يطلق مصطلح «التحليل الطيفي-Spectroscopy» على دراسة الأطياف الضوئية الناتجة عن إصدار المواد للضوء أو تفاعلها معه. ورغم استخدامه في مختلف العلوم والدراسات، إلا أن دوره في الفلك يكاد يكون جوهريًا. فهو أداة رئيسة يعتمد عليها الفلكيون لمعرفة مكونات النجوم والكواكب التي تبعد عنا مليارات السنوات. فكيف يمكن ذلك؟ [1]

لفهم آلية التحليل الطيفي، لا بد من التعرف على الطيف وبعض الفيزياء أولًا.

بدايةً، ما هو الطيف؟

من المحتمل أنك رأيت «طيفًا ضوئيًا-spectrum» ولو لمرة في حياتك، فظاهرة قوس قزح، أي تحلل ضوء الشمس إلى مكوناته اللونية المختلفة نتيجة مروره في قطرات المطر، هي شكل من أشكال الطيف. أما التعريف الدقيق له، فهو أي مخطط بياني أو غرافيكي يوضح مكونات الأشعة الضوئية بحسب تدرج طاقاتها. لذلك، يمكن القول أن ألوان قوس قزح المختلفة هي الطريقة التي يدرك فيها دماغنا اختلاف طاقات الضوء التي استقبلتها أعيننا. [1]
لكن ألوان قوس قزح (الضوء المرئي) لا تشكل سوى جزء صغير من مكونات الطيف الكهرطيسي. حيث أن للأشعة الكهرطيسية طيف واسع يغطي جميع طاقاتها، بدءًا من أمواج الراديو الأقل طاقة، مرورًا بالأمواج الميكروية، وتحت الحمراء، والضوء المرئي، وفوق البنفسجية، إلى الأشعة السينية وأشعة غاما عالية الطاقة. [2]
كما يوضح المخطط التالي الطيف الكهرطيسي:

الطيف المميز للمواد

يتفاعل كل عنصر في الجدول الدوري مع الضوء بشكلٍ مختلف، ويصدر في شكله الغازي ضوءًا مميزًا أيضًا. أي أن الطيف الضوئي المنبعث أو المنعكس عن الهيدروجين يختلف عن طيف النيتروجين وغيره من العناصر. لذلك، يمتلك كل عنصر بصمة لونية مختلفة يعود تفسيرها إلى «التأثير الكهرضوئي-Photoelectric effect». [1]

التأثير الكهرضوئي

توجد الإلكترونات في الذرة في «مستويات طاقية-Energy levels» محددة، ولا يمكنها الوجود خارجها. حيث توجد الإلكترونات الأعلى طاقةً في المدارات الأقرب إلى النواة، فيما تقل الطاقة بالابتعاد عنها. ولكي ينتقل إلكترون نزولًا إلى مدار أعلى طاقةً، يجب أن يزيد طاقته مقدارًا محددًا، يحصل عليه عن طريق امتصاص الضوء. والعكس صحيح، يصدر الإلكترون ضوءًا عند انتقاله إلى مستوى أخفض.
تختلف طاقة المستويات السابقة بحسب العنصر الكيميائي. وبالتالي، يمكن لكل عنصر أن يمتص طاقات محددة فقط من الضوء (ألوان)، أو يصدرها، بحسب اختلاف مستوياته الطاقية.
كما نميز نوعين من الأطياف لكل مادة، «طيف الامتصاص-Absorbtion spectrum»، و«طيف الانبعاث-Emission spectrum»: [1]

طيف الامتصاص

للحصول على طيف الامتصاص لعينة مادية ما، تُعرّض هذه العينة للضوء المنبعث من مصدر مستقل، ثم يُدرس الضوء المنعكس عن المادة ويحلل حسب أطواله الموجية. حيث تمثل الألوان الظاهرة في الطيف الأطوال الموجية التي لم تناسب طاقتها أيًا من مستويات الذرة، فلم تمتصها. أما الفراغات فتمثل الأطوال الموجية التي ناسبتها، فامتصتها الإلكترونات وانتقلت. [1]
كما يوضح المخطط التالي طيف الامتصاص لعناصر كيميائية مختلفة:

طيف الانبعاث

يُحصل على طيف الانبعاث لمادة ما بقياس الضوء المنبعث منها في حالتها الغازية. بحيث يصدر الغاز مرتفع درجة الحرارة ضوءًا أطواله الموجية تمثل الطاقة التي فقدتها إلكترونات المادة عند انتقالها إلى مستوى أخفض. [1]

آلية التحليل الطيفي، كيف نحصل على أطياف المواد؟

يعتمد التحليل الطيفي على أداة تسمى «المطياف-Spectrograph»، تقوم بتحليل طيف الضوء للمواد إلى أطواله الموجية المختلفة، بشكل مشابه للموشور الذي يفصل ضوء الشمس إلى ألوان الطيف.
عادةً ما يلجأ العلماء لتسجيل الطيف المميز لكل مادة، وينشؤون قاعدة بيانات بالأطياف المختلفة. كما يمكن الاعتماد لاحقًا على البيانات السابقة لمعرفة مكونات الأجسام البعيدة عن الأرض، كالنجوم مثلًا، عن طريق مقارنة طيف النجم مع الأطياف الموجودة. [1]

آلية عمل المطياف، أداة التحليل الطيفي

يمكن تمييز ثلاث مراحل أساسية لعمل المطياف:
أولًا، يمر الضوء القادم من التلسكوب عبر فتحة صغيرة في صفيحة معدنية، وذلك لعزل الضوء القادم من جسم فلكي محدد عن محيطه.
ثانيًا يمر الضوء في حجرة يرتد فيها عن حواجز شبكية محددة، تقوم بفصل الضوء إلى أطواله الموجية بطريقة مشابهة للموشور. 
ثالثًا، تقوم المستشعرات، كالمستخدمة في الكاميرات الرقمية، بتسجيل الأطوال الموجية السابقة وتشكيل الصورة النهائية ثنائية الأبعاد. [1]
فيما بعد، يمكن تحويل الصورة ثنائية الأبعاد إلى مخطط أحادي الأبعاد لتسهيل دراسته واستخلاص المعلومات. [3]

تطبيقات التحليل الطيفي

عادةً ما يستخدم التحليل الطيفي في الكيمياء التحليلة والفيزيائية لتحديد كميات المواد الموجودة في عينة ما. أما علم الفلك فيعتمد عليها بشكل أكبر لاسيما في تحديد صفات الأجسام الفلكية البعيدة. على سبيل المثال، تفيد دراسة «الخطوط الطيفية-Spectral lines» في التمثيل أحادي الأبعاد للضوء القادم من نجم ما في تحديد مكونات النجم، ودرجة حرارته، وكثافته، ومجاله المغناطيسي.
أما إذا انزاحت الخطوط ذهابًا وإيابًا في الصور المختلفة، أي انزاحت إلى الأحمر تارةً ثم الأزرق تارةً، يستنتج العلماء أن النجم يدور حول نجم آخر اعتمادًا على «تأثير دوبلر-Doppler effect». حيث ينص تأثير دوبلر على أن طيف الأجسام المبتعدة عنا ينزاح نحو الأحمر، فيما ينزاح نحو الأزرق عند اقترابها. كما يمكن التعرف على المواد المحيطة بالثقوب السوداء والنجوم النيوترونية، بما أنها تكون مرتفعة الحرارة وتصدر ضوءًا نتيجة سقوطها في النجم بسرعة. [2]
 
ففي حين تخبرنا صور المجرات عن شكلها، يخبرنا التحليل الطيفي عن ماهيتها.

المصادر:

1. Hubble Space Telescope
2. NASA
3. Swinburne university COSMOS

كيف أصبحت معادلات جيمس ماكسويل أعظم معادلات في التاريخ؟

اشتهر الفيزيائي “جيمس كلارك ماكسويل” بصياغته لأربع معادلات مميزة تجمع بين القوة الكهربية والقوة المغناطيسية. وقد فازت معادلاته بلقب “أعظم معادلات في التاريخ” من خلال استفتاء أُجري عام 2004. وقد شارك فيه الكثير من علماء الفيزياء حول العالم. تعرف معنا من خلال هذا المقال على قصة أعظم معادلات في التاريخ.

أعظم المعادلات في التاريخ (ما بين الكهربية والمغناطيسية)

كان قد ركب العالم الفرنسي “جان باتيست بايو”، الذي كان ضليعًا في عدد من العلوم، منطادًا عام 1804م، ليقيس الحقل المغناطيسي للأرض على ارتفاع 4 آلاف متر. أما “فيليكس سافار” فكان طبيبًا لا يقصده الكثير من المرضى، فشغل وقته بدراسة آلة الكمان والظاهرة المغناطيسية. وقد أثمرت بحوثهما عن قانون (بايو-سافار) الذي ينص على:

“يولّد التيار الكهربائي المار في سلك معدني خطوط حقل مغناطيسي على شكل دوائر تقع مراكزها على طول ذلك السلك. وتتناسب شدة الحقل المغناطيس عكسًا مع مربع المسافة الفاصلة عنها”.

بذلك فقد كان خلاصة ما توصّل إليه علماء القرن التاسع عشر أنه يمكن تحويل التيار الكهربائي إلى حقل مغناطيسي والعكس أيضًا. وقد جاء “جيمس كلارك ماكسول” ليصرح بأن الظاهرتين ما هما إلا وجهان للشيء نفسه “وجهين لورقة واحدة”، ثم ظهر مسمى (الكهرومغناطيسية). كانت الكهرومغناطيسية فكرة ألمعية، لكنها كانت وصفًا أكثر من كونها تفسيرًا. فقد بيّنتْ كيفية عمل الأشياء دون أن تشرح سبب كونها على هذا النحو.

الكهرومغناطيسية في القرن العشرين

مع حلول القرن العشرين تم اكتشاف البنية الذرية للمادة. حيث علمنا أن الإلكترونات تدور حول نوى الذرات، كما تدور حول محاورها في الوقت ذاته (خاصية اسمها اللف spin). وأن الإلكترونات هي التي “تحمل” التيار الكهربائي أثناء حركتها في المعادن. إن الإلكترونات -بمعنىً ما- هي عبارة عن جسيمات أو حُبَيبات الكهرباء.

وكما أسلفنا فالكهرباء المتحركة تولّد قوى مغناطيسية. إذن أصبح واضحًا أن الإلكترونات المتحركة داخل الذرات تخلق حقولًا مغناطيسية حولها. ومعظم الإلكترونات توجد في الذرات مقترنة أزواجًا ذات سبين/لفّ متعاكس. لذا فإن الحقل المغناطيسي الذي يولده أحد إلكتروني زوج ما، يلغي الذي يولده شريكه.

ولكن إن كان في الذرة إلكترونات مفردة/ غير مقترنة (ذرة الحديد بها أربعة). إذن فإنها تخلق حقولًا تصطف بشكل متسق مع بعضها محولة الذرة إلى مغناطيس دقيق. وبذلك عندما نضع مادة كهذه في حقل مغناطيسي (أي مثلًا عندما نقرب مغناطيسًا من مسمار حديد) تصطف هذه الحقول متسقة مع الحقل الخارجي، ويحدث الانجذاب. وهذا يفسر أيضًا كيف يؤدي الطَّرْق المتكرّر أو التسخين فوق حرارة معينة إلى زوال التمغنط.

ولكن ماذا عن المواد الدايامغناطيسية (ذات المغناطيسية المغايرة)؟

هذه المواد ليس بها إلكترونات مفردة أو غير مقترنة، فلا يحدث فيها ما سبق. لكن بما أن الإلكترونات شحنات متحركة، فلها حقل مغناطيسي خاص بها. وبوجود حقل مغناطيسي خارجي، تغير هذه الإلكترونات قليلًا من مداراتها. فتولد حقلًا معاكسًا للحقل الخارجي (وفق قانون لنز Lenz)، دافعة هذه المادة بعيدًا عن المغناطيس.

 فاصل معجمي

في الفيزياء يوجد مصطلحان مهمان وهما، سُلَّمي scalar، وشعاعي أو مُوجّه vector. حيث يكون مقدار ما سُلّميًا حين يكون له كمية فقط، دون اتجاه. وعلى سبيل المثال، الكتلة والشحنة مقداران سُلّميان. حيث أن كتلة الإلكترون 9.10938356 × 10^-³¹ كيلوجرام، أما شحنته 1.60217662 ×10^-19 كولوم. وبذلك نتسنتج أنه ليس للكتلة أو الشحنة اتجاه. وفي نشرة الطقس يكفي رقم واحد للتعبير عن درجة الحرارة مثلًا 35 مئوية، إذًا أيضًا ليس للحرارة اتجاه.

من ناحية أخرى فإن المقدار الشعاعي هو ما كان له كمية واتجاه. ففي نشرة الطقس، لا يكفي أن تخبرك أن سرعة الريح 30 كم/ساعة. لكن ستقول مقدمة النشرة: “تهب ريح شمالية غربية سرعتها 30 كم/ساعة”.

إن الحقل المغناطيسي ما هو إلا حقل شعاعي، لذلك نكثر في هذه المقالات الحديث عن اتجاه الحقل، وتعاكس الحقول أو تجاذبها. إذًا فكم شدة حقلين مغناطيسيين قيمة كل واحد منهما 1 تسلا؟ نحتاج لمعرفة الاتجاه! حيث أن قوة الأشعة لا تجمع كما تجمع الأرقام العادية. فقد تكون شدة الحقلين السابقين معًا هي 0 أو ربما 1.83 تسلا.

دور جيمس ماكسويل

قال جيمس ماكسويل أن التيار الكهربائي يولد حقلًا مغناطيسيًا ينتشر مبتعدًا تدريجًيا عن السلك. وهذا الحقل المغناطيسي يولد بدوره حقلًا كهربائيًا ثانويًا. كما سيولد هذا الأخير حقلًا مغناطيسًا يولد حقلا كهربائيًا وهكذا شيئا فشيئا تنتشر الموجة. بذلك، حصل ماكسويل من معادلاته على قيمة قريبة جدًا من قيمة سرعة الضوء كما قاسها “فيزو” آنذاك.

“إذا كانت الموجات تنتشر بسرعة الضوء، فليس هذا مصادفة، بل لأن الضوء هو نفسه موجة كهرومغناطيسية”.

ماكسويل

كان هذا هو لب مفهوم الطبيعة الموجية للضوء وأساس معادلات جيمس ماكسويل. وبذلك نستنتج أن الضوء ليس كالصوت اهتزازًا ميكانيكيًَا لجزيئات الهواء. ولكنه اهتزاز ينتشر حتى في الفراغ، ودون الحاجة لفكرة الأثير. حيث أن الحقول الكهربائية والمغناطيسية تنتشر لتوليده.

كيف أصبحت معادلات ماكسويل أعظم معادلات في التاريخ؟

كان الفيزيائي الألماني “هاينريش هيرتز” الذي برهن على وجود هذه الحقول عمليًا في تشرين الأول/أكتوبر عام 1886م، وحدث ذلك بعد سبع سنوات من موت ماكسول. وكانت هذه هي الموجات الراديوية التي يلتقطها مذياعك (إن كنت لا تزال تملك واحدًا أو تستخدمه). يعمل الراديو عن طريق هوائيّ antenna مُرسِل وهوائيّ مستقبِل.

ثم بعد ذلك توالت الإنجازات العلمية، حيث استطاع العالم الإيطالي “ماركوني” اختراع جهاز التلجراف عام 1895م. وفي عام 1901م تحقق أول اتصال لاسلكي عبر المحيط الأطلنطي.

ليس الضوء المرئي والأمواج الراديوية وحدهما عبارة عن حقلين كهرومغناطيسيين. ولكن أمواج الميكروويف، والأشعة تحت الحمراء وفوق البنفسجية، والأشعة السينية (x ray) التي لا يستغني عنها الطب، وكذلك أشعة جاما. جميعها تنتمي إلى الطيف الكهرومغناطيسي.

أصبحت معادلات جيمس ماكسويل الأربع الشهيرة أعظم معادلات في تاريخ الفيزياء. حيث أن المعادلتين الأوليتين تصفان -كل على حدة، وبالترتيب- خصائص الحقل الكهربائي والحقل المغناطيسي. بالإضافة إلى ذلك فإن الثانية مثلًا تؤكد استحالة وجود أقطاب مغناطيسية مفردة (لن تجد مغناطيسًا له قطب شمالي فقط دون قطب جنوبي). وبالتالي فالمعادلتين الثالثة والرابعة تصفان التداخل بين الحقلين الكهربائي والمغناطيسي. إليك صورة توضح معادلات جيمس ماكسويل الأربع.

كانت أربع معادلات دقيقة أنيقة، جميلة عند بعضهم بما يكفي لكي يطبعها على قميصه أو كنزته. وعظيمة عند بعضهم كي يعدها أهم حدث في تاريخ الحضارة البشرية. قصة ملحمة ساهم في كتابتها أورستد وفاراداي وهرتز وسافار وبايو وأمبير. ولكن ماكسويل هو من أعطاها شكلها النهائي، حيث فازت معادلات جيمس ماكسويل النهائية بمنصب أعظم معادلات في التاريخ.

دور فاراداي في قصة أعظم معادلات في التاريخ

لقد سعى الإنسان على مر العصور لمحاولة فهم الكون والظواهر الطبيعية التي تحدث من حوله، وكان علم الفيزياء وعلم الرياضيات بمعادلاتهما المبهرة هما نتاج بحث الإنسان المستمر. وعلى الرغم من كثرة المعادلات التي استنتجها العلماء في هذين المجالين، فقد شكل بعضها نقطة تحول في تاريخ الفيزياء الحافل. تعرف معنا في هذا المقال على دور مايكل فاراداي في قصة أعظم معادلات في التاريخ. والتي استطاعت تغيير نظرة العلماء للكثير من الأحداث والظواهر في الكون.

فاراداي واكتشاف ظاهرة الحث المغناطيسي

“لا أزال أذكر بوضوح تام نهار ذلك اليوم البديع الذي رأيتُ فيه معادلات ماكسويل لأول مرة. لقد هالني ما كانت تشرحه تلك المعادلات وحجم المعرفة الهائل الذي تكتنزه. ثم أدركتُ ما قال به الفلاسفة والعلماء طويلًا عن سحر الرياضيات ورشاقتها وبراعتها في الإفصاح عن مكنونات الفيزياء. فقد كان ذلك اليوم وذلك اللقاء منعطفًا جذريًا في حياتي العلمية والمهنية. لقد اهتزّ كياني بأكمله لقوة وأناقة أربع معادلات في أربعة أسطر من رموز بسيطة، والتي استنبطتْ بل فجّرتْ كل ما في داخلي من حب للرياضيات وولع بالفيزياء”.

عالم الفيزياء “توني واتكنز”

كان هذا وصف عالم الفيزياء الشهير “توني واتكنز” لمعادلات جيمس كلارك ماكسويل الشهيرة، وقد صاغه وألقاه أثناء استفتاء اُجري عام 2004م قد سئل فيه علماء الفيزياء حول العالم عن مرشحهم الأمثل لمنصب أعظم المعادلات في التاريخ. والذي قد فازت به معادلات ماكسويل بجدارة.

ولد عالم الفيزياء الشهير “جيمس كلارك ماكسويل” في شهر حزيران\ يونيو عام 1831م. وبالرغم من وفاته صغيرًا في سن 48، إلا أنه قد ترك بصمته الخاصة في تاريخ الفيزياء. وقد أشاد بنظرياته الكثير من العلماء المشهورين مثل أينشتاين حيث قال

“إن تاريخ الفيزياء على رحباته لم يعرف إلا أربع أساطير: جاليليو ونيوتن وفاراداي وماكسويل”

أينشتاين

أما ريتشارد فاينمان فلم يبالغ حين عدًَ معادلات ماكسويل أسمى حدث في تاريخ البشرية منذ عشرة آلاف سنة!

وكان جيمس ماكسويل صاحب قصة أعظم معادلات في التاريخ يعتمد في دراساته على ما كان قد توصل إليه العالم الشهير “مايكل فاراداي”. وبذلك كان أينشتاين محقًا حين ذكر كلا العالمين على أنهما من أساطير علم الفيزياء. فلولا فاراداي، ما كان ماكسويل قد توصل إلى معادلاته الشهيرة. لذلك يجب علينا أولًا معرفة ما توصل إليه فاراداي حتى نستشف عظمة معادلات ماكسويل.

كيف وصل فاراداي لاكتشافاته المذهلة؟

بدأت مسيرة فاراداي قبل سنوات، لكن كان العام 1831م عامًا حافلًا بالإنجازات. حيث انطلق “تشارلز داروين” في رحلته الشهيرة على متن السفينة بيجل. وافتتح جسر لندن الشهير. بعد ذلك بدأت الولايات المتحدة الأمريكية في استخدام الحافلات العامة التي تجرها الخيول. وهو العام ذاته الذي ولد فيه عالمنا الشهير ماكسويل. وفي العام ذاته اكتشف مايكل فاراداي ظاهرة الحث المغناطيسي. إذ لاحظ فاراداي أنه يمكن توليد تيار كهربائي في ملف سلكي عن طريق تحريك مغناطيس داخل الملف، وكان ذلك بداية اكتشافاته العظيمة.

قبل ذلك، كان فاراداي يعيش في فقر مدقع منعه من إكمال تعليمه. وأجبره على العمل في أسوأ المهن للحصول على لقمة العيش. ولكنه استطاع استغلال عمله في طباعة وتجليد الكتب، وبدأ تعلم القراءة شيئًا فشيًا. بذلك أصبحت الكتب هي رفيقه الدائم خاصة كتاب “تطوير المهارات الذهنية” الذي ألفه آيزاك واط.

وفي غضون وقت قصير، استطاع فاراداي من خلال هذا الكتاب أن يتعلم كيف يشحذ قوته ويطور ذاته ويضيء ذهنه. وذلك من خلال ثلاثة توصيات وجدها في الكتاب، مكنته من تنمية ذكائه وشحذ مهاراته.

نصت هذه التوصيات على ما يلي:

1. حضور المحاضرات العلمية والثقافية.
2. أخذ الملاحظات عن كل ما تسمع وترى وتسجيلها بدقة.
3. تفاعل بشكل مستمر مع كل من له ميول واهتمامات تشبه اهتماماتك وميولك.        

كانت بداية فاراداي المعرفية عندما وقعت بين يديه نسخة من الموسوعة البريطانية طلب منه تجليدها. ووقع في سحر 127 صفحة تشرح شيئًا جديدًا أذهله وهو “الكهرباء”. بعد ذلك بدأ في دراستها بشكل جاد، وطبّق بعض التجارب التي وردت في تلك الصفحات. واستطاع بناء آلة يدوية لإنتاج شرارات كهربائية، وشعر أنه قد وجد طريقه.

اكتشافات هامة في علم الفيزياء

قبل ظهور فاراداي في عالم الفيزياء، كان العالم الدنماركي “هانز أورستد” قد اكتشف أن التيار الكهربائي المار في سلك يؤثر على إبرة البوصلة المغناطيسية الموضوعة بجانبه. واستنتج هانز أن هناك قوة تشبه القوة المغناطيسية في خصائصها تولدت مع مرور التيار الكهربي في السلك.

كما اكتشف العالم “أندريه ماري أمبير” قبل اكتشاف أورستد أن التيار المار في سلك حلزوني يستطيع جذب برادة الحديد. واكتشف العالم “شارل كولوم” أن هناك تشابهًا في صفات كل من القوة المغناطيسية والكهربائية. حيث أن شدة كلا القوتين تتناسب تناسبًا عكسيًا مع مربع المسافة الفاصلة بينها وبين آلة القياس. (فمثلًا إذا زادت المسافة الفاصلة بين مغناطيس ومسمار حديد ثلاث مرات. فإن قوة جذب المغناطيس للمسمار تقل بتسع مرات). 

وكانت البداية قبلهم جميعًا مع العالم الألماني “أوتو فون جيريك” حين لاحظ أن لكلا القوتين قطبية معلومة تتمتع بها. مثل ظاهرتي التجاذب والتنافر (الموجب والسالب في الكهرباء، الشمالي والجنوبي في المغانط).

وبجمع هذه الحقائق معًا وإجراء بعض التجارب مع التمتع ببصيرة نافذة. توصل فاراداي إلى فرضية توضح وجوب كون القوتين الكهربائية والمغناطيسية قوتين متبادلتين. حيث استطاع التأكيد على اكتشاف أمبير لحقيقة تصرف الكهرباء كمغناطيس، أي قدرتها على توليد مجال مغناطيسي. وفكر في إمكانية استخدام المغانط لتوليد الكهرباء. وقد صاغ فرضيته في بضع جمل بسيطة ليستطيع الناس البسطاء أمثاله -كما قال- فهمها وهي:

• تتولد القوة المغناطيسية كلما تغير التيار الكهربي.

• تزداد كمية الكهرباء المتولدة كلما زادت سرعة تغير القوة المغناطيسية.

وخرج على الملأ معلنًا نتائجه باستخدام قرص نحاسي ينتج تيارًا كهربائًا عندما يدور بين قطبي مغناطيس دائم. وكانت هذه الاكتشافات هي الدور الذي لعبه فاراداي في قصة أعظم معادلات في التاريخ.

غالبًا ما نتمنى نحن البشر عند لحظات الألم الجسدي أو النفسي الشديدين لو أن لدينا القدرة على فقدان الشعور! هل تخيلت الفكرة؟ حياة كاملة بلا أي شعور بالألم أو الحزن، هل ستكون حياتنا أفضل بلا شعور؟ ولماذا توجد المشاعر عند الإنسان؟

أغلب البشر لا يستطيعون العيش بدون مشاعر، حيث أن وجود المشاعر ضروري جدًا لأنها تنقذنا من الوقوع في ظروف خطيرة أو مؤلمة. لذلك فإن العواطف جزءًا لا يتجزأ من حياتنا، فهي تساعد على تنظيم الجسم وتحافظ على بقائنا أحياء، كما أنها ضرورية للمواقف الاجتماعية. لا سيما أن البشر لا يستطيعون العيش بمفردهم مدى الحياة.

لماذا وجدت المشاعر؟ وكيف يترجم دماغنا تركيبة المشاعر الغريبة؟

كيف تنقذنا المشاعر من الأمراض الجسدية؟

هل تساءلت يومًا عن تفسير شعورك بالألم الشديد في أحد أعضاء جسمك؟ إنها أحد أهم وظائف المشاعر. عندما تشعر بألم في معدتك يرسل الجسم إشارات إلى الدماغ ويحثه على اتخاذ ردة فعل تجاه هذا الألم. وهذا ما يسمى الفحص التلقائي لحالة الجسم الداخلية حيث أن ردة الفعل تحقق استجابة جيدة للجسم.

هناك خيار آخر، إذا واجهت نفس الحالة الصعبة ولم تحدث عملية الفحص التلقائي، بالتالي فإن دماغك لم يستجب لإشارات الجسم، قد يؤدي هذا إلى مضاعفات خطيرة، ومنها موت الجسم، إذًا هذا هو الغرض الأساسي الجسدي والتنظيمي للنظام العاطفي.

كما أن الإدراك يجعل الدماغ يفعل شيئين مختلفين أحدهما هو تعيين المعلومات، والآخر هو تلقي معلومات متعددة من عدة مدخلات حسية من أجسامنا وأيضًا من المساهمات الخارجية.

في الوقت نفسه، تحتاج إلى تحديد كل هذه المعلومات ومعالجتها وتسجيلها في الدماغ. وفي حال حدوث هذه الحالة في المستقبل؛ يتفاعل معها الجسم بشكل أسرع، كما أن الدماغ يحاول فهم ما حدث ويحاول ملأ الفجوة طوال الوقت. [1]

ما هي قيمة ودور العواطف؟

إن دور العواطف  أساسي جدًا، خصوصًا فيما يتعلق بعملية استدلال المخ على مواضع الألم. كتب طبيب الأعصاب أنطونيو داماسيو في عام 1994 كتابًا مثيرًا للاهتمام للغاية يسمى «خطأ ديكارت-the Descartes’ Error» الذي قدم فيه فرضية «العلامات الجسدية – Somatic marker hypothesis».

الأمر بسيط للغاية، يحاول الدماغ طوال الوقت تصنيف المعلومات التي يتلقاها على أنها تصنيف إيجابي أو سلبي أو نوع آخر من الفئات. كما يتم تسجيله في ذاكرة الدماغ من أجل الاستجابة بسرعة لموقف مثل هذا في المستقبل. لذلك يمكن للجسم أن يتذكر التجارب الجيدة والسيئة في الوقت نفسه. أتاحت البنية العاطفية ملء الفراغ لتركيز الانتباه أو لإجراء تقييم أو إعادة توليد للموقف. حتى أن التوقعات النفسية  يمكن أن تولد تقييمًا لتأثيرات معينة، أو حتى إدارة أهداف الجسم.

كيف يختلف تأثير المشاعر على الأشخاص باختلاف الأعمار؟

فحص الباحثون آثار العمر وطريقة الاستجابة والعاطفة المحددة على معرفة السعادة والحزن والغضب والخوف لدى 45 طفلاً في سن ما قبل دخول المدرسة تتراوح أعمارهم بين 26-54 شهرًا. تم وضع مقياس يتضمن الدمى لجذب انتباه الأشخاص، ولتضمين التقييم في التفاعل الاجتماعي المستمر.

أشارت النتائج باستخدام هذا المقياس إلى أن:

1. الأشخاص الأكبر سنًا قاموا بتسمية التعبيرات العاطفية والتعرف عليها بشكل أفضل من الأشخاص الأصغر سنًا.
2. القدرة على التعرف على التعبيرات العاطفية كانت أكبر من القدرة على تسميتها، وخاصة تعبير الخوف.
3. كانت القدرة على التعرف على المشاعر السعيدة أكبر من القدرة على التعرف على المشاعر السلبية (أي الحزن والغضب والخوف)، في حين أن تسمية التعبير السعيد تفوق المشاعر الخاصة بتعبيرات الغضب أو الخوف.
4. تجاوزت القدرة على التعرف على التعبيرات الحزينة وتسميتها قدرات التعرف على تعبيرات الغضب أو الخوف
5. كان من الأسهل تفسير المواقف السعيدة والحزينة، كما ارتكب بعض الأشخاص أخطاء معينة لمشاعر معينة. [2]

كيف ساعدت المشاعر البشر على البقاء؟

ساعدت المشاعر أسلافنا من البشر الأوائل على النجاة بأنفسهم في الغابة، حيث أنهم كانوا بحاجة المشاعر لاتخاذ رد الفعل الصحيح ضد المخاطر التي واجهتهم حينها.

كما أن العواطف تساعدنا على اتخاذ القرارات والتخطيط للمستقبل. تناول كتاب “خطأ ديكارت” قصة مريض تمت إزالة الجزء التالف من الفص الأمامي لدماغه. حيث لاحظ الطبيب ضعف في قدراته الاجتماعية، على الرغم من أن قدرته على الحساب والفهم كانت جيدة، بل يمكن القول أنها ممتازة.

إلا أن الطبيب لاحظ في الوقت الذي قضاه مع المريض أنه لا يظهر أي نوع من العواطف، كما أقرّ المريض أن جميع الأشياء التي كانت تثير عاطفته توقفت عن فعل ذلك بعد إجراء العمل الجراحي، مما أضعف قدرته على اتخاذ القرار.

بدون المشاعر لن نكون قادرين إلى التوصل لحلول أو قرارات نهائية. ربما يكون البكاء نهاية لموجة حزن كبيرة، والغضب بداية إزاحة حمل عن كاهلك. كما أن كل أهدافنا التي نريد تحقيقها بحاجة لدافع أو قيمة مرتبطة بها، وبدون المشاعر ستضيع هذه القيمة.

لذلك علينا الاهتمام بفهم مشاعرنا، لأنها تعكس قيمنا الداخلية، واحتياجاتنا الفردية. كما أننا بفهم عواطفنا بإمكاننا تغيير سلوكنا وتوجيهه نحو الأفضل.

المصادر:

1. coursera
2. Child Study Journal

اعتُقِد قديماً أنّ الأرض تطفو على الماء كسفينة عائمة، وأنّ الزلازل تحدث نتيجة الأمواج المتلاطمة على سطح البحر. وفي الأساطير اليونانية، كان «بوسايدن-Poseidon» -إله الزلازل والبحر- إذا غضب على الناس، يحرّك قاع البحر فيحدث الزلزال. [1] فما هي الزلازل؟ وكيف تحدث؟ تابعوا معنا المقال التالي

ممّ تتكوّن الأرض وما طبقاتها؟

عندما تكوّنت الأرض باندماج مجموعة كبيرة من الكتل المادّية؛ تولّدت حرارة عالية بفعل هذا الاندماج. ومع مرور الزمن، بردت الأرض ببطءٍ وغاصت الموادّ الأثقل إلى المركز، وارتفعت الموادّ الأخفّ إلى الأعلى.

تتكون طبقات الأرض من «النواة الداخلية-Inner Core» نصف قطرها 1290 كم تقريبًا، وهي صلبةٌ تتكوّن من معادن ثقيلة كالنيكل والحديد.

ثم «النواة الخارجية-Outer Core» وسماكتها 2200 كم تقريبًا، وهي سائلة القوام. ثم «الوشاح-Mantle» وسماكته 2900 كم تقريبًا. وننتهي بـ«القشرة-Crust» وتتراوح سماكتها بين 5 و40 كم، وتتكوّن من موادّ خفيفة كالبازلت والغرانيت، وهي التي نحيا فوقها.

وتبلغ حرارة النواة 2500 درجة مئوية تقريبًا، وضغطها حوالي 4 مليون ضغط جوّي، وكثافتها 13.5 طن/متر مكعّب. [2]

دورة كتلة الأرض

تتطوّر «تيّارات الحمل الحراريّ-Convection Currents» في الوشاح اللّزج بسبب ارتفاع الحرارة وتدرّجات الضغط بين القشرة والنواة؛ كالتدفّق الحراريّ للماء عند تسخينه. وتُستمدّ الطاقة اللازمة لهذه العملية من الحرارة الناتجة عن التحلّل المستمر للعناصر المشعّة في صخور باطن الأرض. تؤدّي هذه التيارات إلى دوران كتلة الأرض؛ إذ تخرج الحمم المنصهرة إلى السطح وتبرد لتصبح صخورًا. تذوب الكتلة المُمتصّة بفعل الحرارة والضغط المرتفعَين وتصبح جزءًا من الوشاح لتخرج ثانيةً من مكانٍ آخر يومًا ما. يحدث العديد من هذه الدورات المحلّية في مناطق مختلفة تحت سطح الأرض؛ ويؤدّي ذلك إلى خضوع أجزاءٍ مختلفة من الأرض لحركات باتّجاهات مختلفة. [2]

حركة الصفائح التكتونيّة

تؤدّي التدفّقات الحرارية لمادة الوشاح إلى انزلاق القشرة وجزءٍ منه على النواة الخارجية الحارّة المنصهرة. يحدث هذا الانزلاق في قطعٍ معروفة باسم «الصفائح التكتونيّة-Tectonic Plates». يتكوّن سطح الأرض من 7 صفائح تكتونية كبيرة وعدّة صفائح أصغر. تتحرّك هذه الصفائح باتّجاهات وسرعات مختلفة عن مجاوراتها. عندما تكون الصفيحة الأماميّة أبطأ، تأتي الصفيحة الخلفيّة وتصدمها فتتشكّل الجبال. وعندما تتحرّك صفيحتان بعيدًا عن بعضهما تتشكّل «الصدوع-Rifts». وفي حالةٍ أخرى، تنزلق صفيحتان بمحاذاة بعضهما في الاتّجاه ذاته أو في اتّجاهَين متعاكسَين. تُسمّى هذه الأنواع الثلاثة من التفاعلات بين الصفائح الحدود المتقاربة والحدود المتباعدة والحدود التحويليّة. تختلف الحركة النسبية لحدود الصفائح وتتراوح بين 2 سم وعشرات السنتمترات سنويًّا. [2]

كيف تحدث الزلازل؟

• تفسّر «نظريّة الارتداد المرن-Elastic Rebound Theory» حدوث الزلازل كالتالي:
• تتكون الصفائح التكتونية من مادة صخرية مرنة وهشّة، وهكذا تُخزّن «طاقة التشوّه المرن-Elastic Strain Energy» فيها أثناء التشوهات النسبية الناتجة عن حركات الصفائح العملاقة. وعندما تصل الصخور على طول السطح البينيّ للصفائح إلى مقاومتها القصوى، فإنّها تنكسر وتحدث حركة مفاجئة هنالك. ينزلق السطح بين الصفائح حيث حدثت الحركة والمسمى «الفالق-Fault» فجأةً ويطلق طاقة التشوّه المرن الكبيرة المخزّنة في الصخور.
• يتسبّب الانزلاق المفاجئ عند الفالق بحدوث «الزلزال-Earthquake»، إذ تهتزّ الأرض بشدّة وتنتشر أثناءَه طاقة التشوه المرن الكبيرة على هيئة «موجات زلزالية-Seismic Waves» تنتقل خلال جسم الأرض وعلى سطحها. وبعد انتهاء الزلزال، تبدأ عملية تراكم التشوهات عند السطح المعدل بين الصفائح مجدّدًا. وغالبًا ما يصل طول الفالق إلى عشرات الكيلومترات عند الزلازل الشديدة. [2]
• يُسمّى مصدر الزلزال «البؤرة-Focus»، وهو الموضع الدقيق داخل الأرض الّذي تتولّد منه الموجات الزلزالية. أمّا «المركز السطحيّ للزلزال-Epicenter» فهو النقطة من سطح الأرض والموجودة مباشرةً فوق البؤرة. [3]

أنواع الزلازل والفوالق

تحدث معظم الزلازل على طول الحدود بين الصفائح التكتونية وتسمى «زلازل بين الصفائح-Inter Plate Earthquakes». تحدث بعض الزلازل أيضًا داخل الصفيحة بعيدًا عن حدودها ويطلق عليها اسم «زلازل داخل الصفائح-Intra Plate Earthquakes» وفي هذه الحالة تنكسر الصفيحة التكتونية. وفي كِلا نوعَي الزلازل، يكون الانزلاق المتولّد عند الفالق على طول الاتّجاهَين الرأسيّ والأفقيّ وهو معروف باسم «Dip Slip» والاتّجاهات الجانبية ويعرف باسم «Strike Slip»، مع هيمنة أحدهما أحيانًا. [2] 

ما هي السيسمولوجيا؟

إنّ دراسة سلوك الموجات الزلزالية في الأرض تعرف باسم السيسمولوجيا أو «علم الزلازل-Seismology». [3] وهو علم قائم على دراسة أنواع الموجات الزلزالية، وكيفية تسجيل اهتزازات الزلازل.

المصادر

[1] Poseidon as a God of Earthquake in Roman Asia Minor
[2] What causes Earthquakes?
[3] Earthquakes: Causes and Measurements

في محاورة ليسيس (Lysis) يضع أفلاطون مسألة الصداقة في مرمى الجدل الفلسفي. تعودنا أن نفهم الصداقة على أنها الألفة التي تربط الكينونات الإنسانية ببعضها لأسباب وأهداف تبدو واضحة رغم تعدديتها وتبايناتها. غير أن أفلاطون وعلى لسان سقراط يفلسف الصداقة لدرجة أننا نبدأ في الشك بمعرفتنا حول أقدم أشكال التعارف والمصالحة بين إنسان وآخر.

يدعو هيبوثايلس سقراط إلى المناقشة  حينما كان الأخير في طريقه إلى قاعة المناقشات العامة. تبدأ المحاورة في اللحظة التي يسأل فيها سقراط هيبوثايلس عن الشخص المفضل لديه. في اللحظة الحرجة تلك يكشف كتاسيبوس عن علاقة هيبوثايلس وليسيس الفتى ويجد سقراط فرصته في البحث عن ماهية الصداقة.

فن الصداقة

يظهر في بداية المحاورة أن هيبوثايلس يكن الكثير من الحب لليسيس بينما الأخير ينفر منه. يبين سقراط أن حب هيبوثايلس ما هو إلا حبه لنفسه وأغانيه في تمجيد الحبيب ما هي إلا تكريمًا لنفسه. إن الصديق لا يمكن أن يكون مصدرًا للنفور لصديقه، وقد يشكل ذلك التعلق والثناء صدعًا بين الاثنين، الأول يمدح من تواضعه والأخير يزداد كبرياءًا.

يقترح سقراط لقاء ليسيس والحوار معه, فيلتقي به في معهد ساحة المصارعة في مهرجان هيرمايا.

المشترك بين الأصدقاء

قبل أن يبدأ حواره مع ليسيس يناقش مينيكسينوس في ما هو مشترك وغير مشترك بين الأصدقاء. يرى سقراط أن التباين بين الأصدقاء يكون في السن والمكانة الإجتماعية والجمال وأشياء أخرى كثيرة. في حين أنه لا يمكن أن يكون أحد الصديقين أغنى من الآخر؛ يمتلك الأصدقاء كل شيء مشتركًا.

ثالوث المعرفة والحرية والسعادة

يرى سقراط أن حب الوالدين لا يمكن أن يكون حقيقيًا إذا كان حبًا مشروطًا، فإذا كان الوالد يحب ولده من المفترض ألا يمنعه من القيام بما يحب. يبين ليسيس أن والديه يمنعانه من فعل الكثير من الأشياء. طالما أن الحب لا يمكن أن يتحقق في حالة العبد، يمضي سقراط إلى التحقيق من سبب عدم ثقة الوالدين بالأبناء فيما يخص القيام ببعض الأمور، يتحاجج ليسيس بأنه يُمنع من ركوب العربة والأمور التي يحبها لأنه لم يصل بعد إلى السن المناسب للقيام بهكذا أعمال. إلا أن سقراط يبين له بأن السبب وراء ذلك هو قلة المعرفة وليس صغر السن. إذ أن المعرفة هي أساس كل ألفة بين كينونة وأخرى.

الصداقة من طرف واحد

عندما نحب شخصًا ما, من منا يكون صديق الآخر, يبدو أن هذا الإشكال هو لغوي بالأساس غير أن سقراط يلقيه في الحقل المعرفي والأخلاقي. في البداية يعتقد كتاسيوس أن كلاهما صديقين, المحب والمحبوب, فيباغته سقراط بسؤال آخر, في حال كان المحبوب لا يحب المحب بل وقد يكرهه هل يمكنهما أن يكونا صديقين؟ يتنازل كتاسيوس عن رأيه بالنفي. ويبين سقراط أنه يتحتم أن يكون المحبوب صديقًا ذلك أنه في هذه الحالة سيكون العدو هو الصديق والصديق هو العدو.

الشبيه يجذب الشبيه

في البداية يقول سقراط بأن هذه السردية قد لا تكون صائبة، لأن الصداقة يمكنها أن تربط بين شخصين صالحين، لكنها لا تستطيع أن تجمع بين المؤدي والمؤدى. إذن فإن الأخيار يتشابهون ويجذبون بعضهم بعضًا في حين أن الأشرار لا يمكنهم أن ينسجموا في أي ظرف كان.

يستمر سقراط في التساؤل, هل يمكن أن يكون الأخيار هم الأصدقاء حقًا؟ يوافق ليسيس على ذلك. يبين سقراط أن الخير يكون كافيًا بنفسه، لأن الخير كلي، وبالتالي فالشخص الخيّر لا يحتاج إلى شخص آخر وبالتالي فالصداقة غير ممكنة في غياب الحاجة والمودة بين الطرفين.

الشبيه يجذب اللا شبيه

يقتبس سقراط من هيزيود أن الخزافين يتشاجرون مع الخزافين، الشعراء مع الشعراء والمتسولين مع المتسولين. وأن الفقراء يحتاجون الأغنياء والضعيف يحتاج مساعدة القوي وهكذا. فالصداقة إذن تكون بين الأنداد. يفحص سقراط هذا الدليل لينفي حدوث الصداقة بين الأضداد، ذلك أن العدو لا يكون صديق الصديق ولا العادل والظالم صديقين.

الذين يقفون في الوسط

استنتج سقراط أن الخيّر لا يمكنه أن يكون صديقًا للخيّر ذلك لأن الشخص الخيّر كافي بذاته, كذلك أن الخيّر لا يصادق الشرير ولا بإمكان شريرين أن يكونا صديقين. هل يعني ذلك أن الذي لا هو خيّر ولا شرير يمكنه أن يكون للخيّر صديقًا؟

يتقدم سقراط بمثال، الشخص السليم لا يمكن أن يحب أو يحتاج فن الطب، فذلك الشخص يكون خيرًا والطب بدوره يكون خيرًا، ووفقًا للقاعدة أعلاه لا يجتمع الخير مع الخير. المريض يحب/يحتاج الطب، المرض يكون شرًا والطب يكون خيرًا، والقاعدة تقول لا شيء يصادق الشرير أيضًا، ما المعضلة إذن؟

الجسم الإنساني لا يكون خيرًا ولا شريرًا، فهو يصادق الطبيب بحضور المرض/الشر فيه. إذن الصداقة ممكنة بين المحايد والخير بحضور ما هو أو يظهر أنه شر. غير أن سقراط يبدأ بالشك من جديد بخصوص هذه الصداقة.

الصداقة كمنفعة

يقدم سقراط طرحًا آخر ليخرج من المأزق. يتسائل سقراط إذا كانت الصداقة هي محض وسيلة لأجل الوصول إلى هدف ما. للصداقة سبب وهدف، فالمريض يصادق الطبيب بسبب المرض (الشر) ولأجل الصحة (الخير). كما يبين سقراط أن حتى الأشياء الخيرة كالصحة مثلًا هي بدورها لا تعد هدفًا نهائيًا، فهي لا تعدو أن تكون أوهامًا لأجل غايات أخرى حتى نصل إلى الهدف الذي لا هدف وراءه. بالتالي لا يمكن أن نطلق تسمية الصداقة على علاقة تنتهي مع الوصول إلى الهدف المرجو.

الصداقة والتجانس

يطرح سقراط هنا أن الصديقين يجب أن يمتلكا طبائع متشابهة، سوى في الروح أو الأخلاق أو الشكل. يوافق كل من ليسيس ومينيكسينوس على ذلك. فالتجانس يكون بين الخير والخير وكذلك بين الشرير والشرير. هنا يريد سقراط أن يجد فرقًا بين المتجانس والشبيه، فيصعب عليه ذلك، لأنه وفقًا لقاعدة التجانس، سيتجانس الشرير مع الشرير، وقلنا بأن الظالم لا يمكنه أن يكون صديقًا للظالم.

الصداقة غير ممكنة

ما وصل إليه أفلاطون في نهاية المحاورة غير واضح, فهو يقول لم نكتشف بعد من هو الصديق. لا الخيّر يكون صديقًأ للخيّر لأن الخيّر كافي بذاته، ولا الشرير يستيطع أن يصادق الشرير ولا الخير، كما تبين أن المحايد بدوره لا يستطيع أن يكون صديقًا للخير. بالتالي ترك سقراط السؤال مفتوحًا دون أن أية إجابة.

اقرأ أيضًا نظرية الشعر عند أفلاطون

ما هو الشد العضلي؟

الشد العضلي عبارة عن تقلصات مفاجئة لا إرادية تحدث في عضلات مختلفة. غالبًا ما تكون هذه الانقباضات مؤلمة ويمكن أن تؤثر على مجموعات العضلات المختلفة.[1]

أكثر العضلات إصابةً بالشد العضلي تلك الموجودة في الجزء الخلفي من أسفل ساقك وظهر فخذك وأمام فخذك. كما قد تعاني أيضًا من شد عضلي في جدار البطن، أو ‏ الذراع، أو اليدين، أو القدم. ‏ يمكن أن يوقظك الألم الشديد الناتج عن التقلصات والشد العضلي في الليل أو يجعل المشي صعبًا.[1]

يعد الألم المفاجئ الحاد، الذي يستمر من بضع ثوانٍ إلى 15 دقيقة، أكثر أعراض تقلصات العضلات شيوعًا. وفي بعض الحالات، يمكن أن يصاحب التشنج كتلة منتفخة من الأنسجة العضلية تحت الجلد.[1]

أسباب الشد العضلي

لتقلصات العضلات أسباب عديدة. تحدث بعض التشنجات نتيجة الإفراط في استخدام عضلاتك، وهو ما يحدث عادةً أثناء ممارسة الرياضة. يمكن أن تؤدي إصابات العضلات والجفاف – الجفاف هو الفقدان المفرط للسوائل في الجسم – أيضًا إلى حدوث تقلصات.[2]

قد يؤدي انخفاض مستويات أي من المعادن التي تساهم في وظيفة العضلات الصحية أيضًا إلى حدوث تقلصات عضلية، مثل الكالسيوم، والبوتاسيوم، والصوديوم والمغنيسيوم.

يمكن أن يتسبب انخفاض تدفق الدم إلى ساقيك وقدميك في حدوث تقلصات في تلك المناطق عند ممارسة الرياضة أو المشي أو المشاركة في الأنشطة البدنية.[2]

إذا كنت تعاني من الضعف أو الألم أو فقدان الإحساس، يمكن أن تكون هذه الأعراض علامات على اضطراب في الأعصاب. في بعض الحالات، يمكن أن تنشأ التقلصات عضلية نتيجة حالات مرضية أخرى، مثل:

1. انضغاط العصب الفقري، والذي يمكن أن يسبب تقلصات عضلية في ساقيك عند المشي أو الوقوف.
2. إدمان الكحول
3. الحمل
4. الفشل كلوي
5. قصور الغدة الدرقية
6. انخفاض وظيفة الغدة الدرقية

كلها يمكن أن تكون أحد أسباب التقلصات العضلية. في أحيان أخرى، يكون سبب تقلصات العضلات غير معروف.[2]

التشخيص

عادةً ما تكون تقلصات العضلات غير ضارة ولا تتطلب رعاية طبية. ومع ذلك، يجب عليك مراجعة الطبيب إذا كانت تقلصات العضلات شديدة ولا تتحسن مع تمارين الاستطالة، أو إذا استمرت لفترة طويلة. قد يكون استمرار التقلصات علامة على وجود حالة طبية أخرى مسببة لهذة التقلصات. [2]

لمعرفة سبب تقلصات العضلات، سيقوم الطبيب بإجراء فحص بدني وطرح بعض الأسئلة، مثل: ‏

• كم مرة تحدث تقلصات العضلات لديك؟ ‏
• ‏ ما هي العضلات التي تتأثر؟
• هل تأخذ أي أدوية؟ ‏هل تشرب الخمر؟
• ما هي عاداتك في ممارسة الرياضة؟
• ما مقدار السوائل التي تشربها يوميًا؟

قد تحتاج أيضًا إلى فحص الدم للتحقق من مستويات البوتاسيوم والكالسيوم في الدم، وكذلك وظائف الكلى والغدة الدرقية. يمكن للإناث أيضًا إجراء اختبار الحمل.[2]

قد تحتاج إلى إجراء تخطيط كهربية العضل (EMG). ويقيس اختبار تخطيط كهربية العضل نشاط العضلات ويتحقق من تشوهاتها. قد يكون التصوير بالرنين المغناطيسي – أداة تصوير تكوّن صورة للحبل الشوكي- اختبارًا مفيدًا أيضًا.[2]

العلاج

يمكن علاج تشنجات العضلات بوضع كمّادة ساخنة أو باردة على العضلات المؤلمة عند ظهور أول علامة للتشنج، لتخفيف آلام تقلصات العضلات. ويمكن استخدام قطعة قماش ساخنة، ووسادة التدفئة، وقطعة قماش باردة وثلج. [3]

قد تؤدي تمرينات الإستطالة للعضلات المصابة إلى تخفيف آلام تقلصات العضلات. على سبيل المثال، إذا كانت عضلات أسفل الساق الخلفية متشنجة، يمكنك سحب قدمك للأعلى بيدك لإطالة هذه العضلات.[3]

قد يساعدك تناول الأدوية المضادة للالتهابات إذا لم يتحسن الألم، مثل الإيبوبروفين أو ديكلوفيناك الصوديوم أو الباراسيتامول. [3]

ربما تؤدي تقلصات العضلات إلى مقاطعة نومك. إذا حدث ذلك، عليك بالتحدث إلى طبيبك بشأن وصفة مرخية للعضلات. يساعد مرخي العضلات على استرخاء عضلاتك وتهدئة التشنجات.[3]

يمكن أن يؤدي التحكم في السبب الكامن وراء تقلصات العضلات إلى تحسين الأعراض وتخفيف التشنجات. على سبيل المثال، إذا كانت مستويات الكالسيوم أو البوتاسيوم المنخفضة تؤدي إلى حدوث تقلصات، فقد يوصي الطبيب بمكملات فقط للتعامل مع المشكلة.[3]

5 نصائح لتجنب حدوث الشد العضلي

تعد أبسط طريقة لمنع تقلصات العضلات هي تجنب أو الحد من التمارين التي ترهق العضلات وتسبب التقلصات. ويمكنك أيضًا:[4]

1. القيام بتمارين الإطالة أو الإحماء قبل المشاركة في الرياضة والتمارين الرياضية حيث يمكن أن يؤدي تخطي الإحماء إلى إجهاد العضلات وإصابتها.
2. تجنب ممارسة الرياضة بعد الأكل مباشرة.
3. قلل من تناول الأطعمة والمشروبات التي تحتوي على مادة الكافيين، مثل القهوة والشوكولاتة.
4. تأكد من شرب كمية كافية من السوائل لتجنب الجفاف، حيث يفقد الجسم المزيد من الماء عند ممارسة النشاط البدني، لذا يجب الاهتمام بشرب السوائل عند ممارسة الرياضة.
5. زيادة تناول الكالسيوم والبوتاسيوم بشكل طبيعي عن طريق شرب الحليب وعصير البرتقال وتناول الموز، فهي مصادر طبيعية لتلك المعادن. ‏ ‏

المصادر:

1. medicinenet
2. Wiley online library
3. Mayoclinic
4. clevelandclinic

يعاني أكثر من نصف سكان الكرة الأرضية من «رائحة الفم الكريهة – Halitosis». وهي من أكثر الأسباب التي يأتي بها المرضى لطبيب الأسنان بحثًا عن حلٍّ لها لما تسببه من إحراج. ولأن العديد من الأمراض الباطنية والفم تظهر ضمنها عرض تغير رائحة الفم فوجب الالتفات لتلك المشكلة والبحث عن حلٍّ لها.[1]

ما هي رائحة الفم الكريهة؟

يتكون نَفس الإنسان من مواد شديدة التعقيد ذات روائح مختلفة قد تؤدي في بعض الحالات إلى رائحة كريهة. ويصاب كلا الجنسين بتلك المشكلة، وكذلك جميع الفئات العمرية.[2]
تتسبب الجراثيم وبقايا الطعام العالقة بتغير الرائحة الطبيعية للفم إلى رائحة غير مقبولة. وتأتي تلك المشكلة في أغلب الأحيان عندما يصاب الشخص بأمراض الفم كتسوس الأسنان أو التهاب اللوزتين وبنسبة بسيطة نتيجة للأمراض الباطنية كارتجاع المريء.

يحدث تغير نفس الإنسان إلى رائحة غير مقبولة نتيجة للمركبات المتطايرة التي تتكون منها رائحة الفم الكريهة وهي:

1. مركب الكبريت
2. والمركبات التي تحتوي على النيتروجين
3. والأمينيات
4. والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة
5. والكحوليات
6. والفينيل
7. والكيتونات
8. المركبات الأليفاتية والأروماتية.[3]

ويعتبر مركب الكبريت المتطاير المتسبب الرئيسي في تغيير رائحة الفم إلى الرائحة الكريهة، وتنتجه البكتيريا بصورة نشطة.[4]

الأسباب

يتكاسل الكثير منّا في تنظيف الفم بشكل يومي، وبالتالي يصبح ذلك عاملًا رئيسيًا في تحفيز البكتيريا لتنتج مركباتها ذات الرائحة الكريهة داخل الفم. فالفم له طبيعة خاصة بسبب ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة، ووجود أكثر من 500 نوع من البكتيريا داخله، منها «البكتيريا السالبة-Gram negative» و«البكتيريا اللا هوائية-Anaerobic bacteria»، وبقايا الطعام أو المركّبات العضوية التي تقوم البكتيريا بتحليلها مسببةً التسوس وأمراض اللثة ورائحة الفم الكريهة.[5]

نتيجة لإهمال تنظيف الأسنان، تتراكم «اللويحات السنّية-Dental plaque» على اللسان والأسنان فتنتج أمراض اللثة التي ترتبط بالرّوائح الكريهة.[6]

يظن معظم النّاس أن تسوس الأسنان يصاحبه الألم وتغير في لون الأسنان فقط. ولكن ممكن أن تكون رائحة الفم الكريهة ناتجة أيضًا عن إهمال علاج التسوسات القديمة، وذلك لأنها تتيح الفرصة لبقايا الطعام في البقاء داخل مكان آمن بعيد عن الفرشاة، لتقوم البكتيريا بتحليلها بعيدًا عن أي وسيلة تنظيف.[7]

يعتبر اللعاب من وسائل التنظيف الذاتي للفم لاحتوائه على الإنزيمات اللازمة لمحاربة البكتيريا وقدرته على غسل الفم بشكل مستمر. وعندما يصاب الشخص بجفاف الحلق سواء كان ذلك من آثار بعض الأدوية كمضادات الاكتئاب، أو عرض لأمراض باطنية، فهذا يؤثر سلبًا على صحة الفم ويعطي الفرصة للبكتيريا بأن تنتج المركبات الكبريتية المتطايرة.[7]

هناك أسباب أخرى لرائحة الفم الكريهة كسرطانات الفم، والأسنان التي تحتاج إلى علاج جذور والتي قد تتطور إلى تكوين الصديد، وإهمال تنظيف منطقة ما بين الأسنان، وعدم الاهتمام بتنظيف التركيبات مثل تقويم الأسنان والتييجان الخزفية منها والمعدنية، الثابتة منها والمتحركة. كل تلك العوامل تساعد بشكل أو بآخر في تغيير رائحة الفم للأسوأ.[8]

بالرغم من أن النسبة الأكبر لرائحة الفم الكريهة ناتجة عن أسباب ذات صلة مباشرة بإهمال تنظيف الفم والأسنان، ولكن قد يعاني أيضا مرضى الجهاز التنفسي مثل مرضى الجيوب الأنفية، والهضمي كارتجاع المريء، ومرضى الكبد والدم وأيضًا مرضى الغدد الصماء مثل مرضى السكري من تغير في رائحة الفم.[9]

حتى أن بعض الأطعمة كالثوم والبصل قد تتسبب برائحة فم كريهة، والمدخنين ومتعاطي الكحول، وأخيرًا بعض الأدوية العلاجية.[10]

الوقاية والعلاج

هناك اعتقاد شائع أن مضغ العلكة أو المضمضة يقضي على الرائحة الكريهة، ولكن ما تقوم به تلك الوسائل هو تغطية الرائحة ليس إلا.[11]
ينصح المتخصصون بتجنب الأسباب السابقة قدر الإمكان، فالمواظبة على تنظيف الأسنان بالفرشاة والخيط الطبي بشكل صحيح يغنيك عن الحرج الناتج عن رائحة الفم الكريهة. كما أن زيارة الطبيب بشكل دوري ستساعدك على التخلص من الأسباب الأخرى التي قد تغفل عنها كالتسوسات القديمة والجير المتراكم وجيوب اللثة. كما قد يساعدك الطبيب أيضًا في تشخيص انخفاض مستوى اللعاب كما ذكرنا أهميته في المحافظة على صحة الفم.[12]
أما إن كانت تلك الرائحة ناتجة عن مرض آخر أو أثر لدواءٍ ما، فقد يرشدك طبيب الأسنان لزيارة متخصصٍ آخر في مجال الأمراض الباطنية.[13]

المصادر:

1- Nachnani S. Oral malodor: Causes, assessment, and treatment. (26-28, 30-21;).Compend Contin Educ Dent. 2011;32:22–24. quiz 32, 34. [PubMed] [Google Scholar]

2- Hine KH. Halitosis. JADA. 1957;55:37–46. [PubMed] [Google Scholar]

3-Campisi G, Musciotto A, Di Fede O, Di Marco V, Craxi A. Halitosis: Could it be more than mere bad breath? Internal and emergency medicine. 2011;6:315–9. [PubMed] [Google Scholar]

4-Tangerman A, Winkel EG. Intra- and extra-oral halitosis: Finding of a new form of extra-oral blood-borne halitosis caused by dimethyl sulphide. Journal of clinical periodontology. 2007;34:748–55. [PubMed] [Google Scholar]

5-Miyazaki H, Sakao S, Katoh Y, Takehara T. Correlation between volatile sulphur compounds and certain oral health measurements in the general population. Journal of periodontology. 1995;66:679–84. [PubMed] [Google Scholar]

6-Takeuchi H, Machigashira M, Yamashita D, et al. The association of periodontal disease with oral malodour in a Japanese population. Oral diseases. 2010;16:702–6. [PubMed] [Google Scholar]

7-Koshimune S, Awano S, Gohara K, Kurihara E, Ansai T, Takehara T. Low salivary flow and volatile sulfur compounds in mouth air. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology. 2003;96:38–41. [PubMed] [Google Scholar]

8-Bornstein MM, Stocker BL, Seemann R, Burgin WB, Lussi A. Prevalence of halitosis in young male adults: A study in swiss army recruits comparing self-reported and clinical data. Journal of periodontology. 2009;80:24–31. [PubMed] [Google Scholar]

9-Steenberghe Dv. Breath malodor: A step by step approach. Copenhagen; London: Quintessence; 2004. [Google Scholar]

10-Cicek Y, Orbak R, Tezel A, Orbak Z, Erciyas K. Effect of tongue brushing on oral malodor in adolescents. Pediatrics international: Official journal of the Japan Pediatric Society. 2003;45:719–23. [PubMed] [Google Scholar]

11-Rosing CK, Gomes SC, Bassani DG, Oppermann RV. Effect of chewing gums on the production of volatile sulfur compounds (VSC) in vivo. Acta odontologica latinoamericana: AOL. 2009;22:11–14. [PubMed] [Google Scholar]

12-Kara C, Tezel A, Orbak R. Effect of oral hygiene instruction and scaling on oral malodour in a population of Turkish children with gingival inflammation. International journal of paediatric dentistry / the British Paedodontic Society [and] the International Association of Dentistry for Children. 2006;16:399–404. [PubMed] [Google Scholar]

13-Pryse-Phillips W. An olfactory reference syndrome. Acta psychiatrica Scandinavica. 1971;47:484–509. [PubMed] [Google Scholar]