دید کلی:
فیزیک طرح
مفاهیم و قوانینی است که ما را در درک
جهان یاری می دهند
قوانین فیزیک ساخته ذهن بشر و تابع تمام محدودیت های بشرند. این قوانین الزاماً ثابت تغییر ناپذیر یا برای تمام
زمان ها خوب نیستند. و طبیعت نیز ملزم به پیروی از آنها نیست.
قانون فیزیکی:
- یک قانون فیزیکی بیانی است معمولا به زبان فشرده و دقیق ریاضی از رابطه بین کمیت های فیزیک که با تکرار آزمایش به دست می آید و از یک نظم دائمی در رفتار دنیای فیزیک حکایت دارد.
- یک قانون فیزیکی خوب دارای بیشترین عمومیت سادگی و دقت ممکن است که ملاک نهایی یک قانون فیزیکی موفق چگونگی دقت آن در پیشگویی نتایج حاصل از آزمایش هاست.
- به عنوان مثال چنان به صحت قانون گرانش عمومی اطمینان داریم که با قاطعیت تقریبا کامل می گوییم که هر گاه شتاب گرانش در سطح مریخ اندازه گیری شود نتیجه خیلی نزدیک 3.6 متر بر مجذور ثانیه خواهد بود. می گوییم با قطعیت تقریبا کامل زیرا هنگامی که از یک قانون به گستره اعتبار آزمایش نشده آن برون یابی می کنیم ممکن است نتایجی را که با آزمایش ها ی بعدی ناسازگارند پیشگویی کند.
تکامل فیزیک :
با رشد فیزیک بعضی نظریه ها و قوانین پیشین نسبت به پدیده هایی که این نظریه ها و قوانین برا ی آنها آزمایش نشده بودند ، نارسا تشخیص داده شدند.این نظریه ها و قوانین به وسیله نظریه ها و قوانین عامتر و فراگیر نده تری که پدیده های نوین را به همان خوبی پدیده های قدیمی توصیف می کردند، کنار گذاشته شدند.
تقسیم بندی فیزیک بر اساس سطح پدیده های مشاهده شده:
- فیزیک کلاسیک درباره اجسامی با اندازه های معمولی که با سرعت های معمولی حرکت می کنند، گفتگو می کند و مکانیک نیوتنی و الکترومغناطیس (از جمله نظریه نور) را در بر می گیرد.
- برای اجسامی که سرعت آنها نزدیک سرعت نور است فیزیک کلاسیک جای خود را به فیزیک نسبیت می دهد.
- در مورد اجسامی که ابعاد آنها تقریبا آنگسترومی «ابعاد اتمی) است (تقریبا اندازه یک اتم) باید فیزیک کوانتومی جایگزین فیزیک کلاسیک شود.
- حد و مرز این نظریه های فیزیکی مشخص نیست; در حقیقت نظریه ها با هم تلاقی می کنند.
- فیزیک کوانتومی نسبیتی فرا گیرنده ترین و کامل ترین ساختار نظری فیزیک روزاست. در ابعاد حدود -1410 متر (تقریبا به اندازه هسته اتم یا یک فرمی) پدیده های مختلف و گیج کننده ای ظاهر می شوند. در حال حاضر این پدیده ها تا حدودی درک شده اند .
ساختارهای ریز:
درک ما از
ساختار اتمی و
هسته ای بردو مفهوم بر جسته
فیزیک نوین یعنی
نظریه نسبیت و
نظریه کوانتومی مبتنی است این نظریه ها هر دو در آغاز این قرن زمانی که برای نخستین بار با پیشرفت فنون آزمایش امکان مطالعه پدیده هایی با ابعاد کوچک و با
سرعت زیاد فراهم شد پایه گذاری شدند .
ابزاربررسی فیزیک نوین:
پس از مرور برخی جنبه های مهم
فیزیک کلاسیک نظریه های نسبیت و کوانتومی را دنبال می کنیم. و آنها را برای تحلیل ساختار اتمی و هسته ای به کار می بریم وضعیت هایی را می بینیم که در آنها بعضی مفاهیم آشنای
فیزیک قابل استفاده نیستند. وضعیت هایی که در آنها فیزیک کلاسیک غلط محض است.
آیا این بدین معنی است که تمام اوقات و
انرژی هایی که برای مطالعه فیزیک کلاسیک مقدماتی صرف شده به هدر رفته است و باید آنها را هم با
نسبیت و
نظریه های کوانتومی آغاز کرد؟ نه هرگز چنین نیست!
نتایج تمام آزمایش ها ، هر چند دور از تجربه عادی ما ، سرانجام باید بر حسب عبارتهای کلاسیکی یعنی بر حسب مفاهیم کلاسیکی
اندازه حرکت ،
انرژی ،
مکان و
زمان بیان شوند. به علاوه بسیاری از مفاهیم و
قوانین فیزیک کلاسیک به
فیزیک نوین منتقل شده اند.
سوالات تازه در برنامه فیزیک:
- فیزیک نوین با فیزیک کلاسیک چه تفاوتی دارد و در چه مواردی با آن در تشابه است؟
- چه مفاهیم اساسی از فیزیک کلاسیک به فیزیک قرن بیستم که با ذرات خیلی کوچک و خیلی سریع «فیزیک کوانتومی نسبیتی) سروکار دارد انتقال یافته اند؟
- کدام یک از مفاهیم فیزیک کلاسیک بدون تغییر می مانند و کدام یک باید اصلاح یا تعویض شوند؟
مباحث مرتبط با عنوان:
