الكهربائية والمغناطيسية

ان هذا الكتاب يقدم للطالب العربي جهدا يعرض بشكل تحليلي المفاهيم والمبادئ الأساسية للكهرباء والمغناطيسية ويعزز فهمها من خلال مدى من التطبيقات الحديثة والمفيدة. إن قوانين الكهربائية والمغناطيسية تمتلك تحكما مركزيا في تشغيل أجهزة مثل ألمذياع والتلفاز والمحركات الكهربائية والحاسبات ومعجلات الطاقة العالية وأجهزة اليكترونية أخرى. أساس فإن القوى البينية بين الذرات والجزيئات والمسئولة عن تكون الجوامد والسوائل هي في الأصل كهربائية وأكثر من هذا فأن قوى مثل الدفع والسحب بين الأشياء وقوة المرونة في نابض تظهر قوى كهربائية على المستوى الذري.تشير الأدلة في الوثائق الصينية بأن المغناطيسية عرفت بحدود بداية العام 2000 قبل الميلاد. لقد لأحظ قدماء الإغريق الظاهرة الكهربائية والمغناطيسية قبل وقت مبكر، بحدود عام 700 قبل الميلاد. لقد وجدوا بأنه عند ذلك قطعة من الكهرمان amber، فإنها تصبح مكهربة وتجذب قطع من القش او الريش. كما غن الإغريق عرفوا القوى المغناطيسية من ملاحظات تخص الحصى الممغنط Fe3O4 والمتكون طبيعيا والذي قد جذب إلى الحديد. (إن كلمة كهرباء جاءت من إلكترون electron وهي الكلمة الإغريقية للكهرمان وأن كلمة مغناطيس جاءت من مغنيسيا magnesia وهو أسم إقليم يوناني حيث وجد فيه المغناطيس أول مرة).عام 1600 أكتشف الإنكليزي وليم كلبرت William Gilbert بأن الكهربة electrification ليست محصورة بالكهرمان ولكنها ظاهرة عامة، وبعد السنوات التي تلت الاكتشاف قام العلماء بكهربة أشياء منوعة ومن بينها الدجاج والنامس. أن التجارب التي قام بها شارلس كولومب Charles Coulomb عام 1785 أكدت قانون التربيع العكسي للقوى الكهربائية.وفي بداية القرن التاسع عشر، اثبت العلماء بان الكهربائية والمغناطيسية هي ظواهر مترابطة. ففي عام 1819 اكتشف هانز أورستد Hans Oersted بأن أبرة البوصلة تنحرف عندما توضع بالقرب من دائرة يمر خلالها تيار كهربائي. وفي عام 1831 أوضح ميخائيل فاراداي Mechael Faraday، وتقرينا عند نفس الوقت أوضح جوزيف هينري Joseph Henry بأنه عندما يتم تحريك سلك موصل بالقرب من مغناطيس (أو بالتكافؤ عندما يتم تحريك مغناطيس قرب سلك موصل) فإن تيارا كهربائيا ينشأ في السلك. عام 1873 أستخدم جيمس كلارك ماكسويل James Clerk Maxwell هذه الملاحظات وحقائق مخبرية أخرى كقاعدة لصياغة قوانين الكهرومغناطيسية electromagnetism كما نعرفها اليوم. إن الكهرومغناطيسية هي أسم أعطي للمجالات الكهربائية والمغناطيسية المدمجة. وبعد هذا بفترة قصيرة (بحدود عام 1888) برهن هيرتز Heinrich Hertz تنبؤات ماكسويل من خلال إنتاجه الموجات الكهرومغناطيسية ذات أهمية خاصة لأن القوانين التي صاغها هي أساس لكل أشكال الظاهرة الكهرومغناطيسية. إن عمله من الأهمية كأهمية عمل نيوتن على قوانين الحركة ونظرية الجاذبية.أملي كبيرا أن يكون هذا الجهد عونا في استيعاب المفاهيم الأساسية في الكهرباء والمغناطيسية ويضيف قدرات وإمكانات لطلبة الجامعات وكذلك لمدرسي الثانويات والأعداديات.توخيت في هذا الكتاب ان أقدم للطالب العربي جهدا يعرض بشكل تحليلي المفاهيم والمبادئ الأساسية للكهرباء والمغناطيسية ويعزز فهمها من خلال مدى من التطبيقات الحديثة والمفيدة. إن قوانين الكهربائية والمغناطيسية تمتلك تحكما مركزيا في تشغيل أجهزة مثل ألمذياع والتلفاز والمحركات الكهربائية والحاسبات ومعجلات الطاقة العالية وأجهزة اليكترونية أخرى. أساس فإن القوى البينية بين الذرات والجزيئات والمسئولة عن تكون الجوامد والسوائل هي في الأصل كهربائية وأكثر من هذا فأن قوى مثل الدفع والسحب بين الأشياء وقوة المرونة في نابض تظهر قوى كهربائية على المستوى الذري.تشير الأدلة في الوثائق الصينية بأن المغناطيسية عرفت بحدود بداية العام 2000 قبل الميلاد. لقد لأحظ قدماء الإغريق الظاهرة الكهربائية والمغناطيسية قبل وقت مبكر، بحدود عام 700 قبل الميلاد. لقد وجدوا بأنه عند ذلك قطعة من الكهرمان amber، فإنها تصبح مكهربة وتجذب قطع من القش او الريش. كما غن الإغريق عرفوا القوى المغناطيسية من ملاحظات تخص الحصى الممغنط Fe3O4 والمتكون طبيعيا والذي قد جذب إلى الحديد. (إن كلمة كهرباء جاءت من إلكترون electron وهي الكلمة الإغريقية للكهرمان وأن كلمة مغناطيس جاءت من مغنيسيا magnesia وهو أسم إقليم يوناني حيث وجد فيه المغناطيس أول مرة).عام 1600 أكتشف الإنكليزي وليم كلبرت William Gilbert بأن الكهربة electrification ليست محصورة بالكهرمان ولكنها ظاهرة عامة، وبعد السنوات التي تلت الاكتشاف قام العلماء بكهربة أشياء منوعة ومن بينها الدجاج والنامس. أن التجارب التي قام بها شارلس كولومب Charles Coulomb عام 1785 أكدت قانون التربيع العكسي للقوى الكهربائية.وفي بداية القرن التاسع عشر، اثبت العلماء بان الكهربائية والمغناطيسية هي ظواهر مترابطة. ففي عام 1819 اكتشف هانز أورستد Hans Oersted بأن أبرة البوصلة تنحرف عندما توضع بالقرب من دائرة يمر خلالها تيار كهربائي. وفي عام 1831 أوضح ميخائيل فاراداي Mechael Faraday، وتقرينا عند نفس الوقت أوضح جوزيف هينري Joseph Henry بأنه عندما يتم تحريك سلك موصل بالقرب من مغناطيس (أو بالتكافؤ عندما يتم تحريك مغناطيس قرب سلك موصل) فإن تيارا كهربائيا ينشأ في السلك. عام 1873 أستخدم جيمس كلارك ماكسويل James Clerk Maxwell هذه الملاحظات وحقائق مخبرية أخرى كقاعدة لصياغة قوانين الكهرومغناطيسية electromagnetism كما نعرفها اليوم. إن الكهرومغناطيسية هي أسم أعطي للمجالات الكهربائية والمغناطيسية المدمجة. وبعد هذا بفترة قصيرة (بحدود عام 1888) برهن هيرتز Heinrich Hertz تنبؤات ماكسويل من خلال إنتاجه الموجات الكهرومغناطيسية ذات أهمية خاصة لأن القوانين التي صاغها هي أساس لكل أشكال الظاهرة الكهرومغناطيسية. إن عمله من الأهمية كأهمية عمل نيوتن على قوانين الحركة ونظرية الجاذبية.أملي كبيرا أن يكون هذا الجهد عونا في استيعاب المفاهيم الأساسية في الكهرباء والمغناطيسية ويضيف قدرات وإمكانات لطلبة الجامعات وكذلك لمدرسي الثانويات والأعداديات.