فرمت فایل: ورد - Word  

مرجع فایل - قابل ویرایش ) 

تعداد صفحه : 26
موضوع نقش فیزیک درپیشبرد فناوری  نقشفیزیکدرپیشبردفناوری مقدمه فيزيكعلمشناختنقانونهاىعمومىوكلىحاكمبررفتارمادهوانرژىاست. كوششهاىپيگيرفيزيكداناندراينراهسببكشفبسيارىازقانونهاىاساسى،بياننظريههاوآشنايىبابعضىپديدههاىطبيعىشدهاست. هرچنداينموفقيتهادربرابرحجمناشناختهها،اندكاستليكنتلاشهمهجانبهوپرشتابدانشمنداناميدبسيارآفريدهكهانسانمىتواندرازهاىهستىرادريابد. انساندريكىدوقرناخير،بابهرهگيرىازروشعلمىوابزارهاىدقيقتوانستهاستدرهريكازشاخههاىعلم،بهويژهفيزيكدنياىروشنوشناختهشدهخودراوسعتبخشد. دراينمدتبادنياىبىنهايتكوچكهاآشناشده،بهدروناتمراهيافتهتاانواعنيروهاىبنيادىطبيعتراشناخته،الكترونوويژگىهاىآنرادريافتهوطيفگستردهامواجالكترومغناطيسىراكشفكردهاست. فيزيككهتااواخرقرننوزدهممباحثمكانيك،گرما،صوت،نوروالكتريسيتهراشاملمىشداكنوندراوايلقرنبيستويكمدراشتراكباسايرعلوم (مانندشيمى،زيستشناسىو...) روزبهروزگستردهتروژرفاترشدهوبيشاز ۳۰ موضوعومبحثمهمرادربرگرفتهاست (دانشنامهفيزيكتعدادشاخههاىفيزيكرا ۳۳ موردمعرفىكردهاست.) تاریخچه فیزیکدانانوعلمشان ریچاردفاینمن (Richard Feynman) ،فیزیکدانامریکایی،علمخودراچنینتوصیفمیکند : "طبیعتصفحهیشطرنجعظیمیاستکهبازیکنانشخدایانند،وماامتیازتماشایشانراداریم. قاعدههایاینبازیهمانچیزیاستکهآنرافیزیکپایهمینامیم،وهدفماشناختاینقاعدههاست."طبقگفتهیفاینمنازمدتهاپیشفیزیکراعلمیمیدانندکهسعیدارد «همهچیز »راتوصیفکند . اینعلمبهمطالعهیمادهوانرژیوجستوجویقانونهاییمیپردازدکهرفتارآنهاراتعیینمیکنند.درحالیکهاینشیمیدانانعنصرهاوترکیبهارامطالعهمیکنند،فیزیکدانانبهمطالعهینیروهایپدیدآورندهییکعنصروحاکمبربههمپیوستنوجداشدنموادازیکدیگرمیپردازند . درحالیکهاخترشناسانجرمهایآسمانیرابررسیمیکنند،فیزیکدانانبهمطالعهینیروهاییمیپردازندکهاینجرمهاراتشکیلمیدهدوبرحرکتآنهادرعالمحاکماست . فیزیکدانانمیخواهندبدانندچهچیزیاجزایاتمرابههمپیوندمیدهدوچهچیزیباعثقطعهقطعهشدنکهکشانمیشود . برایاینکار،آنهانیروهاییمانندگرانش،حرکت،مغناطیس،الکتریسیته،وانرژیهستهایرابررسیمیکنند . بسیاریازبزرگترینفیزیکدانانجهان،مانندفاینمن،بهتدریسوپژوهشدرفیزیکمشغولند . بعضیدرصنعتکارمیکنندوشبکههایارتباطیبهتر،نیروگاههایباکاراییبالاتر،ساختمانهایایمنیتر،وهواپیماهاوکشتیهاواتومبیلهایآیرودینامیکترطراحیمیکنند . فیزیکدانانیهمهستندکهکارشانپژوهشدرزمینۀپزشکیاستتاشیوههایتازهایرابراینگاهکردنبهدرونبدنانسانطراحیکنند . شایدروزیفیزیکدانانروشهاییعملیبرایبهپروازدرآوردناتومبیلهاوقطارهادرهواوتولیدانرژینامحدود،تمیز،وارزانپیداکنند . اینهافقطتعدادکمیازفرصتهایعملاًنامحدودیاستکهدراختیارفیزیکدانانکنونیقراردارد . تاریخفیزیک منشأفیزیکبهعنوانیکعلمدستکمبه 2600 سالقبلیعنیهنگامیبرمیگرددکهفیلسوفکلاسیکیونانی،فیثاغورس،متوجهشدهماهنگیسازهایزهیتابعدستگاهیازقاعدههایریاضیاست . اینبصیرتانگیزهایشدتافیثاغورسبهجستوجویقانونهایریاضیسادهبرایتوصیفهمۀپدیدههایطبیعی _ ازحرکتذرهغباریشناورتاساختارتمامعالم _ بپردازد . ایناعتقادبهنظمریاضیکیهانتابهامروزاصلراهنمایفیزیکباقیماندهاست . فیلسوفانیونانی،افلاطونوارسطو،درحدود 400 سالپیشازمیلادعقیدههایفیثاغورسراگسترشدادند . آناندرحرکتهایدایرهایستارگاننظمعظیمیرامشاهدهکردند،اماسیارههاییکهدرآسماندرجهتمعکوسحرکتمیکردندیا «سیرقهقرایی » داشتندسردرگمشانمیکرد . تاسال 1543 طولکشیدتادانشمندلهستانی،نیکلاسکوپرنیک،باقراردادنخورشیدبهجایزمیندرمرکزمنظومۀشمسی « هماهنگی » ریاضیرابهعالمبرگرداند . دراوایلسالهای 1600 ،دانشمندآلمانی،یوهانسکپلر،متوجهشدکهسیارههادرمدارهایدایرهایکاملحرکتنمیکنند،بلکههریکازآنهادرمسیرخاگی (Oval) خمیدهایبهنامبیضیحرکتمیکنند . بااینبصیرتکپلرمجموعهایازقانونهایریاضیسادهراابداعکردکهمدار،سرعت،وزماندورانهمهیسیارههارابهدرستیتوصیفمیکرد . درهمینزمان،فیزیکدانایتالیایی،گالیلئوگالیله،وریاضیدانفرانسوی،رنهدکارت،بهمطالعۀخودحرکتپرداختند . آنهابهطورجداگانهمتوجهشدندمسیرحرکتآزادهرجسمخطیراستاست،مگراینکهاثریانیروییبرآنواردشود . اینشناخت،مبنایقانونهایحرکتیاستکهفیزیکدانانگلیسی،آیزاکنیوتونبهوجودآورد . درسال 1687 ،نیوتونکتاباصول ( Principia ) رامنتشرکردکهنقطهیعطفو،بهنظربسیاریازافراد،مهمترینکتابعلمینوشتهشدهتاامروزاست . اودراینکتابسهقانونحرکتراتثبیتکرد : قانونلختیبیانمیکندکهدرنبودنیروهایخارجی،اندازهیسرعتجسموجهتحرکتآنثابتمیماند . طبققانونشتابثابتاگرنیروییبرجسمواردشود،جسمدرجهتایننیروومتناسبباشدتآنشتابمیگیرد . قانونپایستگیتکانهبیانمیکندکهاگرنیروییبرجسمیواردشود،جسمبانیروییمساویودرجهتمخالفآنواکنشنشانمیدهد ( قانونیکهشایدبهصورت " هرکنشیراواکنشیاستمساویودرجهتمخالف " مشهورترباشد .) نیوتوندرکتاباصول «قانونگرانشعمومی » خودرانیزارائهکرد . ایننظریه،باتوجهبهمشاهدههایکپلر،اظهارمیداردکهاشیایکدیگررابانیروییجذبمیکنندکهباجرمشانافزایشوبافاصلۀمیانشانکاهشمییابد . عقیدههاینیوتونمبنایمکانیکراتشکیلدادندکهمربوطبهاجساممتحرکونیروهایواردبرآنهاست . مکانیکنیزبهنوبهیخودمبنایفیزیکجدیدشد . درهمانزمانیکهفیزیکدانانپیشینحرکترامطالعهمیکردند،بهدنبالشناختسرشتورفتارفیزیکیمادهنیزبودند . مثلاًرابریتبویل (Robert Boyle) درسالهای 1600 نشاندادکهاگرگازیگرمشود،اتمهایآنتندترحرکتمیکنندودرنتیجهدماوفشارآنافزایشمییابد . اینتوضیحرفتارگازهابرحسبحرکتاتمیبهنظریۀجنبشیگازهامعروفشد . ایننظریهکاربردجدیدوقابلملاحظهایازمکانیکنیوتونی _ درسطحاتمهابهجایسیارهها _ بود . نظریهیجنبشیبویلشاملاینعقیدهبودکهگرمانوعیانرژیاست . بهزودیسایرشکلهایانرژیمانندشیمیاییوالکتریکینیزشناختهشدند . بعدهامعلومشدکهشکلهایمختلفانرژیبهیکدیگرتبدیلمیشوند،اماخودانرژیرانمیتوانخلقیانابودکرد . ایناصل _ پایستگیانرژی _ اساسعلمفیزیکشد . درسالهای 1700 ،بسیاریازدانشمندانازجملهدولتمردونویسندهومخترعامریکایی،بنجمینفرانکلین (Benjamin Franklin ) ،فیزیکدانایتالیایی،آلساندروولتا (Allesandro Volta ) ،بهکاوشدربارهیویژگیهاوقانونهایحاکمبرالکتریسیتهپرداختند . آنهابارالکتریکیمثبتومنفیراکشفکردندومتوجهشدندکهفلزهارساناهایخوبیهستند (یعنیبارالکتریکیازآنهاآزادانهمیگذرد .) ایناکتشافاتباعثشدکهفیزیکدانانوشیمیدانانمتوجهشوندکهخوداتمحاویبارهایمثبتومنفیاست . بنابراین