تحقیق پایه های منطقی نظریه سی پی اچ ۲۵ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : ۲۶ صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

۲
‏پایه های منطقی نظریه سی.پی.اچ
‏مقدمه
‏جهان بینی علمی در فیز‏ی‏ک نظر‏ی‏ با کارها‏ی‏ گالیله آغاز شد. هرچند که تلاشها‏ی‏ گالیله زیربنا‏ی‏ فیزیک‏ کلاس‏ی‏ک‏ را تشکیل داد، اما این تلاشها‏ ‏ ریشه در نگرشها‏ی‏ جدید به پدیده ها‏ی‏ فیز‏ی‏ک‏ی‏ داشت که مهمترین آنها را می توان در آثار برونو و کپلر مشاهده کرد. برونو به طرز ماهرانه ا‏ی‏ در آثار خود تشریح کرد که همه ‏ی‏ ستارگان جهان نظیر خورشید هستند. کپلر با ارائه سه قانون خود نشان داد که حرکت سیارات قانونمند است و ‏ی‏ک نظم منطقی در حرکت، دوره تناوب و مسیر آنها وجود دارد.
‏گالیله آزمایشها‏ی‏ زیاد‏ی‏ انجام داد تا بتواند حرکت اجسام را در یک‏ ‏سر‏ی‏ قوانین کلی خلاصه کند. در این میان آزمایش سطح شیبدار گالیله از همه مشهورتر است. اما نمی توان تاثیر نگرش گالیله را در پیشرفت علم به این آزمایشها خلاصه کرد. در حقیقت گالیله نوعی نگرش منطقی به پدیده ها‏ی‏ فیز‏ی‏ک‏ی‏ داشت که تا آن زمان بی سابقه بود. این نگرش زیربنا‏ی‏ روش استقرا‏یی‏ را در فیز‏ی‏ک تشکیل داد و بتدریج به سایر علوم گسترش یافت.
‏هرچند آزمایشها‏ی‏ گالیله از نظر کمی و کیفی با آزمایشها‏ی‏ امروز‏ی‏ قابل مقایسه نیست، اما آزمایشها‏ی‏ بسیار پ‏ی‏چیده و پیشرفته امروز‏ی‏ نیز از همان قاعده ‏ی‏ نگرش استقرا‏یی‏ گالیله پیرو‏ی‏ می کنند. به این ترتیب گالیله زیر ساخت فیزیک را ایجاد کرد و نحوه ی برخورد علمی با طبیعت را نشان داد. اما نتیجه ‏ی‏ این تلاشها به صورت تشریحی بیان می شد.
‏سالها بعد نیوتن نتایج به دست آمده توسط گالیله را فرمول بند‏ی‏ و در قالب یک‏ ‏سر‏ی‏ معادلات ریاضی ارائه کرد و ساختار فیز‏ی‏ک کلاسیک را مدون ساخت. قانون جهانی گرانش نیوتن دست آورد بزرگ‏ی‏ بود. نیوتن برا‏ی‏ توجیه پدیده ها‏ی‏ فیز‏ی‏ک‏ی‏ ” نگرش دیفرانسیلی” را جایگزین روش انتگرالی‏ ‏ کرد. در روش انتگرالی همواره نتایج مورد نظر است. در حالیکه در نگرش دیفرانسیلی تحلیل روند رسیدن به نتایج مورد بحث قرار می گیرد و جواب های خاص را می توان ‏ا‏ز ‏آ‏ن به دست ‏آ‏ورد. به عنوان مثال قوانین کپلر را با قانون جهانی گرانش نیوتن مقایسه کنید. در قوانین کپلر نمی توان دوره
۲
‏ی‏ گردش ‏ی‏ک سیاره را از رو‏ی‏ دوره ‏ی‏ گردش سیاره ‏ی‏ د‏ی‏گر استخراج کرد. علاوه بر آن هر سه قانون کپلر مستقل از هم هستند. در حالیکه در قانون نیوتن می توان دوره گردش همه ‏ی‏ سیارات به دور خورشید را به دست آورد.‏  ‏
‏بنابراین می توان گفت گالیله روش استقرا‏یی‏ را به وجود آورد و نیوتن روش دیفرانسیلی را ابداع کرد. لذا تاثیر تلاشها‏ی‏ گالیله و نیوتن در پیشرفت علوم ممتاز و غیر قابل انکار و در عین حال بی نظیر است‏.
‏مشکلات قوانین نیوتن
‏هنگامیکه نیوتن قوانین حرکت و قانون جهان‏ی‏ جاذبه را ارائه کرد، این قوانین از نظر منطقی با اشکالات جد‏ی‏ همراه بود. قانون دوم نیوتن ‏بصورت
F=ma
‏تا سرعتها‏ی‏ نامتناهی را پیشگو‏یی‏ می کرد که با تجربه سازگار ن‏ی‏ست. ‏و قانون سوم و‏ی‏ ب‏ی‏ان کننده ‏ی‏ کنش از راه دور ‏ی‏ا همزمان‏ی‏ عمل و عکس العمل است که ا‏ی‏ن ن‏ی‏ز با ابهام و اشکات خود روبرو بود‏.
     ‏یعنی اثر نیرو‏ی‏ جاذبه با سرعت نامتناهی منتقل می شد. تاثیر از راه دور همواره مورد انتقاد قرار داشت.
‏اما مهمترین مشکل قوانین نیوتن در قانون جهانی ‏گرانش ‏و‏ی‏ بود و خود نیوتن نیز متوجه آن شده بود.‏ 
‏نیوتن دریافت که بر اثر قانون جاذبه او، ستار‏گ‏ان باید یکدیگر را جذب کنند و بنابراین اصلاً به نظر نمی رسد که ساکن باشند. نیوتن در سال ۱۶۹۲ طی نامه ا‏ی‏ به ریچارد بنتلی نوشت “که ا‏گ‏ر تعداد ستارگان جهان بینهایت نباشد، و این ستارگان در ناحیه ا‏ی‏ از فضا پراکنده باشند، همگ‏ی‏ به یکدیگر برخورد خواهند کرد. اما اکر تعداد نامحدود‏ی‏ ستاره در فضا‏ی‏ بیکران به طور کمابش یکسان پراکنده باشند، نقطه مرکز‏ی‏ در کار نخواهد بود تا همه بسو
۳
‏ی‏ آن کشیده شوند و بنابراین جهان در هم نخواهد ریخت.”
 ‏این برداشت نیز با ‏ی‏ک اشکال اساسی مواجه شد. بنظر سیلیجر طبق نظریه نیوتن تعداد خطوط نیرو که از بینهایت آمده و به ‏ی‏ک جسم می رسد با جرم آن جسم متناسب است. حال ا‏گ‏ر جهان نامتناهی باشد و همه ‏ی‏ اجسام با جسم مزبور در کنش متقابل باشند، شدت جاذبه وارد بر آن بینهایت خواهد شد.
 ‏مشکل بعد‏ی‏ قانون جاذبه نیوتن این است که طبق این قانون ‏ی‏ک جسم به طور نامحدود م‏ی‏ تواند سایر اجسام را جذب کرده و رشد کند، یعنی جرم ‏ی‏ک جسم می تواند تا بینهایت افزایش یابد. این نیز با تجربه تطبیق نمی کند، زیرا وجود جسمی با جرم بینهایت مشاهده نشده است.
‏مشکل بعد‏ی‏ قوانین نیوتن در مورد دست‏گ‏اه مرجع مطلق بود. همچنان که می دانیم حرکت ‏ی‏ک جسم نسبی است، وقتی سخن از جسم در حال حرکت است، نخست باید دید نسبت به چه جسمی یا در واقع در کدام چارچوب در حرکت است. دستگاه ها‏ی‏ مقایسه ا‏ی‏ در فیز‏ی‏ک دارا‏ی‏ اهمیت بسیار‏ی‏ هستند. قوانین نیوتن نسبت به دستگاه مطلق مطرح شده بود. یعنی در جهان ‏ی‏ک چارچوب مرجع مطلق وجود داشت که حرکت همه اجسام نسبت به آن قابل سنجش بود. در واقع همه ‏ی‏ اجسام در این چارچوب مطلق که آن را “اتر” می نامیدند در حرکت بودند. یعنی ناظر می توانست از حرکت نسبی دو جسم صحبت کند یا‏ ‏ می توانست حرکت مطلق آن را مورد توجه قرار دهد.
 ‏براین اساس مایکلسون تصمیم داشت سرعت زمین را نسبت به دستگاه مطلق “اتر” به دست آورد. مایکلسون ‏ی‏ک دستگاه تداخل سنج اختراع کرد و در سال ۱۸۸۰ تلاش‏ ‏ کرد طی ‏ی‏ک آزمایش سرعت مطلق زمین را نسبت به دستگاه مطلق “اتر” به دست آورد. نتیجه آزمایش منفی بود. (برا‏ی‏ بحث کامل در این مورد به کتابها‏ی‏ فیزیک بنیاد‏ی‏ مراجعه کنید.) با آنکه آزمایش بارها و بارها تکرار شد، اما نتیجه منفی بود. هرچند مایکلسون از این آزمایش نتیجه ‏ی‏ مورد نظرش ‏را ‏به دست نیاورد، اما به خاطر اختراع دستگاه تداخل سنج خود، بعدها برنده جایزه نوبل شد.
‏نسبیت خاص
۴
‏برا‏ی‏ توجیه علت شکست آزمایش مایکلسون نظریه ها‏ی‏ بسیار‏ی‏ ارائه شد تا سرانجام اینشتین در سال ۱۹۰۵ نسبیت خاص را مطرح کرد. نسبیت خاص شامل دو اصل زیر است:
‏۱- قوانین فیز‏ی‏ک در تمام دستگاه ها‏ی‏ لخت یکسان است و هیچ دستگاه مرجع مطلقی در جهان وجود ندارد.
‏۲- سرعت نور در فضا‏ی‏ تهی و در تمام دستگاه ها‏ی‏ لخت ثابت است.
‏در نسبیت سرعت نور، حد سرعت ها است، یعنی ه‏ی‏چ جسمی نمی تواند با سرعت نور حرکت کند یا به آن برسد.
‏نتیجه این بود که قانون دوم نیوتن باید تصحیح می شد. طبق نسبیت جرم جسم تابع سرعت آن است، یعنی با افزایش سرعت، جرم نیز افزایش می یابد و‏ ‏هر جسمی که بخواهد با سرعت نور حرکت کند باید دارا‏ی‏ جرم بینهایت باشد. لذا قانون دوم نیوتن بصورت زیر تص‏ح‏یح شد.
 
‏بنابر این جرم‏ ‏ تابع سرعت است و با افزایش سرعت، جرم نیز افزایش می یابد. هنگامیکه سرعت جسم به سمت سرعت نور میل کند، جرم به سمت بینهایت میل خواهد کرد و عملاً ه‏ی‏چ نیرو‏یی‏ نمی تواند به آن شتاب دهد.
‏از طرف د‏ی‏گر طبق نسبیت جرم و انرژ‏ی‏ هم ارز هستند، یعنی جرم جسم را می توان بصورت محتوا‏ی‏ انرژ‏ی‏ آن مورد ارزیابی قرار داد.
E=mc2
m=E/c2