کاربرد فیزیک در زندگی روزمره و فناوری های مختلف

کاربرد فیزیک در فناوری های مهم زندگی
کاربرد فیزیک در فناوری های مهم زندگی

فناوری و پزشکی | صنعت حمل و نقل | کاربرد فیزیک در زندگی روزمره | زیست شناسی و بیولوژی | ارتباطات | سایر کاربردهای علم فیزیک

فیزیک از علوم پر کاربرد در زندگی انسان ها است که به طور کامل روی زندگی روزمره ما پهن شده و همه حرکات، نیروها و انرژی هایی که در طول روز با آن ها سر و کار داریم را می توان با این علم توصیف و توجیه کرد، به همین دلیل آن را علم طبیعت می دانند زیرا طبیعت و فیزیک هر دو با ماده، نیرو، انرژی و حرکت مرتبط اند و از هم جدا نمی شوند.

شاید تاکنون دقت نکرده باشید اما همه کارهای روتین و معمول زندگی ما از پیاده روی و رانندگی با ماشین گرفته تا استفاده از تلفن همراه، پخت و پز و غیره همگی از فیزیک استفاده می کنند و تمام فناوری هایی که ممکن است به ذهن ما برسند از قوانین فیزیک بهره برده اند.

با فیزیک می توان جهان و کائنات را مطالعه کرد، این که زمین چگونه دور خورشید می گردد و شب و روز چگونه ایجاد می شوند همگی در زیر شاخه های علم فیزیک بررسی و تحقیق می شوند، این گونه است که تصور جدا شدن علم فیزیک از جهان و طبیعت امری محال به نظر می رسد.

در ادامه قصد داریم به گوشه ای از کاربردهای فیزیک در زندگی روزمره، فناوری، پزشکی و غیره پرداخته و با آن ها آشنا شویم. با کوکا همراه باشید.

کاربرد فیزیک در فناوری و پزشکی

هر کجا ردپای فناوری به چشم می خورد بی شک فیزیک و قوانین شگفت انگیزش نیز حضور دارند زیرا بدون آن ها هیچ فناوری جدیدی نمی توانست و نمی تواند پا به عرصه وجود بگذارد.

از فناوری های مورد استفاده در وسایل الکترونیکی همچون رایانه گرفته تا تجهیزات پزشکی مانند اشعه ایکس و پرتو درمانی تا لوازم رسانه ای همچون رادیو و تلویزیون همگی رابطه نزدیکی با فیزیک دارند.

فیزیک به ما کمک کرده تا بتوانیم از فناوری های پزشکی مانند ام آر آی، اشعه ایکس، پرتو درمانی برای درمان سرطان و دستگاه های تنفسی برای بیمارانی که مشکل ریوی دارند استفاده کنیم.

به عنوان مثال دستگاه ام آر آی برای عکس گرفتن از داخل بدن انسان از جمله مغز از آهنرباهای بزرگ استفاده می کند یا اشعه ایکس برای ایجاد تصویر از استخوان ها از امواج بخش خاصی از طیف الکترومغناطیسی استفاده می کند که از بافت های نرم تر عبور کرده و از استخوان ها عکس برداری می کند.

در پرتو درمانی نیز از بخش خاصی از طیف الکترومغناطیسی برای از بین بردن سلول های سرطانی استفاده می شود و دستگاه های ریوی با کمک اصول فیزیکی باعث ایجاد فشار و گردش مایعات برای فعالیت مصنوعی ریه می شوند.

یکی از بزرگ ترین کشفیاتی که بشر تاکنون انجام داده کشف الکتریسیته است که در فناوری های مختلف همچون رادیو، تلویزیون، نورپردازی ها و غیره نقش اصلی و مهم ایفا می کند.

از سوی دیگر ترانزیستور که پایه ای ترین بخش کامپیوتر است و امکان ایجاد چیپ های رایانه ای را فراهم کرده به واسطه پیشرفت در فیزیک حالت جامد و اختراع نیمه هادی ها ساخته شده است.

کاربرد فیزیک در حمل و نقل

فیزیک در صنعت حمل و نقل اهمیت زیادی دارد، وسایل نقلیه ای همچون اتومبیل ها و قطارها برای حرکت از قوانین نیوتن، نیروی مکانیکی و شتاب، عمل و عکس العمل و سکون استفاده می کنند.

هواپیما یک قدم فراتر گذاشته و علاوه بر حرکت رو به جلو در آسمان پرواز می کند، پرواز هواپیما حاصل پیشرفت های محققان در علم فیزیک است که توانستند با دست کاری آن حرکتی شبیه پرندگان ایجاد کرده و به آرزوی دیرین انسان یعنی پرواز در آسمان تحقق ببخشند.

به عنوان مثال یکی از قوانین مهم فیزیکی که در پرواز هواپیما استفاده شده این است که تعداد افرادی که یک هواپیما می تواند حمل کند باید با مقدار رانشی که می تواند تولید کند متناسب باشد.

کاربرد فیزیک در زندگی روزمره

اگر فیزیک نبود ما نمی توانستیم راه برویم!

همین کافی است تا اهمیت علم فیزیک را درک کنیم، عمل ساده راه رفتن با تعدادی اصول فیزیکی امکان پذیر شده که شامل مفاهیم وزن، سه اصل نیوتن، اصطحکاک، قانون جاذبه، انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی می باشند.

پخت و پز نیز که از کارهای روزمره هر خانم خانه داری است بر علم ترمودینامیک استوار است، شاخه ای از فیزیک که به مسائل مربوط به گرما، دما و اعمالی که به واسطه آن ها انجام می شود می پردازد.

گرما در واقع نوعی انرژی است که می تواند از یک رسانه به رسانه دیگر منتقل شود و این یعنی انتقال حرارت که در پخت و پز و آشپزی و کار با اجاق گاز نقش مهمی دارد.

عمل ساده خرد کردن میوه ها و سبزیجات را در نظر بگیرید، شاید باورتان نشود اما فیزیک قطعا در این کار ساده و به ظاهر کم اهمیت نیز دخالت دارد! زیرا برای برش دادن هر چیزی لازم است با کارد مقداری فشار به آن وارد کنیم، فشار به سطح نیرو و ناحیه ای که آن را وارد می کنیم بستگی دارد، از یک سو هرچه نیروی بیشتری وارد کنیم میوه راحت تر خرد می شود و از سوی دیگر اگر همان نیروی زیاد را به لبه کندتر چاقو وارد کنیم بریدن چندان ساده نخواهد بود.

زیست شناسی و بیولوژی

فیزیک کاربرد زیادی در زیست شناسی و بیولوژی دارد، زمانی که درباره اندام های بدن و عملکرد آن ها صحبت می کنیم ظاهرا وارد مقوله زیست شناسی شده ایم اما در واقع عملکرد اعضای بدن ما تحت قوانین فیزیک و شیمی عمل می کنند.

به عنوان مثال فیزیک توضیح می دهد سلول ها چگونه می توانند با استفاده از دیواره و غشای سلولی از خود محافظت کنند.

فیزیک نحوه عملکرد حواس را نیز تشریح می کند، مثلا درباره بینایی، چشم شما همانند یک دوربین عمل می کند، لنزهای موجود در چشم محدب است و با توجه به اصول فیزیک تصاویر را ایجاد کرده و شما می توانید اطراف خود را ببینید.

بنابراین همین حالا که در حال مطالعه این مقاله هستید نیز علم فیزیک در حال کار است! زیرا حتی صداهایی نیز که از اطراف به گوش شما می رسد از طریق حرکت مولکول های هوا ایجاد شده است، به عبارت دیگر باز هم پای فیزیک در میان است!

از سوی دیگر شیمی که زیست شناسی را هدایت می کند به فیزیک انرژی و مولکول ها بستگی دارد. به عنوان مثال گیاهان نور خورشید، آب و دی اکسید کربن را دریافت کرده، گلوکز ایجاد و اکسیژن آزاد می کنند.

کاربرد فیزیک در ارتباطات

فیزیک کاملا نسبی است و این موضوع از طریق نظریه های عام و خاص نسبیت انیشتین نشان داده شده است. به عنوان مثال اصول کشف شده توسط انیشتین برای عملکرد جی پی اس تلفن همراه مهم است.

جی پی اس سیگنال های رادیویی را از چندین ماهواره در مدار زمین دریافت می کند تا موقعیت مکانی شما را به صورت دقیق محاسبه می کند و از آن جا که سرعت و ارتفاع ماهواره ها باعث تغییرات کمی در سیگنال ها می شود تلفن هوشمند نتایج را با توجه به تئوری های انیشتین تنظیم می کند. بنابراین بدون نسبیت، جی پی اس دقت کمتری خواهد داشت.

سایر کاربردهای فیزیک

فیزیک پایه و اساس بسیاری از رشته های علمی است. به عنوان مثال شیمی با تعامل بین اتم ها و مولکول ها سر و کار دارد و جای تعجب نیست که شیمی ریشه در فیزیک اتمی و مولکولی داشته باشد.

اکثر شاخه های مهندسی نیز از فیزیک استفاده می کنند.

به عنوان مثال در معماری، فیزیک در قلب ثبات ساختاری، آکوستیک، گرمایش و سرمایش و نورپردازی ساختمان ها قرار دارد و بخش هایی از زمین شناسی، مطالعه بخش های غیر زنده زمین، از جمله رادیو اکتیو، بررسی زمین لرزه ها و غیره همگی به فیزیک بستگی دارد.

همچنین برخی رشته های به ظاهر مستقل مانند بیوفیزیک و ژئوفیزیک در واقع از ترکیب فیزیک با سایر علوم ایجاد شده است.

بمب هسته ای نیز که یکی از قدرتمندترین سلاح هایی است که بشر تاکنون در اختیار داشته ارتباط مستقیم با فیزیک دارد. بمب اتمی از فرایندی به نام شکافت برای جدا کردن اتم های سنگین استفاده می کند و این فرایند به دانشمندان امکان می دهد تا انرژی ذاتی موجود در ماده را باز کنند.

در ادامه بخوانید : کاربرد شیمی در صنعت، پزشکی و کشاورزی

منابع: quoraukessayssciencing