کتاب مبانی فیزیک (جلد چهارم؛ اپتیک و فیزیک نوین)

کتاب الکترونیکی «مبانی فیزیک هالیدی (اپتیک و فیزیک نوین)؛ ویرایش دوازدهم (۲۰۲۲)» نوشتهٔ دیوید هالیدی، رابرت رزنیک و جرل واکر با ترجمه و تلخیص محمود بهار، توسط انتشارات مبتکران منتشر شده است. این جلد چهارم از مجموعهٔ مشهور «مبانی فیزیک» است که به مباحث اپتیک (نورشناسی) و فیزیک نوین می‌پردازد و به عنوان منبع درسی برای دانشجویان علوم پایه و مهندسی شناخته می‌شود. نسخه الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب مبانی فیزیک (جلد چهارم؛ اپتیک و فیزیک نوین)

این کتاب یکی از جلدهای مجموعهٔ «مبانی فیزیک» است که نخستین بار در دهه‌های گذشته توسط «دیوید هالیدی»، «رابرت رزنیک» و «جرل واکر» تألیف شد و در طول سال‌ها با ویرایش‌های متعدد به‌روزرسانی شده است. ویرایش دوازدهم، که در این ترجمه مبنا قرار گرفته، جدیدترین دستاوردهای علمی و آموزشی را در حوزهٔ اپتیک و فیزیک نوین منعکس می‌کند. کتاب حاضر با هدف پوشش کامل مباحث نورشناسی، فیزیک کوانتومی، نسبیت، فیزیک هسته‌ای و ذرات بنیادی تدوین شده و تلاش دارد مفاهیم پایه‌ای و پیشرفته را با زبانی دقیق و ساختارمند ارائه دهد. این اثر نه‌تنها برای دانشجویان بلکه برای علاقه‌مندان به فیزیک مدرن نیز قابل استفاده است و در آن مثال‌ها، تمرین‌ها و نکات کلیدی متعددی برای درک بهتر مفاهیم گنجانده شده است. ترجمه و تلخیص «محمود بهار» بر اساس تجربهٔ چند دهه تدریس و ترجمهٔ منابع فیزیک انجام شده و تلاش شده است تا ضمن حفظ دقت علمی، حجم کتاب متناسب با نیازهای آموزشی دانشگاهی باشد.

خلاصه کتاب مبانی فیزیک (جلد چهارم؛ اپتیک و فیزیک نوین)

این جلد از «مبانی فیزیک» به دو بخش اصلی اپتیک و فیزیک نوین اختصاص دارد. در بخش اپتیک، مفاهیمی مانند تشکیل تصویر در آینه‌ها و عدسی‌ها، تفاوت تصویرهای حقیقی و مجازی، قوانین بازتاب و شکست نور، سراب، آینه‌های کروی و معادلات مربوط به آن‌ها بررسی می‌شود. سپس به عدسی‌های نازک، تشکیل تصویر توسط عدسی‌های همگرا و واگرا، بزرگنمایی و کاربردهای عملی عدسی‌ها پرداخته می‌شود. در ادامه، فصل‌های مربوط به تداخل و پراش نور، نظریهٔ موجی نور، توری‌های پراش و ویژگی‌های فوتون‌ها و موج‌های ماده مطرح می‌شود. بخش فیزیک نوین کتاب با معرفی مفاهیم بنیادی مانند فوتون، اثر فوتوالکتریک، نظریه‌های نسبیت خاص، معادلهٔ شرودینگر، اصل عدم قطعیت هایزنبرگ و مدل‌های اتمی آغاز می‌شود. در فصل‌های بعدی، موضوعاتی مانند ساختار اتم‌ها، جدول تناوبی، لیزرها، خواص الکتریکی جامدات، نیم‌رساناها و پیوندگاه‌ها بررسی می‌شود. همچنین، فیزیک هسته‌ای، واکنش‌های هسته‌ای، شکافت و گداخت، ذرات بنیادی، نیروهای بنیادی و کیهان‌شناسی از دیگر مباحث مهم این جلد هستند. کتاب با تمرین‌ها، مثال‌ها و نکات کلیدی، دانشجویان را برای درک عمیق‌تر مفاهیم و حل مسائل فیزیکی آماده می‌کند.

چرا باید کتاب مبانی فیزیک (جلد چهارم؛ اپتیک و فیزیک نوین) را خواند؟

این کتاب یکی از منابع معتبر و جامع برای یادگیری مباحث اپتیک و فیزیک نوین است. ساختار کتاب به گونه‌ای طراحی شده که هم مفاهیم پایه و هم موضوعات پیشرفته را پوشش می‌دهد و با مثال‌ها و تمرین‌های متنوع، امکان تسلط بر مباحث را فراهم می‌کند. ترجمه و تلخیص انجام‌شده، حجم مطالب را متناسب با نیازهای آموزشی دانشگاهی نگه داشته و در عین حال، دقت علمی و نکات کلیدی را حفظ کرده است. مطالعهٔ این کتاب به دانشجویان کمک می‌کند تا درک عمیق‌تری از پدیده‌های فیزیکی و کاربردهای آن‌ها در فناوری‌های نوین به دست آورند.

خواندن کتاب مبانی فیزیک (جلد چهارم؛ اپتیک و فیزیک نوین) را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

این کتاب برای دانشجویان رشته‌های فیزیک، مهندسی و علوم پایه که نیاز به یادگیری مباحث اپتیک و فیزیک نوین دارند مناسب است. همچنین، برای داوطلبان آزمون‌های کارشناسی ارشد و علاقه‌مندان به فیزیک مدرن که به دنبال منبعی معتبر و ساختارمند هستند، گزینهٔ مناسبی به شمار می‌آید.

فهرست کتاب مبانی فیزیک (جلد چهارم؛ اپتیک و فیزیک نوین)

- تصویر در آینه‌ها و عدسی‌ها: بررسی انواع آینه‌ها (تخت، کروی)، تفاوت تصویرهای حقیقی و مجازی، قوانین بازتاب و شکست نور، سراب و کاربردهای آینه‌ها. - تداخل و پراش نور: مطالعهٔ تداخل نور، تداخل با لایه‌های نازک، پراش تک‌شکافی و دوشکافی، شدت نور در پراش و توری‌های پراش. - فوتون‌ها و موج‌های ماده: معرفی فوتون، اثر فوتوالکتریک، تکانهٔ فوتون، نظریه‌های کوانتومی و معادلهٔ شرودینگر. - نسبیت خاص: مفاهیمی مانند هم‌زمانی، اتساع زمان، تبدیل‌های لورنتس، اثر دوپلر و انرژی نسبیتی. - ساختار اتم و جدول تناوبی: مدل‌های اتمی، اصل طرد، ترازهای انرژی، ساختمان جدول تناوبی و لیزرها. - خواص جامدات و نیم‌رساناها: خواص الکتریکی فلزات، نیم‌رساناها، پیوندگاه‌ها و ترانزیستورها. - فیزیک هسته‌ای: خواص هسته‌ای، واپاشی پرتوزا، شکافت و گداخت هسته‌ای، انرژی هسته‌ای و کاربردهای آن. - ذرات بنیادی و کیهان‌شناسی: معرفی کوارک‌ها، لپتون‌ها، نیروهای بنیادی، مدل استاندارد ذرات و مباحثی از کیهان‌شناسی مانند انبساط جهان و مادهٔ تاریک.

بخشی از کتاب مبانی فیزیک (جلد چهارم؛ اپتیک و فیزیک نوین)

«یکی از هدف‌های فیزیک کشف کردن قوانین پایه‌ای حاکم بر نور، مانند قانون شکست نور است. هدف وسیع‌تر استفاده از این قانون‌ها، شاید هم مهم‌ترین کاربرد آن‌ها، به وجود آوردن تصویر است. بر پایه‌ی تولید تصویرها در تلویزیون، کامپیوتر و پرده‌های نمایش صنایع عظیمی به وجود آمده‌اند. تصویرهای حاصل از ماهواره‌ها موضوع‌های راهبردی نظامی در هنگام بروز مخاصمات و موضوعات راهبردی زیست‌محیطی در هنگام خشکسالی را هدایت می‌کنند. نظارت با دوربین می‌تواند سیستم قطار زیرزمینی را امن‌تر بکند. متخصصان فیزیولوژی و مهندسی پزشکی هنوز هم معمای تشکیل شدن تصویر توسط چشم انسان و قشر بینایی مغز را حل نکرده‌اند. اما در حال تولید تصویرهایی ذهنی به کمک تحریک الکتریکی قشر بینایی مغز در افراد نابینا هستند. هنگامی که می‌خواهید چیزی را مثلاً گربه‌ای را ببینید باید پرتوهای نور بازتابیده از گربه با چشم شما برخورد کنند و به سمت شبکیه‌ی واقع در انتهای چشم بروند. سیستم بینایی شما که از شبکیه آغاز و در قشر بینایی مغز پایان می‌یابد به طور خودکار و ناخودآگاه اطلاعات مربوط به این نور دریافت شده را پردازش می‌کند. این سیستم، کناره‌ها، سمتگیری‌ها، ساختارها، شکل‌ها و رنگ‌های اجسام را تشخیص و بی‌درنگ به خودآگاهی شما یک تصویر (بازتولید حاصل از نور دریافت شده) از گربه می‌دهد. در این حالت شما گربه را که در راستای پرتوهای نور دریافت شده در فاصله‌ی معینی از شما قرار دارد شناسایی می‌کنید.»