فیزیک

مرداد ۲۸ام, ۱۳۹۳ | Tags:

فیزیک (به زبان یونانی φύσις، طبیعت و φυσικῆ، دانش طبیعت) علم مطالعهٔ خواص طبیعت است. این علم از مفاهیمی مانند انرژی، نیرو، جرم و بار الکتریکی استفاده می‌کند. یکی از کارهای اصلی این علم اندازه‌گیری کمیتهای مختلف و پیدا کردن روابط بین این کمیت‌ها است. برای همین فیزیک را علم اندازه‌گیری نیز خوانده‌اند.

امروزه فیزیکدان‌ها سامانه‌های بسیاری را بررسی می‌کنند: از ساختارهای بسیار بزرگ مانند کهکشان‌ها گرفته تا ذرات بی‌نهایت ریز و حتی سیستم‌های اقتصادی، زیستی، محیطی و مانند آن‌ها.

فیزیک یکی از قدیمی ترین رشته های دانشگاهی است و شاید قدیمی ترین مبحث آن را بتوان نجوم نامید.

== تاریخچه ==

از دوران باستان، انسان ها سعی می کردند که رفتار طبیعت را درک کنند. یکی از بزرگترین رازهایی که قابل پیش بینی بود، رفتار اجرام آسمانی مانند ماه و خورشید بود. نظریه های زیادی تا کنون مطرح شده که بسیاری از آنها رد شده اند.

== روش های علمی ==

فیزیکدانان از یک روش علمی برای آزمایش اعتبار نظریه های فیزیکی استفاده می کنند. استفاده از یک رویکرد علمی برای مقایسه و استنباط نظریه در سوال ها با نتیجه گیری برگرفته از آزمایش و مشاهده ما را به امتحان کردن آن هدایت می کند. به نظریه هایی که با داده های بسیار خوبی پشتیبانی می شوند، و در هیچ مقایسه و آزمایشی خلاف آن ها ثابت نمی شود، قوانین علمی یا قوانین طبیعی گفته می شود. البته همه ی نظریه ها، حتی قوانین علمی، ممکن است با قوانین کلی و صحیح تر دیگری جایگزین شوند.

== نظریه‌ها و مفاهیم ==

هدف اصلی علم فیزیک توصیف تمام پدیده‌های طبیعی قابل مشاهده برای بشر توسط مدل‌های ریاضی (به اصطلاح کمی کردن طبیعت)است. تا قبل از قرن بیستم، با دسته بندی پدیده‌های قابل مشاهده تا آن روز، فرض بر این بود که طبیعت از ذرات مادی تشکیل شده است و تمام پدیده‌ها به واسطهٔ دو نوع برهمکنش بین ذرات (برهمکنش‌های گرانشی و الکترومغناطیسی) رخ می دهند. برای توصیف این پدیده‌ها نظریه‌های زیر به تدریج شکل گرفته و تکامل یافتند:

۱-مکانیک کلاسیک (توصیف رفتار اجسامی که اندازه ای معمولی دارند و با سرعتی معمولی در حال حرکتند)

۲-الکترومغناطیس(توصیف رفتار مواد و اجسام دارای بار الکتریکی)

۳-ترمودینامیک و مکانیک آماری (توصیف پدیده‌های مرتبط با گرما بر حسب کمیت‌های ماکروسکوپی و یا میکروسکوپی)

به مجموع این نظریه‌ها فیزیک کلاسیک گفته می‌شود.

در ابتدای قرن بیستم پدیده‌هایی مشاهده شدند که توسط این نظریه‌ها قابل توصیف نبودند. بعد از پیشرفتهای بسیار بنیادی در ربع اول قرن بیستم نظریه‌های فیزیکی با نظریه‌های کاملتری که این پدیده‌ها را نیز توصیف می‌کردند جایگزین گشتند. مهم‌ترین تغییر تشکیل دو دینامیک متفاوت برای اجسام ریز و اجسام بزرگ است. چون دینامیک اجسام بزرگ از لحاظ فلسفی به دینامیک قبلی نزدیکی زیادی دارد( بر خلاف دینامیک اجسام ریز که فلسفه‌ای کاملاً متفاوت با آن دو دارد) نظریه‌ها به دو دسته استفاده کننده از دینامیک بزرگ (اصطلاحاً کلاسیک) و کوانتمی تقسیم شدند.نظریه‌های فیزیک مدرن عبارت اند از:

۱-نسبیت عام (برهمکنش گرانشی و دینامیک اجسام بزرگ)

۲-مکانیک کوانتمی (دینامیک اجسام ریز)

۳-مکانیک آماری (حرکت آماری ذرات بر پایه دینامیک کوانتمی)

۴- الکترودینامیک کلاسیک (برهمکنش الکترومغناطیسی و نسبیت خاص)

بعدها با پیدا شدن دو برهمکنش دیگر (برهمکنش هسته‌ای قوی و برهمکنش هسته‌ای ضعیف) برای فرمولبندی آنها هم اقدام شد و از نسبیت خاص برای تمام نظریه‌ها استفاده شد و کل نظریه‌ها عبارت شدند از :

۱- نسبیت عام

۲-مکانیک آماری

۳- الکترودینامیک کوانتمی QED (برهمکنش الکترومغناطیسی و دینامیک کوانتمی)

۴-کرومودینامیک کوانتمی QCD (برهمکنش هسته‌ای قوی و دینامیک کوانتمی)

۵-نظریه ضعیف کوانتمی (برهمکنش هسته‌ای ضعیف و دینامیک کوانتمی بعداً با تلفیق با الکترودینامیک نظریه الکترو ضعیف کوانتمی را ساخت)

تمام این نظریه‌ها به جز نسبیت عام از دینامیک کوانتمی استفاده می‌کنند. به مجموعه‌ای ازQED وQCD ونظریه ضعیف اصطلاحآ مدل استاندارد ذرات بنیادی گفته می‌شود.

امروزه بسیاری از فیزیکدانان به دنبال متحد کردن چهار برهمکنش (نظریه وحدت بزرگ) می‌باشند که مشکل اصلی وارد کردن گرانش و استفاده از دینامیک کوانتمی برای گرانش می‌باشد. نظریه‌های گرانش کوانتمی و به خصوص نظریه ریسمان از نمونه‌های این تلاشها است. همچنین بیشتر نظریه‌های جدید از مفهومی به نام میدان استفاده می‌کنند که به نظریه‌های میدان مشهور هستند.

== گرایش‌های گوناگون فیزیک ==

جدول زیر بسیاری از زمینه‌ها و زیرزمینه‌های فیزیک به همراه نظریه‌های مربوط و مفاهیم به کار رفته در آنها را در بر می‌گیرد.

== جستارهای وابسته ==

* نجوم
* فیزیک نظری
* الکتریسیته
* فهرست فیزیکدانان
* جایزه نوبل فیزیک
* سال جهانی فیزیک

== منابع ==

* ورنر هایزنبرگ، “بازتعبیر کوانتمی رابطه‌های سینماتیکی و مکانیکی ” ترجمه احمد شریعتی، مجله گاما، شماره ۲، ۱۳۸۳، ص۲۵

* ریچارد فاینمن، “قانون گرانش نمونه‌ای از قوانین فیزیکی” ترجمه رضا بهاری، مجله فیزیک، جلد۲، شماره ۳،۱۳۶۳، ص ۲۲۲

* آلبرت اینشتین، “تأثیر ماکسول بر ساخت مفهوم واقعیت فیزیکی” ترجمه محمدرضاکلاهچی، مجله فیزیک، سال ۲۲، شماره ۳و۴، ۱۳۸۳، ص۱۲۲

* پل دیراک، “دربایستهای نظریه فیزیکی بنیادی” ترجمه محی‌الدین شیخ‌الاسلامی، مجله فیزیک، جلد ۲، شماره ۲، ۱۳۶۳، ص۷۳

* جرج گاموف، “سرگذشت فیزیک”، رضا اقصی، شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، ۱۳۷۹

* Brian Greene, The Elegant Universe, Vintage, 2000

* W.Heisenberg , The Physicist’s Conception Of Nature, Greenwood Press, p 25

* Griffiths, David J. Introduction to Elementary Particles 1987

== پیوند به بیرون ==

=== عمومی (به زبان فارسی) ===

* وب‌گاه کانون دانش
* مقاله‌های فیزیک خورشیدوش
* وب‌گاه آن‌لاین فیزیک (برای دیدن این سایت مرورگر اینترنت اکسپلورر توصیه می‌شود)
* لینک‌های فیزیک
* سایت فیزیک
* IPho.ir وب‌گاه سی و هشتمین المپیاد جهانی فیزیک در اصفهان
* ipsteachers.com وب‌گاه اتحادیه انجمن‌های علمی آموزشی معلمان فیزیک ایران
* فیزوِب وب‌گاه فارسی فیزیک ایران و جهان
* hawking.ir وب‌گاه فیزیک هاوکینگ

=== عمومی (به زبان‌های دیگر) ===

* Physics2005.org وب‌گاه سال جهانی فیزیک ۲۰۰۵
* PhysicsCentral.com
* Physicsweb
* A Century of Physics دربارهٔ تاریخ فیزیک

=== سازمان‌ها (ایرانی) ===

* PSI.ir وب‌گاه انجمن فیزیک ایران
* IAMP.hbi.ir وب‌گاه انجمن فیزیک پزشکی ایران
* IPM.ir وب‌گاه مرکز تحقیقات فیزیک نظری و ریاضیات (پژوهشگاه دانشهای بنیادی)
* Geophysics.ut.ac.ir وب‌گاه موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
* HUPAA.com وب‌گاه انجمن علمی فیزیک دانشگاه هرمزگان
* ASI.ir وب‌گاه انجمن نجوم ایران
* iasa.ir وب گاه آکادمی علوم فضایی ایران
* physics olympiad وب گاه آموزش المپیاد فیزیک ایران

=== سازمان‌ها (غیر ایرانی) ===

* AIP.org وب‌گاه بنیاد فیزیک آمریکا
* EPS.org وب‌گاه انجمن فیزیک اروپا
* IOP.org وب‌گاه بنیاد فیزیک
* APS.org وب‌گاه انجمن آمریکایی فیزیک
* SPSNational.org وب‌گاه انجمن دانشجویان فیزیک
* Sigma Pi Sigma وب‌گاه سیگما پی سیگما
* JURP وب‌گاه مجلهٔ آنلاین تحقیقات دانشجویی در فیزیک
* NASA وب‌گاه ناسا
* IAEA.org وب‌گاه موسسه بین‌المللی انرژی اتمی
* http://aapt.org وب گاه انجمن معلمان فیزیک آمریکا

No comments yet.

TOP