الوصف الوظيفي لمهنة الخبير الفيزيائي

نبذة تعريفية عن الفيزياء:

الفيزياء: هي العلم الذي يدرس الطبيعة وظواهرها في جوانبها العامة. حيث يحلل علاقاتهم وخصائصهم، بالإضافة إلى وصف وشرح معظم عواقبها. كما يسعى إلى فهم علمي لِلسلوكيات الطبيعية والعامة للعالم من حولنا، من الجسيمات الأولية إلى الكون ككل. وبدعم من المنهج العلمي والمنطق، وامتلاك الرياضيات كلغة طبيعية، يصف هذا العلم الطبيعة من خلال النماذج العلمية.

يعتبر علمًا أساسيًا، مرادفًا للعلوم الطبيعية: العلوم الطبيعية، مثل الكيمياء والبيولوجيا لها جذورها في الفيزياء. حيث أن وجودها في الحياة اليومية واسع جدًا؛ ممّا يجعل الوصف الكامل للظواهر الفيزيائية من حولنا مستحيلًا عمليًا. بينما قدم تطبيق الفيزياء لصالح الإنسان مساهمة لا تقدر بثمن في تطوير جميع التقنيات الحديثة، من السيارات إلى أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

تاريخيًا يرتبط تأكيد الفيزياء كعلم حديث ارتباطًا وثيقًا بتطور الميكانيكا، التي تتمثل ركائز دراستها الرئيسية في الطاقة الميكانيكية واللحظات الخطية والزاوية، والمحافظة عليها وتنوعاتها. حيث أنه منذ نهاية العصور الوسطى كانت هناك حاجة لفهم الميكانيكا، ولم تعد المعرفة في ذلك الوقت، وخاصة الأرسطية، كافية. بينما ركز جاليليو دراساته على المقذوفات والبندولات وحركات الكواكب.

وضع إسحاق نيوتن لاحقًا المبادئ الأساسية لِلديناميكيات من خلال نشر قوانينه والجاذبية العامة في كتابه (Principia)، والذي أصبح العمل العلمي الأكثر تأثيرًا في كل العصور. بينما الديناميكا الحرارية، التي تدرس أسباب وتأثيرات التغيرات في درجة الحرارة والضغط والحجم على نطاق مجهري، تعود أصولها إلى اختراع الآلات الحرارية خلال القرن الثامن عشر. حيث أدّت دراساته إلى تعميم مفهوم الطاقة.

لم يدرك هانز كريستيان أورستد ارتباط الكهرباء، والذي يدرس الشحنات الكهربائية بالمغناطيسية، وهي دراسة الخصائص المتعلقة بالمغناطيس إلّا في أوائل القرن التاسع عشر. كما تم توحيد الأوصاف الفيزيائية والرياضية للكهرباء والمغناطيسية بواسطة جيمس كليرك ماكسويل. ومنذ ذلك الحين، تم التعامل مع هذين المجالين، جنبًا إلى جنب مع البصريات، على أنهما رؤيتان مختلفتان لنفس الظاهرة الفيزيائية، الكهرومغناطيسية.

من هو الخبير الفيزيائي؟

الخبير الفيزيائي عالم متخصص في الفيزياء. حيث يدرس الفيزيائيون مجموعة واسعة من الظواهر الطبيعية في أقسام مختلفة من الفيزياء وتغطي جميع مقاييس الطول من الجسيمات دون الذرية، والتي تتكون منها جميع المواد العادية (فيزياء الجسيمات)، إلى سلوك الكون المادي ككل (علم الكونيات الفيزيائي).

إنّ الخبير الفيزيائي هو عالم يدرس مجال الفيزياء، أيّ العلم الذي يحلل المكونات الأساسية للكون (على جميع المقاييس) والقوى التي تربطها. كما أن كلمة فيزيائي مشتقة من اليونانية التي تعرف الطبيعة. وفي الأصل، كان الفيزيائيون هم فلاسفة ما قبل سقراط لمدرسة ميليسيان، أو على نطاق أوسع من المدرسة الأيونية.

الوصف الوظيفي للخبير الفيزيائي:

علماء الفيزياء هم علماء يدرسون الحركة والجاذبية وسلوك الغازات وَبنية المادة وسلوكها وتوليد الطاقة ونقلها والتفاعل بين المادة والطاقة. كما يحددون القوى الأساسية وقوانين الطبيعة. حيث يبحث الفيزيائيون النظريون في هذه المجالات دون تفكير في التطبيق العملي، ويهتمون بمفاهيم مثل طبيعة الزمن وأصل الكون.

يطبق فيزيائيون آخرون معرفتهم بالفيزياء على الأمور العملية، مثل تطوير أجهزة الكمبيوتر والترانزستورات وأشعة الليزر وأجهزة الميكروويف وأقمار الاتصالات ومجموعة متنوعة من الأجهزة الأخرى. بينما يحلون مشاكل في الصناعة والطب والدفاع ومجالات أخرى. كما يعمل الفيزيائيون في الكليات والجامعات ومراكز البحوث المستقلة والمستشفيات والهيئات الحكومية.

يعمل الكثير في الصناعة الخاصة، خاصة للشركات التي تصنع المواد الكيميائية والمعدات الكهربائية والصواريخ والطائرات. كما يقضي بعض علماء الفيزياء معظم وقتهم في إجراء الأبحاث. بينما يقوم آخرون بتدريس الفيزياء ودورات العلوم ذات الصلة. حيث أن الفيزياء علم واسع جدا. ويتخصص العديد من الفيزيائيين في فرع واحد.

على سبيل المثال يدرس الفيزيائيون النوويون بنية النوى الذرية والطريقة التي تتفاعل بها مع بعضها البعض. كما يستخدم الفيزيائيون النوويون أحيانًا مسرعات الجسيمات لتحطيم النوى كمساعدة في أبحاثهم. حيث أدّى عملهم إلى تطوير محطات الطاقة النووية واستخدام المواد المشعة التي تساعد الأطباء في تشخيص المرض.

يعمل الفيزيائي على شرح كيفية تأثير القوى والبنى والظواهر على العالم الطبيعي. حيث يتطلّب هذا الموقف كميات كبيرة من الأبحاث لإنتاج تقارير وأوراق فنية تساهم في الصناعة بشكل عام بالإضافة إلى إلقاء محاضرات وتعليم الطلاب حول قوانين الفيزياء. بينما التقدم الوظيفي النموذجي لِلفيزيائي هو في منصب كبير الفيزيائيين الطبيين داخل المنظمة.

إنّ درجة البكالوريوس في الفيزياء هي الحد الأدنى من المتطلبات التعليمية لتكون فيزيائيًا حاصلًا على درجة الماجستير أو درجة الدكتوراة المطلوبة للتدريس على مستوى جامعي. وكجزء من الوظيفة، يلزم إجراء بحث مكثف، وبالتالي فإنّ المرشح الجيد للمنصب سوف يمتلك مهارات بحث وتقارير ممتازة مع توقع اتصالات شفهية وكتابية استثنائية. بينما تشمل المهارات الأخرى امتلاك مهارات تحليلية وحل المشكلات التي ستساعد في كتابة الأوراق البحثية والتقارير.

كيف تصبح خبير فيزيائي؟

• اكتساب درجة البكالوريوس في الفيزياء.

• الحصول على خبرة البحث.

• الحصول على درجة الدراسات العليا في الفيزياء.

• دراسة للحصول على الدكتوراة في الفيزياء.

• الانضمام إلى المشاريع البحثية والزمالات لما بعد الدكتوراة.

مسؤوليات الخبير الفيزيائي:

• إجراء البحوث حول القوى والتراكيب والظواهر التي تؤثر على العالم الطبيعي.

• تركيز جهود البحث في مجال متخصص معين في مجالات الفيزياء.

• التخطيط والتحكم في مسار البحث والتجارب لجمع البيانات ذات الصلة وجمعها.

• القيام بإنشاء فرضية لكل بحث بناءً على المنهجية والتوقعات.

• تقييم نتائج التجربة وإجراء اختبارات مراقبة الجودة.

• تقرير النتائج في التقارير والعروض التقديمية.

• المساهمة والمساعدة في أوراق البحث الفني.

• محاضرة وتعليم الطلاب عن قوانين الفيزياء حسب المنهج.

المتطلبات الأساسية للخبير الفيزيائي:

• يفضل درجة الماجستير أو الدكتوراة في الفيزياء.

• فهم قوي لقوانين الفيزياء.

• كفاءة عالية في الرياضيات وحساب التفاضل والتكامل وعلم المثلثات.

• مهارات تواصل بشكل عام ممتازة.

• مهارات عرض وإعداد تقارير استثنائية.

• مهارات كبيرة في التحليل وحل المشكلات.

• مهارات ممتازة في البحث وجمع المعلومات.

• القدرة على الجلوس أمام الكمبيوتر لإجراء البحث لساعات طويلة في المرة الواحدة.

كم يمكن أن تكسب كخبير فيزيائي؟

تختلف الرواتب حسب التعليم والموقع والوظيفة. حيث بلغ متوسط الدخل السنوي للفيزيائيين 87،450 دولارًا أمريكيًا في عام 2004. وكان متوسط الراتب السنوي للفيزيائيين العاملين من قبل الحكومة الفيدرالية 104،917 دولارًا أمريكيًا في عام 2005. بينما يمكن للفيزيائيين في الكليات والجامعات أن يكملوا رواتبهم عن طريق إجراء البحوث والاستشارات. كما تشمل المزايا عمومًا الإجازات والإجازات مدفوعة الأجر والتأمين الصحي وخطط التقاعد.

يمكن أن يتراوح راتب الفيزيائي من 15.02 دولارًا إلى 52.03 دولارًا للساعة. حيث يعتمد الراتب المحتمل للفيزيائي على مؤهلات المرشح والعمل البحثي والمنشورات والصناعة وصاحب العمل والمنطقة. كما يمكن للمرشحين الحاصلين على درجة الدكتوراه وسنوات من الخبرة في البحث والتدريس أن يكسبوا أكثر بكثير من أولئك الحاصلين على درجة البكالوريوس فقط. بينما تميل الصناعات مثل الدفاع والفضاء والتكنولوجيا الحيوية والعلوم الطبية إلى دفع المزيد مقارنة بالمؤسسات الأكاديمية.