کليه مقالات فيزيک

ايزاك نيوتن
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ايزاك نيوتن در سال 1642 در انگلستان بدنيا آمد.پدرش دو ماه قبل از متولدشدنش درگذشته بود. زماني كه ايزاك 3 ساله بود مادرش دوباره ازدواج كرد،واو نزد مادربزرگش باقي ماند. او علاقه اي به مزرعه خانوادگي نداشت،به همين جهت او براي تحصيل به دانشگاه كمبريج فرستاده شد.

ايزاك تنها چند ماه بعد ازمرگ گاليله متولد شد،يكي از بزرگترين دانشمندان تمام قرن ها. گاليله ثابت كرده بود كه اين سياره ها هستند كه به دور خورشيد مي چرخند و نه بدور زمين،آمطور كه عموم مردم مي انديشيدند. ايزاك نيوتن به دستاوردها و اكتشافات گاليله و ديگران بسيار علاقمند بود. ايزاك فكر مي كرد كه عالم هستي مثل ماشيني عمل مي كند كه قوانين كم و ساده اي بر آن حاكم است.

او همانند گاليله بر اين انديشه بود كه رياضيات راهي ست براي اثبات و بيان اين قوانين.نيوتن يكي از بزرگترين دانشمندان دنيا بود چون هم ايده و انديشه هاي خود را حفظ كرده بود و هم از انديشه هاي ديگر دانشمندان بهره ميگرفت تا تصويري از كاركرد عالم بدست آورد. ايزاك نحوه كار جهان را با رياضيات مي داد،او قوانين حركت و جاذبه را فرمولبندي كرد.اين قوانين فرمولهاي رياضي هايي هستندكه حركت اشيا هنگامي كه بر آنها نيرويي وارد ميشود را توضيح ميدهند.

هنگامي كه ايزاك به عنوان پروفسور رياضيات در دانشگاه تدريس مي كرد،مشهورترين كتابش،را منتشر كرد. او 3 قانون مهم را در مورد حركت اشيا در اين كتاب آورده است. سپس او تئوري ها و نظراتش را در مورد جاذبه تشريح كرد.

جاذبه نيرويي است كه باعث ميشود اشيا به طرف زمين كشيده شوند. مثلا اگر مدادي از ميز به پايين سقوط كند بر روي كف اتاق مي افتد نه روي سقف.

ايزاك همچنين در اين كتابش از قوانينش استفاده كرد تا نشان دهد كه سيارات در يك مدار بيضوي شكل بدور خورشيد ميگردند نه مداري دايره اي نيوتن از سه قانون براي بيان حركت اجسام استفاده كرد. كه از آنها به قوانين نيوتن اسم برده ميشود.

قانون اول ميگويد كه جسمي كه نه كشيده شود و نه هل داده شود،همچنان باقي مي ماند ويا حركتش را برخط مستقيم با سرعت ثابت ادامه مي دهد.

فهميدن اين مطلب كه يك دوچرخه بدون اينكه كشيده شود ويا هل داده شود بدون حركت مي ماند ساده است،اما فهميدن اينكه جسمي بدون كمك به حركتش ادامه دهد مشكلتر به نظر مي رسد. دوباده به دوچرخه فكر كنيد، اگر كسي در هنگام دوچرخه راندن قبل از توقف دوچرخه ازآن پايين بپرد چه اتفاقي مي افتد؟ به حركتش ادامه ميدهد يا مي افتد.

تمايل يك جسم به بي حركت باقي ماندن وياادامه حركت در يك خط مستقيم با سرعت ثابت اينرسي خوانده ميشو د.

قانون دوم F=MA

نيرو = جرم شتاب بيان ميكند كه چگونه نيرويي بر جسمي عمل ميكند اگر شخصي سوار بر دوچرخه پدال آن را به جلو فشار دهد دوچرخه به سمت جلو ميرود،واگه شخصي دوچرخه را از پشت بگيرد و به جلو هل دهد شتاب دوچرخه افزايش مي يابد.اگر دوچرخه سوار ترمز را فشار بدهد از سرعتش بآرامي كم ميشود واگراو فرمان دوچرخه را به سمتي به گرداند،مسيرآن عوض خواهد شد.

قانون سوم مي گويداگر جسمي كشيده شود يا هل داده شود،همين جسم در مسيرمخالف به همان اندازه ميكشد و يا هل خواهد داد.

شخصي جعبه اي را بلند ميكند،براي اين كار نيرويي صرف كرده است جعبه سنگين است به اين دليل كه،همان مقدار نيرو را به دستهاي بلندكننده وارد ميكند. اين وزن از طريق پاهاي فرد به زمين منتقل ميشود،زمين هم به همان اندازه به پاهاي فرد نيرويي به سمت بالا وارد مي كند. اگر زمين نيروي كمي را به شخص وارد كند،شخص بلندكننده مي افتد. و اگر كف زمين نيروي زيادي وارد كند شخص به پرواز در خواهدآمد.

بيشتر مردم وقتي به نيوتن فكر ميكنند،اون رو زير يك درخت سيب در حال افتادن سيب مي بينند.زماني كه نيوتن سيب راهنگام افتادن ديد به فكر حركت خاصي افتادـجاذبه. نيوتن فهميد كه جاذبه نيروي جذب كننده اي ست بين دو جسم. او همچنين دانست كه اجسام با جرم بيشتر نيروي جاذبه بيشتري را اعمال مي كنند،يا به بيان ديگري اجسام كوچكتر را به سمت خود مي كشند.اين همان دليلي است كه سيب به خاطر آن به سمت زمين مي افتدبه جاي رفتن به هوا،واينكه چرا مردم در آسمان شناور نيستند ايزاك در مورد جاذبه وسيب انديشيد. او فكر مي كرد كه ممكن است جاذبه به زمين واشياي بر روي آن محدود نشود چه مي شوداگر جاذبه در ماه واطراف آن وجود داشته باشد؟ ايزاك نيرويي كه لازم بود تا ماه به دور زمين بگردد را محاسبه كرد.وسپس با نيرويي كه موجب افتادن سيب شده بود،مقايسه كرد.بعد از پذيرفتن اين واقعيت كه ماه بسيار از زمين دور است،و جرم بسيار بيشتري دارد،او متوجه شدكه نيروها مساوي است.ماه توسط نيروي جاذبه زمين به دور مدار زمين نگه داشته شده است محاسبات نيوتن درك مردم از عالم را تغيير داد.كسي تا آن زمان نمي توانست بگويد كه چرا سيارات در مداراتشان مانده اند؟. چه چيزي آنها را نگه داشته است؟ پنحاه سال قبل از اينكه نيوتن متولد شود تصور مردم براين بود كه سياره ها توسط سپرهاي نامرئي نگه داشته شده است.ايزاك ثابت كردكه آنها توسط جاذبه خورشيد نگه داشته شده اند.همچنين او نشان داد كه نيروي جاذبه به فاصله و جرم دو جسم بستگي دارد او اولين كسي نبود كه فهميد مدار سيارات حلقوي نمي باشد،بلكه بيشتر بيضوي شكل هستند.

رشته دانشگاهی فیزیک



هدف
در معرفی علم فیزیک دکتر پروین استاد فیزیک دانشگاه امیرکبیر می‌گوید: «فیزیک علم زندگی و اصلا علم حیات است» . و یا دکتر منیژه رهبر استاد فیزیک دانشگاه تهران معتقد است هر چیزی که در اطراف خویش می‌بینیم به فیزیک ربط پیدا می‌کند. همچنین پاسخ به بسیاری از سوالهایی را که همیشه ذهن بشر به آن مشغول بوده است به وسیله علم فیزیک می‌توان داد. مثل این که دنیا چگونه بوجود آمده است؟ از چه تشکیل شده و کوچکترین جزء آن چیست؟
در کل می‌توان گفت که جهان در بزرگترین مقیاس تا ریزترین مقیاس در ارتباط با علم فیزیک می‌باشد.
یکی دیگر از استادان دانشگاه نیز فیزیک را دانش کشف و استفاده عملی از قوانین و روابط حاکم بر پدیده‌های طبیعی می‌نامد که مبنای این دانش بر تجربه و آزمایش استوار است.
ماهیت
رشته فیزیک در حد لیسانس عبارت است از فیزیک دبیرستانی به اضافه فیزیک قرن بیستم . از سوی دیگر می‌توان گفت که فیزیک در حد لیسانس مفاهیم فیزیکی دبیرستانی را عمیق‌تر کرده و طرز برخورد با مسایل فیزیکی را آموزش می‌دهد».
دکتر پروین نیز می‌گوید: «فیزیک دانشگاهی بر پایه کتاب فیزیک هالیدی و برخی کتب دیگر که به زمینه‌های فیزیک مدرن می‌پردازد، قرار گرفته است یعنی به نظر من اگر کسی مطالبی را که در فیزیک هالیدی نوشته شده است به درستی بفهمد باید به او لیسانس فیزیکش را بدهند».
گرایش‌های مقطع لیسانس
رشته فیزیک در دوره کارشناسی دارای ۵ گرایش اتمی مولکولی، هسته‌ای ، حالت جامد، هواشناسی و نجوم است (البته فیزیک دارای گرایش دبیری نیز هست که ما در اینجا به بررسی آن نمی‌پردازیم چرا که گرایش دبیری به عنوان یک گرایش تخصصی در علم فیزیک مطرح نمی‌باشد) که تعداد واحدهای تخصصی هر یک از این گرایش‌ها در دوره کارشناسی بسیار محدود است و به همین دلیل گرایش‌های فوق در این دوره تفاوت محسوسی با یکدیگر ندارند.
برای اطلاع هرچه بیشتر به معرفی اجمالی هر یک از گرایشهای این دوره می‌پردازیم.
گرایش اتمی - مولکولی
فیزیک اتمی- مولکولی که مربوط به فیزیک جدید است از زمانی متولد شد که دانشمندان متوجه شدند کوچکترین جزء در طبیعت اتم نیست بلکه اتم از اجزای کوچکتری به نام الکترون‌ها و هسته تشکیل شده است. یعنی اتم از هسته‌ای تشکیل شده است که الکترون‌هایی در اطراف آن می‌گردند.
دکتر منیژه رهبر استاد فیزیک دانشگاه تهران در ادامه سخنان خویش می‌گوید: «در این میان فیزیک اتمی به بررسی نقل و انتقال‌های الکترون‌های اطراف هسته می‌پردازد و خواص آنها را مورد بررسی قرار می‌دهد. یعنی ما در فیزیک اتمی کاری به این نداریم که هسته از چه تشکیل شده است بلکه هسته برایمان مرکزی با بار مثبت است و بیشتر توجه ما جلب الکترون‌های اطراف هسته می‌شود».
دکتر هوشنگ روحانی‌زاده استاد فیزیک دانشگاه تهران نیز در معرفی فیزیک اتمی می‌گوید: «اگر ما بپذیریم که در کل، علم فیزیک به دو بخش دنیای بزرگ و دنیای کوچک تقسیم می‌شود. دنیای بزرگ فیزیک ، مربوط به دنیای روزمره است و در آن حرکت اتومبیل‌ها، موشک، ماهواره و در کل تمام حرکاتی که می‌بینیم مورد بررسی قرار می‌گیرد، فیزیک اتمی به دنیای بی‌نهایت کوچک‌ها برمی‌گردد چرا که ما در فیزیک‌اتمی به بررسی ساختار ذره‌ای به نام اتم می‌پردازیم و این که اتم چگونه تشکیل شده و چه ویژگی‌هایی دارد؟»
گرایش فیزیک هسته‌ای
دکتر رهبر در معرفی فیزیک هسته‌ای می‌گوید: «در فیزیک هسته‌ای، خود هسته، مورد مطالعه قرار می‌گیرد یعنی متخصصان و دانشمندان بررسی می‌کنند که هسته از چه تشکیل شده و چه نیروهایی بین اجزای هسته حکمفرما است و در نتیجه واکنش‌های انجام شده،‌ چقدر انرژی آزاد می‌گردد؟»
دکتر دویلو نیز در معرفی این گرایش می‌گوید: «انرژی هسته‌ای و رادیوایزوتوپ‌ها مسایلی هستندکه در فیزیک هسته‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرد».
فیزیک حالت جامد
گرایش حالت جامد مربوط به سیستم‌های بس ذره‌ای مخصوصا جامدات است.
سامان مقیمی عراقی در ادامه می‌گوید: «ابتدایی‌ترین کار در این گرایش بررسی بلورهای جامدات و خواص اپتیکی ، مکانیکی، الکتریکی و صوتی امواجی است که در آن منتشر می‌شود که این بررسی منجر به پدیده‌های مختلفی مثل ابر رسانایی، نیم رسانایی و یا پخش و انتقال گرما می‌گردد.»
دکتر پروین نیز می‌گوید: «مطالعه دانش مربوط به کریستال‌ها و ویژگی‌های فیزیکی آنها به گرایش حالت جامد بر می‌گردد.»
گرایش هواشناسی
دو گرایش نجوم و هواشناسی بسیار محدودتر از سه گرایش اتمی – مولکولی، هسته‌ای و حالت جامد ارایه می‌شود. برای مثال در سال تحصیل ۷۹-۷۸ گرایش هواشناسی تنها در دانشگاه هرمزگان ارایه شده و گرایش نجوم اصلا ارایه نشده است.
اما در معرفی این گرایش سامان مقیمی عراقی می‌گوید:
«گرایش هواشناسی ، اطلاعات پایه‌ای و متنوعی درباره انواع پدیده‌های جوی و برخورد علمی با آنها ارایه می‌دهد و همچنین با مطالعه دینامیک وضعیت هوا می‌توان بررسی کرد که شرایط هوا چگونه تغییر کرده و چه پارامترهایی برای ایجاد این تغییر لازم است؟»
گرایش نجوم
سه بخش اصلی این گرایش را نجوم رصدی، اخترشناسی و کیهان‌شناسی تشکیل می‌دهد.
سامان مقیمی عراقی در ادامه می‌گوید: «در بخش نجوم که جنبه مشاهداتی دارد، پدیده‌های مختلف نجومی را رصد و ثبت کرده و سپس از آنها عکس گرفته و طیف آنها را می‌سنجد.
در اخترشناسی که جنبه نظری دارد وضعیت ستارگان مورد مطالعه قرار می‌گیرد یعنی بررسی می‌شود که هر ستاره در چه مرحله‌ای قرار دارد و چه اتفاقاتی برایش رخ می‌دهد؟
بخش کیهان‌شناسی نیز با این که زیاد جنبه نجومی ندارد اما به هرحال پیشرفتش را مدیون علم نجوم است. به این معنی که مدل‌های مختلف کیهان‌شناسی باید با داده‌های رصدی مطابقت کند.»‌ گفتنی است که این کیهان‌شناسی به صورت کلاسیک به چگونگی ایجاد جهان و تشکیل ساختارهای کهکشانی مانند خوشه‌ها و ابر خوشه‌ها می‌پردازد.
آینده شغلی ، بازار کار، درآمد
امروزه اگر کشوری بخواهد پیشرفت کند باید پژوهش کند و چیزهای جدیدی بسازد. اگر بخواهد پژوهش کند باید به آزمایشگاهها برود و اگر بخواهد در آزمایشگاهها کار کند،‌ احتیاج به تیم علمی دارد و در یک تیم علمی نیز همیشه متخصصان شاخه‌های مختلف فیزیک حضور دارند چون هر کاری که بخواهیم انجام بدهیم باید بنیان فیزیکی داشته باشد.
دکتر پروین در ادامه می گوید: «برای مثال اگر بخواهیم یک دستگاه الکتریکی بسازیم اول باید بدانیم چه قوانین فیزیکی بر آن حاکم است و بعد از شناخت آن قوانین، می‌توان دستگاه مورد نظر را با استفاده از فن و هنر ساخت.
«اگر کسی فیزیک را خوب خوانده باشد در سازمانهای مختلف کشور از قبیل صداوسیما، برنامه و بودجه، مخابرات و همچنین در صنایع مختلف مفید واقع شده و موفق می‌گردد. چون دانشجویان فیزیک مطلب مختلفی از قبیل الکتریسیته و مکانیک می‌خوانند و در زمینه‌های مختلف دید وسیعی پیدا می‌کنند.»
آقای صحبت‌زاده دانشجوی دکتری فیزیک دانشگاه شهید بهشتی در مورد موقعیت‌های شغلی فارغ‌التحصیلان فیزیک می‌گوید: «فارغ‌التحصیلان این رشته در حد کارشناسی می‌توانند در صنعت مخابرات و ارتباطات ، نیروگاههای هسته‌ای، مراکز تولید قطعات غیرهادی و سلول‌های خورشیدی، صنایع تولید و نگهداری لیزر در صنعت، پزشکی و نظامی و سازمان انرژی اتمی فعالیت کنند.»
داریوش شیرازی فارغ‌التحصیل این رشته نیز می‌گوید: «اگر کسی به امید به دست آوردن یک موقعیت شغلی مناسب، واردرشته فیزیک بشود، باید بداند که در انتها فقط یک مدرک لیسانس به دست خواهد آورد. برای این که رشته‌های علوم پایه و از جمله فیزیک در جامعه ما موقعیت کاری مناسبی ندارند و در نهایت اگر شانس داشته باشند جذب کلاسهای تقویتی و خصوصی می‌شوند.»
البته این در مورد دانشجویانی صدق می‌کند که رشته فیزیک انتخاب چهل یا سی به بعد آنها بوده است و در واقع به امید این که فقط در دانشگاه پذیرفته شوند این رشته را انتخاب کرده‌اند وگرنه دانشجویانی که با علاقه و دقت و تامل بسیار این رشته را انتخاب کرده‌اند حتی به صورت خصوصی نیز در این رشته فعالیت می‌کند. برای مثال یکی از فارغ‌التحصیلان این رشته کارگاهی برای ساخت وسایل اپتیکی دایر کرده است و یا تعدادی از فارغ‌التحصیلان با شرکت ایران خودرو برای بعضی از پروژه‌های این شرکت قرارداد بسته‌اند چون دانشجویان این رشته یاد می‌گیرند با مسایلی که در پیش رویشان قرار می‌گیرد براحتی برخورد کرده و مدل‌ ساده‌ای برای حل مسایل ارایه بدهند.
توانایی‌های مورد نیاز و قابل توصیه
اسماعیلیان دانشجوی دکتری فیزیک هسته‌ای دانشگاه شهید بهشتی می‌گوید: «فیزیک منهای ریاضی یعنی صفر به همین دلیل دانشجویان این رشته باید از نظر ریاضیات در سطح بسیار بالایی باشند.»
سامان مقیمی عراقی نیز معتقد است که دانشجوی این رشته باید به فیزیک علاقه‌مند باشد به این معنی که از آنچه یاد گرفته است بتواند در زندگی روزمره خویش استفاده کند.
برای مثال با توجه به معلومات فیزیک دبیرستانی خود بررسی کند که آبی که از شیر آب می‌ریزد چرا به تدریج باریک می‌شود و سطح مقطع آن در این هنگام به چه حدی می‌رسد؟
بی‌شک عواملی که باعث شد نیوتن با افتادن سیب پی به قانون جاذبه ببرد، کنجکاوی مفرط، صبر و بردباری، مطالعه و آزمایش‌های مستمر و قدرت تحلیلی همراه با تفکر فراوان بود که با مشاهده پدیده‌های تکراری و عادی زندگی روزمره قوانینی را کشف کرد.
دکتر منیژه رهبر در این باره می‌گوید: «برخلاف رشته‌های مهندسی که با اتفاقات علمی کار دارند در رشته‌های علوم پایه از جمله فیزیک به چگونگی پیش‌آمدهای علمی توجه می‌کنند و در واقع به دنبال یافتن دلایل و چرایی هر پدیده یا اتفاق هستند و به همین دلیل بچه‌هایی که مستعد،‌ باهوش و کنجکاو هستند، می‌توانند در این رشته موفق گردند.
اما متاسفانه چون در دبیرستان فیزیک بخوبی آموزش داده نمی‌شود و دانش‌آموزان تنها به حفظ فرمول‌ها می‌پردازند، نمی‌توانند بین آنچه خوانده‌اند و آنچه در دنیای خارج وجود دارد، ارتباط برقرار کنند و در نتیجه کنجکاوی آنها تحریک نمی‌شود و تعداد اندکی از دانش‌آموزان با استعداد به رشته فیزیک علاقه‌مند شده و این رشته را انتخاب می‌کنند.»
مهم این است که دانشجوی فیزیک از آنچه در اطرافش اتفاق می‌افتد به راحتی نگذرد.
وضعیت نیاز کشور به این رشته در حال حاضر
امروزه اگر ما به فکر پیشرفت و ساخت وسایل صنایع مختلف کشورمان از نظامی گرفته تا پزشکی نباشیم باید این صنایع را به صورت آماده از کشورهای دیگر بخریم که این کار احتیاج به سرمایه‌ای گزاف دارد و باعث وابستگی کشور ما به کشورهای صنعتی می‌گردد»
دکتر رهبر نیز در همین زمینه می‌گوید: «ما در ایران صنایع چندانی نداریم و صنایع موجود نیز بیشتر مونتاژ بوده و ابتکاری نیست اما اگر روزی بخواهیم صنایع پیشرفته‌ای داشته باشیم باید خواص مواد را بدانیم تا متوجه شویم که چطور می‌توان از آنها استفاده بهتری بکنیم و وضعیت آن را بهبود ببخشیم و چنین پیشرفتی تنها با توسعه و پیشرفت علم فیزیک امکان‌پذیر است چرا که متخصصان فیزیک می‌توانند موجب بهبود کیفیت محصولات گشته و یا وسایل جدید طراحی بکند. یعنی ما به جای این که مواد خام خود را خیلی ارزان صادر کنیم به یاری دانش فیزیک آنها را به محصولات ساخته تبدیل بکنیم چرا که این محصولات ارزش افزوده بسیار زیادی دارد.
کار ی کشور پیشرفته‌ای مثل ژاپن انجام داد. چون این کشور به یاری صنایع نیمه‌رسانا، ترانزیستور و الکترونیک پیشرفت کرده است،‌صنایعی که علم زیربنایی آنها فیزیک می‌باشد.»
نکات تکمیلی
دکتر هادی دویلو استاد مهندسی هسته‌ای دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر می‌گوید: «بیشتر واحدهای درسی دانشجویان گرایش‌های مختلف رشته فیزیک، در دوره لیسانس مشترک چرا که دانشجویان فیزیک تنها در سال آخر تحصیلی اقدام به انتخاب گرایش خود می‌کنند و هر گرایش نیز تنها ۹ واحد تخصصی یعنی سه درس تدریس می‌شود و به همین دلیل نمی‌توان بین یک لیسانس گرایش فیزیک حالت جامد یا هسته‌ای و یا سایر گرایشهای تفاوتی قایل شد یعنی یک لیسانس فیزیک در هیچ‌یک از گرایشها متخصص نمی‌شود».
دکتر عراقی استاد فیزیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر با تاکید بر همین امر می‌گوید: «هر دانشجوی فیزیک در دوره کارشناسی باید ۱۳۰ واحد بگذراند که دروس تخصصی هر یک از گرایشها فقط ۹ واحد از این ۱۳۰ واحد است و بدون شک ۹ واحد نمی‌تواند تغییری در دیدگاه دانشجویان ایجاد کند و هر دانشجو فقط شناختی جزیی نسبت به گرایش مورد نظر خود پیدا می‌کند. تازه، گاه همین ۹ واحد نیز به گونه‌ای مشترک اما در دروسی مختلف در هر یک از گرایشها تدریس می‌شود یعنی کتابها یا واحدهای درسی هر گرایش، متفاوت است اما در کل همه به اطلاعات یکسانی دست پیدا می‌کنند. در نتیجه یک لیسانسه فیزیک، یک کارشناس فیزیک به معنای عام آن است و کارشناس یا متخصص در یکی از گرایشهای فوق به شمار نمی‌آید.

همه چیز در مورد سرعت

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

سرعت، یک اندازه‌گیری برداری، از مقدار و جهت جابجایی است. مقدار مطلق بزرگی سرعت، تندی نامیده می‌شود. سرعت را همچنین می‌توان بصورت نرخ تغییر جابجایی تعریف نمود.در هر دو شاخه مکانیک میانگین تندی v یک جسم که در حال پیمودن مسافت d در مدت زمان t است بوسیله فرمول ساده زیر بدست می‏آید.
v = dr/dt. بردار سرعت لحظه‌ای جسمی v که موقعیتش در زمان t بوسیله (x(t نشان داده شده را می‌توان بصورت مشتق آن، از رابطه ذیل محاسبه نمود.
v = dx/dt. شتاب تغییر سرعت جسم در خلال زمان است. میانگین شتاب a جسمی که طی زمان t سرعتش از vi به vf تغییر می‌کند توسط فرمول زیر بدست می‌آید.
a = (vf - vi)/t. بردار شتاب لحظه‌ای a جسمی که موقعیتش در زمان t بوسیله (x(t نشان داده شده بصورت ذیل است.
a = d۲x/(dt)۲ محاسبه سرعت نهایی vf جسمی که با سرعت اولیه vi شروع به حرکت کرده سپس در مدت زمان t به شتاب a می‌‌رسد اینگونه است:
vf = vi + a t متوسط سرعت جسمی با شتاب ثابت برابر (vf + vi) است. برای پیدا کردن میزان جابجایی d چنین جسم شتابداری در مدت زمان t این مفهوم را در فرمول اول جایگزین کنید تا رابطه ذیل بدست آید:
d = t (vf + vi)/۲ هنگامیکه تنها سرعت اولیه جسم مشخص است فرمول
d = vi t + (a t ۲)/۲ را می‌توان مورد استفاده قرار داد.
از ترکیب فرمول‌های پایه برای میزان جابجایی و سرعت نهایی می‌توان فرمول جدیدی که مستقل از زمان است را ایجاد نمایند:
vf۲ = vi۲ + ۲a d فرمول‌های بالا هم در مکانیک سنتی و هم در نسبیت خاص معتبر هستند. اختلاف مکانیک سنتی و نسبت خاص در توصیف یک وضعیت مشابه بوسیله ناظران متفاوت است. بخصوص، در مکانیک سنتی تمامی ناظران درباره مقدارt هم عقیده هستند، همچنین قوانین تغییر وضعیت موقعیتی را ایجاد می‌‌نمایند که در آن تمامی ناظران فاقد شتاب، مقدار مشابهی را برای شتاب جسم اعلام می‌‌نمایند. اما هیچیک از آنها در نسبیت خاص درست نیستند.
انرژی جنبشی یک جسم در حال حرکت با جرم آن جسم و مجذور سرعتش متناسب است.
[IMG]file:///I:/content/wikipedia/sorat_files/704a0cf40d2a2848258c05eb4d7745d8.png[/IMG] انرژی جنبشی یک کمیت مطلق (scalar) می‌‌باشد.

تشریح طول موج



فاصله بین دو قله متوالی(یا بین هر دو نقطه تکراری موجی،شکل یکسان دارند )را “طول موج “می نامند و آن را با لاندا نشان می‌دهند.چون شکل موج با سرعت ثابت c پیش میرود،فاصله یک طول موج را در یک دوره تناوب طی می‌کند.
فاصله بین دو نقطه یکسان موج می‌‌باشد که مشخص کننده رنگ موج است. با تعیین رنگ، انرژی و طول موج می‌‌توان یک موج را نسبت به دیگر موج ها سنجید. به عنوان مثال طول موج های کوتاه در طیف مریی در ناحیه بین آبی و فوق بنفش قرار می‌‌گیرد در حالیکه رنگ قرمز دارای طول موج های بلندتری می‌‌باشد. فاصله بین این قله های موج آن چنان کوچک است که واحد آن را نانومتر (ده به توان منفی نه) یا میکرون (ده به توان منفی شش) قرار داده اند. تشعشع الکترومغناطیسی طیف طولانی از طول موج های بلند رادیویی تا طول موج های کوتاه اشعه ایکس را شامل می‌‌شود.

اندازه گیری شعاع زمین



اراتستن دانشمند یونانی (اهل لیبی امروز) ا ولین فردی بود که توا نست شعاع زمین را اندازه گیری نماید اندازه گیری ا وبسیار نزدیک به اندازه گیریهای امروزشعاع زمین به کمک ماهواره ها
می باشد.
اراتستن بخوبی از نحوه تابش خورشید بر نقاط مختلف شهرهای مصر خبردار بود.
وی می دانست که در یکبار از سال-درظهر۲۱ام ژوین(اول تابستان) پرتوهای موازی خورشید به طور عمود درون چاه عمیقی درe syenn جنوب مصر (اسوان امروزی) می تابد و پرتوهای نوری توسط آب کف چاه رو به بالا نیز بطور عمود نیز منعکس می گردد
بنابراین وی در این تاریخ در شهر ا سکندریه در شمال syenne) (یک تیرک هرمی نصب نمود که سایه اش در همان لحظه بر روی زمین می افتاد زاویه بین راستای پرتو عمودی وسایه همان زاویه بین پرتو عمودی چاه وامتداد سایه ا ست که برابر با ۵ /۷ میباشد.
از انجایی که ۵ /۷- ۵۰/۱ دایره ۳۶۰ درجه زمین است. بنابراین می توان گفت که فاصله بین آسوان و اسکندریه (قاعده مثلت )۵۰/۱ محیط زمین خواهد بود و به عبارتی محیط زمین ۵۰ برابر فاصله بین آسوان syeneو اسکندریه Alexsandraا ست .
اراتوستن ابتدا فاصله بین دو شهر را اندازه گرفتD=۸۰۰km و سپس در ۵۰ ضرب نمود و محیط زمین را بدست آورد سپس با استفاده از فرمول محیط دایره شعاع زمین را تخمین زد.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] تصاویری از امواج مکانیکی



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
برهم نهی دو موج با جابجایی های هم جهت مثبت -برهم نهی سازنده:شکل زیر
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

برهم نهی دو موج با جابحا یی خلاف جهت یکد یگر برهم نهی ویرانگر

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
موجهای پیش رونده به موجهایی اتلاق می شوند که بدون انتشار ماده انرژی را در محیط منتقل میکنند .
در شکل فوق سفر قله های ا بی قرمز وسبز را می بینید

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
امواج ایستاده: امواجی هستند که وضعیت نوسانی
ثا بتی دارند و در فضا پیش نمی روند. هر ذره با یک دامنه ثابت در جای خود حرکت
نوسا نی ساده انجام میدهد. بنابراین امواج ایستاده انرژی را نمی توانند از نقطه ای
به نقطه دیگر منتقل نمایند.
چگونگی تولید امواج ایستاده:
همانطور که در شکل زیر می بینید (موج سبز و موج ابی) از تداخل دو مو ج هم بسامد -هم دامنه -با عددموج یکسان و جابحایی های خلاف جهت امواج ایستاده بوجود
می ایدکه موج سیاه رنگ همان موج حاصل یعنی موج ایستاده است
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مشخصات امواج ایستاده:
۱-گره ها:( NODS) :به نقا طی گفته میشود که از تداخل دوموج در فاز مقابل بوجود امده اند که تداخلشان ویرانگر است و جابجایی از وضع تعادل ودامنه برایند صفر میشود به همین دلیل این نقطه ها همواره ساکنند
۲- شکمها(antinodes):به نقاطی گفته میشود که از تداخل دو موج هم فاز بوجود می اید که تداخلشان سازنده است وبا جابجای بیشینه از وضع تعادل(مجموع جابجایی های دو موج تداخل کننده)در حالی که دامنه ان بیشینه است به ارتعاش در می ایند.


[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
۱.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ۲.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ۳.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ۴.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ۵.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ۶.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

۱. ۲ nodes, ۱ antinode
۲. ۳ nodes, ۲ antinodes
۳. ۴ nodes, ۳ antinodes
۴. ۵nodes, ۴ antinodes
۵. nodes, antinodes
۶. nodes, antinodes

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] الفباي فيزيك - انرژي



ذخيره انرژي به شكلهاي مختلف ...

انري ذخيره شده در اجسام را انرژي شيميايي مي نامند. انرژي ذخيره شده در اجسامي كه درارتفاع بالايي قرار دارند ، انرژي گرانشي ناميده مي شود. انرژي ذخيره شده در اجسام كشسان را انرژي كشساني مي نامند.

انرژي پتانسيل

انرژي شيميايي ، گرانشي وكشساني مي توانند توسط اجسام ذخيره شوند، اين انرژيها كه قابليت انجام كار را دارند، انرژي پتانسيل ناميده مي شوند.

انرژي جنبشي

انرژي يك جسم متحرك را انرژي جنبشي مي نامند. انرژيهاي ذخيره شده مي توانند موجب حركت اجسام شوند.

انواع ديگر انرژي

گرما، نور وصوت از انواع ديگر انرژي هستند كه از جايي به جاي ديگر منتقل مي شوند. گرما انرژي را از اجسام گرم به اجسام سرد منتقل مي كند. نور انرژي را از لا مپها يا خورشيد به نقاط دورتر منتقل مي كند. صوت انرژي را از ارتعاشات يك جسم صدادار به نقاط دورتر منتقل مي كند. انرژي الكتريكي نوع ديگري از انرژي است كه مي تواند به راحتي منتقل شود.

تبديلات بيشتر انرژي

انرژي مي تواند به راحتي به نوع ديگر تبديل مي شود. انرژي ذخيره شده مي تواند آزاد شده و به انرژيهايي تبديل شود كه براي ما كار مفيد انجام دهند. در تبديل انرژيها هميشه مقداري انرژي به صورت انرژي گرمايي به هدر مي رود. منشأ انرژي كجاست ؟

1 - منبع انرژي روزانه …

بخش اعظم انرژي روزانة مورد مصرف ما توسط نور خورشيد تأمين مي شود. ‌اين انرژي بايد به انواع ديگري از انرژي تبديل شود تا بتوان از آن استفاده كرد.

فوتوسنتز ــ گياهان سبز انرژي نور خورشيد را جذب كرده و آن را به انرژي شيميايي تبديل مي كنند.

فوتوسل ــ فوتوسل وسيله اي است كه انرژي نوري را به انرژي الكتريكي تبديل مي كند.

2 - منابع انرژي فسيلي ...

نفت، زغال سنگ و گازهاي طبيعي قسمت عمده اي از انرژي مورد نياز ما را به صورت انرژي شيميايي ذخيره شده تأمين مي كنند.

3 - چند منبع انرژي ديگر ...

مواد راديو اكتيو (پرتوزا) ، به خصوص اورانيوم، منابعي از انرژي هستند كه مي توانند به گرما و الكتريسيته تبديل شوند.

هستة مذاب زمين مقدار زيادي انرژي گرمايي دارد و گاهي گرماي ن به سطح زمين نيز مي رسد.

4 - انرژي حاصل از خورشيد و ماه ...

از جزر و مد درياها كه توسط حركت خورشيد و ماه ايجاد مي شوند، مي توان براي چرخاندن توربينها و توليد الكتريسيته استفاده كرد.

پايستگي انرژي (بقاي انرژي )

ماشـين كـوكي كوچـكي را در نـظر بـگيريد كه فنـرش را كوك مـي كنيم و شتاب مي گيـرد. انرژي كشساني فنـر به انرژي جنـبشي و گرمـايي (كه كمي ماشين را گرم مي كند )تبديل مي شود. مجموع انرژي جنبشي و گرمايي ايجاد شده با مقدار انرژي كشساني فنر (كه آزاد مي شود ) برابر است.

يكاي اندازه گيري انواع انرژي ژول (J) است. اگر فنر 20 ژول انرژي كشساني را از دست بدهد، اين 20 ژول انرژي بايد بهصورت گرمايي و جنبشي ظاهر شود. بنابراين انرژي از بين نمي رود بلكه از نوعي به نوع ديگر تبديل مي شود. اين اصل را كه انرژي از بين نمي رود وتوليد نيز نمي شود، بلكه از نوعي به نوع ديگر تبديل مي شود، « اصل بقاي انرژي يا پايستگي انرژي » مي نامند.

انتقال انرژي

كار ...

وقتي جسمي جا به جا مي شود. در اين حالت ، مي گوييم كه كار انجام داده ايم. درحين انجام كار، انرژي منتقل مي شود.

مقدار كار انجام شده را با را بطة زير مي توان بدست آورد :

تغيير مسافت درجهت اعمال نيرو × نيرو = كار انجام شده

غلبه بر نيري گرانش ...

براي انكه جسمي را از روي زمين برداريم بايد كار انجام بدهيم. يعني براي غلبه بر كشش گرانشي بايد نيرويي مصرف كنيم و جسم را بالا ببريم.

توان

يك شخص يا يك موتور قوي مي تواند كار را سريعتر انجام بدهد. توان ( يا قدرت ) به عنوان كار انجام شده در ثانيه تعريف مي شود و مقدار آن را مي توان از معادلة زيرحساب كرد :

P =W/t يا زمان لازم براي انجام كار / كار انجام شده =توان

مثال : اگر شخصي براي بلند كردن يك وزنه ، 800ژول كار را در مدت 10 ثانيه انجام دهد، مي گوييم كه توان بازوهاي او برابر است با : وات 80 = ثانيه / ژول 80 =10 /800 . 0وات به جاي ثانيه / ژول به كار مي رود ).

انرژي نوري

نور حامل انرژي است ...

اجسامي كه از خود نور گسيل ميكنند را اجسام نوراني ( منير) مي نامند. اما اغلب اجسام نوراني نيستند و نمي توانند از خود نور گسيل كنند. اين نوع اجسام را غير نوراني ( مستنير ) مي نامند. ما اجسام غير نوراني را به دليل بازتابانيدن نور مي توانيم ببينيم.

نوري كه اجسام نورانـي گسيل مـي كنند، با سرعت خيلي زيـادي ( Km/s 300000 ) از آنـها دور مي شـود و انـرژي را مـانند موج الكترومغـناطيسي با خود مـنتقل مي كند. برخي از مواد مي توانند انرژي نوري را به انواع ديگر تبديل كنند. در فيلمهاي عكاسي براي ثبت تصوير از انرژي نوري استفاده مي شود.

ذره بين ...

يك عدسي مي تواند تصويرهاي متفاوتي را تشكيل بدهد. اگر يك عدسي را نزديك چشم خود بگيريد و آن را روي شست خود كانوني كنيد ( تنظيم كنيد )، تصوير شست خود را به صورت مستقيم و بزرگتر خواهيد ديد. اين نوع تصوير را نمي توان بر روي يك پرده نمايش داد وآن را تصوير مجازي مي نامند.

تصاوير در آينه...

اگر در مقـابل يـك آينه بـايستيد وچـشم چپ خـود را ببنديد، خواهيـد ديد كه تصـوير شما چشم راسـت خود را مي بندد. بنـابراين، چـهرهاي كه شمـا از خودتـان در آينه مي بينيد با چـهره اي كه ديـگران از شما مـي بينند ، تفاوت دارد .زيـرا سمـت راست شما در آيـنه، مي شود، مي گويند تصوير در آينه داراي واروني جانبي است.




پایستگی انرژی



انرژی جنبشی:انرژی جسم دارای سرعتv است وبا نماد KEنشان میدهیم
انرژی پتانسیل گرانشی:انرژی جسم دارای ارتفاع hاست وبا نماد PEgravنشان میدهیم
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
PEgrav = m * g * h
انرژی مکانیکی: به مجموع انرژی پتانسیل وانرژی جنبشی انر ژی مکانیکی می گوییم وبا نمادTME یعنی total mecanical energyنشان میدهیم. واحد همه انرژیها در SI ژول است
TME = PE + KE
پایستگی انرژی مکانیکی: اگرتنها نیروی وارد بر جسم نیروی جاذبه زمین باشد انرژی مکانیکی جسم در هر نقطه از حرکت جسم مقدار ثابتی است مانند انچه در شکل زیر می بینیم که انرژی مکانیکی کودک در حال بازی در تمام نقاط حرکت ۵۰۰۰۰ژول است
وبه عبارت دیگر با کاهش ارتفاع انرژی و افزایش سرعت ازانرژی پتانسیل کاسته شده وبه انرژی جنبشی افزوده میشود .

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

چهار نیروی اصلی (شماره ۲)



۱- نیروی قوی هسته ای [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
می دانیم که درون هسته اتم پروتونهای باردار ونوتورونهای بدون بار وجود دارند که به انها نوکلیون ها ی هسته میگوییم قطر(diametr ) انها بسیار کوچک است.این ذ ره ها با نیروی هسته ای بسیار قوی به یکدیگر متصلنداین نیروها فقط در ابعاد هسته ای وجود دارند یعنی کوتاه بردند وقتی فاصله ذرات هز هم زیاد شودنیروی هسته ای کاهش می یابد
۲- نیروی الکترومغناطیسی:
اکثر نیروهای مورد استفاده در زندگی از نوع نیروهای الکترو مغنا طیسی هستند .همانطور که در شکل زیر دیده می شود بین دوبار همنام نیروی الکتریکی دافعه و بین دو بار غیر همنام نیروی الکتریکی جاذبه بوجود می اید که بنا بر قانون کولن اندازه این نیروها F باحاصلضرب بارها q رابطه مستقیم وبا مجذور فاصله انها r رابطه عکس دارد.



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
اگر مطابق شکل فوق بارq در میدان مغناطیسی یک اهنربا Bبا سرعتvعمودبر میدان حرکت کند از طرف میدان بر ان نیروی مغناطیسی F=qvB وارد می شود
۳-نیروی ضعیف هسته ای

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نیروی ضعیف هسته ای تنها در واکنش های هسته ای وجود دار د مانند واکنش فوق که در اثر برخورد یک نوترینو به یک هسته پرتو B (الکترون منفی ) تولید می شود
۴-نیروی گرانشی
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
که همان قانون گرانش نیوتن است F=GmM/r۲

سینماتیک (حرکت شناسی)

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

تعریف سرعت متوسط: به نسبت جابجایی متحرک به مد ت زمان جابجایی سرعت متوسط گویند.
در شکل گرافیکی زیر مقدار سرعت متوسط ۲۵ مایل بر ساعت است واحد یا یکای سرعت متوسط در دستگاه متریک(SI) متر بر ثانیه است.

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

انواع حرکتها:

حرکت متحرک بر روی خط راست بطور کلی به دو دسته تقسیم می شود۱- حرکت یکنواخت ۲- حرکت شتابدار
۱- حرکت یکنواخت:

حرکتی است که متحرک مسافتهای متوالی و مساوی را در زمانهای مساوی ومتوالی طی میکند
مثال:متحرکی مطابق شکل از مبدا مختصات در حال حرکت است و۵۰ متر را در ۵ ثانیه طی میکند نمودار
مکان زمان متحرک را رسم کنید؟

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
p [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

نمودار سرعت زمان برای متحرک زیر در حرکت یکنواخت:

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

2- حرکت شتابدار:

به دودسته است۱-حرکت شتابدار تند شونده۲- حرکت شتابدار کند شونده
متال برای حرکت شتابدار تند شونده: ونمودار مکان زمان ان

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

مثال:در شکل زیر سه اتومبیل در حرکت هستند اتومبیل ابی وقرمز رفته رفته سرعتشان زیاد تر می شودکه نوع حرکتشان تند شونده است ولی سرعت اتومبیل سبز تابت می ماند که نوع حرکت ان یکنواخت است شتاب یا تغییرات سرعت اتومبیل ابی رنگ بیشتر از اتومبیل قرمز رنگ است و همانطور که دیده می شود از هر دو اتومبیل سبقت می گیرد

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

مقایسه نمودار مکان زمان سه اتومبیل فوق نشان میدهد که اولا چون هر سه متحرک در جهت مثبت محور افقی در حرکتند شیب هر سه نمودار صعودی است میدانیم که شیب نمودار مکان زمان در هر لحظه نشان دهنده سرعت لحظه ای متحرک است وچون سرعت اتومبیل ابی(A) بیشتر از اتومبیلB,C است شیب نمودار مکان زمان ان بیشتر استوجون اتومبیل سبز رنگ دارای حرکت یکنواخت یعنی سرعت ثابت است بنابراین مقدار شیب ان در هر لحظه ثابت است
نمودار سرعت زمان برای حرکت شتابدار زیر:

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

منبع:

کد:

---

http://atwis.com

---

ارنست رادرفورد



[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ارنست رادرفورد یک فیزیکدان هسته‌ای اهل نیوزلند بود.
او در تاریخ ۳۰ ماه اوت سال ۱۸۷۱ در حومه برایت‌واتر شهر نلسون واقع ساحل شمالی جزیره جنوبی نیوزلند به دنیا آمد. او چهارمین فرزند از دوازده فرزند جیمز و مارتا رادرفورد نیوزیلندی‌های نسل اول بود که از کودکی از اسکاتلند به زلاند نو آورده شده بودند. خانواده رادرفورد در یک خانواده پر جمعیت دوازده بچه‌ای بود که اعضای آن همه در انجام کارهای روزمره خانواده مشارکت می‌‌کردند اهل خانه همه افرادی جدی کلیسا رو، خوشحال و با فرهنگ بودند. علاقه مندی رادرفورد به علوم در مرحله زودی بروز کرد. او ده ساله بود که کتاب پرطرفداری بنام خواندنی‌های اولیه در فیزیک تالیف معلمی بنام بالفور استوارت به دست آورد. کتاب استوارت مشابه کتابهای خود آموز فیزیک اموزی بود که در آنها نحوه به نمایش درآوردن اصول پایه فیزیک یا استفاده از اشیای ساده موجود در خانه مانند سکه، شمع، سنگ وزنه و وسایل آشپزخانه به خواننده یاد داده می‌شود. رادرفورد جوان سخت شیفته آن کتاب شده بود نخستین بورس از بورسهای تحصیلی متعدد زندگی خود را در سال ۱۸۸۷ که ۱۶ ساله بود به دست آورد.
بورس تحصیلی دومی وی را قادر به ثبت نام در دانشکده کنتربوری شهر کرایست‌چرچ کرد که مؤسسه‌ای بود که در سال پیش از تولد خود او بوجود آمده بود. وی رشته‌های تحصیلی اصلی خود را فیزیک و ریاضیات انتخاب کرد که از بخت مساعد در هر دوی آنها معلمان خوبی هم داشت. رادرفورد در پایان دوره آموزشی سه ساله خود درجه کارشناسی ریاضی و فیزیک – ریاضی و (بطور کلی) علوم فیزیکی به پایان رسانید. نکته قابل ذکر در رابطه با زندگی خصوصی وی در ایام اقامت در کریستچرچ اینکه وی در آنجا با ماری نیوتن دختر صاحبخانه خود آشنا و پیبند عشق او شد. رادرفورد در پی انتشار دو مقاله مهم در باره فعالیت تشعشعی مواد در سال ۱۸۹۵ بر خلاف دوم شدن در گزینش جایزه مهمی به شکل یک بورس تحصیلی دریافت کرد مقررات اعطای جایزه حق انتخاب مؤسسه آموزشی را به خود برنده جایزه می‌‌داد که رادرفورد آزمایشگاه کاوندیش دانشگاه کمبریج به مدیریت جی .جی تامسون(صاحب نظر پیشتاز جهان در زمینه الکترومغناطیس) را برگزید در آن سال ویلهلم کنراد رونتگن فیزیکدان آلمانی موفق به کشف اشعه ایکس شد کشف مهم دیگری که منجر به شروع کار اصلی رادرفورد شد.
کشف هانری بکرل فرانسوی در سال ۱۸۹۸ بود. رادرفورد در سال ۱۸۹۵ به آزمایشگاه کاوندیش دانشگاه کمبریج آمد تا در آنجا تحت مدیریت جی.جی امسون مشغول به کار شود تامسون که استاد فیزیک تجربی بود رادرفورد را فعالانه در آزمایشگاه به کار گرفت رادرفورد در اوایل کار تحقیقاتی خود با انجام آزمایشی که فکر آن از خود وی بود دو تابش رادیواکتیوی ناهمانند شناسایی کرد او پی برد که بخشی از تابش با برگه‌ای به ضخامت یک پانصدم سانتی متر قابل ایستادن بود اما برای متوقف کردن بخش دیگر برگه‌های بس ضخیم تری لازم بود او اولین اشعه‌ای را که تابشی با بار الکتریکی مثبت و یونیده کننده‌ای قوی بود و به سهولت در مواد جذب می‌‌شد اشعه آلفا نام داد. اشعه دوم را که تابشی بار الکتریکی منفی بود و تشعشع کمتری ایجاد می‌‌کرد اما قابلیت نفوذ آن در مواد زیاد بود اشعه بتا نامید. تابش نوع سومی که شبیه پرتوهای ایکس بود در سال ۱۹۰۰ بوسیله پل اوریچ ویلارد(فیزیکدان فرانسوی) کشف شد این پرتو نافذترین تابش را داشت. طول موج آن بسیار کوتاه و بسامد آن فوق العاده زیاد بود تابش جدید، پرتو گاما نام گرفت. رادرفورد و همکارانش کشف کردند که فعالیت تشعشعی طبیعی مشهود در اورانیوم: فرآیند خروج ذره آلفا از هسته اتم اورانیوم بصورت یک هسته اتم هلیم و بر جای ماندن اتمی سبکتر از اتم اورانیوم در اورانیوم به ازاء هر خروج ذره آلفا از آن است از کشف آنها نتیجه گیری شد که رادیوم تنها عنصر از شرته عناصر حاصل از فعالیت تشعشعی اورانیوم است.
رادرفورد در سال ۱۹۰۳ به عضویت انجمن سلطنتی لندن در آمد و در سال ۱۹۰۴ نخستین کتاب خود به نام فعالیت تشعشعی را که امروزه از کتب کلاسیک نوشته شده در آن زمینه شناخته می‌شود، منتشر کرد شهرت رو به افزون رادرفورد در جوامع علمی سبب شد که از طرف دانشگاه‌ها تصدی کرسی‌های زیادی به وی پیشنهاد شود او در سال ۱۹۰۷ به انگلستان بازگشت تا تصدی مقام مذکور را در دانشگاه منچستر به عهده بگیرد رادرفورد در دانشگاه منچستر رهبر گروهی شد که به سرعت دست به کار تدوین نظریه‌های تازه در باره ساختار اتم شد آن دوره پر ثمرترین دوره زندگی دانشگاهی او بود رادرفورد به پاس کوششهای علمی خود در دانشگاه منچستر نشانها و جوایز زیادی دریافت کرد که دریافت جایزه نوبل سال ۱۹۰۷ در شیمی نقطه اوج آن بود این نشان افتخار را البته برای کارهایی که در کانادا در زمینه فعالیت تشعشعی عناصر کرده بود به او دادند بزرگترین دستاورد رادرفورد در دانشگاه منچستر کشف ساختار هسته اتم بود پیش از رادرفورد اتم به گفته خود او یک موجود نازنین سخت و قرمز و یا به حسب سلیقه خاکستری بود اما اینک یک منظومه شمسی بسیار ریز متشکل از ذرات بی شمار بود که مظنون به نهفته داشتن اسرار ناگشوده متعدد دیگر در سینه هم بود.
رادرفورد در سال ۱۹۳۷ در اثر یک فتق محتقن(گونه‌ای تورم ناشی از انسداد اعضای درونی) در گذشت او در آن هنگام ۶۶ ساله و هنوز سرزنده و قوی بود سهم رادرفورد در شکل گیری درک کنونی ما از ماهیت ماده از هر کس دیگری بیشتر است او اشکارا بزرگترین فیزیکدان آزمایشگری به بزرگی او نیامده بود دهها انجمن علمی و دانشگاه به او عضویت و درجات دانشگاهی افتخاری دادند او را پدر انرژی هسته‌ای نامیده اند.