بزرگنمايي:

آریا بانو -
ترین ها/ زیباترین آزمایش های فیزیک در تاریخ!
١٠٤
٠
عجیب ترین / در عصری که ما زندگی می‌کنیم آزمایشهایی که چشمان جهانیان را خیره می‌کند ازجمله آزمایشهایی که برای یافتن توالی اجزای یک ژنوم، شکافتن ذرات ریز اتمی در شتابدهنده ها و تجزیه و تحلیل ستارگانی که با ما میلیاردها سال نوری فاصله دارند نیاز به میلیونها دلار سرمایه گذاری دارند و تجزیه و تحلیل اطلاعات به دست آمده از ابزارهای پیشرفته در این آزمایش ها ماهها به طول می‌انجامد.
رابرت کریز عضو گروه فلسفه دانشگاه نیویورک در استونی بروک که مورخ آزمایشگاه ملی بروک هیون هم هست، از فیزیکدانان خواست ده آزمایش برتر جهان فیزیک را نام ببرند. برخلاف انتظار عصر ما که آزمایشهای پیچیده توسط تیمهای برجسته دانشگاهها و مراکز تحقیقات صورت می‌پذیرد ده آزمایش برتری که به عنوان زیباترین آزمایشهای فیزیک در طول تاریخ انتخاب شد توسط ده فیزیکدان بسیار سرشناس انجام شده بود که دستیاران چندان زیادی هم نداشتند. ازهمه جالب‌تر این که این آزمایشهایی که در فهرست زیباترین آزمایشهای فیزیک جای گرفتند نیازی به کامپیوترهای فوق پیشرفته بسیار مدرن نداشتند.
این لیست در مجله Physics World نیز به چاپ رسیده است.
10- آزمایش پاندول فوکو
دانشمندان سال پیش پاندولی را به قطب جنوب بردند و مهر صحت بر آزمایشی زدند که در سال 1851 توسط ژان برنارد لئون فوکو با یک پاندول آهنی 30 کیلوگرمی آویزان از گنبد پانتئون انجام شد. فوکو به گوی یک پاندول سوزن گرامافون وصل کرده بود و روی زمین زیر گوی حلقه‌ای از شن‌های مرطوب قرار داد. در مقابل حیرت همه نشان داد که با وجودی که حرکت پاندول به جلو و عقب هدایت شده بود اما پاندول حرکتی دوار انجام داد. یعنی در واقع کف پانتئون در حال گردش بود و یا به عبارت بهتر زمین در حال چرخیدن حول محور خود بود. در پاریس هر 30 ساعت، پاندول در جهت عقربه‌های ساعت یک دور را کامل می‌کند. در نیمکره جنوبی این گردش در خلاف جهت عقربه‌های ساعت است. همانطور که دانشمندان معاصر نشان داده‌اند در قطب جنوب دوره گردش کامل پاندول 24 ساعت است.
9- آزمایش کشف هسته توسط رادرفورد
در سال 1911 رادرفورد و همکارانش با بمباران یک لایه بسیار نازک طلا با ذراتی به نام آلفا متوجه این حقیقت شدند که درصدی از این ذرات منحرف می‌شوند و درصدی درست در جهت مقابل باز می‌گردند. به این ترتیب رادرفورد موفق شد مدل قدیمی آرایش هسته و الکترون را که به «مدل کیک آلو» معروف بود به چالش بکشاند.
8- آزمایش گالیله با گوی‌های غلتان برروی سطح شیب دار
دراین آزمایش گالیله ثابت کرد که مسافت با زمان به توان دو نسبت مستقیم دارد و سرعت در جریان آزمایش ثابت باقی می‌ماند.
7- اندازه گیری محیط زمین توسط اراتوستن
هنگام انقلابین، در ظهر روزی که آفتاب در شهر آسوان مصر هیچ سایه‌ای ندارد به گونه‌ای که نور خورشید قادر است به طور مستقیم به ته یک چاه برسد، مورد توجه اراتوستن ـ کتابدار شهر اسکندریه در سه قرن پیش از میلاد مسیح ـ قرار گرفت. اراتوستن در چنین روزی درست هنگام ظهر که در آسوان سایه وجود ندارد در شهر اسکندریه سایه را اندازه گیری کرد، چاره‌ای نبود جز این که زمین را کروی در نظر بگیرد. چون سایه در اسکندریه نسبت به خط عمود هفت درجه بود. محیط هردایره 360 درجه است. براساس اندازه گیری اراتوستن میان اسکندریه وآسوان 7 درجه فاصله بود. [واحد اندازه گیری در آن زمان به جای متر «Stadium» بود.] با سفر میان دوشهر اسکندریه و آسوان معلوم شد که فاصله آنها براساس واحد اندازه گیری Stadium، 5000 است. به این ترتیب هفت درجه از 360 درجه، 5000 استادیوم اندازه گیری شده بود، پس محیط زمین براساس محاسبات اراتوستن 250000 استادیوم بود.
6- آزمایش کاوندیش در مورد میله و پیچش
از تئوریهایی که نیوتن در مورد گرانش داده بود یکی این بود که نیروی جاذبه میان دو جسم رابطه مستقیم با جرم به توان دو و رابطه معکوس با فاصله به توان دو دارد. در قرن هجدهم، هنری کاوندیش برای اندازه گیری قدرت گرانش، آزمایشی انجام داد. او یک میله چوبی دو متری که به دوسر آن دو کره فلزی نصب شده بود، انتخاب و با سیم، این میله چوبی را آویزان کرد.
با همین وسایل ساده کاوندیش موفق به اندازه گیری ثابت گرانشی شد. این آزمایش زمینه اندازه گیری جرم زمین هم بود.
5- آزمایش تداخل نور یانگ
همه تئوریهای نیوتن درست از آب درنیامد. او می‌گفت نور از ذرات تشکیل شده است و به صورت موج منتشر نمی‌شود. در سال 1803 توماس یانگ، درصدد برآمد به اثبات برساند نحوه حرکت پرتوهای نور به صورت موج است. او در پنجره سوراخی ایجاد کرد، همه پنجره‌ها را به دقت با پوششی ضخیم پوشاند. سپس، از یک آیینه برای تغییر جهت پرتویی از نور که از طریق این سوراخ وارد می‌شد، استفاده کرد. با استفاده از یک کارت که عرض آن یک میلیمتر بود جلوی نیمی از سوراخ را گرفت. در نتیجه به توالی، نوارهای سایه و روشنی مشاهده کرد. این پدیده در صورتی قابل توضیح است که پرتوهای نور مانند امواج در یکدیگر تداخل ایجاد کنند. بعدها این آزمایش را با دو سوراخ انجام دادند و نتیجه واضح‌تری به دست آمد.
4- انکسار نور با منشور توسط نیوتن
ایزاک نیوتن در سالی به دنیا آمد که گالیله مرد. نیوتن فارغ التحصیل کالج تثلیث کمبریج بود. این بار هم نیوتن دانش متعارف به جامانده از دوران ارسطو را زیر سؤال برد. تلقی مردم از نور خورشید مانند برداشت ارسطو بود و نور را خالص می‌دانستند. با وجودی که مردم رنگین کمان را دیده بودند. تا پیش از عبور نور از منشور و تجزیه آن به هفت رنگ حتی فکرش را نمی‌کردند نور متشکل از این رنگها باشد.
3- آزمایش قطره روغن میلیکان
قرن‌ها بود که دانشمندان الکتریسیته را چه در مورد رعد و برق چه الکتریسته ساکن ناشی از تماس برس با موی سر مشاهده کرده بودند. در سال 1897 تامسون فیزیکدان بریتانیایی پایه گذار این دانش شد که الکتریسیته از ذراتی به نام الکترون که بار منفی دارند تشکیل شده است. رابرت میلیکان آمریکایی در سال 1909 موفق به اندازه گیری بار منفی در الکترونها شد. برای این کار از چند وسیله ساده استفاده کرد. با استفاده از افشانه‌هایی که ادکلن را به صورت افشانه درمی آورند روغن را در یک محفظه شفافی افشاند که دو طرف آن به دو سر یک باطری متصل بودند. به این ترتیب یک سر محفظه مثبت و سر دیگر آن منفی بود.
زمانی که نیروی گرانش با نیروی جاذبه الکتریکی که قطرات روغن باردار را به سمت خود می‌کشید برابر می‌شد قطره در میان آسمان و زمین معلق می‌ماند. در واقع در حالت عادی این قطره به خاطر نیروی گرانش باید پایین می‌افتاد اما در اثر نیروی جاذبه الکتریکی در حال حرکت، به سمت قطب مخالف بود. چون دو نیرو برابر شدند، این قطره روغن از حرکت باز ایستاد. با همین وسایل ساده میلیکان موفق به اندازه گیری بار الکتریکی یک الکترون شد.
2- آزمایش گالیله درمورد سقوط اجسام
در اواخر دهه 1500 میلادی گالیلئو گالیله که کرسی استادی دانشگاه پیزا را داشت، دانش متعارف زمان خود را زیر سؤال برد. با انداختن دو شیء از بالای برج پیزا که وزنشان برابر نبود نشان داد که شیء سنگین‌تر زودتر از جسم سبک‌تر فرود نمی‌آید. اگر این کشف را در دوران ارسطو انجام داده بود به قیمت شغلش تمام می‌شد.
1- آزمایش ماکس پلانک و تئوری کوانتوم
در مورد نور نه حق به جانب نیوتن بود و نه یانگ، نه می‌توان نور را فقط ذرات فوتون دانست و نه امواج، بلکه نور هر دو خاصیت را دارد. در اوایل قرن بیستم ماکس پلانک و بعد آلبرت اینشتین نشان دادند که نور به صورت بسته‌های بسیار کوچکی منتشر و جذب می‌شود که به آن فوتون می گویند. در عین حال آزمایشهای دیگر هم موجی بودن حرکت نور را به اثبات می‌رسانند.
برای اثبات در اینجا به جای آزمایش از سوراخ یانگ و پرتوهای نور از پرتوهای الکترون استفاده می‌شود. ذرات، براساس قوانین کوانتومی، پدیده‌ای شبیه به نور در آزمایش تداخل یانگ از خود برجای می‌گذارند، اگرچه این آزمایش در سال 1961 توسط کلاوس جانسون از توبینگن انجام شد اما در این سالها دیگر یافته‌های دانش به قدری زیاد و گسترده شده بود که دیگر نمی‌توانست نامهایی ابدی مثل نیوتن و اینشتین در اذهان مردم دنیا بیافریند.