منشأ فیزیک به عنوان یک علم دست کم به 2600 سال قبل یعنی هنگامی بر می گردد که فیلسوف کلاسیک یونانی ، فیثاغورس ، متوجه شد هماهنگی سازهای زهی تابع دستگاهی از قاعده های ریاضی است . این بصیرت انگیزه ای شد تا فیثاغورس به جست و جوی قانون های ریاضی ساده برای توصیف همۀ پدیده های طبیعی _ از حرکت ذره غباری شناور تا ساختار تمام عالم _ بپردازد . این اعتقاد به نظم ریاضی کیهان تا به امروز اصل راهنمای فیزیک باقی مانده است .
فیلسوفان یونانی ، افلاطون و ارسطو ، در حدود 400 سال پیش از میلاد عقیده های فیثاغورس را گسترش دادند . آنان در حرکت های دایره ای ستارگان نظم عظیمی را مشاهده کردند ، اما سیاره هایی که در آسمان در جهت معکوس حرکت می کردند یا «سیر قهقرایی » داشتند سردرگمشان می کرد . تا سال 1543 طول کشید تا دانشمند لهستانی ، نیکلاس کوپرنیک ، با قرار دادن خورشید به جای زمین در مرکز منظومۀ شمسی « هماهنگی » ریاضی را به عالم برگرداند . در اوایل سال های 1600 ، دانشمند آلمانی ، یوهانس کپلر ، متوجه شد که سیاره ها در مدار های دایره ای کامل حرکت نمی کنند ، بلکه هر یک از آن ها در مسیر خاگی (Oval) خمیده ای به نام بیضی حرکت می کنند . با این بصیرت کپلر مجموعه ای از قانون های ریاضی ساده را ابداع کرد که مدار ، سرعت ، و زمان دوران همۀ سیاره ها را به درستی توصیف می کرد .
در همین زمان ، فیزیکدان ایتالیایی ، گالیلئو گالیله ، و ریاضیدان فرانسوی ، رنه دکارت ، به مطالعۀ خود حرکت پرداختند . آن ها به طور جداگانه متوجه شدند مسیر حرکت آزاد هر جسم خطی راست است ، مگر این که اثر یا نیرویی بر آن وارد شود . این شناخت ، مبنای قانون های حرکتی است که فیزیکدان انگلیسی ، آیزاک نیوتون به وجود آورد .
در سال 1687 ، نیوتون کتاب اصول ( Principia ) را منتشر کرد که نقطۀ عطف و ، به نظر بسیاری از افراد ، مهمترین کتاب علمی نوشته شده تا امروز است . او در این کتاب سه قانون حرکت را تثبیت کرد : قانون لختی بیان می کند که در نبود نیروهای خارجی ، اندازۀ سرعت جسم و جهت حرکت آن ثابت می ماند . طبق قانون شتاب ثابت اگر نیرویی بر جسم وارد شود ، جسم در جهت این نیرو و متناسب با شدت آن شتاب می گیرد . قانون پایستگی تکانه بیان می کند که اگر نیرویی بر جسمی وارد شود ، جسم با نیرویی مساوی و در جهت مخالف آن واکنش نشان می دهد ( قانونی که شاید به صورت ` هر کنشی را واکنشی است مساوی و در جهت مخالف ` مشهور تر باشد .)
نیوتون در کتاب اصول «قانون گرانش عمومی » خود را نیز ارائه کرد . این نظریه ، با توجه به مشاهده های کپلر ، اظهار می دارد که اشیا یکدیگر را با نیرویی جذب می کنند که با جرمشان افزایش و با فاصلۀ میانشان کاهش می یابد .
عقیده های نیوتون مبنای مکانیک را تشکیل دادند که مربوط به اجسام متحرک و نیروهای وارد بر آن هاست . مکانیک نیز به نوبۀ خود مبنای فیزیک جدید شد .
در همان زمانی که فیزیکدانان پیشین حرکت را مطالعه می کردند ، به دنبال شناخت سرشت و رفتار فیزیکی ماده نیز بودند . مثلاً رابریت بویل (Robert Boyle) در سال های 1600 نشان داد که اگر گازی گرم شود ، اتم های آن تند تر حرکت می کنند و در نتیجه دما و فشار آن افزایش می یابد . این توضیح رفتار گاز ها بر حسب حرکت اتمی به نظریۀ جنبشی گاز ها معروف شد . این نظریه کاربرد جدید و قابل ملاحظه ای از مکانیک نیوتونی _ در سطح اتم ها به جای سیاره ها _ بود .
نظریۀ جنبشی بویل شامل این عقیده بود که گرما نوعی انرژی است . به زودی سایر شکل های انرژی مانند شیمیایی و الکتریکی نیز شناخته شدند . بعد ها معلوم شد که شکل های مختلف انرژی به یکدیگر تبدیل می شوند ، اما خود انرژی را نمی توان خلق یا نابود کرد . این اصل _ پایستگی انرژی _ اساس علم فیزیک شد .
در سال های 1700 ، بسیاری از دانشمندان از جمله دولت مرد و نویسنده و مخترع امریکایی ، بنجمین فرانکلین (Benjamin Franklin ) ، فیزیکدان ایتالیایی ، آلساندرو ولتا (Allesandro Volta ) ، به کاوش دربارۀ ویژگی ها و قانون های حاکم بر الکتریسیته پرداختند . آن ها بار الکتریکی مثبت و منفی را کشف کردند و متوجه شدند که فلز ها رسانا های خوبی هستند (یعنی بار الکتریکی از آن ها آزادانه می گذرد .)
این اکتشافات باعث شد که فیزیکدانان و شیمیدانان متوجه شوند که خود اتم حاوی بارهای مثبت و منفی است . بنابراین ، این امکان به وجود آمد که بتوان واکنش های شیمیای را با جاذبۀ الکتریکی میان اتم ها بیان کرد .
اسرار نور و ویژگی های آن نیز فیزیکدانان را در طول تاریخ مجذوب کرده است . تا قرن هفدهم ، بسیاری از دانشمندان _ به ویژه نیوتون _ به این نتیجه رسیده بودند که نور متشکل از ذرات است . بعضی دیگر فکر می کردند که نور از امواج تشکیل شده است . اما سلطۀ نیوتون تقریبآ به مدت 200 سال حکمفرما بود .
سرانجام در سال 1865، فیزیکدان اسکاتلندی ، جیمزماکسول (James Maxwell ) ، توجیه واحدی از تمام پدیده های شناخته شدۀ الکتریکی و مغناطیسی ارائه کرد . او گفت که نور صرفــاً یکی از انواع مختلف امواج الکترومغناطیسی است . ماکسول وجود امواج رادیویی را پیش بینی کرد که کشف آن ها با کشف ریزموج ها ، نور فرو سرخ و فرابنفش ، پرتوهای ایکس ، و پرتوهای گاما دنبال شد .
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامهريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!