#انقلاب_علمی #الکترومغناطیس #اتر #لورنتس #مکانیک_کلاسیک

🟡 انقلاب‌های فیزیک (قسمت ۱۶):

🟢 یک ناسازگاری دیگر در فیزیک کلاسیک (تابش جسم سیاه):

در داستان سیر خود در انقلاب‌های فیزیک، نظریه‌ی نسبیت را از نظر گذراندیم. اما چطور شد که به نظریه‌ی نسبت رسیدیم؟ باید باز گردیم به قسمت ۸- بخش ۱؛ عمیق‌ترین ناسازگاری فیزیک. آن‌جا بیان کردیم که در اواخر قرن نوزدهم، بیشتر فیزیک‌دانان معتقد بودند که دیگر علم فیزیک به آخر خط رسیده است و تنها چند مسئله‌ی حل نشده باقی مانده است. اما اینگونه نبود! نه تنها علم فیزیک به آخر خط نرسیده که تازه قرار است شروعی حیرت‌آور را شاهد باشد.

یکی از آن مسائل حل‌نشده منجر به نظریه‌ی نسبیت شد، که در طی چند قسمت گذشته، آن را مرور کردیم. اما مسئله‌های حل نشده‌ی دیگری هم بودند. این مسائل دنیای جدیدی را پیش روی فیزیک‌دانان باز کردند. دنیای جدیدی که تأثیر به سزایی در بسیاری از ابعاد زندگی بشریت گذاشت. این دنیای جدید فقط مختص فیزیک‌دانان نبود. فیلسوفان را نیز درگیر خود کرد، ریاضی‌دانان را همچنین، شیمی‌دانان را همچنین، بعدها زیست‌شناسان را، بعدها فناوری را، و این سیر هنوز هم ادامه دارد...

اما باز گردیم به مسئله‌ی مدنظر! از آزمایشات انجام شده متوجه شده بودیم که تمامی اجسام، در هر دمایی که باشند، از خود تابشی الکترومغناطیسی ساتع می‌کنند که معروف است به «تابش گرمایی». همچنین، اجسام این تابش‌های گرمایی را جذب نیز می‌کنند. از نتایج آزمایش‌ها فهمیده بودیم که تابش گرمایی ساتع شده از همه‌ی اجسام، در هر دمایی، متفاوت است. اولاً این تابش گرمایی در همه‌ی طول موج‌ها ساتع می‌شود، ولی بسته به اینکه دمای جسم چند درجه است، ممکن است در طول‌ موج‌های متفاوتی، شدت بیشینه را داشته باشد. وین سعی کرد تا رابطه‌ای برای آن بیابد که سرانجام موفق شد و این رابطه‌ امروز معروف است به «قانون جابه‌جایی وین».

حال سوال دیگر این بود که شدت تابش گرمایی با دمای جسم چه رابطه‌ای دارد؟ در واقع، می‌توان سوال جامع‌تری مطرح کرد و پرسید که چطور می‌توان تابش گرمایی را، با استفاده از مدل‌های موجود تا آن زمان، توصیف کرد؟ مدل‌های مربوط به این مسئله، یکی «ترمودینامیک» بود و دیگری «الکترومغناطیس». استفان و چند سال بعد بولتزمن توانستند پاسخی برای این سوال بیابند. کار ارزشمند بولتزمن این بود که توانست با استفاده از الکترومغناطیس و ترمودینامیک پاسخی برای این سوال بیابد. شدت کل تابش گرمایی، با توان ۴ دمای جسم رابطه‌ مستقیم دارد. ضریب تناسب هم از ضرب یک عدد بین ۰ و ۱ و ثابت بولتزمن به دست می‌آید. این رابطه امروز معروف است به «قانون استفان-بولتزمن».

💭 این داستان ادامه دارد...

🖋 نویسنده: مهدی فراهانی

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution