Pathways Through Applied and Computational Physics

این کتاب برای دانشجویان کارشناسی و محققین جوانی در نظر گرفته شده است که مایل به درک نقش شاخه‌های مختلف فیزیک و ریاضیات در اجرای آزمایش‌های واقعی هستند. ویژگی منحصر به فرد این کتاب این است که همه موضوعات مورد بررسی در چارچوب اجرای یک آزمایش واحد با دقت بسیار بالا، یعنی بازتعیین ثابت آووگادرو N_A، که یکی از ثابت های فیزیکی اساسی نویسندگان نشان می‌دهند که چگونه قوانین اساسی فیزیک برای توصیف رفتار کمیت‌های درگیر در اندازه‌گیری N_A اعمال می‌شوند و استدلال ریاضی و ابزارهای محاسباتی مورد بهره‌برداری را توضیح می‌دهند. تأکید می شود که همه این مقادیر، اگرچه مربوط به یک آزمایش خاص است، اما مورد توجه گسترده و عمومی است. این کتاب در فصل‌هایی سازمان‌دهی شده است که تعامل تابش الکترومغناطیسی با تک بلورها، الاستیسیته خطی و ناهمسانگردی، انتشار انرژی حرارتی، سیستم‌های نصب ضد ارتعاش، و تجزیه و تحلیل داده‌ها و درون‌یابی B-Spline را پوشش می‌دهد. یکی از ویژگی‌های ضروری، تمرکز بر نقش Mathematica است، یک محیط نرم‌افزاری ارزشمند و کاملاً یکپارچه برای مدیریت محاسبات علمی و فنی مختلف.

This book is intended for undergraduates and young researchers who wish to understand the role that different branches of physics and mathematics play in the execution of actual experiments. The unique feature of the book is that all the subjects addressed are strictly interconnected within the context of the execution of a single experiment with very high accuracy, namely the redetermination of the Avogadro constant N_A, one of the fundamental physical constants. The authors illustrate how the basic laws of physics are applied to describe the behavior of the quantities involved in the measurement of N_A and explain the mathematical reasoning and computational tools that have been exploited. It is emphasized that all these quantities, although pertaining to a specific experiment, are of wide and general interest. The book is organized into chapters covering the interaction of electromagnetic radiation with single crystals, linear elasticity and anisotropy, propagation of thermal energy, anti-vibration mounting systems, and data analysis and B-spline interpolation. An essential feature is the focus on the role of Mathematica, an invaluable, fully integrated software environment for handling diverse scientific and technical computations.