کتابی برای همه ی نسل ها و همه ی کتابخانه ها

مشخصات کتاب
نام: فیزیک از آغاز تا امروز
مؤلفین: حسین جوادی – افسانه جوادی
ناشر: انتشارات اتا
نوبت چاپ: چاپ اول
تاریخ نشر: شهریور 1386
تعداد فصول: 35 فصل
تعداد صفحات: 872 صفحه
قیمت: 9800 تومان
پیشگفتار:
این که نیوتن با مشاهده سقوط سیب، قانون جهانی گرانش را کشف کرد، داستانی تخیلی بیش نیست. اما اگر گفته شود که نیوتن تنها کسی بود که وجه مشترک سقوط سیب و گردش ماه به دور زمین را درک کرد، واقعیتی انکار ناپذیر است. اندیشه های مربوط به قانون جهانی گرانش، سال ها قبل از تولد نیوتن نیز وجود داشت و برخی نظریه های ارائه شده توسط دیگر فیزیک دانان با دست آورد نیوتن، تنها گامی فاصله داشت و آن ذره ای فرض کردن زمین و خورشید بود و این گام مهم را نیوتن برداشت.
روند مشابهی در پیدایش مکانیک کوانتوم و نسبیت نیز مشاهده می شود. زمینه های فکری نسبیت را می توان در کارهای لورنتس مشاهده کرد و آنگاه خواهیم دید که چگونه اینشتین گام نهایی را برداشت و با نفی دستگاه مطلق اتر، انسان را با دنیایی جدید آشنا کرد که در آن فضا مستقل از ماده نیست و زمان با فضا در آمیخته است. مکانیک کوانتوم نیز آن طور که ماکس پلانک ارائه داد بود، قادر به توجیه پیدیده های میکروسکپی نبود و چند گام مناسب توسط اینشتین، بور، کمپتون و دوبروی و ... برداشته شد تا سرانجام توسط شرودینگر، دیراک و فاینمن و ... مکانیک کوانتوم جدید شکل گرفت. با این وجود هنوز مکانیک کوانتوم نیاز بکارهای زیادی دارد تا بتواند مشکلات و ابهامات موجود در فیزیک ذرات را برطرف کند.
کتاب حاضر برای مشخص کردن این گام ها و توضیح نحوه ی اندیشیدن به پدیده های فیزیکی به رشته تحریر در آمده است. هرچند که سعی شده رویدادهای تاریخی فیزیک در تحریر کتاب فیزیک از آغاز تا امروز نیز مد نظر قرار گیرد، اما این کتاب، تاریخ فیزیک نیست. اما در این کتاب چنان به روند تکامل علم فیزیک توجه شده است که زمینه رشد اندیشه هایی منجر به کشفیات فیزیکی تشریح گردد.
بحث های فلسفی در کنار رویدادهای تاریخی مطرح شده است تا فلسفه ی علم فیزیک، زینت بخش محتوای علمی آن گردد. با این وجود نمی توان کتاب را فلسفی قلمداد کرد. درک عمیق دانش فیزیک، بدون توجه به روند تاریخی و نگرش های فلسفی آن، از جذابیت این دانش بنیادی می کاهد. به همین دلیل هرجا که لازم دیده شد، محتوای علمی کتاب با تاریخ و فلسفه فیزیک در هم آمیخته است تا زوایای تاریک و مبهم فیزیک برای خواننده روشن گردد.
کتاب در سطحی تهیه شده است که برای همه ی گروه های سنی با هر پایه ای از معلومات فیزیکی، مفید واقع شود. با این وجود کتاب حاضر برای دانشجویان رشته های فیزیک، ریاضی و مهندسی مناسب تر است. تلاش شده جهت گیری مطالب کتاب به گونه ای باشد که انگیزه پژوهش دانشجویان و دانش آموزان عزیز را تقویت کند. اگر دانشجویان و دانش آموزان، مطالب این کتاب را متناسب با مطالب درسی انتخاب و مطالعه کنند، مطالب کتب درسی بیشتر قابل لمس و درک خواهد شد. علاوه بر آن، خواننده کتاب درگیر اندیشه های منجر به نظریه های علمی می شود و پس از مدتی می تواند موشکافانه نظریه های فیزیکی را با نگاهی نقادانه مورد مطالعه قرار دهد.
هریک از فصول کتاب تکمیل کننده فصل قبلی است، بنابراین پیشنهاد می شود کتاب با فصل بندی ارائه شده مطالعه شود تا پیوستگی و ارتباط نظریه های فیزیکی و اهمیت آنها مشخص شود. در این صورت خواننده مشاهده خواهد کرد که هیچ نظریه ای کامل نیست و هر نظریه جدیدی با اشکالات و ابهامت خاص خود رو به رو است که زمینه اندیشه و پژوهش های بعدی را فراهم می سازد.
در پایان لازم است از معاونت پژوهشی دانشگاه تهران، به ویژه آقای دکتر فروزبخش که با مساعدت خویش، تدوین و تکمیل کتاب را امکان پذیر کردند، تشکر و قدردانی شود. همچنین از آقایان فرید علیزاده، مهندس مأموری و سید امین مرادی سالاری که در تدوین صفحات و تصاویر روی جلد همکاری داشتند، سپاس گزاری می شود. امید است این کتاب زمینه انتشار آثار ارزشمند و غنی تری را فراهم کند. در هر صورت آرزومند است این گام کوچک مورد قبول جامعه ی علمی کشور عزیزمان قرار گیرد. همچنین از استاد گرامی جناب آقای دکتر پرویز تاجداری که همواره از راهنمای و همکاری ایشان در جهت انتشار کتاب برخوردار بوده ایم، سپاس گزاری می شود.
همچنین از خوانندگان عزیز تقاضا می شود نقطه نظرهای خود را همراه با ذکر نارسایی های کتاب یادآور شوند تا در چاپ های بعدی رعایت گردد. هرگونه نظر و انتقاد و پیشنهاد یا ذکر غلط های تحریری کتاب با کمال میل پذیرفته می شود و موجب سپاس گزاری است. مطالب بیشتری در زمینه مباحث این کتاب را می توانید در آدرس زیر ملاحظه کنید.
http://cph-theory.persiangig.com
فهرست مطالب:
فصل یک: فیزیک، پیش از قرون وسطی
فیزیک ماقبل تاریخ
ستاره شناسی باستانی
اعتقادات بابلیان
مصریان
چینیها
تمدن مایا
فیزیک یونانی
نخستین اندیشه های علمی
الکتریسیته و مغناطیس
عناصر تشکیل دهنده ی جهان اتم
نجوم
محاسبات اراتستن
بن بست فیزیک یونانی
مکانیک یونانی
نور
منطق ارسطویی
بن بست فیزیک یونانی
فصل دو: نگهداري و تکامل علوم يوناني
عصر تاريکي و دوره ي انتقال اول
فيزيک در ايران
محمد بن موسي خوارزمي
ابن سينا
ابن هيثم
كتاب المناظر
ابوريحان بيروني
خيام
خواجه نصيرالدين توسي
فصل سه: زمينه رنسانس علمي در اروپا
ظهور و پيدايش رنسانس
فيبوناتچي و بوزجاني
نصيرالدين توسي، کوپرنيک و مساله حرکت زمين
نيکولاس کوپرنيک
پس از کوپرنيک
تيکو براهه
يوهان کپلر
تاثير قوانين کپلر بر انديشه انسان
فصل چهار: گسترش نوآوري و مقاومت جزم انديشان
فلسفه علم
جردانو برونو
گاليله
تلسکوپ گاليله
تجربه گرايي در علوم تجربي
رنه دکارت: « مي انديشم، پس هستم»
آماده شدن زير ساخت هاي مکانيک کلاسيک
روش استقرايي و حساب ديفرانسيلي
فصل پنج: مفاهيم بنيادي فضا و زمان
فضا چيست؟
سير تحول تاريخي مفهوم فضا
زمان
زمان فيزيکي
اشکال مفهوم فيزيکي زمان
زمان زيست شناختي
فصل شش: مکانيک نيوتني
دکارت و مفهوم حرکت
پيش زمينه هاي تاريخي فيزيک دکارتي
جسم و امتداد
حرکت
مدت و زمان
مکانيک گاليله اي
قوانين نيوتن
اسحق نيوتن
قوانين نيوتن
قانون جهاني گرانش
مسير اجرام به دور خورشيد
زمينه تاريخي قانون جهاني گرانش نيوتن
دستگاه مرجع و نسبيت گاليله اي
زمان از نظر نيوتن
نيوتن و فضا
حرکت از نظر نيوتن
نيوتن و دستگاه مقايسه اي مطلق اتر
دستگاه لخت
تبديلات گاليله
هموردايي مکانيک کلاسيک در تبديلات گاليله
نقد قوانين نيوتن
مشکلات قانون اول نيوتن
قانون دوم نيوتن
قانون سوم نيوتن
قانون جهاني گرانش
رهيافتي به مکانيک کلاسيک
من فرضيه نمي سازم
روش استقرايي از ديد فلاسفه جديد
بررسي اصول موضوعه
فصل هفت:
هندسه فضا و رياضي فيزيک
اصطلاحات بنيادي رياضيات
اشکالات وارد بر هندسه اقليدسي
هندسه هاي نااقليدسي
انحناي سطح يا انحناي گائوسي
مفهوم و درک شهودي انحناي فضا
گروه
گروه دوري
ميدان
فضاي برداري
ضرب اسکالر دو بردار
ضرب برداري دو بردار
عملگرها
هندسه مانيفولد
ندسه مانيفولد اقليدسي
متريک فضا زمان
مشتق مختصات هموردا
انسورها
ساختار تانسور
تانسور متقارن
فضاي ريمان
انحناي مانيفولد
فضاي مماس
فضاي مماس در مانيفولد ريماني
مشتق هموردا
انحناي مانيفولد
شتاب در مانيفولد خميده
تانسور ريچي
تانسور اينشتين
تانسور فشار انرژي
تعريف تانسور فشار انرژي
تانسور فشار در مکانيک کلاسيک
تانسور فشار انرژي نسبيتي
تانسور اسپين
فصل هشت:
نور
نور چيست؟
اتاقک تاريک
محاسبه سرعت نور
طبيعت نور
پيروزي نظريه موجي نور
اصل فرما و نور شناخت جديد
نور هندسي
عدسي
پراش نور
ابيراهي
هولوگرافي
فيزيک ليزر
طرز کار يک ليزر ياقوتي
همدوسي ليزر
چشم
ماهيت نور
فصل نه:
معادلات ماکسول و بحران فيزيک کلاسيک
الکتريسيته ساکن
قانون کولن
پيل ولتا
اثر مغناطيسي جريان الکتريکي
قانون آمپر
جريان الکتريکي
قانون القاي فاراده
ميدانهاي الکتريکي و مغناطيسي
ميدان هاي الکترومغناطيسي
ميدان الکتريکي و مغناطيسي موجوديت جداگانهاي ندارند
مسير حرکت ذره باردار و نيروي لورنتس
معادلات ماکسول و امواج الکترومغناطيسي
نحوه ي توليد امواج الكترومغناطيسي
شدت موج الكترومغناطيسي
آزمايش هرتز
اهميت آزمايش هرتز
طيف امواج الکترومغناطيسي
مشخصات امواج الکترومغناطيسي
دستگاه مقايسه اي اتر و معادلات ماکسول
آزمايش مايکلسون و آغاز بحران فيزيک کلاسيک
بحران فيزيک کلاسيک
فصل ده:
زير بناي فيزيک مدرن
ماکس پلانک
تابش جسم سياه
نسبيت و مکانيک کوانتوم
اينشتين
مقاله هاي اينشتين و فيزيک نوين
جمع نسبيتي سرعت ها
اتساع زمان
متريک نسبيت خاص
روش کار با نمودارهاي مينکوفسکي
فصل یازده:
نتايج نسبيت خاص
از اتساع زمان تا انقباض فضا
محاسبه فاصله ماه تا ايستگاه فضايي از ديد دو ناظر لخت
نقش و اهميت تبديلات لورنتس
جرم نسبيتي و هم ارزي جرم و انرژي
جرم
نيرو
تاييد تجربي نسبيت خاص
فصل دوازده:
حرکت براونی و پدیده فوتوالکتریک
حرکت براوني
تغيير تصادفي و توزيع احتمال
توزيع نرمال
توضيح حرکت براوني توسط اينشتين
پديده فوتوالکتريک
نارسايي الکترومغناطيس کلاسيک در توجيه اثر فوتوالکتريک
توجيه کوانتومي پديده فوتوالکتريک توسط اينشتين