سخنی با دانش آموزان عزیز
پس از فیزیک 1 و آزمایشگاه این دومین کتابی است که شما با برخی دیگر از مفاهیم و کاربردهای فیزیک آشنا می شوید. در برنامه ریزی و تالیف این کتاب ، رشته ی تحصیلی ، آینده ی شغلی و همچنین نیاز شهروندی شما بیش از همه مورد توجه بوده است.
اهمیت فیریک
مطالعه ی فيزيك از آن رو اهميت دارد كه فيزيك يكي از بنياديترين دانشهاست. نظريه های فيزيك را دانشمندان همهي رشتهها به كار ميبرند. فيزيك شالودهي تمامي مهندسي و فناوري است. هيچ مهندسي نميتوانست بدون آن كه نخست قانونهاي اساسي فيزيك را درك كند ، يك تلويزيون ال سی دی ، يك کاوشگر فضایی ، يا حتي يك تله موش بهتر طراحي كند.
اگر هرگز به فكر افتادهايد كه چرا آسمان آبي است ، موجهايي راديويي و تلویزیونی چگونه ميتوانند در فضاي تهي و هوا منتشر شوند و به ما برسند ،يا یک ماهواره ی ارتباطاتی چگونه در مدار خاصی ميماند و دور زمین می چرخد ، ميتوانيد با بهكار بردن فيزيك بنيادي به پاسخها دست يابيد. بالاتر از همه ، در خواهيد يافت كه دانش فيزيك دستاوردي رفيع از هوشمندي انسان در جستجو براي درك جهان پیرامون است.
ماهيت فيزيك
فيزيك علمي تجربي است. فيزيكدانان پديدههاي طبيعت را مشاهده ميكنند و ميكوشند طرحها و اصولي را كه اين پديدهها را به هم مربوط ميكنند بيابند. اين طرحها را نظريههاي فيزيكي ميخوانند و هنگامي كه كاملاً خوب تثبيت شده باشند و كاربرد وسيعي داشته باشند آنها را اصول يا قانونهاي فيزيكي مينامند.
گسترش يك نظريهي فيزيكي در همهي مرحلهها مستلزم خلاقيت است. فيزيكدان بايد پرسيدن سؤالهاي مناسب را فرا بگيرد ، با طرح آزمايشهايي بكوشد به آن سؤالها پاسخ دهد ، و ازنتايج استنتاجهاي مناسب را به دست آورد.
گسترش نظريههاي فيزيكي همواره فرايندي دو سويه است كه انجام و سرانجام آن مشاهده يا آزمايش است. فيزيك تنها مجموعهاي از واقعيتها و اصول نيست ؛ بلكه فرايندي نيز هست كه توسط آن به اصول عامي ميرسيم كه چگونگي رفتار جهان فيزيكي را توصيف ميكنند.
هيچ نظريهي فیزیکی تا كنون به عنوان حقيقت پاياني يا غايي در نظر گرفته نشده است. اين امكان همواره وجود دارد كه مشاهدههاي جديد ايجاب كنند كه نظريهاي بازنگري يا رد شود. اين در ماهيت نظريهي فيزيكي نهفته است كه ميتوانيم يك نظريه را درصورت يافتن رفتاري كه با آن ناسازگار است رد كنيم ، ولي هرگز نميتوانيم ثابت كنيم كه يك نظريه همواره صحيح است.
راه حل مسئلههاي فيزيك
تقريباً همهي دانش آموزان هنگام خواندن درس فيزيك ، خود را در اين انديشه مييابند كه "من مفهومها را ميفهمم اما فقط نميتوانم مسئلهها را حل كنم." حال آن كه در فيزيك درك واقعي يك مفهوم يا اصل، با توانايي در به كار بردن آن اصل در خصوص مسئلههاي مختلف يكي است. فراگيري چگونگي حل مسئلهها اهميت اساسي دارد ؛ شما فيزيك نميدانيد ، مگر آن كه بتوانيد آن را به كار بريد.
حل مسئلههاي فيزيك را چگونه فرا بگيريد؟
براي حل انواع مختلف مسئلههاي فيزيك به روشهاي متفاوتي نياز داريم . صرفنظر از نوع مسئلهاي كه در دست داريد ، گامهاي كليدي مسلمي وجود دارند كه بايد همواره آنها را مراعات كنيد. (همين گامها در حل مسئلههاي رياضي ، مهندسي ، شيمي و بسياري از رمينههاي ديگر به همين اندازه سودمندند.)
گام اول:شناسايي مفهومهاي مرتبط نخست تصميم بگيريد كه چه مفهومهاي فيزيكي به مسئله مربوطاند ، اگرچه در اين مرحله هيچ محاسبهاي وجود ندارد با اين وجود گاهي بحثانگيزترين بخش راه حل مسئله همين مرحله است. ولي اين مرحله را از قلم نيندازيد ، زيرا انتخاب رهيافت اشتباه در آغاز ، مسئله را از آن چه كه هست مشكلتر ميكند و چه بسا به پاسخ نادرست ميانجامد.
در اين مرحله بايد متغير هدف مسئله ـ يعني كميتي را كه سعي در يافتن مقدار آن داريد- شناسايي كنيد. اين كميت ميتواند سرعت برخورد يك توپ به زمين ، فشار هوا در بالای یک قله ی کوه يا اندازهي تصوير حاصل از يك عدسي باشد. متغير هدف مقصد فرايند حل مسئله است ؛ در حين اجراي راه حل اين مقصد را از نظر دور نداريد.
گام دوم: آمادگي براي حل مسئله بر اساس مفهومهايي كه در گام اول برگزيدهايد ، معادلههايي را كه براي حل مسئله نیاز دارید بنویسید و تصميم بگيريد كه آنها را چگونه به كار خواهيد برد. اگر لازم می دانید طرحي از وضعيتي كه توسط مسئله توصيف شده است بكشيد.
گام سوم: اجرای راه حل در اين مرحله رياضيات مسئله را انجام دهيد. پيش از آن كه دست به كار محاسبهها شويد فهرستي از همهي متغيرهاي معلوم و مجهول تهيه كنيد و به متغيرهاي هدف توجه داشته باشيد. سپس معادلهها را حل كنيد و مجهولها را به دست آوريد.
گام چهارم: ارزيابي پاسخ شما مقصود از حل مسئلهي فيزيك تنها به دست آوردن يك عدد يا يك فرمول نيست ؛ مقصود آن است كه درك بهتري حاصل شود. به اين معنا كه بايد پاسخ را بيازماييد و دريابيد كه به شما چه ميگويد. فراموش نكنید كه از خود بپرسيد "آيا اين پاسخ با معناست؟" اگر متغير هدف شما شعاع كرهي زمين باشد و پاسخ شما 38/6 سانتيمتر شده باشد (يا يك عدد منفي باشد!) بايد چيزي در فرايند حل مسئلهي شما نادرست باشد. بازگرديد و كار خود را امتحان كنيد و راه حل را بر حسب نياز اصلاح كنيد.
مسير آموزش و يادگيري
دانشآموزان عزيز! مسير آموزش و يادگيري ، مسيري سر راست و مستقيم نيست كه بتوان با تلاشي اندك ، هدفهاي آن را تحقق بخشيد! ابتدا بايد به خود باور و ايمان داشته باشيد و يقين بدانيد كه مفاهيمي را كه در هر سال تحصيلي ميخوانيد در سطح درك و فهم شما هستند و براي بهبود و ارتقاء زندگي فردي و اجتماعي شما فراهم آمدهاند. در فرايند آموزش جدي و پرتلاش باشيد و تا جايي كه امكان دارد به طور فعال و با انگيزه در فرايند آموزش مشاركت داشته باشيد. چرا كه اگر امروز نتوانيد دانش ، مهارت و نگرش خود را ارتقاء و بهبود دهيد به طور حتم فردا دير است! براي تعامل موثر و سازنده با دنياي پر حجم و پرشتاب امروز ، راهي جز «كسب خرد» نداريد و اين خرد به تدريج و به تبع باور ، تلاش و مشاركت شما در فرايند آموزش به دست ميآيد.
خرد رهنماي و خرد رهگشاي خرد دست گيرد به هر دو سراي