سال نو مبارک

سال ۱۳۸۹ را به تمام اساتید و دانشجویان گرامی تبریک عرض می کنم

سال ۱۳۸۹ را به تمام اساتید و دانشجویان گرامی تبریک عرض می کنم

نور:
برای یادآوری بد نیست درباره ی نور بنویسم. نور نوعی از انرژی است که می تواند از یک اتم خارج شود. این ازتعداد زیادی ذره های کوچک مثل بسته هایی که دارای انرژی و اندازه حرکت هستند ولی جرمی ندارند. این ذرات فوتون های نوری نام دارند و واحد های اساسی نور هستند
اتم ها وفتی فوتون آزاد می کند که الکترون های آن ها برانگیخته شود. الکترون ها ترازهای انرژی متفاوتی دارند که به چند عامل وابسته است از جمله سرعت آن ها و فاصله ی آن ها از هسته. الکترون های با ترازهای متفاوت انرژی اوربیتال های مختلفی را اشغال می کنند. به طور کلی الکترون با انرژی بالاتر در اوربیتال دورتری نسبت به هسته قرار دارد.
به عنوان مثال در اثر برخورد توپ بیسبال با چوب بیسبال نیروی متوسط مطابق نمودار زیر میباشد:


مقدار نیروی وارد به توپ در لحظهی
برابر صفر است.
بعد از برخورد، این مقدار به یک حد ماکزیمم رسیده و سپس کاهش مییابد.
با جدا شدن توپ از چوب این مقدار به صفر میرسد.
مدت زمان برخورد ( از
تا
) بسیار کوتاه است.
توجه کنید که در شکل، مقدار نیروی متوسط
نیز نشان داده شده است.
فرمول
چگونه بهدست آمده است؟
= شتاب میانگین
F = ma
تفاوت کیسه ی هوا و کمربند ایمنی از نقطه نظر نیروی وارده
هر چند متوسط نیروهای وارده به راننده ای که از کمربند ایمنی مناسب یا از کیسه هوا استفاده میکند یکسان است، ولی کیسه ی هوا طبق اصل پاسکال، فشار یکسانی به تمام نقاطی که با آن در تماس هستند، وارد میکند.
همان نیرو که توسط کمربند ایمنی مناسب به راننده وارد میشود، این بار توسط کیسه ی هوا، در یک سطح بزرگ تر پخش شده و فشار کم تری به بدن وارد میشود. استفاده از کیسه ی هوا بدین معنی نیست که نیازی به بستن کمربند ایمنی نداریم، چون کمربند ایمنی باعث میشود تا راننده از جای خود بیرون نیفتد؛ در حالی که کیسه ی هوا باعث میشود ضربه ی وارده به راننده کاهش یابد.
اقتباس شده از مجله، Physics Teache

این روزها جرات خطر کم است...
دو قرن تمام ، والا حضرت آیزاک نیوتن، پادشاه بی رقیب و قدرت مند فیزیک بود. نظام نیوتنی، حرف آخر را در مسائل بنیادی علم و تصویر نهایی جهان میزد. دلاوری شجاع، بر پادشاه شورید . شوالیه "آلبرت اینشتین" با نظریه ی نسبیت خود پادشاه نیوتن را از تخت سلطنت به زیر کشید. این خطر، لازمه ی چرخش در تاریخ علم و نحوه ی تفکر انسان هاست. برای پیش برد علمِ نوین، ناگزیریم اندیشه های جنون آمیزی مطرح کنیم که از دیدگاه های سنتی، کاملا گسسته باشند؛ اندیشه هایی معماگونه.
فقط یک نابغه میتواند جرات چنین خطری را به دل راه دهد. انباشت ارقام و اطلاعات در مغز، دلیل بر نبوغ نیست. نابغه با شجاعت خود، در شناخت پیشین دخالت میکند. و آلبرت اینشتین چنین دیوانه ای بود یا به عبارتی دیگر چنین نابغه ای. قبل از او گذر از مفاهیم نیوتنی به تصویری جدید از جهان، هیچ گاه این چنین قاطع و معما گونه نبوده است. این گذار در واقع نه فقط تعمیم و تکمیل کاری بود که نیوتن شروع کرده بود، بلکه انقلابی را در علم به راه انداخت. نظریه ای که باعث چنین گذاری شد، بر اساس معیارهای معینی ساخته شده است. اینشتین در یادداشت هایش از دو معیار در انتخاب و ارزیابی نظریه های علمی سخن میگوید، اولی تایید بیرونی است: انطباق نظریه و تناقض نداشتن آن با واقعیت های تجربی.
البته این انتظاری بدیهی است اما برآوردن آن مسئله ی ظریفی است. چرا که گاه میتوان فرض هایی اضافی را به شکل مصنوعی وارد کرد و نظریه را با تجربه منطبق ساخت- در واقع باعث پذیرش نظریه از سوی همگان شد - . معیار دوم؛ کمال درونی یا طبیعی بودن نظریه است. نظریه نباید از بین نظریات هم ارز خود به شکل دل خواه انتخاب شود. نظریه ای بیش ترین کمال درونی را دارد که کم ترمبتنی بر فرض های دل خواهی باشد.
چنین نظریه ای برای تبیین ساختار جهان و ساختن تصویری از آن بر مبنای قوانین یک نواخت و جهان شمول مناسب تر است.
البته اینشتین معتقد است این حرفها چندان دقیق نیستند و شاید هیچ گاه هم نتوان دقیق ترشان کرد. اما وقتی دانشمندان در باره ی کمال درونی یا تایید بیرونی یک نظریه، سخن میگویند، گویی توافقی ضمنی بین آن ها وجود دارد. اینشتین با آن قوه ی تشخیص چشم گیری که در مورد هم آهنگی یا به گفته ی خودش "موسیقی مندیِ تفکرِ علمی" داشت، به تاثیر زیبایی شناختی نظریه - که آن را خاصیتی وابسته به کمال درونی میدانست - اهمیت زیادی میداد. پوانکاره نیز از مفهوم ظرافت ریاضی سخن میگوید و آن را این طور تعریف میکند: « هرچه قضیه های بیش تری بتوان از کم ترین فرضها استخراج کرد، ظرافتِ ساخته ی ریاضی بیش تر است. »
اما نگاه این دو نفر به ارزش ظرافت و موسیقی مندیِ نظریه، متفاوت است. به نظر پوانکاره ظرافت در اصل، معنایی ندارد و معیاری برای انتخاب یک نظریه نیست. ظرافت یک نظریه، ثابت نمی کند که آن نظریه، نگاه عمیق تری دارد. اما اینشتین میگوید ظرافت شاخصی از معتبر بودن نظریه و قطعیت عینی آن است. اینشتین چنان به این اصل عقیده داشت که وقتی آزمایشها نظریه ی نسبیت را تایید کردند، چندان هیجان زده نشد.
او اصلا نگران نتیجه ی کار نبود. به نظر او نسبیت آن قدر طبیعی و موسیقی مند بود که امکان نداشت اشتباه باشد. جهان مجموعه ی واحدی از اشیا است و به همین دلیلِ ساده است که وقتی نظریه ای از کم ترین فرضها نشآت بگیرد به واقعیت نزدیک تر میشود. نظریه وقتی فقط مبتنی بر چند اصل موضوعه ی مستقل باشد، به وحدت واقعی جهان نزدیک تر میشود و به بهترین شیوه ی ممکن آن را باز میتاباند.
این وحدت، در همگن بودن فضا و زمان، در انتقال از نقطه ای به نقطه ی دیگر در فضا و از لحظه ای به لحظه ی دیگر در زمان ،دیده میشود. همین ناوردایی قوانین فیزیک است که به علت مستقل بودن از جابه جایی های جزئی و موقت ، نقطه ی شروع حرکت در راه دست یابی به نظریه ی نسبیت میشود. اینشتین با هدف رسیدن به بیش ترین کمال درونی در نظریه اش، سعی کرد رابطه هایی در بیان قوانین فیزیک پیدا کند که در جابه جایی های موقت و جزئی، هم وردا بمانند. به بیانی عام ، طبق اصل نسبیت، قانون های طبیعت، مستقل از حرکت انتقالی دستگاه های مرجع هستند.