خانه > مطالب جالب > 10 نوع از زیباترین آزمایشهای فیزیکی تاریخ !

10 نوع از زیباترین آزمایشهای فیزیکی تاریخ !


در عصری که ما زندگی می کنیم آزمایشهایی که چشمان جهانیان را خیره می کند ازجمله آزمایشهایی که برای یافتن توالی اجزای یک ژنوم، شکافتن ذرات ریز اتمی در شتابدهنده ها و تجزیه وتحلیل ستارگانی که با ما میلیاردها سال نوری فاصله دارند نیاز به میلیونها دلار سرمایه گذاری دارند و تجزیه وتحلیل اطلاعات به دست آمده از ابزارهای پیشرفته دراین آزمایشها ماهها به طول می انجامد.

رابرت کریز عضو گروه فلسفه دانشگاه نیویورک در استونی بروک که مورخ آزمایشگاه ملی بروک هیون هم هست، از فیزیکدانان خواست ده آزمایش برتر جهان فیزیک را نام ببرند. برخلاف انتظار عصر ما که آزمایشهای پیچیده توسط تیمهای برجسته دانشگاهها و مراکز تحقیقات صورت می پذیرد ده آزمایش برتری که به عنوان زیباترین آزمایشهای فیزیک در طول تاریخ انتخاب شد توسط ده فیزیکدان بسیار سرشناس انجام شده بود که دستیاران چندان زیادی هم نداشتند. ازهمه جالب تر این که این آزمایشهایی که در فهرست زیباترین آزمایشهای فیزیک جای گرفتند نیازی به کامپیوترهای فوق پیشرفته بسیار مدرن نداشتند. 

این لیست در مجله Physics World نیز به چاپ رسیده است. 

آزمایش ماکس پلانک و تئوری کوانتوم
 

در مورد نور نه حق به جانب نیوتن بود و نه یانگ، نه می توان نور را فقط ذرات فوتون دانست و نه امواج، بلکه نور هر دو خاصیت را دارد. در اوایل قرن بیستم ماکس پلانک و بعد آلبرت انیشتین نشان دادند که نور به صورت بسته های بسیار کوچکی منتشر و جذب می شود که به آن فوتون می گویند. در عین حال آزمایشهای دیگر هم موجی بودن حرکت نور را به اثبات می رسانند.

برای اثبات در اینجا به جای آزمایش از سوراخ یانگ و پرتوهای نور از پرتوهای الکترون استفاده میشود. ذرات، براساس قوانین کوانتومی، پدیده ای شبیه به نور در آزمایش تداخل یانگ از خود برجای می گذارند، اگرچه این آزمایش در سال ۱۹۶۱ توسط کلاوس جانسون از توبینگن انجام شد اما در این سالها دیگر یافته های دانش به قدری زیاد و گسترده شده بود که دیگر نمی توانست نامهایی ابدی مثل نیوتن و انیشتین در اذهان مردم دنیا بیافریند.

آزمایش گالیله درمورد سقوط اجسام
 

در اواخر دهه ۱۵۰۰ میلادی گالیلئو گالیله که کرسی استادی دانشگاه پیزا را داشت، دانش متعارف زمان خود را زیر سؤال برد. با انداختن دو شیء از بالای برج پیزا که وزنشان برابر نبود نشان داد که شیء سنگین تر زودتر از جسم سبک تر فرود نمی آید. اگر این کشف را در دوران ارسطو انجام داده بود به قیمت شغلش تمام می شد. 

 

آزمایش قطره روغن میلیکان

 

قرنها بود که دانشمندان الکتریسیته را چه در مورد رعد و برق چه الکتریسته ساکن ناشی از تماس برس با موی سر مشاهده کرده بودند. در سال ۱۸۹۷ تامسون فیزیکدان بریتانیایی پایه گذار این دانش شد که الکتریسیته از ذراتی به نام الکترون که بار منفی دارند تشکیل شده است. رابرت میلیکان آمریکایی در سال ۱۹۰۹ موفق به اندازه گیری بار منفی در الکترونها شد. برای این کار از چند وسیله ساده استفاده کرد. با استفاده از افشانه هایی که ادکلن را به صورت افشانه درمی آورند روغن را در یک محفظه شفافی افشاند که دو طرف آن به دو سر یک باطری متصل بودند. به این ترتیب یک سر محفظه مثبت و سر دیگر آن منفی بود.

زمانی که نیروی گرانش با نیروی جاذبه الکتریکی که قطرات روغن باردار را به سمت خود می کشید برابر می شد قطره در میان آسمان و زمین معلق می ماند. در واقع در حالت عادی این قطره به خاطر نیروی گرانش باید پایین می افتاد اما در اثر نیروی جاذبه الکتریکی در حال حرکت، به سمت قطب مخالف بود. چون دو نیرو برابر شدند، این قطره روغن از حرکت باز ایستاد. با همین وسایل ساده میلیکان موفق به اندازه گیری بار الکتریکی یک الکترون شد.


انکسار نور با منشور توسط نیوتن
 

ایزاک نیوتن در سالی به دنیا آمد که گالیله مرد. نیوتن فارغ التحصیل کالج تثلیث کمبریج بود. این بار هم نیوتن دانش متعارف به جامانده از دوران ارسطو را زیر سؤال برد. تلقی مردم از نور خورشید مانند برداشت ارسطو بود و نور را خالص می دانستند. با وجودی که مردم رنگین کمان را دیده بودند. تا پیش از عبور نور از منشور و تجزیه آن به هفت رنگ حتی فکرش را نمی کردند نور متشکل از این رنگها باشد. 

آزمایش تداخل نور یانگ
 

همه تئوریهای نیوتن درست از آب درنیامد. او می گفت نور از ذرات تشکیل شده است و به صورت موج منتشر نمی شود. در سال ۱۸۰۳ توماس یانگ، درصدد برآمد به اثبات برساند نحوه حرکت پرتوهای نور به صورت موج است. او در پنجره سوراخی ایجاد کرد، همه پنجره ها را به دقت با پوششی ضخیم پوشاند. سپس، از یک آیینه برای تغییر جهت پرتویی از نور که از طریق این سوراخ وارد می شد، استفاده کرد. با استفاده از یک کارت که عرض آن یک میلیمتر بود جلوی نیمی از سوراخ را گرفت. در نتیجه به توالی، نوارهای سایه و روشنی مشاهده کرد. این پدیده در صورتی قابل توضیح است که پرتوهای نور مانند امواج در یکدیگر تداخل ایجاد کنند. بعدها این آزمایش را با دو سوراخ انجام دادند و نتیجه واضح تری به دست آمد. 

آزمایش کاوندیش در مورد میله و پیچش

 

از تئوریهایی که نیوتن در مورد گرانش داده بود یکی این بود که نیروی جاذبه میان دو جسم رابطه مستقیم با جرم به توان دو و رابطه معکوس با فاصله به توان دو دارد. در قرن هجدهم، هنری کاوندیش برای اندازه گیری قدرت گرانش، آزمایشی انجام داد. او یک میله چوبی دو متری که به دوسر آن دو کره فلزی نصب شده بود، انتخاب و با سیم، این میله چوبی را آویزان کرد. 

با همین وسایل ساده کاوندیش موفق به اندازه گیری ثابت گرانشی شد. این آزمایش زمینه اندازه گیری جرم زمین هم بود. 
 

اندازه گیری محیط زمین توسط اراتوستن

 

هنگام انقلابین، در ظهر روزی که آفتاب در شهر آسوان مصر هیچ سایه ای ندارد به گونه ای که نور خورشید قادر است به طور مستقیم به ته یک چاه برسد، مورد توجه اراتوستن ـ کتابدار شهر اسکندریه در سه قرن پیش از میلاد مسیح ـ قرار گرفت. اراتوستن در چنین روزی درست هنگام ظهر که در آسوان سایه وجود ندارد در شهر اسکندریه سایه را اندازه گیری کرد، چاره ای نبود جز این که زمین را کروی در نظر بگیرد. چون سایه در اسکندریه نسبت به خط عمود هفت درجه بود. محیط هردایره ۳۶۰ درجه است. براساس اندازه گیری اراتوستن میان اسکندریه وآسوان ۷ درجه فاصله بود. [ واحد اندازه گیری در آن زمان به جای متر «Stadium» بود. ] با سفر میان دوشهر اسکندریه و آسوان معلوم شد که فاصله آنها براساس واحد اندازه گیری Stadium، ۵۰۰۰ است. به این ترتیب هفت درجه از ۳۶۰ درجه، ۵۰۰۰ استادیوم اندازه گیری شده بود، پس محیط زمین براساس محاسبات اراتوستن ۲۵۰۰۰۰ استادیوم بود.

آزمایش گالیله با گوی های غلتان برروی سطح شیب دار
 

دراین آزمایش گالیله ثابت کرد که مسافت با زمان به توان دو نسبت مستقیم دارد و سرعت در جریان آزمایش ثابت باقی می ماند.

آزمایش کشف هسته توسط رادرفورد

 

در سال ۱۹۱۱ رادرفورد و همکارانش با بمباران یک لایه بسیار نازک طلا با ذراتی به نام آلفا متوجه این حقیقت شدند که درصدی از این ذرات منحرف می شوند و درصدی درست در جهت مقابل باز می گردند. به این ترتیب رادرفورد موفق شد مدل قدیمی آرایش هسته و الکترون را که به «مدل کیک آلو» معروف بود به چالش بکشاند.
 
 
 

آزمایش پاندول فوکو

 

دانشمندان سال پیش پاندولی را به قطب جنوب بردند و مهر صحت بر آزمایشی زدند که در سال ۱۸۵۱ توسط ژان برنارد لئون فوکو با یک پاندول آهنی ۳۰ کیلوگرمی آویزان از گنبد پانتئون انجام شد. فوکو به گوی یک پاندول سوزن گرامافون وصل کرده بود و روی زمین زیر گوی حلقه ای از شن های مرطوب قرار داد. در مقابل حیرت همه نشان داد که با وجودی که حرکت پاندول به جلو و عقب هدایت شده بود اما پاندول حرکتی دوار انجام داد. یعنی در واقع کف پانتئون در حال گردش بود و یا به عبارت بهتر زمین در حال چرخیدن حول محور خود بود. در پاریس هر ۳۰ ساعت، پاندول در جهت عقربه های ساعت یک دور را کامل می کند. در نیمکره جنوبی این گردش در خلاف جهت عقربه های ساعت است. همانطور که دانشمندان معاصر نشان داده اند در قطب جنوب دوره گردش کامل پاندول ۲۴ ساعت است.

دسته‌ها:مطالب جالب برچسب‌ها: , ,
  1. هنوز دیدگاهی داده نشده است.
  1. No trackbacks yet.

پاسخی بگذارید

در پایین مشخصات خود را پر کنید یا برای ورود روی شمایل‌ها کلیک نمایید:

نشان‌وارهٔ وردپرس.کام

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری WordPress.com خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

تصویر توییتر

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Twitter خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

عکس فیسبوک

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Facebook خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

عکس گوگل+

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Google+ خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

درحال اتصال به %s

%d وب‌نوشت‌نویس این را دوست دارند: