[خلف الجميلي]

هذه المحاضرة أرسلت لي في بريد الموقع من الأستاذ الدكتور : أ.د. مصطفي كمال محمد يوسف كمال

وإليكم ما كتبه الدكتور جزاه الله كل خير


أكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا

قطاع العلاقات العلمية والثقافية

اللجنة القومية للفيزيقا البحتة والتطبيقية

نـــــــــدوة " الفيزيـــاء في مائـــــة عــام "

NOBEL Laureates in Physics 1901 - 2005

مكان الندوة : كليــة العلــوم - جا مـــعة الزقــازيــق

تاريخ النــدوة : السبــت : 1- 10 – 2005 .

أ.د. مصطفي كمال محمد يوسف كمال

" جـــوائـــز نـــوبـل في الـفــيــز يــــاء 1901 - 2005"

أستاذ دكتور \ مصطفي كمــال محمـد يوسف

أستــاذ الفيزياء - كليــة العــلوم – جـامعة المنصورة


يشرفني كما أرحب كثيرا بالفرصة التي أتيحت لي بإلقاء محاضرة في سلسلة المحاضرات حول الفيزياء في مـائة عــام برعاية اللجنة القومية للفيزيقا البحتة والتطبيقية وفي رحاب جامعة الزقازيق بكلية العلوم .

عـلـم الفـيزيـاء عـلم يـزودنا بفهم أساسي لكل من المادة والطاقة من خلال مفهوم الخواص والتغيرات الحادثة والتفاعل بين المادة والطاقة وهذا تم بمساعدة الآ لات العلمية الدقيقة وباستخدام الرياضيات العالية المستوي .

القرن العشرين قرن الفيزياء - بجميع المقاييس لأنه مهّـد للواقع الذي تعيش فيه وتم منح العديد من جوائز نوبل في المجالات المتميزة في عـلم الفيزياء والأكثـر تطلع لفـهم أسـرار الطـبيــعـة , فكانت جوائز نوبل في الفيزيــاء خلال قرن كـامـل اعتـبـارا من 1901 – 2004 تتضمن فكر خـاص وتمنح لأفضل إنجاز عـلمي متـمـيز فتميزت بالانسجام الكامل والتأثير المتـبـادل بين تـوهـج الذكــاء العـقلي ومفـهـوم المادة وما تتضمنه من جسيمات أوليـة وجسيمات مضادة ومفـهـوم الطاقـة وما تتضـمـنـه من تبادل جسيمات المجال أو ألكمّات حيث منها نتطرق إلي مفهوم الطاقة الكونية والأرضية وما تحويه من طاقات مختلفة.

منحت الأكاديمية الملكية السويدية جوائز نوبل في الفيزياء في المجالات الفيزيائية التالية.

ارتـكزت جوائز نوبل في الفيزياء علي مفـاهيم علمية مرتبطة بالواقع ..............................................


أحب أن أنوه في هذا الصدد أن كل من المسميات التالية : الطاقة الذرية - النظائر المـشـعة - أشباه الموصلات والفوتونيات الليزر والميزر والجسيمات الأولية ما هي الآ أشـبـال القرن العشـرين ومنـها ما قد وصلنا إليه من تقدم .

وبإيجاز أتناول جوائز نوبل التي منحت مـا بين الفترة الواقـعة من 1901 إلي 2004 وعددها 98 جائزة حيث أنها حجبت في السنوات التالية 1916 , 1931 ,1934 , 1940 , 1941 و 1942.

وقمت بمحاولة تصنيف جوائز نوبل في الفيزياء تحت البنود التالية والتي رأيــت أنـــهـا من وجـهـة نظري تقريبا مترابطة من حيث المنطق لأن الظواهر الفيزيائية لا تعد ولا تحصي في عالمنا .

أولا : أشعةX و تـأثير كومتن

X – Rays and The Compton Effect

منحت جائزة نوبل للفيزيائي ويلهم روئنتجن في عام 1901 لاكتشاف أشعة X والتي أطلق اسمه عليها " أشعة روئنتجن".

وفي عام 1914 منحت لفون لاو لدراسة الأشعة من خلال حيــودها بواسطة البلورات وهذا أدي إلي المفهوم العلمي للتركيب البلوري للمواد وتوضيح مفهوم أن الأشعة ما هي الآ موجات كهر ومغنطيسية ,

وفي العام التالي 1915 منحت لكل من بـراج الأب والابن لدراستهما حيـود الأشعة السينية في البلّورات وإمكانية التطبيق , في عام 1917 منحت للفيزيائي شارلس بار كلا لدراسـة الذرات بواسطة تبعثر (استطارة) أشعة روئنتجن (الأشعة السينية ) - مقياس شدة الأشعة المستطيرة. وفي عام 1927 نال آرثر هولي كومتن علي اكتشافه التأثير الذي سمي باسمه " تأثير كومتن " للتغير في الطول ألموجي للأشعة عند اصطدامها بالمادة , ( استطارة كومتن هي عملية استطارة الفوتونات مع تغير أطوال موجاتها ) .


( 2 )

جوائز نوبل في الفيزياء – أ.د. مصطفي كمال محمد يوسف "الفيزياء في مائة عام"


X – Rays from an incident beam are scattered at various angles by electrons in a target such as carbon . In such scattering event, a shift in wavelength is observed for the scattered x-rays , and the phenomenon is known as the Compton effect.

ثانيا: الإلكترون

Electron

جسيم أولي مستقر , هو مكون المادة ذو الشحنة السالبة , المسئول عن السلوك الكيميائي للذرات.

منحت جائزة نوبل للفيزيائي فيليب ليونارد عام 1905 لدراسة أشعة المهبط والتعرف علي الالكترونات , في العام التالي 1906 منحت للعالم ج . ج. تومسون لاكتشاف الإلكترون ودراسة التفريغ الكهربي خلال الغازات , في عام 1923 للفيزيائي روبرت ميـليـكان لقيـاس الشـحـنـة علي الإلكترون , في عام 1925

منحت لكل من جيمس فرانك و جوستاف هرتز اكتشاف تأثير فرانك - هرتز لتصادمات الذرة - الإلكترون " تفاعل الإلكترونات مع ذرات الغاز . في عام 1929 نال الفيزيائي لويس فيكتو ر دي بروجلي جائزة نوبل لاكتشاف الطبيعة الموجــيــة للالكترونات , أما في عام 1937 كل من كلينتون دافيسون وجورج تومسون لاكتشافهما ظاهرة حيود الالكترونات بواسطة البلّورات ومنها تم توثيق فروض دي بروجلي " الخواص الموجية للجسيمات ". في عام 1955 منح بولي كارب كـوش لتحديد العزم المغنطيسي للإلكترون , في عام 1986 منحت الجائزة لارنـسـت روسـكا لاختراع الميكروسكوب الالكتروني والذي اخترع عام 1931 , ومنحت في نفس العام لكل من جيرد بـنـنـّج و هنريـش روهـرير لاختراع الميكروسكوب الالكتروني النفقي الماسح لاختراعه في عام 1981.

ثالثا : نظرية الكم

Quantum Theory

عملية ابتعاث أو امتصاص الطاقة من قبل الذرات أو الجزيئات لا تتم علي نحو متواصل ولكن علي مراحل,والكوانتم هي أصغر مقدار من الطاقة يمكن أن يوجد مستقلا.منحت جائزة نوبل في عام 1918 للقيزيلئي

ماكـس بـلانـك لاكتشـاف كمّات الطاقة أو( لتكميم الطاقة ) " التأثير المتبادل بين الإشعاع والمادة " 1900.

في عام 1932 للفيزيائي ورنر هيزنبرج للإبداع المتميز المبتكر للميكانيكا الكموميــة , التي أدت اكتشاف الأشكال النآصلية للهيدروجين . أما في عام 1933 منحت للفيزيائي ارون شـرودنجـر و باول ديـراك لتطوير وتنمية مفهوم الميكانيكا الموحية والميكانيكا الكمومية النسبية , في عام 1945 منحت للعالم وولـفـجانج باولي لمبدأ الاستـبـعاد لباوليThe Exclusion principle (1924)

في عام 1954 منحت لماكس بـورن للتفسير الإحصائي للدالة الموجية الاحتمالية واكتشافات أخري لميكانيكية الكوانتم كما (الكم ) أي أبحاثه الأساسية في مجال ميكانيكا الكم , في عام 1965 منحت لكل من ســن – أيـتـيـرو تـومـونـاجا و جوليان شـونـجر و ريتشـارد فين مان لتطوير مفهوم الالكتروديناميكا الكمية وهي نظرية المجال الكمي للتفاعل بين الالكترونات والبوزيترونات وبين الشعاع (1948 ) وهي النظرية الكمومية للإشعاع الكهرومغناطيسي والتي أعقبتها تأثيرات هامة في مجال فيزياء الجسيمات الأوليـة , في عام 1977 منحت لكل من جون فان فليك - نيفل موت - فيليب أندرسون لدراسة المواد الصلبة مستخدما الميكانيكا الكموميـة.

(3)


أ.د.مصطفي كمال محمد يوسف جوائز نوبل في الفيزياء "الفيزياء في مائة عام "

رابعا : الخطوط الطيفية – الطيف الذري – الدراسات الطيفية

Spectra Lines - Atomic Spectra - Spectroscopy

منحت جائزة نوبل في للفيزيائي هندرك لورنتز في عام 1902 لتنبأ تأثير زيمان ومنحت للفيزيائي بـيـتـر زيمان لاكتشافه

انفصال (انقسام) الخطوط الطيفية في المجالات المغنطيسية من الذرات المثارة , منحت في عام 1911 ويلهلم وين لاكتشاف قانون فين الذي أدي إلي توضيح أقصي قمة لطيف الجسم الأسود وهذا الاكتشاف كان مدخل للميكانيكا الكم ونظرية بلانك للإشعاع الفجوة .

في عام 1919 منحت الجائزة للعالم الفيزيائي جوها نس شتارك لاكتشاف تأثير شتارك انفصال الخطوط الطيفية في المجالات الكهربية (1913), منحت لكـارل سيجـبـاهـن في عام 1924 للأعمال الرائدة في الدراسات الطيفية لأشـعـة X . أما في عام 1925 منحت لكل من جيمس فرانك و جوستاف هرتز

اكتشاف تأثير فرانك – هرتز في تصادمات الإلكترون – الذرة . في عام 1930 منحت للفيزيائي شان درا سك فنكــاتـا رامـان لدراسة تبعثر رامان تبعثر الضوء بواسطة الذرات أو الجزيئات مع تغير الطول الموجي ,

ظاهرة رامان هي ظاهرة تلاحظ في انتثار الضوء عند عبوره وسطا شفافا, إذ يتغير تردد الضوء ويتبدل طوره عشوائيا بسبب حصول تغير في الطاقة الاهتزازية أو الدورانية للجزيئات المبعثرة.

منحت في عام 1955 للفيزيائي ويـلـيـس لا مــب لاكتشافه إزاحة لامــب في طيـف الهيدروجين (1947) التي سميت باسمه, أما في عام 1981 منحت لكل من نــيـكولاس بلومبرجن وآرثر – ِشـولـو لتطوير الدراسات الطيفية بالليزر ومنحت للعالم كـي سي جباهن لتطوير الدراسات الطيفية للإلكترون بقدرة تحلـيـل عـالـيـة ( 1958 ) , في عام 1994 منحت لكل من برتــرام كروك هاوس وكلي فورد شــول للمساهمات الرائدة في تطوير تقنيات تبعثر النيوترون من أجل الدراسات التي تناولت المادة المتكاثفة وبحالة خاصة لتطوير الدراسات الطيفية بالنيترون أما الفيزيائي كلي فورد شول لريادته في تطوير تقنيات حيود النيوترونات .


خامسا : الليزر - الميز ر - الهولوجرافي - ظاهرة التداخل – الآلات البصرية

Laser - Maser - Holography - Interference – Optical Instruments

منحت جائزة نوبل في عام 1907 للفيزيائي ألبرت ميـكـلـســون لاختراع الآلات البصرية وقيـاس سـرعة الضوء , منها أدي إلي مفهوم النسبية لأينشتين

في عام 1908 منحت للعالم جا بـريـل ليـبـان لتـصـنـيع أول لوح فوتوغـرافـي مــلون مستــخدما طرق التــداخل.

منحت للفيزيائي فــرتــس زرنــيــك في عام 1953 لاختراع مجــهر التـباين ألطوري مســتخــدما التــداخل لزيادة التباين بـدقـة عـالـيـة .

في عام 1964 منحت لكل من تشارلس تاونس – نـيـكولاي باسـوف - ألكسندر بركهورف لتطوير وتنمية اللــيـزر والميز ر. في عام 1966 منحت للعالم ألفريد كــاســنـلر لدراسة مســتويــات الطاقة الذريــة مســتخدمــا الــطرق الضــوئــيـة .

في عام 1971 منحت للفيزيائي دنــيــس جابو ر لتطوير الهولوجرافي , وهو من أهم التطبيقات المشوقة والهامة لشعاع الليزر حيث ينتج الصور المجسمة ثلاثية الأبعاد باستخدام ظواهر التداخل – الانعكاس – الحيود لضــوء مترابط أحادي الطور.

في عام 1974 منحت لـمارتــن ريــل لتطويــر مقياس التــداخــل الراديــوي ( اللاسلكي ) ويعتبر من الإنجازات العلمية الحديثة للنســبــيــة الــــعــامـة لأينشــتـيـن .

منحت لكل من ستيفان شـو - كــلـود كوهـن- تانّودجي – وليــم فيـلـبـس لتطوير طرق تبريد ومصيدة الذرات بالضوء الليزر.

(4)

أ.د. مصطفي كمال محمد يوسف جوائز نوبل في الفيزياء "الفيزياء في مائة عام "


ســادسـا : فيزياء المعــادن (الفلزات) - فيزياء أشباه الموصـلات – ســيــولة فـائــقــة

Metal Physics - Physics of Semiconductors - Superfluidity

منحت الجائزة في عام 1913 للعالم الفيزيائي هيــك كـاميرلــنخ أونــّس لاكتشاف ظاهرة فائـــقية التوصيل لبعض المعادن وبعض المركبات المعدنية عند درجة حرارة تقترب من الصفر المطلق وتسبيل الهلــيــوم (1908).

في عام 1920 منحت للفيزيائي تشارلس – ادوارد جوّيون لاكتشـاف الأنفــارINVAR سبائك معدنية من النيكل والفولاذ بمعامل تمدد منخفض .

وفي العام التالي 1921 منح الفيزيائي ألبرت أيـنشـتـيـن لتفسير التأثـير الكهروضوئي في الأجسام الصلبة"انبعاث الالكترونات من سطح جسم جامد عند تعرضه لضوء منظور أو فوق بنفسجي " ( المكشاف الضوئي الحديث – كاميرات التلفزيون) .

في عام 1923منحت للعالم روبرت ميـلـيـكـان لدراسة التأثير الكهـروضــوئــي تجـريـبـيــا وقياس شحنة الإلكترون .

في عام 1928 منحت للعالم أوون ريشـاردسون لدراسة تأثير الأيون الحراري وانبعاث الالكترونات من المعادن الفلزية الساخـنـة , وهي الظاهرة التي أدت إلي الأنابيب الالكترونية وتطبيقاتها .

منحت لكل من جون باردين – ولتر براتّين – ويليام شوكلي في عام 1956 لاختـراع الترانـزستــور حيث أخترع عام 1948 حيث أقام ثورة عالمية في عالم الالكترونات وتطبيقاتها في الدائر المتكاملة والاتصالات والكومبيوتر وانتعاش الاقتصاد الأمريكي والأوروبي ودول آسيا .

في عام 1970 منحت للويس أيجن فلكس نييل لاكتشاف المواد الفيرومغناطيسية المضادة والمواد الفري مغناطيسية اكتشفت في عام 1930.

في عام 1972 منحت لكل من جون باردين – ليون كوبر - جون روبرت شريفر لتفسير وشرح مفهوم الموصلية الفائــقــة , في العام التالي 1973 منحت لكل من لــيو اســاكي - بــريــان جـوســفــســون لاكتشاف الظاهرة النفقيـة في أشــبـاه الموصـلات والظاهرة النفقــيـة في المواد الموصلية الفائقة وتأثــير جوسـفـســن والتي تتضـمن الظاهرة النفقية لزوج الالكترونات. " الظاهرة النفقية هي ظاهرة في مفهوم ميكانيكا الكوانتم توضح أن الجسم المشحون له مقدرة النفاذ من حاجز جهدي محدود الاتساع ارتفاعه أكبر من الطاقة الكلية للجسم المشحون رغما من أن الجسم المشحون طاقته غير كافية ليمضي فوق الحاجز إلي الجانب الآخر.

في عام 1977 منحت لكل من جون فان فلك – نيفيل موت – فيليب أندرسون لدراسة الجوامد(الحالة الصلبة) مستخدما مفهوم ميكانيكا الكوانتم .

منحت في عام 1982 للعالم كينيث ولسون لتطوير طريقة بناء النظريات الخاصة للانتقالات الطورية لتحليل الظواهر الحرجة.

منحت في عام 1985 للعالم الفيزيائي كلاوس فون كليتسنج للتأثير المكمي لــهـول والمتعلقة للتوصيلية الكهربية في تواجد المجال المغناطيسي (1985) .

منحت في عام 1987 لكل من جورج بيدنورز – كارل ألكس مولـر لاكتشــاف الموصلية الفـائــقـة عند درجات حرارة عالية , أما في عام 1996 منحت لكل من دافيد لي - دوجلاس أوشرف – روبرت ريشاردسون

لاكتشــاف السيولة الـفـائـقـة للهيــلــيــوم 3 , وفي عام 2003 منحت لكل من أليكسي أبريكوسوف -

فيتالي جينزبرج - أنتوني ليجّـيـتّ لللاسهامات المتميزة والمثمرة في مجالي الموصلات الفائقة والتي تستخدم في المجال الطبي " أجهزة الرنين المغناطيسي" ومجال السيولة الفائقة مع شرح وتـفـسـير الظاهرتـيـن مستخدما

مـفـهـوم ميـكانـيكا الكوانتم والإنتاج الزوجي للالكترونات والإنتاج الزوجي للذرات لكل من التوصيل الفائق والسيولة الفائقة علي الترتيب .

(5)

أ.د. مصطفي كمال محمد يوسف جوائز نوبل في الفيزياء " الفيزياء في مائة عام "

سابعا : فيـزيــاء المـــوائــع

Physics of Fluids

منحت جائزة نوبل للفيزيائي لورد رييليــخLord Rayleigh في عام 1904 لدراسة كثافة الغازات واكتشاف الأرجون , وفي عام 1906 منحت للفيزيائي ج.ج. تومسون لدراسة التفريغ الكهربائي خلال الغــازات واكتشاف الإلكترون , أما في عــام 1910 منحت للعلامة والفيزيائي جوهــانـس فـان در فــالــس لدراسة معــادلــة الحــال للغــازات وللســوائـل , كما أن بحوث فــان در فــالــس كانت كالعــصــا الســحريـة في مجال تـــسـيـيــل الغازات وإنتاج درجات الحرارة المنخفضة التي تقترب من الصفر المطلق .

منحت الجائزة في عام 1912 للعالم نيلز دالن لاختراع مـنـظـمات الغاز الأوتوماتيكي للمنــارات .

في عام 1926 منحت للفيزيائي جون – بابتست بيرن لدراسة الحركة البراونية لإثبات صحة البنيـة الغيـر متواصـلة للمادة وقياس حجم الذرات , في عام 1946 منحت للفيزيائي برسي بردجمان لدراسة فيزياء الضغوط العــالـيـة , في عام 1952 منحت لكل من فلكس بلوخ - ادوارد ميلس بورسل لاكتشــاف الرنـيـن النـووي المغنــطيــسـي في السوائل والغازات (1946) .

منحت في عام 1962 للفيزيائي دافيدوفش لاندو لدراسة الهليوم السائل والمواد المتكاثفة نظريا.

منحت في عام 1970 للعالم هانــس الف فن لتطوير نظرية الهيدروديناميكا المغنطيسية " العلم الذي يعني بدراسة الظواهر الكهرومعنطيسية في الموائع الموصلة كالفلزات المنصهرة أو الغازات المتأينة .

وفي عام 1978 منحت للعالم بــيــتـور كابــيــتــسا لدراسـة ســائـل الهــلــيـوم .

في عام 1982 منحت لــكــينــيــث ولــسون لتطوير وتنمية طريقة بـناء النظرية المتعلقة بالانتقالات الطورية لتحليل الظواهـــر الحــرجــة , في عام 1991 منحت للعالم بيير – جـلّـس دي جنـنــس لاكتشاف طرق تطوير دراســة الظــواهــر المرتــبة في الأنــظــمــة البــســيــطـة والتـي من الامكان أن تــعــمــم لمكونــات المــادة الأكــثــر تعقــيدا - بحالــة خــاصة في البلورات الســائـلة والبــلـمـرات.

في عام 1998 منحت لكل من روبرت لاوفن - هورست شتومر - دانيل تسوي لاكتشاف شكـل جــديد لــمــائــع كــمــي مشـحون بــشــحــنــة كــســريــة مثــارة.

في عام 2001 منحت لكل من أريك كورنيل - ولفجانـج كيتّيرل - كارل ويـمان للانجـا زات في تكثيف

بــوز – أيــنــشــتــيـن في الغازات المخفـفـة لذرات القــلـوي وللـدراسات الأساسية الــمـبكـرة لخــواص المتـكثــفــا ت .