بهترین روش مطالعه فیزیک محدود به یک روش خاص نیست، بلکه مجموعه‌ای است از چندین راهکار مختلف که می‌توانید با بررسی و شخصی‌‌سازی کردن هر کدام روش مطالعه مخصوص به خود را برای یادگیری هر چه بهتر درس فیزیک پیدا کنید. در این مطلب از مجله فرادرس به معرفی و توضیح ۱۶ راهکار مختلف خواهیم پرداخت تا بتوانید در آزمون‌ها و امتحانات این درس موفق‌تر عمل کنید.

آنچه در این مطلب می‌آموزید:

  • با بهترین روش‌های مطالعه و یادگیری فیزیک آشنا خواهید شد.

  • می‌آموزید که تسلط به مباحث ریاضی در یادگیری فیزیک تا چه اندازه مهم است.

  • اهمیت و اثر مطالعه مباحث جدید پیش از شروع کلاس فیزیک را خواهید شناخت.

  • یاد می‌گیرید چگونه با تنظیم یک برنامه درسی متناسب با شرایط خود فیزیک را مطالعه کنید.

  • با اهمیت مرور و تکرار منظم مباحث در یادگیری فیزیک آشنا می‌شوید.

  • مزیت‌های تمرین کردن و حل سوالات متنوع را درک می‌کنید.

فهرست مطالب این نوشته
997696

بهترین روش مطالعه فیزیک چیست؟

معمولا اگر بخواهیم سه درس اصلی علوم تجربی یعنی زیست‌شناسی، شیمی و فیزیک را به ترتیب از محبوب‌ترین تا کم‌طرفدارترین طبقه‌بندی کنیم، درس فیزیک در انتهای این فهرست قرار می‌گیرد. برای این موضوع دلایل بسیاری وجود دارد، اما شاید مهم‌ترین دلیل این باشد که برای بسیاری از دانش‌آموزان درک و یادگیری مفاهیم فیزیک دشوار است. با این وجود علم فیزیک بسیار جذاب است و در دنیای واقعی کاربردهای فراوانی دارد، از بررسی اینکه چگونه می‌توان در بازی گلف ضربه بهتری زد بگیرید تا نحوه پرتاب یک موشک به فضا.

نمودار بهترین روش مطالعه فیزیک

بنابراین اینکه چطور فیزیک را بخوانیم و یاد بگیریم، اهمیت زیادی در درک مفاهیم آن، حل مسائل مطرح شده در این شاخه از علم و در نتیجه اشتیاق برای یادگیری بیشتر دارد. بهترین روش مطالعه فیزیک مجموعه‌ای از راهکارها است که در این مطلب به‌صورت زیر طبقه‌بندی شده‌اند:

  1. آشنایی و تسلط به مفاهیم کلیدی ریاضیات
  2. مطالعه کلیات مباحث جدید پیش از شروع کلاس درسی
  3. توجه و دقت به تدریس آموزگار در کلاس درس
  4. جبران هر گونه عقب ماندن از کلاس
  5. حل و تمرین مسائل متنوع
  6. توجه به جزئیات داده شده در صورت مسئله
  7. درک مفاهیم و تفکر در مسئله
  8. مرور و تکرار منظم مفاهیم با فلش‌کارت
  9. تنظیم برنامه‌ریزی درسی مناسب با شرایط خود
  10. ایجاد فضای آرام برای تمرکز و درس خواندن
  11. شناخت سبک یادگیری مناسب خود
  12. داشتن استراحت و خواب کافی
  13. تمرین فرمول‌نویسی
  14. توجه به متن کتاب و تست‌‌های کنکور به عنوان منابع اصلی
  15. دسته‌بندی مطالب
  16. تسلط به قوانین پایه در فیزیک در حد نیاز

به این ترتیب بهترین روش مطالعه فیزیک این است که در گام اول سعی کنید به ریاضیات پایه مسلط شوید. سپس پیش از شروع هر جلسه‌ از کلاس درس، مبحثی که قرار است در آن روز تدریس شود را مرور کرده و نکات مهم و مبهم را یادداشت کنید. این کار باعث می‌شود ذهن شما برای یادگیری در کلاس کاملا آماده شود و بتوانید در حین توضیحات آموزگار بهتر تمرکز کرده و سوالات خود را بپرسید. تلاش کنید در حین تدریس معلم کاملا به توضیحات و مثال‌های حل شده دقت کنید.

اگر به هر دلیلی نتوانستید در کلاس درسی حاضر شوید، مطمئن شوید که مطالب گفته شده در آن جلسه را به‌درستی آموخته‌اید. همچنین پس از اتمام کلاس نیز سعی کنید تمام تمرین‌های کتاب درسی را حل کرده و اطمینان حاصل کنید که مفاهیم و روابط مطرح شده در این سوالات را به‌درستی متوجه شده‌اید. یک راهکار مهم این است که در روزهای بعد نیز این تمرین‌ها را به همراه مسائل جدید مجددا حل کنید تا در مورد تکمیل یادگیری خود و تسلط به مفاهیم تردیدی نداشته باشید.

چند کتاب روی هم

هنگام حل مسئله به دقت به صورت سوال، داده‌های مسئله و آن چیزی که از شما خواسته شده است، توجه کنید. هر کدام از این پارامترها را جداگانه بنویسید. برای درک بهتر سوال، اگر لازم است از رسم نمودار یا شکل‌های شماتیکی کمک بگیرید. ابتدا تمام فرمول‌هایی که فکر می‌کنید با داده‌ها و متغیرهای مسئله همخوانی دارند را بنویسید. سپس بررسی کنید انتخاب کدام فرمول‌ها و با چه ترتیبی برای حل این سوال مناسب‌تر است.

دانش‌آموزی در حال نوشتن فرمول روی تخته است.

همچنین نکته مهم در این فرآیند این است که اگر چیزی را متوجه نشدید، هر چه زودتر از معلم، معلم خصوصی یا دوست خود کمک بگیرید. علت اینکه بهتر است این مسئله را سریع حل کنید، جلوگیری از سردرگمی بیشتر و ابهام در یادگیری مباحث وابسته به آن است. با یک برنامه‌ریزی متناسب با شخصیت و شرایط خود، سعی کنید بخش خیلی کوتاهی از زمان خود را به مرور مطالب جلسات قبلی اختصاص دهید تا از ذهن پاک نشوند. در این زمینه می‌توانید از یادداشت‌‌ها یا فلش‌کارت‌هایی که برای خود تهیه کرده‌اید، استفاده کنید.

در ادامه این مطلب به توضیح روش‌های مختلف مطالعه فیزیک همراه با ارائه مثال‌‌های ملموس و واقعی خواهیم پرداخت تا بهتر متوجه شوید بهترین روش مطالعه فیزیک چیست.

یادگیری فیزیک متوسطه با فرادرس

برای دانش‌آموزان رشته ریاضی و فیزیک و علوم تجربی در دوره متوسطه دوم، آشنایی با بهترین روش مطالعه فیزیک یک ضرورت محسوب می‌شود. در این بخش به معرفی چند فیلم‌ آموزشی منتشر شده از مجموعه فرادرس پرداخته‌ایم که به‌صورت تخصصی روی مباحث کتاب‌های درسی تمرکز دارند و همراه با حل مثال و تمرین یا تست‌های کنکور به شما کمک می‌کنند که در مسیر مطالعه و یادگیری فیزیک موفق‌تر عمل کنید:

مجموعه آموزش ریاضی و فیزیک دوره متوسطه – درس، تمرین، حل مثال و تست فرادرس
برای مشاهده مجموعه آموزش ریاضی و فیزیک دوره متوسطه – درس، تمرین، حل مثال و تست فرادرس، روی تصویر کلیک کنید.

۱. با مفاهیم کلیدی ریاضیات آشنا شوید

اولین مرحله از مجموعه راهکارهای بهترین روش مطالعه فیزیک این است که پایه خود را در درس ریاضی قوی کنید. ریاضیات زبان فیزیک است و مسلط نبودن به آن شبیه این است که بخواهید متنی را بخوانید، بدون اینکه زبان آن را بشناسید. در مطالعه شاخه‌های مختلف فیزیک برای مدل‌سازی و توصیف انواع حرکت، انواع نیرو، انواع انرژی، میدان‌ها و … همواره از روابط و فرمول‌های ریاضی استفاده می‌شود. بنابراین بدون دانش ریاضی، فهم این روابط و استفاده از آن‌ها در حل مسائل و مطالعه فیزیک بسیار دشوار خواهد شد.

در همین راستا می‌توانیم توصیف فرمول‌های فیزیک به زبان ریاضیات را در دو گروه تقسیم‌بندی کنیم:

در واقع جبر و معادلات دیفرانسیل دو بخش مهم از علم ریاضی محسوب می‌شوند که نقش مهمی در مطالعه و یادگیری فیزیک ایفا می‌کنند. برای مثال، در مطالعه فیزیک متوسطه اول اغلب با جبر سروکار داریم و برای حل مسائل آن باید بتوانیم:

  • معادله بنویسیم و آن را حل کنیم.
  • متغیرهای مجهول را تشخیص داده و به یک سمت تساوی ببریم.
  • معادله را برای متغیر دلخواه حل کنیم (برای مثال اگر به دنبال سرعت هستیم، باید معادله را برای vv حل کنیم).
  • نمودار ترسیم کنیم و رابطه بین کمیت‌ها را از طریق آن تحلیل و بررسی کنیم.

اما در سطوح بالاتر مانند فیزیک متوسطه دوم یا فیزیک دانشگاهی مفاهیمی مطرح می‌شوند که بدون آشنایی با حساب دیفرانسیل و انتگرال نمی‌توان به‌درستی آن‌ها را درک کرد. برای مثال، کمیت‌هایی مانند سرعت لحظه‌ای یا شتاب لحظه‌ای که با مشتق‌گیری از معادلات حرکت تعیین می‌شوند یا تغییرات انرژی در زمان که با انتگرال‌گیری بررسی می‌شود. تصویر زیر از فصل اول کتاب درسی فیزیک دوازدهم را در نظر بگیرید:

تصویری از یک نمودار مکان زمان و خطوط مماس بر آن
شیب خط مماس بر نمودار مکان – زمان و مفهوم سرعت لحظه‌ای

ملاحظه می‌کنید که در این نمودار مکان – زمان هر چه بازه زمانی ttriangle t کوچک و کوچک‌تر شود، طوری که فاصله بین دو نقطه AA و BB کمتر و کمتر شود، خط متصل کننده این دو نقطه به خط مماس بر نمودار در نقطه AA نزدیک و نزدیک‌تر می‌شود. در این شرایط شیب خط مماس بر نقطه AA معادل است با سرعت لحظه‌ای در نقطه t1t_1

یا برای مثال، تحلیل حرکت نوسانی و موجی و بررسی دینامیک سیستم‌ها از جمله موضوعاتی به‌شمار می‌روند که برای درک آن‌ها به تسلط خوبی از حساب دیفرانسیل و انتگرال نیازمندیم. بنابراین اگر بخواهیم به‌طور خلاصه به مهم‌ترین مهارت‌های ریاضیاتی موردنیاز در یادگیری و مطالعه فیزیک اشاره کنیم، فهرست زیر را در نظر می‌گیریم:

در مثالی دیگر، فرض کنید معادله حرکت یکنواخت به شکل v=dtv = frac{d}{t}

v(t)=dxdt=2+8tRightarrow v(t) = frac{dx}{dt} = 2 + 8t

بنابراین می‌توان گفت که برای مثال پیش‌نیاز یادگیری شاخه سینماتیک، حل معادلات درجه دوم و استفاده از برخی از روابط مثلثاتی مانند سینوس یا کسینوس است. نکته مهم در مورد تسلط به ریاضی این است که معلم فیزیک اغلب با این فرض که شما با ریاضیات مسئله آشنا هستید، فیزیک مسئله را برای شما توضیح می‌دهد. بنابراین در کلاس درسی فیزیک ممکن است زمینه یادگیری ریاضی فراهم نشود و لازم است از دانش قبلی خود استفاده کنید.

۲. مفاهیم را پیش از شروع کلاس مطالعه کنید

برای اینکه بهترین روش مطالعه فیزیک را بهتر بشناسیم، لازم است این نکته را بدانیم که یادگیری فیزیک از دو مرحله مهم تشکیل شده است، قدم اول درک مفاهیم فیزیکی و سپس بکارگیری آن‌ مفاهیم برای حل مسائل به‌ شیوه ریاضیاتی. در بخش قبل راجع‌به دومین مرحله توضیح دادیم و در این قسمت به راهکاری اشاره می‌کنیم که برای پیشرفت در اولین مرحله خیلی مهم است.

اگر سعی کنید پیش از شروع کلاس درسی، مطالبی که قرار است در آن روز تدریس شوند را از روی کتاب بخوانید و با پرسیدن سوالاتی در آن زمینه، ذهن خود را برای یادگیری آماده کنید، به این ترتیب موفق خواهید شد با آمادگی برای یادگیری مطالب آن جلسه به کلاس درس وارد شوید. این مسئله باعث می‌شود تا در زمان تدریس، روی بخش ریاضی مطلب بهتر تمرکز کنید و تلاش کنید تا با استفاده از منطق خود، مفاهیم ارائه‌شده در متن کتاب و تدریس آموزگار را بهتر درک کنید.

برای مثال، فرص کنید قرار است در کلاس امروز مبحث جریان الکتریکی از فصل دوم کتاب درسی فیزیک پایه یازدهم تدریس شود. کافی است کتاب را باز کنید و فقط متن این بخش را روخوانی کنید. این مطالعه به ذهن شما کمک می‌کند تا وقت بیشتری برای شناسایی کمیت‌های جدید و معنای آن‌ها داشته باشید که در این مبحث، کمیت جریان الکتریکی متوسط با فرمول زیر است:

I=qtI = frac{triangle q} {triangle t}

حالا سریع‌تر متوجه می‌شوید که این کمیت چگونه با سایر مفاهیم یا کمیت‌ها مانند تغییرات بار الکتریکی (qtriangle q) و زمان (ttriangle t) مرتبط است یا چه واحدهایی به آن‌ تعلق دارد (کولن بر ثانیه یا آمپر). بنابراین اگر در زمینه مفهوم بار الکتریکی یا فرمول آن مشکل دارید، بهتر است حتما فصل قبل و سوالات مربوط به آن را مجددا مطالعه و تمرین کنید تا برای درس جدید آماده باشید.

ذرات داخل یک لوله استوانه‌ای شکل
مادامی که اختلاف پتانسیل دو سر سیم صفر است، جریان نداریم.

همچنین بهتر است به تصاویر کتاب و زیرنویس‌های آن دقت کنید. عموما اصلی‌ترین نکات در تصاویر انتخاب شده خلاصه شده‌اند. برای نمونه، با مقایسه تصاویر بالا و پایین در این بخش به این نتیجه می‌رسیم که برای جاری شدن جریان در سیم نیاز داریم حتما یک اختلاف پتانسیل معین به دو سر آن اعمال شود. نکته مهم بعدی این است که در پیش‌مطالعه‌ مباحث کتاب درسی آن بخش‌هایی را که فهم آن برای شما دشوار است، یادداشت کنید. برای مثال، اگر در مطالعه این فصل نمی‌دانید میدان الکتریکی EE در شکل زیر چگونه ایجاد شده است، حتما کنار این تصویر در کتاب علامت‌گذاری کنید و به یاد داشته باشید که در حین تدریس ابتدا کاملا به توضیح آموزگار در این زمینه دقت کنید و در صورتی که پاسخ سوال خود را نگرفتید، از او بخواهید به شما پاسخ دهد.

ذرات داخل یک لوله استوانه‌ای شکل
اعمال اختلاف پتانسیل به دو سر سیم و جاری شدن جریان

۳. در کلاس درس با دقت به توضیحات توجه کنید

فارغ از اینکه در چه نوع کلاس درسی شرکت می‌کنید، این نکته همواره برای موفقیت در یادگیری مبحث آن کلاس مهم است. در واقع هدف از حضور در کلاس درسی، یادگیری است. بنابراین زمانی که در کلاس فیزیک هستید، حتما باید با دقت به مطالب تدریس شده گوش دهید. از طرفی اگر طبق نکته گفته شده در بخش قبل، مطالب را پیش از شروع کلاس خوانده‌اید، پس درک اولیه‌ای از مفاهیم به‌دست آورده‌اید و می‌توانید در طول کلاس بیشتر روی کاربرد مباحث در حل مسائل تمرکز کنید.

معمولا معلم چند مثال از حالت‌های مختلف را نیز حل می‌کند که اگر مفاهیم را درک کرده باشید، باید بتوانید مراحل راه‌حل را دنبال کنید. سعی کنید یادداشت‌برداری دقیق و منظم داشته باشید و اگر جایی را متوجه نشدید، حتما سوال بپرسید. هر اندازه که به تدریس مفاهیم و روش‌های حل مسئله تا پایان کلاس درسی بیشتر دقت کنید، انجام تکالیف و تمرین‌های بعد از کلاس نیز برای شما راحت‌تر و سریع‌تر خواهد شد و در نتیجه، فرآیند یادگیری شما کامل‌تر است.

دانش‌آموزان در حال گوش دادن به توضیحات معلم در کلاس درس

در این زمینه شناخت دقیق اصطلاحات و کمیت‌های فیزیکی نیز بسیار مفید خواهد بود، چون در اغلب موارد و در حل مسائل لازم است آن‌ها را در فرمول‌ها جایگذاری کنید تا به یک تابع قابل استفاده برسید که شامل تمام اطلاعات مسئله باشد. اگر در متن کتاب مثال‌های حل‌شده‌ای وجود دارد، حتما آن‌ها را مرور کنید، تمام کمیت‌‌ها و مراحل راه‌حل را شناسایی کنید و سپس خودتان آن مثال‌ها را دوباره حل کنید. این اولین گام برای تسلط به بخش حل‌ مسئله در فیزیک است. اگر در مفاهیم، کمیت‌ها یا مثال‌های حل‌شده دچار ابهام شدید، آن‌ها را یادداشت کرده و در کلاس از آموزگار یا دوستان خود بپرسید.

۴. اگر از کلاس عقب افتادید، هر چه سریعتر جبران کنید

اگر به دنبال بهترین روش مطالعه فیزیک هستید، باید به این نکته توجه داشته باشید که فیزیک مانند ریاضی درسی است که مطالب آن به‌صورت سلسله‌وار و پیوسته از یک سری مفاهیم پایه‌ گسترش پیدا می‌کند. بنابراین اگر فقط یکی از قطعات این پازل را از دست بدهید، ممکن است کل ساختار بی‌ثبات شود و این به معنای سردرگمی و ابهام شما در یادگیری فیزیک است.

بنابراین بهتر است مطالعه و یادگیری درس فیزیک به‌صورت منظم و پیوسته و همراه با برنامه‌ریزی باشد. در کنار آن نیز تمرین مداوم مسائل متنوع و مرور روزانه‌ مطالب قبلی عوامل دیگری است که در زمینه به‌خاطر سپردن فرمول‌های فیزیک ضروری‌ بنظر می‌رسند. اما اگر در این فرآیند احساس می‌کنید موضوعی را متوجه نشده‌اید، هر چه زودتر نسبت به رفع اشکال خود اقدام کنید. با کمک گرفتن از آموزگار، معلم خصوصی، دوست یا هر شخصی که فکر می‌کنید به این مبحث مسلط است، سعی کنید دوباره آن را بیاموزید و با اصلاح پایه‌‌های یادگیری خود، قطعات گم شده پازل یادگیری فیزیک را سر جای خود قرار دهید.

تدریس خصوصی به دانش‌آموز

در همین راستا گاهی ممکن است در زمان تدریس یک مبحث مهم نیز به هر علتی نتوانسته باشید در کلاس درس حاضر شوید. سعی کنید تا حد امکان از غیبت در کلاس فیزیک جلوگیری کنید، چون توضیحات معلم در کلاس درس قطعه اصلی پازل یادگیری شما محسوب می‌شود. اما اگر به ناچار غیبت داشتید، حتما در کنار تلاش و مطالعه خود از آموزگار یا معلم خصوصی نیز بخواهید تا آن مبحث را برای شما به شکلی کوتاه تدریس کنند. همچنین اگر پس از آن باز هم حس کردید که موضوع برای شما همچنان مبهم است، هر چه زودتر سعی کنید با استفاده از تدریس شخص دیگری ابهامات و اشکالات خود را برطرف کنید تا در یادگیری موضوعات بعدی که حتما به آن وابسته خواهد بود، دچار مشکل نشوید.

۵. سعی کنید سوالات متنوعی را حل کنید

گام بعدی از مجموعه راهکارهای بهترین روش مطالعه فیزیک این است که پس از یادگیری مباحث کلاسی، تمرین‌هایی که توسط آموزگار داده می‌شوند را حتما حل کنید. علاوه‌‌بر آن می‌توانید از کتاب‌های حل تمرین شامل سوالات متنوع نیز استفاده کنید. به این ترتیب دقیقا مانند درس‌های ریاضیات یا حساب دیفرانسیل و انتگرال، حل کردن مسائل متنوع فیزیک به‌صورت صحیح و مکرر مسیر موفقیت شما در امتحانات را هموارتر می‌کند.

تمرین و نوشتن

تمرین مداوم مهارت‌های حل مسئله باعث می‌شود که به روند فکری و مراحل لازم برای حل مسائل فیزیک مسلط شوید. در واقع هر چه با انواع بیشتری از مسائل مواجه شوید و یاد بگیرید چگونه آن‌ها را حل کنید، مهارت حل مسئله‌ شما بیشتر تقویت خواهد شد. دیدن و تمرین کردن سوال‌های متنوع از جمله سوالات تشریحی یا چهار گزینه‌ای به شما کمک می‌کند که در امتحانات یا انجام تکالیف کمتر غافلگیر شوید. برای نمونه اگر تمایل دارید در مورد مبحث کار در فیزیک مثال‌ها و تمرین‌های بیشتری حل کنید، مراجعه به مطلب «فرمول کار در فیزیک چیست؟ – به زبان ساده با مثال و تمرین» از مجله فرادرس را به شما پیشنهاد می‌کنیم.

۶. به جزئیات مسئله توجه کنید

یکی از مهم‌ترین نکات در حین حل مسائل مختلف فیزیک این است که به جزئیات سوال کاملا دقت کنید. برای مثال، آیا قرار است سرعت اولیه را پیدا کنید یا سرعت نهایی؟ واحدهای شما سانتی‌متر هستند، متر یا کیلومتر؟ آیا نیاز است تبدیل واحد داشته باشید؟ داده‌های مسئله چه هستند، چه مجهولاتی دارید و فرمول‌های موردنیاز شامل این متغیرها کدامند؟

اینکه بتوانید تمام کمیت‌ها، داده‌ها و مجهولات مسئله را به‌درستی شناسایی کنید، بدانید دقیقا دنبال چه کمیتی هستید، چه فرمول‌ها و روابط ریاضیاتی موردنیاز است و در روند حل مسئله چگونه از واحدهای درست استفاده کنید، کمک بزرگی به شما خواهد کرد. بی‌توجهی به این جزئیات کوچک ممکن است باعث شود مسیر حل مسئله‌ به شکل اشتباهی پیش برود، پس دقت و توجه به آن‌ها ضروری است. به روش حل مثال زیر که از فصل ۴ کتاب درسی فیزیک پایه دهم برای شما انتخاب شده است، توجه کنید:

یک جواهرساز برای ساختن جواهری می‌خواهد از 0.500 kg0.500 kg نقره برای ریختن در قالب‌های جواهر استفاده کند. به این منظور او باید نقره را ذوب کند. اگر دمای اولیه نقره همان دمای اتاق و برابر 20 C20 C باشد، چقدر گرما باید به این مقدار نقره داده شود؟

بیایید بدون اینکه به راه‌حل کتاب نگاه کنید، با توجه به جزئیات صورت سوال پاسخ را پیدا کنیم. اولین گام استخراج داده‌های مسئله است که عبارت‌اند از جرم و دمای اولیه نقره:

ms=0.005 kgm_s = 0.005 kg

θ1s=20 Ctheta_{1s} = 20 C

گام بعدی تعیین مجهول سوال است. می‌خواهیم ببینیم این مقدار نقره در این دمای اولیه به چه میزان گرما نیاز دارد تا کاملا ذوب شود. پس مجهول ما گرما یا QQ است. از طرفی کلمه کلیدی و مهم این سوال، کلمه ذوب است. در واقع نقره اولیه به شکل جامد است و برای اینکه ذوب شود، ابتدا باید به نقطه ذوب خود برسد! در حالی که می‌دانیم طبق صورت سوال، دمای اولیه نقره 20 C20 C است. پس در اولین مرحله باید آنقدر به نقره گرما بدهیم تا به نقطه ذوب خود برسد. نقطه ذوب نقره را می‌توانیم از جدول ۴-۴ کتاب پیدا کنیم که برابر است با 960 C960 C. این دما همان دمای نهایی یا ثانویه نقره است:

θ2s=960 Ctheta_{2s} = 960 C

پس با کمی دقت در صورت سوال، یک بخش دیگر از داده‌های اولیه مسئله مشخص شد. این عدد به شکل مستقیمی در صورت سوال داده نشده است. اما با بررسی و درک مفاهیم اولیه آن را از دل سوال استخراج کردیم. پس از اینکه نقره به این دما رسید، با دریافت گرمای بیشتر شروع می‌کند به ذوب شدن. در این بخش اگر به محتوای درس مسلط باشید، می‌دانید که گرمای لازم برای تغییر حالت ماده بدون اینکه دمای آن تغییر کند، گرمای نهان نام دارد. گرمای نهان ذوب برای نقره طبق داده‌های جدول ۴-۴ برابر است با:

LF=88.3 KJkgL_F = 88.3 frac{KJ}{kg}

چکیده تمام این توضیحات در نمودار زیر که مشابه آن را در راه‌حل این سوال مشاهده می‌کنید، خلاصه شده است. در واقع با رسم چنین نموداری می‌توانید این سوال و تمام سوالات مشابه آن را بهتر حل کنید.

نمودار تغییر حالت و گرمای داده شده به نقره - بهترین روش مطالعه فیزیک

پس تا اینجا تقریبا کل مفاهیم و فیزیک سوال را درک کرده‌ایم. حالا کافی است فرمول‌های مناسب برای هر مرحله را بنویسیم. در اولین گام فرمول زیر گرمای Q1Q_1

Q1=mscsθQ_1 = m_s c_s triangletheta

csc_sگرمای ویژه است که مقدار آن برای نقره در جدول ۴-۳ آمده است. در گام دوم فرمول Q2=msLFQ_2 = m_s L_F

Q1=mscsθ=mscs(θ2θ1)Q_1 = m_s c_s triangletheta = m_s c_s (theta_2 – theta_1 )

Q1=0.5×236×(96020)=1.11×105 JRightarrow Q_1 = 0.5 times 236times(960-20) = 1.11 times 10^5 J

Q2=0.5×88.3=0.442×105 JRightarrow Q_2 = 0.5 times 88.3 = 0.442 times 10^5 J

اما باید توجه کنید که مجهول این سوال کل گرمای لازم برای ذوب شدن نقره است نه گرمای لازم برای هر کدام از این دو مرحله! پس باید این دو عدد با هم جمع شوند:

Q1+Q2=1.11×105+0.422×105=155 kJRightarrow Q_1 + Q_2 = 1.11 times 10^5 + 0.422 times 10^5 = 155 kJ

پس با بررسی دقیق این مثال متوجه شدیم که توجه به جزئیات مسئله به چه معنا است و چگونه در رسیدن به بهترین روش مطالعه فیزیک کمک‌کننده است.

۷. تفکر مفهومی داشته باشید

هر چه مطالعه فیزیک به سطوح پیشرفته‌ نزدیک شود، بیشتر به این نتیجه می‌رسید که لازم است با مفاهیم بنیادی در فیزیک به شکل عمیقی آشنا شده و آن‌ها را درک کنید. برای مثال، تفاوتی ندارد که نظریه میدان‌های کوانتومی را می‌خوانید یا در حال مطالعه‌ دینامیک نیرو و حرکت هستید، در هر دو حالت یادگیری فیزیک با رویکرد مفهومی به شما کمک می‌کند تا هر مسئله را به چند گام ساده‌تر و پایه‌ای‌ تقسیم کنید.

بنابراین یکی از مجموعه راهکارهای بهترین روش مطالعه فیزیک این است که روی اصول بنیادی تمرکز کنید و سعی کنید آن‌ها را به بهترین شکل فرابگیرید. این نکته به این معنا است که در کنار توجه به جزئیات، تصویر کلی قوانین یا اصول فیزیکی را نیز در ذهن خود نگه دارید. به این ترتیب زمانی که مفاهیم مختلف را در کنار هم قرار می‌دهید، به درک یکپارچه‌ای از مسئله خواهید رسید که در زمینه سریع‌تر رسیدن به راه‌حل آن بسیار کمک کننده خواهد بود. به عنوان یک مثال، فرض کنید می‌‌خواهیم بازی بیسبال را از منظر فیزیکی بررسی کنیم.

دانش‌آموزی در حال خواندن و تفکر در کتاب است.

در این بازی لازم است فیزیک ضربه زدن به یک توپ سریع را تحلیل کنیم که شامل بررسی ترکیبی از مفاهیمی مانند نیرو، شتاب، زمان، برخورد و انرژی است تا در نهایت این پدیده واقعی را بتوانیم توضیح دهیم. بنابراین دانش فیزیک بر پایه‌ مجموعه‌ای از مفاهیم یا همان قوانین و اصول بنیادی جهان هستی ساخته می‌شود که امکان بررسی دامنه‌ وسیعی از موضوعات را نیز فراهم کرده است. در همین زمینه داشتن تفکر مفهومی در یادگیری سطوح پیشرفته‌تری از فیزیک بر دو اصل استوار است:

  • تسلط قوی بر اصول فیزیک پایه
  • انعطاف‌پذیری ذهنی برای ارزیابی قوانین و تشخیص اینکه در هر مسئله چه زمان و چگونه از آن‌ها استفاده شود.

در بخش‌‌های بعد توضیح می‌‌دهیم که اصول و قوانین پایه فیزیک کدامند.

۸. مطالب را به کمک فلش‌ کارت و در فواصل منظم مرور کنید

یکی از تکنیک‌های مفید جهت به‌خاطر سپردن فرمول‌ها و تعاریف در فیزیک، استفاده از فلش‌کارت‌های فیزیکی یا دیجیتال همراه با تکرارهای منظم و برنامه‌ریزی شده است. می‌توانید در زمینه مباحث مختلف خلاصه‌ای همراه با فرمول به شکل فلش‌کارت بسازید و با مرور آن‌ها در فواصل زمانی منظم تلاش کنید مطالب را بهتر به‌خاطر بسپارید. این روش بر پایه یک اصل روان‌شناختی است: «هرچه بیشتر در فواصل زمانی مختلف چیزی را مرور کنیم، بهتر در حافظه بلندمدت ما می‌ماند».

دانش‌آموزی در حال تهیه و نوشتن فلش‌کارت است.

فلش‌کارت‌ها ابزارهای بسیار موثری برای بکارگیری این روش هستند و می‌توانند به‌صورت فیزیکی (کاغذی) یا دیجیتال (استفاده از اپلیکیشن‌ها یا سایت‌های مختلف) باشند. برخی فلش‌کارت‌ها در هر دو سمت خود محتوا دارند، به این صورت که در یک طرف سوال، تعریف یا فرمولی به شکل جای خالی یا چهار گزینه‌ای نوشته شده و در طرف دیگر پاسخ سوال، توضیح یا فرمول کامل آورده شده است.

مزیت این روش استفاده از حافظه فعال است و موجب می‌شود که بازیابی اطلاعات از حافظه در شما تقویت شود. همچنین ثابت شده است که مرور مطالب با فاصله باعث تثبیت طولانی‌مدت اطلاعات خواهد شد. در این زمینه مشاهده فیلم آموزش خلاصه‌نویسی و نکته برداری فرادرس می‌تواند مفید باشد:

۹. برنامه ریزی درسی مناسب خود داشته باشید

از جمله راهکارها در زمینه بهترین روش مطالعه فیزیک این است که سعی کنید مطالعات و مرورهای خود را طبق برنامه مشخصی که شخصا برای شما نوشته شده است، انجام دهید. در همین زمینه لازم است بررسی کنید در چه فضایی تمرکز بهتری برای اجرای برنامه‌های خود دارید. در واقع باید کشف کنید که در چه شرایطی و در کجا بهترین بازده را برای مطالعه دارید و آن را وارد برنامه‌ روزانه‌ خود کنید. می‌توانید هر روز کمی از زمان خود را به این شکل برنامه‌ریزی کنید:

  • مرور مطالبی که در همان روز یا روز قبل آموخته‌اید.
  • جمع‌بندی و سازماندهی یادداشت‌های درسی‌
  • حل تمرین‌ها و نمونه سوالات
  • بررسی تست‌های کنکور مرتبط
  • آمادگی برای جلسه بعدی کلاس

در حالت کلی ایجاد یک برنامه‌ مطالعاتی شخصی‌سازی شده یکی از بهترین روش‌ها برای تقویت عادت مطالعه و تکرار مطالب درسی و بهبود عملکرد تحصیلی است. راهنمای جامع تدوین یک برنامه مناسب به شکل زیر است:

  • اولین قدم برای نوشتن یک برنامه مناسب این است که بدانید برای مباحث مختلف چه مقدار زمان باید اختصاص دهید. برای مثال، اگر در حل مسائل مربوط به فرمول‌های فشار مشکل دارید، لازم است برای این مبحث وقت بیشتری در نظر بگیرید.
  • قدم بعدی این است که به تاریخ تحویل تکالیف و امتحانات حتما توجه کنید و بر اساس آن زمان‌بندی مناسبی داشته باشید.
  • تنظیم یک برنامه مطالعاتی مداوم با هدف مرور مطالب تدریس شده در طول ترم باعث می‌شود که مطالب به شکل موثرتری از روش شب امتحانی آموخته شوند. بنابراین مرور منظم، ساده‌ترین راه برای یادگیری حجم زیادی از اطلاعات است، حتی مرور ۲۰ تا ۳۰ دقیقه‌ای یک موضوع کمک می‌کند تا مطالب در ذهن شما به شکل فعالی حفظ شده و توانایی شما برای ایجاد ارتباط بین مباحث مختلف درسی نیز تقویت شود.

تصویری از برنامه‌ریزی روزها

  • پس از تسلط به تعاریف و فرمول‌ها، حتما برای حل تمرین‌های متنوع چه تشریحی و چه چهارگزینه‌ای زمان مناسبی را در نظر بگیرید. حتی می‌توانید با تعیین زمان مشخص برای پاسخ‌گویی به سوالات، شرایط آزمون را شبیه‌سازی کنید تا مهارت تست‌زنی یا امتحان دادن در شما تقویت شده و از اضطراب امتحان جلوگیری کنید.
  • به یاد داشته باشید که اولین مکان یادگیری کلاس و مهم‌ترین منبع شما کتاب درسی است. بنابراین برنامه‌ریزی کنید که حتما حضور به موقع و با تمرکز خوب در کلاس درس داشته باشید. در صورتی که نیاز به توضیحات یا حل تمرین بیشتری داشتید، می‌توانید برگزاری جلسات فردی با یک معلم خصوصی را نیز برنامه‌ریزی کنید. کاهش حواس‌پرتی، افزایش اعتماد به‌ نفس و امکان پرسش آزادانه بدون نگرانی از قضاوت هم‌کلاسی‌ها از جمله مزایای استفاده از معلم خصوصی است.
  • تنظیم یک برنامه مطالعاتی گروهی با دوستان یکی دیگر از انواع بهترین روش مطالعه فیزیک محسوب می‌شود. این روش به شما کمک می‌کند تا علاوه‌بر رفع اشکال، با آموزش و توضیح دادن مطالب به دوستان‌ یادگیری خود را بهبود ببخشید.
  • برای یادگیری با بازدهی بیشتر بهتر است فضای بدون مزاحمت و ساکتی فراهم کنید. از آنجایی که فراهم شدن این شرایط شاید در زمان‌های خاصی امکان‌پذیر باشد، بهتر است از این بازه‌های زمانی به بهترین شکل در برنامه خود استفاده کنید.

۱۰. فضای آرامی برای تمرکز و درس خواندن ایجاد کنید

در مطالعه فیزیک حفظ تمرکز بسیار مهم است. بنابراین حذف عوامل حواس‌پرتی از جمله تلویزیون، کامپیوتر یا گوشی در هنگام مطالعه و حل تمرین ضروری است. می‌توانید هنگام مطالعه گوشی خود را بیرون از اتاق قرار دهید یا اگر نیاز دارید برای مطالعه خود از گوشی یا کامپیوتر استفاده کنید، یک سری افزونه‌های خاص برای مسدود کردن سایت‌های غیرآموزشی روی مرورگر خود نصب کنید. همچنین اگر به صدا یا شلوغی حساسیت بالایی دارید، می‌توانید از سالن‌های مطالعه در مدرسه یا کتابخانه‌ها که با هدف مطالعه متمرکز طراحی شده‌اند، استفاده کنید.

یک فضای مطالعاتی آرام و مناسب

۱۱. سبک یادگیری خود را بشناسید

در این روش از مجموعه راهکارهای بهترین روش یادگیری فیزیک پیشنهاد می‌شود سعی کنید سبک یادگیری مخصوص به خود را بشناسید. در حالت کلی سه سبک یادگیری مرسوم داریم که عبارت‌اند از:

  • یادگیری شنیداری: علاقه‌مندان به این روش ترجیح می‌دهند با گوش دادن به توضیح دادن مطالب توسط دیگران یاد بگیرند. برای این دانش‌آموزان، گوش دادن به توضیحات آموزگار یا معلم خصوصی بخش مهمی از یادگیری است.
  • یادگیری حرکتی: این افراد با انجام فعالیت‌های عملی مانند انجام آزمایش، نوشتن روی تخته یا ساختن ماکت بهتر مفاهیم فیزیک را یاد می‌گیرند. در مورد این گروه از دانش‌آموزان پیشنهاد می‌شود با استفاده از فلش‌کارت، طراحی نمودار یا ساختن ماکت‌های آموزشی یادگیری خود را بهتر کنند.
  • یادگیری دیداری: این گروه از دانش‌آموزان اطلاعات را از طریق دیدن بهتر دریافت می‌کنند. پس استفاده از نمودارها، تصاویر، فیلم‌های آموزشی یا حاشیه‌نویسی کتاب‌ها در فرآیند یادگیری این گروه بسیار موثر است.

بنابراین با تشخیص و بکارگیری روش یادگیری متناسب با سبک شخصی خودتان موفق‌تر خواهید بود.

انواع روش‌های یادگیری

۱۲. زمان کافی برای استراحت و خواب در نظر بگیرید

مطالعه پیوسته و فشرده فیزیک موجب خستگی و دل‌زدگی شما خواهد شد. پس سعی کنید در برنامه مطالعاتی خود حتما زمان‌هایی برای استراحت در نظر بگیرید. در این زمینه تکنیک‌ها و روش‌های متعددی در مباحث توسعه فردی و مدیریت زمان وجود دارند. برای مثال، تکنیک پومودورو برای مدیریت زمان روشی است که در زمینه بهترین روش یادگیری فیزیک ممکن است برای شما کارآمد باشد.

در این روش زمان‌سنج را روی مدت ۲۵ دقیقه تنظیم می‌کنید و در این بازه فقط روی مطالعه و تمرین فیزیک تمرکز دارید. پس از گذشت این مدت، ۵ دقیقه استراحت دارید. با عبور از چهار چرخه ۲۵ دقیقه‌ای به همین شکل،  یک استراحت بلندتر به مدت ۲۰ تا ۳۰ دقیقه‌ خواهید داشت. این تکنیک علاوه‌بر افزایش تمرکز، با تقسیم مطالعه یا انجام تکالیف طولانی به بخش‌های کوچک‌تر به شما کمک می‌کند تا احساس فشار و خستگی نکنید.

۱۳. فرمول نویسی را تمرین کنید

تفاوت مهم فیزیک با سایر علوم مانند زیست‌شناسی یا ریاضی این است که در اغلب مباحث آن نه فقط با مفاهیم و تعاریف یا ریاضیات به تنهایی، بلکه با ترکیبی از این دو روبرو هستیم. بنابراین تمرین فرمول‌نویسی و به‌خاطر سپردن فرمول‌ها به همان اندازه مهم است که تسلط به مفاهیم و تعاریف. در بخش‌های قبل توضیح دادیم که برای حفظ و مرور فرمول‌ها می‌توانید از فلش کارت استفاده کنید.

دانش‌آموزی در حال نوشتن فرمول روی تخته سبز است.

همچنین یکی از نکات مهم فرمول‌نویسی به‌خصوص برای امتحانات یا حل تست‌های کنکور و آزمون‌ها این است که به شکلی واضح، منظم و پشت سر هم فرمول‌ها و راه‌حل خود را بنویسید. این مسئله نیاز به تمرین دارد تا برای شما عادت شود و در شرایط حساس و زمان کوتاه امتحان نیز آن را رعایت کنید. منظم و مرتب نوشتن فرمول‌ها و راه‌حل مسائل از این جهت اهمیت دارد که از بروز خطا و اشتباهات محاسباتی جلوگیری می‌کند. این نکته در موفقیت شما در کنکور بسیار مهم است.

۱۴. ابتدا به کتاب درسی و تست های کنکور توجه کنید

اگر دانش‌آموز مقطع دبیرستان هستید و قصد دارید برای کنکور آماده شوید، توجه به دو منبع اصلی یعنی کتاب درسی و تست‌‌های کنکور سال‌های قبل بسیار مهم است. در واقع اولین منبع شما کتاب درسی است. بنابراین بیشترین زمان و تمرکز خود را روی مطالب این کتاب‌ها و به‌ویژه تمرین‌های مطرح شده در آن‌ها اختصاص دهید. پس از آن به بررسی و تمرین تست‌های کنکور بپردازید. اگر این دو مرحله را انجام دادید، در مرحله بعدی می‌توانید از سایر کتاب‌های کمک درسی، حل تمرین، تست یا آزمون‌های آزمایشی استفاده کنید.

۱۵. مباحث را دسته‌ بندی کنید

یکی دیگر از مهم‌ترین راهکارهای مجموعه بهترین روش مطالعه فیزیک این است که مباحث مختلف را برای خود دسته‌بندی کنید. به این ترتیب زمانی که می‌خواهید سوالی را حل کنید، اولین چیزی که به ذهن شما می‌رسد این است که موضوع این سوال مربوط به کدام شاخه از فیزیک است. این نکته به شما کمک می‌کند تا ذهن سریعتر فایل مربوط به تمام فرمول‌ها و تعاریف آن مبحث از فیزیک را برای شما بازیابی کند. برای مثال، فرض کنید نمودار داده شده در سوالی به شکل زیر است:

نمودار
نمودار تغییرات شار مغناطیسی با زمان

در اولین برخورد و بدون خواندن متن سوال، از کمیت روی محور عمودی متوجه خواهید شد که باید به بررسی شار مغناطیسی و مفهوم خودالقاوری بپردازید. حتی ممکن است در حل این سوال نیاز باشد کلیه فرمول‌های مربوط به مبحث مغناطیس را روی کاغذ بنویسید تا بتوانید فرمول مناسب را انتخاب کنید. برای اینکه با دسته‌بندی مباحث فیزیک بهتر آشنا شوید، پیشنهاد می‌کنیم مطلب «انواع فیزیک – آشنایی کامل با شاخه های فیزیک» از مجله فرادرس را مطالعه کنید.

یادگیری فیزیک پایه دانشگاهی با فرادرس

اهمیت مباحث پایه‌ در فیزیک به قدری زیاد است که علاوه‌بر دانشجویان گرایش‌های مختلف رشته فیزیک، اغلب دانشجویان رشته‌های دیگر علوم پایه و تقریبا تمام دانشجویان رشته‌های مهندسی در مقطع کارشناسی خود چند واحد از دروس فیزیک پایه را می‌گذرانند. در همین راستا اگر علاقه‌مند به یادگیری عمیق‌تر این مباحث از طریق مشاهده فیلم‌های آموزشی و حل مثال و تمرین و تست هستید، فرادرس یک مجموعه کامل تهیه کرده است که در ادامه چند دوره آن را به‌عنوان پیشنهاد برای شما قرار داده‌ایم:

مجموعه آموزش فیزیک پایه و عمومی – درس، تمرین، حل مثال و تست فرادرس
برای مشاهده مجموعه فیلم آموزش فیزیک پایه و عمومی – درس، تمرین، حل مثال و تست فرادرس، روی تصویر کلیک کنید.

۱۶. در حد نیاز به قوانین پایه فیزیک مسلط شوید

آشنایی و تسلط بر قوانین بنیادین در فیزیک موجب می‌شود تا بتوانید درک فیزیکی صحیحی از پدیده‌های مختلف جهان داشته باشید. همچنین اگر این اصول، فرمول‌ها و پیامدهای آن‌ کاملا در ذهن شما جای بگیرند، حل اغلب مسائل فیزیک برای شما بسیار آسان‌تر خواهد شد، چرا که در بیشتر سوالات فیزیک راه‌حل با یکی از این قوانین شروع می‌شود. این قوانین بسیار گسترده‌ا‌ند و اصولا تسلط به تمام این اصول برای دانش‌آموزان مقطع متوسطه ممکن نیست.

ما در این مطلب از مجله فرادرس سعی کرده‌ایم یک فهرست جامع‌ از این اصول بنیادین ارائه کنیم تا بتوانید به عنوان یک مرجع از آن استفاده کنید. قوانینی کمک‌کننده در پیشبرد بهترین روش مطالعه فیزیک عبارت‌اند از:

  • قوانین حرکت نیوتن
  • قانون جهانی گرانش
  • قوانین پایستگی
  • قوانین ترمودینامیک
  • قانون کولن
  • قانون پلانک در تابش جسم سیاه
  • معادلات ماکسول
  • نظریه نسبیت اینشتین
  • مکانیک کوانتومی

قوانین حرکت نیوتن

قوانین حرکت نیوتن به عنوان شالوده اصلی مکانیک کلاسیک به منظور توصیف حرکت جسم و بررسی اثر نیروهای وارد شده به آن بکار می‌روند. تسلط به این قوانین و نحوه استفاده از فرمول‌های آن‌ بخش مهمی از مباحث و مسائل فیزیک متوسطه دوم را شامل می‌شود. برای اینکه در مسیر بهترین روش مطالعه فیزیک گام بردارید، پیشنهاد می‌کنیم به این سه قانون کاملا مسلط شوید.

اولین قانون نیوتن (قانون اینرسی) بیان می‌کند اگر برآیند نیروهای وارد شده به یک جسم صفر باشد (F=0sum F = 0سرعت ثابت ادامه می‌دهد. این قانون مفهوم اینرسی را تعریف می‌کند که به معنای تمایل اجسام برای حفظ وضعیت حرکتی خود است. از دومین قانون نیوتن یاد می‌گیریم که نیروی وارد بر یک جسم با جرم آن و شتاب تولید شده نسبت مستقیم دارد. این قانون به‌صورت کمی نشان می‌دهد که چگونه نیرو باعث تغییر در حرکت اجسام می‌شود و فرمول آن به شکل زیر است:

F=maF = ma

برای نمونه، مثال ۸ از دومین فصل کتاب فیزیک دوازدهم رشته تجربی را در نظر بگیرید. یک فنر با طول اولیه مشخص از یک نقطه آویزان است و به سر دیگر آن وزنه‌ای با جرم 200 gr200 gr متصل می‌شود. در سوال خواسته شده که پس از اینکه وضعیت حرکتی این سیستم به تعادل رسید، با داشتن طول نهایی فنر ثابت آن را پیدا کنید.

سیستم جرم و فنر
بررسی وضعیت حرکتی سیستم جرم و فنر توسط قانون دوم نیوتن

اولین قدم برای حل این سوال این است که قانون دوم نیوتن را بنویسیم. گام بعدی مشخص کردن تمام نیروهایی است که به فنر وارد می‌شوند (در این سوال نیروی وزن و نیروی کشش فنر را داریم). مرحله مهم بعدی تشخیص جهت این نیروها است، چون در قانون دوم نیوتن نیروها به‌صورت برداری با هم جمع می‌شوند. با انتخاب یک جهت مرجع به‌عنوان جهت مثبت (در شکل بالا جهت مثبت محور y به‌عنوان جهت مثبت برای نیروها در نظر گرفته شده است)، می‌توانیم قانون دوم نیوتن را به شکل زیر بنویسیم:

FeW=maF_e – W = ma

پس متوجه شدیم که اهمیت تسلط به قوانین نیوتن و مخصوصا قانون دوم تا چه اندازه بالا است. ادامه حل این سوال نیازمند شناخت انواع نیروها و فرمول‌بندی آن‌ها است. برای مثال، با نوشتن قانون هوک به‌جای FeF_eسومین قانون نیوتن یا قانون کنش و واکنش را داریم که طبق آن برای هر کنشی، واکنشی برابر و در جهت مخالف وجود دارد. این قانون ماهیت متقابل نیروها در تعاملات را توصیف می‌کند.

قانون جهانی گرانش

این قانون توصیف کننده این واقعیت است که هر جرمی جرم دیگر را با نیرویی جذب می‌کند که با حاصل‌ضرب جرم‌ها نسبت مستقیم و با مربع فاصله بین آن‌ها نسبت معکوس دارد. قانون جهانی گرانش نیوتن دلیل پایداری مدار سیارات، قمرها و دیگر اجرام آسمانی است.

قوانین پایستگی

قوانین پایستگی یا بقا که به شکل زیر تقسیم‌بندی می‌شوند، راهنمای حل بسیاری از مسائل فیزیک‌اند:

  • پایستگی جرم: مجموع جرم‌ها برای یک سیستم ایزوله شده در طول زمان ثابت می‌ماند.
  • پایستگی انرژی: انرژی به صورت خود به خود از بین نمی‌رود و ایجاد نمی‌شود، بلکه ممکن است فقط نوع آن تغییر کند.
  • پایستگی تکانه (مومنتوم): در نبود نیروهای خارجی، مجموع تکانه یک سیستم بسته ثابت می‌ماند.
  • پایستگی تکانه زاویه‌ای: تکانه زاویه‌ای کل یک سیستم ایزوله شده تا زمانی که هیچ گشتاور خارجی به آن وارد نشود، ثابت می‌ماند.

در فصل سوم کتاب درسی فیزیک پایه دهم از قانون پایستگی انرژی مکانیکی یعنی فرمول E1=E2E_1 = E_2

قوانین ترمودینامیک

مبحث ترمودینامیک شامل چهار قانون اساسی به شکل زیر است که از میان آن‌ها فقط به اولین قانون ترمودینامیک در کتاب درسی فیزیک دهم رشته ریاضی اشاره می‌شود. اما دانستن هر چهار قانون به شکل کامل برای اغلب دانشجویان رشته‌های فنی و مهندسی ضروری است:

نمونه‌ای از یک نمودار فشار و حجم در ترمودینامیک
نمودار P-V در ترمودینامیک

برای مثال در چهارمین مثال فصل پنجم از کتاب فیزیک دهم رشته ریاضی، سوالی حل شده است که از جمله مسائل معروف و پرتکرار در آزمون‌ها و امتحانات فیزیک به‌شمار می‌رود. در این نوع سوالات معمولا نموداری تحت عنوان نمودار P-V (مانند شکل بالا) همراه با یک سری اطلاعات اولیه به شما داده شده می‌شود و در مقابل لازم است تغییرات انرژی درونی یا گرمای داده شده به گاز را در فرآیندهای مختلف محاسبه کنید. برای پاسخ دادن به این نوع سوالات حتما باید به قانون اول ترمودینامیک و فرمول آن مسلط باشید:

U=Q+Wtriangle U = Q + W

قانون کولن

قانون کولن که در کتاب‌های درسی فیزیک یازدهم معرفی می‌شود، توصیف کننده نیروی الکترواستاتیکی بین اجسام باردار است. تسلط به فرمول این قانون به شما کمک می‌کند تا بخش زیادی از مسائل الکتریسیته را به‌راحتی حل کنید. همچنین اگر به نحوه کار با این فرمول مسلط شوید، در محاسبات میدان الکتریکی نیز موفق خواهید بود.

قانون پلانک در تابش جسم سیاه

«ماکس پلانک» (Max Planck) قانون تابش جسم سیاه را معرفی کرد که مقدمه‌ای بود بر مکانیک کوانتومی. این قانون توزیع طیفی تابش الکترومغناطیسی از یک جسم سیاه را کاملا فرمول‌بندی می‌کند. مباحث مطرح شده در این حوزه بخش مهمی از فصل چهارم کتاب فیزیک دوازدهم را به خود اختصاص داده است. برای مثال، معادله بالمر و ریدبرگ و سوالات مرتبط با این فرمول‌ها را زمانی می‌توانید به راحتی حل کنید که ابتدا قانون پلانک و تابش جسم سیاه را به‌درستی درک کرده باشید. این مسئله همان پیوستگی مطالب و مفاهیم در فیزیک است که بخشی از شالوده بهترین روش مطالعه فیزیک را تشکیل می‌دهد.

مکانیک کوانتومی

فیزیک کوانتوم سنگ‌بنای فیزیک مدرن است و رفتار ذرات را در مقیاس‌های اتمی و زیراتمی توصیف می‌کند. این نظریه با ارائه مفاهیمی مانند تابع احتمال و معادله شرودینگر، دوگانگی موج – ذره و اصل عدم قطعیت هایزنبرگ (که طبق آن نمی‌توان مکان و تکانه یک ذره را همزمان با دقت کامل دانست)، چالش‌های بزرگی برای فیزیک کلاسیک ایجاد کرده است. آشنایی با مفاهیم کوانتومی برای ادامه فیزیک در سطوح پیشرفته‌تر الزامی است.

شخصی در حال درس دادن ساختار اتم است.

معادلات ماکسول

«جیمز کلرک ماکسول» (James Clerk Maxwell) با استخراج چهار معادله مهم موفق شد پیوند بین الکتریسیته و مغناطیس را پایه‌گذاری کند. این معادلات رفتار میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی را توصیف کرده و پایه‌ مطالعه الکترومغناطیس محسوب می‌شوند. کاربرد این معادلات درک فیزیک فناوری‌هایی مانند رادیو، تلویزیون و اینترنت است. معمولا در فیزیک متوسطه نیازی به دانستن این معادلات نداریم، هر چند که مباحث فیزیک یازدهم مقدمه‌ای برای یادگیری این معادلات در سطوح دانشگاهی محسوب می‌شوند. همچنین در مقدمه فصل «آشنایی با فیزیک اتمی» در کتاب فیزیک دوازدهم رشته ریاضی به این مبحث، نظریه نسبیت انیشتین و نظریه کوانتومی اشاره شده است.

نظریه نسبیت انیشتین

«آلبرت اینشتین» (Albert Einstein) با مطرح کردن دو نظریه نسبیت خاص و عام انقلاب مهمی در مسیر پیشرفت فیزیک ایجاد کرد. نسبیت خاص که با معادله معروف E=mc2E = mc^2فضا – زمان را دگرگون کرد. طبق این نظریه قوانین فیزیک برای همه ناظران غیر شتاب‌دار یکسان است و سرعت نور در خلا ثابت است.

اجرام زرد، سبز و قرمز در فضا زمان خمیده
خمیدگی فضا – زمان و نسبیت عام

نسبیت عام نیز درک جدیدی از گرانش ارائه داد که کاملا با قانون جهانی گرانش نیوتن متفاوت است. طبق این نظریه اجرام سنگین بافت فضا – زمان را خم می‌کنند و باعث می‌شوند سایر اجرام در مسیرهای خمیده حرکت کنند. این نظریه پدیده‌هایی مانند عدسی گرانشی و اتساع زمان را پیش‌بینی می‌کند.

source

توسط expressjs.ir