تبلیغات
**** گروه علوم تجربی دوره عمومی استان گیلان**** - گذری بر فیزیک

**** گروه علوم تجربی دوره عمومی استان گیلان****

گیلان سرسبز، با تلاش گیلانیان سربلند باشی

 

برای دسترسی به کلیه مطالب به صورت طبقه بندی شده، اینجا راکلیک فرمایید

جهت گفتگوی علمی و آموزشی و دیدن تجربیات دیگران اینجا را کلیک فرمایید

برای مشاهده وبلاگ های ثبت شده برای مسابقه طراحی وبلاگ اینجا را کلیک فرمایید

برای مشاهده و یا دانلود انیمیشن های آموزشی اینجا را کلیک فرمایید

برای دانلود پاور پوینت های علمی و آموزشی اینجا را کلیک فرمایید

برای دریافت و استفاده از نمونه سوال طبقه بندی شده، اینجا را کلیک فرمایید

گذری بر فیزیک

 

گذری بر فیزیک

1-   مقدمه

 2- معنای فیزیک      

 3-  فیزیک و تکنولوژی  

 4-  فیزیک و ریاضیات  

 5-  مولکولها و ماده  

 6- چگونگی انتقال گرما    

 7-   الکترونیک   

 8- انرژی هسته ای  

         

1- مقدمه

    رسیدن به منبع و سرچشمه ی اصلی علم فیزیک همان اندازه دشوار است که رسیدن به سرچشمه ی بسیاری از رودهای بزرگ همراه باچند چشمه ی کوچک که از زیر برگهای سرسبز گیاهان استوایی یا سنگ های خزه پوش درمناطق بیابانی شمالی جاری می شوند و نهرها وجویبارهایی که از دامنه های کوهستانی روان می شوند ، برای تشکیل جریانهای بزرگی به نام رود به یکدیگر ملحق می شوند. این رودها به تدریج بزرگ می شوند و با ریزش آبهای فرعی در آنها به شطها تبدیل می شوند و آبهای خود را به اقیانوس ها می ریزند.

چشمه هایی که رود عظیم علم فیزیک را به وجود آوردند در سراسر سطح زمینی پراکنده بودند که انسان اولیه یعنی انسان متفکر بر آن سکونت داشت. اما چنین به نظر می رسد که بیشتر این مردم در دامنه ی جنوبی شبه جزیره ی بالکان متمرکز بودند (مردمی که اکنون آنها را یونان باستان می نامیم) یا دست کم مردمی که فرهنگ انسانهای متفکر اولیه را به ارث برده اند این نکته جالب توجه است که ملل قدیمی دیگر از قبیل بابلیان و مصریان با آنکه در توسعه و تکمیل ریاضیات و نجوم سهیم بوده اند در پیشرفت علم فیزیک هیچ سهمی نداشته اند. توضیح ممکن برای این نقص مقایسه با علم و دانش یونانی این است که خدایان بابل و مصر دور در میان ستارگان می زیستند و حال آنکه خدایان یونانیان باستان در ارتفاعاتی تنها در حدود 3000متر بر قله ی کوه اولمپ زندگی می کردند و اصطلاح مانیتیسم (مغناطیس ) از نام شبانی  Mayvna سرچشمه می گیرد. این شبان با شگفتی متوجه شده بود که نوک آهنین عصایش را سنگی (سنگ معدنی آهن مغناطیسی )در کنار جاده جذب می کند. همچنین اصطلاح الکتریسیته از کلمه یونانی الکترون به معنای کهربا می آید که شاید به این جهت باشد که شبان یونانی دیگری در ضمن جلا دادن تکه ای کهربا به وسیله مالیدن آن بر پوست گوسفندش متوجه شده که کهربا خاصیت جذب تکه های چوب پوک و سبک را به دست آورده است.   

2 - معنای علم فیزیک

    نقطه ی آغاز فیزیک نیز مانند هر علم دیگری مشاهده و آزمایش است و برای شناختن و درک واقعیات طراحی شده اند مثلا پژوهش در حوزه ی الکتریسیته وقتی آغاز شد که دریافتند کهربا (سنگواره ای شیشه ای مانند) وقتی به پارچه کشیده می شود اشیای ریز را می رباید.

     برای کمک به فهم حقایق علم فیزیک و توضیح دادن رفتار ماده و انرژی فیزیکدان از مفاهیم بهره می گیرد. این کمیتهای مرتبط که می توان آنها را اندازه گیری و آزمایش کرد نشان می دهند که در موارد بسیار روابط موسوم به قوانین یا اصول بین این کمیتها برقرار است و بیان خلاصه و جمعبندی تعداد زیادی حقیقت اند. مثلا قانون هوک چگونگی رفتار فنر را وقتی کشیده شود بیان می کند و مفاهیم نیرو و طول را به یکدیگر ربط می دهد . قانون بویل چگونگی واکنش گازها را در هنگام تراکم با استفاده از مفهیم فشار و حجم تشریح می کند. قوانین حرکت نیوتون با عمل نیروهای وارد بر اشیاء و شتابی که  این نیروها ایجاد می کنند ،سروکار دارد . قانون اهم در الکتریسیته مفاهیم نسبتا مجرد ولتاژ و جریان را با هم مرتبط می کند. قوانین به اصطلاح طبیعت را انسان تنظیم کرده و از حقایق استخراج شده اند و محدودیتهایی دارند مثلا قانون هوک فقط وقتی صادق است که فنر خیلی زیاد کشیده نشده باشد . به علاوه کشف حقایق جدید ممکن است محدودیت های بیشتری را در قوانین موجود نشان دهند مثلا اینشتین نشان داد که قوانین حرکت نیوتن در مورد اشیایی که با سرعت خیلی زیاد حرکت می کنند صادق نیست. با همه ی اینها از طریق ابداع و نویابی مفاهیم و کشف قوانین است که می توانیم جهان فیزیکی را معقول بنماییم و کنترلهایی بر آن اعمال کنیم.

     نظریه ها در فیزیک بسیار پیش می آید که آنچه با آن سروکار داریم در دسترس حواسمان نیست و در چنین مواردی از نظریه یا مدلهای ذهنی بهره می گیریم تا در توضیح دادن چیز ها به ما کمک کنند مثلا نظریه ی موج برای فهمیدن برخی خواص نور و صورت به کار می آید و رفتار امواج واقعی مانند امواج آب را به ما می شناساند . به کمک نظریه جنبشی نسبت به خواص ماده مخصوصا گازها بصیرت و بینش پیدا می کنیم. و پی می بریم که از بعضی جهات مولکولهای ماده بی شبهات به ذرات مرئی نیستند.

     اما باید به یاد داشته باشیم که نظریه های علمی به ما کمک می کنند تا بفهمیم چه چیزهایی بازنما یا تشابه واقعیتند و تشریح کامل آن نیستند.

3-  فیزیک و تکنولوژی  

    گفته اند که هر کشف علمی  تا کاربرد عملی یعنی ربط به تکنولوژی نداشته باشد ناکامل و نارس است. تکنولوژی سه جنبه دارد:

تکنولوژی به مثابه دوست. مهندسی و تکنولوژی از کاوشگری انسان و معلوماتش از فیزیک (و سایر علوم) سود می جویند تا رفاه و بهزیستی مادی را تامین کنند. نمونه های فراوانی در این مورد می توان برشمرد.

مولدهای الکتریکی. یعنی منبع برق در نیروگاه ها حاصل کشفهای فاراده در 150 سال پیش به شمار می آیند. الکتروموتورها یعنی قلب بسیاری از آلات و دستگاههای امروزی (از جمله روبوتها که در صنایع کارخانه ای اهمیت روز افزون می یابند) نیز چنین اند در حالیکه رادیو و تلویزیون از ایده های نظری کلرک ماکسول فیزیکدان برآمدند این ایده ها به ارتباط بین نور،الکتریسیته و مغناطیس ربط پیدا می کنند. پیش بینی در خصوص مسیرهایی که ماهواره های مصنوعی و سفینه های فضایی می پیمایند بر قوانین حرکت نیوتون استوارند که حدود 300سال پیش تدوین شدند به جهت کاری اساسی که راذرفورد در آغاز این قرن در زمینه ی ساختار اتم انجام داد نیروگاههای هسته ای تحقق پیدا کردند در پزشکی نوین از تجهیزات بیشماری از دستگاههای پرتو X تا لیزرها استفاده می کنند که در جهت تشخیص و درمان بیماریها فیزیکدانان آنها را پدید آورده اند.

الکترونیک که منشا آن کشف الکترون به وسیله تامسون در اواخر قرن نوزدهم بود امروزه در وسعتی دم افزون در سیستمهای مخابراتی کنترل کامپیوتر و نیز در وسایل خانگی و مراقبتهای پزشکی به کار می آید. شبکه های تلفنی مدرن دارای سیستم قطع و وصل الکترونیکی اند و کامپیوتر ها کنترلشان می کنند. این شبکه ها از طریق آنتنهای هوایی بشقابی بزرگ در ایستگاههای زمینی که سیگنالها را به ماهواره های مخابراتی در مدار زمین می فرستند تا تقویت و رو به جلو ارسال شوند به شبکه های سایر کشورها می پیوندند.

تکنولوژی به مثابه دشمن. اگر تکنولوژی را خردمندانه به کار نگیریم می تواند مشکلات اجتماعی و زیست محیطی مانند بیکاری و آلودگی ایجاد کند از بی خردی نهایی جنگ جهانی هسته ای ذکری به میان نمی آوریم . چگونگی استفاده از تکنولوژی بر عهده ی خود آدمی است.

همنوایی. بر هم کنش بین فیزیک و تکنولوژی فرایند دو سویه است. فقط تکنولوژی دنباله رو فیزیک نیست غالبا برای پیشبرد کار فیزیکدانان و تجهیز آنان به ابزاروتکنیکهای جدید به نوبهءخود از پیشرفتهای تکنولوژی استفاده می شود.

4-  فیزیک و ریاضیات  

     ریاضیات یکی از ابزارهای اساسی فیزیک به شمار می آید. بسیاری از قانونها به صورت معادلات ریاضی نوشته می شوند که احتمالا باید آنها را دستکاری هم کرد. گاهی حساب ساده نیز ضرورت پیدا می کند و اغلب اوقات برای نشان دادن نتایج به صورت تصویری از نمودارها بهره می گیرند.

   5-  مولکولها و ماده  

      شواهد وجود اتم و مولکول: برای تایید این نظر که ماده از ذرات ریزی تشکیل می شود که همواره با سرعت زیاد حرکت می کنند شواهد و نشانه های زیادی در دست است .هر یک ار متجاوز از یکصد عنصری که اجزای هر چیزی را تشکیل می دهند اتم نوع خاص خود را دارد قطر این اتم نوعا از مرتبه ی nm 1/0 است . از به هم پیوستن اتمها به یکدیگر مولکولها تشکیل می شوند.اتمها و مولکولها بسیار کوچکتر از آنند که ما بتوانیم مستقیما آنها را مشاهده کنیم اما می توان آنها را به کمک چشمان علمی مشاهده کرد. یکی از این نوع چشمان عبارت است از میکروسکوپ یون میدانی.سایر شواهدی که برای وجود اتمها و مولکولها می توانیم در اختیار داشته باشیم کمتر مستقیم اند. به کمک ابزار بسیار ساده ای می شود به شواهد غیر مستقیمتر وجود اتمها و مولکولها دست یافت. نظریه ی جنبشی ماده: نظریه ی جنبشی ماده مدلی علمی است که به کمک آن می توانیم چگونگی رفتار حجمی از ماده را بر حسب خواص مولکولهای آن بفهمیم. فرض می شود که مولکولها در حالیکه حرکت ثابتی دارند وقتی به هم نزدیک می شوند نیروهای الکتریکی شدیدی بر یکدیگر وارد می آورند(زیرا از ذرات حتی کوچکتر و جاوی بار الکتریکی تشکیل می شوند).نیروهای الکتریکی هم ربایشی اند و هم رانشی نیروهای ربایشی (جاذبه) مولکولها را کنار هم نگه می دارند و نیروهای رانشی (دافعه) که فقط در فواصل کوتاه عمل می کنند سبب می شوند که مولکولها در برابر فشرده شدن بیشتر مقاومت ورزند. بدینسان مولکولها به سبب حرکتشان هم انرژی جنبشی دارند و هم به اعتبار نیروهای «فنر مانند»ی که سعی می کنند آنها را به سوی یکدیگر بکشند دارای انرژی پتانسیل اند. نظریه ی جنبشی می تواند وجود حالتهای جامد ،مایع و گاز را توضیح دهد.

6- چگونگی انتقال گرما    

برای بسیاری مقاصد علمی آگاهی از سه شیوه ی انتقال گرما خیلی مفید است. مثلا برای طراحی ساختمانها و خانه هایی که بتوانند در تابستان و زمستان به نحوی موثر و مقرون و به صرفه دما را در حد مناسبی نگه دارند ضروری است.

رسانش: هرگاه یک قاشق فلزی را در یک نوشابه ی داغ بگذاریم دسته اش گرم می شود گرما از طریق رسانش (هدایت) در طول قاشق حرکت می کند.

رسانش عبارت است از جاری شدن گرما در ماده از جاهایی با دمای بالاتر به جاهایی با دمای کمتر بدون حرکت ماده به عنوان یک کل.

همرفت در مایعات: همرفت روش متداول انتقال گرما در سیالات (مایعات و گازها) است. هرگاه از طریق یک لوله چند دانه بلور پرمنگنات پتاسیم با ارغوانی تیره را به ته ظرف شیشه ای پر از آبی بیندازیم می توانیم همرفت را مشاهده کنیم . وقتی لوله را خارج کنند و شعله ای کوچک را درست در ته این ظرف بگیرند رگه های ارغوانی آب به بالا می رود و به سمت بیرون به صورت چتر پخش می شود. جریانها سیال متحرک گرم را جریانهای همرفت می گویند. این جریانها وقتی پدید می آیند که مایعی که گرم می شود انبساط پیدا می کند چگالیش کم می شود و مایع چگالتر و سردتر اطراف که در زیر آن به حرکت در می آید آن را به بالا می راند. می گوییم «آب داغ (یا هوای داغ) بالا می رود». سیال گرم شبیه چوب پنبه ای رفتار می کند که زیر آب رها شده باشد : این چوب پنبه که از مواد اطرافش سبکتر است به سطح آب می جهد . اما در همرفت یک مایع در مایع دیگر شناور است ،و نه شناور بودن یک جامد در مایع.

همرفت عبارت است از جربان گرما در مایع از جاهای با دمای بالاتر به جاهای با دمای پایین تر به وسیله ی حرکت خود مایع.

7-   الکترونیک   

الکترونها: کشف الکترونها از نقاط عطف تاریخ علم فیزیک بوده و به پیشرفتهای تکنولوژیکی عظیمی انجامیده است . از آزمایش با جریانهای الکترونها «رها شده از قید اتم» در خصوص ماهیت آنها مطالب زیادی آموخته ایم.

گسیل گرما یونی:لامپ خالی از هوا(خلا) حاوی یک پیچه ی کوچک سیمی، فیلامان و یک ورق (یا پلاک) فلزی است که آن را آنود می نامیم زیرا به قطب مثبت یک منبع تغذیه 400 ولت مستقیم وصل شده است . قطب منفی تغذیه به فیلامان وصل شده که آن را نیز کاتود می نامیم. این فیلامان با جریان ناشی از یک منبع تغذیهV6 گرم می شود.

8 - انرژی هسته ای

اینشتین پیشنهاد کرد که اگر انرژی یک جسم به اندازه ی Eتغییر کند جرم آن به مقدار mتغییر می کند.که cسرعت نور است. معنی این عبارت آن است که  هر واکنشی که مستلزم کاهش جرم باشد و به آن کاستی جرم می گویند یک منبع یا چشمه ی انرژی است. تغییرات جرم و انرژی در تغییرات فیزیکی وشیمیایی بسیار اندک است تغییرات جرم و انرژی در برخی واکنشهای هسته ای مانند واپاشی هسته ای میلیونها برابر است.

نویسنده: تام دانکن      تهیه و تنظیم :   فاطمه قربانی



How do you grow?
دوشنبه 13 شهریور 1396 12:58 ق.ظ
If you would like to increase your experience just keep visiting this web site and be updated with
the latest news posted here.
Zelma
یکشنبه 24 اردیبهشت 1396 05:18 ق.ظ
Hi there to every one, since I am in fact keen of reading this web site's post to be updated
on a regular basis. It includes fastidious information.
BHW
پنجشنبه 31 فروردین 1396 11:30 ب.ظ
I've been surfing on-line more than 3 hours lately, but I
never discovered any attention-grabbing article like yours.

It's lovely value sufficient for me. In my opinion, if all web owners and
bloggers made excellent content material as you probably did, the web will be a lot more helpful than ever before.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


برای دسترسی به کلیه مطالب به صورت طبقه بندی شده، اینجا راکلیک فرمایید