المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
الموطن الاصلي للفجل
2024-11-24
التربة المناسبة لزراعة الفجل
2024-11-24
مقبرة (انحور خعوي) مقدم رب الأرضين في مكان الصدق في جبانة في دير المدينة
2024-11-24
اقسام الأسارى
2024-11-24
الوزير نفررنبت في عهد رعمسيس الرابع
2024-11-24
أصناف الكفار وكيفية قتالهم
2024-11-24

المنصر بالله محمد بن جعفر المتوكل (247 – 248هـ)
15-3-2018
كيف تواجه المصائب؟ / عليك أن تعتاد كتمان المصائب
29-4-2022
نظرة القرآن للوجدان
2024-07-10
الاستعارة باعتبار الملائم
2-2-2020
The long monophthongs FORCE
2024-06-05
معدل التصوير المستمر Continuous Shooting Rate CSR
15-12-2021


مفهوم تأثير الحرارة على حالات المادة عند ابن سينا (القرن 5هـ/11م)  
  
1067   01:59 صباحاً   التاريخ: 2023-04-27
المؤلف : سائر بصمه جي
الكتاب أو المصدر : تاريخ علم الحرارة
الجزء والصفحة : (ص110– ص116)
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الكلاسيكية / الديناميكا الحرارية /

يعتبر الباحث عمر فروخ أنَّ ابن سينا لم يُصِب عندما جعل من الحرارة والبرودة خاصيَّتين مستقلتين، إلا أنه كان على حق في قوله: إنَّ الحرارة تتسبب بتخلخل وخفة الأجسام الكثيفة، كما أن البرودة تقوم بتكثيف الأجسام.30 فقد لاحظ ابن سينا تأثير الحرارة في عملية تكاتف قطرات الماء خارج كأس النحاس يُوجد فيه جليد، ونفى أن يكون سبب ذلك هو الرشح، ويقدِّم على ذلك أمثلة عديدة واقعية، مثل أن يحدث التكاثف داخل الكأس إذا كان الجليد في الخارج، ولا تحدث حالة التكاتف إذا وضع الكأس داخل ماء مغلي.

يقول ابن سينا: «وأنت قد تضع الجمد في كوز صُفْر فتجد في خارجه من الماء المجتمع على سطحه كالقطر شيئًا له قدر صالح، ولا يُمكن أن يُنسب ذلك إلى الرَّشح لأنه رُبَّما كان ذلك حيث لا يماسه الجمد، وكان فوق مكانه ثم لا تجد مثله إذا كان الماء حارا والكوز مملوء، ثم قد يجتمع مثل ذلك داخل الكوز حيث لا يماسه الجمد، وليس ذلك رشحًا البتة، وقد يُدفن القدح في جمدٍ محفورًا حفرًا مهندمًا عليه، ويُشد رأسه فيجتمع فيه ماء كثير، وإن وضع في الماء الحار الذي يغلي مدةً وشُد رأسه لم يجتمع فيه شيء. وإذن بطل أن يكون على سبيل الرشح.»31

والتفسير الرئيس لذلك – حسب ابن سينا واعتمادًا على تعريف أرسطو للحرارة – هو استحالة الهواء المجاور للكأس أو بخار الماء الموجود في الهواء إلى ما يُماثله في طبع البرودة وهو الماء؛ لذلك يستبعد ابن سينا تمامًا أن يكون قد حدث رشح من الماء الموجود داخل الكأس إلى خارجه.

قال ابن سينا: «فلا يخلو إما أن يكون على سبيل أن ما يُجاور القدح أو الكوز وهو الهواء قد استحال ماء أو أنَّ المياه المنبثة في الهواء انجذبت إلى مُشاكلها في البرودة وهذا القسم الثاني محال؛ وذلك أنه ليس في طبيعة الماء أن يتحرك إلا على سبيل الاستقامة الى الأسفل – ولو كان يجوز أن يتحرك كيف اتفق لكانت القطرات إذا خلي عنها عند مستنقع ماء عظيم كثير بارد أو عند مجمع جمدٍ كثير أن تميل إليه عن جهتها المستقلة – فإذن ليس على سبيل الرشح ولا على سبيل الانجذاب، فيبقى أن يكون على سبيل استحالة الهواء ماءً فتكون إذن المادة مُشتركة، فيستحيل الماء أيضًا عند التبخير هواء، ثم الهواء قد يستحيل عند التحريك الشديد محرقًا.»32

ثم يُعمم ابن سينا ظاهرة تكاثف قطرات الماء أنَّها يُمكن أن تحدث على أي سطح بارد، وأن سببها هو تحوُّل الهواء إلى ماء مثله في ذلك مثل النار التي تُصنع بسبب النفخ أو تحول المياه إلى حجارة صلبة، يقول في ذلك: «قد يبرد الإناء بالجمد، فيركبه ندى من الهواء، كلما التقطته مُد إلى أي حَدٍّ شئت ولا يكون ليس إلا في موضع الرشح، ولا يكون عن الماء الحار، وهو ألطفُ وأقبلُ للرشح، فهو إذن هواء استحال ماء، وكذلك قد يكون صحو في قمم الجبال، فيضرب الصر،33 هواها فيجمد سحابًا لم يَنسَقْ إليها من موضعٍ آخر، ولا انعقد من بخارٍ مُتصعد، ثم يُرى ذلك السحاب يهبط ثلجا، ثم يُضحِي ثم يعود، وقد تُخلق النار بالنفاخات من غير نار. وقد تحلُّ الأجسام الصلبة الحجرية، مياهًا سَيَّالة، كما قد تجمد مياه جارية تُشرب، حجارة صلدة.»34

ويوسّع ابن سينا ما طَرَحَه أرسطو بشأن أثر الحرارة على المادة فقال: «الحرارة ليست تفرّق المختلفات، بل قد تفرّق المتشاكِلة، كما تفعل بالماء، فإنها تفرقه تصعيدًا. وأيضًا فإنَّ النار قد تجمع المختلفة، فإنها تزيد بياض البيض وصفرتها تلازما، ثم بالحقيقة ولا أحد الفعلين لها فعل أول؛ وذلك لأنَّ فعلها الأول تسييل الجامد من الرطوبات بالبرد وتحليله، ثم تصعيده وتبخيره.»35 وحاول أن يوضّح عملية الاجتماع الذي تُحدثه الحرارة بقوله: «إنَّ الحرارة تفعل في الأجسام البسيطة وتفعل في الأجسام المركَّبة، والجسم الواحد البسيط يجتمع، فيستحيل أن يُقال إنَّ النار تجمعه؛ لأنَّ قولنا كذا كذا معناه أن يجمع ما ليس بمجتمع.»36

ويبدو أن ابن سينا لاحظ تجريبيًّا تمدُّد الماء في وعاء محكم الإغلاق، كان قد وضعه في فرن لمدة من الزمن، يقول ابن سينا: «وقد عاينت قمقمةً صغيرة شددنا رأسها بعد ملئها بالماء ووضعناها في أتون فما لبثنا حتى انشقت وخرج كلُّ ما كان فيها نارًا. ومن المعلوم أنَّ الماء الذي كان فيها لم يُمازج بأجزائه المتفرقة شيئًا آخر حدث منه تغير؛ لأنَّ النار لم تكن في القمقمة أولا، ولا دخلت ثانيًا لعدم المنفذ في القمقمة فمن المعلوم أن استحالتها كانت على سبيل التغير في ذاتها الهوائية والنَّارية لا على سبيل تفرق الأجزاء.»37

إن ما لاحظه ابن سينا في هذه التجربة هو التمدد الحجمي للماء، وهو ما أسماه بـ «التغير في ذاتها» فقد تمدد الوعاء لدرجة أكبر من حجم الوعاء، فأدى ذلك لانفجارها وخروج الماء والبخار المتولّد نتيجة عملية التسخين. وبذلك برهن ابن سينا من حيث يدري أو لا يدري على عدم دقة تعريف أرسطو للحرارة، بأنها سبب تَجَمُّع الأشياء المتشابهة في جواهرها ومادتها، وتفريق الأشياء المختلفة في جوهرها ومادتها. وفي الوقت نفسه أثبت صحة تعريف جابر بن حيان بأنَّ الحرارة هي ما يُسبب غليان المادة وتحرُّكها في كل الاتجاهات. ونحن لا نشُك أبدًا بأنَّ ما رآه ابن سينا هو تحطّم الوعاء في كافة الاتجاهات وليس بجهة محددة.

مرةً أخرى لاحظ ابن سينا ظاهرة التمدُّد الحجمي أيضًا، التي تظهر في الماء الموضوع في وعاء، وقد حاول تفسير ما حدث اعتمادًا على المبدأ الأرسطي أن «الطبيعة تكره الخلاء» مُفنَّدًا كل الأفكار الأخرى التي قد تخطر ببال أحدهم، ليصل إلى نتيجة مفادها أنَّ ما حدث هو تمدد الماء داخل الوعاء في كل الاتجاهات، هذا التمدد احتاج لمكان أكبر مما هو فيه، فجعل الوعاء يتصدع.

قال ابن سينا: «وينبغي أن تعلم أنَّ هذه الأجسام تقبل التكاثف والتخلخل بأن يصير جسم أصغر مما كان من غير فصل جزء عنه أو أكبر مما كان من غير وصل جزء به، وذلك بين من القارورة تمص فتكب على الماء فيدخلها الماء؛ فإما أن يكون وقع الخلاء وهو محال، وإما أن يكون الجسم الكائن فيها قد خلخله القسر الحامل إياه على تخليه المكان ثم كثفه برد الماء أو تكاثف بطبعه فرجع إلى حجمه الطبيعي عند زوال السبب المخلخل إيَّاه خارجًا عن طبعه. وهذه الأزقاق والأواني التي تتصدع عند غليان ما فيها أو تسخينه، إما من طبعه وإما من نارٍ تُوقَد عليه لا يخلو إما أن يكون ذلك الانصداع لأجل حركة تعرض لما فيها مكانية قوية من تلقائه – أو الحركة تعرض لها من مُحرِّك دافع، أو لحركة لها من باب الكم بتخلخل وانبساط لا يسع مثله سطح الوعاء، والقسم الأول محال لأن تلك الحركة إما أن تكون فيها إلى جهةٍ واحدة أو إلى الجهات كلها؛ فإن كانت إلى جهة واحدة فإنَّ نقل الإناء وحمله رُبَّما كان أسهل من صَدْعه فيجب أن تنقل الإناء وتحمله في أكثر الأمر لا أن تصدعه، وإن كانت إلى جهاتٍ مختلفة فيلزم من ذلك أن تكون طبيعة متشابهة يعرض فيها أن تتحرك حركات بالطبع مختلفة، وهذا محال وإن كان إنما يتحرك مثلا لدافع مثل ما يُظن أنَّ النار تدخل الماء المغلي فيصير أكبر حجمًا فينصدع الإناء فلا يخلو إما أن يدخل ثقبًا خالية، وإما ألا يدخل ثقبًا خاليًا بل يُحدِث ثقبا ومنافذ فيه وحال ألا يدخل ثقبًا خاليًا فإن الخلاء ممتنع – وأيضًا إذا امتلأت الثقب الخالية لم يجب أن يزداد حجم الجسم كله، بل وجب أن يكون على ما هو عليه.

وأما القسم الثاني فلا يخلو إما أن يزيد في الحجم مع مماشة سطح الجسم الذي فيه قبل النفوذ في ثقب مستحدثة فيه أو بعد أن يثقب ويدخل، وكلا القسمين باطل – أما مع المماسة فإن نفس المُمَاسَّة لا تُوجِب زيادة حجم الشيء نعم رُبَّما كان المماس يدفع ويضغط بقوته إلى جهةٍ واحدة مخالفة لجهة حركته ومضطرة إليها – ولا يجب من ذلك أن ينصدع ما يحتوي على المدفوع، بل ينتقل على ما بيَّنا، على أنه كثيرًا ما يَعرِض ذلك لا بسبب نار واصلة من خارج، بل لأنَّ المحوي يسخن من تلقاء نفسه، ومحال أن يُقال إن الانصداع واقع بزيادة الحجم بسبب المخالطة من النافذ الثاقب، فنقول إن هذا القسم أيضًا محال؛ لأنه لا يخلو إما أن تكون الزيادة في الحجم آن الانصداع أو يكون الحجم قد زاد قبله، وكلا القسمين محال – أما الأول فلأن كل آن يكون فيه نافذا يمكن أن يُفرَض قبله آن آخر كان فيه نافذا؛ لأنَّ النفوذ مجاورة السطوح بالحركة، ويكون له مسافةٌ ما، وتلك المسافة منقسمة، وفي بعضها قد كان نافذا أيضًا، فقد كان الحجم زائدًا قبل أن صدع. وهذا محال لوجهين؛ أحدهما لأن الإناء الذي ملأه شيء لا يسع فيه مالى أكثر منه حتى يثقبه إلى أن يشقه، والثاني لأنَّ الحجم إذا صار أكبر كان يشق لأنه أكبر فيجب أن يكون قد شق قبل أن شق – اللهم إلا أن يُقال إنه دخل شيء وخرج شيء مثله، فيكون الحجم لم يزدد إلى وقت الشق، ثم ترجع المسألة من رأس في القدر الذي إذا دخل فيه شيء لم يخرج مثله، فقد بطل أن تكون الحركة الصادعة من جهة حركة انتقالية تعرّض لما في الإناء من تلقائه، وبطل أن يكون لدفع يعرض من دافع، وليس يجوز أن تكون إلى جهة واحدة، فينتقل الإناء قبل أن يشقه، فقد بقي أنه إنما يعرض لانبساطه فيُشق بالدفع القوي والتمديد، فيكون قد ازداد حجم جسم لا بمداخلة جسمٍ آخر – إما وهو باق بعد على صورته في كليته، وإما أن بعض أجزائه استحال إلى صورة أخرى تقتضي كما أكبر – وإما أن جميعه استحال إلى صورة تقتضي مقدارًا أكبر.»38

ويبدو من النَّص الذي سنُقدِّمه أنَّ ابن سينا حاول جاهدًا وبطريقةٍ مَنْطِقية أن يُفسر سبب حدوث التمدد الحجمي للماء، وما هو الشيء الذي أضافته عملية التسخين للماء وجعله يتوسع بهذا الشكل. لكنه وفي إطار نظرية أرسطو، لم يتمكن من تقديم التفسير الحقيقي لهذا التمدد.

يقول ابن سينا: «وينبغي أن تعلم أنَّ الحرارة التي [هي] من قوى البسائط إذا صادفت مادةً مُختلطة من رطب ويابس؛ حللت الرطب الذي فيها فازداد الجسم قبولا لحد الرطب، حتى إذا أبانته عنه بالتبخير اجتمع فيه اليابس وصلب، فيحصل عنها في أول الأمر لين، فإذا لان ولاقى البارد ذلك الجسم كثَّفه فصار تكثيفه أشد مما كان أولا، إذن اليابس فيه الآن أكثر مما كان ثم إذا فَنِيَت الرطوبة بأسرها بقي يابسًا لا اجتماع له؛ لأنَّ الاجتماع إنما كان بالنداوة وقد تبخّرت، وربما سخنت الحرارة من الشيء ظاهره فتبرد باطنه بالتعاقُب الجاري بين الطبائع المتضادة، وليس معنى هذا التعاقب أن الحرارة والبرودة تنتقل وتتحرك من جزء إلى جزء ولا أنها تشعر بضدها فتهزم عنه – بل إذا استولى ضد على ظاهر الشيء غصبت القوة المسخنة التي فيه أو المبردة بعض المادة المطيفة به المنفعلة عنه فبقي المنفعل أقل ممَّا كان، وإذا قلَّ المنفعل اشتد فيه الفعل وقوي وظهر، ثم إذا سلمت المادة له كلها انتشر التأثير في الكل فضعف، فإذا اتفق أن كان في شيءٍ واحد قوَّة مُسخّنة ومبردة فأيهما غلب على الظاهر قوي فعل ضده في الباطن إلا أن يغلب فيغصب جميع المادة ظاهرها وباطنها – وقد يفعل الحقن ضد فعل التبخير؛ مثل أنَّ الحرارة إذا بخَّرَت الجوهر المسخَّن في الباطن ضعفت الحرارة الباطنة، وإن البرودة إذا حقنَت الجوهر المسخَّن في الباطن قَويَت الحرارة الباطنة؛ ولذلك توجد الأجواف في الصيف أبرد.

والبرودة رُبَّما خلخلَت الشيء بالعَرَض فتقوى الحرارة في باطن الجسم بالاحتقان، ثم تستولي البرودة على المادة أخيرًا. والبرودة تفعل في جميع ما قلناه ضدَّ فعل الحرارة فيصلب المركَّب من يابس ورطب أولًا، فيُمكن حينئذٍ أن يعرض ما قلنا من تقوّي الحرارة باطنا، ويُمكن ألا يعرض فيزول التصليب البتة بل لا يزال يشتد. وهذه الكيفيات إذا اجتمعت في المركَّب فعل بعضها في بعض فحصل من المركب مزاج مخالف لكيفيات البسائط، فتكون البسائط فيه لا على ما هي على حد البساطة المفردة عن التركيب، بل تكون صورها الذاتية محفوظةً غير فاسدة؛ لأن فسادها إلى أضدادها دفعة وأضدادها أيضًا بسيطة وعناصر لا مركبات، وكيف لا تكون فيه ثابتة، والشيء المُرَكَّب إنما هو مركّب عن أجزاء فيه مختلفة، وإلا كان بسيطا ولا يقبل الأشد والأضعف، وأما كيفياتها ولواحقها فتكون قد توسَّطَت ونقصت عَمَّا كانت فيه من حد الصرافة والسورة للبساطة.»39

مع قوة الحقيقة التجريبية التي عاينها ابن سينا بنفسه، نراه يعود لنظرية العناصر الأربعة واستحالتها في كتابه (النَّجاة)، التي تتلخص في أن لكل عنصر من هذه العناصر طبيعتين؛ فللنار الحرارة واليبوسة، وللهواء الحرارة والرطوبة، وللماء البرودة والرطوبة، وللأرض البرودة واليبوسة، وليست البرودة عدم الحرارة، بل تُعد موجودة بالذات، وتعتبر كلٌّ من الحرارة والبرودة مؤثّرةً ذاتَ أثَر محسوس في الأجسام؛ حيثُ إنَّ الحرارة تمدد الأجسام، والبرودة بالعكس تقلصها. 40 ويرى بأنَّ «الحرارة تُعين كلا من اليبوسة والرطوبة على فعله؛ فالرطب الحَارُّ أشد تحليلا لما يحل به. واليبوسة الحارة أشد عقدًا لما يُعقد بها.» 41 كما أنَّ «الحرارة فاعلة إذا فعلت بالطبع؛ وتفعل إما إحالةً وإما تحريكا، وأعني بالإحالة جميع ما سوى المكانية والوضعية مما هو في الطيف أو الكم نحوه.» 42 ويُفسر ابن سينا عملية التبخير على أنها «تحريك الأجزاء الرَّطبة متحللة من شيءٍ رطب إلى فوق، بما يُفاد من مبدأ ذلك بالتسخين.» 43

وهكذا فقد حاول ابن سينا هنا أن يُدمج أو يُوفِّق بين المفهوم الأرسطي (تجميع أو تفريق) للحرارة ومفهوم جابر للحرارة (غليان وحركة)، لكن هذا الدمج فيه اضطراب لن يُساعده على بناء نظرية متماسكة مع بعضها داخليًّا؛ فالتجميع أو التفريق يُشيران ضمنيًّا إلى وجود الحركة، لكن غير مُحَدَّدة الاتجاه، أما في تعريف جابر فإنَّ الحركة في كل الاتجاهات تعقب عملية الغليان.

أخيرًا، فقد ناقش ابن سينا أيضًا عمليَّة انصهار المواد، وكيف أنَّ قدرة النار على الصهر تزداد بزيادة المواد القابلة للاحتراق مثل الكبريت والزرنيخ والأملاح، قال ابن سينا: «النَّار في قوتها أن تُسيِّل أكثر الأجسام حتى الرَّماد والطلق والنورة، والملح، والحديد تسييل إذابة، وخصوصًا إذا عِينَت بما يزيدها اشتعالاً كالكبريت والزرنيخ والأملاح الحادة.» 44

_______________________________________________

هوامش

30- فَرُّوخ، عمر، بحوث ومقارنات في تاريخ العلم وتاريخ الفلسفة في الإسلام، ط1، دار الطليعة، بيروت، 1986م، ص 96.

31- ابن سينا النجاة، ص 184.

32- المرجع السابق نفسه، ص 184.

33- البرد الشديد.

34- ابن سينا الإشارات والتنبيهات، ص311-310.

35- ابن سينا، الشفاء، تحقیق: محمود سالم، دار الكاتب العربي، القاهرة، 1969م، ص 160.

36- المرجع السابق نفسه، ص 168.

37- ابن سينا، أجوبة مسائل سأل عنها أبو ريحان البيروني، ضمن مجموعة رسائل ابن سينا، ج2، مطبعة إبراهيم خروز، إستانبول، 1953م، ص29.

38- ابن سينا النجاة، ص 186-188.

39- ابن سينا النجاة، ص189-188

40- الدمرداش، أحمد سعيد، علم الفيزيقا عند العرب، ص 377.

41- ابن سينا، الشفاء، ص 236.

42- ابن سينا، كتاب المباحثات، مستل من كتاب أرسطو عند العرب تحقيق عبد الرحمن بدوي، ط2، وكالة المطبوعات، الكويت، 1978م، ص 141.

43- ابن سينا الشفاء الطبيعيات النفس، تحقيق: جورج قنواتي وسعيد زايد، الهيئة العامة المصرية للكتاب، القاهرة، 1975م، ص 229.

44- ابن سينا الشفاء، الكون والفساد، ص 169.

 




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.