ສະຫຼຸບ
ຟີຊິກ (Physics) ແມ່ນຫຍັງ? ເຈາະເລິກວິທະຍາສາດພື້ນຖານ ຕັ້ງແຕ່ອະຕອມຈົນເຖິງກາແລັກຊີ!. ເຄີຍສົງໄສບໍວ່າ ເປັນຫຍັງວັດຖຸຈຶ່ງຕົກລົງສູ່ພື້ນດິນ? ແສງເດີນທາງດ້ວຍຄວາມໄວເທົ່າໃດ? ແລະ ຫົວໃຈຂອງຈັກກະວານຖືກຄວບຄຸມດ້ວຍກົດເກນໃດ?. ມື້ນີ້ Laopedia ຈະພາທຸກຄົນມາເຮັດທຳຄວາມຮູ້ຈັກກັບ "ຟີຊິກ" (Physics) ວິທະຍາສາດທີ່ເກົ່າແກ່ທີ່ສຸດ ເຊິ່ງເປັນກະດູກສັນຫຼັງຂອງຄວາມຮູ້ທັງມວນ! 👇 1️⃣ ຟີຊິກແມ່ນຫຍັງ ແລະ ທີ່ມາຂອງຄຳສັບ ຄວາມໝາຍ: ຟີຊິກຄືການສຶກສາ ສານ (Matter) ທຸກສິ່ງທີ່ຄອບຄອງພື້ນທີ່ ແລະ ແຮງ (Forces) ທີ່ເຮັດໃຫ້ສິ່ງຕ່າງໆເຄື່ອນທີ່ ຫຼື ປ່ຽນແປງ ລວມທັງພະລັງງານ ແລະ ສົມດຸນໃນຈັກກະວານ. Etymology (ທີ່ມາຂອງຄຳ): ມາຈາກພາສາກຣີກບູຮານທີ່ແປວ່າ “ທຳມະຊາດ” ໂດຍມີເປົ້າໝາຍຫຼັກໃນການຄົ້ນຫາກົດເກນພື້ນຖານທີ່ເຮັດໃຫ້ຈັກກະວານດຳເນີນໄປໄດ້. 2️⃣…
ຟີຊິກ (Physics) ແມ່ນຫຍັງ? ເຈາະເລິກວິທະຍາສາດພື້ນຖານ ຕັ້ງແຕ່ອະຕອມຈົນເຖິງກາແລັກຊີ!.
ເຄີຍສົງໄສບໍວ່າ ເປັນຫຍັງວັດຖຸຈຶ່ງຕົກລົງສູ່ພື້ນດິນ? ແສງເດີນທາງດ້ວຍຄວາມໄວເທົ່າໃດ? ແລະ ຫົວໃຈຂອງຈັກກະວານຖືກຄວບຄຸມດ້ວຍກົດເກນໃດ?.
ມື້ນີ້ Laopedia ຈະພາທຸກຄົນມາເຮັດທຳຄວາມຮູ້ຈັກກັບ “ຟີຊິກ” (Physics) ວິທະຍາສາດທີ່ເກົ່າແກ່ທີ່ສຸດ ເຊິ່ງເປັນກະດູກສັນຫຼັງຂອງຄວາມຮູ້ທັງມວນ! 👇
1️⃣ ຟີຊິກແມ່ນຫຍັງ ແລະ ທີ່ມາຂອງຄຳສັບ
- ຄວາມໝາຍ: ຟີຊິກຄືການສຶກສາ ສານ (Matter) ທຸກສິ່ງທີ່ຄອບຄອງພື້ນທີ່ ແລະ ແຮງ (Forces) ທີ່ເຮັດໃຫ້ສິ່ງຕ່າງໆເຄື່ອນທີ່ ຫຼື ປ່ຽນແປງ ລວມທັງພະລັງງານ ແລະ ສົມດຸນໃນຈັກກະວານ.
- Etymology (ທີ່ມາຂອງຄຳ): ມາຈາກພາສາກຣີກບູຮານທີ່ແປວ່າ “ທຳມະຊາດ” ໂດຍມີເປົ້າໝາຍຫຼັກໃນການຄົ້ນຫາກົດເກນພື້ນຖານທີ່ເຮັດໃຫ້ຈັກກະວານດຳເນີນໄປໄດ້.
2️⃣ ປະຫວັດສາດການພັດທະນາຂອງຟີຊິກ
1️⃣ ດາລາສາດຍຸກຕົ້ນ: ມະນຸດສຶກສາທ້ອງຟ້າ, ດວງດາວ ແລະ ດາວເຄາະມາຕັ້ງແຕ່ຫຼາຍພັນປີກ່ອນ (ຊາວຊູເມຣ, ອີຢິບບູຮານ). 2️⃣ ປັດຊະຍາທຳມະຊາດ: ຍຸກທີ່ກຣີກບູຮານ (ເຊັ່ນ ເດໂມຄຣິຕັສ) ເລີ່ມຄິດເລື່ອງ “ອະຕອມ” ວ່າທຸກສິ່ງປະກອບດ້ວຍອະນຸພາກນ້ອຍໆ.
3️⃣ ຟີຊິກໃນຍຸກທອງຂອງອິດສະລາມ: ນັກວິຊາການເຊັ່ນ ອິບນ໌ ອັລ-ຮາຍທຳ ໄດ້ບຸກເບີກວິຊາທັດສະສາດ (Optics) ແລະ ວາງຮາກຖານວິທີການທາງວິທະຍາສາດ.
4️⃣ ຟີຊິກແບບຄລາສສິກ (Classical Physics):
- ກາລິເລໂອ ໃຊ້ກ້ອງສ່ອງທາງໄກສຶກສາທ້ອງຟ້າ ແລະ ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ.
- ເຊີໄອແຊັກ ນິວຕັນ ປະສົມປະສານຈົນເກີດ “ກົດ 3 ຂໍ້ຂອງການເຄື່ອນທີ່” ແລະ ກົດແຮງໂນ້ມຖ່ວງສາກົນ.
5️⃣ ຟີຊິກສະໄໝໃໝ່ (Modern Physics):
- ອາລະເບີດ ໄອສະຕາຍ ພັດທະນາ ທິດສະດີສຳພັດພິເສດ (Special Relativity) ປ່ຽນມຸມມອງເລື່ອງເວລາ ແລະ ອະວະກາດ.
- ກໍາເນີດ ກົນສາດຄວັນຕຸມ (Quantum Mechanics) ເພື່ອອະທິບາຍໂລກຂອງອະນຸພາກຂະໜາດນ້ອຍ.
3️⃣ ຫົວໜ່ວຍມາດຕະຖານ (SI Units) ໃນຟີຊິກ
ຟີຊິກເປັນວິທະຍາສາດເຊີງປະລິມານທີ່ອາໄສການວັດແທກດ້ວຍຕົວເລກ ແລະ ຄະນິດສາດ ໂດຍໃຊ້ ລະບົບ SI ຫຼັກໆ 4 ຢ່າງ (ແລະ 3 ຫົວໜ່ວຍ):
- ⚖️ ກິໂລກຣາມ (Kilogram) – ມວນ
- 📏 ແມັດ (Metre) – ຄວາມຍາວ
- ⏱️ ວິນາທີ (Second) – ເວລາ
- ⚡ ແອມແປ (Ampere) – ກະແສໄຟຟ້າ (ພ້ອມດ້ວຍ ໂມນ, ແຄນເດລາ ແລະ ເຄວິນ)
📖 ຢາກອ່ານບົດຄວາມແບບລະອຽດ ເພື່ອເຈາະເລິກສາຂາຕ່າງໆຂອງຟີຊິກ (ທັງຄລາສສິກ ແລະ ສະໄໝໃໝ່), ການໃຊ້ວິທີການທາງວິທະຍາສາດ (Scientific Method) ແລະ ຜົນງານຂອງນັກຟີຊິກລະດັບໂລກ? 👉 ອ່ານບົດຄວາມເຕັມລຸ່ມນີ້:
ຟີຊິກ ເປັນສາຂາວິຊາທີ່ສຳຄັນຫຼາຍຂອງ ວິທະຍາສາດ (science). ເພາະມັນຊ່ວຍໃຫ້ເຮົາເຂົ້າໃຈວ່າທຸກສິ່ງອ້ອມຕົວເຮົາເຮັດວຽກແນວໃດ ຕັ້ງແຕ່ ອະຕອມ (atoms) ທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍທີ່ສຸດ ຈົນເຖິງ ກາແລັກຊີ (galaxies) ອັນກວ້າງໃຫຍ່ໄພສານ. ຟີຊິກສຶກສາ ມວນສານ (matter) ຊຶ່ງໝາຍເຖິງທຸກສິ່ງທີ່ຢູ່ທຸກພື້ນທີ່ ແລະ ແຮງຜັກດັນ (forces) ທັງໝົດທີ່ເຮັດໃຫ້ສິ່ງຕ່າງໆເຄື່ອນທີ່ ຫຼື ປ່ຽນແປງ. ນອກຈາກນີ້, ຍັງຄົ້ນຄວ້າແນວຄິດໃຫຍ່ໆ ເຊັ່ນ: ພະລັງງານ (energy), ໂມເມນຕຳ (momentum) ແລະ ວິທີທີ່ສິ່ງຕ່າງໆຮັກສາສົມດຸນຢູ່ໃນ ຈັກກະວານ (universe). ຄຳວ່າ: “physics” ມາຈາກ ຄຳກຣີກບູຮານ (old Greek word) ທີ່ແປວ່າ: “ທຳມະຊາດ”.
ຟີຊິກ ເປັນໜຶ່ງໃນວິທະຍາສາດທີ່ເກົ່າແກ່ທີ່ສຸດ ແລະ ເປົ້າໝາຍຫຼັກຂອງມັນຄືການຄົ້ນຫາກົດເກນທີ່ເຮັດໃຫ້ ຈັກກະວານ (universe) ດຳເນີນໄປໄດ້.
ຕົວຢ່າງຕ່າງໆຂອງປະກົດການທາງຟີຊິກ. ຮູບພາບບາງສ່ວນກ່ຽວກັບຟີຊິກ: (ຈາກເທິງຊ້າຍ, ວຽນຕາມເຂັມໂມງ) ການຫັກເຫຂອງແສງ (ເຊິ່ງອະທິບາຍໂດຍ w:en:Optics) ເລເຊີ ບານລູນລົມຮ້ອນ ລູກຂ່າງ (ເຊິ່ງການເຄື່ອນທີ່ຂອງມັນອະທິບາຍໂດຍກົນສາດຄລາສສິກ) ຜົນຂອງການຊົນກັນແບບບໍ່ຢືດຫຍຸ່ນ ວົງໂຄຈອນອະຕອມຂອງໄຮໂດເຈນ (ເຊິ່ງອະທິບາຍໂດຍ w:en:quantum mechanics) ລະເບີດປະລະມານູກຳລັງລະເບີດ ຟ້າຜ່າ (ເຊິ່ງເປັນປະກົດການທາງໄຟຟ້າ) ກາແລັກຊີ (ຮູບຖ່າຍໂດຍກ້ອງສ່ອງທາງໄກອະວະກາດຮັບເບິນ ຫຼື the Hubble Space Telescope).
ປະຫວັດສາດຂອງຟີຊິກ (History of Physics)
ດາລາສາດຂອງອີຢິບບູຮານເຫັນໄດ້ຊັດຈາກອະນຸສາວະລີຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ເພດານສຸສານຂອງເຊເນມຸດ ຈາກ ລາຊະວົງທີ 18 ຂອງອີຢິບ (Eighteenth Dynasty of Egypt). (Kalendereinteilung im Grab des Senenmut (TT353); astronomical ceiling in the tomb of Senenmut (TT353)).
ມະນຸດສຶກສາ ຟີຊິກມາຫຼາຍພັນປີແລ້ວ! ເພາະພວກເຂົາຢາກເຂົ້າໃຈໂລກອ້ອມຕົວ.
ດາລາສາດຍຸກຕົ້ນ (Early Astronomy)
ດາລາສາດ (Astronomy) ແມ່ນການສຶກສາດວງດາວ ແລະ ດາວເຄາະ ແລະ ເປັນ ວິທະຍາສາດທຳມະຊາດ (natural science) ທີ່ເກົ່າແກ່ທີ່ສຸດ. ໃນສະໄໝບູຮານ ກ່ອນ 3000 ປີກ່ອນຄຣິດສັກກະລາດ (BC) ຜູ້ຄົນຢ່າງຊາວ ຊູເມຣ (Sumerians), ຊາວອີຢິບບູຮານ (Ancient Egyptians) ແລະ ອາລະຍະທຳຮ່ອມແມ່ນ້ຳອິນດັສ (Indus Valley Civilization) ເຝົ້າເບິ່ງທ້ອງຟ້າ ແລະ ເຂົ້າໃຈວ່າ: ດວງດາວ ແລະ ດາວເຄາະ (stars and planets) ເຄື່ອນທີ່ແນວໃດ. ຊື່ກຸ່ມດາວ ຫຼື “ກຸ່ມດາວຣາສີ” (constellations) ທີ່ເຮົາເອີ້ນກັນຫຼາຍຊື່ ມາຈາກນັກດາລາສາດ ກຣີກ (Greek).
ປັດຊະຍາທຳມະຊາດ (Natural Philosophy)
ປະມານ 650 ປີກ່ອນຄຣິດສັກກະລາດ ໃນປະເທດກຣີກ ມີນັກຄິດບາງຄົນເລີ່ມສົງໄສວ່າ ສິ່ງຕ່າງໆເກີດຂຶ້ນຍ້ອນມີເຫດຜົນ ບໍ່ແມ່ນຍ້ອນຄວາມເຊື່ອງົມງາຍ (superstition). ພວກເຂົາຈຶ່ງເລີ່ມຄິດເລື່ອງ “ປັດຊະຍາທຳມະຊາດ”. ໃນນັ້ນມີສອງຄົນຄື: ລູຊິບປັສ (Leucippus) ແລະ ລູກສິດຂອງລາວ ເດໂມຄຣິຕັສ (Democritus) ຜູ້ຄິດແນວຄິດເລື່ອງ ອະຕອມ (atom) ຂຶ້ນມາ ຄືທຸກສິ່ງທຸກຢ່າງປະກອບດ້ວຍອະນຸພາກນ້ອຍໆທີ່ຕາເບິ່ງບໍ່ເຫັນ!
ຟີຊິກໃນໂລກອິດສະລາມຍຸກກາງ (Physics in the Medieval Islamic World)
ໃນ ຍຸກທອງຂອງອິດສະລາມ (Islamic Golden Age) ນັກວິຊາການອິດສະລາມ (Islamic scholars) ສືບຕໍ່ສຶກສາແນວຄິດຟີຊິກຂອງອາຣິສໂຕເຕິນ ແລະ ຍັງຊ່ວຍວາງຮູບຮ່າງ ວິທີການທາງວິທະຍາສາດ (scientific method) ໃນຍຸກຕົ້ນ ຊຶ່ງເປັນວິທີທີ່ນັກວິທະຍາສາດໃຊ້ທົດສອບແນວຄິດຂອງຕົນ.
ນັກວິທະຍາສາດຢ່າງ ອິບນ໌ ອັລ-ຮາຍທຳ (Ibn al-Haytham) ສຶກສາ ທັດສະສາດ (optics) ເຊິ່ງວ່າດ້ວຍແສງ ແລະ ວິທີທີ່ເຮົາເຫັນສິ່ງຕ່າງໆ. ໃນໜັງສື ຕຳລາທັດສະສາດ (Book of Optics) ຂອງລາວ ລາວນຳສະເໜີແນວຄິດໃໝ່ກ່ຽວກັບການເຫັນ ທີ່ແຕກຕ່າງຈາກສິ່ງທີ່ຊາວກຣີກເຊື່ອ.
ຟີຊິກແບບຄລາສສິກ (Classical Physics)
ຟີຊິກກາຍເປັນສາຂາວິຊາທີ່ແຍກອອກມາຕ່າງຫາກ ຫຼັງຈາກການປະຕິວັດວິທະຍາສາດ (scientific revolution).
ການທົດລອງຂອງ ກາລິເລໂອ (Galileo) ມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍຕໍ່ຟີຊິກແບບຄລາສສິກ. ລາວໃຊ້ກ້ອງສ່ອງທາງໄກເບິ່ງດວງດາວ ແລະ ດາວເຄາະ ແລ້ວພົບວ່າມັນບໍ່ໄດ້ລຽບເນີຍສົມບູນແບບ ແລະ ລາວຍັງສຶກສາແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (gravity) ນຳອີກ.
ຕໍ່ມາ ໄອແຊັກ ນິວຕັນ (Isaac Newton) ນຳແນວຄິດຂອງກາລິເລໂອມາຕໍ່ຍອດ ຈົນສ້າງ ກົດສາມຂໍ້ຂອງການເຄື່ອນທີ່ (three laws of motion) ອັນມີຊື່ສຽງ ເຊິ່ງອະທິບາຍວ່າສິ່ງຕ່າງໆເຄື່ອນທີ່ແນວໃດ.
ຟີຊິກສະໄໝໃໝ່ (Modern Physics)
ເມື່ອນັກວິທະຍາສາດຮຽນຮູ້ຫຼາຍຂຶ້ນ ພວກເຂົາກໍພົບສິ່ງທີ່ຟີຊິກແບບຄລາສສິກອະທິບາຍບໍ່ໄດ້.
ຕົວຢ່າງ ຟີຊິກແບບຄລາສສິກເຄີຍຄິດວ່າ ຄວາມໄວແສງ (speed of light) ປ່ຽນແປງໄດ້ ແຕ່ການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມັນຄົງທີ່ຕະຫຼອດ. ອາລເບີດ ໄອສະຕາຍ (Albert Einstein) ອະທິບາຍເລື່ອງນີ້ດ້ວຍ ທິດສະດີສຳພັດພິເສດ (special relativity) ຂອງລາວ ໂດຍລະບຸວ່າຄວາມໄວແສງໃນສູນຍາກາດຄົງທີ່ສະເໝີ. ແນວຄິດຂອງລາວຍັງປ່ຽນວິທີທີ່ເຮົາເບິ່ງ ເວລາ-ອະວະກາດ (space-time) ໂດຍສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າອະວະກາດ ແລະ ເວລາເຊື່ອມໂຍງກັນ ບໍ່ໄດ້ແຍກຈາກກັນ.
ແມັກ ພລັງກ໌ (Max Planck) ເປັນຜູ້ເລີ່ມແນວຄິດ ກົນສາດຄວັນຕຸມ (quantum mechanics) ເພື່ອອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງໂລຫະຈຶ່ງປ່ອຍອີເລັກຕຣອນເມື່ອມີແສງສ່ອງໃສ່ (metals release electrons when light shines on them) ແລະ ເປັນຫຍັງວັດຖຸຮ້ອນຈຶ່ງປ່ອຍແສງອອກມາ (hot objects give off light). ກົນສາດຄວັນຕຸມໃຊ້ກັບສິ່ງທີ່ນ້ອຍຫຼາຍໆ ເຊັ່ນ ອະນຸພາກນ້ອຍໆທີ່ປະກອບເປັນ ອະຕອມ (atom) ຄື ອີເລັກຕຣອນ, ໂປຣຕອນ ແລະ ນິວຕຣອນ. ນັກວິທະຍາສາດຢ່າງ ແວນເນີ ໄຮເຊັນເບີກ (Werner Heisenberg), ແອວວິນ ຊຣໍດິງເງີ (Erwin Schrödinger) ແລະ ພອລ ດີຣັກ (Paul Dirac) ສືບຕໍ່ງານນີ້ ຈົນນຳໄປສູ່ສິ່ງທີ່ເຮົາເອີ້ນວ່າ: ແບບຈຳລອງມາດຕະຖານ (Standard Model) ຂອງຟີຊິກອະນຸພາກ.
ຟີຊິກສຶກສາຫຍັງ (What Physics Studies)
ຟີຊິກແມ່ນການສຶກສາ ພະລັງງານ (energy) ແລະ ມວນສານ (matter) ໃນ ອະວະກາດ (space) ແລະ ເວລາ (time) ພ້ອມທັງວ່າສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ເຊື່ອມໂຍງກັນແນວໃດ. ນັກຟີຊິກໃຊ້ການວັດພື້ນຖານ ເຊັ່ນ: ມວນສານ (mass), ຄວາມຍາວ (length), ເວລາ (time) ແລະ ກະແສໄຟຟ້າ (electric current) ເພື່ອອະທິບາຍທຸກຢ່າງທີ່ເຫຼືອ.
ໃນ ລະບົບຫົວໜ່ວຍສາກົນ (International System of Units) ທີ່ເອີ້ນວ່າ: SI ເຮົາໃຊ້:
- ກິໂລກຣາມ (kilogram) ສຳລັບມວນສານ.
- ແມັດ (metre) ສຳລັບຄວາມຍາວ.
- ວິນາທີ (second) ສຳລັບເວລາ.
- ແອມແປ (ampere) ສຳລັບກະແສໄຟຟ້າ.
ຍັງມີອີກສາມຫົວໜ່ວຍສຳຄັນ:
- ໂມນ (mole) ສຳລັບປະລິມານຂອງສານ.
- ແຄນເດລາ (candela) ສຳລັບຄວາມສະຫວ່າງຂອງແສງ.
- ເຄວິນ (kelvin) ສຳລັບອຸນຫະພູມ.
ຟີຊິກຊ່ວຍໃຫ້ເຮົາເຂົ້າໃຈວ່າສິ່ງຕ່າງໆເຄື່ອນທີ່ແນວໃດ ໂດຍໃຊ້ແນວຄິດ ເຊັ່ນ: ຄວາມໄວ (velocity) ຄືສິ່ງນັ້ນເຄື່ອນໄປໄວປານໃດ ແລະ ຄວາມເລັ່ງ (acceleration) ຄືຄວາມໄວປ່ຽນໄປໄວປານໃດ. ນັກຟີຊິກຍັງສຶກສາ ແຮງ (forces) ຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (gravity), ໄຟຟ້າ (electricity), ແມ່ເຫຼັກ (magnetism) ແລະ ແຮງທີ່ຍຶດສິ່ງຕ່າງໆເຂົ້າກັນຢູ່ພາຍໃນອະຕອມ.
ຟີຊິກສຳຫຼວດທັງສິ່ງທີ່ໃຫຍ່ຫຼາຍ ເຊັ່ນ: ດວງດາວ (stars), ດາວເຄາະ (planets) ແລະ ກາແລັກຊີ (galaxies) ແລະ ສິ່ງທີ່ນ້ອຍຫຼາຍ ເຊັ່ນ: ອະຕອມ (atoms) ແລະ ອີເລັກຕຣອນ (electrons). ມັນຍັງສຶກສາ ສຽງ (sound), ແສງ (light) ແລະ ຄື້ນ (waves) ອື່ນໆ ພ້ອມທັງ ພະລັງງານ (energy), ຄວາມຮ້ອນ (heat) ແລະ ການສະຫຼາຍຕົວຂອງກຳມັນຕະພາບລັງສີ (radioactivity). ຟີຊິກຊ່ວຍໃຫ້ເຮົາເຂົ້າໃຈບໍ່ພຽງແຕ່ວ່າວັດຖຸເຄື່ອນທີ່ແນວໃດ ແຕ່ຍັງວ່າພວກມັນປ່ຽນແປງແນວໃດ, ເຮັດໃຫ້ເກີດ ສຽງດັງ (noise) ໄດ້ແນວໃດ, ກາຍເປັນ ຮ້ອນ (hot) ຫຼື ເຢັນ (cold) ໄດ້ແນວໃດ ແລະ ປະກອບດ້ວຍຫຍັງໃນລະດັບ ນ້ອຍທີ່ສຸດ (smallest level).
ຟີຊິກ ແລະ ຄະນິດສາດ (Physics and Math)
ຟີຊິກເປັນວິທະຍາສາດ ເຊີງປະລິມານ (quantitative) ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າມັນອາໄສການ ວັດແທກ (measuring) ສິ່ງຕ່າງໆດ້ວຍຕົວເລກ (numbers). ນັກວິທະຍາສາດໃຊ້ ຄະນິດສາດ (mathematics) ສ້າງ ແບບຈຳລອງ (models) ເພື່ອ ທຳນາຍ (predict) ສິ່ງທີ່ຈະເກີດຂຶ້ນໃນທຳມະຊາດ. ຈາກນັ້ນກໍເອົາຄຳທຳນາຍເຫຼົ່ານັ້ນໄປປຽບທຽບກັບສິ່ງທີ່ເກີດຂຶ້ນຈິງໃນ ໂລກ (world) ແຫ່ງຄວາມເປັນຈິງ. ນັກຟີຊິກພະຍາຍາມປັບປຸງແບບຈຳລອງຂອງຕົນໃຫ້ດີຂຶ້ນ ແລະ ແມ່ນຍຳຂຶ້ນຢູ່ສະເໝີ.
ຟີຊິກເຮັດວຽກແນວໃດ (How Physics Works)
ຟີຊິກແມ່ນການຄົ້ນຫາກົດພື້ນຖານທີ່ຄວບຄຸມ ສານ (matter), ການເຄື່ອນທີ່ (movement), ແຮງ (forces), ອະວະກາດ (space) ແລະ ເວລາ (time). ມັນພະຍາຍາມຊອກຫາກົດທີ່ງ່າຍທີ່ສຸດ, ກວ້າງທີ່ສຸດ ແລະ ແມ່ນຍຳທີ່ສຸດ ວ່າ ຈັກກະວານ (universe) ທາງກາຍະພາບເປັນໄປແນວໃດ.
ການໃຊ້ວິທີການທາງວິທະຍາສາດ (Using the Scientific Method)
ຟີຊິກໃຊ້ ວິທີການທາງວິທະຍາສາດ (scientific method) ຊຶ່ງມີຂັ້ນຕອນດັ່ງນີ້:
- ນັກວິທະຍາສາດ ເກັບ (collect) ຂໍ້ມູນຈາກການທົດລອງ ແລະ ການສັງເກດ.
- ພວກເຂົາສ້າງທິດສະດີເພື່ອອະທິບາຍຂໍ້ມູນນີ້.
- ພວກເຂົາໃຊ້ທິດສະດີເຫຼົ່ານັ້ນອະທິບາຍສິ່ງທີ່ກຳລັງເກີດຂຶ້ນ ແລະ ທຳນາຍວ່າສິ່ງຕ່າງໆຈະເປັນແນວໃດ.
- ສຸດທ້າຍ ພວກເຂົາປຽບທຽບຄຳທຳນາຍກັບການສັງເກດ ຫຼື ການທົດລອງໃໝ່ ເພື່ອເບິ່ງວ່າທິດສະດີຖືກຕ້ອງບໍ.
ທິດສະດີທີ່ມີຂໍ້ມູນສະໜັບສະໜູນແໜ້ນໜາ ແລະ ມີຄວາມງ່າຍ ແລະ ກວ້າງ ບາງເທື່ອກໍຖືກເອີ້ນວ່າ: ກົດທາງວິທະຍາສາດ (scientific laws). ແຕ່ເຖິງກົດເຫຼົ່ານີ້ກໍຍັງສາມາດຖືກແກ້ໄຂ ຫຼື ແທນທີ່ໄດ້ ຖ້າຂໍ້ມູນໃໝ່ສະແດງວ່າມັນບໍ່ແມ່ນຖືກຕ້ອງທັງໝົດ.
ຟີຊິກແມ່ນເລື່ອງຂອງຕົວເລກ (Physics is About Numbers)
ຟີຊິກໃຊ້ຕົວເລກຫຼາຍກວ່າວິທະຍາສາດແຂນງອື່ນໆຫຼາຍ. ການສັງເກດສ່ວນໃຫຍ່ໃນຟີຊິກວັດອອກມາເປັນຕົວເລກ ແລະ ທິດສະດີສ່ວນໃຫຍ່ໃຊ້ ຄະນິດສາດ (mathematics) ອະທິບາຍແນວຄິດ. ຄຳທຳນາຍຈາກທິດສະດີເຫຼົ່ານັ້ນກໍມັກເປັນຕົວເລກເຊັ່ນກັນ. ນີ້ກໍຍ້ອນສິ່ງທີ່ຟີຊິກສຶກສາ ມັກເໝາະກັບການໃຊ້ຕົວເລກທີ່ສຸດ. ນອກຈາກນັ້ນ ຟີຊິກເປັນໜຶ່ງໃນວິທະຍາສາດທີ່ເກົ່າແກ່ທີ່ສຸດ ແລະ ວິທະຍາສາດມັກໃຊ້ຕົວເລກຫຼາຍຂຶ້ນເມື່ອພັດທະນາໄປ.
ສາຂາຕ່າງໆຂອງຟີຊິກ (Different Areas of Physics)
ຟີຊິກສາມາດແບ່ງອອກເປັນຫຼາຍສາຂາ:
- ຟີຊິກແບບຄລາສສິກ ລວມເຖິງກົນສາດ (mechanics) ຄືເລື່ອງທີ່ສິ່ງຕ່າງໆເຄື່ອນທີ່, ທັດສະສາດ (optics) ຄືເລື່ອງແສງ, ໄຟຟ້າ (electricity), ແມ່ເຫຼັກ (magnetism), ສຽງສາດ (acoustics) ຄືເລື່ອງສຽງ ແລະ ອຸນຫະພາວະສາດ (thermodynamics) ຄືເລື່ອງຄວາມຮ້ອນ.
- ຟີຊິກສະໄໝໃໝ່ ລວມເຖິງສາຂາທີ່ໃຊ້ທິດສະດີຄວັນຕຸມ (quantum theory) ເຊັ່ນກົນສາດຄວັນຕຸມ (quantum mechanics), ຟີຊິກອະຕອມ, ຟີຊິກນິວເຄລຍ (nuclear physics), ຟີຊິກອະນຸພາກ (particle physics) ແລະຟີຊິກຂອງສານຊະນິດຄວບແໜ້ນ (condensed matter physics). ນອກຈາກນີ້ຍັງລວມທິດສະດີສຳພັດທົ່ວໄປ (general relativity) ແລະສຳພັດພິເສດ (special relativity). ເຖິງແມ່ນໃນສາຂາແບບຄລາສສິກ ປັດຈຸບັນເຮົາກໍຮູ້ແລ້ວວ່າ ຜົນຂອງຄວັນຕຸມອາດມີຄວາມສຳຄັນໄດ້.
ນັກຟີຊິກສຶກສາສິ່ງຕ່າງໆແນວໃດ (How Physicists Study Things)
ນັກຟີຊິກເຮັດວຽກໃນສອງແນວທາງຫຼັກ:
- ເກັບຂໍ້ມູນ: ນັກຟີຊິກບາງຄົນເຮັດການທົດລອງໃນຫ້ອງທົດລອງ ເຊັ່ນ ໃນຟີຊິກຂອງສານຊະນິດຄວບແໜ້ນ ຫຼື ຟີຊິກນິວເຄລຍ. ພວກເຂົາສຳຫຼວດທຳມະຊາດ ແລະ ເກັບຂໍ້ມູນເພື່ອທົດສອບທິດສະດີ.
- ພັດທະນາທິດສະດີ: ນັກຟີຊິກອີກກຸ່ມໃຊ້ຄະນິດສາດ (mathematics) ສ້າງທິດສະດີອະທິບາຍຂໍ້ມູນ. ພວກເຂົາທຳນາຍ ແລ້ວເອົາໄປປຽບທຽບກັບສິ່ງທີ່ສັງເກດໄດ້. ບາງຄັ້ງ ພວກເຂົາກໍສ້າງແບບຈຳລອງຂຶ້ນມາກ່ອນທີ່ຈະມີຂໍ້ມູນໄວ້ທົດສອບເສຍອີກ.
ສອງແນວທາງນີ້ໃຊ້ທັກສະທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍ. ຕົວຢ່າງ: ນັກຟີຊິກທິດສະດີໃຊ້ຄະນິດສາດ (mathematics), ສະຖິຕິ ແລະ ຊອບແວຄອມພິວເຕີ. ສ່ວນນັກຟີຊິກທົດລອງສ້າງເຄື່ອງມື ແລະ ເຕັກນິກໃໝ່ສຳລັບເກັບຂໍ້ມູນ ເຊິ່ງມັກໃຊ້ວິສະວະກຳ ແລະ ເທັກໂນໂລຢີຄອມພິວເຕີ.
ຮູບພາບປະກອບບົດຄວາມຟີຊິກ
ຮູບ: ອິບນ໌ ອັລ-ຮາຍທຳ (Ibn al-Haytham) (ປະມານ ຄ.ສ. 965–1040) ຜູ້ທີ່ໜັງສືຕຳລາທັດສະສາດຂອງລາວ ໄດ້ບັນຍາຍການທົດລອງກ້ອງເຄມຣາ ໂອບສະກູຣາ. ( Cropped version of the frontispiece of Johannes Hevelius, Selenographia, depicting Ibn al-Haytham (Alhazen)).
ຮູບ: ກາລິເລໂອ ກາລິເລ (Galileo Galilei) ເຂົ້າໃຈວິທີລວມຄະນິດສາດ, ທິດສະດີ ແລະ ການທົດລອງເຂົ້າດ້ວຍກັນໃນຟີຊິກ. (Justus Sustermans – Portrait of Galileo Galilei, 1636).
ຮູບ: ເຊີ ໄອແຊັກ ນິວຕັນ (Isaac Newton) (1643–1727) ຜູ້ທີ່ກົດການເຄື່ອນທີ່ (laws of motion) ແລະກົດແຮງໂນ້ມຖ່ວງສາກົນ (universal gravitation) ຂອງລາວ ເປັນບາດກ້າວອັນໃຫຍ່ຫຼວງຂອງຟີຊິກແບບຄລາສສິກ. (GodfreyKneller-IsaacNewton-1689).
ຮູບ: ອາລເບີດ ໄອສະຕາຍ (Albert Einstein) (1879–1955) ຜູ້ທີ່ງານຄົ້ນຄວ້າກ່ຽວກັບປະກົດການໂຟໂຕອີເລັກຕຣິກ (photoelectric effect) ແລະ ທິດສະດີສຳພັດ ໄດ້ປ່ຽນແປງຟີຊິກໃນສະຕະວັດທີ 20. (Albert Einstein during a lecture in Vienna in 1921 (age 42).
ຮູບ: ການປະຊຸມໂຊລເວ ປີ 1927 ທີ່ມີນັກຟີຊິກຊື່ດັງເຂົ້າຮ່ວມ ເຊັ່ນ ອາລເບີດ ໄອສະຕາຍ (Albert Einstein), ແວນເນີ ໄຮເຊັນເບີກ (Werner Heisenberg), ແມັກ ພລັງກ໌ (Max Planck), ນີລສ໌ ໂບຣ໌ (Niels Bohr), ມາຣີ ກູຣີ (Marie Curie) ແລະ ພອນ ດີຣັກ (Paul Dirac). 1927 Solvay Conference on Quantum Mechanics. Photograph by Benjamin Couprie, Institut International de Physique Solvay, Brussels, Belgium. From back to front and from left to right : Auguste Piccard, Émile Henriot, Paul Ehrenfest, Édouard Herzen, Théophile de Donder, Erwin Schrödinger, Jules-Émile Verschaffelt, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Ralph Howard Fowler, Léon Brillouin, Peter Debye, Martin Knudsen, William Lawrence Bragg, Hendrik Anthony Kramers, Paul Dirac, Arthur Compton, Louis de Broglie, Max Born, Niels Bohr, Irving Langmuir, Max Planck, Marie Skłodowska Curie, Hendrik Lorentz, Albert Einstein, Paul Langevin, Charles-Eugène Guye, Charles Thomson Rees Wilson, Owen Willans Richardson This picture is also available with names at the bottom.
ຮູບ: ຟີຊິກນຳໃຊ້ຄະນິດສາດ ແລະ ປັດຊະຍາ, ແລະ ເຄມີ ກັບ ຈັກກະວານວິທະຍາກໍນຳໃຊ້ຟີຊິກ. (Math is prerequisite to Ontology. Math and Ontology are prerequisite to Physics. Math, Ontology and Physics are prerequisite to Chemistry).
ຮູບ: ຄະນິດສາດ ແລະ ຟີຊິກແຕກຕ່າງກັນຢ່າງຊັດເຈນ ແຕ່ມັກເຮັດວຽກຮ່ວມກັນ ໂດຍສະເພາະໃນຟີຊິກຄະນິດສາດ. (Mathematical Physics and other sciences).
ຮູບ: ຟີຊິກແບບຄລາສສິກທີ່ໃຊ້ໃນແບບຈຳລອງ ເພື່ອສະແດງວ່າສຽງສະທ້ອນຈາກແຜ່ນກະຈາຍສຽງແນວໃດ. (Prediction using FDTD).
ຮູບ: ສະກູອາກີມີດີສ (Archimedes’ screw) ເຊິ່ງເປັນເຄື່ອງຈັກກົນແບບງ່າຍ (simple machine) ສຳລັບຍົກນ້ຳຂຶ້ນ. (animierte Prinzip einer Foerderschnecke oder auch Archimedische Spirale genannt, mit einer Kugel zur Demonstration der Förderbewegung).
ຮູບ: ການທົດລອງທີ່ໃຊ້ເລເຊີ (laser). (A military scientist operates a laser in a test environment. The United states Air Force Research Laboratory (AFRL) Directed Energy Directorate conducts research on a variety of solid-state and chemical lasers).
ຮູບ: ນັກບິນອະວະກາດ (astronaut) ແລະໂລກ (Earth) ຕ່າງກໍຢູ່ໃນສະພາວະການຕົກແບບອິດສະຫຼະ (free fall). Mission: STS-41-B Film Type: 70 mm Title: Views of the extravehicular activity during STS 41-B Description: Astronaut Bruce McCandless II, mission specialist, participates in a extra-vehicular activity (EVA), a few meters away from the cabin of Space Shuttle Challenger. He is using a nitrogen-propelled hand-controlled Manned Maneuvering Unit (MMU). He is performing this EVA without being tethered to the shuttle. The picture shows a cloud view of the Earth in the background.
Title: Bruce McCandless II during EVA in 1984.
ຮູບ: ຟ້າຜ່າ (lightning) ກໍຄືກະແສໄຟຟ້າ (electric current) ຊະນິດໜຶ່ງ. ( Lightning over Pentagon City in Arlington, Virginia).
ຮູບ: ຟີຊິກສ້າງແບບຈຳລອງຂອງໂລກທຳມະຊາດດ້ວຍທິດສະດີ ທີ່ມັກໃຊ້ຕົວເລກ. ໃນພາບນີ້ ເສັ້ນທາງຂອງອະນຸພາກຖືກສ້າງແບບຈຳລອງດ້ວຍແຄລຄູລັສ (calculus) ເພື່ອອະທິບາຍພຶດຕິກຳຂອງມັນ ເຊິ່ງເປັນສ່ວນໜຶ່ງຂອງກົນສາດ (mechanics). (Components of acceleration vector for planar curve).
ຮູບ: ເຫດການຈຳລອງໃນເຄື່ອງກວດຈັບ CMS ຂອງເຄື່ອງຊົນອະນຸພາກຮາດຣອນຂະໜາດໃຫຍ່ (Large Hadron Collider) ທີ່ສະແດງເຖິງອະນຸພາກຮິກສ໌ ໂບຊອນ (Higgs boson) ທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນ. An example of simulated data modeled for the CMS particle detector on the Large Hadron Collider (LHC) at CERN. Here, following a collision of two protons, a Higgs boson is produced which decays into two jets of hadrons and two electrons. The lines represent the possible paths of particles produced by the proton-proton collision in the detector while the energy these particles deposit is shown in blue. More CMS events at CMS Media.
ຂໍ້ມູນສະແດງຄວາມໄວຂອງອະຕອມຣູບີດຽມ (rubidium) ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ຄົ້ນພົບສະຖານະໃໝ່ຂອງສານທີ່ເອີ້ນວ່າສານຄວບແໜ້ນໂບສ–ໄອສະຕາຍ (Bose–Einstein condensate). Bose–Einstein condensate In the July 14, 1995 issue of Science magazine, researchers from JILA reported achieving a temperature far lower than had ever been produced before and creating an entirely new state of matter predicted decades ago by Albert Einstein and Indian physicist Satyendra Nath Bose. Cooling rubidium atoms to less than 170 billionths of a degree above absolute zero caused the individual atoms to condense into a “superatom” behaving as a single entity. The graphic shows three-dimensional successive snap shots in time in which the atoms condensed from less dense red, yellow and green areas into very dense blue to white areas. JILA is jointly operated by NIST and the University of Colorado at Boulder.
ຮູບ: ພາບແສງທີ່ຕາເຫັນໄດ້ ທີ່ເລິກທີ່ສຸດຂອງຈັກກະວານ (universe) ເອີ້ນວ່າຮັບເບິນ ອັນທຣາ-ດີບ ຟີລດ໌ (Hubble Ultra-Deep Field).
ຮູບ: ແຜນພາບເຝຍນແມນ (Feynman diagram) ທີ່ລົງລາຍເຊັນໂດຍ ຣິຊາດ ເຝຍນແມນ (Richard Feynman). Picture of a Feynman diagram, inscribed by Richard P. Feynman to me, in my copy of Volume 3 of his Feynman Lectures on Physics (Quantum Mechanics). Picture taken by self. if you can’t read the symbols, they are γμ{\displaystyle \gamma _{\mu }} to γμ{\displaystyle \gamma _{\mu }} and 1/q2{\displaystyle 1/q^{2}}
ຮູບ: ປະກົດການທີ່ຟີຊິກອະທິບາຍໄດ້ ຕົວຢ່າງໜຶ່ງ: ແມ່ເຫຼັກ (magnet) ລອຍຢູ່ເໜືອຕົວນຳຍິ່ງຍວດ (superconductor) ຍ້ອນປະກົດການໄມສເນີ (Meissner effect). Meissner effect: levitation of a magnet above a superconductor.
ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ: ແປ ແລະ ຮຽບຮຽງມາຈາກ https://kids.kiddle.co/Physics