چوار گۆڕەپانەکەی میکانیک
چوار گۆڕەپانە سەرەکییەکەی میکانیک ئەمانەن:
-میکانیکی کلاسیکی (نیوتن)
-ڕێژەییی تایبەت (ئاینشتاین)
-میکانیکی کوانتەمی (بۆر، هایزنبێرگ، شرۆدینگەر و ئەوانی تر)
-تیۆریی بواری کوانتەمی (دیراک، پاوڵی، فاینمەن، شوینگە و ئەوانی تر)
میکانیکی نیوتنی لەبارە بۆ زۆرێک لە شتەکانی ژیانی ڕؤژانە، بەڵام بۆ ئەو تەنانەی بە خێراییە بەرزەکان دەجووڵێن (نزیک خێرایی ڕووناکی) ناڕاستە و پێویستە ڕێژەییی تایبەتی (کە ساڵی ١٩٠٥ ئاینشتاین خستییە ڕوو) بەکاربهێنرێت؛ بۆ ئەو تەنانەی کە بێ ئەندازە بچووکن (وەک گەردیلە یان بچوکتر) ئەمیش بە چەندین هۆکاری جیاواز شکست دەهێنێت و میکانیکی کوانتەمی جێگەی دەگرێتەوە (کە لە لایەن بۆر، شرۆدینگەر، هایزنبێرگ و چەندینی تر بە زۆری لە ساڵانی ١٩٢٠دا گەشەی پێدراوە). بۆ ئەو تەنانەی کە خێراییان زۆر بەرزە و زۆریش بچووکن (وەک ئەوەی لە فیزیکی تەنۆلکەییدا باوە)، جۆرێک لە میکانیک بەکاردێت کە ڕێژەییی تایبەت و میکانیکی کوانتەم یەکدەخات؛ ئەم میکانیکی کوانتەمییە ڕێژەیییە پێی دەوترێت تیۆریی بواری کوانتەمی Quantum Field Theory. ئەم تیۆرییە لە سییەکان و چلەکانی سەدەی ڕابردوودا هاتە ئاراوە، بەڵام تەنانەت ئێستاش ناتوانین بانگەشەی ئەوە بکەین کە سیستەمێکی تەواو پەسەند و بێ کەموکوڕییە.
چوار جۆرەکەی هێز
میکانیک هەڵسوکەوتی سیستەمێکمان بۆ لێکدەداتەوە کاتێک کە هێزێک کار بکاتە سەری. لە فیزیکدا تا ئێستا چوار جۆر هێز هەن کە دەیانناسین: ڕیزبەندییەکە لە بەهێزترینەوە بۆ لاوازترینیانە:
-هێزی ناوکی بەتین
-هێزی کارۆموگناتیسی
-هێزی ناوکی لاواز
-کێشکردن
ڕەنگە سەیر بێت بەلاتەوە کە بۆچی ژمارەیان هێند کەمە! یان ئەم پرسیارانەت بۆ درووست بووبن: ئەی کوا هێزی لێکخشاندن؟ ئەو کوا ئەو هێزە ستوونییە کە ناهێڵێت بە عەرزەکەدا بچیتە ناوەوە و ڕاگیری کردوویت؟ ئەی هێزی بەیەکداکێشانی نێوان دوو تۆپی بیلیارد؟ وەڵامەکە ئەوەیە کە هەموو ئەم هێزانە لە جۆری دووەمن، کە هێزی کارۆموگناتیسییە. لە ڕاستیدا ڕەنگە زیادەڕۆیی نەبێت ئەگەر بڵێین ئێمە لە جێهانێکی کارۆموگناتیسیدا دەژین، هەموو ئەو هێزانەی ڕۆژانە سەروکارمان لەگەڵیان هەیە هێزی لە بنەڕەتەوە هیزی کارۆموگناتیسین، هەڵبەت جگە لە هێزی کێشکردن.
هیزی ناوکی بەتین کە پڕۆتۆن و نیوترۆنەکانی ناو ناوکی گەردیلەی پێکەوە ڕاگیر کردووە، سەرەڕای ئەوەی کە سەد ئەوەندەی هێزی کارۆموگناتیسی بەهێزە، لەبەرئەوەی مەوداکەی زۆر زۆر کورتە هەستی پێناکەین. هیزە ناوکییە لاوازەکانیش کە بەرپرسن لە هەندێک جۆری شیبوونەوەی تیشکاوەری ناوکی، هەر مەودایان کورتە و زۆریش لە هێزی کارۆموگناتیسی لاوازترن. هێزی کێشکردنیش، زۆر زۆر لاوازە بە بەراورد بە هێزەکانی تر، ئەوەی کە ئاوا هەستی پێدەکەین هۆکارەکەی ئەو بارستاییە زۆر گەورەیەی خۆر و زەوییە. هێزی یەکتر دوورخستنەوەی نێوان دوو ئەلکترۆن کە هێزی کارۆموگناتیسییە، دە بە توان ٤٢ هێندەی هێزی کێشکردنی نێوانیان بە هۆی بارستایییەکەیانەوە بەهێزترە، ئەمەش بەراوردێکی زۆر باشە بۆ ئەوەی تێبگەین کێشکردن چەند هێزێکی لاوازە. ئەگەر ئەو هێزەی ناوک و ئەلکترۆنەکانی گەردیلەیەکی ڕاگیر کردووە، لە بری هێزی کارەبایی، هێزی کێشکردن بوایە، ئەوا بە هۆی لاوازییەکەیەوە، گەردیلەیەکی وەک هایدرۆجین زۆر لە هەموو گەردوون گەورەتر دەبوو.
هێزی کارۆماگناتیسی هەموو شتێکی ژیانی ڕۆژانەمانی تەنیوە و لە هەموو شتێکدا هەیە، جگە لەوەش لە ئێستادا تاکە هێزە کە بە تەواوەتی لێی تێگەیشتووین. بۆ نمونە هەرچەند تیۆرییەکی کلاسیکیمان هەیە بۆ کێشکردن (یاسا گشتگیرەکەی نیوتن) و هەروەها کێشکردنی ڕێژەیی (تیۆریی ڕێژەییی گشتی ئاینشتاین)مان هەیە، بەڵام هێشتا تیۆرییەکی کوانتەمی پەسەند بۆ کێشکردن بنیات نەنراوە (هەرچەند زۆرێک لە ئێستادا کاری لەسەر دەکەن). لە ئێستادا تیۆرییەکی هەرچەند کێشەدار، بەڵام زۆرباش هەیە بۆ کارڵێکە لاوازەکان و هەروەها کاندیدێکی سەرنجڕاکێشیش هەیە بۆ کارلێکە بەهیزەکان کە پێی دەگوترێت کڕۆمۆداینامیک. سەرچاوەی ئیلهامی هەموو ئەم تیۆرییانە کە هیچیان لەم قۆناغەدا پشتڕاسکردنەوەی ئەزموونی تەواویان پێ نییە، ئەلکترۆداینامیک بووە. بۆیە ئەلکترۆداینامیک کە تیۆرییەکە زۆر بە جوانی کامڵ و سەرکەتوو بووە، بۆتە جۆرێک لە پارادایم بۆ فیزیکزانەکان: بۆتە مۆدێلێکی نمونەیی کە تیۆرییەکانی ترهەوڵی چاولێکەری دەدەن. یاساکانی ئەلکترۆداینامیکی کلاسیکی هەر یەکێکیان بە جیا لە لایەن فرانکلین، کۆڵۆم، ئەمپێر، فاڕادای و ئەوانی ترەوە دۆزراونەتەوە، بەڵام ئەو کەسەی هەموویانی بەم شێوەیەی ئەمڕۆ کردە یەک و ڕێکی خستن و بەیەکەوە کۆی کردنەوە، بریتی بوو لە جەیمس کلارک ماکسوێڵ. لە ئێستادا ئەم تیۆرییە بۆ ١٥٠ ساڵ دەچێت کە هەیە.
یەکخستنی تیۆرییەکانی فیزیک
لە سەرەتادا، کارەبا و موگناتیس دوو بابەتی تەواو لێک جیا بوون. یەکێکیان لێکدانەوەی بۆ تووڵی شوشە، کوڵکی پشیلە، باتری، تەزوو، شیبوونەوەی کارەبایی و هەورەبروسکە دەکرد؛ ئەوی تریش سەروکاری لەگەڵ تووڵی موگناتیس، ناواخنی ئاسن، دەرزی قیبلەنما و جەمسەری باکوور هەبوو. بەڵام لە ساڵی ١٨٢٠دا، ئۆرستد تێبینی ئەوەی کرد کە تەزووی کارەبایی دەکرێت ببێتە هۆی جووڵاندنی دەرزیی قیبلەنما. هەر زوو دوای ئەوە، ئەمپێر بە وادانانێکی ڕاست، ئەوەی خستە ڕوو کە هەموو دیاردە موگناتیسییەکان بە هۆی بارگەکارەباییە جووڵاوەکانەوەن. دواتر، لە ساڵی ١٨٣١دا، فاڕادای دۆزییەوە کە موگناتیسی جووڵاو دەبێتە هۆی بەرهەمهاتنی تەزووی کارەبا. تا ئەو کاتەی ماکسوێڵ و لۆرینز سەرقاڵی دوایین کارەکان بوون لەسەر تیۆرییەکە، ئیتر کارەبا و موگناتیس تەواو تێکەوەپێچرابوون و جیابوونەوەیان زەحمەت بوو. چیتر نەدەکرا وەک دوو بابەتی جیا لێیان بڕوانرێت، بەڵکوو وەک دوو ڕووی یەک بابەت تەماشا دەکران کە ناونرا بە کارۆموگناتیسی Electromagnetism.
فاڕادای وای بۆ دەچوو کە ڕووناکییش بە سروشت هەر کارەباییە. تیۆرییەکەی ماکسوێڵ پشتیوانییەکی سەرنجڕاکێشی لەو گریمانەیەی فاڕادای دەکرد، و هەر زووش بابەتی بیناییزانی کە ئەو بابەتەیە کە لە هاوێنە، ئاوێنە، ئاوێزە، بەیەکداچوون و شکانەوە دەکۆڵیتەوە، هاتە پاڵ کارۆموگناتیسی. زانا هێرتز کە پشتڕاستکردنەوەی تاقیکاریی یەکلاکەرەوەی بۆ تیۆرییەکەی ماکسوێڵ پێشکەش کرد لە ساڵی ١٨٨٨دا، بەم شێوەیە باسی لەم بابەتە کردووە: “ئێستا پەیوەندی نێوان ڕووناکی و کارەبا چەسپاوە … لە هەموو بڵێسەیەکدا، لە هەموو تەنۆلکەیەکی درەوشاوەدا، ئێمە پڕۆسەیەکی کارەبایی دەبینینن … هەر بۆیە قەڵەمڕەوی کارەبا درێژ دەبێتەوە بۆ هەموو شوێنێکی سروشت. تەنانەت زۆر بە نزیکی کاریگەری لەسەر خۆشمان هەیە: ئێمە دەزانین کە ئەندامێکی کارەباییمان هەیە، کە چاوە!” کەوابوو تا ساڵی ١٩٠٠، سێ لقی سەرەکی فیزیک کە کارەبا، موگناتیس و بیناییزانی بوون، لەیەک تیۆریدا یەکیان گرتبوو. (هەر زوو دەرکەوت کە ڕووناکی بینراو تەنها بەشێکی زۆر بچووکە لەو شەبەنگە بەرینەی تیشکدانی کارۆموگناتیسی کە هەیە، هەر لە شەپۆلی ڕادیۆیی، مایکرۆیی، ژێرسوور و سەروو بنەوشەیی تا دەگاتە تیشکی ئێکس و گاما.)
ئاینشتاین، خەونی بە یەکخستنیکی زیاتری هێزەکانەوە دەبینی، یەکخستننێک کە کێشکردن و ئەلکترۆداینامیک بە یەکەوە کۆ بکاتەوە هەروەک چۆن کارەبا و موگناتیس سەدەیەک پێشتر یەکخرابوون. هەوڵەکەی ئەو بۆ یەکخستنی تیۆرییەکان کە پێی دەوترا تیۆریی بواری یەکگرتوو سەرکەوتوو نەبوو، بەڵام لە سەرەتاکانی ١٩٦٠ەکاندا هەوڵی جدی و سەرکەوتوو درا بۆ یەکخستنی زیاتر، کە ئەویش یەکخستنی هێزی ناوکی لاواز و هێزی کارۆموگناتیسی بوو لە لایەن گڵاشۆ، واینبێرگ و سەلام و ناونرا electroweak، تا لە درێژەی ئەمە و لە سەرەتای ساڵانی ١٩٨٠دا هەوڵەکان گەیشتە لوتکەی خۆی بە تیۆری سوپەرسترینگ (بەرزەژێ) superstring theory (کە بە پێی قسەی ئەوانە بێت کە لایەنگری دەکەن و کار دەکەن بۆ بەرەوپێش بردنی، ئەو تیۆرییە هەر چوار هێزەکە لە تیۆرییەکدا بە ناوی “تیۆرییەک بۆ هەموو شتێک” لە خۆ دەگرێت). لە هەر هەنگاوێکی ئەم ڕێڕەوەدا، سەختی و ناهەموارییە ماتماتیکییەکان کەڵەکە دەبن و مەودای نێوان مەزەندەکردنە تیۆرییەکان و تاقیکردنەوەکان فراوانتر دەبێت؛ هەرچۆنێک بێت ڕوونە کە یەکخستنی هێزەکان کە لە سەرەتاوە بە ئەلکترۆداینامیک دەستی پێکرد بۆتە بابەتێکی سەرەکی بەرباس لە بەرەوپێشچوونی فیزیکدا.
داڕشتن(فۆرمەڵەکردن)ی ئەلکترۆداینامیک لە سەر بنەمای ‘بوار’
ئەو کێشە بنەڕەتییەی کە تیۆری کارۆموگناتیسی هیواخوازە چارەسەری بکات ئەمەیە: کۆمەڵێک بارگەی کارەباییت هەیە لێرە (ڕەنگە کەمێکیش جووڵەجووڵیان پێ بکەین)؛ چی ڕوودەدات بەسەر کۆمەڵە بارگەیەکی تردا کە کەمێک لەولاترن؟ چارەسەرە کلاسیکییەکە لە شێوەی تیۆرییەکی بواردایە: ئێمە دەڵێین کە فەزای دەوری بارگەیەکی کارەبایی بە بواری کارەبایی و موگناتیسی تەنراوە (یاخود با بڵێین بە بواری کارۆموگناتیسیی بارگەکە). لە کاتی هەبوونی ئەم بوارانە لە شوێنێکدا، ئەگەر بارگەیەکی تر بهێنین، ئەوا بارگەکە تووشی هێزێک دەبێت و کاریگەری هێزێکی دەکەوێتە سەر، بۆیە ئەم بوارانە کاریگەریی بارگەیەک بۆ بارگەیەکی تر دەگوازنەوە و دەبنە هۆی ئەو کارلە یەک کردنەی نێوان دووبارگەکە. کاتێک بارگەیەک تاو دەدرێت، دەکرێت بڵێین بە شێوەیەک لە شێوەکان بەشێک لە بوارەکەی لێ دەبێتەوە و ئەو بەشە کە لێ بۆتەوە بە خێرایی ڕووناکی دەجووڵێت و هەڵگری وزە، تەوژم و گۆشەتەوژمە. بەو بەشە لێ بۆوەیە دەگوترێت تیشکدانی کارۆموگناتیسی کە ڕووناکی بینراویش بەشێکە لێی. ڕوودانی ئەمە وا دەخوازێت کە بوارەکان وەک قەوارەی سەربەخۆ و جیا بوونیان هەبێت و هێندەی گەردیلەیەک یان تۆپێکی بەیسبۆڵ بە شتانێکی ڕاستییان دابنێین. هەر بۆیە لە ئەلکترۆداینامیکدا سەرنجی ئێمە لە توێژینەوە لە هێزی نێوان بارگەکانەوە دەچێتە سەر توێژینەوە لە تیۆری بوارەکان خۆیان. بەڵام وەک دەزانین بۆ ئەوەی بواری کارۆموگناتیسی دروست ببێت وا پێویست دەکات بارگەیەکی کارەبایی بوونی هەبێت، بۆ ئەوەیش کە بوارێک دیتێکت بکەین پێویستمان بە بارگەیەکی تر دەبێت، بۆیە خوێندنی ئەلکترۆداینامیک بە خوێندن و بیرهێنانەوەی خاسیەتەکانی بارگەکان دەبێت کە بەشێکیان ئەمانەن بە کورتی:
بارگە دوو جۆری جیاوازی هەیە، پێیان دەڵێین: موجەب و سالب و ئەگەر ژمارەی یەکسان لە هەردووکیمان هەبێت ئەوا کاریگەری یەکتری ناهێڵن. بە گشتی لە ماددەدا ژمارەی ئەم بارگانە یەکسانە ئەگەر نا بۆ نمونە پەتاتەیەک زۆر بە خراپی دەتەقایەوە ئەگەر بە ڕێژەی ١ بۆ ١٠ بە توان ١٠ ناڕێکی هەبوایە لە ژمارەی بارگە موجەبەکان بۆ سالبەکانیدا.
بارگە پارێزراوە، نە دەکرێ دروست بکرێت و نە دەکرێت لە ناو ببرێت. هەروەها خاسیەتێکی تری زۆر گرنگ ئەوەیە کە بارگە کوانتایزە، واتە تەنها پارچەی جیاکراوەیە بە بڕێکی دیاریکراو و چەند جارەی ئەمە، نەک هەر بڕێکی هەڕەمەکی.
سەرچاوە: کتێبی: Introduction to Electrodynamics, 4th edition نووسینی: David J. Griffiths
بۆ فێربوونی شێوازی داونڵۆدکردنی ئەم کتێبە سەردانی ئەم لینکە بکە:
چۆن هەر کتێب یان توێژینەوەیەک کە دەمەوێت داونڵۆدی بکەم؟
وێنەی بەرگی کتێبەکە:
