.
الأشخاص الذين يعيشون بالقلب الصناعي
الأشخاص الذين تحتوي أجسادهم على أجزاء تعويضية معدنية مثل الأطراف الصناعية.
كما لا يجب استخدام مجال مغناطيسي شديد القوة على الأطفال، أو العيون، أو منطقة المخ، أو القلب.


لا يجب أن يستخدم قطب جنوبي شديد القوة للمغناطيس في علاج الأورام وحالات السرطان وحالات العدوى البكتيرية والفيروسية.
ويجب الاحتفاظ بالمغناطيس الكهربي بعيدًا عن أجهزة الكمبيوتر، وبطاقات الائتمان، والفيديو، والبطاريات الموجودة في ساعات اليد والسماعات، والتليفونات المحمولة… إلخ.
نوع القطب المغناطيسي الذي يستخدم على الجسم
يتميز القطب الشمالي للمغناطيس باحتوائه على طاقة سلبية ويتميز عادة بلونه الأخضر لذلك يسمى (القطب الأخضر) وله تأثير كبير على النمو، حيث يحفز كل أشكال الحياة؛ لذلك لا يجب استخدامه في علاج العدوى والبكتيريا، إلا أن له تأثيرا كبيرا على تهدئة الأعصاب وإزالة الشعور بالألم أو تخفيفه؛ لذلك فاستخدامه أكثر شيوعا في علاج التهابات المفاصل والأمراض الجلدية والحروق وآلام الأسنان وعلاج بعض أنواع السرطان، وأمراض الجهاز الهضمي.
أما القطب الجنوبي فيتميز باحتوائه على طاقة موجبة، ويتميز بلونه الأحمر لذلك يسمى (القطب الأحمر) وهو أقل استخداما من القطب الشمالي إلا أن له فائدة في إسراع تجلط الدم لذلك يساعد في علاج نزيف الجروح، كما يقلل من أيونات الكالسيوم غير الطبيعية بالجسم. ويساعد على إذابة الدهون وإزالتها من على جدران الشرايين والأوردة.
كما يوصي بعض خبراء العلاج بالمغناطيسية باستخدام القطب الجنوبي للمغناطيس في علاج الجسم في نصف الكرة الأرضية الجنوبي، واستخدام القطب الشمالي للمغناطيس في علاج الجسم في نصف الكرة الشمالي.


سوق المنتجات المغناطيسية
ويستخدم العلاج بالمغناطيسية عدد كبير من لاعبي الجولف أو لاعبي الرياضات المختلفة بشكل أساسي ويومي؛ لما له من تأثير فعال في تقليل الإحساس بالألم وشفاء الكسور والتهابات المفاصل والتئام الجروح. ولا تزال قيمة مبيعات المنتجات المغناطيسية (كالأقراط المغناطيسية والأساور المغناطيسية – والنعال المغناطيسية… إلخ) في تزايد مستمر حتى وصلت في السنوات الأخيرة إلى حوالي 150 مليون دولار سنويا.
فنحن نقف الآن على أعتاب علم حديث هو في حقيقة الأمر قديم. وهذا العلم قد يؤدي إلى حدوث نقلة هائلة في مجال الرعاية الصحية والطب البديل على مدار الأعوام القليلة القادمة. عندئذ لن يكون عجيبًا قولنا بأنه من بين كل خمسة أمراض تصيب الجسم يمكن علاج أربعة منها عن طريق العلاج المغناطيسي.

[mohamedkarim]

بحث علمي حول علم الفيزياء





اشتهر علم الفيزياء بصعوبته بالمقارنة بالعلوم الأخرى ولكن كنوع من التحدي الذي نواجهه في حياتنا فإن النجاح في دراسة الفيزياء له متعة خاصة. فمن حصل على شهادة علمية في احد تخصصات الفيزياء فإنه يكون مرشح للنجاح في العديد من المجالات التي قد يوضع بها فعلم الفيزياء يكسب دارسه العديد من المهارات ومنها على سبيل المثال ليس للحصر:
التمثيل الرياضي لأية مشكلة لإيجاد الحل المنطقي لها.

اكتساب المهارات الكافية لتصميم التجارب وأجراءها،

العمق في إيجاد تفسير لنتائج التجارب.

اكتساب الخبرات في مجال البحث العلمي.


من يدرس الفيزياء
هل ترغب في معرفة كيف تعمل الأشياء من حولنا مثل الكمبيوتر والليزر والصواريخ الفضائية؟ وهل ترغب في إيجاد تفسير لما يدور في هذا الكون من ظواهر عديدة مثل الجاذبية والضوء والنجوم والعواصف والأعاصير والزلازل. هل ترغب في الشعور بمتعة الاكتشاف والمشاركة بالمعرفة العالمية وإجراء التجارب العلمية واكتشاف نظريتها. إذا كنت مغرم بهذا فإن الفيزياء هي لك...


ما هو علم الفيزياء
علم الفيزياء هو القاعدة الأساسية لمختلف العلوم فهو يقدم التفاصيل العميقة لفهم كل شيء بدءاً بالجسيمات الأولية إلى النواة والذرة والجزيئات والخلايا الحية والمواد الصلبة والسائلة والغازات والبلازما (الحالة الرابعة للمادة) والدماغ البشري والأنظمة المعقدة والكمبيوترات السريعة والغلاف الجوي والكواكب والنجوم والمجرات والكون نفسه. أي أن الفيزيائيين يختصون بمعرفة اصغر عنصر لهذا الكون وهو الجسيمات الأولية إلى الكون الفسيح مرورا بالتفاصيل التي ذكرناها.




ماذا تقدم الفيزياء لدارسيها
معظم العلماء المشهورين مثل اينشتين ونيوتن وماكسويل .... كانوا فيزيائيين. يمكننا ان نقول ان الفيزيائيين هم أكثر العلماء المدربين في عدة مجالات مثل الرياضيات والكمبيوتر بل انهم أحيانا يتفوقون على اقارنهم المتخصصين لانهم يتعاملون مع هذه العلوم على اساس تطبيقي كما ان الفيزيائي يمكن ان يكسر الحواجز بين العلوم التطيبقية الاخرى كالكيمياء والبيولوجي والجيولوجيا والهندسة والطب ولا يجد الفيزيائي صعوبة في فهم اي نوع من العلوم المختلفة ولأهمية هذا العلم ظهرت تخصصات تجمع الفيزياء مع العلوم الاخرى مثل الجيوفيزياء والبيوفيزياء. عندما تظهر تطبيقات علمية جديدة او اجهزة متقدمة فإن علم الفيزياء يكون مطلوباً...


هل انت مرشح لدراسة الفيزياء
اذا كنت من المولعين بفهم وتعلم كيف تعمل الاشياء وتحب الرياضيات والكمبيوتر واجراء التجارب فإن عليك ان تصبح فيزيائياً. فإن دراسة هذا العلم سوف يشبع رغباتك وستجد في كل موضوعاته ما يزيدك زهوا وفخرا كلما اكتشفت جديد فدراسة الفيزياء مغامرة جدير بالاهتمام. ولا يجب عليك قبل التفكير في دراسة هذا التخصص بفرص العمل المتوفرة لك بعد اتمام الدراسة المهم ان تدرس ما يشبع رغباتك وان تستمتع بما تدرس ودع المستقبل للخالق.


ماذا يمكن ان يعمل متخصص الفيزياء
في اي مكان تتواجد فيه التكنولوجيا يجد الفيزيائي عمل له ويكون مفضل عن غيره لما يمتلكه من معلومات عن المبادئ الاساسية والخبرات الذاتية التي تؤهله للتعامل مع التكنولوجيا وتطورها بشكل اسرع. وفي الدول الصناعية المتقدمة لا يمكن ان يوجد فيزيائي عاطل عن العمل. فيمكن للفيزيائي ان يعمل في المجال الطبي حيث ان كل اجهزة التشخيص في المستشفيات يعتمد تشغيلها على الفيزياء مثل استخدام اشعة اكس والنظائر المشعة والرنين المغناطيسي والامواج فوق الصوتية واشعة الليزر والمنظار وغيرها من الاجهزة المستخدمة والتي هي تطبيقات لاكتشافات وابحاث الفيزيائيين ولا يمكن ان يكون هناك علاج بدون تشخيص فكلما تطورت وسائل التشخيص امكن التغلب على امراض كانت قاتلة. كذلك في مجال الاتصالات والاقمار الصناعية الذي يعتمد على تطور احد فروع الفيزياء وهو الالكترونيات. كما وان علم الفيزياء ضرورياً لمراكز الارصاد الجوية ومراكز التنبؤ بالزلازل ومراكز البحوث كما ان للفيزيائي دورا اساسياً في مجال التعليم لاعداد اجيال جديدة لاكمال مشوار التقدم العلمي. وكذلك في التطبيقات الصناعية ومراكز تطوير مواد جديدة ولا شك ان علم الفيزياء وراء تطور اجهزة الكمبيوتر بكافة مكوناته من المعالج إلى الذاكرة إلى الشاشة إلى اقراص الليزر وكلما تقدمت الابحاث الفيزيائية كما انعكس ذلك على تطور اجهزة الكمبيوتر وكفاءتها....


أفرع الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكا***ا

الديناميكا الحرارية

الكهرباء والمغناطيسية

الضوء

الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية

ميكا***ا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

فيزياء الحالة الصلبة

علوم فيزياء تطورت بتطور مفاهيم الفيزياء الحديثة:
الليزر

الطاقة الشمسية

البلازما

الاغشية الرقيقة

الالياف الضوئية

الفيزياء الاشعاعية

الجسيمات الاولية

الفلك

[kacimo.samy]

بحث فيزياء كامل عن ( الضوء ) (http://www.ghyoom.net/ib/index.php?showtopic=109107)





مقدمه:
كان الإنسان في الماضي يعتبر أن الضوء ينتقل لحظيا بسبب سرعته العظيمة . ثم أوضح أوول رومر عام 1676أن للضوء سرعة محدودة بدراسة الحركة الظاهرية لقمر المشتري أيو. في عام 1865 اقترح ماكسويل بأن الضوء هو موجة كهرومغناطيسية، وبالتالي ظهرت السرعة c في نظريته للكهرومغناطيسية. عام 1905 افترض ألبرت أينشتاين استقلال سرعة الضوء عن حركة المصدر لأي اطار عطالي وأثبت ثباتها ، واكتشف كل العواقب المتعلقة باشتقاقه نظرية النسبية الخاصة وأوضح أن c هي ثابت طبيعي ولا تنحصر فقط في سياق الضوء والظواهر الكهرومغناطيسية. بعد قرون من القياسات المتزايدة الدقة عرفت سرعة الضوء عام 1975 بكونها تساوي 299,792,458 م/ث مع ريبة في القياس تساوي 4 أجزاء بالبليون. عام 1983 تم اعادة تعريف المتر في نظام الوحدات الدولي بأنه المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ خلال 1/299792458 ثانية. وبالتالي قيمة c العددية بوحدة م/ث هي الآن قيمة ثابتة بالضبط نسبة إلى تعريف المتر.من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
سرعة حزمة ليزر في الهواء وتبلغ 99.97% منها في الفراغ
سرعة الضوء (بالإنكليزية: Speed of Light‏) في الفراغ، يرمز لها عادة بالرمز c للدلالة على الثبوت (Constant) أو الكلمة (اللاتينية: celeritas)، هي ثابت فيزيائي كوني مهم في العديد من مجالات الفيزياء. قيمتها تساوي 299,792,458 م/ث بالضبط منذ أن عرف طول المتر وفقاً لقيمة هذا الثابت وللمعيار الدولي للوقت.
وفقاً للنسبية الخاصة، فإن c هي السرعة القصوى لسفر الطاقة، والمادة، والمعلومات في الكون. وهي سرعة سفر الجسيمات عديمة الكتلة والحقول المرتبطة بها (بما في ذلك الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل الضوء) في الفراغ. وهي سرعة الجاذبية (أمواج الجاذبية) التي تنبأت بها النظريات الحالية. تسافر هذه الجسيمات والأمواج بالسرعة c بغض النظر عن سرعة المصدر والإطار المرجعي العطالي للمراقب. في نظرية النسبية، تربط c بين المكان والزمان، وتظهر في المعادلة الشهيرة لتكافؤ المادة والطاقة E = mc2.
ينتشر الضوء في المواد الشفافة مثل الزجاج والهواء بسرعة أقل من c. تدعى النسبة بين c وبين سرعة الضوء في مادة ما v بقرينة الإنكسار n لتلك المادة (n=c/v). مثال، تساوي عادة قرينة انكسار الضوء المرئي عند مروره بالزجاج حوالي 1.5، معنى ذلك أن الضوء يسير في الزجاج بسرعة v = c/1.5 ≈ 200,000 km/s، وللهواء تساوي قرينة الإنكسار 1.0003، وبالتالي تقل سرعة الضوء المرئي في الهواء بحوالي 90 كم/ث عن c.
_______________________________________
(أنواع الضوء ومصادره)


(ضوء الأبراج)
هو وهج مخروطي الشكل، لضوء خافت، ينتشر في السماء؛ يُرى من جهة الغرب، بُعَيد المغيب، ويُرى من جهة الشرق، قُبَيل الشروق. ويظهر ضوء الأبراج أقوى ما يكون، بالقرب من الشمس، ثم يخبو، تدريجاً. ويمكن تتبعه بسهولة، عند نقطة متوسطة في السماء. ويظهر هذا الضوء، مرة أخرى، في منطقة، تقابل الشمس مباشرة.
وقد أطلق على ضوء الأبراج، هذا الاسم؛ لأنه يُرى قُبالة سلاسل الأبراج، التي تقع على طول دائرة البروج، أي الدائرة الظاهرية لمسار الشمس حول الأرض. ويتمثل التفسير المقبول لهذا الضوء، في أنَّ أعداداً هائلة من جزيئات دقيقة من مادة ما، تنتشر حول النظام الشمسي الداخلي، تعكس ضوء الشمس؛ وتصبح هذه الجزيئات مرئية، حينما تُظلِم السماء. ويُعتقد أن ذرات التراب هذه، تُعَدُّ من أنقاض المذنَّبات والكواكب الصغيرة. وينشأ الوهج المقابل، كذلك، عن ذرات التراب، التي تعكس ضوء الشمس.

الضوء غير المرئي (الأشعة فوق البنفسجية)

هو شكل غير مرئي من الضوء. وتقع هذه الأشعة، مباشرة، بعد النهاية البنفسجية للطيف المرئي. والشمس هي المصدر الطبيعي الرئيسي للأشعة فوق البنفسجية، التي تنبعث، كذلك، من الصواعق أو من أي شرارة كهربائية أخرى في الهواء. ويمكن توليد هذه الأشعة صناعياً، بإمرار تيار كهربائي من خلال غاز أو بخار، مثل بخار الزئبق.
ويمكن أن تسبِّب الأشعة فوق البنفسجية حروقاً شمسية. كما أن التعرُّض الزائد لهذه الأشعة، قد يسبب سرطان الجلد. ومن ناحية أخرى، فإن الأشعة فوق البنفسجية تُحطِّم الكائنات الحية الضارة، ولها تأثيرات مفيدة أخرى.
والأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية، هي أقصر من نظيرتها في الضوء المرئي. والطول الموجي، أي المسافة بين قمتَين متتاليتَين للموجة، يقاس، عادة، بوحدات، تُسمى نانومترات، يساوي النانومتر واحداً من المليون من المليمتر. وتراوح الأطوال الموجية للضوء المرئي، بين 400 و700 نانومتر، بينما تمتد الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية من 1 إلى نحو 400 نانومتر.
وعند إضاءة مادة ما بالأشعة فوق البنفسجية، فإن مدى امتصاص الأشعة في المادة، أو النفاذ منها، يحدده الطول الموجي للأشعة. فعلى سبيل المثال، الأشعة فوق البنفسجية ذات الأطوال الموجية الكبيرة، يمكنها النفاذ من خلال زجاج النوافذ العادي. ويمتص الزجاج الأشعة فوق البنفسجية، ذات الأطوال الموجية الأقصر؛ مع أن هذه الأشعة، يمكنها أن تنفذ من خلال مواد أخرى
______________________________________
(استعمالات الأشعة فوق البنفسجية)


تُعَدّ الأشعة فوق البنفسجية، التي تقصر أطوالها الموجية عن 300 نانومتر، فعالة في قتل البكتريا والفيروسات. وتستعمل المستشفيات مصابيح مبيدة للجراثيم، تولِّد هذه الأشعة القصيرة، لتعقيم الأجهزة الجراحية، والمياه، والهواء في غرف العمليات. كذلك، يستخدم كثير من شركات المواد الغذائية والأدوية، هذه المصابيح، لتطهير الأنواع المختلفة من المنتجات وعبواتها
ويؤدي التعرُّض المباشر للأشعة فوق البنفسجية، التي تقصر أطوالها الموجية عن 320 نانومتراً، إلى توليد فيتامين د (d) في الجسم البشري. واستخدم الأطباء، ذات مرة، المصابيح الشمسية، التي تولِّد الأشعة فوق البنفسجية، لمنع كساح الأطفال ومعالجته؛ ذلك المرض الذي يصيب العظام نتيجة نقص فيتامين د (d) وتُستخدم هذه المصابيح، اليوم، في معالجة بعض الاضطرابات الجلدية، مثل حبُّ الشَّباب والصدفية.
ويستعمل بعض أجهزة الأشعة فوق البنفسجية، لتعرّف التركيب الكيماوي للمواد المجهولة. ويستخدم الباحثون من الأطباء هذه الأجهزة، لتحليل بعض المواد في الجسم البشري، بما في ذلك الأحماض الأمينية والإنزيمات والبروتينات الأخرى. وفي صناعة الإلكترونيات، تُستخدم الأشعة فوق البنفسجية، ضمن مراحل صناعة الدوائر المتكاملة.

(التأثيرات الضارة )
الأشعة فوق البنفسجية، الصادرة عن الشمس، التي تقصر أطوالها الموجية عن 320 نانومتراً ـ هي ضارة بالكائنات الحية خاصة. فالتعرض الزائد لها، يمكن أن يسبب تهيجاً مؤلماً للعين، أو التهاباً. وتقي العين من هذه الأشعة النظارات الشمسية، العالية الجودة. كما يسبب التعرض الزائد لها حروقاً مؤلمة. ويوفر الملانين (القتامين)، وهو خضاب بنّي اللون في الجلد، بعض الوقاية ضد الحروق الشمسية. وتمتص الغسولات الحاجبة للشمس، تلك الأشعة الحارقة.
والتعرض لأشعة الشمس فوق البنفسجية، لمدة طويلة، يمكن أن يؤدي إلى سرطان جلدي، وإلى تغيُّرات أخرى في الخلايا البشرية. كما يمكن أن يؤدي، كذلك، إلى تدمير النباتات أو قتلها. ويمتص غاز الأوزون، وهو واحد من صور الأكسجين، في طبقات الجو العليا، معظم إشعاع الشمس فوق البنفسجي؛ ولولاه لربما دمرت الأشعة فوق البنفسجية، معظم الحياة، الحيوانية والنباتية.

(الأبحاث العلمية )
تنشأ الأشعة البنفسجية داخل ذرات كل العناصر. وبدراستها يتعرَّف العلماء إلى بِنْيَة الذرات، ونسبة مستويات الطاقة فيها. كما يتعرَّف الخبراء إلى النجوم والمجرَّات البعيدة، من طريق تحليل الأشعة فوق البنفسجية، الصادرة عنها.
وتناولت أبحاث كثيرة دور الأشعة فوق البنفسجية، في التفاعلات الكيماوية، التي تؤدي إلى إنهيار أو تأكُّل طبقة الأوزون الواقية للأرض؛ مما يقلّل فاعليتها، كمانع أو حاجز لتلك الأشعة.
________________________________________
(ضوء القوس الكهربائي)

نبطية مضيئة، يتوهج فيها الضوء، بفعل التيار الكهربائي؛ وباندفاعه عبْر فراغ بين قطبَين، يعرفان باسم قطبَي التيار. وينتج من ذلك ما يُعرف باسم القوس الكهربائي، الذي يُسخِّن أطراف القطبَين تسخيناً عالياً، ما ينجم عنه توهج ضوئي شديد. والشكل النموذجي المألوف لقطبَي التيار، هو قِطَع مُدَبَّبة من الكربون، الصِرْف أو المخلوط بمواد كيماوية متنوِّعة. وعندما يندفع التيار الكهربائي من طرف أحد القطبَين، عبْر الفجوة الفاصلة، إلى طرف القطب الآخر، يحيلهما إلى بخار متوهج، يتسبب في تلاشيهما، تدريجاً؛ ولهذا السبب، تُزوَّد التركيبات بجهاز تحكّم آلي، يتحكم في تثبيت المسافة الفاصلة بين طرفَي القطبَين. كما يوحّد منظِّم معدل التيار الكهربائي.
كان مصباح الإضاءة بالقوس الكربوني، أول جهاز عملي للإضاءة الكهربائية، يُعَمَّم، تجارياً، لكنه محدود الاستعمال، في الوقت الحاضر. وينحصر استعماله في متطلَّبات الإضاءة الساطعة، القوية التركيز، كالمصابيح الكاشفة (الكشّافات)، مثلاً، ومصابيح الإضاءة المسرحية، والتصوير الفوتوغرافي، وعلاج الأمراض. كما يُستعمل في المجاهر (الميكروسكوبات) وبحوث الإضاءة المتخصِّصة. ويُستعمل، كذلك، في صناعة مصابيح غاز الزينون، ذات الضغط العالي، المستعملة في آلات العرض السينمائي.

(الضوء الكهربائي)
نبطية تستخدم الطاقة الكهربائية، لإنتاج ضوء مرئي. وإلى أن أصبح الضوء الكهربائي شائعاً، في بدايات القرن العشرين، كان الناس يعتمدون، في الليل، على أضواء الشموع، والنار، ومصابيح الغاز أو مصابيح الزيت.
وتدل كلمة مصباح، إما على مصدر ضوء كهربائي، وإما على الهيكل الذي يحوي المصدر. وتدل كلمة مصباح، في هذا البحث، على مصدر ضوئي.
وهناك نوعان رئيسيان من المصابيح: مصابيح متوهجة، ومصابيح التفريغ

(المصابيح المتوهجة )
هي أكثر مصادر الضوء الكهربائي شيوعاً؛ إذ تكاد توجد في كل بيت. وتُعَدّ مصابيح السيارة، ومصابيح اليد الكهربائية، أنواعاً من المصابيح المتوهجة.
وتعتمد كمية الإضاءة، المنبعثة من مصباح متوهج، على كمية الكهرباء التي يستهلكها. ومعظم المصابيح المستخدمة في البيوت، تراوح قدرتها بين 40 و150 واطاً من القدرة. ويقيس مهندسو الإضاءة كمية الضوء، المنبعثة من مصباح ما، بوحدة، تُدعى لومن؛ فمصباح عادي، قدرته 100 واط، يُعطي نحو 1750 لومناً. وتُطبع كمية القدرة، التي يستهلكها مصباح ما، بالواط، على المصباح نفسه.
يتكون كل مصباح متوهج من ثلاثة أجزاء أساسية: الفتيلة، والزجاجة، والقاعدة. وتُصدر الفتيلة الضوء؛ أما الزجاجة والقاعدة، فتساعدان على الإضاءة.
الفتيلة (خيط المئبر)، سلك رفيع ملولب، تسري الكهرباء فيه عند إشعال المصباح. ولكن، على هذه الكهرباء التغلب على مقاومة الفتيلة، وفي سبيل ذلك، تُسخِّن الأولى الثانية إلى أكثر من 2500ْم؛ ودرجة الحرارة العالية هذه، تجعل الفتيلة تبعث الضوء.
يستخدم صانعو المصابيح فلز التنجستن، في صنع الفتائل؛ لأن قوة هذا الفلز، تجعله يصمد أمام درجات حرارة عالية، من دون أن ينصهر. ويتألف الضوء المنبعث من فتيلة تنجستن، من خليط من كل ألوان الضوء المنبعث من الشمس.
لبعض المصابيح أكثر من فتيلة واحدة. ويمكن إشعالها، فرادى، حتى يمكن المصابيح إنتاج كميات مختلفة من الضوء؛ إذ قد يحتوي أحدها على فتيلة، قدرتها 50 واطاً، وأخرى، قدرتها 100 واط. وتبعاً لطريقة إشعال الفتيلتين، منفردتَين أو مجتمعتَين، يمكن الحصول على ضوء، يقابل 50 واطاً أو 100 واط أو 150 واطاً.
الزجاجة تعمل على إبعاد الهواء عن الفتيلة، فتحفظها من الاحتراق. ويحتوي معظم المصابيح على خليط من الغازات، غالبها من غازَي الأرجون والنيتروجين، وذلك بدلاً من الهواء. وتساعد هذه الغازات على إطالة عمر الفتيلة، وتمنع الكهرباء من الانتشار داخل الزجاجة.
تُغطَّى زجاجة المصباح، عادة، بطبقة من طلاء، يساعد على بعثرة الضوء من الفتيلة، ويقلل من بهره للعين. وتستخدم لذلك مادة السيلكا، أو يمكن حفر الزجاجة بحمض ما. أما المصابيح الملونة، فتُطلى بلون، يحجب كل الألوان، إلا لون الطلاء. وتنتج المصابيح في أشكال عدة، بما في ذلك أشكال كشعلة النار، وأشكال كمثرية، وأخرى مستديرة أو أنبوبية.
وعندما تحترق المصابيح المتوهجة، يكون السبب، غالباً، التبخر التدريجي للفتيلة، ثم انقطاعها. وقبل أن يحدث ذلك، فإن تيارات من الغاز، داخل الزجاجة، تنشر التنجستن المتبخر، على السطح الداخلي للزجاجة. ويتسبب التنجستن المتبخر بترسيب طبقة سوداء على السطح، تدعى اسوداد جدار الزجاجة. وهذا الترسُّب، يحجب بعضاً من الضوء، فيقلل من كفاءة المصباح.
وفي أحد أنواع المصابيح، ويُدعى مصابيح التنجستن ـ الهالوجين، يمكن تجنّب عملية الاسوداد، المذكورة آنفاً؛ لاحتوائه على زجاجة كوارتزية، تحتوي على كمية قليلة من عائلة الهالوجين، مثل البورم أو اليود. ويتحد الهالوجين، داخل الزجاجة، ببخار التنجستن، ويكوّنان غازاً. ويتحرك هذا الغاز، حتى يلامس الفتيلة، فتحلله حرارتها العالية. وبذا، يعود ترسُّب التنجستن المتبخر إلى الترسُّب على الفتيلة، وينطلق الهالوجين، ليتحد به مرة أخرى.
_______________________________________
(أمّا القاعدة، فتحمل المصباح، قائماً، وتثبته، وتصله بالدائرة الكهربائية)
مصابيح التفريغ الغازي تنتج مصابيح التفريغ الغازية الضوء، من طريق مرور الكهرباء عبْر غاز تحت الضغط، بدلاً من توهج الفتيلة. ومثل هذه العملية، يدعى تفريغاً كهربائياً. ويُسمى مثل هذه المصابيح، أحياناً، مصابيح تفريغ كهربائي. وتضم هذه العائلة من المصابيح: المصابيح الفلورية، ومصابيح النيون، ومصابيح الصوديوم منخفضة الضغط، ومصابيح بخار الزئبق، ومصابيح الهاليد المعدنية، ومصابيح الصوديوم عالية الضغط. ويُعَدُّ ضوء القوس الكهربائي نوعاً من مصابيح التفريغ الغازي؛ ولكن التفريغ، في هذه الحالة، لا يكون داخل زجاجة.
قلّما تُستخدم المصابيح الفلورية في المنازل، وإنما يكثر استخدامها في المكاتب والمدارس والمحلات التجارية. وتُستخدم أنواع أخرى من مصابيح التفريغ الغازي، في المساحات، الداخلية والخارجية، الواسعة، مثل: المصانع والطرق ومواقف السيارات ومراكز التسويق والملاعب المدرَّجة. ويُستخدم معظم مصابيح النيون، في الإعلانات التجارية.
وباستثناء المصابيح الفلورية، فإن مصابيح التفريغ الغازي، لا تُستخدم في المنازل، حيث تبدو ألوان الأشياء مختلفة؛ على الرغم من أنها تُعَمَّر، وتعطي ضوءاً أشد، مقابل كل واط من القدرة، بل هي أرخص من المصابيح المتوهجة.
(مصابيح التفريغ الغازي، المنخفضة الضغط )
يُستخدم غازا الأرجون أو النيون، أو غازات أخرى، تحت ضغط منخفض، في إنتاج الضوء. وتضم هذه العائلة المصابيح الفلورية، ومصابيح النيون، ومصابيح الصوديوم منخفضة الضغط.

(المصابيح الفلورية)
يتكون المصباح الفلوري من أنبوب زجاجي، يحتوي على غاز الأرجون، تحت ضغط منخفض. وتُسبب الكهرباء، التي تسري في الأنبوب، انبعاث الطاقة فوق البنفسجية، من الزئبق المتبخر؛ والعين لا ترى طاقة الأشعة فوق البنفسجية، في صورة ضوء. كما أن السطح الداخلي للأنبوب، مغطى بمادة مفسفرة، تبعث ضوءاً مرئياً، عندما تصيبها طاقة الأشعة فوق البنفسجية.
(مصابيح النيون)
هي أنابيب مملوءة بالغاز، تتوهج عندما تحدث عملية تفريغ كهربائية، داخلها. فغاز نيون نقي، في أنبوب صاف، يُعطي ضوءاً أحمر اللون. ويمكن إنتاج الضوء في ألوان أخرى، بمزج غاز النيون بغازات أخرى، أو استخدام أنابيب ملونة، أو مزيج من هاتَين الطريقتَين.
(مصابيح الصوديوم، المنخفضة الضغط)
تتألف هذه المصابيح من أنبوبَين زجاجيَّين، أحدهما داخل الآخر. يحتوي الأنبوب الداخلي على صوديوم صلب، ومزيج من غازَي النيون والأرجون. وعند إشعال المصباح، فإنه يبعث، في البداية، ضوءاً برتقالياً، مائلاً إلى الاحمرار، مطابقاً لخواص غاز النيون. ولكن، كلما سُخِّن الصوديوم، فإنه يتبخر، ويصبح الضوء، بعد ذلك، أصفر اللون.
_______________________________________
(مصابيح التفريغ الغازي، عالية الضغط)
تستخدم هذه المصابيح الزئبق، أو مركبات معدنية، أو مركبات كيماوية أخرى، تحت ضغطٍ عالٍ، من أجل إنتاج الضوء. وتُسمَّى هذه المصابيح، كذلك، مصابيح التفريغ عالية الشدة، وتضم مصابيح بخار الزئبق، ومصابيح الهاليد الفلزية، ومصابيح الصوديوم عالية الضغط.
(مصابيح بخار الزئبق)
ولمصباح بخار الزئبق زجاجتان إحداهما داخل الأخرى. وتُسمى الزجاجة الداخلية، وهي مصنوعة من الكوارتز، الأنبوب القوسي. أما الزجاجة الخارجية، فدورها حماية الأنبوب القوسي. ويحتوي الأنبوب القوسي على بخار زئبقي، تحت ضغط أعلى مما يوجد في المصباح الفلوري؛ وبذا، فإن المصباح البخاري هذا، يستطيع إنتاج الضوء، من دون الحاجة إلى طلائه بمادة فوسفورية. وينبعث من البخار الزئبقي ضوء أزرق اللون، مائل إلى الاخضرار، إضافة إلى الأشعة فوق البنفسجية. وإذا كان مصباح بخار الزئبق مصنوعاً من زجاج صافٍ، فإنه لا ينتج ضوءاً أحمر؛ ولذا، فإن الأجسام الحمراء، تبدو معه بنّية اللون، أو رمادية، أو سوداء. أما مصابيح بخار الزئبق، التي يُغَطَّى فيها سطح الزجاجة الخارجية بمادة فوسفورية، فإنها تنتج ضوءاً متعدد الألوان؛ إذ إن مادة الفوسفور، تبعث ضوءاً أحمر، عندما تقع عليها الأشعة فوق البنفسجية. وتُعمّر مصابيح بخار الزئبق، أكثر من غيرها من المصابيح ذات القدرة المماثلة؛ ولكنها تتطلب زمناً، يراوح بين خمس وسبع دقائق، لبناء ضغط البخار الزئبقي، والوصول إلى سطوع كامل للضوء.
(مصابيح الهاليد الفلزية)
تحتوي هذه المصابيح على مركبات كيماوية، من أي فلز، تعمل، مع الهالوجين، على إنتاج ضوء متوازن، من ألوان الضوء الطبيعي، قلما توفّره مصابيح بخار الزئبق؛ ومن دون الحاجة إلى استخدام مادة فوسفورية. كذلك، فإن هذه المصابيح، تتمتع بحياة طويلة، وإنتاج ضوء عال، مقابل كل واط من القدرة. وتُعَدُّ مثالية للاستعمال الخارجي، وأحياناً، داخل المنازل.
(مصابيح الصوديوم، عالية الضغط)
تشبه هذه المصابيح مصابيح بخار الزئبق؛ لكن أنبوبها القوسي مصنوع من أكسيد الألومنيوم، بدلاً من الزجاج، أو الكوارتز. وتحتوي على مزيج صلب من الصوديوم والزئبق، إضافة إلى غاز نادر. وينبعث من المصباح ضوءٌ برتقالي أبيض، يعمل على إكساب الألوان، الزرقاء والخضراء، نوعاً من الدُّكنة، كما أنه يحوِّل اللون الأحمر إلى برتقالي. ولهذا المصباح حياة طويلة وكفاءة ضوئية عالية..
مصادر أخرى للضوء الكهربائي هناك مصدرا ضوء كهربائي، ينبعث منهما ضوء خافت، نتيجة استخدام الطاقة الكهربائية؛ وهما: الصمام الثنائي مشع الضوء، واللوحات الكهروضوئية. ولا تتطلب هذه المصابيح زجاجة أو تفريغاً أو فتيلةً، لكن ضوءها، لا يكفي لإضاءة غرفة
(الصمامات الثنائية المشعة للضوء)
وهي شرائح صغيرة، من مادة زرنيخيد الجاليوم، أو أي مادة أخرى صلبة، شبه موصلة. وتعطي هذه الصمامات ضوءاً أحمر أو أصفر أو أخضر اللون، عندما تُهَيَّج ذراتها بطاقة كهربائية. وتستهلك هذه الصمامات طاقة قليلة، كما أنها تدوم طويلاً جداً. وتستخدم مجموعات من هذه الصمامات، في الحواسب وحاسبات الجيب، والساعات الرقمية، لتكوِّن أرقاماً أو حروفاً. ويتألف إظهار نمطي مبني على هذه الصمامات، من عدد من صمامات صغيرة، يكون التحكم فيها، فردياً، بدوائر حاسوبية، تعمل على إشعال نموذج معين منهما، لتشكل حرفاً أو رقماً.
_________________________________________
(اللوحات الكهروضوئية)
تتألف من طبقات، من مواد فوسفورية، تُحشر بين صفيحة معدنية وطلاء شفاف، يوصِّل الكهرباء. وعندما تسري الكهرباء عبْر الصفيحة ومادة الطلاء، فإن المواد الفوسفورية، تنتج سطوعاً ذا لون أخضر، مائل إلى الزرقة. وتستهلك هذه اللوحات طاقة قليلة. ولكن ضوء لوحة عالية السطوع، هو دون ضوء أصغر مصباح عادي. وتستخدم هذه اللوحات أضواء ليلية، وفي لوحات القياس والأجهزة، في بعض الطائرات والسيارات.
( نبذة تاريخية )
خلال منتصف القرن التاسع عشر الميلادي، حاول عدد من المخترعين إنتاج الضوء من الكهرباء. فتمكن العديد من الرواد من تطوير مصابيح متوهجة، تعمل بالبطاريات؛ ولكنها كانت سريعاً ما تحترق.
لم يقتصر الاستخدام الشائع للضوء الكهربائي، على وجود مصباح؛ وإنما تطلّب، كذلك، طريقة رخيصة، لتوزيع الكهرباء على أصحاب المصابيح. وفي عام 1879، اخترع العالم الأمريكي، توماس إديسون، مصباحه المتوهج، ذا الفتيلة المكونة من خليط كربوني، فأصبح مخترع الضوء الكهربائي. وخلال السنوات الأولى من القرن التاسع عشر الميلادي، طور إديسون أول محطة لتوليد الكهرباء وتوزيعها. وكانت هذه المحطة تقع في شارع بيرل، في مدينة نيويورك. وبدأت عملها عام 1882.
وبعد ذلك، وفي أوائل سني القرن العشرين، بدأ المهندسون يُجْرُون التجارب، لتطوير مناحي الإضاءة الكهربائية، باستخدام مصابيح التفريغ الغازي. وقد أدّى عملهم هذا إلى تطوير المصابيح الفلورية، ومصابيح بخار الزئبق، في الثلاثينيات من القرن العشرين.
واكتُشفت الإضاءة الكهربائية، عام 1936. أما المُظهِرَات البلورية السائلة، والصمامات الثنائية المشعة الضوء، فقد أمكن تطويرها، نتيجة للأبحاث، التي أُجريت باستخدام نبائط شبه موصلة، في الستينيات من القرن العشرين. أما في سبعينيايته، فقد تمكن الباحثون من تطوير مصادر ضوء فاعلة، مثل مصابيح الهاليد المعدنية، ومصابيح تفريغ الصوديوم عالية الضغط.
(الضوء المستقطب)
هو موجات ضوئية، ذات ترتيب بسيط، منتظم. أما موجات الضوء العادي، فهي ترتيب معقد، غير منتظم. وسواء كان مصدر الضوء العادي، هو الشمس، أو مصباحاً ضوئياً، فإنه يتكون من موجات غير منتظمة، تتذبذب في كل الاتجاهات المتعامدة على شعاع الضوء. لكن الضوء المستقطب، يتكون من موجات منتظمة، تتبذب في اتجاه واحد فقط. ويتيح تركيبه المنتظم استخدامه في نواحٍ، لا يمكن استخدام الضوء العادي فيها. وعلى سبيل المثال، يمكن اكتشاف التركيب الفيزيائي الداخلي، لكثير من المواد الشفافة، باستخدام الضوء المستقطب. أما مستقطبات الضوء، فهي أجهزة قوية، تُستخدم في العلم، وفي الصناعة، وفي الحياة اليومية.
________________________________________
(طريقة استقطاب الضوء)
لفهْم عملية الاستقطاب، لا بدّ من النظر إلى شعاع الضوء، على أنه سلسلة من الموجات الكهرومغناطيسية؛ وتتذبذب المغناطيسية المكونة لهذه الموجات، في اتجاه متعامد على مسار الشعاع. والمثال البسيط لهذه الموجات، يمكن صنعه من طريق ربط أحد الحبال بحائط، ثم هزّ الطرف الآخر للحبل؛ فإن كل جزء من الحبل، سيتحرك في كل الاتجاهات المتعامدة على طوله. وتسمى الموجات، التي تتذبذب بهذه الطريقة، الموجات المُسْتَعرَضة.
يتذبذب الضوء المستقطب في اتجاه عمودي على مساره، ومن الممكن استقطاب الضوء العادي، بتمريره من خلال مرشح خاص باستقطاب الضوء. ويسمح هذا المرشح بالمرور للموجات، التي تتذبذب في اتجاه عمودي واحد فقط؛ لأن تركيب المرشح المستقطب، يحول دون مرور موجات الضوء الأخرى، التي تتذبذب في اتجاهات عمودية أخرى. وبعبارات علمية، فإن المرشح المستقطب للضوء، يسمح بالمرور من خلاله لـ (مكونات)، أو (أجزاء) الموجات الضوئية، التي تتذبذب في (اتجاه ذبذبة) واحد فقط. أما مكونات الموجات، التي تتذبذب في كل الاتجاهات الأخرى، فإنه يحجبها. ويسمى الضوء، الذي يمر من خلال المرشح المستقطب للضوء، الضوء المستقطب.
وجميع الذبذبات، التي تمر من خلال المرشح المستقطب للضوء، تتذبذب في اتجاه واحد، مُواز للحبَيْبة البصرية في المرشح، والتي تُعَدّ محور البث فيه. ويمكن الضوء المستقطب، أن يمر كله، من خلال مرشح استقطاب ثانٍ، مروراً، يكون فيه محوره البصري موازياً للمحور البصري في المرشح الأول. ولكن إذا تحرك مرشح الاستقطاب الثاني حركة دائرية، كالعجلة، فإنه سيؤدي، تدريجاً، إلى تعتيم الضوء المارّ من خلاله. وسيؤدي المستقطب الثاني إلى قطع الضوء كلية، عندما يتقاطع محوره، بزاوية 90ْ، مع محور المستقطب الأول. ويحدث الإعتام ثم القطع؛ لأن كل مستقطب من المستقطبات سيعمل على امتصاص جميع مكونات الضوء، التي لا تتذبذب متوازية مع محوره. ونتيجة لهذا، فإن البريق الصادر عن شعاع الضوء، يخبو، تدريجاً، عندما يتقاطع محور المستقطب الثاني تقاطعاً عرضياً، مع محور البث في المستقطب الأول. وعلى هذه الظاهرة؛ بُنِيَ كثير من استخدامات الضوء المستقطب. فالقدر الأكبر من الضوء المحيط بنا هو ضوء مستقطب بالفعل. أما الانعكاسات، الشبيهة بانعكاسات المرايا، الصادرة عن السطوح الأفقية اللامعة، كسطوح الأرصفة، وسطح الماء، فهي تتكون، إلى حدّ كبير، من ضوء جرى استقطابه، أفقياً، خلال عملية الانعكاس. والنظارات الشمسية المستقطبة نتيجة وضع محور بثها وضعاً رأسياً، تغلق الضوء المستقطب أفقياً، الذي يحدث الانعكاسات اللامعة. ويستخدم المصورون الضوئيون مرشحات استقطاب، لإخماد الوهج، وكذلك الانعكاسات الصادرة عن السطوح اللامعة، كسطوح النوافذ، وسطوح الماء.
(مواد الاستقطاب)
تتكون أوسع مستقطبات الضوء انتشاراً، من ألواح رقيقة من البلاستيك. ويحتوي لوح البلاستيك النموذجي، على ملايين من سلاسل طويلة، رقيقة، من جزيئات اليود المصفوفة بإحكام، وتعمل كل من هذه السلاسل مرشح استقطاب مفرداً. وقد ساعدت ألواح الاستقطاب على توسيع مجال استعمال الضوء المستقطب، إلى درجة كبيرة، بسبب انخفاض نفقتها، وحجمها المريح. وقد نجح أدوين هـ. لاند، مخترع كاميرا لاند بولارويد، في اختراع أول لوح استقطاب، عام 1928، حين كان في التاسعة عشرة من عمره.
ويمكن بعض البلورات الطبيعية، مثل التورمالين، أن تستقطب الضوء. فالتورمالين، يسمح بمرور المكونات، التي تقع في اتجاه ذبذبة واحد، ويحجب المكونات الأخرى، بامتصاصها، داخلياً، من بلورات الاستقطاب الطبيعية الأخرى. وهناك الكلسيت، أو السبار الأيسلندي، ويقسم الضوء شعاعَين مستقطبين متعامدين على بعضهما. ويقطع منشور بيكول، من اليسار الأيسلندي، بحيث يمكن التخلص من أحد هذَين الشعاعَين.
(استعمالات الضوء المستقطب)
اقترح العلماء استخدام الزجاج المستقطب، في صناعة الكشافات الأمامية للسيارات؛ وكذلك في صناعة الزجاج الأمامي، ليحجب وهج أضواء السيارات المقتربة، أثناء القيادة.
ويمكن العلماء أن يدرسوا تركيب كثير من المواد الشفافة، بمعونة مرشحات الاستقطاب المتقاطعة عرضياً. وتستخدم المجاهر المزودة بالمستقطبات، في إظهار كثير من البلورات عديمة اللون؛ وكذلك كشف العينات البيولوجية في ضوء ساطع. ومكشاف الاستقطاب آلة مزودة بمستقطبات، تستعمل في الكشف عن مواطن الإجهاد (نقاط الشعف) في المصنوعات الزجاجية، مثل عدسات النظارات والأدوات المعملية. ويمكن علماء الكيمياء، أن يحددوا نوع السكر ومقداره، في محلول من المحاليل، باستعمال مقياس السُّكر، وهو مكشاف استقطاب من نوع خاص. وهناك نوع خاص من مرشحات الاستقطاب الدائري، تُستخدم في أجهزة الرادار، لاصطياد الانعكاسات غير المرغوب فيها.______________________________________
(القيـمة الثابت)

قيمة c الدقيقة هي 299,792,458 متر في الثانية(1,079,252,848.8 كيلومتر في الساعة) في الفراغ. لاحظ أن هذه السرعة هي تعريف وليس قياس منذ أن تم توحيد الوحدات العالمية, تم تعريف المتر على أنه المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ خلال 1/299,792,458 من الثانية .
عند عبور الضوء خلال مواد شفافة مثل الزجاج أو الهواء تقل سرعته. النسبة بين سرعة الضوء في الفراغ وسرعته خلال مادة تسمى معامل الانكسار - Index Of Refraction. على سبيل المثال , معامل انكسار الزجاج يساوي تقريبا 1.5 , وهذا يعني ان الضوء يمر عبر الزجاج بسرعة c/1.5 ≈ 200,000 km/s. معامل انكسار الهواء هو 1.0003 , إذا فإن سرعة الضوء في الهواء ابطأ من سرعته في الفراغ c بـنحو 90 km/s.
كذلك تتغير سرعة الضوء بتأثير الجاذبية ما يولد ظاهرة عدسات الجاذبية - Gravitational Lensing.
في أغلب الحالات العملية يمكن اعتبار سرعة الضوء على أنها سرعة لحظية حيث أن سرعة الضوء كبيرة جدا جدا ، ولكن حين نأتي لقياس مسافات طويلة مثل بُعد النجوم عنا أو القياسات الزمنية الدقيقة فلا بد من أخذ سرعة الضوء في الاعتبار . في الاختبارات والتجارب التي تجريها مركبات فضائية على مسافات بعيده في الفضاء الخارجي , فإن إرسال رسالة ما إلى إحدى هذه المركبات أو استقبال أشاراتها يأخذ عدة دقائق إلى ساعات بحسب بعدها عنا . فمثلا أرسال إشارة لاسلكية لتشغيل مسبار على سطح المريخ قد يستغرق نحو 10 دقائق (بحسب موقعه بالنسبة للأرض حيث يتغير باستمرار) ، وتصلنا إشارة المسبار هي الأخرى بعد نحو 10 دقائق أخرى.
ونظرا لأن المسافات بين الارض والنجوم مسافات كبيرة جدا فقد ابتكر الفزيائيون والفلكيون طريقة لتسهيل قراءة تلك المسافات وهي قياس المسافة بالسنة الضوئية. وطبقا لذلك فنستطيع القول أن المسافة بين الأرض والشمس هي 150 مليون كيلومتر أو أن المسافة بينهما 8 دقائق.
كان اولي رومر أول من برهن ان الضوء يسير بسرعة ثابته , وذلك في عام 1676. حيث قام بدراسة التحركات الجليه لإحدى اقمار كوكب المشتري. في عام 1865 , افترض جيمس ماكسويل ان الضوء عبارة عن موجات كهرومغناطيسية Electromagnetic waves .
إحدى نتائج قوانين الكهرومغناطيسية (مثل معادلات ماكسويل ) هي أن c هي سرعة الأمواج الكهرومغناطيسية ، وهي لا تتعلق بسرعة الجسم الذي يطلقها ، أي أن سرعة موجة ضوئية منبعثة من جسم متحرك لا تختلف باختلاف سرعة المصدر . ستكون سرعة الضوء ثابتة (مع أن لون شعاع الضوء ستختلف ، إذ سيختلف طول موجته ، و هذا ما يسمى بتأثير دوبلر ).
كانت استنتاجات ماكسويل المذهلة هي الصيغة التالية التي تمثل سرعة الضوء:
حيث:
c - سرعة الضوء أو الموجة الكهرومغناطيسية
μ0 - معامل النفاذية وقيمته 4π × 10-7 H/m (هنري\متر)
ε0 - معامل السماحية وقيمته 8.854187817 × 10-12 F/m (فاراد\متر)
إذا ما أضفنا إلى ذلك الاستنتاجات من النظرية النسبية يقودنا ذلك إلى أن جميع المتفرجين سوف يقيسوا سرعة الضوء بالفراغ متساوية باختلاف سرعتهم وسرعة الاجسام التي تطلق الضوء. هذا ما قد يقودنا إلى رؤية c كقيمة كونية ثابتة وأساساً للنظرية النسبية. من الجدير بالذكر ان القيمة c هي القيمة الكونية وليس سرعة الضوء، فاذا تم التلاعب بسرعة الضوء بطريقة أيٍ كانت لن تتأثر النظرية النسبية بذلك.
حسب التعريف الدارج الذي تم وضعه سنة 1983 سرعة الضوء هي بالضبط 299,792,458 متر في الثانية، تقريباً 3 × 10^8 متر في الثانية، أو 30 سنتيمتر/نانو ثانية.
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــ
ــــــــــــــــــــ
(سرعة الضوء في المواد)
تختلف سرعة الضوء خلال مروره في المواد حسب طبيعة شفافيتها حيث تصبح اقل من تلك المحسوبة في الفراغ وذلك بالعلاقة:
حيث:
n معامل انكسار الضوء في المادة أكبر من الواحد لغير الفراغ,
εr معامل السماحية النسبي للمادة أكبر من الواحد لغير الفراغ,
μr معامل النفاذية النسبي أكبر من الواحد لغير الفراغ.
vp سرعة الضوء في المادة
تصف الفيزياء الكلاسيكية الضوء على أنه نوع من الموجات الكهرومغناطيسية والتي تنبأت معادلات ماكسويل بأن سرعتها معتمدة على ثابت العازلية ε وثابت المغناطيسية μ بالمعادلة السابقة.[1]
بالمقابل فإن نظرة فيزياء الكم للضوء والمجال الكهرومغناطيسي في كهروديناميكا الكم (QED)، على أنها عبارة عن إثارات أو كمات من المجال الكهرومغناطيسي تدعى الفوتونات. هذه الفوتونات عبارة عن جسيمات عديمة الكتلة ووفقاً للنسبية الخاصة. هناك نظرة أبعد في كهروديناميكا الكم لأحتمال وجود كتلة للفوتونات وبالتالي تكون سرعتها معتمدة على ترددها وعلى السرعة اللامتغيرة والتي يمكن أن تكون سرعة الضوء في الفراغ هي أعلى قيمة حدية لها من النسبية الخاصة.[2] حتى اليوم لم تلاحظ أي ظواهر تؤكذ ذلك.[3][4][5] عملياً تم الوصول لقيم حدية عليا بشأن كتلة الفوتون وإن اختلفت من نموذج لآخر. على سبيل المثال فإن أعلى قيمة حدية من نظرية بروكا،[6] هي حوالي 10−57 غرام;[7] آلية هيغرز تعطي حداً أعظمياً تجريبياً مقداره, m ≤ 10−14 eV/c2 [6] (حوالى 2 × 10−47 g).
هناك سبب آخر يدعو للاعتقاد باعتمادية سرعة الضوء على تردده وهو فشل تطبيق النسبية الخاصة على القياسات الصغرية، بنفس ما تنبأت به نظريات مقترحة مثل ثقالة الكم. في 2009، وجدت مراقبة انفجارات غاما عدم وجود أي فرق في سرعة الفوتونات المختلفة الطاقة، مؤكدة صحة لاتباين-لورتنز على الأقل نزولا حتى مقياس طول بلانك. (lP = √ħG/c3 ≈ 1.6163×10−35 م) مقسومة على 1.2
_______________________________________
( تاريخ )
لم تكن سرعة الضوء أمراً مؤكداً حتى عهد قريب، كان إمپدوقليس أول من أشار إلى محدودية سرعة الضوء، ولذلك فكان لزاماً أن يستغرق وقتاً في انتقاله. وعلى العكس من ذلك، أصر أرسطو بأن "الضوء هو تعبير عن وجود شيء ما، إلا أنه ليس بحركة".[9]
اقترح إقليدس نظرية الإشعاع في الابصار، (والتي روج لها كذلك بطليموس) القائلة بأن الضوء ينبعث من العين، بدلاً من دخوله العين من مصدر آخر. وباستخدام هذه النظرية، طور هيرون السكندري مقولة أن سرعة الضوء هي حتماً غير محدودة، لأن الأجرام البعيدة كالنجوم تظهر فوراً بمجرد أن نفتح أعيننا.
بداية وافق الفلاسفة المسلمون المبكرون على وجهة نظر أرسطو في أن سرعة الضوء غير محدودة. إلا أنه في عام 1021، نشر الفيزيائي العراقي، ابن الهيثم، كتاب البصريات، وفيه استخدم تجارب لدعم نظرية الولوج في الإبصار، حيث ينتقل الضوء من جرم إلى العين، مستخدماً آلات مثل كاميرا اوبسكيورا (صندوق مظلم).[10] الأمر الذي أدى بابن الهيثم لأن يقترح أن الضوء، لذلك، حتماً له سرعة محددة،[9][11][12] وأن سرعة الضوء تتغير، إذ تنقص في الأجسام الأكثر كثافة.[12][13] وقد جادل بأن الضوء هو “مادة محسوسة”، يتطلب انتشارها وقتاً "حتى لو كان مخفياً عن حواسنا".[14] ويقال أن وصول ابن الهيثم لهذه النظريات كانت خلال الأعوام التي قضاها في السجن إبان فترة الحاكم بأمر الله في مصر. استمر هذا الجدل في أوروبا والعالم الإسلامي طوال العصور الوسطى.
في القرن الحادي عشر، وافق أبو الريحان البيروني على أن الضوء له سرعة محددة ولاحظ أن سرعة الضوء تكون أعلى من سرعة الصوت.[15] وفي عقد 1270، أخذ ويتلو في الاعتبار احتمال أن ينتقل الضوء بسرعة غير محدودة في الفراغ وأن يبطئ في الأجسام الكثيفة.[16] وفي تعليق على آية في ريگڤـِدا في القرن الرابع عشر، من الباحث الهندي سايانا[17] يمكن تفسيره على أنه تقدير لسرعة الضوء في اتفاق كبير مع السرعة الفعلية. وفي عام 1574، وافق الفلكي العثماني والفيزيائي تقي الدين بن معروف مع ابن الهيثم على أن سرعة الضوء ثابتة، ولكنها تتغير في الأجسام الأكثف، واقترح أن الضوء سيستغرق وقتاً طويلاً للوصول من النجوم التي تبعد ملايين الكيلومترات ليصل الأرض.[18]
في مطلع القرن السابع عشر، آمن يوهانس كپلر أن سرعة الضوء غير محدودة لأن الفراغ ليس فيه معوقات للضوء. وجادل فرانسيس بيكون أن سرعة الضوء لم تكن بالضرورة غير محدودة، إذ أن شيئاً يمكنه السفر بسرعة أعلى من أن ندركها. وقد جادل رينيه ديكارت بأنه لو كانت سرعة الضوء محدودة، فإن الشمس والأرض والقمر سيظهرون على غير خط واحد أثناء الخسوف القمري. ولما كنا لا نشاهد عدم الإتساق هذا ، فقد استنتج ديكارت أن سرعة الضوء غير محدودة. وقد خمن ديكارت بأنه لو وُجـِد أن سرعة الضوء محدودة، فإن ذلك سيقوض كل نظام فلسفته.
________________________________________
( العلاقه بين سرعه الضوء وطول الموجه )
يمثل طول الموجة عادة بالحرف الإغريقي لامدا (λ). وتربط المعادلة البسيطة التالية العلاقة بين طول الموجة الضوئية وترددها وسرعتها ، أي سرعة الضوء c:

حيث:
هو تردد الموجة.
سرعة تقدم الموجة الضوئية في الفراغ تساوي ، وتمثّل دائما بالحرف .
ونظرا لكون الضوء ما هو إلا موجة كهرومغناطيسية فإن هذه المعادلة تنطبق أيضا على جميع الموجات الكهرومغناطيسية ، على اختلاف أنواعها من موجة راديوية (لاسلكية) أو أشعة فوق البنفسجية أو أشعة تحت الحمراء ، أو موجة ميكروويف ، أو أشعة سينية أو أشعة جاما.
من تلك المعادلة يمكن استنتاج تردد الموجة بمعرفة طول الموجة . فمثلا إذا كان طول موجة شعاع الاسلكي 30 سنتيمتر يكون تردده 1 جيجا هرتز .
ونلاحظ استخدام الوحدات :
فمثلا نقيس سرعة الضوء بالمتر/الثانية أو السنتيمتر/ ثانية ،
ونقيس طول الموجة بالمتر أو بالتالي سنتيمتر ،
فينتج التردد 1/ثانية ، أي هرتز ، حيث أن 1 هرتز = 1/ثانية.

[kacimo.samy]

بحث متكامل عن الفيزياء النووية
بسم الله الرحمن الرحيم


نبدأ :

ماهي الفيزياء (http://www.hbiby.com/vb/t155634.html)النويه ؟؟
الفيزياء النوية أصبحت في هذه الأيام ضرورة للعالم المتطور ، فقد أصبحت إحدى الأس الكبرى لبناء المستقبل ، نظراً لما توفره من امكانيات جبارة وطرق سهلة للتحكم بالطاقة الكامنة ..
ولكن للأسف اشتهر عند العامة أن الفيزياء النوية ليست سوى قنابل وتدمير ، فعندما يسمعون العامة عن كلمة (نوي) ، يعرض في أذهانهم لقطة انفجار قنبلتي هيروشيما وناجازاكي ،وصور الأطفال المشوهين في حادثة تشرنوبل ،والمصابين بالسرطان في العراق وغيرها من مآسي القوة النوية ، فالفيزياء النوية الآن أصبحت تستعمل في الكثير من حقول المعرفة ، كالطب ،والصناعات، وفي الجيولوجيا ، وفي الكمبيوتر ، وفي الإلكترونيات ، وفي الفضاء ، وفي الآثار ، وفي التعقيم ، وفي الصناعات الكيماوية ، وغيرها الكثير الكثير من الإستخدامات التي سنناقشها في المحاضرة التاسعة إن شاء الله ..
يظن الكثير أن فكرة الفيزياء النوية بدأت مع بداية الفيزياء الحديثة ، وهي في الحقيقة بدأت منذ أن تم اكتشاف الذرة ، ولكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة ، التي أنجبت لنا ما يسمى بالفيزياء النوية، التي هي بدورها أنجبت طفلاً صغيراً أسميناه فيما بعد ب(فيزياء الجسيمات الأولية) .



ماذا تعرف عن النواة nucleus؟

النواة وهي المحور الذي تدور حوله الفيزياء النوية ،هذا الجسيم المنتاهي بالصغر ، يشكل عالم متكامل (http://www.hbiby.com/vb/t155634.html)منظم من القوى عجزت عن وصفه اعظم النظريات العريقة دلت التجارب و الأبحاث على أن النواة هي عبارة عن جسيم مشحون كتلته أكبر بكثير من كتلة الإلكترونات التي هي عبارة جسيمات صغيرة تدور حول النواة بسرعة كبيرة ، وقد أثبت التجارب على أن النواة تتكون من نوعين من الجسيمات هما : البروتونات والنيوترونات ، ولأن هذين النوعين من الجسيمات يتشابهان بشكل كبير فيطلق عليهما لفظ (النيوكلونات)

ماهي الذرة ؟

بعد أن جاء الفيلسوفان الإغريقيان ليوسيبس وديموقريطس في القرن الخامس قبل الميلاد بفكرة أن المادة تتكون من جسيمات أولية غير قابلة للتجزئة ، خالفها الفيلسوف الشهير أرسطو وأقر أن المادة رباعية التكوين (الماء،النار،التراب،الهواء)، وسيطرت هذه الفكرة على عقول العلماء ، وقلوب الفقراء الذين يفكرون في تحويل المواد الرخيصة إلى فضة وذهب وجواهر ، وبعد حوالي 2000 عام من ضياع الجهود والعقليات في المحاولة دون فائدة في تحويل العناصر ، قام الفيلسوف بيكون بمهاجمة آراء أرسطو في بنية المادة ، وأيد فكرة ليوسيبس وديموقريطس ، وطلب العلماء أن يتركوا تقليد أرسطو الأعمى وأن يبحثوا في موضوع تكون المادة من ذرات ، وكان من نتيجة ذلك أن قام عالم الغازات الإيرلندي بويل بإقتراح أن الغازات تتكون من جسيمات صغيرة جداً ، وكان ادخال مفهوم الفراغ الذي أدخلتها تجارب توريشلي الإيطالي ، دعماً لبويل في أن هذه الجسيمات يوجد بينها فراغات تقل وتزداد حسب الضغط ، ثم قام نيوتن بتوسيع هذا المفهوم ليدخل فيه السوائل والجوامد ، ثم استطاع لافوازيه الفرنسي أن يكتشف قانون حفظ المادة عن طريق التجارب المستمدة من الكيميائي بريستلي ، وأن المادة لا يمكن للإنسا أن يفنيها أو ينتجها من العدم ، وهذه القاعدة أعطت حدود للمنطقية في نظريات المادة ، ثم وفي عام 1808م طرح جون دالتون تصوره عن الذرة بأنها عبارة عن جسم مصمت كرات البيلياردو ، فلاقى ذلك موافقة من العلماء دامت ما يقارب القرن ، إلى أن تجارب فارداي في أنبوبة التفريغ الكهربائي تؤكد أن للذرة علاقة بالكهرباء، وبأن هناك جسيمات كهربائية سالبة توجد في الذرة ، وسميت هذه الجسيمات فيما بعد بالإلكترونات، ومنذ أن بدأت الكهرباء تدخل في تكوين الذرة بدأت الشيخوخة تصيب نظرية دالتون ، وبما أنه يوجد بالذرة أجسام سالبة ، فإنها كي تتعادل الذرة ، يجب أن تكون هناك جسيمات موجبة ،فقام العالم الأمريكي ميليكان بقياس شحنة الإلكترون ، فتأكد العالم طومسون بأن جميع ذرات العناصر تحتوي على إلكترونات لها نفس الكتلة والشحنة ، وطرح في عام 1910م تصوره عن الذرة بأنها جسيم مشحون بشحنة موجبة يتواجد داخلها جسيمات سالبة ، وأن جسيمات ألفا لاتأثر في هذه الذرات ، بل تمر مرور الكرام ، ولكن هذا التصور لم يدم طويلاً ، فتجارب جايجر ومردسن ورذرفورد عام 1911م أثبت أن عدد لا بأس به من جسيمات ألفا قد إنحرف بزوايا عالية عند مروره بذرات ثقيلة كذرات الذهب ، مما يدل على أن هناك شيء إصطدمت به جسيمات ألفا وانحرفة عن مسارها ،وهذا أثبت أن هناك جسيم عالي الكثافة موجود في داخل الذرة ، فطرح في نفس العام رذرفورد نموذجه عن الذرة وأنها تحتوي على نواة وهي جسيم مركزي تتركز فيه كتلة الذرة والشحنة الموجبة بينما تتواجد الإلكترونات على مسافات بعيدة عن النواة ، وتعمل على تنظيم ذلك الكهرومغناطيسية الكلاسيكية (القديمة) ، إلا أن هذا النموذج فشل أيضاً ، فقد كانت تفترض الكهرومغناطيسية الكلاسيكية أن أن الإلكترون عندما يبدأ بالإشعاع يقترب من النواة أكثر فأكثر فينتهي به الأمر في داخلها ، فتعادل الشحنتان ، وتختفي المادة !! ، وهذا يخالف التجربة ، وبعد قام العالم الدناماركي بوهر بمناقشة العالمين ماكس بلانك وأينشتاين في نظريتي (المكانيك الكمي) و(النظرية النسبية) استنتج على ضوء نظرياتهم في عام 1915م أن الإكترون يدور في مدارات ثابت حول النواة و عندما ينتقل من مدار لآخر يشع أو يمتص إشعاع ،كما أنه لا يستمر في إطلاق الإشعاع إلى مالا نهاية كما إفترضت الكهرومغناطيسية الكلاسيكية ، بل يشع إلى حد معين بعدها يتوقف الإشعاع ، فبعد نموذج بوهر طوى النظرية الكهرمغناطيسية الكلاسيكية النسيان ، وحقق نموذج بوهر للذرة نجاحات كبيرة ، وظل نموذجاً أساسياً لكثر من النماذج بعده

تعريف بسيط عن النظائر المشعة :

ينتشر الإشعاع في الطبيعة نتيجة لمساهمة النظائر المشعة في بناء المادة المحيطة بنا, هذا بالإضافة إلى الإشعاعات التي تفد إلينا من الفضاء الخارجي.
فما هي هذه النظائر المشعة ومن أين أت؟

إنها ظاهرة

النشاط الإشعاعي..

كانت هذه الظاهرة و ما ينتج عنها من إشعاعات موجودةً في الطبيعة قبل وجود الحياة على وجه الأرض بزمن طويل, بل ويعتقد أن الإشعاع كان أحد نواتج الانفجار الأعظم الذي صاحب خلق الله للكون منذ حوالي عشرين ألف مليون عام .

اكتشف ظاهرة النشاط الإشعاعي العالم الفرنسي هنري بكرل عام 1896 ثم تلته العالمة البولونية ماري كوري التي تابعت العمل في هذا الطريق ،وهي التي اشتقت التعبير " النشاط الإشعاعي Radio Activity " للدلاة على مقدرة نوى بعض الذرات على التحول التلقائي إلى نوى أخرى, يرافق هذه العملية صدور أشعة عُرِفت وحُدِدت فيما بعد .

قبل اكتشاف هذه الظاهرة كانت غالبية العناصر الموجودة في الطبيعة المكونة للجدول الدوري مثل الأوكسجين والهيدروجين والنحاس والحديد والكبريت واليورانيوم معروفة, وكان يعتقد أنها تشكل اللبنات الأساسية في بناء الوجود المادي ، وأن لكل عنصر حالة واحدة يظهر بها تحدد خواصه الكيميائية والفيزيائية وتؤهله لاحتلال خانة معينة - دون غيرها – في هذا الجدول ، لكن اكتشاف هذه الظاهرة أكد وجود أكثر من حالة فيزيائية ( نوية ) لكل عنصر من العناصر سميت هذه الحالات
" النظائر"

والنظائر لعنصر واحد تحتل المكان نفسه في الجدول الدوري، فمثلاً..

للهيدروجين ثلاثة نظائر هي: التريتيوم والدوتيريوم والهيدروجين تقع في الخانة الأولى من الجدول الدوري, وللأكسجين سبعة.

تختلف نظائر العنصر الواحد في خواصها النوية على الرغم من تطابق خواصها الكيميائية.

من هنا جاء اهتمام علم الفيزياء النوية بالنظائر فيما يقابل اهتمام علم الكيمياء بالعناصر.

ترتبط التفاعلات الكيميائية وبالتالي الخواص الكيميائية للعناصر بإلكتروناتها بينما تتوقف الخواص النوية على تركيب النواة*.

* النواة :
هي ذلك الجزء الصغير من الذرة الذي يشغل حيزاً ( غالباً شكله كروي تقريباً ) أصغر من الجزء الذي تشغله الذرة بعشرة آلاف مرة, وتألف من جسيمات صغيرة يطلق عليها " النيكلونات " وهي على نوعين, نوع يحمل شحنة كهربائية تدعى البروتونات وعددها يساوي عدد إلكترونات الذرة ويكتب دليل سفلي إلى أسفل يسار الرمز الكيميائي, والثاني غير مشحون - فهي إذن معتدلة كهربائياً - وتدعى النيوترونات , و يضاف عددها إلى عدد البروتونات ليشكلا معاً العدد الكتلي ويكتب دليل علوي إلى أعلى يسار الرمز الكيميائي, وذلك للدلاة على النظير , وقد يكتب بجوار اسم النظير
فنقول الهيدروجين 1 و الهيدروجين 2 والهيدروجين 3 , للدلاة على أي من نظائر الهيدروجين.

المعجلات النوية

Nuclear Accelerators

* ان الهدف من المعجل هو توجيه الاجسام المشحونة في شكل شعاع باكسابه طاقة حركة باتجاه الهدف من خلال تطبيق مجالات كهربية ومغناطيسية وهناك عدة انواع من هذه المعجلات.

* يتكون المعجل بصفة عامة من مصدر للجسيمات المشحونة مثل الكترونات منبعثه من فتيلة ساخنة او من ذرات متأينة حيث تنطلق هذه الجسيمات المشحونة تحت تأثير فرق جهد كهربي يتراوح من إلى 10 مليون فولت. يتم تحديد مسار هذه الجسيمات المعجلة لتكون شعاع ينطلق باتجاه الهدف, ويكون داخل المعجل مفرغ من الهواء (تحت ضغط منخفض) لتفادي تشت الجسيمات المعجلة عند تصادمها مع ذرات الهواء.

تصنف المعجلات إلى ثلاثة اقسام بناء على الطاقة المستخدمة للتعجيل وهي على النحو التالي:

(1) المعجلات المنخفضة الطاقة: حيث تنتج جسيمات معجلة بطاقة تصل تتراوح بين 10 إلى 100 مليون الكترون فولت وفي اغلب الاحيان تستخدم هذه المعجلات لدراسة تشت الجسيمات المعجلة بتفاعلها مع مادة الهدف

(2) المعجلات ذات الطاقة المتوسطة: حيث تنتج شعاع من الجسيمات المعجلة بطاقة تفوق 100 مليون الكترون فولت لتصل 1000 مليون الكترون فولت. وعند هذه الطاقة يتم دراسة تصادم النيوكليونات مع أنوية العناصر وقد سنتج عن هذه التصادمات توليد جسيمات اخرى مثل الميونز وفي هذا المعجلات يتم دراسة القوى النوية والتحقق تركيب النواة.

(3) المعجلات ذات الطاقة العالية: وهي تنتد شعاع من الجسيمات المعجلة بطاقة تفوق 1000 مليون الكترون فولت. ويكون الغرض من هذه المعجلات هو انتاجح جسيمات جديدة من خلال اصطدام هذه الجسيمات المعجلة بأنوية العناصر ومن ثم دراسة خصائص الجسيمات الناتجة

* وقد تم تصميم معجلات نوية تصل طاقة التعجيل فيها إلى 10000000 الكترون فولت.

: الاجزاء الرئيسية للمعجل
(1) مصدر الجسيمات المشحونة Ion source: وهو المصدر الرئيسي للجسيمات المعجلة ويتكون من غاز متأين بواسطة التفريغ الكهربائي ويتم استخلاص الجسيمات ذات الشحنة الموجبة من خلال الكترود سالب ذو جهد 10000 فولت.

(2) ناقل الشعاع beam optics: وهو عبارة عن عدد من الموجهات المكونة من اجهزة كهربية ومغناطيسية لتوجيه الجسيمات المعجلة في المسار المحدد لها داخل المعجل وهي بمثل العدسات في الضوء وتعتمد على قوة لورنز Lorentz force

F = q(vxB)

(3) الهدف Target: وهو المادة التي توضع في نهاية المعجل بهدف التجربة تحت الدراسة فمثلاً تجربة nuclear spectroscopy حيث يتم دراسة مستويات الطاقة ومساحة المقطع فإن الهدف في هذه الحالة يكون شريحة سمكها 10ميكرون، اما في حالة دراسة انتاج جسيمات ثانوية من تصادم الانوية المعجلة مع الهدف فإن الهدف يكون سميك يصل سمكه إلى 10 سنتميتر بحيث يمتص طاقة الجسيمات المعجلة. وفي كلا الحالتين يتم تبريد الهدف حتي لاتغير درجة حرارته مع تصادم الجسيمات المعجلة معه.


(4) الكاشف Detector وهي الجزء الأساسي الذي تعتمد عليه القياسات المراد الحصول عليها من التجربة مثل تحديد نوعية الجسيمات الناتجة من التصادم وطاقتها وزمن بقاءها وتوزيعها الزاوي وهذه الكواشف علم قائم بحد ذاته وسنخصص مقالاً منفصلا للحديث عنها.

أنواع المعجلات

(1) المعجل الكهروستاتيكي Electrostatic accelerator

(2) معجل السيكلوترون Cyclotron accelerator

(3) المعجل الخطي Linear accelerator

(4) معجل السينكتورن Synchrotrons

(5) المعجل التصادمي Colliding-Beam accelerator

المعجل الكهروستاتيكي

ابسط انواع المعجلات التي تستخدم لتعجيل الجسيمات المشحونة خلال فرق جهد ثابت من خلال العلاقة
E = qV
حيث
v= طاقة الحركه للجسيماتBR colr=#8b0شحنة الجسيمات المعجله =q
E=الطاقه التي يكتسبها الجسيم
فرق جهد التعجيل ويصل إلى 10 مليون فولت
وهذا يعني ان الطاقة التي يمكن ان يكتسبها الجسيم المعجل تصل إلى 10 مليون الكترون فولت لكل وحدة شحنة وهذه الطاقة كافية لدراسة التركيب النوي للنواة.

اول معجل تم تصميمه على هذا الاساس كان في 1932 بواسطة العالمان Cockcroft and Walton حيث وصل فرق جهد التعجيل إلى 800 الف فولت واعتمد مبدأ عمله على شحن مكثفات على التوازي ومن ثم تحويلها إلى توصيل على التوالي .

وتسمى هذه الطريقة بمضاعفة فرق الجهد voltage multiplication ةاستخدم في اول تجربة نوية في التفاعل التالي

P + 7Li º 4He+4He

وفي الوقت الحالي فإن هذا النوع من المعجلات يعتمد على مولد فانديجراف الذي طوره العالم
Van de Graaff
في عام 1932
وتعتمد فكرة عمل مولد فاندي جراف على مبادئ الكهربية الساكنة حيث نعلم ان الشحنة الكهربية تستقر على سطح الموصل في الحالة الكهروستاتيكية وتنقل الشحنة الكهربية من خلال حزام من مادة عازلة وفي اغلب الاحيان من الحرير ويحصل الحزام على الشحنة الكهربية من جهاز corona discharge وهو رأس مدب من مادة موصلة مطبق عليه فرق جهد عالي يصل الى 20 الف فولت وعند الرأس المدبة حيث تزداد كثافة الشحنة علية يحدث تفريغ كهربي يعمل على تأين الهواء فتندفع الايونات الموجبة بقوة التنافر في اتجاه الحزام المتحرك حاملاً شحنة موجبة إلى القشرة الكروية التي تشكل مكثف كهربي من مع الأرض. وهذه فكرة عمل هذا المولد فعندما يتم شحن الموصل الداخلي تنتقل الشحنة إلى القشرة الكروية المتصلة مع الموصل الداخلي كما في الشكل وتستقر الشحنة على السطح الخارجي للقشرة وتعتمد قيمة الشحنة على العلاقة

V = Q/C

حيث C سعة المكثف وQ الشحنةو V فرق الجهد الناتج ومن الناحية النظرية فإنه يمكن ان يزداد الجهد الكهربي إلى مالانهاية لان سعة المكثف لانهائية وكلما ازادادت قيمة الشحنة ازدادت قيمة الجهد ولكن من الناحية العملية فإن قيمة عالة للجهد الكهربي يوئدي إلى تأين الهواء ويصبح موصل مما يؤدي إلى وضع حد لزيادة فرق الجهد الكهربي الممكن الحصول عليه. وللتغلب على هذه المشكلة يتم وضع مولد الفانديجراف في حاوية تحتوي على غاز عازل كهربيا مثل غاز SF6 عند ضغط 10 إلى 20 ضغط جوي

* يمتاز مولد فانديجراف عن مولد والتن كوكفورت باثبات قيمة فرق الجهد وهذه مهمة جداً في دراسة مساحة مقطع التصادمات النوية لدراسة مستويات الطاقة النوية.

تمتلك العديد من الجامعات الامريكية والمراكز البحثية مولد الفانديجراف وفي الصورة التالية نلاحظ مختبر مجهز بمولد فاندجراف

من المولدات المتطورة المعتمدة على مولد فانديجراف مولد تاندم فانديجراف Tandem Van de Graaff

ويمكن الحصول على فرق جهد 20 مليون فولت ويستخدم هذا المعجل في دراسة تفاعل الأيونات الثقيلة. ونلاحظ على يسار الصورة المغناطيس الذي يعمل على حرف الجسيمات المعجلة وكذلك المغناطيس الذي يعمل على توجيه الجسيمات إلى عدة مسارات مختلفة لكل مسار يخصص تجربة محددة

معجل السكلترون

جهاز السنكلترون يعد جهاز حديث تم تصميمه في 1934 ويستخدم في تعجيل الجسيمات المشحونة إلى سرعات هائلة تستخدم في تجارب التصادمات النوية. وهنا ايضا يستخدم كلا من المجال الكهربي والمجال المغناطيسي لهذا الغرض.

فكرة العمليتكون السنكلترون من وعائين منفصلين على شكل الحرف الانجليزي D مفرغين من الهواء لتقليل احتكاك الجسيمات المعجلة مع جزيئات الهواء. يطبق فرق جهد متردد على طرفي الوعائين ويطبق مجال مغناطيسي عمودي على الوعائين .

يتم اطلاق الجسيمات المراد تعجيلها في وسط المنطقة الفاصلة بين الوعائين لتأخذ مسار دائري وتعود إلى الوسط الفاصل في فترة زمنية قدرها T/2 حيث T هو الزمن الدوي.

وبضبط تردد فرق الجهد المطبق بين الوعائين لقلب قطبيتهما ليتوافق مع وصول الجسم المشحون للمنطقة الفاصلة حيث يكون مجالا كهربياً يكسب الشحنة دفعة لتزيد من سرعته وبالتالي يزداد نصف قطر الدوران للجسم المشحون تدريجياً حتى يصل إلى نصف قطر الوعاء وعندها يخرج الجسيم المشحون من المعجل (السنكلترون) بسرعة كبيرة تعتمد على المعادلة

v = qBr/m

وهذا يعني ان سرعة الجسيمات المعجلة تتناسب طرديا مع المجال المغناطيسي المطبق وعلى نصف القطر.

اول معجل تم تصنيعه على هذا الاساس بواسطة Lawrence and Livingston في بيركلي بالولايات المتحدة في 1931 وكان نصف قطره 12.5 سم والمجال المغناطيسي 1.3 تسلا وهذا انتج بروتونات معجلة بطاقة 1.2 مليون الكترون فولت. وبعد عدة سنوات تم تطوير معجل السنكلترون ليصل نصف قطره إلى 35 سم وطاقة تعجيل البروتونات تصل إلى 10 مليون الكترون فولت. وفي نهاية 1930 تم بناء معجل سنكلترون نصف قطره 75 سم وطاقة تعجيل البروتونات تصل إلى 20 مليون الكترون فولت.

المعجل الخطي

يدعى هذا المعجل باسم ليناك Linac وفيه يتم تعجيل الجسيمات المشحونة على مراحل بواسطة فرق جهد متردد كما في السينكلترون ولكن الفرق ان مسار الجسيمات المشحونة يكون في خط مستقيم حيث لا نحتاج الى المغناطيس الباهظ التكلفة. يتكون المعجل الخطي كما في الشكل التوضيحي التالي من عدة سلسلة من الالكترود ذات الشكل الاسطواني والتي ترتبط بعضها البعض من خلال مصدر فرق جهد متردد.

تكتسب الجسيمات المعجلة طاقتها من الفجوة بين الاسطوانات نتيجة لفرق الجهد المطبق عليها وفي داخل الاسطوانة حيث لا يوجد مجال تندفع الجسيمات تحت تأثير قوة اندفاعها لفترة من الزمن تساوي نصف الزمن الدوري لفرق الجهد المتردد لحين تغير قطبية فرق الحهد المطبق على الاسطوانة التي تليها.

وتعتمد فكرة عمل المعجل الخطي على التزامن بين الطاقة التي يكتسبها الجسيم المشحون بين الاسطوانات مع المجال الكهربي المتردد المطبق على الاسطوانات ولضبط هذا التزامن فإن طول الاسطوانة يصمم بناء على سرعة الجسيمات المعجلة بعد كل مرحلة، فإذا كان نصف الزمن الدوري للجهد المطبق هو t/2 فإن طول الاسطوانة رقم n يعكى بالمعادلة

Ln = vnt/2

وطاقة الحركة المكتسبة بعد مرورها من الاسطوانة رقم n يعطى بالعلاقة

1/2 mvn2 = neVo

ومن المعادلتين السابقتين يكون طول الاسطوانة n

عند خروج الجسيمات المعجلة من الاسطوانة تتعرض إلى مجال كهربي

مثال على المعجل الخطي هو المعجل الموجود في جامعة ستانفورد في الولايات المتحدة والذي انتج في 1967 ضمن برنامج ابحاث فيزياء الطاقة العالية وهذا المعجل يعطي الالكترونات المعجلة طاقة تصل إلى 1.2 جيجا الكترون فولت 1.2x109 eV والتجارب التي عملت بواسطة هذا المعجل على تشت الالكترونات المعجلة لتحديد نصف قطر النواة.
معجل خطي في Los Alamos Meson Physics Laboratory يبلغ طوله نصف ميل

المعجل التصادمي

يستخدم المعجل التصادمي في مجال الفيزياء النوية ذات الطاقة العالية لانتاج جسيمات جديدة من خلال تحويل اكبر قدر ممكن من طاقة حركة الجسيمات المعحلة إلى طاقة تكوبن (كتلة) لجسيمات جديدة. افترض شعاع من جسيمات مثل البروتونات تم تعجيلها لتصطدم بهدف من ذرات الهيدروجين لتنتح جسيمات جديدة X كما في المعادلة التالية:

P + P º P + P + X

يجب ان تكون طاقة الحركة اكبر من طاقة تكوين الجسيمات المنتجة ولحساب طاقة الحركة المطلوية


النشاط الإشعاعي الطبيعي

يهتم هذا الجزء بمناقشة جزء من الخواص المتغيرة مع الزمن للنوى نقصد بذلك تلك التي تتعلق بالنشاط الإشعاعي للنوى حيث يتميز هذا النشاط بالتحويل من نظام ابتدائي إلى نظام نهائي بصورة تلقائية .إن مسألة حدوث العملية تلقائياً إنما هو أمر يتعلق بالطاقة ، فإذا كانت الطاقة الكلية للنظام النهائي أقل منها في النظام الابتدائي عندئذ يكون بالإمكان حدوث التحول التلقائي .

النشاط الإشعاعي الطبيعي : The Natural Radioactivity (7,6)

إن الإلكترونات المدارية للذرة ، تستطيع أن تمتص طاقة وإن تغير من مستواها ، وفي بعض الأحيان قد تكون الطاقة الممتصة كبيرة لدرجة تسمح للإلكترون بعمل ( قفزة نهائية) وبأن يتخلص من جاذبية النواة . والنتيجة هي تولد الأيون ( أي ذرة ينقصها إلكترون ) . ونستطيع القول بأنه في هذه الظروف الاستثنائية ، تفقد الذرة كل إلكتروناتها أو معظمها - وتبقى عبارة عن نواة معزولة . ولذلك فإن الذرات ، ليست غير قابلة للانقسام بعكس الاعتقاد الذي ظل سائداً لفترة طويلة مهما يكن من أمر فإن التأين ليس مجرد ظاهرة عرضية . فكل ذرة متأينة متصلة بالمادة ، لن تلبث أن تستعيد إلكتروناتها وتقوم بامتصاصها من الوسط المحيط بها فتعود إلى تكوينها الأصلي . ولتقسيم ذرة بصفة نهائية يحتاج الأمر لأجراء إضافي : ذلك هو تفتيت نواتها . ذلك ما يمكن أن نتوقعه بالنظر إلى تعقد تكوين النوى . وليس فقط يمكن تفتيت النوى ولكن بعضها يتفت تلقائياً وتنبعث منها إشعاعات ثم تتحول بعد ذلك إلى نوى مختلفة .

( أنواع الأشعة المنبعثة من المواد المشعة طبيعياً )

قام رذرفورد بدراسة خواص الإشعاعات المنبعثة من العناصر المشعة وذلك بوضع مصدر الراديوم ( مادة مشعة ) داخل حافظة من الرصاص ذات ثقب اسطواني صغير القطر يمكننا من الحصول على حزمة ضيقة من الإشعاعات وذلك باستخدام مجال مغناطيسي قوى كمحلل .

فلاحظ أن الحزمة بعد اختراقها لمجال تنقسم إلى ثلاثة أقسام :

1) تنحرف أحدها في الاتجاه العمودي على المجال المغناطيسي ، ويدل اتجاه انحرافها على أنها مكونة من جسيمات مشحونة بشحنة موجبة . كما يدل مقدار الانحراف على ثقل هذه الجسيمات وباستعمال مجال مغناطيسي قوي ومجال كهربي قوي تمكن رذر فورد من إثبات أن هذه الجسيمات التي سميت جسيمات الفا مشحونة بشحنة موجبة تساوي ضعف شحنة الإلكترون . وهي عبارة عن نواة ذرة الهيليوم وكذلك اثبت رذر فورد أن جسيمات ألفا أقل أنوع الإشعاعات نفاذاً في الأجسام وتنطلق بسرعة تتراوح ما بين
10/1 إلى 100/1 من سرعة الأمواج الكهرومغناطيسية . ولها قدرة على تأين الغازات .

2) أشعة بيتا وهي تنحرف كذلك في الاتجاه العمودي على المجال المغناطيسي ويدل اتجاه انحرافها على أنها مكونة من جسيمات مشحونة بشحنة سالبة ، كما يدل مقدار الانحراف على أنها جسيمات خفيفة سالبة الشحنة وهي أكثر نفاذاً في الأجسام من جسيمات ألفا . وهي في الواقع إلكترونات ذات سرعات فائقة تصل في بعض الأحيان إلى ما يقارب من .998 من سرعة الضوء ، كما أن لها قدرة على تأين الغازات ولكن بدرجة أقل من جسيمات ألفا .

3) أشعة جاما :- وتميز أشعة جاما بميزات الأشعة السينية فهي ذات طبعة موجيه وليس لها وزن أو شحنة ، وطول موجتها صغير جداً يتراوح بين . 10-8 إلى 10-10 وهي شديدة النفاذية إذا ما قورنت بغيرها من الإشعاعات الطبيعية أو حتى الأشعة السينية

ولأشعة جاما القدرة على تأين الغازات ولكن بدرجة أقل من تأين جسيمات ألفا أو بيتا . ويمكن القول أن ذلك مرجعة إلى قوة نفاذيتها التي تفوق كل من أشعة بيتا وألفا حيث تتناسب قوة النفاذية للإشعات الثلاثة عكسياً مع قوة تأينها .

المصادر الطبيعية للإشعا الذري :-

الإشعاع الذري موجود قبل خلق الأرض بزمن طويل .

وله ثلاث مصادر رئيسية على الأرض هي :-

الأشعة الكونية :-Cosmic rays

المصدر الرئيسي لهذه الأشعة ناتج عن الحوادث النجمية في الفضاء الكوني البعيد ومنها ما يصدر عن الشمس خاصة خلال التوهجات الشمسية التي تحدث مرة أو مرتين كل 11سنة ، مولدة جرعة إشعاعية كبيرة إلى الغلاف الغازي للأرض . وتكون هذه الأشعة الكونية من 87% من البروتونات و 11 من جسيمات ألفا ، وحوالي 1% من النوى ذات العدد الذري ما بين 4 و 26 وحوالي 1% من الإلكترونات ذات طاقة عالية جداً وهذا ما تمتاز به الأشعة الكونية ، لذلك فإن لها قدرة كبيرة على الاختراق . كما أنها تتفاعل مع نوى ذرات الغلاف الجوي مولدة بذلك إلكترونات سريعة وأشعة جاما ونيوترونات وميزونات .ولا يستطيع أحد تجنب الأشعة الكونية ولكن شدتها على سطح الأرض تتباين من مكان لأخر .

النشاط الإشعاعي الطبيعي في القشرة الأرضية :-

Natura radioactivity in The earth Sheff :-

إن من أهم العناصر المشعة في صخور القشرة الأرضية هي ( البوتاسيوم 4-0- ) و(الروبيدوم 87- ) وسلسلتا العناصر المشعة المتولدة من تحلل ( اليورانيوم -238 ) و(الثوريوم -232 ) . وهناك ما يقارب الأربعين من النظائر المشعة . وأعمار النصف للعناصر المشعة الأساسية في صخور القشرة الأرضية طويلة جداً ، لهذا بقيت في الأرض إلى الآن منذ خلقها ، فعمر النصف ( للبوتاسيم -40 ) يزيد على ألف مليون سنة وعمر النصف ( الروبيدوم -87) يزيد على أربعين ألف مليون سنة وهذه النظائر المشعة تبعث أنواعاً مختلفة من الإشعاع الذري كجسيمات بيتا وألفا وأشعة جاما .

ومستوى النشاط الإشعاعي الطبيعي في القشرة الأرضية متقارب جداً في معظم الأماكن ، حيث لا يوجد اختلاف يذكر عن مكان وآخر بصفة عامة . إلا أن هناك أماكن على الأرض يزداد فيها الإشعاع الطبيعي بشكل كبير نتيجة وجود تركيزات عالية من العناصر المشعة طبيعياً في صخور القشرة الأرضية .

النشاط الطبيعي داخل جسم الإنسان :-

يشع جسم الإنسان من الداخل عن طريق كل من الهواء الذي يتنفسه والغذاء والماء الذي يصل إلى جوفه ، فالهواء هو المصدر الرئيسي للجرعة الإشعاعية الطبيعية التي تصل إلى داخل جسم الإنسان ومصدرها الأساسي غاز الرادون الموجود في جو الأرض والمتولد عن التحلل التلقائي لنظير « اليورانيوم -238 » الموجود طبيعياً في صخور قشرة الأرض.

وكذلك فإن كلا من الغذاء الذي يتناوله الإنسان والماء الرئيسي لتلك المواد المشعة في النبات هو التربة التي تمتص منها النباتات تلك المواد مع غيرها من المواد الطبيعية فتدخل في بنائها . كما أن بعض الغبار الذي يتساقط على النبات يحوي آثاراً من تلك المواد المشعة ، وتصل المواد المشعة إلى داخل جسم الإنسان عن طريق تناوله النباتات أو لحوم الحيوانات التي تتغذي على النباتات وتدخل المواد المشعة أيضاً مع الماء الذي نشربه حيث تحتوى المياه على آثار قليلة جداً منها .

لذلك تكون أجسامنا مشعة قليلاً من الداخل نظراً لوجود بعض العناصر المشعة فيها مثل ( البوتاسيوم - 40 والكربون 14)
وتسلك المواد المشعة - عادة - طرقاً معقدة قبل دخولها جسم الإنسان

قانون التفك الإشعاعي :- ( 10 )
Radioactiue decag law

تعتبر ظاهر التفك الإشعاعي ظاهرة إحصائية ، أي أنه لا يمكن التكهن بزمن
تنحل عند نواة بعينها ، ولكن عند وجود عدد كبير جداً من أنوية النظير المشع ، فإنه بمتابعة معدل تغير كمية الأشعة المنبعثة يمكن معرفة الكثير عن نوعية التحول .









يتبع

[kacimo.samy]

تابع الفزياء النووية



هناك احتمال محدد للتفك في وحدة الزمن لأي نظير مشع ، وهذا الاحتمال يعرف بثابت مميز لكل نظير مشع بغض النظر عن حالته . الكيميائية أو الفيزيائية ( من سائله أو صلبه أو غازية (

فإذا كان N عدد الأنوية المشعة الموجودة في عينة ما عند زمن ( T ) فإن معدل التفك يعطي المعادلة حين تسمى بثابت التفك ( decay Constant ) وهو يعد مقياساً لاحتمال تفك نواة معينة .
وبمكاملة المعادلة السابقة في الفترة الزمنية من t = o إلى t = t فإن عدد الأنوية N التي تبقى بعد مضي زمن t يمكن حسابه بدلالة عدد الأنوية N__o عند البدء أي عند t = o ويعطي التكامل
ومنها..
N = No e- t

وتعرف هذه المعادلة بقانون التفك الإشعاعي وهي تعطي العلاقة بين عدد الأنوية المتبقية N والزمن t .

أنواع التفك الإشعاعي :-

تفك الفا:-

في هذه العملية تفقد النواة المشعة ( حيث X رمز النظير ) جسيم الفا المكون من بروتونين ونيوترونين وهو عبارة عن نواة ذرة الهيلوم . وهذا يعني نقصان العدد الكتلي بمقدار أربع وحدات والعدد الذري بوحدتين وبذلك تكون النواة الناتجة مختلفة تماماً عن النواة الأم ..

تفك بيتا B-Decay ( 11,3,12)

تصدر نوبات بعض النظائر جسيمات تعرف بجسيمات بيتا ( B-Particles) وهذه الجسيمات عبارة عن إلكترون أو بوزيترونات والبوزيترون ( Positron) عبارة عن جسم كتلة مساوية لكتلة الإلكترون ولكن شحنته موجبة . ويحدث هذا النوع من التفك للأنوية ( المعروف باسم تفك بتيا ) في كثير من النظائر سواء كانت ثقيلة أم خفيفة .

أنواع تفك بيتا :- Types of B-decay

أ ) التفك الإلكتروني Eelectron decay

يلاحظ أن إصدار إلكترون من النواة ناتج عن تحول نيوترون من نيوترونات النواة إلى بروتون وذلك لكي تصبح النسبة بين النيوترونات والبروتونات هي نسبة الاستقرار

ب ) التفك البوزيتروني Positron decay

في بعض الأحيان تكون نسبة النيوترونات إلى البروتونات في النظير المعين أقل من النسبة التي تحقق الاستقرار . وفي هذه الحالة يتحول أحد بروتونات النواة إلى نيوترون وينطلق نتيجة لذلك بوزيترون يحمل شحنة البروتون الموجبة ويعرف تفك بيتا في هذه الحالة بالتفك البوزيتروني


ج ) الاسر الالكتروني : Electron Capture

يمكن أن يحدث تحول أحد بروتونات النواة إلى نيوترون بطريقة أخرى يتم ذلك بأن تأسر النواة إلكترون من إلكترونات المدارية القريبة من النواة ( أي المدار k وفي أحيان قليلة من المدار ) ويتحد هذا الإلكترون المأسور مع أحد البروتونات فيتكون النيوتون . ويعرف تفك بيتا في هذه الحالة بالأسر الإلكتروني

وهكذا فإنه يوجد ثلاثة أنواع لتفك بيتا هي:

التفك الإلكتروني ( - B- ) والبوزيتروني ( +B ) والاسر الإلكتروني ( Electron Copture ) .
وفي حالة الأسر الإلكتروني لا تصدر النواة أياً من جسيمات بيتا ولقد ثبت فيما بعد أنه عند حدوث أي نوع من تفك بيتا ينطلق من النواة جسيمات تعرف باسم النيوترينو.

والنيوترينو عبارة عن جسم متعادلة الشحنة وكتلة السكون له مساوية للصفرأي : (Mv=0)

) اضمحلال جاما (

إشعاعات جاما هي عبارة عن موجات كهرومغناطسية ذات طاقة عالية . وتصدر إشعاعات جاما إذا تكونت النواة الوليدة الناتجة عن تفك الفا أو تفك بيتا في حالة مثارة فتفقد النواة إثارتها عن طريق التخلص من الطاقة في شكل إشعاعات جاما وبذلك فإنه بالنسبة لاضمحلال جاما تكون النواة الوليدة هي نفسها النواة الأم ولكنها أكثر استقراراً .

وتجدر الإشارة إلى أن بعض النظائر المشعة تتفك إلى نظائر غير مستقرة يكون النظير الناتج مشعاً بدوره وبالتالي يتفك إلى نظير آخر .

وهكذا نجد أن هناك العديد من النظائر التي لها نشاط إشعاعي طبيعي وتفك هذه النظائر مصدره إما جسيمات الفا أو بيتا أو كليهما معاً وقد يتبع ذلك مباشرة أو خلال فترة زمنية معينة إشعاعات جاما الصادرة نتيجة انتقال النويات الوليدة من الحالات المثارة إلى الحالات الأرضية .

نظرية الانحلال الإشعاعي :-

تقدم رذر فورد وسودي سنة 1905 بنظرية الانحلال لتفسير ظاهرة النشاط الإشعاعي الطبيعي . وتقضي النظرية بأن ذرات العناصر المشعة تنحل نتيجة لما ينبعث منها من جسيمات الفا أو بيتا التي هي في حد ذاتها جسيمات مادية ، أي أن جزءاً محدد من نواة الذرة ينطلق بسرعة فائقة تارك وراءه ذرات عنصر جديد يختلف تماماً في خواصه الطبيعية والكيميائية عن العنصر الأصلي . ويكون العنصر الجديد أو المولود مشعاً أيضاً فتنطلق من نوى ذراته جسيمات مادية ينتج عن انطلاقها أن تتحول ذرات هذا العنصر الجديد إلى ذرات عنصر ثالث جديد وهكذا نتابع عملية التحول من عنصر مشع إلى عنصر آخر مشع حتى ينتهي الانحلال عند عنصر مستقر وجدير بالذكر أنه فيما عدا حالات نادرة جداً فإن نوى عنصر معين تنحل بانبعاث نوع واحد من الجسيمات ، أما جسيمات الفا أو جسيمات ( بيتا ) فلا تنبعث الجسيمات من نواة واحدة ، ومعنى هذا أن النواة التي يحدث انحلالها بجسيمات الفا لا ينبعث منها جسيمات بيتا ، ألا أن انبعاث جسيمات الفا أو جسيمات بيتا قد يكون مصحوباً بانبعاث أشعة جاما .

وتسمى العناصر الناتجة من عملية التحول المتتابع بالمتسلسلة الإشعاعية ويتوقف الوزن الذري للعنصر الوليد بعد أي تحول على نوع الأشعة المنطلقة في عملية التحول فعندما ينطلق جسيم الفا ( وزنه a ) من ذرة الراديوم ( وزنها الذري 226 ) تتكون ذرة عنصر جديد وزنه الذري 222 ، ويعرف هذا العنصر الجديد بالرادون وهو ذو نشاط إشعاعي وتنطلق منه جسيمات الفا تتحول ذرته إلى عنصر آخر هو الراديوم ( وزنه الذري218 ).

متسلسلات النشاط الإشعاعي الطبيعي :-

إن جميع العناصر ذات النشاط الإشعاعي الطبيعي تقع إعدادها الذرية بين Z = 81 وZ = 92 وهناك ثلاث مسلسلات في الطبيعة ، وتعتبر معظم النويدات المشعة في الطبيعة نواتج انحلاليه لها . وكل متسلسله تبدأ بنويدة أم تمر بسلسلة من التحويلات التي تشمل انبعاث جسيمات الفا وبيتا لتكوين نويدات وليدة ..

متسلسلات النشاط الإشعاعي

أ ) متسلسلة اليورانيوم :

تبدأ هذه المتسلسلة بعنصر اليورانيوم Ui ويبلغ نصف العمر لليورانم4.5X109 yer ويمر اليورانيوم بسلسلة من التحولات التي يصاحبها انبعاث جسيمات الفا أو بيتا حتى ينتهي بالرصاص المستقر

ب ) متسلسلة الأكتيوم :-

هذه المتسلسلة يرجع أصلها إلى الأكتيويورانيوم وهو النظير لليورانم والذي يبلغ نصف العمر 7.1X108 yer ويمر الأكتيويورانيوم بسلسلة من التحولات حتى ينتهي بنظير الرصاص المستقر ويمكن التعبير عن الوزن الذري لعناصر هذه المجموعة بالرمز 4ن + 3 حيث تترواح قيمة ن بين 51 ، 58 .

ج) متسلسلة الثوريوم :-

تبدأ بعنصر الثوريوم يمر بسلسلة من التحولات ثم يتحول بعد إشعاع ست من جسيمات الفا وأربعة من جسيمات بيتا إلى نظير الرصاص المستقر
ويمكن التعبير عن الوزن الذري لعناصر هذه المجموعة بالرمز 4ن وتراوح قيمة ن في هذه المجموعة بين 52، 58 .

د) مجموعة النبتونيوم :-

كان من الطبيعي أن يتجه التفكير إلى احتمال وجود متسلسلة رابعة من العناصر الطبيعية المشعة يعبر عن 1.8 أوزانها الذرية بالرمز (4ن+1) ولم يكن معروفاً من عناصر هذه المجموعة سوى سبعاً موجود بكميات ضئيلة جداً في الغلاف الصخري ( القشرة الأرضية ) وكذلك الناتج النهائي البزموث ( وزنه الذري 209) .

وفي أثناء الحرب العالمية الثانية استخدم العلماء النشاط الإشعاعي الصناعي لإنتاج نظائر مختلفة لكل العناصر وامكنهم بذلك تحضير عناصر المجموعة الرابعة التي لم تكن موجودة في الطبيعة . ويعتبر البلوتونيوم العنصر الوالد لهذه المجموعة ولذلك فهي تعرف بمجموعة البلوتونيوم أو المجموعة 4ن+1 حيث تتراوح قيمة ن بين 52،60 .

وهي تبدأ ب التي لها عمر نصفي مقداره لليورانم2 .5X106gerهذ المتسلسلة تنهي بعد انحلالها بنظير البزموث .

التفك الإشعاعي المتزن :

تكون المادة الناتجة عن عمليات التفك الإشعاعي في بعض الحالات هي نفسها مادة مشعة فتفك بصورة تلقائية حال تكونها ومن أشهر الأمثلة على ذلك اليورانيوم 234 حيث ينطلق من نواته جسيم ألفا ويتحول لثوريوم 230 والذي بطلق بدورة جسيماً
آخراً ويتحول لراديوم 226 وهكذا . وإذا وجدت عينة نقية من اليورانيوم فإن هذه العينة وبعد مضي زمن معين محتوي على مزيج من هذه العناصر أو النويدات نفرض أن المادة الأصلية ( تعرف بالنواة الأم )1x وفترة نصف العمر لها 1 وثابت تفكها l2 قد تفكت ونتج عنها مادة جديدة x2 ( تعرف بالنواة البنت ) وفترة نصف عمرها 2 وثابت تفكها l1 ونفرض أن عدد ذرت المادة الأصلية ( أي عندما (t = 0 ) يساوي N0 بينما يساوي عدد ذرات المادة الجديدة الصفر عند نفس الزمن ( t = 0 ) ويمكن كتابة عدد ذرات المادة الأصلية الأم كدالة في الزمن على الصورة N1( t ) = N0 e وبعد مضي فترة زمنية مقدارها d t فإن عدداً مقداره N1l1dt بتفك من المادة 1x ويتحول للمادة الجديدة x2 والتي ينقص عددها في نفس الفترة الزمنية وبسبب التفك بمقدار N 1 l1dt وبالتالي فإن عدد الذرات المتبقية من x2 يكون N2 حيث
dN2 = N1 l1dt - N2 l2dt

ويكون معدل تراكم أو إنتاج هذه المادة هو
= N1 l1- N2 l2
وتكون فترة نصف العمر للنواة الأم في بعض الحالات طويلة جداً مقارنة مع فترة نصف العمر للنواة البنت أي T2 << T1 ( وهذا يعني أن معدل تفك النواة الأم صغير جداً مقارنة مع معدل تفك النواة البنت ، وفي هذه الحالة وعند اعتبار الفترات الزمنية التي تكون متقاربة مع T2 وهي بالتالي قصيرة جداً مقارنة مع فترة نصف الحياة للنواة الام فإنه يمكن اعتبرا أن عدد ذرات الأم ثابت وكذلك عدد الذرات التي تتفك في الثانية الواحدة . وبما أن معدل تفك النواة البنت كبير جداً فإن هذه الذرة تتفك بنفس معدل تكونها ويبقى عدد ذراتها بالتالي ثابتاً ويكون معدل تراكمها معدوماً أي أن :
وفي حالة وجود عدة عمليات تفك فإنه يمكن تعميم النتيجة السابقة لتصبح
N1 l1 = N2 l2 = N3 l3 =..

ويكون نشاط جميع العناصر الموجودة متساوياً ويقال أن التفك في هذه الحالة متزناً ( أي في حالة اتزان( .

الشدة الإشعاعية للعينة :-
activity of asample

في معظم الأحيان يكون المطلوب هو معرفة عدد النويات التي تتفك في الثانية وليس عدد النويات الباقية دون تفك والمحدد بالعلاقة
N ( t ) = No e - t

ويعرف عدد النويات التي تتفك في الثانية الواحدة من عينة مشعة باسم الشدة الإشعاعية للعينة(activy ofsmple)
أي أن الشدة الإشعاعية للعينة هي : -

A ( t ) = =NO e-t = N ( t )

وتعرف AO = No بالشدة الإشعاعية عند اللحظة t = o لذا نجد أن A ( t ) = Ao e-t
عمر النصف ومتوسط العمر :
Half -Life and Mean- Life

عمر النصف أو العمر النصفي للنظير المعين هو عبارة عن الفترة الزمنية التي تنخفض خلالها شدته الإشعاعية إلى النصف بمعنى آخر فإن عمر النصف هو الزمن اللازم لتفك نصف عدد نوى العينة ، ويرمز له عموماً بالرمز t لهذا فإنه يوضع , حيث أن وحدة الزمن هي الثانية ( sec ) فإن وحدة قياس ثابت التفك هي

أما متوسط العمر لعينة مشعة والذي يرمز له عادة بالرمز فهو عبارة عن مجموع أعمار الأنوية جميعاً في العينة مقسوماً على عددها ويسهل تحديده من العلاقة
، t وهكذا نجد ان كلامن
مرتبطة بعضها بعلاقات بسيطة ، ومعرفة احداها يحدد باقيها



القنبلة الذرية- نبذة تاريخية

(1 تطوير أول قنبلة ذرية (مشروع مانهاتن)

في الثاني من اغسطس سنة 1939 وقبل بداية الحرب العالمية الثانية مباشرة، كتب ألبرت أينشتاين للرئيس فرانكلين روزفلت. وكان أينشتاين وعدة علماء آخرين قد أخبروا روزفلت عن المجهودات التي قام بها النازيون في ألمانيا من أجل تنقية اليورانيوم 235 أو U-235 والذي يمكن أن يؤدي إلى بناء القنبلة الذرية. وكان بعدها وبوقت قليل بدات حكومة الولايات المتحدة الأمريكية بإجراءات جدية عرفت بمشروع منهاتان. وكان هذا المشروع بساطة يهدف لعملية تطوير أبحاث من أجل إنتاج قنبلة ذرية حقيقية.
إن أعقد شيء كان يجب انجازه هو انتاج كميات معقولة من اليورانيوم المشبع من نوع 235 كي يحافظ على استمرارية التفاعل أو الإنشطار الذري.
في ذلك الوقت كان من الصعب جدا استخراج اليورانيوم نوع 235. وفي الواقع، فإن نسبة التحويل من خام اليورانيوم المستخرج من الطبيعة إلى معدن اليورانيوم هو 500 إلى 1 ناهيك أمرا سلبيا آخر هو أن جزءا واحدا من من اليورانيوم الذي تمت تنقيته من خام اليورانيوم يحتوي على أكثر من 99% يورانيوم من نوع 238(U-238)، والذي يعتبر من ناحية عملية غير ذي فائدة للقنبلة الذرية.
ولكي تتعقد الأمور أكثر فإن كل من اليورانيوم U-238و U-235متشابهين في تكوينهما الكيماوي. وهذا يعني تصعيب عملية الفصل أكثر. يمكن تمثيل الأمر بصعوبة فصل محلول السكروز من محلول الجلوكوز. لا توجد طريقة فصل كيماوية يمكن أن تفصل هذين النظيرين. وحدها الطريقة الميكانيكية هي ذات الفعالية القادرة على فصل U-235من U-238. وقد أمكن علماء عديدون من جامعة كولومبيا من حل هذه المعضلة.
تم انشاء وحدة تخصيب اليورانيوم في منطقة أوك ريدج في ولاية تينيسي. وابتدع devised إتش سي أوري مع مجموعة من زملاءة ومساعدين له نظام يعمل على أس gaseous diffusion. تبع هذه العملية أن إرنست لورنس وهو مخترع السيكلوترون Cyclotron من جامعة كاليفورنيا في بيركلي استخدم عملية تتضمن الفصل المغناطيسي للنظير isotopes. تبع هاتين العمليتين استعمال طريقة الطرد المركزي الغازي gas centrifuge وذلك من أجل فصل المزيد من اليورانيوم U-235 الأخف من اليورانيوم U-238 الأكثر وزنا وغير القابل للإنشطار وذلك بواسطة الفرق في كتلة كل منها.
بمجرد أن اكتملت الإجراءات، كل ما كان مطلوبا عمله هو أن تضع الأفكار والطرق المذكورة كلها تحت الإختبار من أجل القيام بالإنشطار الذري، مزيد من التفصيلات حول تلك الطرق سنأتي إليها لاحقا.
وخلال فترة عمل استغرقت ست سنوات بدأت منذ سنة 1939 وحتى سنة 1945، فإن أكثر من 2 مليون دولار صرفت على مشروع مانهاتان. إن المعادلات والقواعد الخاصة بتنقية اليورانيوم وضع مكونات القنبلة الذرية معا لجعلها في حيز الوجود قد تم تطويرها وإيجادها كما رأيناها وذلك بواسطة عقول عظيمة في هذا الزمن. من ضمن هؤلاء الذين أطلقوا العنان لعقولهم لإيجاد هذه القنبلة هو جي روبيرت أوبنهايمر. أوبينهايمر كان القوة الأساسية خلف مشروع ماناتان. وقد أدار هذا المشروع بكل حرفيته، مستفيدا من العقول الأخرى معه والتي جعلها تعمل بأقصى طاقة لها. لقد تابع المشروع كاملا من بدايته وحتى اكتماله. وأخيرا جاء اليوم الذي وجد فيه الجميع في لاس ألاموس ما إذا كانت تلك "الأداة" التي يقومون بتصنيعها عملاق القرن العشرين الفارغ والعديم القيمة أم لربما تقوم بإنهاء الحرب العالمية. حتى جاء ذلك الصباح القاتل في منتصف صيف 1945.
امتدت كتلة نار بيضاء من حوض جبال "جيميز" في شمال "نيو ماكسيكو" إلى عنان السماء التي كانت لا تزال مظلمة لتعلن تلك "الأداة" الدخول إلى عصر الذرة.
إن ضوء التفجير تحول بعدها إلى برتقالي حيث بدأت كرة النار الذرية تندفع بشدة للأعلى وبسرعة 360 قدما في الثانية، ثم بدأ لونها في الإحمرار ثم بدأ اللون يتقطع حيث بدأت النار تبرد. وظهرت غيمة على شكل مشروم مكونة من بخار مشع بارتفاع ثلاثون ألف قدم. وتحت الغيمة فإن كل ما تبقى من تراب مكان التفجير هو قطع زجاجية ذات نشاط إشعاعي ولها لون أخضر. وكل هذا نتج بفعل الحرارة الشديدة الناجمة عن هذا الفعل
لقد اخترق ذلك الضوء الناجم عن التفجير سماء ذلك الصباح الباكر بلمان غاية في الشدة لدرجة أن ساكني المناطق المجاورة والواقعة بعيدا عن مكان التفجير يمكن أن يحلفوا لك بأن الشمس قد ات مرتين في ذلك اليوم. وقد كان من أشد الأمور غرابة أن فتاة عمياء رأت الوميض من على بعد 120 ميلا.
ومن مراقبة ذلك التفجير فإن رد الفعل لدى العلماء الذي أوجدوه كان مختلطا. إزيدور رابي شعر بأن توازن الطبيعة قد اختل، وكأن ال(يجب حذفة رابط ممنوع)(يجب حذفة رابط ممنوع)(يجب حذفة رابط ممنوع) البشري قد أصبح شيئا مهددا لكل قاطني العالم. جي روبرت أوبينهيدر ومن خلال بهجته بنجاح المشروع، ذكر ما قاله بهاجفاد جيتا: "أنا أصبحت الموت" "محطم العالم" أما كين بينبريدج وهو مدير التجارب فقد قال لأبينهايمر " الآن فنحن جميعا أولاد كلبة"
كثير من العلماء والمشاركين في هذا المشروع وبعد أن شاهدوا النتائج، وقعوا على التماسا لإزالة ذلك الموحش الذي أوجدوه، ولكن اعتراضاتهم لم تلق إلا أذنا طرشاء. بعدها لم يكن موقع التجارب المميت في نيو ماكسيكو هو آخر المواقع على الكرة الأرضية التي تجرى فيها التجارب الذرية.

أحد ضحايا القنبلة الأمريكية في هيروشيما
التفجير الذري

هيروشيما

وكما يعلم معظم الناس، فإن القنبلة الذرية قد استعملت مرتين. التفجير الأول والأكثر شهرة كان في مدينة هيروشيما. فقد أسقطت قنبلة يورانيوم تزن أكثر من 4.5 طن وأخذت اسما هو "ليتيل بوي" على هيروشيما في السادس من أغسطس سنة 1945. وقد أختير جسر أيوي وهو واحد من 81 جسرا تربط السبعة أفرع في دلتا نهر أوتا ليكون نقطة الهدف. وحدد مكان الصفر لأن يكون على ارتفاع 1980 قدما. وفي الساعة الثامنة وخمس عشر دقيقة تم إسقاط القنبلة من إينولا جي. وقد أخطأت الهدف قليلا وسقطت على بعد 800 قدم منه. في الساعة الثامنة وست عشر دقيقة وفي مجرد ومضة سريعة كان 66000 قد قتلوا و69000 قد جرحوا بواسطة التفجير المتكون من 10 كيلو طن.
كانت الأبخرة الناجمة عن التفجير ذات قطر يقدر بميل ونصف. وسبب التفجير تدميرا بالكامل لمساحة قطرها ميل. كما سبب تدميرا شديدا لمساحة قطرها ميلين. وفي مساحة قطرها ميلين ونصف احترق تماما كل شيء قابل لأن يحترق. ما تبقي من منطقة التفجير كان متوهجا أو محمرا من الحرارة الشديدة. اللهب كان ممتدا لأكثر من ثلاثة أميال قطرا.

ناجازاكي

في التاسع من اغسطس سنة 1945، تمت معاملة مدينة ناجازاكي مثل مدينة هيروشيما، مع الفرق هذه المرة بأن قنبلة بلوتونيوم هي التي أسقطت عليها. أطلق على القنبلة إسم "فات مان". وحتى هذه المرة فقد أخطأت هدفها بمقدار ميل ونصف. ومع ذلك فقد كان في وسط المدينة تقريبا. وفي جزء من الثانية فقد انخفض عدد سكانها من 422 ألفا إلى 383 ألفا. إن 39 ألفا قتلوا، و 25ألفا جرحوا. كان هذا التفجير اقل قليلا من 10 كيلو طن. التقديرات من الفيزيائين الذين درسوا كل من التفجيرين قدروا بأن القنابل التي سقطت قد استخدمت فقط 1من عشرة من واحد في المائة من قدرتها التفجيرية.

المنتجات الثانوية للتفجيرا الذرية

وبينما مجرد التفجير الذري هو قاتل بما فيه الكفاية، إلا أن قدرته التدميرية لا تتوقف عند ذلك. فالغبار الذري المتساقط يخلق مخاطر أخرى أيضا. إن المطر الذي يعقب أي تفجير ذري يكون محملا بجزيئات ذات نشاط إشعاعي. إن كثير ممن بقوا على قيد الحياة من انفجار هيروشيما وناجازاكي استسلموا للتس بالإشع الناجم عنه.
الإنفجار الذري أيضا له مفاجئات خفية قاتلة وذلك بتأثيره على الأجيال المستقبلية التابعة للذين عايشوه. سرطان الدم أو اللوكيميا يعتبر ضمن أعظم بلاء ينتقل لأبناء هؤلاء الذين بقوا على قيد الحياة بعد الإنفجار.
وبينما السبب الرئيسي خلف القنبلة الذرية واضح، فإن هناك مخلفات جانبية اصبح لها إعتبارها عند استعمال الأسلحة الذرية. فبمجرد قنبلة ذرية صغيرة فإن منطقة ضخمة بما فيها من مواصلات واتصالات ومعدات وغيرها قد أصبحت فجأة ميتة تماما، وهذا راجع بسبب إحداث نبضات كهروماغناطيسية تم إشعاعها من التفجير الذري من إرتفاع عال. وهذا النوع من التفجيرات من مستوى عال تقوم بإحداث نبضات كهروماغناطيسية بما يكفي لإتلاف أي شيء إلكتروني إبتداء من أسلاك الكهرباء أو أي جهاز الكتروني وأي نوع من معالجات
العودة
في الأيام الأولى من بداية عصر الذرة كان يظن بأنه سيأتي يوم تستخدم فيه الذرة لأغراض تساعد الإنسان في حياته كأن تستعمل قوة الذرة في شق القنوات الكبيرة مثل قناة بنما أو خلافه، ولكن الآن لا حاجة للقول بأن هذا اليوم لم يأتي أبدا. وبدلا من ذلك فإن الإستخدامات الذرية من أجل التدمير قد زادت. وهناك التجارب الذرية في مناطق مختلفة من العالم ستستمر ما لم يوضع قانون يحرمها.

تحليل مناطق الإنفجار في القنبلة الذرية

1- نقطة التبخير

إن كل شيء موجود هنا يتبخر بواسطة الإنفجار الذري. الإماتة 98%. الضغط الزائد 25 psi. سرعة الهواء 320 ميلا في الساعة.

2- التدمير الكلي

جميع المنشئآت يتم تسويتها بالأرض تماما. الإماتة 90% الضغط الزائد 17 psi. سرعة الهواء 290ميلا في الساعة.

3- تدمير حاد بسبب الإنفجار

المصانع والمباني الكبيرة تنهار. تدمير شديد لجسور الطرق السريعة. الأنهار يمكن أن تنساب بعكس اتجاهها العادي. نسبة الإماتة 65%. نسبة الجرحى 30%. الضغط الزائد 9 psi. سرعة الهواء 260 ميلا في الساعة.

4- تدمير حاد بسبب الحرارة

إن أي شيء قابل للإحتراق يحترق. الناس في هذه المنطقة يختنقون بسبب حقيقة أن الأوكسجين المتوفر تستهلكه النيران. نسبة الإماتة 50%. الجرحى 45%. الضغط الزائد 6 psi. سرعة الهواء 140 ميلا في الساعة.

5- تدمير بسبب النيران والهواء

المباني السكنية ندمر بحدة. الناس يتطايرون هنا وهناك. معانة معظم من يبقون أحياء من حروق من الدرجة الثانية والثالثة. 15% موتى. 50% جرحى. الضغط الزائد 3 psi. سرعة الهواء 98 ميلا في الساعة.
نصف قطر منطقة الإنفجار

الطب النوي واستخدام النظائر المشعة

إن استخدام المواد المشعة (النظائر المشعة radioisotopes) في المجال الطبي يعتبر من أحدث التطورات في الطب الحديث. والطب النوي هو الفرع الطبي الذي تستخدم فيه النظائر المشعة لتشخيص بعض الأمراض وعلاج البعض الآخر، وقد سمي بالنوي نسبةً إلى نواة الذرة وهي مصدر الإشعاع المنبعث من هذه المواد المشعة ويعتبر الطب النوي من أحدث تطبيقات التكنولوجيا في المجال الطبي.

النشاط الإشعاعي للمواد المشعة

النشاط الإشعاعي للمواد المشعة Radioactivity هو التحلل الذاتي لنواة ذرة المادة المشعة وهذا التحلل يختلف من مادة لأخرى ليعطي نوعيات مختلفة من الإشعاعات مثل إشعاع بيتا أو إشعاع جاما.

والنواة تحتوي على البروتونات والنيترونات وتحاط بالالكترونات التي تدور حول النواة ومن المعروف أن الالكترونات تحتوي على شحنة سالبة وأن البروتونات تحتوي على شحنة موجبة أما النيترونات فهي متعادلة.

والمادة تعرف بعدد البروتونات في نواتها فمثلاً إذا كانت الذرة التي تحتوي نواتها على بروتون واحد تسمي ذرة الهيدروجين والتي تحتوي على بروتونين تسمي ذرة الهيليوم والتي تحتوي على ثلاث بروتونات تسمي ذرة الليثيوم.

أما مجموع عدد البروتونات + عدد النيترونات (وهما مكونات الذرة) يسمي رقم الكتلة وهو مقارب للوزن الذري للذرة فمثلاً اليود131 يعتبر الرقم 131 هو رقم الكتلة الذي يعبر عن أن النواة بها 78 نيوترون و 53 بروتون.

والذرة التي تحتوي على نفس العدد من البروتونات وتختلف في عدد النيترونات هي التي تسمي بالنظير isotope ومنها الثابت ومنها الغير ثابت أو المشع radioactive أو النظير المشع radioisotope. ومثالنا على ذلك اليود الذي سبق ذكره فالذرة الثابتة لليود هي التي تحتوي على 53 بروتون و74 نيوترون (اليود127) أما عدى ذلك فكل نظائره مشعة (اليود131 واليود125). وهناك بعض المواد لا تحتوي على نظير تابت بل كلها نظائر مشعة.

وتقاس كمية الإشعاع بمقياس كيوري Curi، وهناك أيضاً ما يسمي بفترة نصف الحياة half life وهي تعرف بأنها الوقت اللازم لانحلال نصف الذرات من مجموع ذرات النظير المشع وعلى هذا فإن النشاط الإشعاعي لمادة مشعة معينة سوف يصل إلى نصف هذا النشاط في خلال فترة نصف حياته، فمثلاً نصف الحياة لمادة التكنزيوم99 هي ستة ساعات واليود131 ثماني أيام والسيلينيوم75 مائه وعشرون يوماً، وهذه الفترة لا تتأثر بأي مؤثرات مثل الحرارة والضغط أو التركيب الكيميائي لمواد أخرى (فترة نصف حياة التكنزيوم هي 6 ساعات سواءً كان في زجاجة في المختبر أو يسري في دم المريض أو مترسب في كبده)

استخدام المواد المشعة في التشخيص

تستخدم المواد المشعة في تقدير نسبة الهرمونات وبعض المواد الأخرى في الدم كما تستخدم في حالات المسح الإشعاعي لأعضاء كثيرة في جسم الإنسان وسوف نتطرق إلى ذلك بشيء من التفصيل.

1**) تقدير نسبة الهرمونات وبعض المواد الأخرى في الدم Radio-immuno-Assay .
تستخدم النظائر المشعة في تقدير كمية بعض المواد والأدوية والهرمونات في الدم وذلك باستخدام جهاز يسمي العداد الوميضي Scintillation counter وذلك بسحب عينة من دم المريض وفصل المصل (البلازما) Serum وإضافة النظير المشع الخاص بالمادة المعينة إليه، فمثلاً في تقدير نسبة هرمون الثيروكسين الذي تفرزه الغدة الدرقية يستعمل اليود125 ثم يوضع في جهاز العد الوميضي الذي عن طريق الحاسب الآلي المتصل بهذا الجهاز تتم قراءة نسبة وجود المادة في الدم وبطريقة حسابية وبيانية يتم حساب تقدير كمية هذه المادة في الدم.

ومن أمثلة هذه الهرمونات التي يتم تقديرها في الدم باستخدام النظائر المشعة:

1- هرمونات الغدة النخامية مثل هرمون النمو، الهرمون المنشط للغدة الدرقية T.S.H والهرمونات المنشطة للمبيض في الأنثى والخصية في الذكر F.S.H and L.H.
2- هرمونات الغدة الدرقية مثل هرمون الثيروكسين T3 & T4 & T7
3-هرمون القشرة الكظرية مثل الكورتيزون Corticosteroid
4-هرمون الغدة التناسلية الذكرية التيستوستيرون Testosterone 5- هرمون الغدة التناسلية الأنثوية الإستروجين والبروجيستيرون Oestrogen & Progesterone
6- هرمون غدة البنكرياس الأنسولين Insulin

ومن أمثلة المواد الأخرى التي تقدر كميتها في الدم بواسطة المواد المشعة هي:

1- الديجوكسين Digoxin الذي يستخدم في أمراض القلب
2-فيتامين ب 12
3-حامض الفوليك Folic Acid
4-الهيستامين Histamine

وتم هذه التحاليل في مختبر خاص مجهز بأحدث الأجهزة ويسمي
بالمختبر النوي.

2**) استخدام المواد المشعة في حالات المسح الإشعاعي لأعضاء الجسم Scanning
إن هذا الاستخدام هو الأكثر شيوعاً في مجال الطب النوي وهي عملية مسح وتصوير للعضو المراد فحصه وتم عن طريق إعطاء المريض المادة المشعة الخاصة لفحص العضو إما عن طريق الفم أو الحقن الوريدي وبالطبع فإن كل عضو يختلف عن الآخر في نوع المادة المشعة المستخدمة أو المادة الكيميائية التي تضاف إلى المادة المشعة قبل إعطائها للمريض ومثال ذلك عند فحص الكبد يعطى المريض التكنزيوم مضافاً إليه مادة غروية تلتقطها خلايا الكبد أما في حالات فحص المخ فيعطي التكنزيوم بدون إضافات أو بإضافة مادة أخرى تسمي DTPA ، وأما في حالات فحص الغدة الدرقية فيعطى المريض اليود131 عن طريق الفم وفي حالات المسح الإشعاعي للرئتين تستخدم مادة الزينون133 عن طريق الإستنشاق.

وبعد أن يتناول المريض المادة المشعة يمتص الجسم هذه المادة وتلتقط بالعضو المراد فحصه من الدم ثم يتم تصوير هذا العضو عن طريق جهاز متصل بكاميرا لالتقاط أشعة جاما ويسمي هذا الجهاز بجهاز المسح الإشعاعي Scintillation Scanner with gamma Camera ومنه يتم الحصول على صورة فوتوغرافية على أفلام بولورويد أو أي نوع خاص من أفلام الأشعة العادية للعضو المراد فحصه. ومن هنا يتضح الاختلاف بين فحص المسح الإشعاعي والفحص بالأشعة العادية (أشعة إكس أو كما تسمى بأشعة رونتجن Roentgen - rays).

ومن الفحوصات التي لا يمكن لأشعة رونتجن القيام بها وقامت بها طريقة المسح الإشعاعي هي مثلاً تصوير أعضاء الجسم مثل الكبد والطحال والغدة الدرقية.

وفيما يلي أهم استعمالات المواد المشعة في المسح الإشعاعي للأعضاء:

1) المسح الإشعاعي للغدة الدرقية وقياس نشاطها Thyroid
Scan and I131 uptake وهذا الفحص يعتبر أول فحص استخدم بكثرة في مجال الطب النوي. ومن المعروف بأن الغدة الدرقية تتميز بشراهتها في التقاط مادة اليود ولهذا يستعمل اليود المشع (يود131 ويود125) في قياس نشاط الغدة والمسح الإشعاعي لها، ويأخذ المريض جرعة اليود المشع عن طريق الفم على فترات (ساعتين - 4 ساعات - 8 ساعات - 24 ساعة) تحسب له بطريقة معينة النسبة المئوية لالتقاط الغدة لليود باستخدام جهاز المسح الإشعاعي وفي نفس الوقت تؤخذ صورة للغدة الدرقية عن طريق كاميرا الجهاز .

2) المسح الإشعاعي للكبد Liver Scan : تستخدم كثير من النظائر المشعة في حالات المسح الإشعاعي للكبد ومن أهما التكنزيوم99 TC99 بعد خلطه بمادة رغوية تلتقط بخلايا الكبد ويعطى للمريض عن طريق الحقن الوريدي،

ويطلب فحص المسح الإشعاعي للكبد في الحالات الآتية:

? تحديد حجم الكبد وشكله وموضعه
? تحديد أورام البطن ومعرفة ما إذا كانت في الكبد أو خارجه
? اكتشاف نوع وسبب تضخم الكبد مثل حالات خراج الكبد وأورامه وأكياسه أو أي تجمع دموي بالكبد
?تحديد مكان أي ورم بالكبد عند أخذ عينة منه
? المقارنة بين حالة الكبد فبل وبعد العلاج كما في حالات ثانويات السرطان في الكبد Liver ****stasis
? معرفة وتحديد أمراض الكبد المزمنة مثل تليف الكبد

3**)المسح الإشعاعي للطحال Spleen Scan : وتستخدم فيه أيضاً مواد مشعة كثيرة منها مخلوط التكنزيوم والمادة الرغوية ويظهر في هذه الحالة في نفس صورة المسح الإشعاعي للكبد ويعطى المخلوط أيضاً عن طريق الوريد والحالات

4**)حالات المسح الإشعاعي للمخ Brain Scan
ويستخدم فيه التكنزيوم فقط أو مخلوطاً بمادة تسمى
DTPA
حيث تعطى بالحقن الوريدي


ويستخدم المسح الإشعاعي للمخ في الحالات التالية:

- أورام المخ السرطانية والحميدة والثانويات .

- التهاب المخ وخراجه .
- التجمع الدموي في المخ Brain Heamatoma والنزف بالمخ Intra Cerebral Hemorrhage
- أمراض الأوعية الدموية بالمخ وجلطة المخ Cerebro Vascular Accidents


5**) حالات المسح الإشعاعي للرئتين Lung Scan : ويستخدم فيه مخلوط التكنزيوم ومادة زلالية MAA ويعطى بالوريد أو مادة الزينون133 وهو غاز مشع يعطى عن طريق الاستنشاق.

6**) حالات المسح الإشعاعي للعظام والنخاع العظمي Bone and Bone Marrow Scan

** وهناك أعضاء أخرى تستخدم فيها المواد المشعة ويتم مسحها وبيان أمراضها مثل الكلية والبنكرياس والغد اللعابية والغد الدمعية للعين والحويصلة المرارية.

استخدام المواد المشعة في العلاج

تستخدم المواد المشعة في حالات كثيرة وتأتي بنتائج مشجعة مثل استخدامها في علاج بعض الأورام الخبيثة وعلاج تسمم الغدة الدرقية .


ومن أمثلة المواد المشعة الآتي

:

• الكوبالت

وهو من المواد المشعة المستخدمة منذ وقت بعيد ويستخدم في علاج بعض الأورام السرطانية مثل سرطان الحنجرة وسرطان المثانة البولية وسرطان المخ والعظام والرحم.
• السيزيوم المشع
الذي يستخدم في علاج سرطان الثدي ومرض هودشكن
• الراديوم المشع
ويستخدم على هيئة بذور أو إبر تزرع في مكان المرض في حالات مثل سرطان اللثة وسرطان عنق الرحم
• الذهب المشع
ويستخدم في حالات سرطان وأورام الغدة النخامية
• اليود المشع
وهو نظير مشع يستعمل بكثرة في تشخيص أمراض الغدة الدرقية وأيضاً في علاج بعض منها.


تم بحمد الله

[زهرة بيان]

شكرا للجميع على المساعدة جزاكم الله خيرا

[طيف الملاك¤اماني¤]

شكراااااا لكم لقد استفدت انا ايضا