آشنایی با رشته فیزیک
رشتهي فيزيک يکي از رشتههاي علوم پايه است. علوم پايه عبارتند از :
فيزيک، رياضي، شيمي، زيست و آمار
همان طور که از اسم” علوم پايه” انتظار ميرود اين علوم، پايه و مبناي رشتههاي ديگر هستند. غالباً رشتههاي علوم پايه به دو صورت محض و کاربردي ارائه ميگردند.
در شکل محض، اين رشتهها تنها به بررسي اطلاعات و يافتههاي موجود علم مربوطه و يادگيري اثبات اين روابط پرداخته و سعي در بسط و ادامهي يافتهها دارند. در واقع شيوهاي تحقيقي و اثباتي.ولي در شکل کاربردي، اين علوم به بررسي کاربرد و عملکرد يافته در رشتههاي ديگر و کاربرد آنها در صنعت و علوم ميپردازند.
رشته ی فیزیک در دوره ی کارشناسی دارای پنج گرایش اتمی – مولکولی، هسته ای، حالت جامد، هواشناسی و نجوم است (البته فیزیک دارای گرایش دبیری نیز است) که تعداد واحدهای تخصصی هر یک از این گرایش ها در دوره ی کارشناسی، بسیار محدود است؛ به همین دلیل گرایش های ذکر شده در این دوره تفاوت محسوسی با یکدیگر ندارند.
بیشتر واحدهای درسی دانشجویان گرایش های مختلف رشته ی فیزیک، در دوره ی کارشناسی، مشترک است؛ زیرا دانشجویان فیزیک تنها در سال آخر تحصیلی اقدام به انتخاب گرایش می کنند و در هر گرایش نیز تنها ۹ واحد تخصصی، یعنی سه درس تدریس می شود و به همین دلیل نمی توان بین یک لیسانس گرایش فیزیک حالت جامد یا هسته ای با سایر گرایش ها تفاوتی قائل شد؛ یعنی یک لیسانس فیزیک در هیچ یک از گرایش ها متخصص نمی شود.
هر دانشجوی فیزیک، در دوره ی کارشناسی از میان واحد هایی که می گذراند، فقط ۹ واحد از درس های تخصصی هر یک از گرایش هاست. گاه همین ۹ واحد نیز به گونه ای مشترک اما در درس های مختلف در هر یک از گرایش ها تدریس می شوند؛ یعنی کتاب ها یا واحدهای درسی هر گرایش، متفاوت است اما در کل همه به اطلاعات یکسانی دست پیدا می کنند؛ در نتیجه یک لیسانسه ی فیزیک، یک کارشناس فیزیک به معنای عام آن است و کارشناسی یا متخصص در یکی از گرایش های ذکرشده به شمار نمی رود. اگر علم فیزیک به دو بخش دنیای بزرگ و دنیای کوچک تقسیم شود، دنیای بزرگ فیزیک، مربوط به دنیای روزمره است و در آن، حرکت اتومبیل ها، موشک، ماهواره و در کلی، تمام حرکت هایی که می بینیم، مورد بررسی قرار میگیرد. فیزیک اتمی به دنیای بی نهایت کوچک ها برمیگردد، زیرا در فیزیک اتمی به بررسی ساختار ذره ای به نام اتم می پردازیم و این که اتم چگونه تشکیل شده و چه ویژگی هایی دارد.
برای آشنایی بیشتر به معرفی چند گرایش فیزیک می پردازیم.
-
گرایش اتمی – مولکولی
فیزیک اتمی – مولکولی که مربوط به فیزیک جدید است، زمانی متولد شد که فیزیک دانان متوجه شدند کوچک ترین جزء در طبیعت، اتم نیست بلکه اتم از اجزای کوچک تری به نام الکترون ها و هسته تشکیل شده است؛ یعنی اتم از هسته ای تشکیل شده است که الکترون هایی در اطراف آن می گردند.
فیزیک اتمی – مولکولی و نوری دانش بررسی اندر کنش ماده با ماده یا نور با ماده در مقیاس تک اتمی یا ساختارهای دربردارنده ی چند اتم است. این سه زیرشاخه به دلیل رابطه ی نزدیکشان، تشابه روش های مورد استفاده در مطالعه ی آنها و نزدیکی انرژی ها، در یک گروه قرار میگیرند. فیزیک اتمی، شاخه ای از فیزیک است که به بررسی اتم به عنوان یک سیستم منفرد و متشکل از الکترون ها و هسته می پردازد. فیزیک مولکولی دانش بررسی مولکول ها و پیوندهای شیمیایی بین اتم های آن است و مهم ترین روش بررسی آزمایشگاهی آن، استفاده از روش های مختلف طیف نمایی است. این زیرشاخه از فیزیک، رابطه ی بسیار نزدیکی با فیزیک اتمی دارد. کاربرد مهم و عمده ی این شاخه از فیزیک در صنایع اپتیک و لیزر است.
درسهای این رشته در طول تحصیل :
دروس مشترک بین گرایشهای مختلف فیزیک:
ریاضی عمومی ، معادلات دیفرانسیل، فیزیک پایه ، شیمی عمومی، مبانی کامپیوتر و برنامهسازی ، فیزیک جدید ، مکانیک تحلیلی ، ترمودینامیک و مکانیک آماری، ریاضی فیزیک ، الکترومغناطیس ، مکانیک کوانتومی ، اپتیک .
دروس تخصصی گرایش اتمی ـ مولکولی:
اپتیک کاربردی، اسپکتروسکپی، روشهای تجربی در فیزیک اتمی، کاربردهای لیزر، تکنیک خلاء .
فیزیک هسته ای
در فیزیک هسته ای، خود هسته مورد مطالعه قرار می گیرد، یعنی متخصصان و دانشمندان بررسی می کنند که هسته از چه چیزی تشکیل شده و چه نیروهایی بین اجزای هسته حکم فرماست و در نتیجه ی واکنش های انجام شده، چه قدر انرژی آزاد می شود. انرژی هسته ای و رادیوایزوتوپ ها مسائلی هستند که در فیزیک هسته ای مورد بررسی قرار می گیرند.
دروس تخصصی گرایش هستهای :
فیزیک هستهای ، فیزیک راکتور ، آشکار سازها و سیستمها، اندازهگیری هستهای، شتابدهندههای ذرات، رادیوایزوتوپ و کاربرد آن، شیمی هستهای، حفاظت در برابر پرتوها.
-
حالت جامد
گرایش حالت جامد مربوط به سیستم های بس ذره ای مخصوصا جامدات است. ابتدایی ترین کار در این گرایش، بررسی بلورهای جامدات و خواص اپتیکی، مکانیکی، الکتریکی و صوتی امواجی است که در آن منتشر می شود و این بررسی منجر به پدیده های مختلفی مثل ابررسانایی، نیمه رسانایی یا پخش و انتقال گرما می شود. مطالعه ی دانش مربوط به کریستال ها و ویژگی های فیزیکی آن ها، به گرایش حالت جامد برمیگردد.
دروس تخصصی گرایش حالت جامد:
فیزیک حالت جامد، فیزیک لایههای نازک، فیزیک قطعات نیمهرسانا ، ابررسانایی و کاربرد آن، بلورشناسی، الکترونیک ، رشد بلور و تکنولوژی نیمهرساناها است.
-
هواشناسی
گرایش هواشناسی بسیار محدود تر از سه گرایش اتمی – مولکولی، هسته ای و حالت جامد ارائه میشود، گرایش هواشناسی، اطلاعات پایه ای و متنوعی درباره ی انواع پدیده های جوی و برخورد علمی با آنها ارائه می دهد. همچنین با مطالعه ی دینامیک وضعیت هوا می توان بررسی کرد که شرایط هوا چگونه تغییر کرده و چه عواملی برای ایجاد این تغییر لازم است.
دروس تخصصی گرایش هواشناسی :
هواشناسی سینوپتیکی ، هواشناسی دینامیکی ، هواشناسی فیزیکی ، آمار در هواشناسی.
-
فیزیک گرایش نظری
فیزیک نظری، شاخه ای از فیزیک است که قوانین ریاضی حاکم بر رفتار اجسام فیزیکی را بررسی می کند و سعی در ارائه ی پیش بینی های علمی دارد که قابل محک شدن در آزمایشگاه های فیزیک تجربی باشند. قوانین و الگوهای فیزیکی گسترش زیادی یافته اند تا حدی که گاهی نتایج پیش بینی های برخی نظریه ها مانند نظریه ی ابرریسمان عملا قابل تجربه و محک شدن با دستاوردهای فناوری امروزه نیست.
در این رویکرد، فیزیک دانان با استفاده از تئوری ها و قوانین موجود و با ابزار ریاضی و داده های ارائه شده از دو رویکرد دیگر، سعی بر ایجاد تئوری های نوین یا بسط و گسترش تئوری های موجود دارند. شاخه ی نظری فیزیک همواره یکی از سخت ترین شاخه ی علوم است؛ زیرا فیزیک دان در این زمینه باید علاوه بر آشنایی با دانش فیزیک، به ابزار ریاضی کاملاً مسلط باشد. هنگامی که در مبانی بنیادی علم عمیق می شویم درمی یابیم که اساس علم آنگونه که کتب درسی روایت می کنند به دور از مجادلات و مسائل حل نشده نیست؛ یعنی در بطن ریاضیات و فیزیک مسائلی حل نشده و باز وجود دارند که نه تنها به عنوان یک مسئله قابل مطالعه هستند، بلکه گاه باز بودن این مسائل در پاره ای موارد، کلیت فیزیک و ریاضیات را دچار تزلزل می کند. در فیزیک نظری نیز مسائلی در مورد مبانی مکانیک کوانتومی و نظریه ی میدان های کوانتومی و مبانی نسبیت خاص و عام از این دست مسائل هستند.
گرایش اختر فیزیک :
سه بخش اصلی این گرایش را نجوم رصدی، اخترشناسی و کیهانشناسی تشکیل میدهد. در بخش نجوم که جنبه مشاهداتی دارد، پدیدههای مختلف نجومی را رصد و ثبت کرده و سپس از آنها عکس گرفته و طیف آنها را میسنجند. در اخترشناسی که جنبه نظری دارد وضعیت ستارگان مورد مطالعه قرار میگیرد؛ یعنی بررسی میشود که هر ستاره در چه مرحلهای قرار دارد و چه اتفاقاتی برایش رخ میدهد؟ کیهانشناسی نیز به صورت کلاسیک به چگونگی ایجاد جهان و تشکیل ساختارهای کهکشانی مانند خوشهها و ابر خوشهها میپردازد.
تعداد واحدها
تعداد کل واحد های درسی کارشناسی فیزیک و کارشناسی دبیری فیزیک بشرح زیر می باشد.
دروس عمومی 20
دروس پایه 33
دروس تخصصی : الزامی 39
دروس تخصصی: انتخابی 18
دروس گرایشی 9
دروس اختیاری 12
جمع 131
دروس کارشناسی دبیری فیزیک
دروس عمومی 20
دروس پایه 33
دروس تخصصی : الزامی 39
دروس تخصصی: انتخابی 9
دروس گرایشی 24
دروس اختیاری 6
جمع 131
وظایف فیزیک دان
فیزیکدان ها معمولا در یکی از دو زمینه زیر فعالیت می کنند :
- تحقیقات نظری – توسعه ایده ها، استفاده از تکنیک های مدلسازی و شبیه سازی کامپیوتری برای پیش بینی و توضیح رفتارها
- تحقیقات کاربردی – انجام آزمایشات کنترل شده برای درک چگونگی به نتیجه رسیدن تئوری ها
فیزیکدان بسته به نوع تخصص خود در حوزه فیزیک می تواند در صنایع زیر مشغول به کار شود :
- پیش بینی وضع هوا
- توسعه ابزارهای پزشکی و روش های درمانی جدید
- کار در حوزه تکنولوژی ماهواره ای و اکتشافات فضایی
- بررسی راه های جدید تولید انرژی
- تحقیق و کشف در حوزه رباتیک و هوش مصنوعی
- تدریس در مدارس و دانشگاه ها
- نوشتن مطلب برای مجلات، نشریات و روزنامه ها در حوزه تخصصی خود
مهارت و دانش مورد نیاز
- دانش عالی در ریاضیات و فیزیک
- تفکر پژوهشگر و علاقه به کارهای تحقیقاتی
- تفکر منطقی و مهارت خوب در حل مساله
- رویکرد روش مدار در کار همراه با سطح بالایی از دقت
- داشتن صبر و توجه زیاد به جزئیات
- مهارت ارتباطی و ارائه مطالب خوب
- مهارت گزارش نویسی
- مهارت کار فردی و تیمی
- مهارت مدیریت پروژه و رهبری تیم – در صورتی که سرپرست یک تیم تحقیقاتی باشد.
- توانایی استفاده از برنامه های کامپیوتری مورد نیاز
بازارکار و آینده شغلی فیزیک دان
فیزیک دان می تواند در مرکز تحقیقات فیزیک نظری و ریاضیات، سازمان انرژی اتمی، مخابرات، پژوهشگاه مواد و انرژی، صنایع تولید فیزیک نوری، نیروگاه انرژی اتمی بوشهر، بخشهای تحقیقاتی صنایع دفاع، سازمان هواشناسی و موسسات تحقیقاتی و آموزشی مشغول به کار شود .
این شغل در کشور با برخی مسایل روبرو است که عبارتند از :
- فرصت های استخدامی کم برای رشته های علوم پایه در کشور به خصوص برای افرادی که با علاقه فراوان وارد این حوزه نمی شوند.
- عدم توجه لازم به رشته های علوم پایه و فراهم نکردن شرایط مناسب کاری برای آنها
در خصوص وضعیت بازارکار و میزان استخدام فیزیکدان در کشور اطلاعات دقیقی در دسترس نمی باشد. به دلیل پیشرو نبودن کشور در تحقیقات و پژوهش در بسیاری از زمینه ها، می توان پیش بینی کرد که فرصت های شغلی محدودی برای فارغ التحصیلان فیزیک در کشور وجود دارد.
کارآفرینی راهی است که به هر شخصی کمک می کند تا با تکیه بر توانایی ها و تخصص خود، شغل یا مشاغلی را برای خود و دیگران ایجاد کند. فارغ التحصیلان رشته فیزیک نیز می توانند به کارآفرینی دست بزنند. برخی زمینه های کارآفرینانه در این شغل عبارتند از :
- ساخت وسایل آزمایشگاهی
- انتشار مقالات علمی معتبر به صورت ماهنامه یا فصل نامه
- تاسیس آزمایشگاه های خصوصی
- ایجاد کتابخانه تخصصی و بانک مقالات و اطلاعات علمی فیزیک
- تالیف و ترجمه کتاب
وضعيت نياز كشور به اين رشته در حال حاضر
امروزه اگر ما به فكر پيشرفت و ساخت وسايل صنايع مختلف كشورمان از نظامي گرفته تا پزشكي نباشيم بايد اين صنايع را به صورت آماده از كشورهاي ديگر بخريم كه اين كار احتياج به سرمايهاي گزاف دارد و باعث وابستگي كشور ما به كشورهاي صنعتي ميگردد
دكتر رهبر نيز در همين زمينه ميگويد: «ما در ايران صنايع چنداني نداريم و صنايع موجود نيز بيشتر مونتاژ بوده و ابتكاري نيست اما اگر روزي بخواهيم صنايع پيشرفتهاي داشته باشيم بايد خواص مواد را بدانيم تا متوجه شويم كه چطور ميتوان از آنها استفاده بهتري بكنيم و وضعيت آن را بهبود ببخشيم و چنين پيشرفتي تنها با توسعه و پيشرفت علم فيزيك امكانپذير است چرا كه متخصصان فيزيك ميتوانند موجب بهبود كيفيت محصولات گشته و يا وسايل جديد طراحي بكند. يعني ما به جاي اين كه مواد خام خود را خيلي ارزان صادر كنيم به ياري دانش فيزيك آنها را به محصولات ساخته تبديل بكنيم چرا كه اين محصولات ارزش افزوده بسيار زيادي دارد.
كاری که كشور پيشرفتهاي مثل ژاپن انجام داد. چون اين كشور به ياري صنايع نيمه رسانا، ترانزيستور و الكترونيك پيشرفت كرده است،صنايعي كه علم زيربنايي آن ها فيزيك ميباشد.
دیدگاهتان را بنویسید