فیزیک

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری, جستجو
کشش سطحی آب از فرو رفتن سکه جلوگیری می‌کند

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. [۱]

محتویات

[ویرایش] 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.

[ویرایش] 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. [۲]

[ویرایش] 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:

  1. مکانیک کلاسیک (توصیف رفتار اجسامی که اندازه ای معمولی دارند و با سرعتی معمولی در حال حرکتند)
  2. الکترومغناطیس(توصیف رفتار مواد و اجسام دارای بار الکتریکی)
  3. 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:

  1. نسبیت عام (برهمکنش گرانشی و دینامیک اجسام بزرگ)
  2. مکانیک کوانتمی (دینامیک اجسام ریز)
  3. مکانیک آماری (حرکت آماری ذرات بر پایه دینامیک کوانتمی)
  4. 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.

[ویرایش] 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.

زمینه زیرزمینه‌ها نظریه‌های اصلی مفاهیم
اخترفیزیک کیهان‌شناسی، گرانش، اخترشناسی انرژی-بالا، اخترشناسی سیاره‌ای، فیزیک پلاسما، فیزیک فضا، اختر فیزیک ستاره‌ای مهبانگ، تورم کیهانی، نسبیت عام، قانون گرانش عمومی نیوتن سیاهچاله، تابش زمینه کیهانی، ریسمان کیهانی، کیهان، انرژی تاریک، ماده تاریک، کهکشان، گرانش، موج گرانشی، تکینگی گرانشی، سیاره، منظومه شمسی، ستاره، ابرنواختر، عالم
فیزیک اتمی، مولکولی و اُپتیک فیزیک اتمی، فیزیک مولکولی، اختر فیزیک اتمی و مولکولی، فیزیک شیمی، اُپتیک، فوتونیک اُپتیک کوانتمی، شیمی کوانتمی، علم اطلاعات کوانتمی فوتون، اتم، مولکول، پراش، نور، موج الکترومغناطیسی، لیزر، قطبش، خط طیفی، اثر کازیمیر
فیزیک ذرات فیزیک هسته‌ای، اخترفیزیک هسته‌ای، اخترفیزیک ذره‌ای، پدیدارشناسی فیزیک ذره‌ای مدل استاندارد، نظریه کوانتمی میدان، الکترودینامیک کوانتومی، کرومودینامیک کوانتومی، نظریه الکتروضعیف، نظریه میدان موثر، نظریه میدان شبکه، نظریه پیمانه‌ای شبکه، نظریه پیمانه‌ای، ابرتقارن، نظریه وحدت بزرگ، نظریه ریسمان، نظریه ابرریسمان، نظریه-م نیروهای پایه در فیزیک (گرانشی، الکترومغناطیسی، ضعیف و قوی)، ذرات بنیادی، اسپین، ضدماده، شکست تقارن خودبخود، نوسان نوترینو، مکانیسم الاکلنگی، پوسته، ریسمان، گرانش کوانتمی، نظریه همه چیز، انرژی خلاء
فیزیک ماده چگال فیزیک حالت جامد، فیزیک فشاربالا، فیزیک دما پایین، فیزیک سطح، نانو اندازه، فیزیک پلیمر نظریه بی‌سی‌اس، موج بلوخ، گاز فرمی، مایع فرمی، نظریه بس ذره‌ای حالت‌های ماده (گاز، مایع، جامد، چگالش بوز-اینشتین، ابررسانایی، ابرشاره)، رسانایی الکتریکی، مغناطیس، خودسامان‌دهی، اسپین
فیزیک کاربردی فیزیک شتاب‌دهنده‌ها، صوت شناسی، زیست‌فیزیک، فیزیک شیمی، فیزیک مکاتبه، اکونوفیزیک، مهندسی فیزیک، دینامیک سیالات، ژئوفیزیک، مهندسی و علم مواد، فیزیک پزشکی، نانوتکنولوژی، اُپتیک، شمی فیزیکی، فیزیک شمارش، فیزیک پلاسما، دستگاه‌های حالت جامد، شیمی کوانتمی، الکترونیک کوانتمی، علم اطلاعات کوانتمی، دینامیک حامل

[ویرایش] جستارهای وابسته

Stylised Lithium Atom.svg درگاه فیزیک

[ویرایش] منابع

  1. ↑ Evidence exists that the earliest civilizations dating back to beyond 3000 BCE, such as the Sumerians, Ancient Egyptians, and the Indus Valley Civilization, all had a predictive knowledge and a very basic understanding of the motions of the Sun, Moon, and stars.
  2. ↑ Some principles, such as Newton's laws of motion, are still generally called "laws" even though they are now known to be limiting cases of newer theories. Thus, for example, in Thomas Brody (1993, Luis de la Peña and Peter Hodgson, eds.) The Philosophy Behind Physics ISBN 0-387-55914-0, pp 18–24 (Chapter 2), explains the 'epistemic cycle' in which a student of physics discovers that physics is not a finished product but is instead the process of creating [that product].
  • 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

[ویرایش] پیوند به بیرون

کلاس درس
کلاس‌ درس برخطی مربوط به موضوع این مقاله در کلاس‌های درس اینترنتی در بخش فیزیک موجود است.
جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار منابعی در رابطه با فیزیک موجود است.
جستجو در ویکی‌واژه معنای واژهٔ «فیزیک» را در ویکی‌واژه ببینید.

[ویرایش] آموزشی

فیزیکلیپس؛ آموزش فیزیک سال اول مهندسی از دانشگاه نیو ساوت ولز

[ویرایش] عمومی (به زبان فارسی)

[ویرایش] عمومی (به زبان‌های دیگر)

[ویرایش] سازمان‌ها (ایرانی)

[ویرایش] سازمان‌ها (غیر ایرانی)

ن • ب • و
شاخه‌های اصلی فیزیک
ن • ب • و
چهار نیروی بنیادی در فیزیک
ن • ب • و
علوم طبیعی

برگرفته از «http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=%D9%81%DB%8C%D8%B2%DB%8C%DA%A9&oldid=6147239»
ابزارهای شخصی
گویش‌ها
فضاهای نام
عملکردها
گشتن
چاپ/برون‌ریزی
جعبه‌ابزار
زبان‌های دیگر