تبلیغات
آزمایشگاه فیزیك دانشگاه آزاد بافق - پنج آزمایش زیبای فیزیك جهان

پنج آزمایش زیبای فیزیك جهان

دوشنبه 6 اردیبهشت 1389  02:09 ب.ظ

نوع مطلب :مطالب و دانستنیهای جالب فیزیك ،

پنج ازمایش زیبای فیزیك جهان:

1- اراتوستن: اندازه گیری محیط زمین:

در ظهر انقلاب تابستانی در یكی از شهرهای مصر ،كه امروزه آسوان نامیده می شود، خورشیدمستقیم می‌تابد: اجسام هیچ سایه‌ای ندارند و نور خورشید تا انتهای یك چاه عمیق نفوذ می‌كند.

اراتوستن كه كتابدار كتابخانه‌ی اسكندریه در قرن سوم پیش از میلاد بود، هنگامی كه این مطلب را خواند، دریافت كه اطلاعات لازم برای محاسبه‌ی محیط زمین را در اختیار دارد. وی همان روز و همان ساعتی كه در بالا گفته شد، آزمایشی ترتیب داد و مشاهده كرد كه پرتوهای خورشید در اسكندریه تا حدودی مایل بوده و حدود هفت درجه از خط عمود انحراف دارد.

حالا دیگر فقط محاسب‌های هندسی باقی مانده بود. فرض كنید زمین گرد است، در این صورت محیط دایره آن 360 درجه است. با این تفسیر اگر دو شهر از یكدیگر 7 درجه دور باشند، می‌توان گفت به اندازه هفت سیصد و شصتم یا یك پنجاهم یك دایره كامل از هم فاصله دارند. با اندازه گیری فاصله دو شهر، مشخص شد كه این دو 5 هزار استادیوم (واحد طول برابر با حدود185 متر) از یكدیگر دورند. اراتوستن نتیجه گرفت كه محیط زمین 50 برابر این فاصله یعنی 250 هزار استا دیوم است. از آن‌جا كه دانشمندان در مورد طول واقعی یك استادیوم یونانی اختلاف نظر دارند، غیر ممكن است بتوانیم دقت این اندازه گیری را تعیین كنیم. اما بر پایه‌ی برخی از محاسبه‌ها گفته می‌شود خطای این اندازه گیری حدود 5 درصد است .

2- گالیله : آزمایش چیزهای در حال سقوط :

تا حدود سال های 1500 میلادی، مردم فكر می كردند چیزهای سنگین سریع‌تر از اجسام سبك سقوط می‌كنند. هر چه باشد، این سخن ارسطو است. این كه یك دانشمند یونان باستان توانسته بود، همچنان سلطه خود را حفظ كند، بیانگر این است كه علم طی قرون وسطی چقدر تنزل كرده بود.

گالیلئو گالیله كه استاد كرسی ریاضیات در دانشگاه پیزا بود ، آن قدر جسارت داشت كه دانش پذیرفته شده را با چالش روبه‌رو كند. این داستان از جمله ماجراهای معروف تاریخ علم است: گفته می شود وی دو چیز با وزن‌های مختلف را از بالای برج كج شهر رها كرد و نشان داد كه آن چیزها در یك زمان به زمین می‌رسند. به چالش طلبیدن باورهای ارسطو ممكن بود برای گالیله به قیمت از دست دادن شغلش تمام شود، اما وی با این كار نشان داد كه داور نهایی در موضوع‌های علمی، رویدادهای طبیعی است نه اعتبارافراد. (رتبه‌ی 2)

3- گالیله:آزمایش سقوط توپ ها از سطح شیبدار:

گالیله به بازپیرایی باورهای خود در مورد چیزهای در حال حركت ادامه داد. وی یك تخته كه حدود 6 متر طول و 25 سانتی متر عرض داشت را انتخاب كرد و شیاری را در مركز آن طوری حفر كرد كه تا جایی كه امكان دارد، صاف و مستقیم باشد. وی سطح را شیبدار كرد وتوپ‌های برنجی را درون این شیارها غلتاند وزمان سقوط را با یك ساعت آبی اندازه‌گیری كرد. ساعت آبی یك مخزن بزرگ آب بود كه آبش از لوله‌های نازك به یك ظرف منتقل می شد. وی پس از هر بار آزمایش ورها كردن توپ میزان آب تخلیه شده را وزن می‌كرد.

گالیله به وزن كردن مقدار آب تخلیه شده، زمان را اندازه گرفت و آن را با مسافتی كه گلوله طی كرده بود، مقایسه می‌كرد. ارسطو پیش بینی كرده بود كه سرعت گلوله های غلتان ثابت است: اگرمدت زمان حركت را دو برابر كنید، مسافت طی شده دو برابر می شود. اما گالیله نشان داد كه مسافت طی شده با مجذور زمان متناسب است: اگر مدت زمان حركت را دو برابر كنید، مسافت طی شده چهار برابر می شود. علت آن نیز این است كه توپ در اثر جاذبه گرانشی مرتبا شتاب می گیرد. (رتبه‌ی 8)

4- نیتون : تجزیه‌ی نور خورشید با منشور :

اسحاق نیوتن در همان سالی كه گالیله در گذشت، متولد شد. وی در سال 1665 میلادی از ترینیتی كالج كمبریج فارغ التحصیل شد. سپس، دو سال خانه نشین شد تا بیماری طاعون را كه همه‌گیر شده بود، از سر بگذراند. وی از این كه خانه نشین بود، چندان ناراضی نبود؛ چرا كه مشغول فعالیت های علمی بود.

در آن سال‌ها این تفكر رایج بود كه نور سفید خالص‌ترین نوع نور است (باز هم باورهای ارسطو) و بنابراین نورهای رنگی، تغییر شكل یافته‌ی نورهای سفید هستند. نیوتن برای آزمایش این نظریه، دسته‌ای از پرتو‌های خورشید را به منشور تاباند و نشان داد كه خورشید به طیفی از رنگ‌ها تجزیه می‌شود.

البته مردم ، رنگین كمان را در آسمان مشاهده می‌كردند اما از تفسیر صحیح آن ناتوان بودند. نیوتن توانست به درستی نتیجه‌گیری كند كه رنگ‌های قرمز، نارنجی ،قهوه‌ای ،سبز، آبی، نیلی، بنفش و رنگ های بین این‌ها، تشكیل دهنده نور سفید هستند. نور سفید در نگاه اول بسیار ساده به نظر می رسید، اما پس از نگاه دقیق‌تر مشخص شد كه نور سفید تلفیقی زیبا از نور های گوناگون است. (رتبه‌ی 4)

5- كاوندیش :آزمایش ترازوی پیچشی:

یكی دیگر از فعالیت‌های نیوتن پیشنهاد نظریه‌ی گرانشی بود كه بیان می‌كرد قدرت نیروی گرانش بین دو جسم با مجذور جرم‌هایش افزایش و به نسبت مجذور فاصله‌ی بین آن دو كاهش می‌یابد. اما این پرسش باقی بود كه قدرت این نیروی گرانشی چقدر است؟

در پایان دهه‌ی اول قرن هجدهم، هنری كاوندیش تصمیم گرفت به این پرسش پاسخ دهد. وی یك میله‌ی چوبی را كه حدود دو متر طول داشت، انتخاب كرد و سپس یك گلوله‌ی كوچك فلزی به هر طرف این میله‌ی چوبی وصل كرد تا شبیه یك دمبل شود. سپس آن را با سیمی آویزان كرد. پس از آن دو گلوله سربی را كه حدود 160 كیلوگرم جرم داشتند، به توپ‌های كوچك دو سر میله‌ی چوبی نزدیك كرد تا نیروی گرانشی لازم برای جذب كردن آن‌ها ایجاد شود. گلوله‌ها حركت كردند و در نتیجه سیم تاب برداشت.

كاوندیش با وصل كردن یك قلم كوچك در دو طرف میله توانست میزان جابه‌جایی ناچیز گلوله‌ها را اندازه بگیرد. وی برای محافظت دستگاه، از جریان هوا، آن را ، كه ترازوی پیچشی نامیده می‌شود ، درون اتاقكی قرار داد و با یك تلسكوپ میزان جابه‌جایی را خواند. وی با این دستگاه توانست مقداری را كه به ثابت گرانشی معروف است، با دقت بسیار زیادی اندازه‌گیری كند و با استفاده از ثابت گرانشی، چگالی و جرم زمین را به دست آورد. اراستوتن توانست محیط زمین را اندازه بگیرد اما كاوندیش جرم زمین را به دست آورد


نوشته شده توسط: محمد | آخرین ویرایش:دوشنبه 6 اردیبهشت 1389 | نظرات() 

 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر