فیزیك

فیزیك علم زندگی و اصلا علم حیات است

هدف

در معرفی علم فیزیك دكتر پروین استاد فیزیك دانشگاه امیركبیر می‌گوید: «فیزیك علم زندگی و اصلا علم حیات است» . و یا دكتر منیژه رهبر استاد فیزیك دانشگاه تهران معتقد است هر چیزی كه در اطراف خویش می‌بینیم به فیزیك ربط پیدا می‌كند. همچنین پاسخ به بسیاری از سوالهایی را كه همیشه ذهن بشر به آن مشغول بوده است به وسیله علم فیزیك می‌توان داد. مثل این كه دنیا چگونه بوجود آمده است؟ از چه تشكیل شده و كوچكترین جزء آن چیست؟

در كل می‌توان گفت كه جهان در بزرگترین مقیاس تا ریزترین مقیاس در ارتباط با علم فیزیك می‌باشد.

یكی دیگر از استادان دانشگاه نیز فیزیك را دانش كشف و استفاده عملی از قوانین و روابط حاكم بر پدیده‌های طبیعی می‌نامد كه مبنای این دانش بر تجربه و آزمایش استوار است.

ماهیت

رشته فیزیك در حد لیسانس عبارت است از فیزیك دبیرستانی به اضافه فیزیك قرن بیستم . از سوی دیگر می‌توان گفت كه فیزیك در حد لیسانس مفاهیم فیزیكی دبیرستانی را عمیق‌تر كرده و طرز برخورد با مسائل فیزیكی را آموزش می‌دهد».

دكتر پروین نیز می‌گوید: «فیزیك دانشگاهی بر پایه كتاب فیزیك هالیدی و برخی كتب دیگر كه به زمینه‌های فیزیك مدرن می‌پردازد، قرار گرفته است یعنی به نظر من اگر كسی مطالبی را كه در فیزیك هالیدی نوشته شده است به درستی بفهمد باید به او لیسانس فیزیكش را بدهند».

گرایش های مقطع لیسانس

رشته فیزیك در دوره كارشناسی دارای ۵ گرایش اتمی مولكولی، هسته‌ای ، حالت جامد، هواشناسی و نجوم است (البته فیزیك دارای گرایش دبیری نیز هست كه ما در اینجا به بررسی آن نمی‌پردازیم چرا كه گرایش دبیری به عنوان یك گرایش تخصصی در علم فیزیك مطرح نمی‌باشد) كه تعداد واحدهای تخصصی هر یك از این گرایش‌ها در دوره كارشناسی بسیار محدود است و به همین دلیل گرایش‌های فوق در این دوره تفاوت محسوسی با یكدیگر ندارند.

برای اطلاع هرچه بیشتر به معرفی اجمالی هر یك از گرایشهای این دوره می‌پردازیم.

گرایش اتمی - مولكولی

فیزیك اتمی- مولكولی كه مربوط به فیزیك جدید است از زمانی متولد شد كه دانشمندان متوجه شدند كوچكترین جزء در طبیعت اتم نیست بلكه اتم از اجزای كوچكتری به نام الكترون‌ها و هسته تشكیل شده است. یعنی اتم از هسته‌ای تشكیل شده است كه الكترون‌هایی در اطراف آن می‌گردند.

دكتر منیژه رهبر استاد فیزیك دانشگاه تهران در ادامه سخنان خویش می‌گوید: «در این میان فیزیك اتمی به بررسی نقل و انتقال‌های الكترون‌های اطراف هسته می‌پردازد و خواص آنها را مورد بررسی قرار می‌دهد. یعنی ما در فیزیك اتمی كاری به این نداریم كه هسته از چه تشكیل شده است بلكه هسته برایمان مركزی با بار مثبت است و بیشتر توجه ما جلب الكترون‌های اطراف هسته می‌شود».

دكتر هوشنگ روحانی‌زاده استاد فیزیك دانشگاه تهران نیز در معرفی فیزیك اتمی می‌گوید: «اگر ما بپذیریم كه در كل، علم فیزیك به دو بخش دنیای بزرگ و دنیای كوچك تقسیم می‌شود. دنیای بزرگ فیزیك ، مربوط به دنیای روزمره است و در آن حركت اتومبیل‌ها، موشك، ماهواره و در كل تمام حركاتی كه می‌بینیم مورد بررسی قرار می‌گیرد، فیزیك اتمی به دنیای بی‌نهایت كوچك‌ها برمی‌گردد چرا كه ما در فیزیك‌اتمی به بررسی ساختار ذره‌ای به نام اتم می‌پردازیم و این كه اتم چگونه تشكیل شده و چه ویژگی‌هایی دارد؟»

گرایش فیزیك هسته‌ای

دكتر رهبر در معرفی فیزیك هسته‌ای می‌گوید: «در فیزیك هسته‌ای، خود هسته، مورد مطالعه قرار می‌گیرد یعنی متخصصان و دانشمندان بررسی می‌كنند كه هسته از چه تشكیل شده و چه نیروهایی بین اجزای هسته حكمفرما است و در نتیجه واكنش‌های انجام شده،‌ چقدر انرژی آزاد می‌گردد؟» دكتر دویلو نیز در معرفی این گرایش می‌گوید: «انرژی هسته‌ای و رادیوایزوتوپ‌ها مسائلی هستندكه در فیزیك هسته‌ای مورد بررسی قرار می‌گیرد».

فیزیك حالت جامد

گرایش حالت جامد مربوط به سیستم‌های بس ذره‌ای مخصوصا جامدات است. سامان مقیمی عراقی در ادامه می‌گوید: «ابتدایی‌ترین كار در این گرایش بررسی بلورهای جامدات و خواص اپتیكی ، مكانیكی، الكتریكی و صوتی امواجی است كه در آن منتشر می‌شود كه این بررسی منجر به پدیده‌های مختلفی مثل ابر رسانایی، نیم رسانایی و یا پخش و انتقال گرما می‌گردد.» دكتر پروین نیز می‌گوید: «مطالعه دانش مربوط به كریستال‌ها و ویژگی‌های فیزیكی آنها به گرایش حالت جامد بر می‌گردد.»

گرایش هواشناسی

دو گرایش نجوم و هواشناسی بسیار محدودتر از سه گرایش اتمی – مولكولی، هسته‌ای و حالت جامد ارائه می‌شود. برای مثال در سال تحصیل ۷۹-۷۸ گرایش هواشناسی تنها در دانشگاه هرمزگان ارائه شده و گرایش نجوم اصلا ارائه نشده است.

اما در معرفی این گرایش سامان مقیمی عراقی می‌گوید:

«گرایش هواشناسی ، اطلاعات پایه‌ای و متنوعی درباره انواع پدیده‌های جوی و برخورد علمی با آنها ارائه می‌دهد و همچنین با مطالعه دینامیك وضعیت هوا می‌توان بررسی كرد كه شرایط هوا چگونه تغییر كرده و چه پارامترهایی برای ایجاد این تغییر لازم است؟»

گرایش نجوم

سه بخش اصلی این گرایش را نجوم رصدی، اخترشناسی و كیهان‌شناسی تشكیل می‌دهد. سامان مقیمی عراقی در ادامه می‌گوید: «در بخش نجوم كه جنبه مشاهداتی دارد، پدیده‌های مختلف نجومی را رصد و ثبت كرده و سپس از آنها عكس گرفته و طیف آنها را می‌سنجد. در اخترشناسی كه جنبه نظری دارد وضعیت ستارگان مورد مطالعه قرار می‌گیرد یعنی بررسی می‌شود كه هر ستاره در چه مرحله‌ای قرار دارد و چه اتفاقاتی برایش رخ می‌دهد؟ بخش كیهان‌شناسی نیز با این كه زیاد جنبه نجومی ندارد اما به هرحال پیشرفتش را مدیون علم نجوم است. به این معنی كه مدل‌های مختلف كیهان‌شناسی باید با داده‌های رصدی مطابقت كند.»‌ گفتنی است كه این كیهان‌شناسی به صورت كلاسیك به چگونگی ایجاد جهان و تشكیل ساختارهای كهكشانی مانند خوشه‌ها و ابر خوشه‌ها می‌پردازد.

آینده شغلی، بازار كار، درآمد

امروزه اگر كشوری بخواهد پیشرفت كند باید پژوهش كند و چیزهای جدیدی بسازد. اگر بخواهد پژوهش كند باید به آزمایشگاهها برود و اگر بخواهد در آزمایشگاهها كار كند،‌ احتیاج به تیم علمی دارد و در یك تیم علمی نیز همیشه متخصصان شاخه‌های مختلف فیزیك حضور دارند چون هر كاری كه بخواهیم انجام بدهیم باید بنیان فیزیكی داشته باشد.

دكتر پروین در ادامه می گوید: «برای مثال اگر بخواهیم یك دستگاه الكتریكی بسازیم اول باید بدانیم چه قوانین فیزیكی بر آن حاكم است و بعد از شناخت آن قوانین، می‌توان دستگاه مورد نظر را با استفاده از فن و هنر ساخت.» «اگر كسی فیزیك را خوب خوانده باشد در سازمانهای مختلف كشور از قبیل صداوسیما، برنامه و بودجه، مخابرات و همچنین در صنایع مختلف مفید واقع شده و موفق می‌گردد. چون دانشجویان فیزیك مطلب مختلفی از قبیل الكتریسیته و مكانیك می‌خوانند و در زمینه‌های مختلف دید وسیعی پیدا می‌كنند.»

آقای صحبت‌زاده دانشجوی دكتری فیزیك دانشگاه شهید بهشتی در مورد موقعیت‌های شغلی فارغ‌التحصیلان فیزیك می‌گوید: «فارغ‌التحصیلان این رشته در حد كارشناسی می‌توانند در صنعت مخابرات و ارتباطات ، نیروگاههای هسته‌ای، مراكز تولید قطعات غیرهادی و سلول‌های خورشیدی، صنایع تولید و نگهداری لیزر در صنعت، پزشكی و نظامی و سازمان انرژی اتمی فعالیت كنند.» داریوش شیرازی فارغ‌التحصیل این رشته نیز می‌گوید: «اگر كسی به امید به دست آوردن یك موقعیت شغلی مناسب، واردرشته فیزیك بشود، باید بداند كه در انتها فقط یك مدرك لیسانس به دست خواهد آورد. برای این كه رشته‌های علوم پایه و از جمله فیزیك در جامعه ما موقعیت كاری مناسبی ندارند و در نهایت اگر شانس داشته باشند جذب كلاسهای تقویتی و خصوصی می‌شوند.» البته این در مورد دانشجویانی صدق می‌كند كه رشته فیزیك انتخاب چهل یا سی به بعد آنها بوده است و در واقع به امید این كه فقط در دانشگاه پذیرفته شوند این رشته را انتخاب كرده‌اند و گرنه دانشجویانی كه با علاقه و دقت و تامل بسیار این رشته را انتخاب كرده‌اند حتی به صورت خصوصی نیز در این رشته فعالیت می‌كند. برای مثال یكی از فارغ‌التحصیلان این رشته كارگاهی برای ساخت وسایل اپتیكی دایر كرده است و یا تعدادی از فارغ‌التحصیلان با شركت ایران خودرو برای بعضی از پروژه‌های این شركت قرارداد بسته‌اند چون دانشجویان این رشته یاد می‌گیرند با مسائلی كه در پیش رویشان قرار می‌گیرد براحتی برخورد كرده و مدل‌ ساده‌ای برای حل مسائل ارائه بدهند.

توانایی های مورد نیاز و قابل توصیه

اسماعیلیان دانشجوی دكتری فیزیك هسته‌ای دانشگاه شهید بهشتی می‌گوید: «فیزیك منهای ریاضی یعنی صفر به همین دلیل دانشجویان این رشته باید از نظر ریاضیات در سطح بسیار بالایی باشند.» سامان مقیمی عراقی نیز معتقد است كه دانشجوی این رشته باید به فیزیك علاقه‌مند باشد به این معنی كه از آنچه یاد گرفته است بتواند در زندگی روزمره خویش استفاده كند. برای مثال با توجه به معلومات فیزیك دبیرستانی خود بررسی كند كه آبی كه از شیر آب می‌ریزد چرا به تدریج باریك می‌شود و سطح مقطع آن در این هنگام به چه حدی می‌رسد؟ بی‌شك عواملی كه باعث شد نیوتن با افتادن سیب پی به قانون جاذبه ببرد، كنجكاوی مفرط، صبر و بردباری، مطالعه و آزمایش‌های مستمر و قدرت تحلیلی همراه با تفكر فراوان بود كه با مشاهده پدیده‌های تكراری و عادی زندگی روزمره قوانینی را كشف كرد.

دكتر منیژه رهبر در این باره می‌گوید: «برخلاف رشته‌های مهندسی كه با اتفاقات علمی كار دارند در رشته‌های علوم پایه از جمله فیزیك به چگونگی پیش‌آمدهای علمی توجه می‌كنند و در واقع به دنبال یافتن دلایل و چرایی هر پدیده یا اتفاق هستند و به همین دلیل بچه‌هایی كه مستعد،‌ باهوش و كنجكاو هستند، می‌توانند در این رشته موفق گردند. اما متاسفانه چون در دبیرستان فیزیك بخوبی آموزش داده نمی‌شود و دانش‌آموزان تنها به حفظ فرمول‌ها می‌پردازند، نمی‌توانند بین آنچه خوانده‌اند و آنچه در دنیای خارج وجود دارد، ارتباط برقرار كنند و در نتیجه كنجكاوی آنها تحریك نمی‌شود و تعداد اندكی از دانش‌آموزان با استعداد به رشته فیزیك علاقه‌مند شده و این رشته را انتخاب می‌كنند.» مهم این است كه دانشجوی فیزیك از آنچه در اطرافش اتفاق می‌افتد به راحتی نگذرد

وضعیت نیاز كشور به این رشته در حال حاضر:

امروزه اگر ما به فكر پیشرفت و ساخت وسایل صنایع مختلف كشورمان از نظامی گرفته تا پزشكی نباشیم باید این صنایع را به صورت آماده از كشورهای دیگر بخریم كه این كار احتیاج به سرمایه‌ای گزاف دارد و باعث وابستگی كشور ما به كشورهای صنعتی می‌گردد

دكتر رهبر نیز در همین زمینه می‌گوید: «ما در ایران صنایع چندانی نداریم و صنایع موجود نیز بیشتر مونتاژ بوده و ابتكاری نیست اما اگر روزی بخواهیم صنایع پیشرفته‌ای داشته باشیم باید خواص مواد را بدانیم تا متوجه شویم كه چطور می‌توان از آنها استفاده بهتری بكنیم و وضعیت آن را بهبود ببخشیم و چنین پیشرفتی تنها با توسعه و پیشرفت علم فیزیك امكان‌پذیر است چرا كه متخصصان فیزیك می‌توانند موجب بهبود كیفیت محصولات گشته و یا وسایل جدید طراحی بكند. یعنی ما به جای این كه مواد خام خود را خیلی ارزان صادر كنیم به یاری دانش فیزیك آنها را به محصولات ساخته تبدیل بكنیم چرا كه این محصولات ارزش افزوده بسیار زیادی دارد.

كاری كشور پیشرفته‌ای مثل ژاپن انجام داد. چون این كشور به یاری صنایع نیمه‌رسانا، ترانزیستور و الكترونیك پیشرفت كرده است،‌صنایعی كه علم زیربنایی آنها فیزیك می‌باشد.»

نكات تكمیلی

دكتر هادی دویلو استاد مهندسی هسته‌ای دانشكده فیزیك دانشگاه صنعتی امیركبیر می‌گوید: «بیشتر واحدهای درسی دانشجویان گرایش‌های مختلف رشته فیزیك، در دوره لیسانس مشترك چرا كه دانشجویان فیزیك تنها در سال آخر تحصیلی اقدام به انتخاب گرایش خود می‌كنند و هر گرایش نیز تنها ۹ واحد تخصصی یعنی سه درس تدریس می‌شود و به همین دلیل نمی‌توان بین یك لیسانس گرایش فیزیك حالت جامد یا هسته‌ای و یا سایر گرایشهای تفاوتی قائل شد یعنی یك لیسانس فیزیك در هیچ‌یك از گرایشها متخصص نمی‌شود».

دكتر عراقی استاد فیزیك دانشگاه صنعتی امیركبیر با تاكید بر همین امر می‌گوید: «هر دانشجوی فیزیك در دوره كارشناسی باید ۱۳۰ واحد بگذراند كه دروس تخصصی هر یك از گرایشها فقط ۹ واحد از این ۱۳۰ واحد است و بدون شك ۹ واحد نمی‌تواند تغییری در دیدگاه دانشجویان ایجاد كند و هر دانشجو فقط شناختی جزئی نسبت به گرایش مورد نظر خود پیدا می‌كند. تازه، گاه همین ۹ واحد نیز به گونه‌ای مشترك اما در دروسی مختلف در هر یك از گرایشها تدریس می‌شود یعنی كتابها یا واحدهای درسی هر گرایش، متفاوت است اما در كل همه به اطلاعات یكسانی دست پیدا می‌كنند. در نتیجه یك لیسانسه فیزیك، یك كارشناس فیزیك به معنای عام آن است و كارشناس یا متخصص در یكی از گرایشهای فوق به شمار نمی‌آید.»