فیزیک ِ محض!

[Ehsan]

ماهم با اقتدار این تاپیک رو دوباره ایجاد می کنیم تا جایی باشد برای بحثهای فیزیکی که ربطی به نجوم ندارد!

[roset]

چرا زیر آب،نمیشه صدای محیط و حتی صدای محیط زیر آب رو به درستی شنید؟

همون طور که میدونید صوت جز امواج مکانیکیه سرعت انتشار این امواج در جامدات بیشتر از مایعات و در اون بیشتر از گازهاست .با توجه به این موضوع در گذر از محیط غلیظ به رقیق (هوا به آب) طول موج و سرعت انتشار کاهش پیدا میکنه و خوب احتمالا یا شنیده نمیشه یا خیلی ضعیف تر میشه .ولی راجع به داخل آب اتفاقا به همون دلیل سرعت انتشار بیشتر اگه منبع هر دو صدا زیر آب باشه بهتر شنیده میشه ( منبع فیزیک پیش 1 .فصل 4)

[Ehsan]

در نسبیت ِ خاص بحث ِ اندازه گیری کاملا متفاوت از اون چیزی که در دنیای ِ امروز داریم میشه. علت ، اینه:

وقتی شما طول ِ یک جسم رو اندازه می گیرید سعی می کنید که مکان ِ سر و ته ِ جسم رو همزمان ثبت کنید و طول رو به دست بیارید. مفهوم ِ همزمانی در نسبیت ِ خاص کاملا متفاوت و عجیبه. به این مثال ِ معروف دقت کنید:

یک قطاری در حال ِ حرکت هستش. چراغی دقیقا در وسط ِ یکی از کوپه های ِ قطار روشن میشه. از دید ِ ناظری که درون ِ قطار هستش نور ِ لامپ همزمان به دو سر ِ اتاق میرسه.
سرعت ِ نور قراره از دید ِ هر ناظری ثابت باشه (اصل ِ دوم ِ نسبیت ِ خاص)،بنابراین از دید ِ ناظری که بیرون ِ قطار هم نشسته ثابته!

بنا بر این نور ِ چراغ از دید ِ ناظر ِ بیرون از قطار همزمان به دو سر ِ قطار نمیرسه! چون سرعت ِ پرتو ِ نور از دید ِ ناظر ِ بیرونی در جهت ِ حرکت قطار از سرعت ِ قطار کم میشه و در خلاف ِ جهت ِ حرکت، با سرعت ِ قطار جمع میشه بنا بر این یک سمت زودتر روشن میشه تا سمت ِ دیگه و دو رویداد (روشن شدن ِ دیوار) که از دید ِ ناظر ِ درون ِ قطار همزمان بوده ، از دید ِ ناظر ِ بیرون از قطار هم زمان نیست!
حتی اگر یک ناظری وجود داشته باشه که سریعتر از قطار (البته در جهت ِ حرکت ِ قطار) حرکت کنه، جای ِ رویداد ها رو کاملا برعکس ِ ناظر ِ ساکن خواهد دید. تصویر ِ پایین گویای ِ چیزهایی هستش که گفتم:



این اتفاق (تفاوت ِ همزمانی ِ دو رویداد برای دو ناظر ِ مختلف) باعث ِ یک پدیده ی ِ جالب در نسبیت ِ خاص میشه که بهش میگویند انقباض ِ طول. یعنی برای ِ اجسام ِ متحرک، طولها کوچکتر دیده میشه مثلا ماشینی که طول ِ ساکنش 10 متر هست اگر با سرعت ِ چهار پنجم ِ سرعت ِ نور حرکت بکنه طولش از دید ِ ناظر ِ ساکن میشود 6 متر!
سرعت ِ نور معادل ِ طول ِ صفر میشه.

اینها رو داشته باشید فعلا کار دارم!

[Astronomy]

یه سوال
فرمول اندازه گیری طول جسم در سرعت های متفاوت چیه؟
آیا مثله جرم جسم هست و فقط به جای m و m0 پارامتر های طولی L و L0 رو میزاریم؟
میشه کمی هم در مورد دلیل کم شدن جرم جسم با افزایش سرعت توضیح بدید؟

[Ehsan]

یه سوال
فرمول اندازه گیری طول جسم در سرعت های متفاوت چیه؟
آیا مثله جرم جسم هست و فقط به جای m و m0 پارامتر های طولی L و L0 رو میزاریم؟
میشه کمی هم در مورد دلیل کم شدن جرم جسم با افزایش سرعت توضیح بدید؟

فرمول ِ طول برای ِ سرعت های ِ متفاوت اینه:


البته جرم با سرعت افزایش پیدا می کنه. البته بستگی به تعریف ِ جرم هم داره! سوال اینه: اگر در سرعتهای ِ بالا بخواهید جرم رو اندازه بگیرید چه کار می کنید؟ تنها کاری که می تونید بکنید اینه که تکانه ی ِ جسم رو تغییر بدید (نیرو وارد کنید). اگر تکانه رو مثل ِ قبل به صورت ِ

تعریف کنیم خواهیم دید که در برخوردها تکانه دیگه پایسته نیست. و این خیلی بده پس تکانه رو به این صورت تعریف می کنند:


که گاما همان ضریب ِ لورنتس هست که به صورت ِ زیر تعریف میشه:

برای ِ این که همان صورت ِ قبلی تکانه رو حفظ کنند و تکانه جرم در سرعت باقی بمانه، در نظر می گیرند که جرم ِ جسم با ضریب ِ لورنتس زیاد میشه. در واقع خیلی دلیل ِ تر و تمیزی نداره و بیشتر بازی با مفاهیمه

[solh]

اگه میشه در مورد این موضوع یه کم توضیح بدید : مگه معادلاتی که در فیزیک و یا ریاضیات استفاده میکنیم ، در مورد مکان و زمان یک جسم صحبت نمیکنند ؟ یعنی در واقع نکته ی مفید معادلات نشان دادن موقعیت جسم در فضا زمانه ، درسته ؟ حالا چجوری میتونیم در مورد جایی که فضا زمان وجود نداره ، صحبت کنیم ؟ اصلا فیزیک میتونه روی این موضوع بحث کنه (امروزه )؟ اگه بحث کنه در مورد چه چیزش صحبت میکنه ؟

[Ehsan]

اگه میشه در مورد این موضوع یه کم توضیح بدید : مگه معادلاتی که در فیزیک و یا ریاضیات استفاده میکنیم ، در مورد مکان و زمان یک جسم صحبت نمیکنند ؟ یعنی در واقع نکته ی مفید معادلات نشان دادن موقعیت جسم در فضا زمانه ، درسته ؟ حالا چجوری میتونیم در مورد جایی که فضا زمان وجود نداره ، صحبت کنیم ؟ اصلا فیزیک میتونه روی این موضوع بحث کنه (امروزه )؟ اگه بحث کنه در مورد چه چیزش صحبت میکنه ؟

من نمی دونم جایی (جا به معنیه نظریه، نه مکان!) وجود داره که توش راجع به عدم ِ وجود ِ فضا-زمان بحث بشه یا نه! اما اصولا باید چنین جایی رو بشه تعریف کرد. تعریف از زمان چیه؟ nصد میلیون نوسان ِ اتم ِ سزیوم میشه یک ثانیه (عددش یادم نیست!) خوب حالا این اتم ِ سزیم رو میشه هر جایی قرار داد و زمان سنجی کرد. (شرایط ِ سخت مثل ِ دمای ِ بالا یا گرانش ِ زیاد خیلی مسئله ساز نیست، نهایتش یک کاواک از اون مکان جدا می کنیم و زمان رو می سنجیم) عدم ِ وجود ِ مکان به چه معناست؟ بالاخره شما باید یک دستگاه مختصات داشته باشید یا نه؟ سوای ِ هر شرایط ِ سختی بالاخره مکان و می شه تعریف کرد. به صورت ِ هندسی، فضا-زمان رو حرکت ِ پرتو ِ نور تعیین می کنه. نور هم که همه جا می تونه سیر کنه (مثال زدن ِ اجسام ِ کدر خیلی جالب نیست، بالاخره امواج ِ الکترومغانطیسی از هر چیزی می تونند عبور کنند!)

تنها شرایط ِ عجیب و غریب که این تعاریف همگی دچار ِ مشکل می شوند، تکینگی ِ موجود در مرکز ِ سیاه چاله است. که اون رو هم هنوز درست و حسابی نشناختند.

در ضمن طول و زمان تنها کمیت های ِ فیزیکی نیستند که فیزیک محدود به محاسبه ی ِ اونها باشه. کمیت های ِ دیگه ای هم (مثل ِ بار یا اسپین ...) مهم اند و محاسبه ی ِ اونها جزو ِ فیزیک محسوب میشه.

من خودم احساس می کنم سوالتون رو نفهمیدم!!!! همین بود؟

[پیمان اکبرنیا]

اگه میشه در مورد این موضوع یه کم توضیح بدید : مگه معادلاتی که در فیزیک و یا ریاضیات استفاده میکنیم ، در مورد مکان و زمان یک جسم صحبت نمیکنند ؟ یعنی در واقع نکته ی مفید معادلات نشان دادن موقعیت جسم در فضا زمانه ، درسته ؟ حالا چجوری میتونیم در مورد جایی که فضا زمان وجود نداره ، صحبت کنیم ؟ اصلا فیزیک میتونه روی این موضوع بحث کنه (امروزه )؟ اگه بحث کنه در مورد چه چیزش صحبت میکنه ؟

الان که این سوال مطرح شد، یک ایده به ذهنم رسید. آیا میتونیم جهانی کاملا مجازی با قوانینی که از خودمون در میاریم درست کنیم؟ جهانی با مفاهیم جدید و کاملا انتزاعی! الان یک مقدار توی ذهن خودم مبهم هست ولی آیا میشه با چیزهایی خلق کنیم که هیچ تصوری ازشون نداریم و از جنس دنیای ما نیستند؟

[solh]

من نمی دونم جایی (جا به معنیه نظریه، نه مکان!) وجود داره که توش راجع به عدم ِ وجود ِ فضا-زمان بحث بشه یا نه! اما اصولا باید چنین جایی رو بشه تعریف کرد. تعریف از زمان چیه؟ nصد میلیون نوسان ِ اتم ِ سزیوم میشه یک ثانیه (عددش یادم نیست!) خوب حالا این اتم ِ سزیم رو میشه هر جایی قرار داد و زمان سنجی کرد. (شرایط ِ سخت مثل ِ دمای ِ بالا یا گرانش ِ زیاد خیلی مسئله ساز نیست، نهایتش یک کاواک از اون مکان جدا می کنیم و زمان رو می سنجیم) عدم ِ وجود ِ مکان به چه معناست؟ بالاخره شما باید یک دستگاه مختصات داشته باشید یا نه؟ سوای ِ هر شرایط ِ سختی بالاخره مکان و می شه تعریف کرد. به صورت ِ هندسی، فضا-زمان رو حرکت ِ پرتو ِ نور تعیین می کنه. نور هم که همه جا می تونه سیر کنه (مثال زدن ِ اجسام ِ کدر خیلی جالب نیست، بالاخره امواج ِ الکترومغانطیسی از هر چیزی می تونند عبور کنند!)

تنها شرایط ِ عجیب و غریب که این تعاریف همگی دچار ِ مشکل می شوند، تکینگی ِ موجود در مرکز ِ سیاه چاله است. که اون رو هم هنوز درست و حسابی نشناختند.

در ضمن طول و زمان تنها کمیت های ِ فیزیکی نیستند که فیزیک محدود به محاسبه ی ِ اونها باشه. کمیت های ِ دیگه ای هم (مثل ِ بار یا اسپین ...) مهم اند و محاسبه ی ِ اونها جزو ِ فیزیک محسوب میشه.

من خودم احساس می کنم سوالتون رو نفهمیدم!!!! همین بود؟

می خواستم به نکته ای اشاره کنم که فرمودید ، مثلا در نقطه ی تکینگی فیزک چجوری مسائلش رو مطرح میکنه ؟ خوب اونجا که نمیتونیم از مکان و زمان صحبت کنیم و قاعدتا از کمیت های فیزیکی ناشی از اونها که در معادلات میان نمیتونیم مفهومی رو بگیریم ؟ درسته یا نه ؟ شما تا حالا محاسباتی رو که توی اون نقطه انجام میشه رو دیدید ؟ از چه کمیت هایی صحبت میشه ؟
..

الان که این سوال مطرح شد، یک ایده به ذهنم رسید. آیا میتونیم جهانی کاملا مجازی با قوانینی که از خودمون در میاریم درست کنیم؟ جهانی با مفاهیم جدید و کاملا انتزاعی! الان یک مقدار توی ذهن خودم مبهم هست ولی آیا میشه با چیزهایی خلق کنیم که هیچ تصوری ازشون نداریم و از جنس دنیای ما نیستند؟

من همیشه به این موضوع فکر میکنم که ریاضیات عام تر از فیزیک نیست ؟ یعنی ما قوانین ریاضی رو بیان کردیم و بیان فیزیک امروز تنها بیان خاصی از اونها نیست ؟
..
در چند جا خوندم که برای بررسی های کیهانشناسی از ریاضیات بیشتر صحبت میشه تا فیزیک .درسته ؟ آیا ریاضیات میتونه در مورد منطقه ی مورد نظر صحبت کنه ؟ اصولا کیهانشناسان برای نظریه هاشون چی کار میکنن !!؟

[Ehsan]

می خواستم به نکته ای اشاره کنم که فرمودید ، مثلا در نقطه ی تکینگی فیزک چجوری مسائلش رو مطرح میکنه ؟ خوب اونجا که نمیتونیم از مکان و زمان صحبت کنیم و قاعدتا از کمیت های فیزیکی ناشی از اونها که در معادلات میان نمیتونیم مفهومی رو بگیریم ؟ درسته یا نه ؟ شما تا حالا محاسباتی رو که توی اون نقطه انجام میشه رو دیدید ؟ از چه کمیت هایی صحبت میشه ؟
..

تا جایی که من اطلاع دارم (که به وضوح خیلی کمه) نزدیکی های ِ تکینگی هم هنوز میشه راجع به زمان و مکان بحث کرد. اما یه جور ِ دیگه! اما تو خود ِ نقطه ی ِ تکینگی هنوز همه گیر کردن!

می تونید به یک استادی که نسبیت ِ عام خوانده (مثل ِ دکتر منصوری یا دکتر خرمی) میل بزنید و ازشون بپرسید!
این صفحه ِ ی ِ دکتر خرمی:
http://mamwad.org/
این هم صفحه ی ِ دکتر منصوری:
http://www.rmansouri.ir/fa/
دکتر منصوری رو نمی دونم ولی دکتر خرمی به احتمال ِ زیاد جواب بده.

[Amin-Mehraji]

یه سوالی هست چند وقتی میشه ذهن منو به شدت مشغول کرده .

چرا همه ی مواد خاصیت الاستیک دارند ؟ ( حتی به میزان خیلی کمش )