داستانی زیبا و هوشمندانه از نیلز بور فیزیکدان دانمارکی
خواندنی › داستان و حکایات
- 97/11/16
توضيح دهيد که چگونه می توان با استفاده از يک فشارسنج، ارتفاع يک آسمان خراش اندازه گرفت؟سوال بالا يکی از سوالات امتحان فيزيک در دانشگاه کپنهاگ بود. يکی از دانشجويان چنين پاسخ داد:
"به فشار سنج يك نخ بلند می بنديم. سپس فشارسنج را از بالای آسمان خراش طوری آويزان می کنيم که سرش به زمين بخورد. ارتفاع ساختمان مورد نظر برابر با طول طناب به اضافه ی طول فشارسنج خواهد بود."
پاسخ بالا چنان مسخره به نظر می آمد که مصحح بدون تامل دانشجو را مردود اعلام کرد. ولی دانشجو اصرار داشت که پاسخ او کاملا درست است و درخواست تجديد نظر در نمره ی خود کرد. يکی از اساتيد دانشگاه به عنوان قاضی تعيين شد و قرار شد که تصميم نهايی را او بگيرد. نظر قاضی اين بود که پاسخ دانشجو در واقع درست است، ولی نشان دهنده هيچ گونه دانشی نسبت به اصول علم فيزيک نيست. سپس تصميم گرفته شد که دانشجو احضار شود و در طی فرصتی شش دقيقه ای پاسخی شفاهی ارائه دهد که نشانگر حداقل آشنايی او با اصول علم فيزيک باشد.
دانشجو در پنج دقيقه ی اول ساکت نشسته بود و فکر می کرد. قاضی به او يادآوری کرد که زمان تعيين شده در حال اتمام است. دانشجو گفت: که چندين روش به ذهنش رسيده است ولی نمی تواند تصميم گيری کند که کدام يک بهترين می باشد.
قاضی به او گفت که عجله کند، و دانشجو پاسخ داد:
"روش اول اين است که فشارسنج را از بالای آسمان خراش رها کنيم و مدت زمانی که طول می کشد به زمين برسد را اندازه گيری کنيم. ارتفاع ساختمان را می توان با استفاده از اين مدت زمان و فرمولی که روی کاغذ نوشته ام محاسبه کرد."
دانشجو بلافاصله افزود: "ولی من اين روش را پيشنهاد نمی کنم، چون ممکن است فشارسنج خراب شود!"
"روش ديگر اين است که اگر خورشيد می تابد، طول فشارسنج را اندازه بگيريم، سپس طول سايه ي فشارسنج را اندازه بگيريم، و آنگاه طول سايه ی ساختمان را اندازه بگيريم. با استفاده از نتايج و يک نسبت هندسی ساده می توان ارتفاع ساختمان را اندازه گيري کرد. رابطه ی اين روش را نيز روی کاغذ نوشته ام."
"ولي اگر بخواهيم با روشی علمی تر ارتفاع ساختمان را اندازه بگيريم، می توانيم يک ريسمان کوتاه را به انتهای فشارسنج ببنديم و آن را مانند آونگ ابتدا در سطح زمين و سپس در پشت بام آسمان خراش به نوسان درآوريم. سپس ارتفاع ساختمان را با استفاده از تفاضل نيروی گرانش دو سطح بدست آوريم. من رابطه های مربوط به اين روش را که بسيار طولانی و پيچيده می باشند در اين کاغذ نوشته ام."
"آها! يک روش ديگر که چندان هم بد نيست: اگر آسمان خراش پله اضطراری داشته باشد، می توانيم با استفاده از فشارسنج سطح بيرونی آن را علامت گذاری کرده و بالا برويم و سپس با استفاده از تعداد نشان ها و طول فشارسنج ارتفاع ساختمان را بدست بياوريم."
"ولی اگر شما خيلی سرسختانه دوست داشته باشيد که از خواص مخصوص فشارسنج برای اندازه گيري ارتفاع استفاده کنيد، می توانيد فشار هوا در بالای ساختمان را اندازه گيري کنيد، و سپس فشار هوا در سطح زمين را اندازه گيري کنيد، سپس با استفاده از تفاضل فشارهاي حاصل ارتفاع ساختمان را بدست بياوريد."
"ولي بدون شک بهترين راه اين مي باشد که در خانه سرايدار آسمان خراش را بزنيم و به او بگوييم که اگر دوست دارد صاحب اين فشارسنج خوشگل بشود، می تواند ارتفاع آسمان خراش را به ما بگويد تا فشارسنج را به او بدهيم!"
دانشجويي که داستان او را خوانديد، نيلز بور، فيزيکدان دانمارکي بود.
