ØÑтRдŁ§
13th December 2009, 09:22 PM
علم فيزيک به چند زير شاخه تقسيم مي شوند که برخي از آنها از نظر اهميت و فراگيري و ميزان تاثيرشان در بقيه ي شاخه ها برجسته تر و متمايز ترند.
مثلا در تقسيم بندي دانشگاهي دروس فيزيک سه درس مکانيک تحليلي، الکترو مغناطيس و مکانيک کوانتومي دروس اصلي محسوب مي شوند هر چند که در کنار اين ها بسياري دروس ديگر مانند نسبيت، حالت جامد، مکانيک آماري، ترموديناميک، ابر رسانايي، نجوم و ... تدريس مي شود.
همان طور که مشاهده مي کنيد از بين سه سر فصل اصلي دروس فيزيک که همان زير شاخه هاي اصلي و مهم فيزيک هستند دو مورد به مکانيک مربوط است. همين طور در ميان دروس ديگر ذکر شده نيز اين واژه چندين بار تکرار شده است (نسبيت در حقيقت مکانيک نسبيتي است).
اين تکرار نشان از اهميت فوق العاده ي اين شاخه و گستردگي بيش از حد آن دارد. اين شاخه انقدر گسترده شده که امروزه با عنواني جداگانه و به عنوان يک رشته ي مهندسي مجزا از فيزيک در دانشگاه ها تدريس مي شود. اهميت اين شاخه از ان جهت است که بسياري از پديده هايي که به طور طبيعي روزانه در اطراف ما اتفاق مي افتند به اين شاخه مربوط اند و در نتيجه بخش اعظم دانش ما از جهان هم بايد در اين محدوده باشد.
اما مکانيک چيست؟
مکانيک علم بررسي حرکت اجسام است. يعني مطالعه ي هر پديده اي که به نوعي حرکتي در آن مشاهده شود ما نيازمند علم مکانيک هستيم. حال اگر حرکت از نوع حرکت هاي معمولي (منظور با سرعت هاي معمولي و اندازه ي اجسام معمولي مانند راه رفت، حرکت اتومبيل و هواپيما، پرتاب موشک و ماهواره، حرکت راکت و توپ تنيس و...) باشد ما از مکانيک کلاسيک استفاده مي کنيم. اين مکانيک که با عنوان نيوتني شناخته مي شود واقعا مرهون کار هاي بسيار بزرگ و شگفت انگيز نيوتن است. واقعا بايد نيوتن را خالق اين علم بدانيم چرا که نيوتن حتي رياضيات لازم براي اين علم را هم خود بوجود اورد. چيزي که ما امروزه با نام حساب ديفرانسيل مي شناسيم.
اما اگر در سرعت هاي بالا نزديک به سرعت نور کار کنيم از مکانيک نسبيتي استفاده مي کنيم.
اگر ذرات بسيار ريز باشند و اصطلاحا در محدوده ي ميکروسکوپي باشيم بايد از مکانيک کوانتومي استفاده کنيم و بالاخره اگر هم ذرات ريز باشند و هم پر سرعت بايد ترکيبي از مکانيک کوانتومي و نسبيتي را به کار ببريم يعني کوانتوم نسبيتي يا نسبيت کوانتومي.
مکانيک چگونه حرکت را بررسي مي کند؟
در حرکت چند عامل داريم که براي بررسي حرکت لازم است انها را بررسي کنيم:
1-جابه جايي : ميزان فاصله اي که متحرک طي مي کند
2-سرعت : ميزان تغييرات فاصله نسبت به زمان
3- شتاب : ميزان تغييرات سرعت در زمان
4- نيرو: عامل بوجود اورده شتاب و در نتيجه حرکت
5- انرژي: توانايي انجام کار و منشا نيرو يعني براي وارد کردن نيرو بايد انرژي داشت.
و البته فاکتور جرم که در تمام موارد ما حرکت جسمي را بررسي مي کنيم که داراي جرم است.
حال دو راه براي بررسي حرکت داريم:
1-اگر سرعت و شتابجسم را در يک لحظه ي معين داشته باشيم، سرعت، شتاب و جابه جايي آن را در لحظات ديگر مي توانيم بدست اوريم. با روابطي که بين اين سه فاکتور يعني جابه جايي، سرعت و شتاب مي توان نوشت تمام انها قابل محاسبه اند. اين روش به سينماتيک معروف است.
2-اگر نيروهاي وارد بر جسم که عامل حرکت اند را داشته باشيم مي توانيم شتاب و ديگر فاکتور هاي لازم در حرکت را بدست اوريم.اين کار علم ديناميک است.
مثلا در تقسيم بندي دانشگاهي دروس فيزيک سه درس مکانيک تحليلي، الکترو مغناطيس و مکانيک کوانتومي دروس اصلي محسوب مي شوند هر چند که در کنار اين ها بسياري دروس ديگر مانند نسبيت، حالت جامد، مکانيک آماري، ترموديناميک، ابر رسانايي، نجوم و ... تدريس مي شود.
همان طور که مشاهده مي کنيد از بين سه سر فصل اصلي دروس فيزيک که همان زير شاخه هاي اصلي و مهم فيزيک هستند دو مورد به مکانيک مربوط است. همين طور در ميان دروس ديگر ذکر شده نيز اين واژه چندين بار تکرار شده است (نسبيت در حقيقت مکانيک نسبيتي است).
اين تکرار نشان از اهميت فوق العاده ي اين شاخه و گستردگي بيش از حد آن دارد. اين شاخه انقدر گسترده شده که امروزه با عنواني جداگانه و به عنوان يک رشته ي مهندسي مجزا از فيزيک در دانشگاه ها تدريس مي شود. اهميت اين شاخه از ان جهت است که بسياري از پديده هايي که به طور طبيعي روزانه در اطراف ما اتفاق مي افتند به اين شاخه مربوط اند و در نتيجه بخش اعظم دانش ما از جهان هم بايد در اين محدوده باشد.
اما مکانيک چيست؟
مکانيک علم بررسي حرکت اجسام است. يعني مطالعه ي هر پديده اي که به نوعي حرکتي در آن مشاهده شود ما نيازمند علم مکانيک هستيم. حال اگر حرکت از نوع حرکت هاي معمولي (منظور با سرعت هاي معمولي و اندازه ي اجسام معمولي مانند راه رفت، حرکت اتومبيل و هواپيما، پرتاب موشک و ماهواره، حرکت راکت و توپ تنيس و...) باشد ما از مکانيک کلاسيک استفاده مي کنيم. اين مکانيک که با عنوان نيوتني شناخته مي شود واقعا مرهون کار هاي بسيار بزرگ و شگفت انگيز نيوتن است. واقعا بايد نيوتن را خالق اين علم بدانيم چرا که نيوتن حتي رياضيات لازم براي اين علم را هم خود بوجود اورد. چيزي که ما امروزه با نام حساب ديفرانسيل مي شناسيم.
اما اگر در سرعت هاي بالا نزديک به سرعت نور کار کنيم از مکانيک نسبيتي استفاده مي کنيم.
اگر ذرات بسيار ريز باشند و اصطلاحا در محدوده ي ميکروسکوپي باشيم بايد از مکانيک کوانتومي استفاده کنيم و بالاخره اگر هم ذرات ريز باشند و هم پر سرعت بايد ترکيبي از مکانيک کوانتومي و نسبيتي را به کار ببريم يعني کوانتوم نسبيتي يا نسبيت کوانتومي.
مکانيک چگونه حرکت را بررسي مي کند؟
در حرکت چند عامل داريم که براي بررسي حرکت لازم است انها را بررسي کنيم:
1-جابه جايي : ميزان فاصله اي که متحرک طي مي کند
2-سرعت : ميزان تغييرات فاصله نسبت به زمان
3- شتاب : ميزان تغييرات سرعت در زمان
4- نيرو: عامل بوجود اورده شتاب و در نتيجه حرکت
5- انرژي: توانايي انجام کار و منشا نيرو يعني براي وارد کردن نيرو بايد انرژي داشت.
و البته فاکتور جرم که در تمام موارد ما حرکت جسمي را بررسي مي کنيم که داراي جرم است.
حال دو راه براي بررسي حرکت داريم:
1-اگر سرعت و شتابجسم را در يک لحظه ي معين داشته باشيم، سرعت، شتاب و جابه جايي آن را در لحظات ديگر مي توانيم بدست اوريم. با روابطي که بين اين سه فاکتور يعني جابه جايي، سرعت و شتاب مي توان نوشت تمام انها قابل محاسبه اند. اين روش به سينماتيک معروف است.
2-اگر نيروهاي وارد بر جسم که عامل حرکت اند را داشته باشيم مي توانيم شتاب و ديگر فاکتور هاي لازم در حرکت را بدست اوريم.اين کار علم ديناميک است.