کتاب فیزیک جدید

کتاب الکترونیکی «فیزیک جدید (برای رشته‌های علوم و مهندسی)» تألیف «ریموند سروی»، «کلمنت موسس» و «کورت مویر» و با ترجمهٔ «محمود بهار» توسط انتشارات مبتکران منتشر شده است. این کتاب به عنوان منبعی جامع برای درس فیزیک جدید در رشته‌های علوم پایه و مهندسی شناخته می‌شود و مفاهیم بنیادین فیزیک مدرن را با تمرکز بر نظریه‌های نسبیت و کوانتوم و کاربردهای آن‌ها در حوزه‌های مختلف بررسی می‌کند. نسخه الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب فیزیک جدید

این کتاب به بررسی تحولات اساسی فیزیک در قرن بیستم می‌پردازد و مخاطب را با مفاهیم بنیادین نظریه نسبیت خاص، مکانیک کوانتومی و کاربردهای آن‌ها در فیزیک مولکولی، حالت جامد و فیزیک ذرات آشنا می‌کند. ساختار کتاب به گونه‌ای طراحی شده که ابتدا مبانی نظری و تاریخی فیزیک جدید را مطرح می‌کند و سپس به سراغ کاربردهای عملی و پیشرفته‌تر می‌رود. نویسندگان با بهره‌گیری از مثال‌های متنوع و تمرین‌های متعدد، تلاش کرده‌اند تا مفاهیم پیچیده را به صورت مرحله‌به‌مرحله و با زبانی روشن توضیح دهند. این اثر در دو بخش اصلی تنظیم شده است: بخش نخست به معرفی نظریه‌های نسبیت و کوانتوم اختصاص دارد و بخش دوم به کاربرد این نظریه‌ها در حوزه‌های مختلف فیزیک می‌پردازد. کتاب همچنین با ارائهٔ پرسش‌ها و مسائل پایان فصل، خلاصه‌های مفید و پیوست‌های کاربردی، بستری مناسب برای یادگیری عمیق‌تر و تمرین دانشجویان فراهم می‌کند. اطلاعات تاریخی، تصاویر دانشمندان و دستگاه‌های اولیه، و واژه‌نامه‌های تخصصی از دیگر ویژگی‌های این کتاب هستند که آن را به منبعی قابل اتکا برای دانشجویان و علاقه‌مندان فیزیک تبدیل کرده‌اند.

خلاصه کتاب فیزیک جدید

این کتاب با مروری بر پیشرفت‌های فیزیک در اواخر قرن نوزدهم آغاز می‌شود و نشان می‌دهد چگونه نظریه‌های کلاسیک مانند قوانین نیوتون و معادلات ماکسول، زمینه‌ساز انقلاب‌های علمی بعدی شدند. سپس، با ورود به قرن بیستم، نظریه نسبیت خاص اینشتین و نظریه کوانتومی پلانک و اینشتین معرفی می‌شوند و تأثیر آن‌ها بر درک ما از فضا، زمان و ماده بررسی می‌شود. مفاهیمی مانند اتساع زمان، انقباض طول، اصل هم‌ارزی جرم و انرژی، و آزمایش‌های کلیدی مانند آزمایش مایکلسون-مورلی به تفصیل شرح داده شده‌اند. در ادامه، کتاب به سراغ مکانیک کوانتومی می‌رود و پدیده‌هایی مانند اثر فوتوالکتریک، مدل اتمی بوهر، امواج دوبروی و اصل عدم قطعیت هایزنبرگ را توضیح می‌دهد. بخش‌های بعدی به کاربردهای نظریه کوانتوم در ساختار اتمی، فیزیک حالت جامد، فیزیک هسته‌ای و فیزیک ذرات بنیادی اختصاص یافته است. موضوعاتی مانند پیوندهای شیمیایی، طیف‌های مولکولی، رسانش در جامدات، نیم‌رساناها، ابررساناها، ساختار هسته، پرتوزایی، شکافت و همجوشی هسته‌ای، و مدل استاندارد ذرات بنیادی از جمله مباحث مطرح‌شده هستند. در سراسر کتاب، مثال‌های حل‌شده، تمرین‌ها و پرسش‌های متنوع به دانشجویان کمک می‌کند تا مفاهیم را بهتر درک کنند و توانایی حل مسئلهٔ خود را تقویت نمایند.

چرا باید کتاب فیزیک جدید را خواند؟

این کتاب با پوشش جامع مباحث فیزیک جدید، پلی میان فیزیک کلاسیک و نظریه‌های مدرن ایجاد می‌کند و به دانشجویان علوم و مهندسی امکان می‌دهد تا با مفاهیم کلیدی و کاربردهای عملی فیزیک قرن بیستم آشنا شوند. وجود مثال‌های متنوع، تمرین‌های پایان فصل و توضیح گام‌به‌گام مفاهیم، یادگیری را تسهیل می‌کند و به درک عمیق‌تر موضوعات کمک می‌نماید. همچنین، ارائهٔ تاریخچهٔ علمی و تصاویر دانشمندان، زمینهٔ مناسبی برای فهم بهتر سیر تحول علم فیزیک فراهم می‌آورد.

خواندن کتاب فیزیک جدید را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

این کتاب برای دانشجویان رشته‌های فیزیک، مهندسی و علوم پایه که درس فیزیک جدید را می‌گذرانند مناسب است. همچنین برای علاقه‌مندان به مباحث نسبیت، مکانیک کوانتومی و کاربردهای آن‌ها در فناوری‌های نوین، منبعی مفید به شمار می‌آید.

فهرست کتاب فیزیک جدید

- فصل ۱: اصل نسبیت و نظریه نسبیت خاص — معرفی مفاهیم نسبیت، آزمایش مایکلسون-مورلی، اتساع زمان و انقباض طول، تبدیلات لورنتس و نتایج نظریه نسبیت. - فصل ۲: نظریه کوانتومی نور — آزمایش‌های هرتز، تابش جسم سیاه، کوانتش انرژی، اثر فوتوالکتریک و کامپتون. - فصل ۳: طبیعت ذره‌ای ماده — ساختار اتمی، مدل‌های رادرفورد و بوهر، امواج مادی و مدل کوانتومی بوهر. - فصل ۴: امواج دوبروی و اصل عدم قطعیت — دوگانگی موج-ذره، اصل عدم قطعیت هایزنبرگ و آزمایش‌های فکری. - فصل ۵: مکانیک کوانتومی در یک بعد — تابع موج، ذره در جعبه، چاه مربعی، نوسانگر کوانتومی و مشاهده‌پذیرها. - فصل ۶: پدیده‌های تونل‌زنی — سد مربعی و کاربردهای تونل‌زنی. - فصل ۷: مکانیک کوانتومی در سه بعد — ذره در جعبه سه‌بعدی، نیروهای مرکزی و اتم هیدروژن. - فصل ۸: ساختار اتمی — خاصیت مغناطیسی، اسپین الکترون، برهم‌کنش اسپین-مدار و جدول تناوبی. - فصل ۹: فیزیک آماری — توزیع ماکسول-بولتزمن، آمار کوانتومی، آمار بوز-اینشتین و فرمی-دیراک. - فصل ۱۰: لیزرها و گسیل — جذب و گسیل نور، لیزرهای مختلف و کاربردهای آن‌ها. - فصل ۱۱: ساختار مولکولی — پیوندهای یونی، کووالانسی، هیدروژنی و طیف‌های مولکولی. - فصل ۱۲: حالت جامد — پیوندها در جامدات، جامدهای یونی، فلزی، بلورهای مولکولی و نیم‌رساناها. - فصل ۱۳: ساختار هسته‌ای — خواص هسته، مدل‌های هسته‌ای، پرتوزایی و کاربردهای فیزیک هسته‌ای. - فصل ۱۴: برخوردها و واکنش‌های هسته‌ای — شکافت و همجوشی هسته‌ای، رآکتورها و ایمنی هسته‌ای. - فصل ۱۵: ذرات بنیادی — نیروهای بنیادی، پوزیترون‌ها، کوارک‌ها و مدل استاندارد. - پیوست‌ها: شامل محاسبات تکمیلی، جداول فیزیکی و واژه‌نامه‌های تخصصی.

بخشی از کتاب فیزیک جدید

«در اواخر قرن نوزدهم دانشمندان تصور می‌کردند اطلاعات زیادی درباره علم فیزیک به‌دست آورده‌اند. قوانین نیوتون دربارهٔ حرکت و نظریهٔ جهانی او در مورد گرانش، کارهای نظری ماکسول برای تلفیق الکتریسیته و مغناطیس، قوانین ترمودینامیک و نظریهٔ جنبشی، در توجیه تعداد زیادی از پدیده‌های فیزیکی موفق بودند. اما در اوایل قرن بیستم، انقلاب بزرگی در عالم فیزیک رخ داد. پلانک در سال ۱۹۰۰ میلادی ایده‌های اساسی فرمول‌بندی نظریه کوانتومی را ارائه کرد و اینشتین در سال ۱۹۰۵ میلادی نظریهٔ نسبیت خاص را مطرح نمود. هر دو ایده تأثیر به‌سزایی در درک ما از طبیعت داشته‌اند. تا چند دهه، این نظریه‌ها الهام‌بخش پیشرفت‌ها و نظریه‌های جدید در حوزه‌های فیزیک اتمی، فیزیک هسته‌ای و فیزیک ماده شدند. فیزیک جدید اگرچه در طول قرن حاضر تکامل یافته و مبنای پیشرفت‌های علمی و فنی زیادی بوده است، اما این پایان کار نیست. مسلماً کشفیات ادامه خواهند یافت و تحولی در زندگی ما به‌وجود خواهند آورد که درک ما از طبیعت و دنیای اطراف را عمیق‌تر و درست‌تر خواهد کرد. اکنون هم «لحظهٔ حیرت‌انگیز زندگی» است.»