ما هي الفيزياء التطبيقية؟
تعتبرُ الفيزياء التطبيقية جسراً يصلُ ما بين الهندسة والفيزياء وتهدف إلى استخدام علمي أو تكنولوجي معيّن، وهي مصطلحٌ يُطلق على الأبحاث الفيزيائية المتصلة بالعلوم الهندسية المختلفة، وبصورةٍ أدق تعبّر الفيزياء التطبيقية عن استخدامٍ للمعلومات والمعرفة النظرية فيما يتعلّق بالخصائص المادية للأجسام.
إضافةً إلى أنّ الفيزياء التطبيقية متأصِّلة في المفاهيم والحقائَق الأساسية للعلوم الفيزيائية، وهي أيضاً مرتبطة باستخدام المبادئ العلمية في الأنظمة الفعلية والمعدات المختلفة.
مجالات الفيزياء التطبيقية
يُمكن تطبيق الفيزياء التطبيقية بعدة مجالات، وفيما يأتي توضيحها:
الفيزياء الطبية
اكتشف العالِم وليام رونتجن الأشعة السينية في عام 1859م، وتشكِّل الفيزياء الطبية جسراً يصلُ بين علوم الطب والمفاهيم الفيزيائية، وتعدُّ أحد فروع الفيزياء التطبيقية المهمة وتعتمد هذه الفيزياء على استخدام وتطبيق مبادئ العلوم الفيزيائية في حل المشكلات الطبية والمساعدة في تشخيص الأمراض المختلفة وعلاجها.
تنقسم الفيزياء الطبية إلى الأقسام الآتية:
- فيزياء العلاج الإشعاعي.
- فيزياء الطب النووي.
- فيزياء الكهرباء الحيوية (مثل تخطيط كهربائية الدماغ، والقلب).
- فيزياء العلاج الحراري والموجات الحرارية.
- فيزياء أجهزة الليزر.
- فيزياء الموجات الصوتية.
- الفيزياء الصحية.
- فيزياء الرنين المغناطيسي.
- فيزياء الأشعة التشخيصية.
الفيزياء البصرية
تعدُ الفيزياء البصرية أحد فروع علم الفيزياء، إذ يركز هذا الفرع على الظواهر الجديدة وتطبيقاتها، حيث يختصُّ بدراسة توليد الإشعاع الكهرومغناطيسي و خواصه، وتفاعله مع المواد المختلفة.
الفيزياء الفلكية
تُشكّل الفيزياء الفلكية فرع من فروع علم الفيزياء التطبيقية، إذ يبحث هذا العلم عن الخصائص الفيزيائية (الكثافة، اللمعان، درجة الحرارة) للأجرام السماوية وتفاعلاتها، وعادةً ما يطبق العلماء العديد من المجالات الفيزيائية في علوم الفلك.
ومن تطبيقاتها ما يأتي:
- الميكانيكا.
- الكهرومغناطيسية.
- لديناميكا الحرارية.
- ميكانيكا الكم .
- الفيزياء النووية.
- الفيزياء الجزئية، الفيزيائية الذرية والجزئية.
فيزياء التربة
هو علم يهتم بدراسة خصائص التربة والعمليات الفيزيائية المختلفة فيها، كما يهتم بدراسة أطوار التربة وحالاتها (السائلة، الصلبة، والغازية)، ويُعنى أيضاً بمعرفة المشكلات الزراعية والبيئية والهندسية والإيكولوجية للتربة ومعالجتها.
ويختص علم فيزياء التربة كذلك بالقياسات المعملية والحقلية للتربة الفيزيائية والتنبؤ بها ونمذجتها وتحسينها باستخدام العمليات الزراعية المختلفة.
الفيزياء الحيوية
هو أحد المجالات العلمية الفيزيائية الذي يقوم بتطبيق نظريات الفيزياء وأساليبها لفهم كيفية عمل الأنظمة البيولوجية أو الحيوية، إذ تقدّم الفيزياء الحيوية تفسيراً لعمل الأنظمة المعقدة في أجسامنا مثل الجهاز المناعي والدماغ والدورة الدموية.
تعدُّ الفيزياء الحيوية مجالاً علمياً هاماً حيثُ يستخدم علماء هذا المجال أساليب ومهارات كثرة (مثل المهارات في الرياضيات والكيمياء والهندسة وعلم الأدوية وغيرها).
وفيما يلي أمثلة على أهم مجالات الفيزياء الحيوية:
- تحليل البيانات.
- أنظمة المحاكاة.
- علم الأعصاب.
- تطوير الأدوية.
- التصوير.
- النظم البيئية.
- التطبيقات الطبية.
الفيزياء الكيميائية
تعدّ الفيزياء الكيميائية جسراً يصل بين الكيمياء والفيزياء، إذ تقوم بدراسة الخصائص الفيزيائية للمواد الكيميائية من خلال استخدام أدوات (مثل ميكانيكا الكم والتحليل الطيفي، وقوانين الغاز)، وهذا يساعد استكشاف ومعرفة آليات الترابط داخل الجزيئات لتحديد خصائصها المختلفة.
وفيما يأتي بعض التخصصات التي تشملها الفيزياء الكيميائية:
- الكيمياء الضوئية.
- كيمياء الأسطح.
- المحفّزات الكيميائية.
- الكيمياء الكهربائية .
