علوم پایه

فیزیک جدید از کجا شروع شد؟

نوشته شده توسط تیم تحریریه علمنا

فیزیک مدرن یا فیزیک جدید چیست؟ آیا فیزیک جدید با فیزیک کلاسیک متفاوت است و ما در واقع دو نوع فیزیک متفاوت داریم؟ اینها پرسش هایی است که هر کسی که با فیزیک سر و کار داشته باشد ممکن است از خودش بپرسد. از نظر تاریخی فیزیک جدید در قرن بیستم شکل گرفت. به خصوص زمانی که فیزیک به حیطه رویدادهای دنیای اتمی و زیراتمی وارد شد. فیزیک جدید اغلب مشکلاتی که بر سر راه مکانیک کلاسیک وجود داشت را بر طرف می کرد و از یک دیدگاه کلی سه وجه مشخصه مهم داشت:

ماکس پلانک
بدون تردید نخستین پایه فیزیک جدید روی کارهای ماکس پلانک بنا می شود. مطالعاتی که پلانک استاد دانشگاه برلین در سال ۱۸۹۹ منتشر کرد می خواست در مکانیک کلاسیک تغییراتی ایجاد کند. تغییراتی که به کمک آن بتوان نشان داد چرا انرژی اجسام کلا تبدیل به تابش نمی شود. از اندیشه پلانک این مساله مهم استخراج می شد که فرض پیوستگی حوادث فیزیک باید کنار گذاشته شود. فیزیک کلاسیک جهان را از ماده و تابش می دانست . ماده در این فیزیک مرکب از اتم ها بود و تابش نیز از امواج تشکیل شده بود. پلانک تابش را نیز مانند ماده که ترکیبش از اتم بود از اجزای غیر قابل تجزیه ای مرکب می دانست و فرض کرد ساطع شدن پرتو از ماده مانند جریان آب از لوله نیست بلکه شبیه گلوله هایی است که از مسلسل خارج می شود. پلانک هر کدام از این مقادیر منفرد انرژی تابشی را کوانتوم نامید.  نیلز بوهر که استاد دانشگاه کپنهاگ بود در همین زمینه گفته بود: اگر میکروسکوپی داشتیم که به قدر کافی قدرت داشت حرکت ذرات ماده را مانند حرکت یک ترن روی ریل راه آهن نمی دیدیم و بلکه جنبش ذرات شبیه جست و خیز یک کانگروست.

رادفورد و سودی
دومین وجه مشخصه فیزیک جدید قانون اصلی واپاشی رادیواکتیو بود که در سال ۱۹۰۳ توسط ارنست رادفورد Ernest Rutherford و سودی Soddy مطرح شد. نکته مهم اینجاست که این قانون به هیچ عنوان نتیجه گسترش نظریه پلانک نبود. اتفاقا تازه ۱۴ سال بعد ارتباط بین این دو قانون مشخص شد.  بر اساس این قانون، اتم های مواد رادیواکتیو  خود به خود خرد می شوند نه اینکه خرد شدن آنها ناشی از شرایط خاصی یا حوادث بخصوصی باشد. ناسازگاری و اختلاف این قانون با نظریه های  فیزیک کلاسیک به مراتب بیشتر از قوانین پلانک بود. زیرا خرد شدن اتم های رادیواکتیو در این نظریه جدید ظاهرا بدون علت بود. مساله ای که به شدت با پایه های مکانیک کلاسیک در تضاد بود.

آلبرت اینشتین
سومین مشخصه فیزیک جدید را باید در نظریات اینشتین جستجو کرد. فیزیکدان بزرگی که در سال ۱۹۱۷ دنیای فیزیک را متحول کرد. کار او دو وجه مشخصه قبلی فیزیک جدید را به یکدیگر مرتبط می ساخت و نشان می داد که متلاشی شدن عناصر رادیواکتیو بر حسب همان قانونی انجام می شود که بوهر در نظریه خود در خصوص جهش الکترون ها بیان کرده بود.
فیزیک جدید دقیقا در چنین دورانی شکل گرفت و درک ما از جهان هستی و ساختار آن را به کلی متحول کرد.

درباره نویسنده

تیم تحریریه علمنا

دیدگاه شما چیست