خورشید گرفتگی چیست؟

خورشید گرفتگیِ پیش رو که در بامداد ۵ دی‌ماه ۹۸ از ایران قابل رویت است، بهانه‌ای است تا به تحلیل این رویداد طبیعی دیدنی بپردازیم. خورشید گرفتگی زمانی رخ می‌دهد که خورشید، ماه و زمین به ترتیب در یک راستا قرار بگیرند و سایه‌ی ماه روی زمین بیفتد. 

چرا چگالی سطحی بار الکتریکی در اجسام رسانا در نواحی نوک‌تیز بیشتر است؟

در مقاله‌ی کوتاه زیر به پاسخ این پرسش پرداخته شده است که چرا چگالی سطحی بار الکتریکی در نقاط نوک تیز جسم رسانا بیشتر است؟ سعی شده است بر پایه‌ی اصول ساده‌ی الکتریسیته‌ی ساکن برای پرسش فوق پاسخ ساده‌ای ارائه شود.

دریافت مقاله
عنوان: توزیع سطحی بار در اجسام رسانا
حجم: 384 کیلوبایت
توضیحات: چرا چگالی سطحی بار الکتریکی در نقاط نوک تیز اجسام رسانا بیشتر است؟

چگونه مفاهیم فیزیک را درک کنیم؟

اگر به یک بچه‌ی سه ساله چکشی بدهید تا با آن میخی را به دیوار بکوبد ممکن است با خودش فکر کند که «چکش وسیله‌ی خوبی برای کوبیدن میخ به دیوار است.» اما اگر به او بگویید که میخ را با سنگ به دیوار بکوبد، و یک سال بعد، یعنی در چهارسالگی از او بخواهید که برای این کار از چکش استفاده کند، آن‌گاه با دیدن چکش خواهد گفت: «چه اختراع جالبی!». می‌بینید که انسان تا ابتدا مشکلی را تجربه نکند ارزش واقعی راه حل آن مشکل را خوب درک نمی‌کند.

مسائل فیزیک کدام‌اند؟ آیا اینکه چگونه چیزها را محاسبه می‌کنید، مسئله‌ی فیزیک است؟ بلی، اما نه همه‌ی مسائل فیزیک. مهم‌ترین مسئله در فیزیک ادراک است، اینکه چگونه تصاویر ذهنی تشکیل بدهیم، چگونه چیزهای اساسی را از چیزهای غیر اساسی جدا کنیم و به کُنه مسئله برسیم، چگونه از خودمان سؤال کنیم. این سؤال‌ها غالباً ارتباطی با محاسبه ندارند و جواب آن‌ها صرفاً آری یا نه است؛ سؤال‌های کیفی مهم‌ترین سؤال‌های فیزیک‌اند.

المپیاد نجوم و اخترفیزیک چیست؟

المپیاد نجوم و اخترفیزیک

مهدی موسوی

مدرس المپیاد نجوم مدارس سمپاد شهید دستغیب و فرزانگان شیراز

 

 

مقدمه

المپیادهای علمی دانش‌آموزی به مجموعه‌ای از مسابقات علمی‌ گفته می‌شود که هرساله با شرکت و رقابت دانش‌آموزان برگزیده‌ی ده‌ها کشور مختلف از سراسر جهان برگزار می‌شود. این مسابقات در رشته‌های مختلفی از جمله ریاضیات، فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی، نجوم و کامپیوتر برگزار می‌گردد. تیم‌های دانش‌آموزی برگزیده در هر رشته، به نمایندگی از کشور متبوع خود در این مسابقات به رقابت و کسب افتخار می‌پردازند.

قوانین کلی شرکت در مسابقات جهانی المپیادهای دانش‌آموزی ساده است. اعضای تیم‌های شرکت کننده که به نمایندگی از کشور خود روانه‌ی مسابقات جهانی می‌شوند، باید در بازه‌ی سنی کمتر از بیست سال باشند و دیگر اینکه وارد دانشگاه نشده باشند. اما برای گزینش تیم دانش‌آموزی هر کشور، سازوکار نسبتاً پیچیده و زمان‌بری درون آن کشور وجود دارد و لازم است دانش‌آموزان داوطلب از فیلترهای مختلفی عبور کنند تا صلاحیت عضویت در تیم ملی کشور خود را کسب نمایند.

در میان رشته‌های مختلف المپیادی، المپیاد نجوم و اخترفیزیک جوان‌ترین است. شیوه‌ی نوین این المپیاد در سطح جهانی از سال 2007 به میزبانی کشور تایلند، با الگو برداری از المپیاد دیرپا و محبوب فیزیک، آغاز شد. ایران یکی از کشورهای تأثیرگذار در بنیان‌گذاری این رشته‌ی المپیادی به شمار می‌رود. همچنین کشور ما در طول برگزاری مسابقات جهانی المپیاد نجوم جزو کشورهای برتر از نظر کسب مدال‌های رنگارنگ و مقام‌های تیمی در جهان به شمار می‌رود. چنان‌که در طی این سال‌ها در کسب نتایج جهانی همواره شاهد رشد روز افزون تیم ملی دانش‌آموزی کشورمان بوده‌ایم. به این دلیل در مسابقات جهانی، از میان کشورهای شرکت کننده، کشور ما وتعداد انگشت شماری از دیگر کشورها، مجاز به ارسال دو تیم در قالب تیم‌های الف و ب هستند. این موضوع برای دانش‌آموزان مستعد ما می‌تواند به عنوان یک مشوق ارزشمند برای انتخاب المپیاد نجوم به عنوان رشته‌ی اصلی المپیادی‌شان به شمارآید.

به رغم ‌‌آن‌که جای عنوان درسی مستقل نجوم در محتوای آموزشی دبیرستان‌های کشور خالی است؛ اما علاقه‌ی وافر بسیاری از دانش‌آموزان به این حوزه‌ی جذاب و سرشار از شگفتی علوم طبیعی، باعث شده است که المپیاد نجوم و اخترفیزیک در مدت‌ زمان نسبتاً کوتاه عمر خود، جای خود را در میان دانش‌آموزان سراسر کشور باز کند و بسیار مورد توجه و استقبال قرار گیرد. در ادامه، شرح کوتاهی از ساز و کار حاکم بر برگزاری آزمون‌های مختلف المپیاد نجوم در ایران ارائه می‌شود و مباحث مختلفی که محتوای برنامه‌ی المپیاد نجوم و اخترفیزیک را تشکیل می‌دهد به اختصار معرفی می‌گردد.

 

حرکت خورشید در آسمان

 

نجوم عمومی

 

مبحث:  آشنایی با کره‌ی سماوی

 

درس دوم: حرکت خورشید در آسمان

 

مدرس:  مهدی موسوی

 

موضوعات:

• طلوع و غروب خورشید
• حرکت خورشید در پهنه‌ی آسمان
• دلیل آبی بودن رنگ آسمان روز

 

 

درس اول را در اینجا ببینید

دریافت
مدت زمان: 4 دقیقه 34 ثانیه 

پارامترهای اولیه‌ی آسمان روز

دوره‌ی نجوم عمومی

مبحث:  آشنایی با کره‌ی سماوی

درس اول:

        پارامترهای اولیه‌ی آسمان روز

مدرس:  مهدی موسوی

دریافت
مدت زمان: 4 دقیقه 20 ثانیه 

دوره‌ی آموزشی نجوم عمومی

همچنان که پیشتر در کانال تلگرام به عشق فیزیک گفته شد، از این پس به تدریج دوره‌های آموزشی مجازی در برخی حوزه‌ها در کانال و وبلاگ ما ارائه می‌گردد و امیدواریم مورد توجه علاقمندان قرار گیرد. دوره‌ی نجوم عمومی نخستین این آموزش‌ها‌ خواهد بود که برای مخاطب غیر متخصص طراحی شده است. این دوره‌ می‌تواند برای ورود به دنیای زیبا و سحرآسای اخترشناسی مفید باشد. آشنایی با پایه‌های علوم تجربی، فیزیک و ریاضیات دبیرستانی برای درک بهتر مباحث دوره بسیار مفید است. البته تاجای ممکن تلاش بر این است که پایه‌های مورد نیاز به صورت مروری در طول دوره ارائه گردد.

دوره‌ی حاضر می‌تواند به عنوان مقدمه‌ای برای ادامه‌ی آموزش نجوم در سطوح پیشرفته‌تر مورد استفاده قرار گیرد. بخصوص برای دانش‌آموزانی که قصد شرکت در رقابت‌های المپیاد نجوم را دارند، مقدمه‌ی نسبتاً خوبی به شمار می‌رود و با تسلط بر مباحث ارائه شده می‌توان از سد آزمون مرحله‌ی یک المپیاد نجوم گذشت. گرچه تسلط کامل به مباحث المپیاد نجوم نیاز به فراگیری مباحث فنی‌تری دارد، منتها این دوره‌ می‌تواند به عنوان نقطه‌ی شروع مناسبی در نظر گرفته شود.

شتاب‌گرهای ذرات، شبیه‌سازهای کوچکی از انفجار بزرگ

در شتاب‌گرهای ذرات، به وسیله ی میدان‌های مغناطیسی‌، ذرات باردار مانند پروتون‌‌ها و پادپروتون‌ها را در امتداد تونل‌ بزرگی شتاب می‌دهند تا به سرعت‌های بسیار بالایی، بسیار نزدیک به سرعت نور برسند. در این حال این ذرات انرژی زیادی به دست می‌آورند. سپس پروتون‌ها و پادپروتون‌ها را به صورت شاخ به شاخ به هم می‌کوبند (ویدیوی زیر را ببینید). از انرژی آزاد شده در این برخوردهای شدید، آبشاری از ذرات خلق می‌شود که در میان آن‌ها می‌توان رد پای تشکیل ذرات جدیدی مانند ذره‌ی هیگز را پیدا کرد.

دریافت
عنوان: دنیای ذرات زیر اتمی
حجم: 15.8 مگابایت

دلایل تشکیل فصل‌ها

 

در عرض‌های جغرافیایی دورتر از استوا می‌توان در طول یک سال چهار فصل بهار، تابستان، پاییز و زمستان را تجربه کرد که هرکدام با ویژگی‌های دمایی و آب و هوایی مخصوص خود همراه هستند.

 

باور عموم بر این است که حرکت زمین روی مدار بیضی شکل و دوری نزدیکی آن به خورشید عامل تشکیل فصل‌هاست. اما این باور نادرست است. چرا که شکل مدار زمین خیلی به دایره نزدیک است و اختلاف فاصله‌ی آن از خورشید بسیار اندک است. بنابر این نمی‌تواند اختلاف دمای لازم برای تشکیل فصل‌ها را فراهم کند. از طرفی فصل‌ها در دو نمیکره‌ی شمالی و جنوبی زمین خلاف یکدیگرند؛ یعنی وقتی در نیم‌کره‌ی شمالی بهار است، در نیم‌کره‌ی جنوبی پاییز است، و زمانی در نیم‌کره‌ی شمالی تابستان است در نیم‌کره‌ی جنوبی زمستان است و بالعکس. پس چه چیزی عامل تشکیل فصل‌ها روی زمین است؟

 

در ویدیوی آموزشی‌ زیر توضیح داده می‌شود که دلایل تشکیل فصل‌های زمین چیست؟
 

 

دریافت
مدت زمان: 10 دقیقه 36 ثانیه 

امیدوارم تماشای آن برای‌تان مفید باشد.

ماشین‌های کار دائم

مقدمه

حتماً تا حالا دیدین که میشه گوشی‌ موبایل یا تبلت رو از طریق کابل USB که به لپ‌تاپ وصل شده، شارژ کرد. اما شده به این فکر کنید که چی میشه اگه با یک چنین روشی باتری خود لپ‌تاپ رو هم شارژ کرد؟ یعنی یک سر کابل رو به پورت USB و سر دیگه رو به پورت شارژ متصل کنیم و به این ترتیب باتری رو از طریق خودش شارش کنیم (تصویر پایین). در این صورت دیگه نیازی به برق نیست و میشه لپ‌تاپ رو تا هر مدت زمانی بدون برق روشن نگه داشت. احتمالاً پیش خودتون به سلامت عقل من شک کردین! 😊 ولی پیشنهاد می‌کنم یک سر به لینک‌های زیر که مربوط به خبرگزاری‌های معتبر کشور هم هست، بزنید:

http://www.yjc.ir
http://barghnews.com
http://barghnews.com

اتفاقاً تلویزیون (رسانه‌ی ملی) هم از بعضی از این اخبار پوشش گسترده‌ای انجام داده و در چند بخش خبری در موردشون صحبت شده و حتی با مخترعان‌شون هم مصاحبه کرده. از این دست مخترعان در طول چند قرن اخیر کم نبودند و تقریباً در همه‌ جای دنیا هم شاهدشون بودیم و هستیم. اگر صحبت‌هاشون رو بشنویم یا نوشته‌هاشون رو بخونیم تقریباً همگی به اتفاق مدعی هستند که اختراع‌شون فوق‌العاده ارزشمنده و از طرف کشورهای پیشرفته‌ی جهان پیشنهادهای مالی خیلی کلان (حتی چند میلیارد دلاری!) برای ارائه‌ی طرح‌شون دریافت کردن. و صد البته همه رو هم به خاطر خدمت به وطن‌شون رد کردن! اما اون چیزی که در واقعیت شاهدش هستیم اینه که این دسته از اختراعات هیچ‌وقت به تولید انبوه نرسیدن و به جز ادعاهای مخترع‌شون هیچ شاهد دیگه‌ای از موفقیت‌شون وجود نداره. اما دلیلش چیه؟

سر فدای علم

یکی از محبوب‌ترین آزمایش‌هایی که سال‌هاست سر کلاس انجام می‌دهم آزمایشی است که در آن سرم را مستقیماً در مسیر وزنه‌ی تخریب،‌که همتای کوچک وزنه‌های تخریب واقعی است، قرار می‌دهم و زندگی‌ام را به مخاطره می‌اندازم. البته بدانید که این وزنه‌ی کوچک هم می‌تواند به آسانی مرا بکشد. وزنه‌های تخریبی که گروه‌های تخریب به کار می‌برند وزنه‌های کروی شکلی هستند با جرمی در حدود هزار کیلو گرم، ولی جرم وزنه‌ی من ۱۵ کیلوگرم است. در حالی که در یک طرف کلاس ایستاده و سرم را به دیوار چسبانده‌ام وزنه‌ی آونگ را در دستانم می‌گیرم و آن را تا چانه‌ام بالا می‌آورم. وزنه را که رها کنم باید موظب باشم که آن را اصلاً به جلو هل ندهم حتی به اندازه‌ی فوق‌العاده کم. کوچک‌ترین هل به وزنه بدهم یقیناً به من آسیب می‌زند یا حتی می‌کشد. از دانشجویانم می‌خواهم که حواس مرا پرت نکنند، صدا نکنند، و حتی کوتاه‌زمانی نفس نکشند و می‌گویم که اگر این نکات را رعایت نکنند، چه بسا این آخرین درس من باشد.

اعتراف می‌کنم هربار که این آزمایش را انجام می‌دهم، آن زمان که وزنه تاب‌خوران به سویم می‌شتابد حس می‌کنم آدرنالین خونم بالا می‌رود و با این که یقین دارم فیزیک مرا نجات خواهد داد، همیشه وقتی که وزنه تا مویی مانده به چانه‌ام جلو می‌آید، اعصابم خرد می‌شود. بی‌اختیار دندان‌هایم را به هم می‌فشارم و حقیقت این است که چشمانم را نیز می‌بندم! می‌پرسید که انجام این آزمایش چه سودی برای من دارد؟ اعتقادم به یکی از مهم‌ترین مفاهیم کل فیزیک، یعنی پایستگی انرژی راسخ‌تر می‌شود.

ویدیوی مربوط به این آزمایش را از اینجا دریافت کنید

نقد فاینمن بر روش آموزش فیزیک در برزیل

[توضیح: متن زیر بخش‌هایی از یکی از سخنرانی‌های ریچارد فاینمن در پایان یک ترم تحصیلی در یکی از دانشگاه‌های برزیل است که در آن انتقادهایی را به نظام آموزشی این کشور وارد می‌کند. متن کامل این سخنرانی و همچنین تجربیات جذاب او را در طول زندگی پر بارش می‌توان در کتاب Surely You're Joking, Mr. Feynman بیابید. خوشبختانه این کتاب با عنوان «ماجراجویی‌های فیزیک‌دان قرن بیستم، ریچارد فاینمن» توسط توراندخت تمدن و اردوان مالکی به فارسی برگردانده شده است و نشر علم آن را منتشر کرده است.]

سال تحصیلی که تمام شد، دانشجوها ازم خواستند که برای‌شان از احساسی که از تدریس در برزیل داشته‌ام حرف بزنم. گفتند که علاوه بر دانشجو‌ها، استاد‌های دانشگاه و چند تا از مقامات دولتی هم به این سخنرانی خواهند آمد. ازشان قول گرفتم که بتوانم هر چه دلم خواست بگویم. گفتند: البته که می‌توانید. اینجا یک کشور آزاد است.

علم چیست؟

[توضیح:  متن زیر بخش کوتاهی است از یک سخنرانی ریچارد فاینمن، فیزیک‌دان بزرگ و یکی از بهترین معلمان قرن بیستم، در مورد اینکه علم چیست؟ فاینمن از تجربیات دوره‌ی کودکی‌اش می‌گوید و اینکه چگونه پدرش با تجربه‌های دست اولی که برایش خلق می‌کند، به او می‌آموزد که روش علمی چگونه است. این متن به روشنی نشان می‌دهد که آن‌چیزی که ما در مدارس و دانشگاه‌های‌مان به دانش‌آموزان و دانشجویان می‌آموزیم چقدر از روش علمی دور است.]

... دلم می‌خواهد چند کلمه درباره‌ی واژه‌ها و تعاریف برای‌تان بگویم. یاد گرفتن واژه‌ها خیلی لازم است، اما این کار علم نیست. البته منظور من این نیست که چون علم نیست نباید آن را یاد بدهیم. ما درباره‌ی این که چه چیزی را باید یاد بدهیم حرف نمی‌زنیم؛ درباره‌ی این بحث می کنیم که علم چیست. این که بلد باشیم چطور سانتی‌گراد را به فارنهایت تبدیل کنیم علم نیست. البته دانستنش خیلی لازم است، ولی دقیقاً علم نیست. برای صحبت کردن با همدیگر باید واژه داشته باشیم، کلمه بلد باشیم و درست هم همین است. ولی خوب است بدانیم که فرق «استفاده از واژه» و «علم» دقیقاً چیست. در این صورت، می فهمیم که چه وقت ابزار علم مثل واژه‌ها و کلمه‌ها را تدریس می‌کنیم و چه وقت خود علم را یاد می‌دهیم.

 نقدی به سیستم متمرکز و یکپارچه‌ی آموزشی

یکی از دوستان، در بحثی کوتاه موضوعی را مطرح کردند و از شیوه‌ی بیان کتاب‌های درسی دانش‌آموزان، بخصوص کتاب‌های فیزیک و ریاضی، و اینکه چرا اینقدر خشک و بی‌روح هستند شکایت داشتند. طوری که نه تنها شوق و انگیزه‌ی کافی برای یادگیری ایجاد نمی‌کنند بلکه باعث کج فهمی و حتی فرار عده‌ی زیادی از دانش‌آموزان از این مباحث درسی می‌شوند. متأسفانه حق با ایشان است و ای‌کاش حرکتی صورت می‌گرفت تا با اصلاح و بهبود سیستم آموزشی کنونی به تدریج به سمت یک نظام آموزش و پرورش کارآمد پیش برویم.

امروزه با توجه به امکانات قابل دسترس و وجود تکنولوژی‌های ارتباطی و ارائه‌ی مطلب چند رسانه‌ای، فیزیک و ریاضیات را، حتی با وجود کمبود منابع آزمایشگاهی و فعالیت عملی، می‌شود به صورت خیلی هیجان‌انگیز و سرگرم کننده‌ای آموزش داد. طوری‌که دانش‌آموزان مجذوب زیبایی‌ها و شگفتی‌های بی‌نظیر دنیای فیزیک و ریاضی شوند، کنجکاوی و خلاقیت‌شان تحریک شود و به طور فعالانه‌ای هم در فرآیند یادگیری مشارکت داشته باشند.

گذر از دستگاه زمین‌مرکزی به نظریه‌ی خورشیدمرکزی

یکی از اصول بنیادی فیزیک، اصل هموردایی یا نسبیت است. یکی از نتایج مهم آن این است که برای بررسی و حل مسائل فیزیک، از هر دستگاه مختصاتی که مایل باشیم می‌توانیم استفاده کنیم. در هر صورت، نتایج یکسان خواهد بود. علت استفاده از دستگاه‌های مختصات مختلف، در واقع سادگی ریاضی است. به طور مثال، انتخاب مبدأ مختصات، جهت‌گیری محورها، نوع دستگاه مختصات و ... کاملاً دلخواه است.

اهمیت روش‌های ریاضی در علوم

ممکن است شما هم جزو کسانی باشید که از وجود معادلات ریاضی در کتاب‌ها و درس فیزیک آزرده شده باشید. یا اینکه یادگیری ریاضیات و روش‌های ریاضی را کاری دشوار و ملال‌آور و حتی گاهی بیهوده قلمداد کرده باشید. و این پرسش برای‌تان مطرح شده باشد که چه دلیلی برای استفاده از روش‌های ریاضی در آموزش علوم وجود دارد؟ یا اصلاً چه نیازی به آموزش ریاضیات وجود دارد؟ در ادامه تلاش می‌شود برای این پرسش که از نقطه‌نظر آموزشی اهمیت بسیاری دارد، پاسخ‌هایی ارائه شود.

ابتدا باید به این نکته اشاره کنم که ریاضیات در علوم طبیعی، به ویژه فیزیک، به عنوان یک ابزار و شیوه‌ی بیان استفاده می‌شود و می‌توان گفت که ریاضیات زبان فیزیک است یا به گفته‌ی گالیله: «زبان طبیعت است». حال به این موضوع می‌پردازیم که اهمیت استفاده از چنین زبانی در علوم  به چه دلیل است.

آیزاک آسیموف، کسی که مرا عاشق فیزیک کرد

در اوایل دهه‌ی ۱۳۷۰ وقتی دانش‌آموز سال سوم دبستان بودم، روزی بر حسب اتفاق در دست یکی از هم‌کلاسی‌هایم کتابی را دیدم با عنوان «جهان چگونه زاده شد؟»، اثر آیزاک آسیموف که با تصاویر رنگی و جذاب و نوعی کاغذ روغنی ویژه آراسته شده بود. بی‌اختیار مجذوب آن شدم و به هرقیمتی بود آن را از دوستم امانت گرفتم. هرگز آن روزها را فراموش نمی‌کنم، آن کتاب هیجان‌انگیز گویی مرا برای تمام عمر طلسم کرد. در مدت چند روزی که نزدم بود بارها و بارها ورق زدم و خواندمش. از هیجان زیاد خواب به چشمم نمی‌آمد. اولین بار با نام کهکشان‌، انفجار بزرگ، انبساط کیهانی و ... در آن‌ کتاب آشنا شدم. آن کتاب سرآغاز آشنایی من با جهان پر رمز و راز نجوم بود. گزافه نیست اگر بگویم مسیر زندگی و آینده‌ی من تحت تأثیر آن اثر زیبای آیزاک آسیموف رقم خورد.

تلسکوپ فضایی هابل

تلسکوپ فضایی هابل اولین تلسکوپ فضایی است که روی مداری زمین-مرکز با ارتفاع ۵۴۰ کیلومتری از سطح زمین و در هر ۹۵.۴۷ دقیقه زمین را دور می‌زند. این تلسکوپ که در طول موج‌های مرئی، فرابنفش نزدیک و فروسرخ نزدیک آسمان را رصد می‌کند، دارای یک آینه‌ی اصلی با قطر دهانه‌ی ۲.۴ متری است. به دلیل اینکه مدار هابل ورای اتمسفر زمین قرار دارد، به آن اجازه می‌دهد که تصاویری با وضوح بسیار بالا و با کمترین نور زمینه نسبت به تلسکوپ‌های زمینی ثبت کند که برخی از آن‌ها از نظر دارا بودن بیشترین جزئیات ممکن در نور مرئی رکورد به شمار می‌آیند. بسیاری از رصدهای هابل کشفی تاریخی را در اخترفیزیک و کیهان‌شناسی رقم زده‌اند. از آن‌جمله می‌توان به تعیین دقیق آهنگ انبساط جهان اشاره کرد.

 به یاد ماکس پلانک

تابش جسم سیاه یکی از معضلات فیزیک پیش از قرن بیستم به شمار می‌رفت. تلاش‌های چند ده ساله‌ی فیزیک‌دانان در توصیف ریاضی دقیق این پدیده ناکام مانده بود. پلانک یکی از این دانشمندان بود که به گفته‌ی خودش بیست سال تمام به صورت بی‌وقفه روی این مسئله کار کرد تا سرانجام در 1900 به جواب رسید. جوابی که بسیار دور از انتظار می‌نمود و سمت‌گیری فیزیک قرن جدید را نسبت به زمان پیش از آن به کلی تغییر داد. خود پلانک درباره‌ی تلاش خارق‌العاده‌اش برای کشف معادله‌ی مربوط به تابش جسم سیاه با فروتنی چنین می‌گوید:

«یک معدنچی را تصور کنید که بیست سال تمام به صورت بی‌وقفه دل زمین را در جستجوی رگه‌هایی از مس شکافته باشد، بی‌آنکه چیزی به دست آورد. در اثنای این تلاش و کوشش طولانی و دشوار، این جستجوگر سردرگم ممکن است به طور مکرر گرفتار این وسوسه شود که از کوشش خود به دلیل این‌که بیهوده و بی‌نتیجه است دست بکشد. ولی گاه‌ به گاه برقی بر سر راه او ‌جهیده و امیدی در دل او بیدار می‌شود که هرچند پس از خطاهایی که در برداشتن گامی از پی گام دیگر مرتکب شده، اما دست‌کم قدمی به آن‌چه در جستجوی آن است نزدیک‌تر شده است. در این حال، شبی بی‌اینکه گمان ببرد، ناگهان به رگه‌هایی از یک معدن طلا روبرو می‌شود! قدر مسلم آن است که اگر او با این رگه‌ها برخورد نمی‌کرد، دیگری آن را می‌یافت.*»

پیِر روسو در کتاب «تاریخ علوم» می‌گوید: «ما مسئولیت آن را می‌پذیریم که جز پلانک هیچ‌کس قادر نبود نظریه‌ی کوانتومی را ابداع کند.»

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

* نقل‌ قول‌های پلانک از ترکیب بخشی از خطابه‌ی او در فرهنگستان پادشاهی سوئد، هنگام دریافت جایزه‌ی نوبل و قسمتی از کتاب «تاریخ علوم» نوشته‌ی پیِر روسو اقتباس شده است.

سیر تحول نظریه‌های اساسی در فیزیک نوین

مقدمه

درست در اولین سال قرن بیستم، ماکس پلانک توصیفی از پدیده‌ی تابش گرمایی و تابش جسم سیاه ارائه کرد که انقلابی در اندیشه‌ی فیزیکی عصر خود ایجاد کرد. نظریه‌ی او آغاز یک جریان انقلابی عظیم در فیزیک شد که تا سه دهه‌ بعد کل فیزیک را دگرگون کرد و دنیای گسترده‌ای از مجهولات حل نشده را به روی دانشمندان گشود. نظریه‌ی تابش جسم سیاه پلانک از نظر تاریخی آغاز عصری است که در تاریخ علم به «فیزیک نوین» موسوم است.

فیزیک نوین در دو شاخه‌ی جداگانه‌ی اصلی تکامل پیدا می‌کند:

۱. مکانیک کوانتومی

۲. نظریه‌ی نسبیت