فيما يلي قائمة بالمفاهيم الخطأ والمفاهيم البديلة التي يلاحظها معلمو الفيزياء في المرحلة الثانوية وأساتذة الجامعات لدى طلابهم.
1- علم الحركة
- لا يؤخذ التاريخ بعين الاعتبار في العلم
- الجسمان المتجاوران يجب ان يكون لهما نفس السرعة
- التسارع والسرعة لهما نفس الاتجاه دائما.
- تعد السرعة قوة
- اذا كانت السرعة تساوي صفراً، فان التسارع يجب ان يساوي صفراً
2- الاجسام الساقطة
- تسقط الاجسام الاثقل بشكل أسرع من الاجسام الاخف
- السرعة والتسارع مترادفان.
- يعتمد تسارع الجسم الساقط على كتلته
- تتحرك الاجسام الساقطة سقوطا حرا الى اسفل دائماً
- لا يوجد جاذبية في الفراغ
- تؤثر الجاذبية على الاشياء عند سقوطها فقط
3- القصور الذاتي
- يلزم التأثير بقوة لاحداث حركة بسرعة ثابتة
- يعبر مفهوم القصور الذاتي عن الحالة الحركية ( في حالة السكون أو الحركة )
- تتحرك جميع الاجسام بنفس السهولة في حالة عدم وجود جاذبية
- تؤول جميع الاجسام المتحركة إلى السكون إذا غيبت القوة.
- القصور الذاتي هي القوة التي تحافظ على الاجسام في حالة حركة
- اذا وجد جسمان في حالة سكون، فان كليهما يمتلكان نفس كمية القصور الذاتي
- السرعة متغير مطلق ولا يتأثر بالإطار المرجعي.
4- قوانين نيوتن
- تؤثر قوى الفعل ورد الفعل على نفس الجسم
- لا يوجد ارتباط بين قوانين نيوتن وعلم الحركة
- حاصل الضرب العددي للكتلة والتسارع ma يعطي القوة
- لا يمكن ان يكون اتجاه الاحتكاك في ذات اتجاه الحركة.
- قوة رد فعل الاسطح على جسم ما تساوي وزن الجسم بحسب قانون نيوتن الثالث
- الاتزان يعني ان جميع القوى على جسم ما متساوية
- الاتزان هو نتيجة حتمية لقانون نيوتن الثالث
- فقط الاشياء الحية ( الناس، الحيوانات ) يمكنها التأثير بقوة، أما الاشياء غير الحية (الطاولات، الارضيات) فلا يمكنها التأثير بقوة
- بمجرد أن تصبح الأجسام في حالة حركة فان الاجسام الاثقل تدفع بشكل اكبر من الاجسام الاخف
- يمكن التغلب على قانون نيوتن الثالث بالحركة ( الحركة السريعة التي يتغير فيها اتجاه الجسم بشكل مفاجئ ( jerking motion )
- القوة التي يؤثر بها جسم ما، كاليد مثلاً، يستمر تأثيرها بعد ان يغادر الجسم اليد
5- الجاذبية
- لا يعد القمر من الاجسام الساقطة
- لا يعد القمر في حالة سقوط حر
- القوة التي تؤثر على التفاحة ليست مثل القوة التي تؤثر على القمر
- قوة الجاذبية الارضية متساوية لجميع الاجسام الساقطة
- لا يوجد تأثير لقوة التجاذب الكتلي في الفضاء
- قوة التجاذب الكتلي المؤثرة على المكوك الفضائي تساوي صفر تقريبا
- تؤثر قوة التجاذب الكتلي على كتلة واحدة الوقت نفسه
- يبقى القمر في مداره لان قوة الجاذبية الارضية تتوازن مع قوة الطرد عن المركز المؤثرة عليه
- انعدام الوزن يعني عدم وجود جاذبية
- تنتج جاذبية الارض عن دورانها حول محورها.
6- حفظ الطاقة
- يمكن استهلاك الطاقة او استنفادها
- الجسم غير المتحرك لا يمتلك طاقة
- القوة المؤثرة على جسم ما تنجز شغلا حتى في حالة عدم وجود حركة للجسم
- تفنى الطاقة عندما تتحول من شكل الى آخر
- يمكن اعادة تدوير الطاقة
- طاقة الوضع الناتجة عن الجاذبية الارضية هي النوع الوحيد لطاقة الوضع
- عندما يترك جسم ما ليسقط فان طاقة الوضع تتحول فورا بشكل تام الى طاقة حركة
- لا يوجد ارتباط بين قوانين نيوتن والطاقة
- يمكن اعتبار الطاقة على انها قوة
7- حفظ الزخم
- الزخم ليس متجها
- ينطبق حفظ الزخم فقط عند حدوث التصادمات
- الزخم والقوة مترادفان.
- الكتل المتحركة في حالة عدم وجود جاذبية ليس لديها زخم
- مركز الكتلة يجب ان يكون في داخل الجسم
- دائما يكون مركز الكتلة هو نفسه مركز الجاذبية
- لا يحفظ الزخم في حالة التصادم مع الاجسام غير القابلة للتحريك
- الزخم وطاقة الحركة مترادفان.
8- الحركة الدورانية
- لا تحتاج الحركة الدورانية الى قوة
- قوى الطرد عن المركز قوى حقيقية
- الجسم الذي يتحرك حركة دائرية بسرعة ثابتة لا يكون له تسارع
- الجسم الذي يتحرك حركة دائرية سيستمر بالحركة الدورانية في حالة تحريره
- الجسم الذي يتحرك حركة دورانية ينطلق خارجا باتجاه نصف قطر المدار عند تحريره
9- الزخم الزاوّي
- اي قوة تؤثر على جسم ما ستنتج عزما دورانيا
- الاجسام التي تتحرك في خط مستقيم لا يكون لها زخم زاوي
- العزم الدوراني مماثل للقوة وله نفس اتجاهها
- الزخم الزاوّي ليس متجهاً
- يكون اتجاه الزخم الزاوي في نفس اتجاه الزخم الخطي
10- قوانين كبلر
- المدارات حول الكواكب عبارة عن دوائر
- لا يمكن ان تتغير سرعة الكوكب في المدار
- يجب ان يتواجد جسم مادي في احد بؤرتي المدار الاهليجي
- تتحرك جميع الكواكب في مداراتها بنفس السرعة
- لا تنجز الشمس شغلاً على الكواكب السيارة
- تقع مدارات الكواكب تماما في نفس المستوى
- تستغرق الكواكب نفس الفترة الزمنية في دورانها حول الشمس
- دوران الجسم حول نفسه مثل دوران الجسم حول جسم آخر (Revolution is the same as rotation )
11- الابحار في الفضاء
- تنتقل عربة الفضاء من كوكب الى آخر في خطوط مستقيمة
- يمكن لعربة الفضاء ان تنطلق في اي وقت من كوكب الى آخر
- لا تؤثر الشمس على العربة الفضائية
- حركة جسم ما بالنسبة للارض مماثلة تماما لحركته بالنسبة للشمس
- يمكن أن تطير الطائرات النفاثة في الفضاء
- لا تتبع العربة الفضائية التي تدور حول الارض مسارا جيبيا بالنسبة للشمس
- تحتاج الصواريخ الى شيء ما كالهواء لتدفع ضده
12- الفضاء المنحني والثقوب السوداء
- الفضاء ليس مادة
- الثقوب السوداء كبيرة
- يرتحل الضوء دائما في خطوط مستقيمة
- قوة الجاذبية التي تؤثر بها الثقوب السوداء على الاجسام البعيدة اكبر من القوة التي تؤثر بها النجوم التي تشكلت الثقوب السوداء منها
- الملاحظات المأخوذة في مجال الجاذبية تختلف عن تلك المأخوذة في نظام يسير بتسارع ثابت
- تصدر الاشياء اصواتا في الفضاء
- اذا تحولت الشمس الى ثقب اسود فان الارض سوف تسقط به
13- درجة الحرارة وقوانين الغازات
- لا يحتوي الجسم البارد على حرارة
- لا يوجد حدود لدرجة الحرارة الدنيا
- عند درجة الصفر المطلق تتوقف حركة كل جزء في الجسم
- عند درجة الصفر المطلق تصبح كتلة الجسم صفرا
- ارتداء الكنزة يمكن أن يشعرك بالدفء
- يمكن للبرودة ان تنتقل
- يمكن ضغط الغازات حتى يصبح حجمها صفرا
- الحرارة ودرجة الحرارة هما نفس الشيء
- تنساب الحرارة والبرودة كما تنساب السوائل
- الضغط مرادف للقوة
- يتحسس الجلد الحرارة كما يفعل ميزان الحرارة الجيد
14- الحركة الاهتزازية
- يعتمد الزمن الدوري للاهتزازة على سعة الاهتزازة.
- تكون القوة المستعيدة ثابتة في جميع نقاط الذبذبة.
- كلما ازداد ثقل البندول قصر زمنه الدوري.
- تكون حركة البندول حركة اهتزازية بسيطة مثالية مهما كانت زاويته الابتدائية.
- الأجسام المتحركة حركة اهتزازية بسيطة تستمر قي اهتزازها إلى الأبد.
- يتسارع البندول عند مروره بأدنى نقطة في تأرجحه.
- تقاس سعة الاهتزاز ة على اعتبار أنها المسافة بين قمتين متتاليتين.
- يكون التسارع صفرا عند نهايتي الحركة الاهتزازية للبندول. (أقصى إزاحة)
15- مدخل إلى الموجات
- تقوم الموجات بنقل المادة.
- يشترط وجود وسط مادي لانتقال الموجات.
- لا تمتلك الموجات طاقة.
- تنتقل جميع الموجات بالآلية ذاتها.
- يرتبط التردد بالعلو(شدة الصوت) عند جميع سعات الاهتزازات.
- الموجات الكبيرة ترتحل أسرع من الموجات الصغيرة في الوسط ذاته.
- الألون المختلفة من الطيف المرئي هي أنواع مختلفة من الموجات.
- الدرجة ( درجة الصوت) مرتبطة بالشدة (علو الصوت).
16- الطبيعة الموجية للضوء
- لا يصدر الضوء عن مصدر ما وإنما له كينونته الذاتية
- الضوء جسيم
- الضوء خليط من الموجات والجسيمات
- الموجات الراديوية مختلفة عن موجات الضوء.
- تتغير خصائص الضوء عندما يحدث الانكسار.
- لاتتغير سرعة الضوء مطلقا.
- الإشعاعات وجبهات الموجات شيئان مترادفان.
- لا يوجد اي تفاعل بين الضوء والمادة.
- عند خلط جميع ألوان الطيف معا ينتج الأسود
- نمط تداخل موجات الضوء الناتج عن الشقين يظهر قمم وقيعان موجة الضوء.
- يتواجد الضوء في قمة الموجة، والعتمة في قاعها.
- يتغير تردد الضوء (لونه) عندما يحدث الانكسار.
- الانكسار هو انحناء للموجات.
17- تجربة ميكلسون و مورلي
- عندما تكون نتيجة التجربة صفرية فهذا يعني فشل التجربة.
- لابد وأن الأثير موجود، لأنه لابد من وجود وسط ناقل للضوء
- لم تتم ملاحظة أي تغير في سرعة الضوء بسبب الظواهر النسبية (كتقلص الطول).
18- النسبية الخاصة
- تجمع سرعات الضوء كما هو الحال مع سرعات الأجسام
- لا يمكن استخدام الفرضيات لبناء النظريات.
- التغيرات في الطول، والكتلة، والزمن هي تغيرات ظاهرية فقط.
- الزمن متغير مطلق.
- يتغير الطول والزمن بالنسبة لمشاهد واحد فقط.
- يعزى التمدد الزمني لوجود ساعتين في إطارين مرجعيين مختلفين (different frames of reference).
- لم يتم إثبات أي من التمدد الزمني، أو التقلص الطولي تجريبيا.
- يوجد إطار مرجعي مفضل في الكون.
- الكتلة التي تتحرك بسرعة الضوء تتحول إلى طاقة.
- الكتلة متغير مطلق، أي أن لها قيمة ثابتة مهما تغير الإطار المرجعي.
19- القوى الأساسية
- جميع القوى هي قوى تلامس.
- قوة التجاذب الكتلي (كالجاذبية الأرضية) هي القوة الطبيعية الوحيدة.
- كل القوى هي قوى فريدة من نوعها لذلك لا يوجد قوى أساسية
- قوة التجاذب الكتلي (كقوة الجاذبية الأرضية) هي القوة الأكبر.
- قوى التجاذب الكتلي، والقوى الكهرومغناطيسية هي قوى أساسية بشكل أكبر من القوى النووية (القوية والضعيفة منها)
- القوة الكهربائية، والقوة المغناطيسية هما قوتان مختلفتان.
- قوى الربط النووي القوية، والضعيفة هما في الواقع القوة ذاتها.
- جميع القوى لها الفعالية ذاتها في أي مدى.
- لم يتم إثبات وجود أي من القوى الأساسية.
- القوة الكهربائية هي ذاتها قوة التجاذب الكتلي.
20- المجال الكهربائي، والقوى
- لابد للشحنة المتحركة أن تتبع أحد خطوط المجال أثناء تسارعها.
- إذا لم تكن الشحنة على أحد خطوط المجال، فهي غير واقعة تحت تأثير قوة.
- خطوط المجال هي خطوط حقيقية.
- ينطبق قانون كولوم على أنظمة الشحنات التي تتكون من أشياء تختلف عن الشحنات النقطية.
- الجسم المشحون يحتوي على نوع واحد من الشحنات.
- المجال الكهربائي، والقوة الكهربائية هما الشيء ذاته، ولهما الاتجاه ذاته.
- يمكن لخطوط المجال أن تبدأ أو تنتهي عند أي نقطة.
- يوجد عدد محدد من خطوط المجال.
- وجود المجالات مرهون بوجود ما يكشف عنها.
- وجود القوى عند نقطة ما غير مرهون بوجود شحنات عند النقطة ذاتها.
- خطوط المجال هي مسارات حركة الشحنات.
- القوة الكهربائية مماثلة لقوة التجاذب الكتلي.
- خطوط المجال هي في الواقع إشعاعات من الشحنات الموجبة إلى السالبة، حيث تتابع مسارها (بعد وصولها الشحنات السالبة)
- تتواجد خطوط المجال بشكل ثنائي الأبعاد فقط.
21- تجربة ميليكان
- الشحنة غير مكممة، ويمكن أن تتواجد بأي مقدار.
- الإلكترون هو شحنة سالبة خالصة، أي ليس له كتلة.
- قطرات الزيت هي الكترونات
- الطريقة العلمية لا تشوبها شائبة، وهي طريقة مطلقة
- العلماء يترددون دائما عندما يكون لديهم اكتشافات جديدة.
- قاس ميليكان كتلة الالكترون.
22- نقاط تساوي الجهود، والمجالات
- يتدفق الجهد الكهربائي عبر الدوائر الكهربائية
- لا توجد علاقة بين الجهد الكهربائي، والمجال الكهربائي
- الجهد الكهربائي هو طاقة
- نقاط تساوي الجهود تعني مجالات متساوية أو مجالات منتظمة
- الجهد الكهربائي العالي خطر بحد ذاته.
- نقل شحنة كهربائية حقيقية على خطوط تساوي الجهد الكهربائي يتطلب بذل شغل.
- تتحرك الشحنات من تلقاء ذاتها.
- تحدث الشرارات الكهربائية عندما يبعد المجال الكهربائي الشحنات عن بعضها.
23- فرق الجهد الكهربائي، والسعة الكهربائية
- تعمل كل من البطارية الكهربائية، والمواسع الكهربائي (capacitor) وفقا للمبدأ ذاته
- يوجد فرق في الجهد الكهربائي بين صفيحتي المواسع فقط، ولايوجد في الحيز المحصور بينهما
- تتدفق الشحنات عبر المواد العازلة كالزجاج
- تحديد شحنات الأجسام كأجسام موجبة أو سالبة هو عملية مطلقة
- (الشحنة = السعة×فرق الجهد) هو قانون أساسي له بعد مرتبط بالمفاهيم.
- شحن المواسع لا يتطلب بذل شغل.
- لعمل المواسع لابد من وجود قطعتين منفصلتين.
- المواسع يكون مشحونا بشحنة محصلة ( ليست صفرا)
- تعتمد سعة المواسع على كمية الشحنة
- صفيحة المواسع الموجبة تحتوي على شحنات موجبة فقط
- تتدفق الشحنات عبر المواسع
24- دائرة التيار المستمر البسيطة
- تُستهلك الشحنة في المقاومات.
- تتحرك الالكترونات بسرعات كبيرة (مقاربة لسرعة الضوء) عبر الدوائر الكهربائية
- تتباطأ حركة الشحنات عندما تعبر خلال مقاومة كهربائية.
- التيار الكهربائي هو ذاته الجهد الكهربائي.
- لا يمر تيار بين قطبي البطارية.
- كلما كبر الوعاء كبرت مقاومته.
- لا يستوجب مرور التيار في الدوائر الكهربائية وجود مسارات مغلقة.
- يستهلك التيار عندما يتدفق عبر الدائرة.
- الأجسام الموصلة لا تقاوم مرور التيار.
- المقاومة المكافئة لمجموعة مقاومات موصولة على التوازي أكبر من أكبر مقاومة في المجموعة.
- التيار هو شحنة فائضة
- مصدر الشحنات المتدفقة في الدوائر الكهربائية هو البطارية الكهربائية
- كلما كبرت البطارية زاد الجهد الكهربائي.
- القدرة والطاقة مفهومان مترادفان
- تولّد البطاريات الطاقة من العدم.
25- المجالات الكهربائية
- القطبان المغناطيسيان الشمالي والجنوبي مماثلان لشحنتين موجبة وسالبة.
- خطوط المجال المغناطيسي تبدأ بقطب وتنتهي بالآخر.
- يمكن عزل الأقطاب المغناطيسية عن بعضها. (يمكن وجود قطب مغناطيسي مفرد)
- التدفق مماثل لخطوط المجال.
- التدفق هو فعليا مرور (أو تدفق) خطوط المجال
- المجالات المغناطيسية مماثلة للمجالات الكهربائية.
- يمكن للشحنات الساكنة أن تتأثر بالقوى المغناطيسية
- المجالات المغناطيسية الناتجة عن المغناطيسات لا تنشأ عن حركة الشحنات.
- المجالات المغناطيسية ليست ثلاثية الأبعاد
- خطوط المجال المغناطيسي هي التي تثبتنا على سطح الأرض
- عندما تطلق الشحنات فإنها تتحرك نحو أقطاب المغناطيس
26- الحث الكهرومغناطيسي
- لا يستلزم توليد الكهرباء بذل أي شغل
- عند توليد الكهرباء فإنه يمكن تحريك المغناطيس وحسب.
- يمكن توليد جهد كهربائي حثي في الدوائر المغلقة فقط.
- التدفق المغناطيسي، وليس التغير في التدفق المغناطيسي، هو المسؤول عن تولد قوة دافعة كهربائية حثية.
- لابد لجميع المجالات الكهربائية أن تبدأ بشحنة موجبة وتنتهي بشحنة سالبة
- الماء الموجود في السدود ينتج الكهرباء
27- التيار المتردد
- تتحرك الشحنات في الدائرة الكهربائية المترددة، بحيث تقطعها حتى نهايتها ذهابا، ثم تقطعها حتى نهايتها إيابا.
- يكون الجهد والتيار في الدوائر المترددة ثابتين كما هو الحال في دوائر التيار المستمر
- لا يحدث فقد للطاقة في المحولات
- المحول الرافع يعطي كناتج أكثر مما يأخذ كمدخل.
- يمكن استخدام المحولات لتغيير الجهود المستمرة
- شركات الكهرباء تزود المنازل بالالكترونات لتسيير التيار الكهربائي المنزلي
28- الطبيعة المزدوجة الجسيمية الموجية
- طبيعة الضوء إما موجية، وإما جسيمية، وليس الاثنتين معا
- يمكن أن تكون طبيعة الضوء جسيمية في وقت ما وموجية في وقت آخر.
- لا يمكن أن تكون للجسيمات طبيعة موجية
- لا يمكن أن تكون للموجات طبيعة جسيمية
- يمكن تحديد موقع الجسم بدقة متناهية دائما.
- الفوتون هو جسيم يحصر بداخله موجة
- الفوتونات ذات الترددات الأعلى أكبر من الفوتونات ذات الترددات الأقل.
- جميع الفوتونات متساوية في طاقتها.
- الشدة العالية تعني أن سعة الاهتزاز للفوتون أكبر
- مبدأ اللاحتمية ناتج عن محدودية أجهزة القياس.
- أشعة الليزر مرئية دائما
- أحيانا يكون لك طبيعة موجية، وأحيانا لا يكون لك طبيعة موجية
29- نماذج الذرة
- يوجد نموذج واحد صحيح للذرة
- تدور الالكترونات حول أنوية الذرات كما تدور الكواكب حول الشمس
- الغيمة الالكترونية هي صورة للمدار
- يمكن للالكترونات أن تتواجد في أي مدار ترغب فيه
- ذرة الهيدروجين ذرة نموذجية.
- تصف الدالة الموجية (wave function) مسار الالكترون.
- الالكترونات أكبر من البروتونات
- الالكترونات والبروتونات هي الجسيمات الأساسية الوحيدة.
- لدى الفيزيائيون الحاليون النموذج الصحيح للذرة.
- يمكن للذرات أن تختفي (تضمحل).