روش مطالعه فیزیک (گروه‌های ریاضی و تجربی)
کتاب را کاملا خواندم. جزوه درس فیزیک را با کلی فرمول و فرمول‌های تستی حفظ کردم و با استفاده از آنها، تست‌های چند سال گذشته را حل کردم. ولی باز هم، وقتی سؤال یا تست جدیدی می‌بینم، نمی‌دانم چه‌کار کنم؟
با این همه فرمول کوتاه و بزرگ، هنوز نمی‌دانم چه رابطه‌ای را کجا استفاده کنم تا به جواب برسد. پرسیدم، بیشتر توضیح دهید. گفت: مثلاً در مبحث حرکتشناسی، اگر تست یا مثالی را بخواهم حل کنم، نمی‌دانم از کدام رابطه(فرمول) باید استفاده شود. در آخر، چند فرمول را می‌نویسم تا ببینم کدام یک به جواب می‌رسد! خلاصه، پاک گیج شدم.
این چند جمله، گفته‌های اغلب دانش‌آموزان دوره پیش‌دانشگاهی (داوطلبان کنکور) است.
در مورد درس فیزیک باید بدانیم که برخی از مطالب بیشتر جنبه‌ی حفظی و برخی مطالب بیشتر جنبه مفهومی دارند.
کمیت برداری و نرده‌ای، یکای کمیت‌ها، روابط کار و انرژی، ساختمان ماده، انبساط مواد، ترمودینامیک (رشته ریاضی) از فیزیک پایه و موج مکانیکی1و2، موج الکترومغناطیس، فیزیک اتمی، ساختار هسته‌ی اتم، فیزیک حالت جامد (رشته ریاضی)، قوانین نیوتون، کولن، قوانین الکترومغناطیسی فارادی ولتر, تعاریف کمیت‌های فیزیکی از فیزیک پیش‌دانشگاهی، بیشتر جنبه حفظی دارند.
الکتریسیته ساکن و جاری و مدارهای ترکیبی، میدان مغناطیسی و نیرو‌های مغناطیسی و جریان متناوب و القای الکترومغناطیسی، فشار گرما و تعادل، حرکتشناسی و دینامیک و نوسان نقش موج عرضی، بیشتر جنبه‌ی مفهومی دارند.
ما به دنبال این نیستیم که این مباحث را از هم جدا کنیم بلکه اگر به دنبال یادگیری درس فیزیک باشیم، پیشنهاد می‌کنیم ابتدا ریاضیات مورد استفاده در فیزیک را یاد بگیریم. (رسم توابع جبری درجه‌ی اول و دوم و سوم و همو‌گرافیک، توابع مثلثاتی و... ).
بخش وسیعی از مثال‌ها، نمودار است. اگر قرار باشد تمام نمودارهای فیزیک (بیش از پنجاه نمودار) را حفظ کنیم، کار عاقلانه‌ای به نظر نمی‌رسد. یاد گرفتن نمودارها، بسیار ساده‌تر از حفظ‌کردن آنها است.
بدانیم که برای شیب هر نموداری، یکای محور عمودی را بر یکای محور افقی تقسیم می‌کنیم تا کمیت مورد نظر پیدا شود. به عنوان نمونه، شیب نمودار مکان- زمان، بیانگر سرعت S/M است. (وقتی شیب نموداری، کمیتی برداری می‌شود، اگر شیب رو به بالا باشد یعنی علامت این کمیت مثبت و اگر شیب رو به پایین باشد، این کمیت علامت منفی دارد. اگر اندازه‌ی شیب فوق زیاد شود یعنی اندازه‌ی این کمیت، افزایش یافته و اگر اندازه‌ی شیب، کم شود یعنی اندازه‌ی این کمیت، کاهش یافته است.)
برای سطح زیر هر نموداری، یکای محور عمودی را در یکای محور افقی ضرب کنید تا کمیت مورد نظر را بیان کنیم. به عنوان نمونه، سطح زیر نمودار سرعت – زمان، بیانگر (S x M/S) جا‌به‌جایی است و قدر مطلق این سطوح، مسافت طی شده است.
البته قرار نیست که همواره هم شیب و هم سطح زیر همه نمودارها، کمیت فیزیکی شود، مثلاً سطح زیر نمودار مکان – زمان یعنی متر × ثانیه، کمیت فیزیکی نمی‌شود. این راهکار بسیار هوشمندانه‌تر و عاقلانه‌تر از حفظ کردن شیب و سطح این همه نمودار فیزیک است که آن هم پس از چند هفته (ماه) فراموش می‌شود.
این‌که می‌گوییم متن کتاب را بخوانید، مثال، تمرین، فعالیت، تمرین‌های انتهای فصل (به رنگ آبی و سبز و نارنجی و قرمز) را خودتان حل کنید و آنها را رفع‌اشکال کنید، ابتدایی‌ترین و کم‌ترین کاری است که انجام می‌دهید. یادتان باشد که شما داوطلب کنکور 89 هستید و فقط به دنبال پاس‌کردن واحدهای درسی پیش‌دانشگاهی نیستید. حتی دوباره حل‌کردن و عوض‌کردن عدد مجهول با یکی از اعداد مثال‌ها که برای‌تان تکراری نشود، به یادگیری شما می‌افزاید.
به عنوان یک نمونه‌ی راهبردی، یک مبحث ساده در فیزیک (نور) و یک مبحث مشکل در فیزیک پیش‌دانشگاهی(حرکتشناسی) را مورد بررسی قرار می‌دهیم. لازم به تذکر است که زمان یادگیری این مباحث، یکسان نیست. یادگیری کامل مبحث حرکتشناسی و همچنین دینامیک، نیاز به تداوم و تکرار هفته‌ای یک جلسه تا اسفند ماه (حدود 6 ماه) دارد، ولی یادگیری مبحث نور سریع‌تر انجام می‌شود.
نور:
ابتدا پرتوهای تابش همگرا، واگرا و موازی را بررسی کنید. از ابتدای تشکیل سایه تا انتهای آینه‌ی تخت، تمام مثال‌ها با تناسب و روابط خطی، قابل حل شد و با رسم پرتوهای نور و تشابه مثلث‌ها قابل حل است. در آینه‌ی محدب (عدسی مقعر) فرمول اصلی است، جسم حقیقی، تصویر مجازی و کانون مجازی است. همچنین جسم و تصویر مجازی در آینه‌ها در دو طرف آینه و در عدسی‌ها در یک طرف عدسی است. در آینه‌ی مقعر (عدسی محدب) فرمول اصلی است. جسم حقیقی، تصویر حقیقی یا مجازی است و کانون حقیقی است. اگر تصویر مجازی باشد، فرمول علامت منفی و اگر تصویر حقیقی باشد، بین p و q علامت مثبت می‌باشد. از هر آینه یا عدسی حداقل ده عدد تست از کنکور سراسری حل کنید تا مرحله‌ی یادگیری انجام شود. حالا می‌توانید برای تکمیل این مبحث و سرعت‌عمل در انجام تستها، از جزوات آموزشی گزینه دو و روابط کوتاه تستی استفاده کنید.
این‌که برخی از دانش‌آموزان می‌گویند، نمی‌توانیم تست حل کنیم و کلی هم فرمول حفظ هستیم، مرحله‌ی یادگیری را انجام نداده‌اند.
حرکتشناسی:
اصطلاحات حرکت (بردار مکان، سرعت، سرعت متوسط و ....) را بخوانید. مبحث مشتق را در حرکتشناسی کاربردی کنید که مشتق مکان، سرعت و مشتق سرعت، شتاب می‌شود. با استفاده از معادله‌ی مسیر حرکت یعنی رابطه‌ی x و y فقط می‌توانید رابطه‌ی مؤلفه‌های سرعت را بیابید. در این فصل، نمودارهای مکان – زمان و سرعت – زمان و شتاب – زمان را داریم. به همین ترتیب که می‌نویسیم، ابتدا 5 تست از مکان – زمان برای یادگیری شیب، 5 تست از شتاب – زمان برای یاد گیری سطح زیر و سپس ده عدد تست از سرعت – زمان برای یادگیری سطح زیر و شیب حل کنید.
اگر دیدید در نمودار سرعت – زمان فقط از شما شیب نمودار خواسته شده، خودتان سطح زیر، سرعت متوسط، شتاب متوسط را بررسی کنید، که چه اشکالی دارد. قرار نیست فقط جواب تست را بدهیم، می‌خواهیم این نمودارها را یاد بگیریم.
همچنین با نمودار مکان – زمان و سرعت – زمان نوع حرکت و با نمودار شتاب – زمان اگر سرعت اولیه داده شده باشد، نوع حرکت معلوم می‌شود. حالا نوبت بررسی حرکت‌های یک بعدی یکنواخت و شتاب ثابت است. حرکت مستقیم‌الخط یکنواخت فقط یک معادله دارد. حداکثر 5 عدد تست برای یادگیری کافی نیست و حرکت مستقیم‌الخط شتاب ثابت، دارای 4 معادله‌ی اصلی است. از هر معادله‌اش حداکثر 5 تست حل کنید تا کاربرد آنها را یاد بگیرید. سپس نوبت سقوط آزاد یک بعدی است.
فرمول‌های این حرکت که شتاب ثابت g- دارد را خودتان بنویسید کافی است. در حرکت شتابی x→y ثابت g-→a تبدیل می‌شود. در این حرکت، در هر ثانیه، سرعت 10 m/s تغییر می‌کند و جا‌به‌جایی هم در هر ثانیه، 10 متر تغییر می‌کند.
پیشنهاد می‌کنم برای یادگیری این حرکت، شکل ساده‌ای از مسیر حرکت گلوله‌ای که حرکت داده می‌شود، رسم کنید. این‌کار حل مثال‌ها را بسیار ساده می‌کند. نوبت به فعالیت (1--4 ) کتاب درسی، رسیدن دو متحرک به یکدیگر که در کنکورهای سراسری اخیر حداقل یک تست و گاهی بیشتر هم داشته است، می‌رسد. حل‌کردن 10 تست از سقوطی و10 تست از این فعالیت پیشنهاد می‌شود. پس از این‌کار، سراغ حرکت پرتابی (رشته ریاضی) بروید تا فصل به پایان برسد. این‌که شما حرکت شناسی را خواندید، یاد گرفتید، مثال و تست حل کردید کافی نیست، باید تا خرداد89 هفته‌ای یک جلسه‌ی درسی به این مبحث (همچنین دینامیک) بپردازید.
به این صورت که در هر جلسه 20 تست متنوع که کل فصل را در بر بگیرد و آنها را تجزیه و تحلیل کنید. خواندن جزوات کمک‌آموزشی گزینه دو به شما کمک می‌کند تا روابط کوتاه‌تری هم در حل تست ها به کار ببرید و به یادگیری می‌افزاید.تأکید می‌کنیم یادگیری این مباحث نیاز به زمان مداوم و تکرار دارد، یک واقعیت است. اگر این واقعیت را بپذیرید قطعا نتیجه بهتری خواهید گرفت.
مرتضی غفاری
مشاوره درسی فیزیک پیش دانشگاهی 2 - گروه ریاضی و تجربی
مباحث مطرح‌شده در کتاب فیزیک 2 پیش‌دانشگاهی به نسبت کتاب فیزیک 1 پیش‌دانشگاهی یا کتاب فیزیک 3، کم‌حجم‌تر و دارای روابط کمتری می‌باشند. در آزمون سراسری سال‌های اخیر در رشته‌ی ریلضی، حدود 7 الی 8 تست از کل این مباحث پرسیده شده است که با توجه به تعداد کل سؤالات یعنی 45 عدد، حدود 17درصد را به خود اختصاص داده‌اند و در مقایسه با کتاب فیزیک 1 پیش‌دانشگاهی که حدود 30درصد سؤالات را شامل می‌شود، اختلاف چشمگیر است. در رشته‌ی تجربی در سال‌های اخیر نیز درصدی مشابه گروه ریاضی از این مباحث سؤال پرسیده شده است.
مطالب مطرح‌شده در کتاب فیزیک 2 پیش‌دانشگاهی، عمدتاً تشریحی، روان و دارای مفاهیم ساده‌ری نسبت به مباحث قبلی هستند، از این‌رو یادگیری آنها می‌تواند احتمال پاسخ‌دهی صحیح به سؤالات آزمون سراسری این فصول را بالاتر ببرد. روابط مطرح‌شده در این فصول نیز هم ساده هستند و هم کم‌تعداد و عمدتاً با حلی نه‌چندان طولانی به پاسخ می‌رسند. از همین‌روست که به شما داوطلبان عزیز توصیه می‌گردد حتماً یادگیری و تمرین این فصول را در برنامه‌ی کاری خود قرار دهید تا بتوانید به‌راحتی به سؤال‌های مطرح‌شده از آنها پاسخ گویید.
یکی از بهترین منابع موجود برای آموزش این مباحث، کتاب درسی می‌باشد زیرا هم توضیح مناسب و کافی دارد و هم مثال‌ها و تمرین‌های مرتبط. مفاهیم همراه نمودارها و شکل‌های خوبی توضیح داده شده‌اند، پس توصیه می‌شود از شکل‌ها و نمودارهای کتاب، غافل نشوید و حتماً برای درک عمیق‌تر، به سراغ آنها رفته و آنها را بررسی کنید. درضمن سؤالات و تست‌های این مباحث، عمدتاً در انتها یا اواسط سؤالات آزمون سراسری چیده می‌شوند، بنابراین لازم است در جلسه‌ی آزمون، وقت خود را به‌گونه‌ای تنظیم نمایید که حتماً به این سؤالات رسیده و بتوانید به آنها پاسخ صحیح دهید. فراموش نکنید که در آزمون سراسری، همه‌ی سؤالات درس فیزیک، ارزش برابر دارند بنابراین اولویت با سؤال‌هایی است که بیشتر بلد هستید و یا حل کوتاه‌تر و مطمئن‌تری دارند.
1- در فصل اول، کتاب فیزیک 2 پیش‌دانشگاهی که در ادامه‌ی مباحث موج 1 می‌باشد، موج‌ها در محیط های دوبعدی و سه‌بعدی مطرح شده‌اند. بازتاب از انتهای آزاد و انتهای بسته و تفاوت آنها را حتماً تمرین کنید و عمده‌ی زمان خود را روی موج‌های ایستاده صرف نمایید.
موج‌های ایستاده‌ی تشکیل‌شده در طناب یا تار ( محیط یک‌بعدی)، شکل‌های آنها، هماهنگ‌ها و روابط آنها را خوب به خاطر بسپارید.
می‌دانیم که در تار یا طناب دو سر بسته در دو انتها، گره تشکیل می‌شود و تمام هماهنگ‌ها تولید می‌شوند بنابراین ساده‌ترین شکل موج ایستاده، یک شکم و دو گره دارد که بسامد پایه یا هماهنگ اصلی نامیده می‌شود.
(n تعداد شکم‌ها می‌باشد)
در تار یا طناب با یک انتهای بسته و یک انتهای آزاد، در انتای بسته، گره و انتهای آزاد، شکم تشکیل می‌شود. در این حالت تعداد گره‌ها و شکم‌های تشکیل‌شده همواره برابر است. در ساده‌ترین حالت، یک شکم و یک گره ایجاده شده که هماهنگ اصلی یا بسامد پایه نام دارد. در این حالت فقط مضارب فرد هماهنگ اصلی تولید می‌گردد یا به عبارتی فقط هماهنگ‌های فرد ایجاد می‌شوند.
پس با توجه به نوع انتهای تار یا طناب و تعداد گره‌ها و شکم‌های ایجادشده در طول تار یا طناب می‌توان شماره‌ی هماهنگ را تشخیص داد، شکل آن را رسم کرد، رابطه‌ی آن را نوشت و سایر اطلاعات پرسیده‌شده در مسأله را به‌دست آورد. به خاطر داشته باشید که:
1- فاصله‌ی دو گره متوالی و برابر، می‌باشد و فاصله‌ی یک گره از شکم مجاور آن می‌باشد.
2- در موج ایستاده، دامنه‌ی نقاط مختلف، متفاوت است ولی نقاط بین دو گره، همگی هم‌فاز هستند و با نقاط بین دو گره بعدی، در فاز مخالف می‌باشند.
3- امواج ایستاده در هر سه نوع (جامد، مایع و گاز) به‌وجود آمده و تشکیل می‌شوند.
4- اختلاف بسامد دو هماهنگ متوالی در تار یا طناب دو سر بسته، برابر بسامد اصلی و در تار یا طناب با یک انتهای بسته و یک انتهای آزاد، 2برابر بسامد اصلی می‌باشد زیرا فقط هماهنگ‌های فرد تولید می‌شوند یعنی:
دو سر بسته
باز و بسته
تداخل امواج در دو بعد مشابه بر هم نهی در یک بعد است با این تفاوت که در این حالت، تعداد نقاط گره و شکم بی‌شماری تشکیل می‌شوند و اصلی‌ترین شرط آن، وجود دو منبع موج هم‌بسامد و هم‌فاز می‌باشد که همانند شکل کتاب، بتوانند امواجی را در محیط دوبعدی (مانند سطح آب) منتشر کنند. در این حالت به دلیل اختلاف راه نقاط محیط با دو منبع ، اختلاف فاز در آنها ایجاد می‌شود که از رابطه‌ی زیر به‌ست می‌آید:
در این تداخل نقاط گره و شکم روی هذلولی‌هایی هستند که برحسب فاصله ا ز دو منبع به‌وجود می‌آیند.
2- صوت، موجی طولی است که در اثر انبساط و تراکم‌های متوالی لایه‌های هوا پیش‌روی می‌کند و به‌عبارتی دارای تپ‌های تراکمی (پرفشار) و انبساطی (کم‌فشار) می‌باشد. سرعت انتشار صوت در محیط‌های متراکم، بیشتر می‌باشد و لذا در جامدها بیشتر از مایع‌ها و در مایع‌ها بیشتر از گازهاست. سرعت انتشار صوت در گازها از رابطه‌ی به‌دست می‌آید.
لوله‌های صوتی وسایلی هستند که در آنها ستونی از هوا وجود دارد و با دمیدن در آنها می‌توانیم امواج ایستاده‌ی طولی تشکیل دهیم. لوله‌ها به دو نوع هر دو انتها باز و یک انتهای باز و یک انتهای بسته طبقه‌بندی می‌شوند که روابط آنها مشابه روابط امواج ایستاده در تار یا طناب می‌باشد که پیش از این توضیح داده شد. در حل مسائل لوله‌های صوتی، حتماً به نوع انتهای لوله و تعداد گره و شکم یا شماره‌ی صوت ایجادشده توجه نمایید زیرا این نوع تست‌ه،ا حل ساده‌ای دارند و با دقت بیش‌تری برای حل آنها می‌توان به پاسخ صحیح رسید. مسائل مطرح‌شده در مورد تار و طناب در مورد لوله‌های صوتی نیز برقرار می‌باشد.
شدت صوت، رابطه‌ای است که توجه به اجزای آن می‌واند در حل تستها کمک کند. شدت صوت با مجذور دامنه و بسامد، نسبت مستقیم و با مجذور فاصله از منبع صوت، نسبت عکس دارد. درک انسان از صوت، تراز شدت صوت نام دارد که واحدهای آن، بل و دسی‌بل می‌باشد و برابر است با:
و در قیاس تراز شدت صوت در دو حالت مختلف داریم:
اگر منبع صوت و ناظر هر دو یکسان باشند، ناظر بسامد واقعی منبع را می‌شنود ولی با حرکت نسبی ناظر و منبع نسبت به یکدیگر، ناظر بسامدی متفاوت با بسامد اصلی منبع را می‌شنود که به آن بسامد ظاهری گویند و این پدیده را اثر دوپلر می‌نامند. رابطه‌ی اثر دوپلر را حتماً به خاطر بسپارید زیرا در سال‌های اخیر همواره مسأله‌ی دوپلر، جزو لاینفک سؤالات آزمون سراسری بوده است:
- در استفاده از رابطه‌ی اثر دوپلر توجه کنید که سرعت‌‌های و دارای جهت هستند و علامت منفی یا مثبت آنها در حل مسأله اثرگذار می‌باشد. جهت مثبت، جهت انتشار صوت از منبع به سمت ناظر می‌باشد.
3- در فصل امواج الکترومغناطیس، نوع دیگری از امواج که برای انتشار احتیاج به محیط مادی ندارند، معرفی می‌گردند. برای تسلط به مطالب این فصل، لازم است اندکی از مباحث مغناطیس و القای سال گذشته را به خاطر داشته باشید. شکل‌گیری موج الکترومغناطیسی توسط آنتن به‌خوبی در کتاب توضیح داده شده ولی جدول ویژگی‌های امواج الکترومغناطیسی را حتماً چندین‌بار با خودتان مرور نمایید. مهم‌ترین موضوع این فصل که مورد پرسش قرار می‌گیرد، آزمایش یانگ است. حتماً روابط نوارهای روشن و تاریک را به‌خوبی بیاموزید و بدانید که علت شکل‌گیری آنها باز هم پدیده‌ی تداخل امواج است.
نوارهای تاریک
نوارهای روشن
4- در فصل فیزیک اتمی، توجه به نمودارهای تابندگی برحسب طول موج از هر دو دیدگاه جدید و قدیم و توجه به نتایج آن، اهمیت دارد. پدیده‌ی فوتوالکتریک و رابطه‌ی آن، یکی از مهم‌ترین مطالبی است که در این فصل مورد سؤال قرار می‌گیرد. حتماً رابطه‌ی را خوب تمرین کنید و مسائل زیادی از آن حل کنید تا بر آن مسلط شده و بتوانید پاسخ‌گوی سؤال احتمالی آن باشید. رابطه‌ی ریدبرگ- بالمر، یکی دیگر از سرفصل‌های اساسی در این مبحث است و بر مبنای آن، جدول رشته‌های طیف اتم هیدروژن تنظیم شده است. نام رشته‌ها و گستره‌ی طول موج آنها، جزو نکاتی است که حتماً باید به خاطر داشته باشید. مدل اتمی بعد و چهار اصل آن را دقیقاً مطالعه کنید و تعداد حالت‌ه‌ای تابش فوتون از ترازهای بالاتر به ترازهای پایین‌تر را از روی شکل کتاب بررسی نمایید.
5- در فصل فیزیک هستهای، بنای بیش‌تری به استفاده از محفوظات شماست ولی تجربه‌ی چند سال اخیر نشان داده که رویکرد طراحان در طرح تست، بیشتر به دو موضوع محدود می‌گردد: یکی مسأله‌ی پرتوزایی و پرتوهای و و که موازنه کردن دو طرف واکنش پرتوزایی چه از نظر عدد اتمی و چه از نظر عدد جرمی اهمیت به‌سزایی دارد و دیگری، مبحث نیمه‌عمر و روابط آن. نیمه‌عمر، مدت زمانی است که طول می‌کشد تا تعداد هسته‌های پرتوزای موجود در یک نمونه، به نصف برسد.
جرم باقی‌مانده و از مباحث دیگر قابل توجه در این فصل می‌توان به نیم‌رسانای نوع اشاره کرد که از کنار هم قرارگیری آنها دیود حاصل می‌شود.
توضیحات آخر فصل، راجع به انرژی هستهای و نحوه‌ی تولید آن از اورانیوم تا آخرین ذره پرتوزا نیز قابل توجه می‌باشد و خوب است حتماً در هر دور مرور، نیم‌نگاهی به این دو موضوع داشته باشید.
در انتها مجدداً یادآور می‌شویم که تست‌های کتاب فیزیک 2 پیش‌دانشگاهی عمدتاً ساده و روان هستند لذا از دست دادن آنها به جهت کمبود وقت در آزمون سراسری، اشتباه بزرگی است. پس وقت خود را به‌گونه‌ای تنظیم کنید که حتماً همه آنها را یک دور بررسی نمایید.
