فیزیک, دنیایی شگفت انگیز

Huashan · 02-05-2006, 04:55 PM

سلام به همه دوستاران فیزیک
هدف من از زدن این پست بحث به زبان ساده و مفیدو همچنین قابل فهم در مورد دو موضوع شگفت انگیز فیزیک ** نسبیت ** و ** کوانتم ** است موضوعاتی که نه در دبیرستان به آن پرداخته می شود ونه در دانشگاها
در تحصیلات عالیه فقط ریاضیات پیشرفته و فرموها پیچیده بیان می شه و حتی خود دانشجویان هم درک درستی از فلسفه های عمیق نسبیت و مخصوصا کوانتوم ندارند.
برای شروع بحث دانشمندانی که مورد علاقه من وازتاثیرگذاران در نسبیت و کوانتوم هستند را برایتان می نویسم.
انیشتن که یکه تاز نسبیته و
اروین شرودینگر, نیلس بور , هایزنبرگ از پیشگامان دیدگاه کوانتومی هستند
البته از دیگر دانشمند محبوب من جیمز کلارک ماکسوله که بخاطر قدرت ریاضیاتی که داشت هرگز دانشجویان فیزیک درس الکترومغناطیس را فراموش نمی کنن.

به ترتیب از راست به چپ : انیشتن و ورنر هایزنبرگ

به ترتیب از راست به چپ : اروین شرودینگر و نیلس بور

ابتدا به نسبیت می پردازم , نسبیت شامل نسبیت خاص و نسبیت عام می باشد که من ابتدا نسبیت خاص را می گم.
انیشتن 25 ساله درسال 1905 سه مقاله در جلد هفدهم مجله آنالن ارائه داد که شامل بررسی حرکت براونی ذرات در سیال , پدیده فتو الکتریسیته , و دیگری نسبیت خاص بود. که باعث شد این جلد از مجله شیئی کلکسیونی شود.
به طور کلی باید بگم که کاربرد نسبیت خاص در سرعت های بالا نزدیک به سرعت نور است و بر اساس دو اصله
1-قوانین فیزیک در دستگاه هایی (دستگاه می تونه یک قطار,هواپیما , کره زمین و یا جایی که شما ایستاده اید باشه ) که با سرعت ثابت حرکت می کنن , یکسان است.
2- ثابت بودن سرعت نور در این دستگاه ها

سعی می کنم خلاصه بگم ببخشید.

مینکوفسکی استاد قدیمی انیشتن توصیف زیبا و ساده از نسبیت خاص بر حسب هندسه چهار بعدی فضازمان می کنه که خواندنش خالی از لطف نیست.
می توانید منظور مینکوفسکی و طرز کار نظریه نسبیت را با نگاه کردن به یک مداد و سایه ای که روی میز می اندازه ,درک کنید. مداد, در دنیای سه بعدی طولی دارد که می توان آن را اندازه گرفت. اما اگر به سایه مداد روی میز دو بعدی نگاه کنید و مداد را در هوا بچرخانید , متوجه چیز عجیبی می شوید . بسته به زاویه مداد با سطح میز , طول سایه می تواند صفر یا برابر با طول مداد یا هر طولی بین این دو باشد . طول سایه در دو بعد , بستگی به طرز قرارداشتن مداد در سه بعد دارد.
نظریه نسبیت , در در تصویر هند سی که مینکوفسکی بوجود آورد بیان می کند که هر جسم , مانند مداد , یک طول حقیقی چهار بعدی دارد که معمولا به نام گستره آن در فضازمان و نه در فضا , نامیده می شود. اما بسته به اینکه سمتگیری این جسم در چهار بعد چگونه باشد , طول واقعی آن در دنیای سه بعدی ما می تواند هر مقداری از صفر تا طولی برابر با گستره آن داشته باشد . گرداندن جسمی در فضازمان چهار بعدی , مثل آن است که جسمی را با سرعت ثابت در فضای سه بعدی حرکت دهیم . هر قدر این جسم با سرعت بیشتری حر کت کند , سایه سه بعدی آن کوتاه تر می شود . این سایه زمانی که جسم با سرعت نور حرکت کند , به کلی نا پدید می شود ( طول آن به صفر می رسد ).
علاوه بر طول , زمان هم در دنیای ما سایه ای از گستره فضازمان چهار بعدی است هر قدر جسم تندتر حر کت کند سایه آن گسترده تر شده و در نتیجه زمان کندتر سپری می شود . اگر ساعتی می توانست با سرعت نور حر کت کند , زمانی که ساعت اندازه می گرفت , متوقف می شد .

اثر دیگر سرعت های نسبیتی ( سرعت های نزدیک به سرعت نور ) بر روی جرم اجسام است که برای اینکه زیاد خسته نشده باشید در پست های بعدی می گم .

برای بهتر شدن مطالب خواهش می کنم نظر بدهید . و خیلی خوشحال می شم که بتوانم از مطالبی که شما می دانید استفاده کنم .

Huashan · 02-07-2006, 11:45 PM

به به میبینم که دوستداران فیزیک خیلی زیادهستن..... خواهش می کنم , نوبت رو راعایت بکنید جا برای همه هست
ظاهرا باید برای جذب این همه مخاطب فکر جدیدی بکنیم , ژانگولربازی

, مسابقه ای

( که این روزها مد شده ) , چیزی

Huashan · 02-08-2006, 09:51 AM

چه وضعیه ؟

34 تا مشاهده شده داشته تاپیک ولی کسی پست نزده چرا ؟
به نظرم سه تا دلیل داره

1-مطلب جالب نبوده
2-چیزی نفهمیدن
3-حرفی برای گفتن نداشتن
به نظر شما کدامه ؟

Sahram · 02-08-2006, 02:11 PM

دوست عزیز مطلب جالبی بود

اما مهم نیست چند نفر خوانده اند و چند نفر نظر داده اند .... مهم اینه که کار خودتان را ادامه دهید ... من که خوشم اومد

...
در ضمن اینم توجه داشته باشید که طبق همین فیزیک کوانتوم "مشاهده - در موضوع مورد مشاهده تاثیر می گذارد "

شاید توجه زیاد شما در مورد تاپیک خودتون باعث شده کسی به اون جواب نده ! بهرحال خوشحال می شم ادامه دهید .

موفق باشید

Sahram · 02-08-2006, 02:38 PM

Quote:

نوشته ای از Huashan

...
هر قدر این جسم با سرعت بیشتری حر کت کند , سایه سه بعدی آن کوتاه تر می شود . این سایه زمانی که جسم با سرعت نور حرکت کند , به کلی نا پدید می شود ( طول آن به صفر می رسد ).
...
علاوه بر طول , زمان هم در دنیای ما سایه ای از گستره فضازمان چهار بعدی است هر قدر جسم تندتر حر کت کند سایه آن گسترده تر شده و در نتیجه زمان کندتر سپری می شود . اگر ساعتی می توانست با سرعت نور حر کت کند , زمانی که ساعت اندازه می گرفت , متوقف می شد .

می شه یکم بیشتر در مورد این دو توضیح دهید ؟ در مثال اولی گفتید هر چقدر سرعت بیشتر شود سایه کمتر می شود اما در دومی چرا برعکس شد ؟

**Ajabshirkhan** · 02-09-2006, 06:13 AM

Quote:

می شه یکم بیشتر در مورد این دو توضیح دهید ؟ در مثال اولی گفتید هر چقدر سرعت بیشتر شود سایه کمتر می شود اما در دومی چرا برعکس شد ؟

اگر زمان (بعد چهارم)را در دنياي واقعي (سه بعدي ) را معادل z يا بعد سوم در دنياي دو بعدي در نظر بگيريد متوجه اين مطلب ميشويد.
در دنياي دو بعدي اگر ارتفاع شي(معادل بازه زماني در دنياي سه بعدي) زياد شود طول سايه كه همان طول جسم در دنياي دو بعدي(معادل طول جسم در دنياي سه بعدي) هست كم ميشود وبرعكس.
زياد شدن بازه زماني معادل همان كند شدن گذشت زمان هست.البته اين كند شدن زمان و كم شدن طول از ديد ناظري است كه ان متحرك را (كه با سرعت قابل مقايسه با سرعت نور حركت ميكند )مشاهده ميكند وگرنه خود متحرك چنين چيزي را احساس و مشاهده نميكند برعكس از ديد متحرك هم براي ناظر دقيقا همين اتفاق ميافتد.چون او خودش را ساكن و ناظر را نسبت به خود متحرك ميبيند.

Huashan · 02-10-2006, 08:11 PM

به به ... اندک اندک جمع مستان می رسند

Sahram , Ajabshirkhan خیلی خوش آ مد ین

Quote:

اما مهم نیست چند نفر خوانده اند و چند نفر نظر داده اند .... مهم اینه که کار خودتان را ادامه دهید ... من که خوشم اومد

واقعا خوشحال شدم از اینکه شما خوشتون آمد.

Quote:

در ضمن اینم توجه داشته باشید که طبق همین فیزیک کوانتوم "مشاهده - در موضوع مورد مشاهده تاثیر می گذارد

به موضوع خیلی مهمی اشاره کردین . موضوعی که انیشتن هم از اوایل پیداش کوانتوم با آن مشکل داشت و انشاالله در ادامه بحث به این هم خواهیم پرداخت.

Quote:

می شه یکم بیشتر در مورد این دو توضیح دهید ؟ در مثال اولی گفتید هر چقدر سرعت بیشتر شود سایه کمتر می شود اما در دومی چرا برعکس شد ؟

در جواب شما باید بگم , توضیحی که در پست یک داده شد یک برداشتی از هندسه چهاربعدی مینکوفسکی است و مفهوم (( سایه )) فقط برای اینکه برداشت بهتری ازنسبیت داشته باشیم ساخته شده , شاید بهتر بود این رو از اول میگفتم و طبق این فرمول انیشتن

کاهش طول و اتساع زمان توجیه می شود.
L1 : طول جسم در حال حرکت با سرعت V
L0 : طول اولیه جسم
و اگر بجای T , L را بگذاریم , فرمول مربوط به اتساع زمان بدست می آید.( اگر سرعت جسم به سمت سرعت نور میل کند , عبارت زیر رادیکال به سمت صفر میل می کند . )

Quote:

البته اين كند شدن زمان و كم شدن طول از ديد ناظري است كه ان متحرك را (كه با سرعت قابل مقايسه با سرعت نور حركت ميكند )مشاهده ميكند وگرنه خود متحرك چنين چيزي را احساس و مشاهده نميكند برعكس از ديد متحرك هم براي ناظر دقيقا همين اتفاق ميافتد.چون او خودش را ساكن و ناظر را نسبت به خود متحرك ميبيند.

به نکته خوبی اشاره کردین فرمول های بالا با توجه به همین دیدگاه درست هستن .
ولی یک نکته ای اینجا وجود دارد و اینه که بعد چهارم , زمان ضرب در سرعت است ( C ) , برای اینکه بعد چهارم هم از جنس طول باشد .
و تا ثیر سرعت را بر روی طول و زمان بوسیله نمودار به شکل دیگه نشان می دن .
وا جب شد که پست بعدی را به نمودارهای مینکوفسکی اختصاص بدم .

MahdiΩ · 02-10-2006, 09:29 PM

مطالب خیلی جالبی بود حتمآ ادامه بدید.

**Ajabshirkhan** · 02-11-2006, 07:41 AM

مشكل اينجاست كه در فرومها براي فرمول نويسي مشكل وجود داره و به همين دليل بيشتر مجبور به شرح موضوعات بدون فرمول و نمودار هستيم. البته همين بحث بدون فرمول هم خيلي به درك بهتر موضوعات كمك ميكنه و اينجا هم هدف اصلي بيشتر همين هست.
بهرحال حتما ادامه بدين.اگر فرصت بشه من هم حتما بيشتر در بحث شركت ميكنم.

Huashan · 02-12-2006, 12:31 PM

خدمت جناب MahdiΩ خیرمقدم می گم . چشم حتما

Quote:

مشكل اينجاست كه در فرومها براي فرمول نويسي مشكل وجود داره و به همين دليل بيشتر مجبور به شرح موضوعات بدون فرمول و نمودار هستيم. البته همين بحث بدون فرمول هم خيلي به درك بهتر موضوعات كمك ميكنه و اينجا هم هدف اصلي بيشتر همين هست.
بهرحال حتما ادامه بدين.اگر فرصت بشه من هم حتما بيشتر در بحث شركت ميكنم

من هم با شما موافقم , و مشتاقانه منتظر پست های بعدی شما هستم .
** راستی شما عکس ها و فرمول رو می بینید یا نه ؟

متاسفانه اشکالاتی در پست قبلی بود

که حالا رفعشون می کنم
( آخه موقع زدن پست یه کاری پیش آمد , درست نتونستم پست رو چک کنم , بعدش هم که سایت فیلتر شده بود , دو روز اینجوری بود , برای شما هم فیلتر بود ؟ )
1-پست سه بار تکرار شده بود که خذفشون کردم .
2-

Quote:

اگر بجای L , T را بگذاریم , فرمول مربوط به اتساع زمان بدست می آید

در اینجا باید نوشته شود , اگر بجای T , L را بگذاریم , فرمول
مربوط به اتساع زمان بدست می آید .که در متن هم اینرو درست کردم
3-

Quote:

زمان ضرب در سرعت است ( C ) , برای اینکه بعد چهارم هم از جنس زمان باشد

درستش اینه , برای اینکه بعد چهارم هم از جنس طول باشد , چون
بعدهای دیگر هم از جنس طول هستن . در پست هم تصحیح شده
بخاطر اشتباهاتم از شما عذرخواهی می کنم.

Huashan · 02-12-2006, 10:08 PM

سلام
در این قسمت نظر خودم اینه که خیلی ساده نگاه کنیم در غیر اینصورت به سؤال های پیچیده و زیادی برخورد می کنیم که به سادگی نمی شه از پیچ و خمشون بیرون آمد .
البته به این منظور نیست که سؤالی مطرح نشه , تلاش من اینه که این دو مورد زیررا به سادگی برای شما نمایش دهم
1-نمایش ظاهری نمودار فضا- زمان
2-برداشت کاهش طول و اتساع زمان از روی نمودارهای فضا – زمان

1- نمایش ظاهری نمودار فضا- زمان
در زیر شکل نمودار دوبعدی ( از دو بعد طول Y و Z برای سادگی صرف نظر می کنیم ) رو همراه با نمایش قسمت های مختلف آن می بینید .
قسمت های سیاه رنگ محورهای نمودار هستند
اگر ذره سرعت نور داشته باشد منحنی آن خط نقطه چین قرمز رنگ می شه , واگرسرعت آن کمتر و یا بیشتر از سرعت نور باشد , به ترتیب در قسمت چپ و راست خط نقطه چین قرمز قرار می گیرند .
منحنی یک جسم که با سرعت های کمتر از نور حرکت میکند , شکلی همنند منحنی سبز رنگ دارد که به آن خط جهانی ذره می گویند .

نمودارهای فضا زمان برای ناظر ساکن و متحرک :

اگر دستگاه ناظر ساکن را با Sو ناظر متحرک را با `S نشان دهیم. و دستگاه `S با سرعت V نسبت به دستگاه S در امتداد محور X حرکت کند .
آنگاه دستگاه متحرک در نظر ناظر ساکن دیگر قائم نیست و به شکل زیر آن رو نمایش می دهند .
دلیل قائم نبودن دستگاه اینه که , انیشتن برای بدست آوردن مختصات فضا و زمان یک ذره در دستگاه متحرک با توجه به مختصات آن در دستگاه ساکن از تبدیلات لورنتس ( چیزی همانند تبدیلات و نگاشت هایی که در دبیرستان خواندیم ) استفاده می کند .

اینم قسمت اول , امید وارم توانسته باشم که مفهوم را بسادگی بیان کنم

**Ajabshirkhan** · 02-13-2006, 04:52 PM

شايد براي خيلي ها اين سوال پيش امده باشد كه چرا و چگونه نظريه نسبيت به وجود امد.در اينجا بشكل مختصر در مورد اين مساله توضيحاتي داده شده.
بعد از اينكه ماكسول معادلات معروف خودش رو بدست اورد مشخص شد كه سرعت نور در يك چارچوب مرجع مقداري ثابت دارد كه اين مقدار به نوع ماده اي كه نور در ان منتشر ميشود دارد.در خلا اين مقدار تقريبا برابر 300000 km/h هست. از طرفي مشخص شد كه در چارچوبهاي مرجع ديگر ( يا دستگاه هاي مختصاتي كه با سرعت ثابت نسبت به اين دستگاه مختصات حركت ميكنند.) شكل معادلات ماكسول تغيير مي كنند.با توجه به اينكه قوانين مكانيك نيوتني در چارچوبهاي مرجع مختلف (دستگاههاي مختصات كه با سرعت ثابت نسبت به يكديگر
حركت ميكنند ) يكسان هستند براي فيزيكدانها بهتر بود كه براي داشتن يك نظريه متقارن و شسته رفته قوانين ماكسول در تمام دستگاه هاي لخت يكسان باشند.اين مستلزم اين بود كه فرض شود سرعت نور در تمام چارچوبهاي مرجع يكسان است.
يكسان بودن سرعت نور در تمام چارچوبهاي مرجع به اين معناست كه ما اگر ما در فاصله مثلا x نسبت به يك منبع نور قرار داشته باشيم با توجه به اينكه نور با سرعت c به سمت ما حركت ميكند پس از زمان t=x/c به ما ميرسد.حالا تصور كنيد كه ما در چارچوب مرجعي هستيم كه در لحظه t=0 مبدا ان بر مبدا دستگاه قبلي منطبق است و با سرعت v نسبت به چارچوب مرجع اول به سمت منبع نور حركت ميكند.در اين صورت بر خلاف انتظار كه تصور ميكنيم نور منبع سريعتر به ما ميرسد متوجه ميشويم كه در زمان رسيدن نور به ما هيچ تغييري حاصل نميشود.اگر بجاي منبع نور هر متحركي كه با سرعت نور حركت ميكند را قرار دهيم باز هم همين نتيجه بدست ميايد.(البته ميتوان نشان داد كه متحركهاي جرم دار هيچگاه نميتوانند به سرعت نور برسند و فقط ميتوانند به ان نزديك شوند.)
به عبارت ديگر قانون جمع گاليله اي ديگر در اينجا برقرار نيست.طبق قانون جمع گاليله اي اگر دو متحرك با سرعتهاي v1 و v2 به طرف هم حركت كنند هر كدام اينگونه تصور ميكنند كه خود ساكن هستند و ديگري با سرعت v1+v2 به سمت او در حركت است.در حاليكه كه طبق قانون جمع نسبيتي براي اينكه سرعت نور در تمام چارچوبهاي مرجع يكسان باشد فرض ميشود كه هيچ سرعتي نميتواند بالاتر از سرعت نور باشد و دو متحرك كه به سمت يكديگر حركت ميكنند مجموع سرعتهايشان هيچگاه نميتواند بالاتر از سرعت نور باشد.مثلا اگر دو متحرك با سرعتهاي 0.5c و 0.6c به سمت يكديگر حركت كنند سرعت نسبي انها 0.6c+0.5c=1.1c نخواهد بود و اين سرعت برابر 0.85c خواهد بود.همه قوانين نسبيت را با استفاده از همين اصل ثابت بودن سرعت نور ميتوان بدست اورد.
در واقع اصل نسبيت گاليله اي و مكانيك نيوتني فداي اين اصل شدند كه تمام قوانين فيزيك بايد در همه چارچوبهاي مرجع يكسان باشند.
البته در سرعتهاي پايين قوانين نسبيتي بر قوانين مكانيك نيوتني منطبق ميشوند.
البته ممكن است اين سوال پيش بيايد كه از كجا معلوم كه اين اصل واقعا برقرار باشد؟
در ابتدا هيچ دليلي براي اثبات يا رد اين نظريه وجود نداشت.اما بعدها ازمايشهايي انجام شد كه بعضي از اثاري كه نظريه نسبيت پيش بيني كرده بود اثبات كرد.مثل ازمايشي كه توسط hafele و keating انجام شد.
در اين ازمايش انها چند ساعت اتمي بسيار دقيق را چند روز در يك هواپيماي تجاري قرار دادند تا زمين را دور بزند و بعد از سفر ان ساعتها را با ساعت اتمي خودشان كه روي زمين واقع بود مقايسه كردند.و مشاهده كردند كه همه ساعتهاي داخل هواپيما از ساعت روي زمين عقب مانده اند.اين زمان در مورد يكي از ساعتها در حدود (7- ^10 ) (10 به توان -7)ثانيه بود.
همينطور ازمايش ديگري توسط الواگر و همكارانش انجام شد.
در اين ازمايش باريكه اي از پيونها ( پيون يك ذره بنيادي است.) مورد ازمايش قرار گرفتند.اين ذرات بر اثر واكنشي خود به خودي وا ميپاشند و به دو پرتو گاما (كه از جنس امواج الكترو مغناطيس هستند) تجزيه ميشوند كه در دو جهت مخالف حركت ميكنند.در اين ازمايش سرعت باريكه پيونها حدود 0.99975c بود با توجه به اينكه ذرات گاما از جنس امواج الكترو مغناطيس هستند و با سرعت نور حركت ميكنند اگر قانون جمع گاليله اي درست مي بود يكي از انها بايد سرعت 1.999775c=c+0.99975c و ديگري سرعت 0.25c=c-0.99975c را دارا باشد. در حالي كه
در اين ازمايش سرعت هر دو پرتو يكسان و برابر c بدست امد.كه پيش بيني نظريه نسبيت را تائيد ميكند.

Huashan · 02-14-2006, 05:11 PM

سلام
جناب Ajabshirkhan عالی بود , فوق العاده لذت بردم

بعضی از ابهامات ذهنم برطرف شد , به همین خاطر بعضی از جملات شما رو برای بهتر خواندن دیگر دوستان highlight می کنم .

*براي فيزيكدانها بهتر بود كه براي داشتن يك نظريه متقارن و شسته رفته قوانين ماكسول در تمام دستگاه هاي لخت يكسان باشند.اين مستلزم اين بود كه فرض شود سرعت نور در تمام چارچوبهاي مرجع يكسان است.
*طبق قانون جمع نسبيتي براي اينكه سرعت نور در تمام چارچوبهاي مرجع يكسان باشد فرض ميشود
كه هيچ سرعتي نميتواند بالاتر از سرعت نور باشد و دو متحرك كه به سمت يكديگر حركت ميكنند مجموع سرعتهايشان هيچگاه نميتواند بالاتر از سرعت نور باشد.
آزمایش دوم هم جالب بود.

ولی استاد عزیز نظرتون درباره جمله زیر چیه ؟
در واقع اصل نسبيت گاليله اي و مكانيك نيوتني فداي اين اصل شدند كه سرعت نور باید در همه چارچوبهاي مرجع ثابت باشند .

**Ajabshirkhan** · 02-15-2006, 07:26 AM

Quote:

نوشته ای از Huashan

سلام
جناب Ajabshirkhan عالی بود , فوق العاده لذت بردم

بعضی از ابهامات ذهنم برطرف شد , به همین خاطر بعضی از جملات شما رو برای بهتر خواندن دیگر دوستان highlight می کنم .

*براي فيزيكدانها بهتر بود كه براي داشتن يك نظريه متقارن و شسته رفته قوانين ماكسول در تمام دستگاه هاي لخت يكسان باشند.اين مستلزم اين بود كه فرض شود سرعت نور در تمام چارچوبهاي مرجع يكسان است.
*طبق قانون جمع نسبيتي براي اينكه سرعت نور در تمام چارچوبهاي مرجع يكسان باشد فرض ميشود
كه هيچ سرعتي نميتواند بالاتر از سرعت نور باشد و دو متحرك كه به سمت يكديگر حركت ميكنند مجموع سرعتهايشان هيچگاه نميتواند بالاتر از سرعت نور باشد.
آزمایش دوم هم جالب بود.

ولی استاد عزیز نظرتون درباره جمله زیر چیه ؟
در واقع اصل نسبيت گاليله اي و مكانيك نيوتني فداي اين اصل شدند كه سرعت نور باید در همه چارچوبهاي مرجع ثابت باشند .

سلام
خوشحالم كه مفيد بوده.
البته من شاگردي بيش نيستم و اين مطالب رو هم از تو كتابا بلغور ميكنم.اما در مورد اين جمله:در واقع اصل نسبيت گاليله اي و مكانيك نيوتني فداي اين اصل شدند كه سرعت نور باید در همه چارچوبهاي مرجع ثابت باشند .
با توجه به اينكه ثابت بودن سرعت نور از ثابت بودن قوانين فيزيك در دستگاههاي مختلف نتيجه شد اين دو جمله تقريبا هم ارزند.اما مساله اينجاست كه ثابت بودن سرعت نور امتيازي محسوب نميشد كه اينشتين بخواد بخاطر اون اين نظريه انقلابي رو مطرح كنه اون چيزي كه براي اون اهميت داشت ثابت بودن قوانين فيزيك در همه چارچوبهاي مرجع بود.

Huashan · 02-22-2006, 03:17 PM

سلام

برای تاخیری که داشتم معذرت می خواهم .
یه سؤال دارم کسی می دونه که سیاه چاله ها چی هستن و چه جور بوجود می آیند و چه خواصی دارند . لطفا بگید که ما هم یاد بگیریم .

02-05-2006, 04:55 PM	#1
Huashan Registered User Join Date: Jan 2006 Location: abadan Posts: 1,436	فیزیک, دنیایی شگفت انگیز سلام به همه دوستاران فیزیک هدف من از زدن این پست بحث به زبان ساده و مفیدو همچنین قابل فهم در مورد دو موضوع شگفت انگیز فیزیک نسبیت و کوانتم است موضوعاتی که نه در دبیرستان به آن پرداخته می شود ونه در دانشگاها در تحصیلات عالیه فقط ریاضیات پیشرفته و فرموها پیچیده بیان می شه و حتی خود دانشجویان هم درک درستی از فلسفه های عمیق نسبیت و مخصوصا کوانتوم ندارند. برای شروع بحث دانشمندانی که مورد علاقه من وازتاثیرگذاران در نسبیت و کوانتوم هستند را برایتان می نویسم. انیشتن که یکه تاز نسبیته و اروین شرودینگر, نیلس بور , هایزنبرگ از پیشگامان دیدگاه کوانتومی هستند البته از دیگر دانشمند محبوب من جیمز کلارک ماکسوله که بخاطر قدرت ریاضیاتی که داشت هرگز دانشجویان فیزیک درس الکترومغناطیس را فراموش نمی کنن. به ترتیب از راست به چپ : انیشتن و ورنر هایزنبرگ به ترتیب از راست به چپ : اروین شرودینگر و نیلس بور ابتدا به نسبیت می پردازم , نسبیت شامل نسبیت خاص و نسبیت عام می باشد که من ابتدا نسبیت خاص را می گم. انیشتن 25 ساله درسال 1905 سه مقاله در جلد هفدهم مجله آنالن ارائه داد که شامل بررسی حرکت براونی ذرات در سیال , پدیده فتو الکتریسیته , و دیگری نسبیت خاص بود. که باعث شد این جلد از مجله شیئی کلکسیونی شود. به طور کلی باید بگم که کاربرد نسبیت خاص در سرعت های بالا نزدیک به سرعت نور است و بر اساس دو اصله 1-قوانین فیزیک در دستگاه هایی (دستگاه می تونه یک قطار,هواپیما , کره زمین و یا جایی که شما ایستاده اید باشه ) که با سرعت ثابت حرکت می کنن , یکسان است. 2- ثابت بودن سرعت نور در این دستگاه ها سعی می کنم خلاصه بگم ببخشید. مینکوفسکی استاد قدیمی انیشتن توصیف زیبا و ساده از نسبیت خاص بر حسب هندسه چهار بعدی فضازمان می کنه که خواندنش خالی از لطف نیست. می توانید منظور مینکوفسکی و طرز کار نظریه نسبیت را با نگاه کردن به یک مداد و سایه ای که روی میز می اندازه ,درک کنید. مداد, در دنیای سه بعدی طولی دارد که می توان آن را اندازه گرفت. اما اگر به سایه مداد روی میز دو بعدی نگاه کنید و مداد را در هوا بچرخانید , متوجه چیز عجیبی می شوید . بسته به زاویه مداد با سطح میز , طول سایه می تواند صفر یا برابر با طول مداد یا هر طولی بین این دو باشد . طول سایه در دو بعد , بستگی به طرز قرارداشتن مداد در سه بعد دارد. نظریه نسبیت , در در تصویر هند سی که مینکوفسکی بوجود آورد بیان می کند که هر جسم , مانند مداد , یک طول حقیقی چهار بعدی دارد که معمولا به نام گستره آن در فضازمان و نه در فضا , نامیده می شود. اما بسته به اینکه سمتگیری این جسم در چهار بعد چگونه باشد , طول واقعی آن در دنیای سه بعدی ما می تواند هر مقداری از صفر تا طولی برابر با گستره آن داشته باشد . گرداندن جسمی در فضازمان چهار بعدی , مثل آن است که جسمی را با سرعت ثابت در فضای سه بعدی حرکت دهیم . هر قدر این جسم با سرعت بیشتری حر کت کند , سایه سه بعدی آن کوتاه تر می شود . این سایه زمانی که جسم با سرعت نور حرکت کند , به کلی نا پدید می شود ( طول آن به صفر می رسد ). علاوه بر طول , زمان هم در دنیای ما سایه ای از گستره فضازمان چهار بعدی است هر قدر جسم تندتر حر کت کند سایه آن گسترده تر شده و در نتیجه زمان کندتر سپری می شود . اگر ساعتی می توانست با سرعت نور حر کت کند , زمانی که ساعت اندازه می گرفت , متوقف می شد . اثر دیگر سرعت های نسبیتی ( سرعت های نزدیک به سرعت نور ) بر روی جرم اجسام است که برای اینکه زیاد خسته نشده باشید در پست های بعدی می گم . برای بهتر شدن مطالب خواهش می کنم نظر بدهید . و خیلی خوشحال می شم که بتوانم از مطالبی که شما می دانید استفاده کنم .

02-10-2006, 09:29 PM	#8
MahdiΩ Registered User Join Date: Jan 2006 Posts: 337	مطالب خیلی جالبی بود حتمآ ادامه بدید. __________________ ز شیر شتر خوردن و سوسمار * عرب را به جــایی رسانید کار کـــه مُلک کیـــانی کنـــد آرزو * تُفو بر تو ای چرخ گردون تُفو مبـر ز موی سپیدم گمان به عمر دراز جوان بـه حادثه ای پـیر میشود گاهی <---- بــازی پُــــر یــا پــوچ برای اصحاب پی تی -----> http://www.forum.persiantools.com/showthread.php?t=52623

02-12-2006, 10:08 PM	#11
Huashan Registered User Join Date: Jan 2006 Location: abadan Posts: 1,436	نمودارهای مینکوفسکی سلام در این قسمت نظر خودم اینه که خیلی ساده نگاه کنیم در غیر اینصورت به سؤال های پیچیده و زیادی برخورد می کنیم که به سادگی نمی شه از پیچ و خمشون بیرون آمد . البته به این منظور نیست که سؤالی مطرح نشه , تلاش من اینه که این دو مورد زیررا به سادگی برای شما نمایش دهم 1-نمایش ظاهری نمودار فضا- زمان 2-برداشت کاهش طول و اتساع زمان از روی نمودارهای فضا – زمان 1- نمایش ظاهری نمودار فضا- زمان در زیر شکل نمودار دوبعدی ( از دو بعد طول Y و Z برای سادگی صرف نظر می کنیم ) رو همراه با نمایش قسمت های مختلف آن می بینید . قسمت های سیاه رنگ محورهای نمودار هستند اگر ذره سرعت نور داشته باشد منحنی آن خط نقطه چین قرمز رنگ می شه , واگرسرعت آن کمتر و یا بیشتر از سرعت نور باشد , به ترتیب در قسمت چپ و راست خط نقطه چین قرمز قرار می گیرند . منحنی یک جسم که با سرعت های کمتر از نور حرکت میکند , شکلی همنند منحنی سبز رنگ دارد که به آن خط جهانی ذره می گویند . نمودارهای فضا زمان برای ناظر ساکن و متحرک : اگر دستگاه ناظر ساکن را با Sو ناظر متحرک را با `S نشان دهیم. و دستگاه `S با سرعت V نسبت به دستگاه S در امتداد محور X حرکت کند . آنگاه دستگاه متحرک در نظر ناظر ساکن دیگر قائم نیست و به شکل زیر آن رو نمایش می دهند . دلیل قائم نبودن دستگاه اینه که , انیشتن برای بدست آوردن مختصات فضا و زمان یک ذره در دستگاه متحرک با توجه به مختصات آن در دستگاه ساکن از تبدیلات لورنتس ( چیزی همانند تبدیلات و نگاشت هایی که در دبیرستان خواندیم ) استفاده می کند . اینم قسمت اول , امید وارم توانسته باشم که مفهوم را بسادگی بیان کنم

02-07-2006, 11:45 PM	#2
Huashan Registered User Join Date: Jan 2006 Location: abadan Posts: 1,436	به به میبینم که دوستداران فیزیک خیلی زیادهستن..... خواهش می کنم , نوبت رو راعایت بکنید جا برای همه هست ظاهرا باید برای جذب این همه مخاطب فکر جدیدی بکنیم , ژانگولربازی , مسابقه ای ( که این روزها مد شده ) , چیزی

02-08-2006, 09:51 AM	#3
Huashan Registered User Join Date: Jan 2006 Location: abadan Posts: 1,436	چه وضعیه ؟ 34 تا مشاهده شده داشته تاپیک ولی کسی پست نزده چرا ؟ به نظرم سه تا دلیل داره 1-مطلب جالب نبوده 2-چیزی نفهمیدن 3-حرفی برای گفتن نداشتن به نظر شما کدامه ؟

02-08-2006, 02:11 PM	#4
Sahram Registered User Join Date: Dec 2003 Posts: 50	دوست عزیز مطلب جالبی بود اما مهم نیست چند نفر خوانده اند و چند نفر نظر داده اند .... مهم اینه که کار خودتان را ادامه دهید ... من که خوشم اومد ... در ضمن اینم توجه داشته باشید که طبق همین فیزیک کوانتوم "مشاهده - در موضوع مورد مشاهده تاثیر می گذارد " شاید توجه زیاد شما در مورد تاپیک خودتون باعث شده کسی به اون جواب نده ! بهرحال خوشحال می شم ادامه دهید . موفق باشید

02-11-2006, 07:41 AM	#9
Ajabshirkhan مدیر بازیهای کامپیوتری Join Date: Nov 2003 Posts: 1,172	مشكل اينجاست كه در فرومها براي فرمول نويسي مشكل وجود داره و به همين دليل بيشتر مجبور به شرح موضوعات بدون فرمول و نمودار هستيم. البته همين بحث بدون فرمول هم خيلي به درك بهتر موضوعات كمك ميكنه و اينجا هم هدف اصلي بيشتر همين هست. بهرحال حتما ادامه بدين.اگر فرصت بشه من هم حتما بيشتر در بحث شركت ميكنم.

02-13-2006, 04:52 PM	#12
Ajabshirkhan مدیر بازیهای کامپیوتری Join Date: Nov 2003 Posts: 1,172	شايد براي خيلي ها اين سوال پيش امده باشد كه چرا و چگونه نظريه نسبيت به وجود امد.در اينجا بشكل مختصر در مورد اين مساله توضيحاتي داده شده. بعد از اينكه ماكسول معادلات معروف خودش رو بدست اورد مشخص شد كه سرعت نور در يك چارچوب مرجع مقداري ثابت دارد كه اين مقدار به نوع ماده اي كه نور در ان منتشر ميشود دارد.در خلا اين مقدار تقريبا برابر 300000 km/h هست. از طرفي مشخص شد كه در چارچوبهاي مرجع ديگر ( يا دستگاه هاي مختصاتي كه با سرعت ثابت نسبت به اين دستگاه مختصات حركت ميكنند.) شكل معادلات ماكسول تغيير مي كنند.با توجه به اينكه قوانين مكانيك نيوتني در چارچوبهاي مرجع مختلف (دستگاههاي مختصات كه با سرعت ثابت نسبت به يكديگر حركت ميكنند ) يكسان هستند براي فيزيكدانها بهتر بود كه براي داشتن يك نظريه متقارن و شسته رفته قوانين ماكسول در تمام دستگاه هاي لخت يكسان باشند.اين مستلزم اين بود كه فرض شود سرعت نور در تمام چارچوبهاي مرجع يكسان است. يكسان بودن سرعت نور در تمام چارچوبهاي مرجع به اين معناست كه ما اگر ما در فاصله مثلا x نسبت به يك منبع نور قرار داشته باشيم با توجه به اينكه نور با سرعت c به سمت ما حركت ميكند پس از زمان t=x/c به ما ميرسد.حالا تصور كنيد كه ما در چارچوب مرجعي هستيم كه در لحظه t=0 مبدا ان بر مبدا دستگاه قبلي منطبق است و با سرعت v نسبت به چارچوب مرجع اول به سمت منبع نور حركت ميكند.در اين صورت بر خلاف انتظار كه تصور ميكنيم نور منبع سريعتر به ما ميرسد متوجه ميشويم كه در زمان رسيدن نور به ما هيچ تغييري حاصل نميشود.اگر بجاي منبع نور هر متحركي كه با سرعت نور حركت ميكند را قرار دهيم باز هم همين نتيجه بدست ميايد.(البته ميتوان نشان داد كه متحركهاي جرم دار هيچگاه نميتوانند به سرعت نور برسند و فقط ميتوانند به ان نزديك شوند.) به عبارت ديگر قانون جمع گاليله اي ديگر در اينجا برقرار نيست.طبق قانون جمع گاليله اي اگر دو متحرك با سرعتهاي v1 و v2 به طرف هم حركت كنند هر كدام اينگونه تصور ميكنند كه خود ساكن هستند و ديگري با سرعت v1+v2 به سمت او در حركت است.در حاليكه كه طبق قانون جمع نسبيتي براي اينكه سرعت نور در تمام چارچوبهاي مرجع يكسان باشد فرض ميشود كه هيچ سرعتي نميتواند بالاتر از سرعت نور باشد و دو متحرك كه به سمت يكديگر حركت ميكنند مجموع سرعتهايشان هيچگاه نميتواند بالاتر از سرعت نور باشد.مثلا اگر دو متحرك با سرعتهاي 0.5c و 0.6c به سمت يكديگر حركت كنند سرعت نسبي انها 0.6c+0.5c=1.1c نخواهد بود و اين سرعت برابر 0.85c خواهد بود.همه قوانين نسبيت را با استفاده از همين اصل ثابت بودن سرعت نور ميتوان بدست اورد. در واقع اصل نسبيت گاليله اي و مكانيك نيوتني فداي اين اصل شدند كه تمام قوانين فيزيك بايد در همه چارچوبهاي مرجع يكسان باشند. البته در سرعتهاي پايين قوانين نسبيتي بر قوانين مكانيك نيوتني منطبق ميشوند. البته ممكن است اين سوال پيش بيايد كه از كجا معلوم كه اين اصل واقعا برقرار باشد؟ در ابتدا هيچ دليلي براي اثبات يا رد اين نظريه وجود نداشت.اما بعدها ازمايشهايي انجام شد كه بعضي از اثاري كه نظريه نسبيت پيش بيني كرده بود اثبات كرد.مثل ازمايشي كه توسط hafele و keating انجام شد. در اين ازمايش انها چند ساعت اتمي بسيار دقيق را چند روز در يك هواپيماي تجاري قرار دادند تا زمين را دور بزند و بعد از سفر ان ساعتها را با ساعت اتمي خودشان كه روي زمين واقع بود مقايسه كردند.و مشاهده كردند كه همه ساعتهاي داخل هواپيما از ساعت روي زمين عقب مانده اند.اين زمان در مورد يكي از ساعتها در حدود (7- ^10 ) (10 به توان -7)ثانيه بود. همينطور ازمايش ديگري توسط الواگر و همكارانش انجام شد. در اين ازمايش باريكه اي از پيونها ( پيون يك ذره بنيادي است.) مورد ازمايش قرار گرفتند.اين ذرات بر اثر واكنشي خود به خودي وا ميپاشند و به دو پرتو گاما (كه از جنس امواج الكترو مغناطيس هستند) تجزيه ميشوند كه در دو جهت مخالف حركت ميكنند.در اين ازمايش سرعت باريكه پيونها حدود 0.99975c بود با توجه به اينكه ذرات گاما از جنس امواج الكترو مغناطيس هستند و با سرعت نور حركت ميكنند اگر قانون جمع گاليله اي درست مي بود يكي از انها بايد سرعت 1.999775c=c+0.99975c و ديگري سرعت 0.25c=c-0.99975c را دارا باشد. در حالي كه در اين ازمايش سرعت هر دو پرتو يكسان و برابر c بدست امد.كه پيش بيني نظريه نسبيت را تائيد ميكند.

02-14-2006, 05:11 PM	#13
Huashan Registered User Join Date: Jan 2006 Location: abadan Posts: 1,436	سلام جناب Ajabshirkhan عالی بود , فوق العاده لذت بردم بعضی از ابهامات ذهنم برطرف شد , به همین خاطر بعضی از جملات شما رو برای بهتر خواندن دیگر دوستان highlight می کنم . براي فيزيكدانها بهتر بود كه براي داشتن يك نظريه متقارن و شسته رفته قوانين ماكسول در تمام دستگاه هاي لخت يكسان باشند.اين مستلزم اين بود كه فرض شود سرعت نور در تمام چارچوبهاي مرجع يكسان است. طبق قانون جمع نسبيتي براي اينكه سرعت نور در تمام چارچوبهاي مرجع يكسان باشد فرض ميشود كه هيچ سرعتي نميتواند بالاتر از سرعت نور باشد و دو متحرك كه به سمت يكديگر حركت ميكنند مجموع سرعتهايشان هيچگاه نميتواند بالاتر از سرعت نور باشد. آزمایش دوم هم جالب بود. ولی استاد عزیز نظرتون درباره جمله زیر چیه ؟ در واقع اصل نسبيت گاليله اي و مكانيك نيوتني فداي اين اصل شدند كه سرعت نور باید در همه چارچوبهاي مرجع ثابت باشند .

02-22-2006, 03:17 PM	#15
Huashan Registered User Join Date: Jan 2006 Location: abadan Posts: 1,436	سلام برای تاخیری که داشتم معذرت می خواهم . یه سؤال دارم کسی می دونه که سیاه چاله ها چی هستن و چه جور بوجود می آیند و چه خواصی دارند . لطفا بگید که ما هم یاد بگیریم .

امکانات بيشتر
Show Printable Version Email this Page