معرفی کتاب: دینامیک کلاسیک ذرات و سیستم‌ها

سلام! کتابی که امروز قصد دارم معرفی کنم، کتابی نیست جز دینامیک کلاسیک نوشته‌ی جری بی. ماریون!

نام کتاب: دینامیک کلاسیک ذرات و سیستم‌ها (Classical Dynamics Of Particles & Systems) 

نویسندگان: Stephen T. Thornton, Jerry B. Marion 

ناشر اصلی: .Brooks/Cole Pub. Co

ویرایش پنجم، ۲۰۰۳

ترجمه‌ی جلال‌الدین پاشایی‌راد و بهرام معلمی

مرکز نشردانشگاهی، تهران

(توجه کنید این نوشته بر اساس ویرایش سوم کتاب نوشته شده است و ممکن است در ویرایش جدید تغییراتی در چینش یا محتوای فصول ایجاد شده باشد.)

کتاب مذکور که معمولا تحت نام ماریون شناخته می‌شود، شاید سخت‌ترین و کامل‌ترین منبع المپیاد نجوم در زمینه مکانیک عمومی و حتی سماوی باشد. به گونه‌ای که نویسنده در پیشگفتار تصریح می‌کند کتاب برای دانشجویان در سطح پیشرفته کارشناسی فیزیک تالیف شده است. البته این کتاب شباهت‌های زیادی با کتاب آریا نیز دارد. استفاده از ریاضیات قوی و مسائل چالش‌برانگیز مشخصه‌های اصلی این کتاب هستند. بنابراین آشنایی با حساب دیفرانسیل و انتگرال و حل معادلات دیفرانسیل تا حدودی برای مطالعه کتاب ضروری می‌باشد. رویکرد این کتاب همانند فولز، رویکرد تحلیلی است اما مسائل آن از فولز سخت‌تر و ایده‌دارتر می‌باشد. اکنون نگاهی سریع به محتوای کتاب می‌اندازیم:

فصل اول به مقدمات ریاضی می‌پردازد. ماتریس‌ها، بردارها و انتگرال‌گیری از بردارها مهم‌ترین بخش‌های این فصل هستند. توصیه می‌شود اگر با ماتریس‌ها زیاد آشنایی ندارید این فصل را بخوانید.

فصل دوم به مکانیک نیوتونی و تک‌ذره می‌پردازد. حرکت موشک هم در همین فصل بررسی می‌شود. 

فصل سوم به نوسان‌ها می‌پردازد. بررسی نوسان‌ها از جمله هماهنگ ساده، میرا و نوسان‌های خطی و همچنین بررسی اصل برهم‌نهی و سری فوریه از مطالب این فصل است.

فصل چهارم، گرانش است. این فصل از فصل‌های مهم کتاب برای المپیادی‌هاست. بررسی گرانش و پتانسیل، خطوط میدان و هم‌پتانسیل و محاسبه نیروی اشکال و اجسام مختلف از مباحث این فصل است. خواندن این فصل بسیار توصیه می‌شود.

فصول پنجم و ششم به حساب وردشی و دینامیک لاگرانژی می‌پردازند که کاربرد المپیادی ندارند.

فصل هفت، به حرکت نیروی مرکزی اختصاص دارد. این فصل برای نجومی‌ها، مهم‌ترین فصل کتاب می‌باشد. البته توصیه می‌کنم متن فصل را نخوانید چون نکته اضافه‌تری نسبت به فولز ندارد اما مسائل فصل را حتما حل کنید. (البته اگر مثلا با معادله کپلر آشنا نیستید بخش مربوط به آن را از فصل بخوانید.)

فصول هشتم و نهم به دینامیک سیستم ذرات و حرکت در دستگاه‌های نالخت می‌پردازد. هر دوی این مباحث از مقدمات دینامیک جسم صلب هستند ولی مطالعه این مباحث از یکی از کتاب‌ها (فولز یا آریا یا ...) کفایت می‌کند.

فصل دهم به دینامیک جسم صلب می‌پردازد. سطح این فصل نسبت به کتابی مانند فولز بالاتر است و کامل‌تر مباحث مربوطه را بیان کرده است اما به همین دلیل برای شروع مرجع مناسبی نیست و بهتر است اول فولز خوانده شود و سپس سراغ این فصل آمد. مسائل انتهای فصل هم بسیار مسائل جالب و بعضا سخت می‌باشند و قطعا حل آن‌ها برای افرادی که قصد دارند از نظر جسم صلب خیالشان راحت باشد بسیار بااهمیت خواهد بود.

فصول ۱۱ تا ۱۳ به بررسی نوسان‌ها و موج‌ها می‌پردازند که در سطح مرحله ۲ و دوره کاربرد خاصی ندارند.

فصل ۱۴ نیز به نسبیت خاص اختصاص دارد. به نظر من اگر کسی صرفا قصد آشنایی سطحی با نسبیت را دارد مطالعه کلپنر برایش کافی خواهد بود. همچنین نسبیت در بعضی منابع اخترفیزیکی (مانند کرول) نیز مطرح شده که مطالعه نسبیت از آن‌ها شاید منطقی‌تر باشد.

در نهایت من فصول کتاب را بر اساس تجربه شخصی به صورت زیر اولویت‌بندی می‌کنم:

اولویت اول: ۴-۷-۱۰

اولویت دوم: ۱-۲-۳-۸-۹

اولویت سوم: ۵-۶-۱۰-۱۱-۱۲-۱۳-۱۴