تبليغاتX
.: فیزیک برای زندگی :.
.: فیزیک برای زندگی :.
www.Mgn-Physic.blogfa.com

درود
نمیدونستم که دامین coo وبلاگ خراب شده به زودی وبلاگ با رویی آراسته به روز خواهد شد

  ( برای تبادل لینک و ... اینجا نظر بدین بهتره. )   

+ نوشته شده در  شنبه 28 دی1387ساعت   توسط سورنا  | 
طيف سنج جرمي
طيف سنج جرمي
اصول طیف سنجی جرمی ، جلوتر از هر یک از تکنیکهای دستگاهی دیگر ، بنا نهاده شده است. تاریخ پایه گذاری اصول اساسی آن به سال 1898 بر می‌گردد. در سال 1911 ، "تامسون" برای تشریح وجود نئون-22 در نمونه‌ای از نئون-20 از طیف جرمی استفاده نمود و ثابت کرد که عناصر می‌توانند ایزوتوپ داشته باشند.

 

تاريخچه
اصول طيف سنجي جرمي ، جلوتر از هر يك از تكنيكهاي دستگاهي ديگر ، بنا نهاده شده است. تاريخ پايه گذاري اصول اساسي آن به سال 1898 بر مي‌گردد. در سال 1911 ، "تامسون" براي تشريح وجود نئون-22 در نمونه‌اي از نئون-20 از طيف جرمي استفاده نمود و ثابت كرد كه عناصر مي‌توانند ايزوتوپ داشته باشند. تا جايي كه مي‌دانيم، قديميترين طيف سنج جرمي در سال 1918 ساخته شد.

اما روش طيف سنجي و نيز بالا بودن .....

<< بقیه در ادامه مطلب >>

 


ادامه مطلب >>
+ نوشته شده در  یکشنبه 14 مهر1387ساعت   توسط سورنا  | 
لامپ پرتوی کاتدی

این وسیله از نظر ظاهر و ساختمان شبیه لامپی است که برای بررسی اثر میدانهای الکتریکی و آهنربایی پرتوهای کاتدی به کار می‌رود. تفاوت اساسی در این است که قبلا کاتد سرد بود و به علت بمباران با یونها ، الکترون گسیل می‌کرد. حالا چشم الکترون تفنگ الکترونی است که در قسمت باریک لامپ قرار دارد.

 لامپ پرتوی کاتدی

● مفاهیم پایه لامپ پرتوی کاتدی
این وسیله از نظر ظاهر و ساختمان شبیه لامپی است که برای بررسی اثر میدانهای الکتریکی و آهنربایی پرتوهای کاتدی به کار می‌رود. تفاوت اساسی در این است که قبلا کاتد سرد بود و به علت بمباران با یونها ، الکترون گسیل می‌کرد. حالا چشم الکترون تفنگ الکترونی است که در قسمت باریک لامپ قرار دارد.
● تفنگ الکترونی
تفنگ الکترونی عبارت است از کاتد التهابی (رشته) ....

<< بقیه در ادامه مطلب .... >>


ادامه مطلب >>
+ نوشته شده در  جمعه 12 مهر1387ساعت   توسط سورنا  | 

دیوار صوتی

 در این مقاله، تمامی مطالب مربوط به دیوار صوتی و چگونگی شکست آن و موارد مرتبط بررسی و مطالعه خواهند شد.

mgn-physic.coo.ir

در اعصار آغازین دوران هوانوردی ابتدایی، هواپیما ها بیشتر با سرعت های بسیار پایین نسبت به هواپیما های امروزی پرواز می کردند که حتی به بیشتر از ۳۰۰ کیلومتر در ساعت نمی رسید؛ در حالی که چنین سرعتی، سرعت مطلوب برای تیک آف یا برخاست یک هواپیمای جنگنده امروزی است و رسیدن به چنین سرعتی، ابداً مستلزم تلاش بسیار و فشار آوردن بیش از حد به موتور نمی باشد.
اما رفته رفته، سرعت هواپیما ها حتی با موتورهای پیستونی به گاه بالای ۶۵۰ کیلومتر بر ساعت رسیده و از آن زمان بود که دانشمندان علوم آیرودینامیک دریافتند که با افزایش سرعت، به تدریج میزان پسا افزایش پیدا کرده و در سرعت معینی، دیگر هواپیما قادر به سرعت گرفتن نبوده، ....

<< بقیه در ادامه مطلب ....  >>


ادامه مطلب >>
+ نوشته شده در  جمعه 12 مهر1387ساعت   توسط سورنا  | 

الماس همان کربن معمولی است که در فشرده ترین حالت ممکن قرارالماس میگیرد. کربن، یکی از معمولی ترین عناصر جهان است و در تمام کیهان میتوان ردی از ان پیدا کرد. کربن همچنین یکی از چهار عنصر اصلی برای پیدایش و ادامه حیات است. ۱۸ درصد بدن از کربن تشکیل شده است. هوایی هم که تنفس میکنیم حاوی دی اکسید کربن است و بیشتر مواد غذایی ترکیبات کربن دارند.

در حالت خالص کربن معمولا در ۳ شکل یافت میشود .
الماس: که یک بلور شفاف و بسیار سخت است.
گرافیت: ماده ای معدنی که از کربن خالص تهیه میشود و بسیار نرم و سیاه رنگ است. ساختار مولکولی ان به فشردگی الماس نیست و به همین دلیل از الماس ضعیف تر است.
فولریت: جدید ترین شکل مولکول کربن که ۱۳ سال از شناخته شدن ان نمی گذرد. این ماده معدنی دقیقا از ۶۰ اتم کربن تشکیل شده است که یک کره کامل را شکل میدهند.

 ((بقیه در ادامه مطلب ... ))


ادامه مطلب >>
+ نوشته شده در  پنجشنبه 11 مهر1387ساعت   توسط سورنا  | 

کار برد ابر رسانا

کشف متحول کننده ابررساناهای دما بالا در سال ۱۹۸۶ منجر به تحول و تولید نوع جدیدی از کابلها در سیستمهای قدرت شد. در ایالات متحده، اروپا و ژاپن رقابت سختی بر روی تجارت تولید آینده کابلهای ابررسانائی وجود دارد. قابلیت هدایت جریان برق در کابلهای HTSبالغ بر ۱۰۰ بار بیشتر از هادیهای آلومینیومی و مسی متداول می‌باشد.

 کاربرد ابررسانا mgn-physic.cooo.ir

● کاربرد ابررسانا در سیم و کابل
کشف متحول کننده ابررساناهای دما بالا در سال ۱۹۸۶ منجر به تحول و تولید نوع جدیدی از کابلها در سیستمهای قدرت شد. در ایالات متحده، اروپا و ژاپن رقابت سختی بر روی تجارت تولید آینده کابلهای ابررسانائی وجود دارد. قابلیت هدایت جریان برق در کابلهای HTSبالغ بر ۱۰۰ بار بیشتر از هادیهای آلومینیومی و مسی متداول می‌باشد. اندازه، وزن و مقاومت این نوع کابلها از کابلهای معمولی بهتر بوده و امروزه تولیدکنندگان تجهیزات الکتریکی در سراسر دنیا سعی دارند با استفاده از تکنولوژی HTS باعث کاهش هزینه‌ها و افزایش ظرفیت و قابلیت اطمینان سیستمهای قدرت شوند.
● کاربرد ابررسانا در ترانسفورماتورها
استفاده از مواد ابررسانا در سیم‌بندی ترانسفورماتورها باعث ۵۰% کاهش در تلفات، ...

(( بقیه در ادامه مطلب ... ))


ادامه مطلب >>
+ نوشته شده در  پنجشنبه 26 اردیبهشت1387ساعت   توسط سورنا  | 
اتمسفر

اتمسفر یا جو زمین، مخلوطی از گازهای مختلف است كه تا ارتفاع ۹۰ كیلومتری از سطح زمین ازت‌ـ اكسیژن‌‌ـ آرگون‌ـ دی‌اكسیدكربن‌ و بخار آب از نظر حجم ۹۹/۷۷ در صد آن را تشكیل می‌دهند.

 اتمسفر mgn-physic.coo.ir

● تركیب اتمسفر :
اتمسفر یا جو زمین، مخلوطی از گازهای مختلف است كه تا ارتفاع ۹۰ كیلومتری از سطح زمین ازت‌ـ اكسیژن‌‌ـ آرگون‌ـ دی‌اكسیدكربن‌ و بخار آب از نظر حجم ۹۹/۷۷ در صد آن را تشكیل می‌دهند. مشاهدات نشان می‌دهد كه تا ارتفاع ۵۰ كیلومتری نسبت اختلاط گازهای اتمسفری باستثناء بخار آب، به طور محسوس ثابت است. اتمسفر دارای جرمی برابر با ۱۰۱۴ ×۵/ ۶تن می‌باشد.
● تغییرات اتمسفر:
▪ تغییرات با ارتفاع :
گازهای سبكتر (بویژه هیدروژن‌ـ هلیوم) اصولاً باید در اتمسفر فوقانی بسیار فراوان باشند. تغییرات اساسی وابسته به میزان دو گاز عمده غیر دائمی یعنی بخارآب و ازن می‌باشد.

(( بقیه در ادامه مطلب ... ))


ادامه مطلب >>
+ نوشته شده در  پنجشنبه 26 اردیبهشت1387ساعت   توسط سورنا  | 

فیزیک جو

    تعديل آب و هوا به عنوان شاخه جديدي در علوم جو براي كنترل محدود و مقطعي بارش ، مه زدايي و كاهش خسارات تگرگ براي محققان و دانشمندان مطرح است.

فیزیک جو www.mgn-physic.blogfa.com

تعديل آب و هوا به عنوان شاخه جديدي در علوم جو براي كنترل محدود و مقطعي بارش ، مه زدايي و كاهش خسارات تگرگ براي محققان و دانشمندان مطرح است.

(( بقیه در ادامه مطلب ... ))


ادامه مطلب >>
+ نوشته شده در  پنجشنبه 26 اردیبهشت1387ساعت   توسط سورنا  | 

پلاسما

پلاسما ، PLASMA – حالتي از ماده است كه در دماي خيلي بالا بوجود مي آيد و ساختارهاي مولكولي مفهوم خود را در اين وضعيت از دست مي دهند . در حالت پلاسما اتم ها و ذرات زير اتمي مانند مانند الكترون و پروتون و نوترون آزادانه در محيط حركت مي كنند و تغيير موقعيت مي دهند . حالت ماده متشكله تمامي ستارگان ، پلاسما است .

پلاسما www.Mgn-physic.coo.ir

پلاسما‏‎ چيست‌؟‏‎
پلاسما ، PLASMA – حالتي از ماده است كه در دماي خيلي بالا بوجود مي آيد و ساختارهاي مولكولي مفهوم خود را در اين وضعيت از دست مي دهند . در حالت پلاسما اتم ها و ذرات زير اتمي مانند مانند الكترون و پروتون و نوترون آزادانه در محيط حركت مي كنند و تغيير موقعيت مي دهند . حالت ماده متشكله تمامي ستارگان ، پلاسما است .
پلاسما در فيزيك،يك محيط رساناي الكتريكي است كه تعدادذرات باردار مثبت و منفي آن تقريبا با هم برابرند و زماني ايجاد ميشود كه اتم ها در گاز يونيزه شوند.
گاهي به پلاسما‏‎ حالت‌‏‎ چهارمماده اطلاق مي شود كه از حالتهاي سه گانه جامد،مايع،گاز متمايز است.
هر الكترون داراي يك واحد بار منفي است.

(( بقیه در ادامه مطلب ... ))


ادامه مطلب >>
+ نوشته شده در  پنجشنبه 26 اردیبهشت1387ساعت   توسط سورنا  | 
بادرود فراوان
    مطلبی راجع به الکتروشیمی  که یکی از بخشهای شیمی فیزیک هست  در حدود ۲۷ صفحه آماده کردم که تحقیق خوبی برای دبیرستانی هاست !

الکتروشیمی www.Mgn-physic.coo.ir

دریافت فایل الکتروشیمی

+ نوشته شده در  چهارشنبه 25 اردیبهشت1387ساعت   توسط سورنا  | 
درود بر میهن پرستان گرامی

انتخابات تو راه و رژیم هم داره خودش رو برای اون آماده میکنه از همین حالا هم یه عده اومدن موضع گیری کردن و گفتن فلانی که بیاد من بهش رای میدم و... ببینید اساسا اینکه هر کی رئیس جمهور بشه واسه ما فرقی نمیکنه چون همه یه هدف دارن و یه جورایی رئیس جمهور این وسط نقشه کشک رو بازی میکنه بدونه شک رئیس جمهور بعدی ایران هم:
پول نفتتون رو به عنوان کمک انسان دوستانه یا کمک های جنگی به فلسطین و لبنان و... میده
از همون پول نفت به غربی ها باج میده
نه کاری برای آزادی بیان میکنه
نه به مشکلاتتون اهمیت میده
همتون رو اگه صداتون در بیاد خفه میکنه(درگیری هایی که با دانشجوها و افراد تظاهرات ها انجام میشه)
تاریخ کشورتون رو نابود میکنه (اگه توضیحات خواستین بگین)

این زندگی ما هستش و بدونید که هیچ آینده ای ندارید خواهشم اینه اگه به ایران علاقه دارین اگه به تاریخ اگه به مردم علاقه دارین این
                  انتخابات ریاست جمهوری جدید رو تحریم کنید.>>

+ نوشته شده در  پنجشنبه 12 اردیبهشت1387ساعت   توسط سورنا  | 


يكي از جالبترين افكار بشر، ايده جابجايي در بعد زمان است.

البته اگر از يك بعد ديگر به قضيه نگاه كنيم همه ما مسافر زمان هستيم. همين الان كه شما اين را ميخوانيد، زمان در حول و حوش و به پيش ميرود و آينده به حال و حال به گذشته تبديل ميشود. نشانه اش هم رشد موجودات است. ما بزرگ ميشويم و ميميريم. پس زمان در جريان است.

 آلبرت اينشتين با ارائه نظريه نسبيت خاص نشان داد كه اين كار از نظر تئوري شدني است. بر طبق اين نظريه اگه شيئي به سرعت نور نزديك شود گذشت زمان برايش آهسته تر صورت ميگيرد. بنابراين اگر بشود با سرعت بيش از سرعت نور حركت كرد، زمان به عقب برگردد. مانع اصلي اين است كه اگر جسمي به سرعت نور نزديك بشود جرم نسبي ان به بينهايت ميل ميكند لذا نميشود شتابي بيش از سرعت نور پيدا كرد. اما شايد يه روز اين مشكل هم حل شود. بر خلاف نويسنده ها و خيالپردازها كه فكر ميكنند سفر در زمان بايد با يك ماشين انجام شور، دانشمندان بر اين عقيده هستند كه اينكار به كمك يك پديده طبيعي صورت ميگيرد. در اين خصوص سه پديده مد نظر است: سياهچاله هاي دوار، كرم چاله ها و ريسمانهاي كيهاني.

 سياهچاله ها:

 اگر يه ستاره چند برابر خورشيد باشد و همه سوختش را بسوزاند، از انجا كه يك نيروي جاذبه قوي دارد لذا جرم خودش در خودش فشرده ميشود و يك حفره سياه رنگ مثل يه قيف درست ميكند كه نيروي جاذبه فوق العاده زيادي دارد طوري كه حتي نور هم نميتواند از ان فرار كند. اما اين حفره ها بر دو نوع هستد. يه نوعشان نمي چرخند لذا انتهاي قيف يك نقطه است. در انجا هر جسمي كه به حفره مكش شده باشه نابود ميشود. اما يه نوع ديگر سياهچاله نوعي است كه در حال دوران است و برا همين ته قيف يه قاعده داره كه به شكل حلقه اس. مثل يك قيف واقعي است كه تهش باز است. همين نوع سياهچاله است كه ميتواند سكوي پرتاب به آينده يا گذشته باشد. انتهاي قيف به يك قيف ديگر به اسم سفيدچاله ميرسد كه درست عكس ان عمل ميكند. يعني هر جسمي را به شدت به بيرون پرتاب ميكند. از همين جاست كه ميتوانيم پا به زمانها و جهان هاي ديگر بگذاريم.

 كرم چاله :

 يك سكوي ديگر گذر از زمان است كه ميتواند در عرض چند ساعت ما را چندين سال نوري جابجا كند. فرض كنيد دو نفر دو طرف يك ملافه رو گرفته اند و ميكشند. اگر يك توپ تنيس بر روي ملافه قرار دهيم يك انحنا در سطح ملافه به سمت توپ ايجاد ميشود. اگر يك تيله به روي اين ملافه قرار دهيم به سمت چاله اي كه ان توپ ايجاد كرده است ميرود. اين نظر اينشتين است كه كرات آسماني در فضا و زمان انحنا ايجاد ميكنند؛ درست مثل همان توپ روي ملافه. حالا اگه فرض كنيم فضا به صورت يك لايه دوبعدي روي يه محور تا شده باشد و بين نيمه بالا و پايين ان خالي باشد و دو جرم هم اندازه در قسمت بالا و پايين مقابل هم قرار گيرد، آن وقت حفره اي كه هر دو ايجاد ميكنند ميتواند به همديگر رسيده و ايجاد يك تونل كند. مثل اين كه يك ميانبر در زمان و مكان ايجاد شده باشد. به اين تونل ميگويند كرم چاله. اين اميد است كه يك كهكشاني كه ظاهرا ميليونها سال نوري دور از ماست، از راه يك همچين تونلي بيش از چند هزار كيلومتر دور از ما نباشئ. در اصل ميشود گفت كرم چاله تونل ارتباطي بين يك سياهچاله و يه سفيدچاله است و ميتواند بين جهان هاي موازي ارتباط برقرار كند و در نتيجه به همان ترتيب ميتواند ما را در زمان جابجا كند. آخرين راه سفر در زمان ريسمانهاي كيهاني است. طبق اين نظريه يك سري رشته هايي به ضخامت يه اتم در فضا وجود دارند كه كل جهان را پوشش ميدهند و تحت فشار خيلي زيادي هستند. اينها هم يه نيروي جاذبه خيلي قوي دارند كه هر جسمي را سرعت ميدهند و چون مرزهاي فضا زمان را مغشوش ميكند لذا ميشود از انها براي گذر از زمان استفاده كرد.

تونل زمان :

 واقعيت يا خيال ؟ حالا اينها رو گفتيم ولي چند اشكال در اين كار است. اول اينكه اصلا نفس تئوري سفر در زمان يك پارادوكس است. پارادوكس يا محال نما يعني چيزي كه نقض كننده(نقيض) خودش در درونش است. يك مثال :اگه خدا ميتواند هر كاري را انجام دهد پس آيا ميتواند سنگي درست كند كه خودش هم نتواند تكانش دهد؟ اين يك پارادكس است چون اگر بگوييم آري پس انوقت با اينكه خدا هركاري را ميتواند انجام دهد متناقض است و اگر بگوييم نه باز هم همان ميشود يعني خدا هر كاري را نميتواند انجام دهد. يك مثال ديگر اين است كه اگر من در زمان به عقب برگردم , به تاريخي كه هنوز بدنيا نيامده بودم پس چطور ميتوانم انجا باشم. يا مثلا اگر برگردم و پدربزرگ خودم را بكشم پس من چطور بوجود اومده ام؟ يك راه حلي كه براي اين مشكل پيدا شده است، نظريه جهانهاي موازي است. طبق اين نظريه امكان دارد چندين جهان وجود داشته باشد كه مشابه جهان ماست اما ترتيب وقايع در انها فرق ميكند. پس وقتي به عقب برميگرديم در يك جهان ديگر وجود داريم نه در جهاني كه در ان هستيم. طبق اين نظريه بينهايت جهان موازي وجود دارد و ما هر دستكاري كه در گذشته انجام بدهيم يك جهان جديد پديد مي ايد.

+ نوشته شده در  جمعه 19 بهمن1386ساعت   توسط سورنا  | 

نظریه نسبیت عام

           همه ما براي يك‌بار هم كه شده گذرمان به ساعت‌فروشي افتاده است و ساعتهاي بزرگ و كوچك را ديده ايم كه روي ساعت ده و ده دقيقه قرار دارند. ولي هيچگاه از خودمان نپرسيده ايم چرا؟مقاله اي كه در پيش رو داريد به بحث درباره نظريه نسبيت عام مي پردازد و در آخر پاسخ سؤال بالا را مطـرح مـي كند. انيشتين در نظريه نسبيت خاص با حركت شتابدار و يا با گرانش كاري نداشت.
(( بقیه در ادامه مطلب...


ادامه مطلب >>
+ نوشته شده در  جمعه 19 بهمن1386ساعت   توسط سورنا  | 
با سلام
نانو فناوری یا نانو تکنولوژی یکی از فناوری های جدید هست و توانسته بسیاری از شاخه های علمی رو تحت تاثیر خودش قرار بده.
با تلاش هایی که داشتم تونستم فایل زیر رو پیدا کنم که بیست صفحه اولش به طور کامل در باره نانو تکنولوژی هست و در مجله فضای نانو (مرداد 84) چاپ شده بود.

www.mgn-physic.coo.ir

دانلود با حجم 1.62 مگا بایت

+ نوشته شده در  دوشنبه 15 بهمن1386ساعت   توسط سورنا  | 

خازن چیست و کاركرد آن چگونه است؟

خازن ها انرژي الكتريكي را نگهداري مي كنند و به همراه مقاومت ها ، در مدارات تايمينگ استفاده مي شوند . همچنين از خازن ها براي صاف كردن سطح تغييرات ولتاژ مستقيم استفاده مي شود . از خازن ها در مدارات بعنوان فيلتر هم استفاده مي شود . زيرا خازن ها به راحتي سيگنالهاي غير مستقيم AC را عبور مي دهند ولي مانع عبور سيگنالهاي مستقيم DC  مي شوند .

ظرفيت :

ظرفيت معياري براي اندازه گيري توانائي نگهداري انرژي الكتريكي است . ظرفيت زياد بدين معني است كه خازن قادر به نگهداري انرژي الكتريكي بيشتري است . واحد اندازه گيري ظرفيت فاراد است . 1 فاراد واحد بزرگي است و مشخص كننده ظرفيت بالا مي باشد . بنابراين استفاده  از واحدهاي كوچكتر نيز در خازنها مرسوم است . ميكروفاراد µF  ، نانوفاراد nF  و پيكوفاراد pF  واحدهاي كوچكتر فاراد هستند .

µ means 10-6 (millionth), so 1000000µF = 1F

n means 10-9 (thousand-millionth), so 1000nF = 1µF

p means 10-12 (million-millionth), so 1000pF = 1nF

انواع مختلفي از خازن ها وجود دارند كه ميتوان از دو نوع اصلي آنها ، با پلاريته ( قطب دار ) و بدون پلاريته ( بدون قطب ) نام برد .

خازنهاي قطب دار :

الف - خازن هاي الكتروليت

در خازنهاي الكتروليت قطب مثبت و منفي بر روي بدنه آنها مشخص شده و بر اساس قطب ها در مدارات مورد استفاده قرار مي گيرند . دو نوع طراحي براي شكل اين خازن ها وجود دارد . يكي شكل اَكسيل كه در اين نوع پايه هاي يكي در طرف راست و ديگري در طرف چپ قرار دارد و ديگري راديال كه در اين نوع هر دو پايه خازن در يك طرف آن قرار دارد . در شكل نمونه اي از خازن اكسيل و راديال نشان داده شده است .

 

در خازن هاي الكتروليت ظرفيت آنها بصورت يك عدد بر روي بدنه شان نوشته شده است . همچنين ولتاژ تحمل خازن ها نيز بر روي بدنه آنها نوشته شده و هنگام انتخاب يك خازن بايد اين ولتاژ مد نظر قرار گيرد . اين خازن ها آسيبي نمي بينند مگر اينكه با هويه داغ شوند .

 

ب - خازن هاي تانتاليوم

خازن هاي تانتاليم هم از نوع قطب دار هستند و مانند خازنهاي الكتروليت معمولاً ولتاژ كمي دارند . اين خازن ها معمولاً در سايز هاي كوچك و البته گران تهيه مي شوند و بنابراين يك ظرفيت بالا را  در سايزي كوچك را ارائه مي دهند .

در خازنهاي تانتاليوم جديد ، ولتاژ و ظرفيت بر روي بدنه آنها نوشته شده ولي در انواع قديمي از يك نوار رنگي استفاده مي شود كه مثلا دو خط دارد ( براي دو رقم ) و يك نقطه رنگي براي تعداد صفرها وجود دارد كه ظرفيت بر حست ميكروفاراد را مشخص مي كنند . براي دو رقم اول كدهاي استاندارد رنگي استفاده مي شود ولي براي تعداد صفرها و محل رنگي ، رنگ خاكستري به معني × 0.01  و رنگ سفيد به معني × 0.1  است . نوار رنگي سوم نزديك به انتها ، ولتاژ را مشخص مي كند بطوري كه  اگر اين خط زرد باشد 3/6 ولت ، مشكي 10 ولت ، سبز 16 ولت ، آبي 20 ولت ، خاكستري 25 ولت و سفيد 30 ولت را نشان مي دهد .

براي مثال رنگهاي آبي - خاكستري و نقطه سياه به معني 68 ميكروفاراد است .

آبي - خاكستري و نقطه سفيد  به معني 8/6 ميكروفاراد است .

 

 

خازنهاي بدون قطب :

خازن هاي بدون قطب معمولا خازنهاي با ظرفيت كم هستند و ميتوان آنها را از هر طرف در مدارات مورد استفاده قرار داد . اين خازنها در برابر گرما تحمل بيشتري دارند و در ولتاژهاي بالاتر مثلا 50 ولت ، 250 ولت و ... عرضه مي شوند .

پيدا كردن ظرفيت اين خازنها كمي مشكل است چون انواع زيادي از اين نوع خازنها وجود دارد و سيستم هاي كد گذاري مختلفي براي آنها وجود دارد . در بسياري از خازن ها با ظرفيت كم ، ظرفيت بر روي خازن نوشته شده ولي هيچ واحد يا مضربي براي آن چاپ نشده و براي دانستن واحد بايد به دانش خودتان رجوع كنيد . براي مثال بر 1/0  به معني 0.1µF يا 100 نانوفاراد است . گاهي اوقات بر روي اين خازنها چنين نوشته مي شود  ( 4n7  ) به معني 7/4 نانوفاراد . در خازن هاي كوچك چنانچه نوشتن بر روي آنها مشكل باشد از شماره هاي كد دار بر روي خازن ها استفاده مي شود . در اين موارد عدد اول و دوم را نوشته و سپس به تعداد عدد سوم در مقابل آن صفر قرار دهيد تا ظرفيت بر حسب پيكوفاراد بدست ايد . بطور مثال اگر بر روي خازني عدد  102 چاپ شده باشد ، ظرفيت برابر خواهد بود با 1000 پيكوفاراد يا 1 نانوفاراد .

کد رنگی خازن ها :
در خازن هاي پليستر براي سالهاي زيادي از كدهاي رنگي بر روي بدنه آنها استفاده مي شد . در اين كد ها سه رنگ اول ظرفيت را نشان مي دهند و رنگ چهارم تولرانس ا نشان مي دهد .
براي مثال قهوه اي - مشكي - نارنجي به معني 10000 پيكوفاراد يا 10 نانوفاراد است .
خازن هاي پليستر امروزه به وفور در مدارات الكترونيك مورد استفاده قرار مي گيرند . اين خازنها در برابر حرارت زياد معيوب مي شوند و بنابراين هنگام لحيمكاري بايد به اين نكته توجه داشت .

تهیه و تنظیم : محمد فتحی

+ نوشته شده در  یکشنبه 2 دی1386ساعت   توسط سورنا  | 

ليزر و خاصیت ها و انواع آن

  

مقدمه

بدون شك ليزر يكي از برجسته‌ترين ابزار علمي و فني قرن بيستم بشمار مي‌آيد .

پيشرفت سريع تكنولوژي ليزر از سال 1960 ميلادي ، هنگامي كه اولين ليزر با موفقيت تهيه شد ، شروع گرديد . ليزر امروزه در زمينه‌هاي گوناگون از قبيل بيولوژي ، پزشكي ، مدارهاي كامپيوتر ، ارتباطات ، سيستم‌هاي اداري ، صنعت ، اندازه‌گيري در زمينه‌هاي مختلف و … بكار برده مي‌شود . ليزر يك منبع نور خاص است و بطور كلي با نور لامپهاي معمولي ، چراغ برق ، نور فلورسانت و غيره تفاوت فاحش دارد و در مقايسه با ساير منابع نور : در رده‌اي با مشخصات فوق‌العاده نوري قرار دارد . اين مطلب با عنوان اينكه نور ليزر از همدوستي (coherence) فوق‌العاده برخوردار است ، بيان مي‌شود .

ليزر را مي‌توان در مقايسه با ساير مولد‌هاي نوري كه فقط نور را منتشر مي‌كنند ، يك فرستنده نوري پنداشت . تا قبل از ظهور ليزر محدوده فركانس امواج راديوئي و محدوده نوري از نقطه‌ نظر همدوستي با يكديگر اختلاف داشتند . در فيزيك راديوئي بطور گسترده‌اي امواج همدوس مورد استفاده قرار مي‌گيرند و اين در حالي است كه امواج نوري (اپتيكي) غير همدوس نيز در اختيار است . در گذشته كتب درسي تنها مكاني بود كه امواج ليزري مورد بحث قرار مي‌گرفت . اين امواج هنگامي واقعيت پيدا كردند كه ليزر اختراع گرديد .

دانش مربوط به ليزر در حقيقت علم تابش نور همدوس (coherence radiation) است گرچه اين رشته از دانش فيزيك در حدود 20سال است ظهور نمود و در حال تكامل است . معذالك نمودهاي نوظهور آن در معرض كاربردهاي جالب قرار گرفته‌اند .

آنچه در اين تحقيق مورد بحث قرار مي‌گيرد كاربردهاي ليزر و ليزر به عنوان سلاح مخرب و نحوه مقابله با سلاحهاي ليزري و قوانين بين‌الملل در مورد اين تكنولوژي برتر مي‌باشد .

بسوي ليزر

Light amptificationaly stimnlatcd emission of radiation

فكر ساختن وسيله‌اي كه نور همدوس توليد كند ، مدتها دانشمندان قرن حاضر را به خود مشغول داشته بود . در سال 1985 فيزيكدان مشهور آمريكايي چالز تاونز راه اين كار را پيدا كرد . دو سال بعد دانشمند ديگر آمريكايي ، تئودور مايمن به نظريه تاونز جامه عمل پوشاند و اولين ليزر را با بلوري از ياقوت مصنوعي ساخت اين دو بعداً به دريافت جايزه نوبل نايل آمدند . يك ليزر ياقوتي ساده از سه بخش تشكيل مي‌شود : استوانه‌اي از ياقوت مصنوعي ، يك چشمه نور ـ مثلاً يك لامپ گزنون كه مانند لامپ نئون كار مي‌كند . ( گزنون و زنون هر دو از گازهاي بي‌اثرند يعني اتمهايشان با اتمهاي ديگر مولكول نمي‌سازد . ) ـ و يك بازتابنده كه نور را از لامپ گزنون به ياقوت هدايت مي‌كند

استوانه ياقوتي ، بخش اصلي دستگاه است . قطر آن در حدود 7 ميليمتر و طولش 3.5 تا 5 cm است . دو قاعده استوانه صيقل خورده و نقره اندود شده است تا آينه كاملي باشد . قاعده ديگر نيز نقره اندود است ولي نه كاملاً به طوري كه مي‌تواند قسمتي از نور را از خود عبور دهد .

ياقوت بلور اكسيد آلومينيوم است كه در آن تعداد نسبتاً كمي اتم كروم معلق است . اتمهاي كروم از طريق گسيل القايي ، كوانتوم نور توليد مي‌كنند ، اتمهاي اكسيژن و آلومينيم كه بقيه بلور را تشكيل مي‌دهند فقط اتمهاي كروم را در جايشان نگه مي‌دارند. اتمهاي كروم نسبتاً بزرگ است و تعداد زيادي الكترون در مدارهايشان دارد . در اين جا فقط الكتروني مورد توجه ماست كه بيش از ديگران برانگيخته مي‌شود .

لازم به ذكر است واژه ليزر از حروف اول (( تقويت نور بوسيله گسيل برانگيخته تابش )) در زبان انگليسي گرفته شده كه آن را مي‌توان توسعه “maser” تقويت ميكروويو بوسيله گسيل برانگيخته تابش در محدوده فوتوني طيف امواج الكترومغناطيسي دانست .

در سال 1917 اينشتين براي اولين بار وجود دو فرايند براي گسيل تابش را بصورت زير پيشگويي كرد .

1 . گسيل خودبخود spantaneous

2 . گسيل برانگيخته stimulated

دانشمنداني همانند townes و schawlow در امريكا و basov و prochror از روسيه قديم امكان استفاده از روش دوم (گسيل برانگيخته) را براي يك طراحي نور همدوس كشف كردند . در سال 1958 ميلادي مي‌من ( muiman ) اولين ليزر ياقوت سرخ ruby را به نمايش گذاشت . در سال 1960 ميلادي علي ج.ان در امريكا اولين ليزر گازي He_Ne را ساخت و از آن به بعد ليزرهاي گوناگون بمانند گازي ، مايعات ، مواد شيميايي ، جامدات و تهيه رساناها با قابليت‌هاي متفاوت و ويژگيهاي گوناگون براي كاربردهاي مختلف ساخته و بكار گرفته شد .

اجزاي اصلي در يك ليزر :

محيط فعال (active medium) : محيط فعال مجموعه‌اي از اتم‌ها و مولكول‌ها ، با يونها در حالت جامد ، مايع يا گازي است كه همانند تقويت‌كننده عمل مي‌كند .

منبع تحريك :وسيله‌اي براي ايجاد شرايط لازم جهت گسيل ليزري كه اين شرايط اساسي را وارونگي جمعيت (inrerted population) مي‌نامند و ممكن است منبع تحريك نوراني و يا الكتريكي و … باشد . مثلاً در ياقوت قرمز اين منبع از يك لامپ فلاش و در ليزر He - Ne پتانسيل الكتريكي در حدود چند هزار ولت است . اگر در محيط فعال چگونگي تقويت يا تضعيف را بررسي كنيم خواهيم ديد كه شدت تحريك I با وارونگي جمعيت وابستگي كمي دارند .

اصول كار ليزر

محيط فعال و عناصر ديگر در داخل مشدد نوري قرار دارند . مشدد محور نور در ليزر را تعيين و نور ساطع شده در امتداد محور تابش مي‌كند . بايد توجه داشت كه يك ليزر مي‌تواند نور را در يك يا دو امتداد مخالف در امتداد محور نوري ساطع كند . ماشه تحريك يك ليزر بوسيله سيستم پمپاز شروع بكار مي‌نمايد . كار اين سيستم تحريكي عناصر فعال است كه در اثر آن جمعيت وارونه (inrerted population) سطوح تابش‌كننده ايجاد مي‌گردد . مشدد نور (همراه با عناصر) اضافي عمل گزينش را بر روي حالات فوتوني تدارك مي‌بينند . در نتيجه ، يك تابش فوق‌العاده همدوس موسوم به تابش ليزر در امتداد محور حاصل مي‌شود .

محيط‌هاي فعال و روش‌هاي تحريك :

مواد فعال زير در ليزرها بكار برده مي‌شوند :

گازها و يا مخلوطي از گازها (ليزرهاي گازي)

بلورها و شيشه‌هاي ممزوج با يونهاي مخصوص (ليزرهاي جامد)

مايعات (ليزرهاي مايع)

نيمه‌هادي‌ها (ليزرهاي نيمه‌هادي)

كاربردهاي ليزر :

در نظر اول فهم اين نكته مشكل است كه چرا با نور ليزر مي‌توان يك تيغه را سوراخ كرد ولي با نور معمولي ، مثلاً نور يك لامپ الكتريكي ـ هر قدر هم قوي باشد اين كار ميسر نيست . اين سئوال سه جواب دارد :

اولاً نور لامپ ناهمدوس است يعني فوتونهاي لامپ همفاز نيستند و با مختصري اختلاف زماني به هدف مي‌رسند ، در حالي كه فوتونهاي تابه ليزري ، همه دقيقاً با هم حركت مي‌كنند و درست در يك نقطه به هدف مي‌رسند . دليل دوم اين كه نور از چشمه‌هاي ديگر كوبنده‌تر است ، اين است كه تابه نور معمولي فقط از يك طول موج معين تشكيل شده است بلكه شامل طيف نسبتاً وسيعي از طول موج‌هاست . اين مطلب ، دليل سوم را نيز در بر مي‌گيرد : نور معمولي بر خلاف نور ليزر به شكل تابه‌اي باريك و موازي توليد نمي‌شود ، بلكه راستاهاي مختلف را اختيار مي‌كند .

نور ليزر براي روشنايي :

ليزرهاي حالت جامد و ليزرهاي تزريقي درخشهاي كوتاه بسيار روشني توليد مي‌كند كه براي عكسبرداري بسيار سريع ، ايده‌آل است . ما در عصري هستيم كه سالانه ميليونها پوند صرف ساختن هوانوردهاي سريع ـ اعم از موشك‌هاي بالستيكي ، قاره‌پيما يا هواپيما مي‌شود . بايد دانست كه سرعتهاي زياد چه بر سر اجسام متحرك مي‌آيد و يكي از بهترين راههاي اين كار عكسبرداري از جسم در حال حركت است . سرعت بعضي از پرتابه‌ها بقدري زياد است كه اغلب چندين كيلومتر در ثانيه كه حتي عكسي كه به كمك سريعترين فلاشهاي متداول از آنها گرفته مي‌شود ، چيزي جز تصويري محو نيست . از آنجايي كه حتي سريعترين پرتابه‌ها هم در اين مدت فاصله بسيار كمي را خواهند پيمود ، عكسي كه با درخشش ليزري از اجسام تيز پرواز گرفته مي‌شود ، واضح و دقيق خواهد بود . ارتش آمريكا سرگرم آزمايش با تلويزيون ليزري براي استفاده در گشتهاي شبانه مخفي با هواپيماست و طراحان نظامي درصدد ساختن كلاهك بمب‌هايي هستند كه هدف را با استفاده از پرتو ليزري نامرئي مادون قرمز پيدا كنند .

استفاده از ليزر در فاصله‌يابي :

يافتن فاصله هدف مورد نظر از مشكلات دائمي توپچيها و ضدهوايي‌ها بوده است . فاصله‌ياب ليزري ، اساساً از يك ليزر ، يك منبع توان ، يك سلول فتوالكتريك و يك كامپيوتر رقمي كوچك تشكيل مي‌شود . پرتويي كه ليزر مي‌فرستد ، پس از برخورد به هدف بازتابيده مي‌شود و وارد سلول فتوالكتريك مي‌گردد . از روي زمان رفت‌وبرگشت فاصله هدف ، توسط كامپيوتر محاسبه و بر حسب هر واحدي كه بخواهد ثبت مي‌شود .

نوعي فاصله‌ياب ليزري كه براي ناتو ساخته شده ، به اندازه يك تفنگ نسبتاً بزرگي است كه منبع توان و كامپيوتر آن را مي‌توان در بسته‌اي روي پشت حمل كرد . فاصله‌يابهاي ليزري تا مسافت 11 km را با دقتي حدود 5/4 متر تعيين كرده‌اند .

استفاده از ليزر در هوانوردي و دريانوردي :

يكي از بديعيترين وسايل ليزري ، ژيروسكوپ ليزري است . ژيروسكوپ معمولي اساساً چرخ دواري است كه بسرعت مي‌چرخد . به دليل اين چرخش ، محور چرخ همواره در يك صفحه باقي مي‌ماند . محور ژيروسكوپ چرخنده هميشه در يك راستا باقي مي‌ماند و تغيير مسير كشتي تأثيري بر آن ندارد . اين محور ، كار يك ((خط مبنا)) را انجام مي‌دهد كه تغييرات جهت كشتي را از روي آن مي‌توان تشخيص داد . سفينه‌هاي فضايي كه غالباً بي‌سرنشينند تنها به كمك ژيروسكوپ مسير خود را حفظ مي‌كنند . اين ژيروسكوپ متشكل است از يك ليزر گازي مثلاً ليزر هليوم ، نئون كه از هر دو انتهايش نور همدوس خارج مي‌شود . با نصب اين ژيروسكوپ به سفينه فضايي ، انحراف سفينه از مسير ، قابل تشخيص است .

استفاده از ليزر در پزشكي :

ليزر بعنوان يك منبع قوي انرژي ، در پزشكي نيز بكار گرفته شده است بخصوصدر امريكا كه زادگاه ليزر بود و هنوز هم موطن آن است . به عقيده برخي جراحان ، ليزر براي بريدن اعضايي كه رگهاي خوني بسيار پيچيده دارد ـ مانند مغز ـ فوق‌العاده مناسب است. تابه ليزر در حين قطع‌كردن رگهاي خوني ، با سوزاندن، دهانه آنها را مي‌بندند . برخي از چشم‌پزشكان ليزر را براي جوش‌دادن جداشدگي شبكيه چشم ، مفيد يافته‌اند .

كاربرد ليزري در نوسازي صنعت :

گسترش تكنولوژي ليزر در دهه گذشته در تمامي شاخه‌هاي زندگي رشد فزاينده‌اي داشته است به گونه‌اي كه امروزه ليزر جزء لاينفك زندگي انسان محسوب مي‌شود يكي از شاخه‌هائي كه ليزر از ابتداي اختراع آن بيش از ديگر زمينه‌هاي كاربردي مورد توجه محققين و متخصصين قرار گرفت ، كاربرد صنعتي ليزر بوده است .

برش‌كاري توسط ليزر از همان روزهاي آغازين تولد ليزر مورد توجه بسياري از علاقه‌مندان و صنعتگران كه به آينده درخشان كار خود اميد داشتند قرار داشت . پرتو ليزر با توجه به ويژگيهاي منحصر خود كه شامل تك‌رنگي ، همدوسي ، شدت بالا و واگرائي كم است نشان داد كه با بكارگيري آن مي‌توان نه تنها به گسترش حوزه صنعت بلكه به تحول كيفي محصولات آن اميد فراواني پيدا نمود . بدنبال ساخت اولين ليزر گازكربنيك در سال 1964 اين امكان فراهم‌شد كه بتوان با حداقل امكانات ليزرهاي پرقدرتي در ناحيه حرارتي مادون قرمز ، همان منطقه‌اي كه موردنياز صنعت است تهيه و به بازار عرضه نمود . اينك وسيله‌اي پا به عرصه وجود گذاشته بود كه امكان فراهم‌نمودن يك منبع حرارتي قابل كنترل و در عين حال بسيار باريك به راحتي در دسترس كاربران قرار مي‌گرفت . با يك نگاه گذرا اما عميق به نقش ليزر در صنعت مي‌توان به اين نكته واقف شد كه ليزر تحولي بي‌سابقه در اين عرصه ايجاد كرده است كه دامنه رشد آن هر روزه گسترش مي‌يابد . امروزه اگر شاهد محصولاتي باشيم كه به جهت كيفي و مرغوبيت در كمترين زمان به بازار عرضه مي‌شوند ، متوجه نقش و اهميت ليزر در صنعت خواهيم بود .

اثربخشي ليزر در تمامي زيرشاخه‌هاي صنعت امري محسوس و غيرقابل انكار است . براي مثال برش‌كاري، سخت‌كاري ، سوراخكاري ، علامت‌زني ، بيشترين كاربردها را در خانواده صنعت عهدا‌دار بوده است . آمارها نشان مي‌دهد بيش از 85% فعاليت‌هاي صنعتي در همين موارد خلاصه مي‌شود .

امروزه بكارگيري ليزر در شاخه‌هاي مورد اشاره بالا امري طبيعي ، روتين و با يك سابقه 20 ساله مملو از تحقيقات و تجربيات فراوان است .

در خصوص برشكاري اين امكان فراهم مي‌شود كه پرتوي ليزر توسط يك عدسي بر روي قطعه كار متمركز شده بطوريكه در زماني نزريك به يك‌هزارم ثانيه درجه حرارتي بيش از 4000 درجه سانتي‌گراد بر روي قطعه‌كار (فلز) ايجاد مي‌كند .

نتيجه اين عمل ذوب‌شدن لحظه‌اي فلز در يك باريكه‌اي به قطر 1/0 ميلي‌متر است . اينك با حركت‌دادن 2 آينه كه نقش هدايت پرتو ليزر بر روي عدسي مورد‌نظر را دارد اين امكان فرهم مي‌شود كه پرتو ليزر در جهت x و yحركت نموده و براحتي هر شكلي را كه مايل باشيم بر روي قطعه كار ايجاد نماييم . از ديگر مزاياي بكارگيري ليزر در برش‌كاري مي‌توان به : افزايش سرعت كار ، دقت بالا ، كمترين خسارت حرارتي به قطعه‌كار اشاره كرد . در زمينه جوشكاري نيز بكارگيري ليزر مزاياي قابل‌ملاحظه‌اي را در صنعت بدنبال داشته است .

در نگاه اول جوشكاري با ليزر بنظر مي‌رسد كه قادر است براحتي و در كمترين زمان ممكن نه تنها فلزات را در ابعاد و اندازه‌هاي مختلف به يكديگر جوش دهد بلكه با اين تكنيك اين امكان فراهم شده است كه فلزات غيرهمنام نيز به يكديگر جوش داده شوند . ليزر در كنار يك CNC يك سيستم كامل ليزر جوش را ايجاد مي‌كند كه با كمك آن صنعت گران قادرند با سرعت زياد ، دقت بالا و حداقل هزينه مصرفي از قابليت‌هاي آن استفاده نمايند . يكي از شاخه‌هاي صنعت كه در دو دهه اخير مورد توجه و بسط فراوان قرار گرفته است پديده بهينه‌سازي و بكارگيري مواد با آلياژهاي مختلف با طول‌عمر بالاست . هر قطعه مكانيكي بعد از يك دوره مشخص بر اثر صدمات مختلف از رده خارج شده و بايد قطعه‌هاي نو جايگزين آن شود . قطعاتي مانند مته‌ها ، توربين‌ها ، تيغه اره‌ها و سيلندرها دچار بيشترين ساييدگي و پوسيدگي هستند لذا بيش از عناصر تشكيل‌دهنده مورد توجه قرار گرفته‌اند . امروزه با كمك ليزر مي‌توان عمل سخت‌كاري بر روي لايه‌هاي سطحي فلزات انجام داد . به گونه‌اي كه طول‌عمر آنها به ميزان قابل‌توجه‌اي افزايش پيدا‌ كند . اين عمل نه تنها صرفه‌جويي فراواني را به‌همراه دارد بلكه در حداقل زمان ممكن صورت مي‌پذيرد . امروزه عمل سخت‌كاري با ديگر روش‌ها نيز صورت‌ مي‌پذيرد اما عملاً هيچيك از آنها نتوانسته جايگزين خوبي براي ليزر باشد .علامت‌زني بر روي قطعات مختلف با مواد مختلف از نكات حائز اهميت حوزه صنعت بشمار مي‌رود بسياري از توليدكنندگان مايلند جهت جلوگيري از سوءاستفاده محصولات تقلبي به گونه‌اي محصولات اصلي را از نمونه‌ تقلبي متمايز نمايند . حك‌كردن علامت و يا يك آرم مشخص با دقت بالا يك راه حل خوبي به‌نظر مي‌رسد كه ساليان سال مورد استفاده قرار گرفته است . به همين خاطر با متمركز كردن پرتو ليزر در ابعادي حدود 50 ميكرون با كمك 2 اسكنر مكانيكي ميتوان هر شكل دلخواهي را در اندازه‌هاي مختلف بر روي محصولات حك نمود .

سرعت حكاكي به قدري بالاست كه اين فرايند ظرف چند ثانيه به اتمام خواهد رسيد . امروزه حك‌نمودن 300 حرف در يك ثانيه توسط ليزر امري عادي بنظر مي‌رسد . از آنجا كه تمامي كنترل و هدايت اين فرايند توسط كامپيوتر صورت ‌مي‌گيرد ، كاربران با حداقل مهارت قادر به انجام آن خواهند بود . حكاكي با ليزر هيچگونه محدوديتي جدي به جهت نوع جنس فراهم نخواهد كرد . دستگاههاي حكاكي ليزري با قيمت‌هاي نازلي قابل تهيه از سازندگان آن مي‌باشند . يكي از كاربردهاي پرطرفدار ليزر در صنعت در امر سوراخكاري مي‌باشد . ايجاد نمودن سوراخهاي بزرگ و ريز بر روي موادي مانند چوب ، فلز امري عادي بنظر مي‌رسد . اما همين كه مايل باشيم اين عمل را در ابعاد چند ميكرون و بر روي موادي مانند سراميكها ، شيشه و پلاستيك انجام دهيم خود پي مي‌بريم كه اگر نگوييم غيرممكن ، بسيار مشكل خواهد بود . اما امروزه به كمك ليزر اين عمل در كمتر از ثانيه و با آهنگ بالا قابل اجرا و تكرارپذير است . و اين همان چيزي است كه صنعتگران ساليان سال بدنبال آن بوده‌اند . اميد است در آينده‌اي نه‌چندان دور شاهد بكارگيري اين فناوري جديد در عرصه صنعت بوده و با اين كار بر دامنه فعاليت‌هاي ليزر ، اين نور شگفت‌انگيز بيافزاييم .

سلاحهاي ليزري و نحوه مقابله با سلاحهاي ليزري :

غير قابل اجتناب است كه ميدان جنگ ليزري به طور محسوسي سالهاي آينده جنگ را تهديد نكند . اين نتيجه نه تنها توسعه و استفاده از سلاحهاي ليزري مفيد است بلكه نتيجه شمار فزاينده‌اي از وسائل ليزري از قبيل مسافت‌ياب و هدف‌ياب مي‌باشد . بنابراين در نيروهاي مسلح لازم است كه از حساسه‌ها و توسط اقدامات عامل و غير عامل الكترومغناطيسي حفاظت شود . تهديد اوليه ليزري از خود سلاحهاي ليزري بوجود مي‌آيد . نگهداري و نحوه مقابله با سلاحهاي ليزري مسائل مشكلي است كه تاكنون حل نشده باقي مانده‌اند .

 

+ نوشته شده در  یکشنبه 2 دی1386ساعت   توسط سورنا  | 

تعيين اندازه ميدان مغناطيسي ستاره اي نوتروني

 

براي اولين بار ميدان مغناطيسي يك ستاره نوتروني به شكل مستقيم تعيين شد

با استفاده از رصدخانه پرتو X آزانس فضايي اروپا موسوم به XMM-Newton ، اخترشناسان اروپايي موفق شدند براي اولين بار و بدون واسطه ميدان مغناطيسي يك ستاره نوتروني را مورد سنجش قرار دهند و ديد دقيق تري نسبت به اين موجودات راز آلود كيهان به دست آورند.

ستاره هاي نوتروني اجرامي بسيار چگالند . اين ستاره ها با جرمي معادل خورشيد در كره اي به قطر 20 تا 30 كيلومتر فشرده مي شوند و جرمي با چگالي بسيار بالا را توليد مي كنند. ستاره هاي نوتروني حاصل انفجارهاي ابرنواختري است. پس از آنكه لايه هاي ستاره در اثر انفجاري مهيب در فضا پراكنده شد بقاياي ستاره اصلي به شكل قلبي چگال باقي مي ماند و ستاره نوتروني را تشكيل مي دهد ستاره اي كه با آهنگي غيرقابل تصور به دور خود مي چرخد.

اين گونه اجرام اگرچه خانواده اي آشنا ازاجرام كيهاني به حساب مي ايند اما به شكل فردي و تك تك اطلاع اندكي از آنها در دست داريم.اين اجرام در هنگام تولد دماي بسيار بالايي دارند و تابش قوي از خود ساطع مي كنند اما پس از گذشت زمان با سرعت حرارات خود را از دست مي دهند و به همين دليل تابشهاي قوي خود نظير تابش در محدوده پرتو X را از دست داده و در طول موجهاي راديويي به تابش مي پردازند و به همين دليل است كه براي بررسي آنها بايد از اين طول موجها استفاده كرد. تنها تعداد اندكي از اين اجرام تابشهايي در طول موج X نشان مي دهند.

يكي از اين موارد ستاره اي نوتروني موسوم به 1 E1207.4-5209 است كه در خلال طولاني ترين عكسبرداري رصدخانه XMM-Newton كه 72 ساعت به طول انجاميد آشكار شد.با كمك اين تصوير برداري اخترشناسان اروپايي موفق شدند براي اولين بار به طور مستقيم به اندازه گيري ميدان مغناطيسي اين ستاره بپردازند اين در حاليست كه پيش از اين تنها با كمك روشهاي غير مستقيم نظير استفاده از نظريات شكل گيري ستاره هاي پرجرم و يا بررسي آهنگ كاهش دوران ستاره نوتروني (كه با كمك بررسي داده هاي راديويي امكان پذير مي شد) اين ميدان مغناطيسي مورد محاسبه قرار مي گرفت . اما اين بار اخترشناسان توانستند با رصد تابش پرتو X يك ستاره نوتروني اين ميدان را مستقيما ندازه گيري كنند تابش پرتو X پيش از آنكه در فضا منتشر شود از درون ميدان مغناطيسي ستاره نوتروني عبور مي كند و اين ميدان اثر انگشت خود را بر روي اين پرتو باقي مي گذارد. با بررسي پرتوهاي دريافت شده مي توان ميدان را شناسايي كرد . اما نكته هيجان انگيز در خصوص اين ستاره نوتروني جاي ديگري بود ميدان مغناطيسي كه به روش مستقيم مورد اندازه گيري قرار گرفت 30 برابر ضعيف تر از ميداني بود كه روشهاي غير مستقيم اعلام مي كرد ند و اين پرسشي تاز ه را مطرح مي كرد منشا اين اختلاف چيست.

در مدلهاي رايج اندازه گيري ميدان مغناطيسي ستاره هاي نوتروني فرض مي شود كه كاهش سرعت ستاره تنها در اثر ميدان مغناطيسي ستاره و واكنش ان با محيط اطراف است د حاليكه به نظر مي رسد، حداقل در مورد 1 E1207.4-5209 عامل ديگري نيز در كاهش سرعت ستاره نقش ايفا مي كند و آن قرصي از بقاياي انفجار ابرنواختري است كه در اطراف ستاره نوتروني باقي مانده است.

حال اين سوال مطرح اسن كه آيا اين مورد تنها يك استثنا و گونه جديدي از ستاره هاي نوتروني است و يا نمونه اي عمومي از اين خانواده از اجرام آسماني است. بررسيهاي بعدي بايد پاسخگوي اين سوال باشد.

گردآوری :  محمد فتحی     منبع : هوپا

+ نوشته شده در  شنبه 1 دی1386ساعت   توسط سورنا  | 
جوزف تامسون چگونه نسبت بار به جرم الكترون رااندازه گيري كرد؟
جوزف تامسون چگونه نسبت بار به جرم الكترون رااندازه گيري كرد؟
در آزمایش تامسون از اثر میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی استفاده شده است.
 

آزمايش تامسون ( محاسبه نسبت بار به جرم الكترون ) 

در آزمايش تامسون از اثر ميدان الكتريكي و ميدان مغناطيسي استفاده شده است. دستگاهي كه در اين آزمايش مورد استفاده قرار گرفته است از قسمتهاي زير تشكيل شده است:

الف ) اطاق يونش كه در حقيقت چشمه تهيه الكترون با سرعت معين مي باشد بين كاتد و آند قرار گرفته است. در اين قسمت در اثر تخليه الكتريكي درون گاز ذرات كاتدي ( الكترون ) بوجود آمده بطرف قطب مثبت حركت مي كنند و با سرعت معيني از منفذي كه روي آند تعبيه شده گذشته وارد قسمت دوم مي شود. اگر بار الكتريكي q  تحت تاثير يك ميدان الكتريكي بشدت E  قرار گيرد، نيروييكه از طرف ميدان بر اين بار الكتريكي وارد مي شود برابر است با:      

F= q.E

 در آزمايش تامسون چون ذرات الكترون مي باشند q = -e بنابراين:

F= -eE  

از طرف ديگر چون شدت ميدان E  در جهت پتانسيلهاي نزولي يعني از قطب مثبت بطرف قطب منفي است بنابراين جهت نيرويF   در خلاف جهت يعني از قطب منفي بطرف قطب مثبت مي باشد. اگرx  فاصله بين آند و كاتد باشد كار نيروي F در اين فاصله برابر است با تغييرات انرژي جنبشي ذرات . از آنجاييكه كار انجام شده در اين فاصله برابراست با مقدار بار ذره در اختلاف پتانسيل موجود بين كاتد وآند بنابراين خواهيم داشت

ev0 =½m0v2

كه در آن  v0    اختلاف پتانسيل بين كاتد و آند e  بار الكترون  v  سرعت الكترون و  m0  جرم آن مي باشد. بديهي است اگر v0  زياد نباشد يعني تا حدود هزار ولت رابطه فوق صدق مي كند يعني سرعت الكترون مقداري خواهد بود كه مي توان از تغييرات جرم آن صرفنظ نمود . بنابراين سرعت الكترون در لحظه عبور از آند بسمت قسمت دوم دستگاه برابر است با:

v = √(2e v0/ m0)

 

ب) قسمت دوم دستگاه كه پرتو الكتروني با سرعت v وارد آن مي شود شامل قسمتهاي زير است :

 

 

1- يك خازن مسطح كه از دو جوشن  A  وB  تشكيل شده است اختلاف پتانسيل بين دو جوشن حدود دويست تا سيصد ولت مي باشد اگر پتانسيل بين دو جوشن را به v1   و فاصله دو جوشن را به d   نمايش دهيم شدت ميدان الكتريكي درون اين خازن E = v1/d   خواهد بود كه در جهت پتانسيلهاي نزولي است.

 

2- يك آهنربا كه در دو طرف حباب شيشه اي قرار گرفته و در داخل دو جوشن خازن: يك ميدان مغناطيسي با شدت B  ايجاد مي نمايد . آهنربا را طوري قرار دهيد كه ميدان مغناطيسي حاصل بر امتداد ox   امتداد سرعت - و امتداد  oy امتداد ميدان الكتريكي - عمود باشد.

 

پ) قسمت سوم دستگاه سطح دروني آن به روي سولفيد آغشته شده كه محل برخورد الكترونها را مشخص مي كند.

وقتي الكترو از آند گذشت و وارد قسمت دوم شد اگر دو ميدان الكتريكي و مغناطيسي تاثير ننمايند نيرويي بر آنها وارد نمي شود لذا مسير ذرات يعني پرتو الكتروني مستقيم و در امتداد ox   امتداد سرعت ) خواهد بود و در مركز پرده حساس p يعني نقطه  p0 اثر نوراني ظاهر مي سازد.

اگر بين دو جوشن خازن اختلاف پتانسيلv1 را برقرار كنيم شدت ميدان الكتريكي داراي مقدار معين E خواهد بود و نيروي وارد از طرف چنين ميداني بر الكترون برابر است با   FE = e E  اين نيرو در امتداد  oy و در خلاف جهت ميدان يعني از بالا به پايين است.

ميدان مغناطيسي B  را طوري قرار مي دهند كه برسرعتv   عمود باشد . الكترون در عين حال در ميدان مغناطيسي هم قرار مي گيرد و نيرويي از طرف اين ميدان بر آن وارد مي شود كه عمود بر سرعت و بر ميدان خواهد بود . اگر اين نيرو را بصورت حاصلضرب برداري نشان دهيم برابر است با:

  

FM = q.(VXB)

در اينجا q = e    پس:

FM = q.(VXB)

و مقدار عددي اين نيرو مساوي است با  F = e v B   زيرا ميدان B   بر سرعت v   عمود است يعني زاويه بين آنها 90 درجه و سينوس آن برابر واحد است. اگر ميدان B     عمود بر صفحه تصوير و جهت آن بجلوي صفحه تصوير باشد امتداد و جهت نيروي FM در  جهت  oy يعني در خلاف جهت FE خواهد بود. حال ميدان مغناطيسي B  را طوري تنظيم مي نمايند كهFE = FM  گردد و اين دو نيرو همديگر را خنثي نمايند. اين حالت وقتي دست مي دهد كه اثر پرتو الكتروني روي پرده بي تغيير بماند پس در اين صورت خواهيم داشت:

         FM = FE

        e.v.B = e E

        v = E/ B

چون مقدار E و B  معلوم است لذا از اين رابطه مقدار سرعت الكترون در لحظه ورودي به خازن بدست مي ايد . حال كه سرعت الكترون بدست آمد ميدان مغناطيسي B  را حذف مي كنيم تا ميدان الكتريكي به تنهاي بر الكترون تاثير نمايد . از آنجاييكه در جهت ox  نيرويي بر الكترون وارد نمي شود و فقط نيروي FE  بطور دائم آنرا بطرف پايين مي كشد لذا حركت الكترون در داخل خازن مشابه حركت پرتابي يك گلوله در امتداد افقي مي باشد و چون سرعت الكترون را نسبتا كوچك در نظر مي گيريم معادلات حركت الكترون ( پرتو الكتروني ) در دو جهت ox و oy  معادلات ديفرانسيل بوده و عبارت خواهد بود از  

m0(d2x /dt2)/span>=0     در امتداox 

  m0d2y /dt2)=e. E      در امتداoy

با توجه به اينكه مبدا حركت را نقطه ورود به خازن فرض مي كنيم اگر از معادلات فوق انتگرال بگيريم خواهيم داشت:

y=(1/2)(e.E)t2/m0

x=v.t

 معادلات فوق نشان مي دهد  كه مسير حركت يك سهمي است و مقدار انحراف پرتو الكتروني از امتداد اوليه (ox  )  در نقطه خروج از خازن مقدار  y  در اين لحظه خواهد بود . اگرطول خازن را به L  نمايش دهيم x = L    زمان لازم براي سيدن به انتهاي خازن عبارت خواهد بود از t = L / v  اگر اين مقدار  t  را در معادله y   قرار دهيم مقدار انحراف در لحظه خروج از خازن به دست مي آيد:

     Y =  ½ e( E/m0) ( L/ v )2

     e/ m0 = ( 2y/ E ) ( v/ L )2

كه در آن v سرعت الكترون كه قبلا بدست آمده است. L و E بترتيب طول خازن و شدت ميدان الكتريكي كه هر دو معلوم است پس اگر مقدار y را اندازه بگيريم بار ويژه يا e/m0  محاسبه مي شود.

 پس از خروج الكترون از خازن ديگر هيچ نيرويي بر آن وارد نمي شود بنابراين از آن لحظه به بعد حركت ذره مستقيم الخط خواهد بود و مسير آن مماس بر سهمي در نقطه خروج از خازن است . اگر a  فاصله پرده از خازن يعني D P0 باشد مي توانيم بنويسيم:

P0P1 = y + DP0 tgθ

tgθعبارتست از ضريب زاويه مماس بر منحني مسير در نقطه خروج از خازن و بنابراين مقدار يست معلوم پس بايد با اندازه گرفتن فاصله اثر روي پرده( P0 P1)به مقدار y رسيد و در نتيجه مي توانيم e/ m0 را محاسبه نماييم.

مقداري كه در آزمايشات اوليه بدست آمده بود 108×7/1 كولن بر گرم بود مقداريكه امروزه مورد قبول است و دقيقتر از مقدار قبلي است برابر 108×7589/1 كولن بر گرم است.

علاوه بر تامسون، ميليكان نيز از سال 1906 تا 1913 به مدت هفت سال با روشي متفاوت به اندازه گيري بار الكترون پرداخت.

منبع : هوپا

+ نوشته شده در  شنبه 1 دی1386ساعت   توسط سورنا  | 
رنگها و موجها و شکست در نور
رنگها و موجها
بدون تردید نور خورشید یکی از مهمترین نیازهای زندگی روی کره زمین است. اما دامنه ویژگیهای آن تنها به ایجاد زندگی و حیات در میان جانداران ختم نمی‌شود. در سال 1665 میلادی ، دانشمند بیست و سه ساله انگلیسی به نام آیزاک (اسحاق) نیوتن به مطالعه نور مشغول بود...

 

رنگها و موجها

بدون ترديد نور خورشيد يكي از مهمترين نيازهاي زندگي روي كره زمين است. اما دامنه ويژگيهاي آن تنها به ايجاد زندگي و حيات در ميان جانداران ختم نمي‌شود. در سال 1665 ميلادي ، دانشمند بيست و سه ساله انگليسي به نام آيزاك نيوتن به مطالعه نور مشغول بود. او در يك روز آفتابي و درخشان ، شيشه‌هاي اطاق را به كمك پرده‌هايي ضخيم و بسيار تيره مسدود كرد، به گونه‌اي كه اطاق كاملا تاريك شد و از ميان شكاف كوچكي در ميان يكي از پرده‌ها ، باريكه‌اي از نور به درون اطاق مي‌تابيد. او اين باريكه نور را از ميان يك قطعه شيشه به شكل مثلث ، كه منشور ناميده مي‌شود، عبور داد. باريكه نور با گذشتن از ميان منشور ، در مسيرش خميده شد و شكست پيدا كرد.


تصوير

شكست نور در منشور

نوري كه از منشور بيرون آمده بود در راستايي سير مي‌كرد كه اندكي با راستاي وارد شدنش به منشور تفاوت داشت و به ديوار مقابل مي‌تابيد. جالب آنكه ، هنگامي كه نيوتن منشور را از سر راه نور بر مي‌داشت، باريكه تنها لكه گرد سفيد رنگي را روي ديوار ايجاد مي كرد، در حالي كه وقتي منشور در مسير باريكه نور مي‌رفت، باريكه نور پخش مي‌شد و به صورت رنگين كمان در مي‌آيد! در يك سر اين رنگين كمان نور سرخ و در انتهاي ديگر نور بنفش ديده مي‌شد و در ميان آنها رنگهاي نارنجي ، زرد ، سبز و آبي قرار داشت. ما اينگونه رنگها را در اطراف خود مي‌بينيم و قادريم آنها را لمس كنيم، در حالي كه نيوتن قادر نبود نور را لمس كند، به همين دليل بود كه او نوار نور رنگي را طيف (Spectrum) ناميد كه در زبان لاتين به معناي روح است!

به راستي اين رنگها از كجا مي‌آيند؟!

نيوتن دريافت آن چيزي را كه چشمهاي ما به عنوان نور سفيد مي‌بينند در حقيقت مخلوطي از رنگهاي گوناگون است كه شكست آنها پس از منشور يكسان نيست و براي نور سرخ از همه رنگهاي ديگر كمتر و براي نور بنفش از همه بيشتر است. نيوتن براي اثبات شكستهاي متفاوت از دو منشور استفاده كرد و دوباره توانست نور سفيد را بدست آورد. اما هنوز يك سوال ديگر باقي بود و آن اين بود كه چرا نور بايد، رنگهاي مختلفي را دارا باشد؟!

جنس نور 

نيوتن به دنبال جنس نور بود. دو نظريه در اين زمينه وجود داشت: اول آنكه نور از مجموعه‌اي از ذرات تشكيل شده است كه بر خطي راست و به سرعت در حال حركتند و دوم آنكه نور مجموعه‌اي از امواج است كه بسيار كوچكند و در مسيري مستقيم حركت مي‌كنند. نكته بسيار قابل توجه در مورد امواج اين بود كه آنها مي‌توانند خميده شوند، اين امر زماني رخ خواهد داد كه امواج با موانع برخورد كنند. شما مي‌توانيد خميده شدن امواج آب را در برخورد با موانع ببينند. همچنين صدايي را كه در يك طرف كنج ديوار مي‌شنويد، مي‌توانيد در طرف ديگر آن كنج نيز گوش كنيد، پس امواج صدا بايد در اطراف آن كنج خميده شده باشند. از سوي ديگر مي‌دانيد كه اگر نور به يك طرف كنج بتابد خميده نمي‌شود، به عبارت ديگر شما نمي‌توانيد شخصي را از طرف ديگري ‌از كنج ديوار مشاهده كنيد.
به همين دليل بود كه نيوتن تصور مي‌كرد، نور جرياني از ذرات متحرك كوچك است، نه جرياني از امواج. اما همه دانشمندان با او موافق نبودند. يك هلندي به نام كريستين هويگنس نظريه موجي بودن نور را قبول داشت. او عقيده داشت كه امواج كوچك بسادگي امواج بزرگ خميده نمي‌شوند و اگر نور از امواج بسيار كوچك تشكيل شده باشد، به هيچ وجه خميده نخواهد شد! او با نيوتن مخالف بود، هر چند كه بسياري عقيده داشتند كه نيوتن بزرگترين دانشمند جهان است.

با اين حال ، حتي ممكن است بزرگترين دانشمند جهان هم دچار اشتباه شود. شخصي به نام يانگ اين مشكل را حل كرد. او در كار طبابت و تنظيم دايرة المعارف بريتانيكا استاد بود و ختي نوشته‌هاي مصريان را براي نخستين بار ترجمه كرد. با اين وجود علاقه بسياري به آزمايشهاي مربوط به نور داشت. يانگ صوت را مطالعه كرد و فهميد هنگامي كه دو صدا به هم مي‌رسد، از هم مي‌گذرند.

گاهي اوقات يك صدا ، صداي ديگر را كاملا حذف مي‌كند. اما اگر موجهاي صدا طولهاي متفاوتي داشته باشند، موج بلندتر از موج كوتاهتر جلو مي‌افتد و براي مدتي ، صدا بلندتر از حالت عادي خواهد شد، اما مدتي بعد سكوت برقرار مي‌شود و اين امر پي در پي ادامه خواهد داشت. اگر نور جرياني از ذرات باشد، اين وضع پيش نمي‌آيد، زيرا يك ذره نمي‌تواند ديگري را حذف كند. در سال 1801 ميلادي ، يانگ با فرستادن يك باريكه نور از دو شكاف باريك متفاوت بسيار نزديك به هم آزمايشي انجام داد.



img/daneshnameh_up/f/f2/p197youngs_moleexp.JPG

آزمايش دو شكاف يانگ

در اين آزمايش دو باريكه نور خارج شده از شكافها ، ابتدا اندكي پخش مي‌شدند و هنگامي كه به ديوار مي‌رسيدند، بر هم مي‌افتادند. ممكن است تصور كنيد كه در جايي كه دو باريكه نور بر هم مي‌افتند، نور بيشتري وجود خواهد داشت و بنابراين ديوار روشنتر از جاهايي خواهد بود كه باريكه بر هم نيفتاده‌اند، اما به هيچ وجه چنين نيست. در جاهايي كه دو باريكه بر هم مي‌افتند، نوارهاي روشن و تاريك متناوبي ايجاد مي‌شود.

باريكه‌هاي نور در نقاطي همديگر را حذف مي‌كنند و در نقاطي ديگر بر هم اضافه مي‌شوند و اين عمل بصورت متناوب و درست همانند صوتهاي موسيقي و تغييرات آنها صورت مي‌گيرد. هنگامي كه دو باريكه نور همديگر را حذف مي‌كنند، مي گوييم كه باريكه ها با هم تداخل كرده اند، يا اينكه تداخل ايجاد شده است. به اين ترتيب نوارهاي روشن و تاريك "فريزهاي تداخلي" ناميده مي‌شوند. با اين آزمايش مسأله حل شد و معلوم گرديد كه حق با هويگنس است و نيوتن اشتباه مي‌كرده است.

طول موج نور

نور از موجهايي بسيار ريز تشكيل شده است. يانگ از روي پهناي فريزهاي تداخلي توانست طول يك موج نور را محاسبه كند. اين طول را طول موج مي‌نامند. با اين محاسبه معلوم شد كه طول موج نور حدود 20000/1 سانتيمتر است. البته همه امواج نور داراي طول يكساني نيستند. نور سرخ بلندترين طول موج را دارد و نور بنفش كوتاهترين طول موج را دارا است. هر قدر طول موج كوتاهتر باشد، نور بيشتر شكسته مي‌شود و به همين دليل است كه منشور رنگها را از هم جدا مي‌كند.

تهیه و تنظیم : محمد فتحی

+ نوشته شده در  شنبه 1 دی1386ساعت   توسط سورنا  | 
تابش الكترومغناطيسي:
تابش الكترومغناطيسي:
هر شی در نجوم بوسیله تابش الکترو مغناطیسی مشاهده می شود بنابر این توجه به برخی از مبانی فیزیک درباره تابش وجذب لازم است .تابش الکترو مغناطیسی فقط یک موج متحرک در میدان مغناطیسی و الکتریکی است ......

 

تابش الكترومغناطيسي:

هر شي در نجوم بوسيله تابش الكترو مغناطيسي مشاهده مي شود بنابر اين توجه به برخي از مباني فيزيك درباره تابش وجذب لازم است .تابش الكترو مغناطيسي فقط يك موج متحرك در ميدان مغناطيسي و الكتريكي است كه در معادلات ماكسول به هم مربوط مي شوند.موج الكترو مغناطيسي باسرعت نور منتشر مي شود. C=2.998*108
حاصل ضرب طول موج و فركانس برابر سرعت نور است.
C=F*g
كه به صورت سنتي طيف سنجها طول موج را اندازه گيري مي كنند.
با وسائل جديد تمام محدوده طيف قابل مشاهده است. تعدادي ازطول موجهايي كه فقط مي توانند در بالاي جو اندازه گيري شوند؛درفنآوري ماهواره اي به كارمي روند.

تابش نور به چندطريق صورت مي گيرد:
1-فرآيند پهن شدگي (فرآيند گرما يوني )-تابش جسم سياه. 2-تابش خطي .
3-تابش سينكروترون ناشي از بارهاي الكتريكي شتابدار.
ما درباره’ مورد اول بحث خواهيم كرد
تابش جسم سياه:

جسم گرم در دماي مشخص T گستره پهني از امواج الكترو مغناطيس تابش مي كندو جسم گرمتر آبي تر تابش ميكند .
براي مثال داخل زمين يك مخزن نور است كه مانند يك باطري ضعيف شده كم نورتر وقرمزتر است . اين مسئله در ابتداي قرن بيستم در فيزيك كلاسيك حل شده ويكي از موفقيتهاي مكانيك كوانتومي شكل گرفته بود.
طيف تابش گسيل يافته براي فيزيك كلاسيك يك مشكل بزرگ بود .
استفان و بولتزمن كشف كردند كه تمام گرماي تابش شده بوسيله سطح جسمي با مساحت A و دمايT برابر است با:
Q=AsT4 s =5.67*108
شدت تابش درواحد حجم كه تابع طول موج است ،اندازه گيري شد. موقعيت ماكزيمم ناگهاني در طيف ،توسط قانون جابجايي وينز ((Wiens تشريح شد و مكان بيشترين شدت در طول موج
-3^10*2.9 كه در آن Tدر مقياس كلوين است.
بنابرا ين طول موج تابش گسيل يافته، نظريه تابشي جسم را ارائه مي دهد.
تلاشهاي رايلي (Rayleigh)براي توضيح مشاهدات از نظر كلاسيكي نا موفق بود .او محاسباتي انجام داد با اين فرض كه موجها درون كاواك قرار بگيرند وتابش گريزي از سوراخ كوچكي در ديواره كاواك را بدست آورد.فقط طول موجهايي مجازبودند كه دقيقا موج بر ديواره كاواك قرار مي گرفت (ديواره’ كاواك مكان گره ها بود).
رايلي فرض كرد كه هر گونه طول موج داراي انرژي KT است( K ثابت بولتزمن است).محاسبات پش بيني مي كرد كه در دماي T تابندگي (شدت تابش ) به طول موج وابسته است.
I(l)= T/landa^4
فرض بالا يك مشكل دارد؛وقتي طول موج صفر مي شود شدت بينهايت مي گرددواين مساله به عنوان فاجعه فرابنفش شناخته شد.
در سال 1900م.پلانگ اين مشكل را با گسسته فرض كردن تابش الكترو مغناطيسي حل كرد.او فرض كرد كه تابش بوسيله نوسانگرهاي الكترو مغناطيسي درون ديواره كاواك توليد ميشود.انرژي نوسانگرها فقط مي توانست به صور ت گسسته مضربي از بسامد باشدn=0,1,2,3,… ; E=nhn.
محا سبات پلانگ تفاوت بنيادي با محاسبا ت رايلي داشت كه مقادير انرژي را پيوسته فرض كرده بود. محاسبات پلانك تابندگي در طول موج خاص را بصورت زير داد:
I(l)=2*π*h*c^2/[l^5[exp(hc/lkT)-1]]
فرم بالاقانون استفان بولتزمن و قانونوينز را تاييد مي كند
. در طول موجهاي زياد فرمول بال منجر به نتايج رايلي مي شود.
در واقع در اندازه گيري دماي يك ستاره نوعي طيف سنجي يا نور سنجي ميتواند به كار رود.
مقايسه بين تابندگي نسبي مقدار نور گسيل شده يك ستاره در دو طول موج:.
اين نسبت مشخصه دمايي است بنابر اين اندازه گيري تمام طيف جسم سياه الزامي نيست.چون تابندگي در هر دماي مشخص به طور نسبي در شدت 550 nm بهنجار شده است.called V or Visual Band )) ((
اندازه گيري دوم در تابندگي 440nm
(( called B or Blue band ))
اندازه گيري دما را ممكن ميسازد

منبع :تبيان

+ نوشته شده در  شنبه 3 آذر1386ساعت   توسط سورنا  | 
ذرات زيراتمي (Subatomic Particles)
ذرات زيراتمي (Subatomic Particles)
در این مقاله انواع ذرات زیراتمی (Subatomic Particles) را به طور مختصر معرفی می کنیم.
هادرون – باریون – بوزون – فرمیون – لپتون – بوزون های شاخص – گلوئن – نوترینوها – موئون – مزون – کوارک – پیون و ....

 

ذرات زيراتمي (Subatomic Particles)

 

در اين مطلب انواع ذرات زيراتمي (Subatomic Particles) را به طور مختصر معرفي مي كنيم.

هادرون – باريون – بوزون – فرميون – لپتون – بوزون هاي شاخص – گلوئن – نوترينوها – موئون – مزون – كوارك – پيون و ....

 

هادرون ها (Hadrons):

ذرات زيراتمي اي هستند كه از فرميون هايي چون كوارك و آنتي كوارك و بوزون هايي چون گلوئن تشكيل شده اند. اين ذرات نيروي قوي هسته اي اعمال مي كنند.

هادرون ها مانند ديگر ذرات داراي عدد كوانتومي هستند.

اين ذرات ممكن است در دما يا فشار بسيار پايين خودبه خود از بين بروند.

 

باريون (Baryon):

ذراتي هستند كه از كوارك تشكيل شده اند. براي مثال پروتون از دو كوارك بالا (u) و يك كوارك پايين (d) تشكيل شده و يا نوترون از دو كوارك پايين و يك كوارك بالا تشكيل شده.

انواع باريون طبق مدل استاندارد (SM) به صورت زير است:

 

 

بوزون (Boson):

ذراتي هستند كه داري اسپين صحيح هستند. اكثر بوزون ها مي توانند تركيبي باشند اما گروه بوزون هاي شاخص (Gauge Bosons) از نوع تركيبي نيستند.

در مدل استاندارد بوزون ها ذراتي براي انتقال نيرو هستند كه شامل فوتون ها (انتقال دهنده ي  الكترومغناطيس) و گراويتون (انتقال دهنده ي گرانش) نيز مي شوند.

اتم ها نيز مي توانند بوزون باشند. براي مثال هليم – 4 يك بوزون با اسپين گويا است.

در كل تفاوت زيادي بين استاتيك فرميوني (اسپين نيمه صحيح) و بوزوني وجود ندارد مگر در مورد اجرام با چگالي بالا كه اين مورد نيز پيرو استاتيك ماكسول – بولتزمن مي باشد.

بر همين مبنا هم بوزون ها و هم فرميون ها ذراتي كلاسيك شناخته مي شوند.

 

بوزون هاي شاخص (Gauge Bosons):

ذرات بوزوني مي باشند كه حامل نيروهاي بنيادين طبيعت مي باشند. بوزون هاي شاخص خود 3 دسته اند: فوتون ها – بوزون W&Z (بوزون هايي كه بدون بار الكتريكي هستند را با Z نشان مي دهيم و آن دسته اي را نيروهاي ضعيف هسته اي دارند با W نشان مي دهيم) و گلوئن ها.

 

گلوئن (Gluon):

ذراتي بدون جرم و خنثي از خانواده ي بوزون هاي شاخص هستند و داراي اسپين 1 هستند.

اين ذرات زيراتمي باعث پايدار بودن كوارك ها در هسته ي اتم (پروتون ها و نوترون ها) در كنار همديگر مي شوند. البته جرم اين ذرات از آنجاييكه بسيار كم است (MeV) از آن صرف نظر مي شود.

 

بوزون هاي W&Z:

جرم بوزون هاي Z در حدود 91.1876 (GeV/C2) و نوع W آن 80.403 (GeV/C2) مي باشد. هردوي آنها داراي اسپين 1 هستند و واكنش آنها از نوع ضعيف مي باشد. اين بوزون ها از خانواده ي بوزون هاي شاخص هستند.

 

نوترينو (Neutrino):

اين ذرات از خانواده ي فرميون ها و گروه لپتون ها هستند و اسپين 0.5 دارند. نوترينوها اغلب تنها توسط نيروهاي ضعيف و گرانش واكنش انجام مي دهند.

مدل استاندارد پيش بيني كرده كه نوترينوها بدون جرم باشند اما در آزمايشات جرم نوترينو را گرچه بسيار كوچك اما اندازه گيري كرده اند.

نوترينوها اغلب به صورت ذرات منفرد ديده نمي شوند و در قالب الكترون نوترينو (2.2 eV) يا موئون نوترينو (170 KeV) و تاو نوترينو (15.5 MeV) ديده مي شوند.

هرچند دانشمندان هنوز يكي بودن پاد نوترينو و نوترينو را تاييد نكرده اند اما آزمايشات به روشني اين مطلب را اثبات مي كنند. به همين دليل در مدل استاندارد پاد اين ذرات نيز تعريف شده است. (براي مثال الكترون آنتي نوترينو).

 

موئون (Muon):

اين ذرات نيز از خانواده ي فرميون ها و گروه لپتون ها هستند و داراي اسپين 0.5 مي باشند.

باز اين ذرات همانند الكترون است و جرمشان 105.6583 (MeV/C2) مي باشد.

اعمال واكنش در اين ذرات به صورت نيروهاي گرانشي و الكترومغناطيسي و همچنين نيروهيا ضعيف هسته اي است. اين ذرات داراي پاد نيز مي باشند.

عمر اين ذرات اغلب بيش از 2.2 ميكروثانيه نيست كه همين گونه نيز از ديگر لپتون ها و مزون ها عمر بيشتري دارند.

موئون با جذب الكترون مي تواند اتم موئونيم (Muonium) را بسازد كه شعاع آن تقريبا برابر با هيدروژن است. به همين دليل تا به حال اين ذرات در اتم ديده نشده اند.

 

مزون (Meson):

مزون نوعي هادرون با اسپين صحيح مي باشد. مزون ها اصولا تركيبي هستند به صورتيكه در آنها كوارك و آنتي كوارك هم ديده مي شود!

مزون ها شامل 3 دسته ي اصلي منفي – مثبت و صفر مي باشند:

مزون صفر سنگين (B0) – مزون مثبت يا پيون (Π+)  - مزون منفي يا كائون (K-) – مزون صفر سبك يا اتا (Cη) و مزون هاي مثبت سنگين يا رو (+ρ).

 

پيون (Pion):

نوعي از مزون ها هستند كه داراي بار واحد (هم مثبت و هم منفي) مي باشند. پيون ها زا آن جهت مهم هستند كه داراي اسپين صفر مي باشند و سبك ترين مزون ها هستند.

جرم آنها Π0 = 134.976 (MeV/C2) و Π± = 139.570 (MeV/C2) مي باشد.

 

كوارك ها (Quarks):

اين ذرات شامل 6 نوع مي شوند:

كوارك هاي بالا (بار 3/2 و جرم 0.003) – Up (u)

كوارك هاي پايين (بار 3/1- و جرم 0.006) –        Down (d)

كوارك هاي ربايشي (بار 3/2 و جرم 1.3) – Charm (c)

كوارك هاي غير ربايشي (بار 3/1- و جرم 0.1) – Strange (s)

كوارك هاي زير (بار 3/2 و جرم 175) – Bottom (b)

كوارك هاي فوق ( باز 3/1- و جرم 4.3) – Top (t)

 

دايون (Dyon):

ذراتي فرضي كه هم بار الكتريكي دارند و هم بار مغناطيسي و اگر در شرايطي بار الكتريكي انها سفر باشد تك قطبي خواهند بود. به اين شرايط خاص شرايط كوانتيده شدن ديراك – اشوانزيگر – اشوينگر مي گويند.

(توجه كنيد كه اين شرايط به تك قطبي هوفت – پولياكوف بر نمي گردد بلكه مخصوص تك قطبي ديراك است و لازمه ي آن تعريف هوموتوپي براي توپولوژي فضا و زمان ناپيوسته است).

اكثر تئوري هاي وحدت (GUT) وجود چنين ذره اي را پيش بيني كرده اند.

 

 

گراويتون (Graviton):

ذراتي فرضي هستند كه داراي جرم و بار صفر و اسپين 2 مي باشند.

اين ذرات بيشتر در تئوري هاي كوانتومي به عنوان نتيجه اي از نسبيت مطرح مي شود.

به طوريكه QCD نيز از آنها نام مي برد.

چنين ذراتي (بدون جرم) تا به حالا ديده نشده اند. بنابراين حرف زدن در مورد ويژگي هاي آنها بسيار سخت است. (مگر از طريق رياضي كه اين مقاله جايگاه آن نيست).

+ نوشته شده در  جمعه 2 آذر1386ساعت   توسط سورنا  | 

نمونه ای سنگ معدنی اورانیوم


 
اورانیوم (Uranium) یکی از چگالترین فلزات رادیو اکتیو است که در طبیعت یافت می شود. این فلز در بسیاری از قسمتهای دنیا در صخره ها، خاک و حتی اعماق دریا و اقیانوس ها وجود دارد. اگر بخواهید از میزان موجودیت آن ایده ای بدست آورید باید بگوییم که میزان وجود و پراکندگی آن از طلا، نقر یا جیوه بسیار بیشتر است.

اورانیوم در طبیعت بصورت اکسید و یا نمک های مخلوط در مواد معدنی (مانند اورانیت یا کارونیت) یافت می شود. این نوع مواد اغلب از فوران آتشفشانها بوجود می آیند و نسبت وجود آنها در زمین چیزی معادل دو در میلیون نسبت به سایر سنگها و مواد کانی است. این فلز به رنگ سفید نقره ای است و کمی نرم تر از استیل بوده و تقریبآ قابل انعطاف است.

اورانیوم در سال 1789 توسط مارتین کلاپورت (Martin Klaproth) شیمی دان آلمانی از نوعی اورانیت بنام Pitchblende کشف شد. وجه تسمیه این فلز به کشف سیاره اورانوس بازمی گردد که هشت سال قبل از آن، ستاره شناسان آنرا کشف کرده بودند.

اورانیوم یکی از اصلی ترین منابع گرمایشی در مرکز زمین است و بیش از 40 سال است که بشر برای تولید انرژی از آن استفاده می کند.

دانشمندان معتقد هستند که اورانیوم بیش از 6.6 بیلیون سال پیش در اثر انفجار یک ستاره بزرگ بوجود آمده و در منظومه شمسی پراکنده شده است.

برای درک بهتر از توانایی اورانیوم در تولید انرژی لازم است نگاهی به ساختمان اتمی این فلز داشته باشیم.

اورانیوم را بهتر بشناسیم
اورانیم را درواقع می توان سنگین ترین (به بیان دقیقتر چگالترین) عنصر در طبیعت نامید. شاید بد نباشد بدانید که در این میان هیدروژن سبکترین عناصر طبیعت است.

اورانیوم خالص حدود 18.7 بار از آب چگالتر است و همانند بسیاری از دیگر مواد رادیو اکتیو در طبیعت بصورت ایزوتوپ یافت می شود.

بطور ساده ایزوتوپ حالت خاصی از حضور یک عنصر در طبیعت است که در هسته آن به تعداد مساوی - با عنصر اصلی - پروتون وجود دارد اما تعداد نوترون های آن متفاوت است. بنابراین طبق این تعریف ساده می توان دریافت که ایزوتوپ های یک عنصر عدد اتمی مشابه خود عنصر را خواهند داشت اما وزن اتمی متفاوتی دارند.


نمایی از یک رآکتور هسته ای
اورانیوم شانزده ایزوتوپ دارد که هریک از آنها دارای وزن اتمی خاصی هستند. حدود 99.3 درصد از اورانیومی که در طبیعت یافت می شود ایزوتوپ 238 (U-238) است و حدود 0.7 درصد ایزوتوپ 235 (U-235)، سایر ایزوتوپ ها بسیار نادر هستند.

در این میان ایزوتوپ 235 برای بدست آوردن انرژی از نوع 238 آن بسیار مهمتر است چرا که U-235 (با فراوانی تنها 0.7 درصد) آمادگی آنرا دارد که تحت شرایط خاص شکافته شده و مقادیر زیادی انرژی آزاد کند. به این ایزوتوپ Fissil Uranium، به معنای اروانیوم شکافتنی هم گفته می شود و برای این عملیات از اصطلاح شکافت هسته ای یا Nuclear Fission استفاده می شود.

اورانیوم نیز همانند سایر مواد رادیواکتیو دچار پوسیدگی و زوال می شود. مواد رادیو اکتیو دارای این خاصیت هستند که از خود بطور دائم ذرات آلفا و بتا و یا اشعه گاما منتشر می کنند.

U-238 باسرعت بسیار کمی فسیل می شود و نیمه عمر آن چیزی در حدود 4,500 میلون سال (تقریبآ معادل عمر زمین) است.

این موضوع به این معنی است که با فسیل شدن اورانیوم با همین سرعت کم انرژی معادل 0.1 وات برای هر یک تن اورانیوم تولید می شود و این برای گرم نگاه داشتن هسته زمین کافی است.

نگاه ساده به شکاف هسته ای اورانیوم
گفتیم که U-235 قابلیت شکاف هسته ای دارد. این نوع از اتم اورانیوم دارای 92 پروتون و 143 نوترون است (بنابراین جمعآ 235 ذره در هسته خود دارد و به همین دلیل U-235 نامیده می شود)، کافی است یک نوترون دریافت کند تا بتواند به دو اتم دیگر تبدیل شود.

این عمل با بمباران نوترونی هسته انجام می گیرد، در این حالت یک اتم U-235 به دو اتم دیگر تقسیم می شود و دو ، سه و یا بیشتر نوترون آزاد می شود. نوترون های آزاد شده خود با اتم های دیگر U-235 ترکیب می شوند و آنها را تقسیم کرده و به همین منوال یک واکنش زنجیره ای از تقسیم اتم های U-235 تشکیل می شود.

اتم U-235 با دریافت یک نوترون به اورانیوم 236 تبدیل می شود که ثبات و پایداری نداشته و تمایل دارد به دو اتم با ثبات تقسیم شود. انجام عمل تقسیم باعث آزاد شدن انرژی می شود بگونه ای که جمع انرژی حاصل از تقسیم زنجیره اتمهای U-235 بسیار قابل توجه می شود.

نمونه ای از این واکنش ها به اینصورت است :

U-235 + n ==> Ba-141 + Kr-92 + 3n + 170 Million electron Volts
U-235 + n ==> Te-139 + Zr-94 + 3n + 197 Million electron Volts

که در آن :

1 electron Volt = 1.602 x 10 -19 joules

(یک ژول انرژی معادل توان یک وات برای مصرف در یک ثانیه است.)

مجموع این عملیات ممکن است در محلی بنام رآکتور هسته ای انجام گیرد. رآکتور هسته ای می تواند انرژی آزاد شده را برای گرم کردن آب استفاده نماید تا در نهایت از آن برای راه اندازی توربین های بخار و تولید برق استفاده شود.
+ نوشته شده در  چهارشنبه 30 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
رآکتور هسته ای زیمنس در آلمان
در نوشته قبل بطور خلاصه با اورانیوم و ایزوتوپ های آن آشنا شدیم و دیدیم که چگونه با افزودن یک نوترون به هسته اورانیوم 238، ایزوتوپ ناپایداری تولید می شود که تمایل به تبدیل شدن به دو اتم پایدار و تولید انرژی دارد. در این قسمت به ارائه توضیحات عمومی راجع به رآکتور هسته ای می پردازیم.

هدف اصلی یک رآکتور هسته ای آن است سوخت هسته ای (اورانیوم) را در سلسله واکنشهای زنجیره ای fission مهار کرده و انرژی حاصله از این واکنش ها را تبدیل به انرژی قابل استفاده نماید.

درواقع ساده ترین روش آن است که از گرمای حاصل از تبدیل اتم های اورانیوم 235، برای گرم کردن آب و به حرکت در آوردن توربین های بخار استفاده کرد تا بتوان بوسیله آن از ژنراتورهای الکتریکی نیروی برق گرفت.

یک نیروگاه برق هسته ای با یک نیروگاه برق که از سوخت فسیلی استفاده می کند در بسیاری از قسمت ها مشترک هستند. هر دو آنها به بخار آب برای بگردش در آوردن توربین بخار نیاز دارند و نیز به یک ژنراتور برق؛ تنها تفاوت آنها در این است که در نیروگاه هسته ای بجای سوخت فسیلی از واکنش های هسته ای برای تهیه بخار استفاده می شود.

واکنشهای هسته ای در قلب رآکتور صورت می گیرد و میزان انرژی تولید شده به میزان تحریک اتم های اورانیوم بستگی دارد. با کم و زیاد کردن مقدار نوترون های تزریق شده به سوخت هسته ای می توان مقدار اتمهای درگیر در پروسه fission را تنظیم کرده مقدار انرژی خروجی نیروگاه را کنترل کرد.

سوخت هسته ای توسط ماده ای که به Moderator (متعادل کننده) معروف است، احاطه می شود. این ماده باعث می شود تا سرعت انتشار نوترون به هنگام تبدیل اورانیوم به دو اتم دیگر کند شود. به بیان دیگر توسط آن می توان مانع انجام عملیات زنجیری تبدیل اتمهای اورانیوم به صورت یکباره شد.

در رآکتورهای مختلف با توجه به نوع تکنولوژی ساخت از آب، گرافیت، آب سنگین و ... به عنوان Moderator استفاده می شود.

آب سنگین نوع خاصی از آب است که در آن اتمهای هیدروژن تشکیل دهنده مولکولهای آب، بیشتر از نوع هیدروژن سنگین (deuterium) هستند. این ایزوتوپ هیدروژن با ثبات بوده و خواص شیمیایی مشابهی با هیدروژن معمولی دارد با این تفاوت که یک نوترون در هسته خود دارد در حالی که هیدروژن معمولی در هسته تنها یک پروتون دارد.

نکته قابل توجه آن است که چنانچه به هر دلیل Moderator یا دیگر قسمتهای درگیر در عملیات هسته ای درست عمل نکنند، تنها اتفاقی که می افتد آن است که سوخت - گرانقیمت - ذوب می شود و هرگز اتفاقی مانند انفجار هسته ای رخ نمی دهد.

شماتیک یک رآکتور هسته ای متصل به ژنراتور

چرخه سوخت هسته ای
همانطور که در مطالب قبل گفته شد، بیشتر اورانیوم موجود در طبیعت از نوع ایزوتوپ 238 است که امکان استفاده از آن در رآکتور هسته ای بعنوان سوخت موجود نیست.

بر خلاف سوخت هایی مانند گاز، ذغال سنگ، بنزین و ... که چرخه سوخت ساده ای و بسادگی با زدن یک کبریت مشتعل شده و انرژی تولید می کنند، عملیات بسیار زیادی باید بر روی U-238 انجام بگیرد تا بتوان آنرا به U-235 که قابلیت شکاف هسته ای دارد، تبدیل کرد.

این عملیات شامل قسمتهایی مانند حفاری، جداسازی سنگها، آسیاب کردن، تبدیل اورانیوم، غنی سازی و ساخت سوخت استاندارد است.

مواردی که در بالا اشاره شد قسمتی از چرخ سوخت اورانیوم است؛ پس از استفاده از اورانیوم در رآکتور، تفاله ها و ضایعات سوختی مراحلی مانند ذخیره سازی موقت، پردازشهای مجدد، بازیافت و دفن زباله را طی خواهند کرد.

پس از حفاری، جداسازی و آسیاب کردن، سنگ معدنی اورانیوم - معمولآ زرد رنگ - بدست آمده که بصورت اکسید اورانیوم U3O8 است باید به حالت گازی شکل تبدیل شود تا بتواند وارد مرحله غنی سازی شود. در این مرحله طی انجام پردازشهایی، گاز کم فشارهگزا فلوراید اورانیوم یا UF6 تهیه می شود.

غنی سازی
در غنی سازی سعی می شود تا حد امکان ایزوتوپهای U-238 تبدیل به U-235 شوند، این پردازش جزو پیچیده ترین و گران قیمت ترین مراحل کار است.

هگزا فلوراید اورانیوم در حالت عادی حدود 0.7 درصد شامل ایزوتوپ 235 است و مابقی آن ایزوتوپ 238 است. در مرحله غنی سازی درصد U-235 به حدود 3.5 یا کمی بیشتر افزایش داده می شود.

پس از غنی سازی هگزا فلوراید اورانیوم، این ماده برای تبدیل به سوخت به تاسیسات مخصوصی فرستاده می شود که از آن دی اکسید اورانیوم که بصورت پودر است تهیه می شود.

این پودر توسط دستگاه های مخصوص پرس فشرده شده و بصورت قرص هایی در آورده می شود. این قرصها درون میله هایی فلزی قرار داده می شوند که هریک از آنها می تواند بعنوان یک واحد سوختی مصرف شوند. این میله ها در محل مخصوصی در رآکتور هسته ای در میان Moderator ها جای داده می شوند. (به شکل شماتیک رآکتور توجه کنید)
+ نوشته شده در  سه شنبه 29 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
از عملیات آماده سازی زباله های اتمی برای انبار کردن در کشو ژاپن
تقریبآ تمام فعالیت های بشری ایجاد موادی می کند که دیگر مورد نیاز نیست و باید با مدیریت صحیح جمع آوری شوند و از محیط زندگی دور شوند. این موضوع شامل جمع آوری زباله های منزل و پسماندهای کارخانه جات شده و تا زباله های اتمی و ... ادامه دارد.

اما زباله های اتمی به دلیل تشعشعاتی که دارند باید بطور خاص تحت نظر باشند و طی مراحل پیچیده از محیط دور شده و دفن شوند. واقعیت آن است که هنوز دانشمندان در حال بررسی روشهایی هستند که توسط آنها بتوانند در پروسه از بین بردن زباله های اتمی کمترین آسیب را به طبیعت وارد آورده، ریسک استفاده از این انرژی را کاهش دهند.

زباله های اتمی یا رادیواکتیو عمومآ پس از استفاده از مواد رادیواکتیو در نیروگاه ها، مصارف پزشکی و صنعتی و ... بدست می آید که معمولآ آنها را با توجه به میزان تشعشع به سه دست سطح پایین، متوسط و بالا (Low, Intermediat & High Level) تقسیم می کنند. این تقسیم بندی بر اساس قوانین بین المللی صورت گرفته و برای هر کدام از این دسته ها شرایط خاص جمع آوری و دفن تدبیر شده است.

Low-Leve : زباله های سطح پایین از نوع بی خطرترین مواد رادیواکتیو هستند که مدت زمان بسیار کوتاهی توانایی تشعشع دارند. لباس کارکنان درگیر با این مواد، ابزار و تجهیزات کاری آنها، فیلترها و ... از این دسته مواد هستند. این نوع از زباله ها نیازی به محافظت های مخصوص (Shield کردن) ندارند، اما آنگونه هم نیستند که مانند زباله های عادی با آنها برخورد شود. آنها معمولآ سوزانده می شوند و در عمق کم دریا یا خشکی دفن می شوند.

Intermediate-Leve : این دسته از زباله ها شامل موادی مانند پسابهای شیمایی، روکش فلزی سوختها و بسیاری از مواد زائد نیروگاههای اتمی هستند. این نوع مواد دارای عمر کوتاه تشعشع هستند اما لازم است که توسط پوشش های مخصوص محافظت یا Shield شوند، چرا که در عمر محدود خود تشعشع قابل توجه دارند، لذا این مواد را معمولآ در میان بلوک های بتون قرار می دهند و در مکانهای مخصوص انبار می کنند.

High-Leve : از نمونه این نوع از زباله ها می توان دقیقآ به تفاله های سوخت هسته ای رآکتورها اشاره کرد، که شرایط نگهداری بسیار سخت تر و پر هزینه تری دارند. آنها باید با پوشش های مخصوص، محافظت یا Shield شوند و سپس در دماهای زیر صفر در انبارهایی در عمق حد اقل 1.5 کیلومتری زمین نگهداری شوند.

اما با وجود آنکه در نوشته های قبل کم و بیش راجع به موضوع تشعشع صحبت کردیم، بهتر است قبل از ادامه بحث، کمی بیشتر راجع به این موضوع صحبت کنیم.

برشی از یک انبار ذخیر زباله سوخت های هسته ای
تشعشع رادیواکتیو چیست؟
تشعشعات رادیواکتیو را در واقع می توان انتشار بی اختیار انرژی از برخی مواد یا بهتر بگوییم اتمهای ناپایدار دانست.

بسیاری از اتمهایی که در طبیعت وجود دارند و مواد اطراف ما را تشکیل می دهند از اتمهای با ثبات تشکیل شده اند، بگونه ای که چنانچه شرایط محیطی آنها تغییر نکند، آن مواد تا ابد به همان حالت می مانند. اما برخی از اتمها نیز وجود دارند که نمی توانند وضعیت خود را ثابت نگهدارند و به تاچار برای رسیدن به حالت تعادل شکسته می شوند و به اتمهای دیگری تبدیل می شوند.

این اتمها در مرحل شکست از خود انرژی آزاد می کنند (به صورت اشعه یا ذره)، به موادی که از اینگونه اتمها تشکیل می شود مواد رادیواکتیو گفته می شوند. تشعشعات آنها هم تشعشعات رادیواکتیو نامیده می شود.

اورانیوم، توریوم یا پتاسیوم از جمله این مواد هستند که به اتم های سبکتر تبدیل می شوند. انرژی آزاد شده طی این پروسه تبدیل شامل امواج پر انرژی و نیز ذراتی است که با سرعت زیاد حرکت می کنند، هیچکدام از این ذرات یا امواج قابل دید نیستند.

لازم به ذکر است که برخی از اتم های عادی مانند کربن یا رادون با وجود پایدار بودن، دارای ایزوتوپ های ناپایدار هستند. این مواد بالقوه می توانند تشعشعات رادیواکتیو داشته باشند.

تشعشع در مواد رادیواکتیو بصورت طبیعی رخ می دهد و مدت زمانی که لازم است تا نیمی از اتمهای بی ثبات تبدیل به اتمهای پایدار شوند را نیم عمر آن ماده رادیواکتیو گفته می شود. نیمه عمر مواد رادیو اکتیو می تواند از چند میلی ثانیه تا چند صد هزار سال باشد.

انرژی بسیار زیاد
همانطور که مشخص است ذخیر کردن و از بین بردن مواد رادیواکتیو سطح بالا نیاز به مدیریت و تکنولوژی بالا دارد، اما مشخص ترین و ساده ترین کار ایزوله کردن به منظور جلوگیری از انتشار تشعشع و نیز سرد کردن آنها است. از زمان دست یابی به روشهای صحیحی ذخیره و دفن اولین زباله های اتمی، بیش از 40 سال است که می گذرد و کشورها ناچار هستند که همچنان آنها را در شرایط خاص نگهداری کنند.

حدود 30 گرم از یک زباله اتمی سطح بالا می تواند حدود 8000 کیلووات ساعت انرژی تولید کند. این مقدار انرژی معادل چیزی حدود 8 تن ذعال سیاه با کیفیت بسیار بالا است. بنابراین مشاهده می کنید که حتی زباله های مواد رادیواکتیو تا چه حد می تواند حاوی انرژی باشند که اگر درست مهار نشود، خطر ساز خواهد بود.

دفن اورانیوم مصرف شده
پس از استفاده از اورانیوم برای تولید انرژی در رآکتور هسته ای، این سوخت دیگر قابل استفاده نیست و باید به روشی بازیافت یا دفن شود، که به دلیل تشعشع زیاد کار ساده ای نیست.

روش کار این است که معمولآ سوخت مصرف شده را در حوضچه هایی برای سرد شدن اولیه نگهداری می کنند، به این ترتیب علاوه بر سرد شدن تا حدی از شدت تشعشع آنها کاسته می شود. این حوضچه ها به گونه ای ساخته شده اند که اجازه وارد کردن آسیب به طبیعت را از این مواد می گیرند، درواقع می توان برای مدتهای طولانی این زباله ها را در این حوضچه ها نگهداری کرد اما به دلایل بسیاری از جمله موارد اقتصادی این کار ممکن نیست.

لذا باید روی سوخت فرآیندهایی انجام بگیرد تا بتوان آنرا در انبارهایی که از آنها نام بردیم ذخیره کرد. این فرآیندها شامل فعالیت هایی است که توسط آنها اورانیوم و پلوتونیوم (پلوتونیوم به دلیل سادگی عملیات fission بیشتر در ساخت سلاح های اتمی بکار برده می شود) از سایر مواد جدا می شوند. برای اینکار میله های سوختی را خرد کرده و آنها را در ظروف اسید قرار می دهند، اورانیوم و پلوتونیوم بازیافت شده به ابتدای چرخه سوخت باز می گردند تا قابل استفاده شوند و مازاد تفاله های سوختی را برای دفن آماده می کنند.
+ نوشته شده در  دوشنبه 28 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
 
نمونه ظروف شیشه ای که با پرتو افکنی سخت تر شده استحکام بیشتری پیدا کرده اند.

دانش و تکنولوژی هسته ای علاوه بر آنکه می تواند در یک کشور بعنوان جایگزین سوختهای فسیلی برای تولید انرژی محسوب شود، می تواند در بسیاری از بخشهای صنایع تولیدی و خدماتی نیز کاربردهای مفید داشته باشد. در این نوشته قصد داریم تا به معرفی برخی از کاربردهای غیر نیروگاهی انرژی هسته ای بپردازیم.

سالهای سال است که استفاده از ایزوتوپهای مواد رادیواکتیو در بدست آوردن اطلاعات از گذشته، اندازه گیری های صنعتی، کنترل کیفی محصولات، تغییر ویژگیهای محصولات و ... کاربرد دارد. خصیصه اصلی که باعث استفاده از این نوع مواد در صنعت می شود ویژگی پرتو افکنی مواد رادیو اکتیو است که در اینجا به برخی از این کاربردها اشاره می کنیم. لازم به ذکر است که مواد رادیو اکتیوی که در این گونه از موارد استفاده می شود، بسیار ضعیف و با طول عمر بسیار کم است، بگونه ای که هیچگونه خطری را متوجه انسان نمی کند.

اندازه گیری ضخامت
از آنجایی عبور پرتوهای رادیو اکتیو از مواد بتدریج باعث کاهش انرژی آنها می شود، با ساخت دستگاه های اندازه گیری دقیق انرژی می توان ضخامت اجسامی را که این پرتوها به آن تابیده می شود را اندازه گیری کرد. از همین خاصیت می توان برای مشخص کردن کیفیت برخی از مواد یا اجناس تولیدی که آیا ترک و شکستگی دارند یا خیر نیز استفاده کرد.

اندازه گیری سرعت
استفاده از مقادیر بسیار کم و ضعیف از مواد رادیو اکتیو در کنترل پروسس های تولید محصولات تقریبآ کاری عادی در تمامی کشورهای صنعتی جهان است. برای مثال افزودن مقدار کمی از این مواد به مایعی که از درون شبکه لوله ای به هم پیچیده عبور می کند، اجازه می دهد تا بسادگی بتوان با اندازه گیری تشعشعات از بیرون لوله، پی به سرعت مایع درون لوله و از آنجا دبی مایع پی برد.

کنترل کیفی
کاربرد بسیار جالب دیگر هنگامی است که می خواهیم محلولهای کاملآ همگن تهیه کنیم. فرض کنید می خواهید دو مایع که از لحاظ فیزیکی کاملآ مشابه هم هستند را با یکدیگر بصورت کاملآ یکنواخت - با هر نسبتی - مخلوط کنید. برای حصول اطمینان از اینکه این دو ماده خوب با یکدیگر مخلوط شده اند کافی است به یکی از آنها مقدار کمی ماده رادیو اکتیو اضافه کنید و در انتهای مسیر تولید نمونه گیری کنید. بدیهی است اگر میزان مواد رادیو اکتیو در نمونه ها یکی باشد این دو ماده بصورت یکنواخت با یکدیگر مخلوط شده اند.

سالهای سال است که کشورهای صنعتی از دانش هسته ای برای اندازه گیری کمیت های مختلف صنعتی استفاده می کنند.

استفاده بعنوان حساسه (Sensor)
در بسیاری از موارد که امکان تماس مستقیم سنسور (حساسه) با موادی که قرار است اندازه گیری شوند وجود ندارد و یا سنسور لازم بسیار گرانقیمت است - مانند فلزات مذاب، شیشه مذاب و ... - ساده ترین روش، برای اندازه گیری استفاده از مواد رادیواکتیو است. کافی است همانند مثالهای قبل مقدار بسیار کمی از مواد رادیو اکتیو را با فلز مخلوط کنید و میزان - یا در واقع سطح مایع - آنرا بدون تماس مستقیم اندازه گیری کنید.

تغییر در ویژگیهای مواد
تاباندن اشعه رادیو اکتیو به ماده می تواند باعث بالارفتن کیفیت یا میزان برخی ویژگیهای مواد شود. بعنوان مثال خصوصیاتی چون سختی، مقاومت و چگالی از جمله شاخص هایی هستند که اشعه رادیو اکتیو می تواند روی آن تاثیر بگذارد.

چند مثال کاربردی در صنعت
• در صنعت اتومبیل سازی از مواد رادیواکتیو برای کنترل کیفیت ورق استیل استفاده می شود.
• در صنعت ساخت و نگهداری هواپیما برای کنترل وجود شکاف یا نشتی در موتورهای جت از مواد رادیو اکتیو استفاده می کنند.
• برای برآورد میزان سنگهای معدنی در معادن یا مواد نفتی در چاه های نفت یا حفاری ها از این مواد استفاده می کنند.
• برای مشخص کردن کیفت جوشکاری در لوله های که در زیر زمینی کار گذاری شده اند نیز مواد رادیو اکتیو راه حل مناسبی است.
• ببسیاری از دستگاههای فتوکپی برای جلوگیری از به هم چسبیدن کاغذها بر اثر الکتریسیته ساکن و در نهایت جمع شدن در دستگاه از مقادیر بسیار کمی مواد رادیو اکتیو استفاده می کنند.
• استفاده از مواد رادیو اکتیو برای تمیز کردن و زدودن آلودگی در بسیاری از لوازم مانند لنزهای چشم یا برخی مواد آرایشی.
• و ....

در کشاورزی
استفاده از میزان بسیار کم مواد رادیو اکتیو یکی از ساده ترین روشها برای از بین بردن آفت های مختلف است. جالب اینجاست که بدانید این روش برخلاف استفاده از سموم شیمایی اثرات منفی بر محصولات نخواهد داشت. بخصوص در مواردی که حشرات و آفت ها در مقابل سموم مقاوم شده باشند با استفاده از مواد رادیو اکتیو بسادگی می توان آنها را از بین برد.

همچنین با استفاده از مواد رادیو اکتیو می توان خاصیتی در گیاهان ایجاد کرد که آنها از حد اکثر آب موجود در خاک استفاده کنند. به این ترتیب علاوه بر کاهش میزان آب مصرفی و هزینه های تولید؛ مانع از به هدر رفتن آب خواهیم شد.

استفاده از دانش هسته ای و مواد رادیو اکتیو برای دفع آفت ها در کشاورزی از ساده ترین و مفیدترین روشها است.

استفاده در صنایع غذایی
استفاده از مواد رادیو اکتیو در صنایع غذایی در کشورهای پیشرفته بسیار متداول است. باید دقت کرد که نوع مواد و نحوه استفاده از آنها در این روشهای کاربردی به گونه ای است که به هیچ وجه خطری مواد غذایی را تهدید نمی کند. در ادامه به نمونه هایی از این موارد اشاره می شود.

از بین بردن میکروب و طولانی تر کردن عمر مواد غذایی
تشعشع مواد رادیو اکتیو ضعیف بر روی مواد غذایی باعث از بین بردن باکتری های خطرناک شده و طول عمر بیشتر غذا را موجب می شوند. استفاده از این روش برای کشتن میکروب وبا سالهاست که کاربرد دارد و نیز حمل و نقل در مسیرهای طولانی یا نگهداری دراز مدت مواد غذایی بدون استفاده از این مواد کاری بسیار دشوار است.

استرلیزه کردن بدون ایجاد تغییر فیزیکی
پرتو افکنی بر روی مواد غذایی بدون آنکه حالت فیزیکی یا مزه ماده خوراکی را تغییر دهد می تواند آنرا بطور کامل استرلیزه کند. یادآور در روشهای قدیمی با گرم کردن ماده سعی در کشتن میکروبهای آن می کردند. بدیهی است که این روش تنها برای برخی از مواد غذایی می تواند کاربرد داشته باشد ضمن اینکه می تواند کیفیت فیزیکی مواد را تحت تاثیر خود قرار دهد.

مثالهای کاربردی در صنایع غذایی
• کشتن حشرات کوچک یا میکرو ارگانیزم ها در مواد غذایی.
• طولانی تر کردن عمر گوشت.
• کند کردن پروسه رشد انواع قارچ در مواد غذایی.
• کند تر کردن زمان رسیدن انواع میوه ها.
• جلوگیری از زاد و ولد حشرات در گندم و جو.
• جلوگیری از جوانه زدن سبزیجاتی مانند پیاز یا سیب زمینی.
• و ...
+ نوشته شده در  دوشنبه 28 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
 

در ظرف سمت راست، قطعه یخ تشکیل شده از آب سنگین است که روی آب نمی ایستد!
آب سنگین نوع خاصی از مولکولهای آب است که در آن ایزوتوپهای هیدروژن حضور دارند. این نوع از آب کلید اصلی تهیه پلوتونیوم از اورانیوم طبیعی است و به همین دلیل تولید و تجارت آن تحت نظر قوانین بین المللی صورت گرفته و بشدت کنترل می شود.

با کمک این نوع از آب می توان پلوتونیوم لازم برای سلاح های اتمی را بدون نیاز به غنی سازی بالای اورانیوم تهیه کرد. از کاربردهای دیگر این آب می توان به استفاده از آن در رآکتورهای هسته ای با سوخت اورانیوم، بعنوان متعادل کننده (Moderator) به جای گرافیت و نیز عامل انتقال گرمای رآکتور نام برد.

آب سنگین واژه ای است که معمولا به اکسید هیدروژن سنگین، D2O یا 2H2O اطلاق می شود. هیدروژن سنگین یا دوتریوم (Deuterium) ایزوتوپی پایدار از هیدروژن است که به نسبت یک به 6400 از اتمهای هیدروژن در طبیعت وجود دارد. خواص فیزیکی و شیمیایی آن به نوعی مشابه با آب سبک H2O است.

اتم های دوتریوم ایزوتوپ های سنگینی هستند که بر خلاف هیدروژن معمولی، هسته آنها شامل نوترون نیز هست. جایگزینی هیدروژن با دوتریوم در مولکولهای آب سطح انرژی پیوند های مولکولی را تغییر داده و طبیعتآ خواص متفاوت فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی را موجب می شود، بطوری که این خواص را در کمتر اکسید ایزوتوپی می توان مشاهده کرد. بعنوان مثال ویسکوزیته (Viscosity) یا به زبان ساده تر چسبندگی آب سنگین به مراتب بیشتر از آب معمولی است.

آب نیمه سنگین
چنانچه در اکسید هیدروژن تنها یکی از اتمهای هیدروژن به ایزوتوپ دوتریوم تبدیل شود نتیجه حاصله (HDO) را آب نیمه سنگین می گویند. در مواردی که ترکیب مساوی از هیدروژن و دوتریوم در تشکیل مولکوهای آب حضور داشته باشند، آب نیمه سنگین تهیه می شود. دلیل این امر تبدیل سریع اتم های هیدروژن و دوتریوم بین مولکولهای آب است، مولکول آبی که از 50 درصد هیدروژن معمولی (H) و 50 درصد هیدروژن سنگین(D) تشکیل شده است، در موازنه شیمیایی در حدود 50 درصد HDO و 25 درصد آب (H2O) و 25 درصد D2O خواهد داشت.

نکته قابل توجه آن است که آب سنگین را نباید با با آب سخت که اغلب شامل املاح زیاد است و یا یا آب تریتیوم (T2O or 3H2O) که از ایزوتوپ دیگر هیدروژن تشکیل شده است، اشتباه گرفت. تریتیوم ایزوتوپ دیگری از هیدروژن است که خاصیت رادیواکتیو دارد و بیشتر برای ساخت موادی که از خود نور منتشر می کنند بکار برده می شود.

آب با اکسیژن سنگین
آب با اکسیژن سنگین، در حالت معمول H218O است که به صورت تجارتی در دسترس است ببیشتر برای ردیابی بکار برده می شود. بعنوان مثال با جایگزین کردن این آب (از طریق نوشیدن یا تزریق) در یکی از عضوهای بدن می توان در طول زمان میزان تغییر در مقدار آب این عضو را بررسی کرد.

این نوع از آب به ندرت حاوی دوتریوم است و به همین علت خواص شیمایی و بیولوژیکی خاصی ندارد برای همین به آن آب سنگین گفته نمی شود. ممکن است اکسیژن در آنها بصورت ایزوتوپهای O17 نیز موجود باشد، در هر صورت تفاوت فیزیکی این آب با آب معمولی تنها چگالی بیشتر آن است.

تاریخچه
هارولد یوری (Harold Urey , 1893-1981، شیمیدان و از پیشتازان فعالیت روی ایزوتوپها که در سال 1934 جایزه نوبل در شیمی گرفت.) در سال 1931 ایزوتوپ هیدروژن سنگین را که بعد ها به منظور افزایش غلظت آب مورد استفاده قرار گرفت، کشف کرد.

همچنین در سال 1933، گیلبرت نیوتن لوئیس (Gilbert Newton Lewis شیمیدان و فیزیکدان مشهور آمریکایی) استاد هارولد یوری توانست برای اولین بار نمونه آب سنگین خالص را بوسیله عمل الکترولیز بوجود آورد.

اولین کاربرد علمی از آب سنگین در سال در سال 1934 توسط دو بیولوژیست بنامهای هوسی (Hevesy) و هافر(Hoffer) صورت گرفت. آنها از آب سنگین برای آزمایش ردیابی بیولوژیکی، به منظور تخمین میزان بازدهی آب در بدن انسان، استفاده قرار دادند.

+ نوشته شده در  دوشنبه 28 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
از سنگ اورانيم تا بمب اتم
از سنگ اورانيم تا بمب اتم
اورانیوم که ماده خام اصلی مورد نیاز برای تولید انرژی در برنامه های صلح آمیز یا نظامی هسته ای است، از طریق استخراج از معادن زیرزمینی یا سر باز بدست می آید. اگر چه این عنصر بطور طبیعی در سرتاسر جهان یافت میشود اما تنها حجم کوچکی از آن بصورت متراکم در معادن موجود است...

 

از سنگ اورانيم تا بمب اتم

استخراج اورانيوم از معدن

اورانيوم كه ماده خام اصلي مورد نياز براي توليد انرژي در برنامه هاي صلح آميز يا نظامي هسته اي است، از طريق استخراج از معادن زيرزميني يا سر باز بدست مي آيد. اگر چه اين عنصر بطور طبيعي در سرتاسر جهان يافت ميشود اما تنها حجم كوچكي از آن بصورت متراكم در معادن موجود است.

هنگامي كه هسته اتم اورانيوم در يك واكنش زنجيره اي شكافته شود مقداري انرژي آزاد خواهد شد.

براي شكافت هسته اتم اورانيوم، يك نوترون به هسته آن شليك ميشود و در نتيجه اين فرايند، اتم مذكور به دو اتم كوچكتر تجزيه شده و تعدادي نوترون جديد نيز آزاد ميشود كه هركدام به نوبه خود ميتوانند هسته هاي جديدي را در يك فرايند زنجيره اي تجزيه كنند.

مجموع جرم اتمهاي كوچكتري كه از تجزيه اتم اورانيوم بدست مي آيد از كل جرم اوليه اين اتم كمتر است و اين بدان معناست كه مقداري از جرم اوليه كه ظاهرا ناپديد شده در واقع به انرژي تبديل شده است، و اين انرژي با استفاده از رابطه E=MC۲ يعني رابطه جرم و انرژي كه آلبرت اينشتين نخستين بار آنرا كشف كرد قابل محاسبه است.

اورانيوم به صورت دو ايزوتوپ مختلف در طبيعت يافت ميشود. يعني اورانيوم U۲۳۵ يا U۲۳۸ كه هر دو داراي تعداد پروتون يكساني بوده و تنها تفاوتشان در سه نوترون اضافه اي است كه در هسته U۲۳۸ وجود دارد. اعداد ۲۳۵ و ۲۳۸ بيانگر مجموع تعداد پروتونها و نوترونها در هسته هر كدام از اين دو ايزوتوپ است.

براي بدست آوردن بالاترين بازدهي در فرايند زنجيره اي شكافت هسته بايد از اورانيوم ۲۳۵ استفاده كرد كه هسته آن به سادگي شكافته ميشود. هنگامي كه اين نوع اورانيوم به اتمهاي كوچكتر تجزيه ميشود علاوه بر آزاد شدن مقداري انرژي حرارتي دو يا سه نوترون جديد نيز رها ميشود كه در صورت برخورد با اتمهاي جديد اورانيوم بازهم انرژي حرارتي بيشتر و نوترونهاي جديد آزاد ميشود.

اما بدليل "نيمه عمر" كوتاه اورانيوم ۲۳۵ و فروپاشي سريع آن، اين ايزوتوپ در طبيعت بسيار نادر است بطوري كه از هر ۱۰۰۰ اتم اورانيوم موجود در طبيعت تنها هفت اتم از نوع U۲۳۵ بوده و مابقي از نوع سنگينتر U۲۳۸ است.

فراوري

 سنگ معدن اورانيوم بعد از استخراج، در آسيابهائي خرد و به گردي نرم تبديل ميشود. گرد بدست آمده سپس در يك فرايند شيميائي به ماده جامد زرد رنگي تبديل ميشود كه به كيك زرد موسوم است. كيك زرد داراي خاصيت راديو اكتيويته است و ۶۰ تا ۷۰ درصد آنرا اورانيوم تشكيل ميدهد.

دانشمندان هسته اي براي دست يابي هرچه بيشتر به ايزوتوپ نادر U۲۳۵ كه در توليد انرژي هسته اي نقشي كليدي دارد، از روشي موسوم به غني سازي استفاده مي كنند. براي اين كار، دانشمندان ابتدا كيك زرد را طي فرايندي شيميائي به ماده جامدي به نام هگزافلوئوريد اورانيوم تبديل ميكنند كه بعد از حرارت داده شدن در دماي حدود ۶۴ درجه سانتيگراد به گاز تبديل ميشود.

كيك زرد داراي خاصيت راديو اكتيويته است و ۶۰ تا ۷۰ درصد آنرا اورانيوم تشكيل ميدهد

هگزافلوئوريد اورانيوم كه در صنعت با نام ساده هگز شناخته ميشود ماده شيميائي خورنده ايست كه بايد آنرا با احتياط نگهداري و جابجا كرد. به همين دليل پمپها و لوله هائي كه براي انتقال اين گاز در تاسيسات فراوري اورانيوم بكار ميروند بايد از آلومينيوم و آلياژهاي نيكل ساخته شوند. همچنين به منظور پيشگيري از هرگونه واكنش شيميايي برگشت ناپذير بايد اين گاز را دور از معرض روغن و مواد چرب كننده ديگر نگهداري كرد.

 


غني سازي

هدف از غني سازي توليد اورانيومي است كه داراي درصد بالايي از ايزوتوپ U۲۳۵ باشد.

اورانيوم مورد استفاده در راكتورهاي اتمي بايد به حدي غني شود كه حاوي ۲ تا ۳ درصد اورانيوم ۲۳۵ باشد، در حالي كه اورانيومي كه در ساخت بمب اتمي بكار ميرود حداقل بايد حاوي ۹۰ درصد اورانيوم ۲۳۵ باشد.

يكي از روشهاي معمول غني سازي استفاده از دستگاههاي سانتريفوژ گاز است.

سانتريفوژ از اتاقكي سيلندري شكل تشكيل شده كه با سرعت بسيار زياد حول محور خود مي چرخد. هنگامي كه گاز هگزا فلوئوريد اورانيوم به داخل اين سيلندر دميده شود نيروي گريز از مركز ناشي از چرخش آن باعث ميشود كه مولكولهاي سبكتري كه حاوي اورانيوم ۲۳۵ است در مركز سيلندر متمركز شوند و مولكولهاي سنگينتري كه حاوي اورانيوم ۲۳۸ هستند در پايين سيلندر انباشته شوند.

اورانيوم ۲۳۵ غني شده اي كه از اين طريق بدست مي آيد سپس به داخل سانتريفوژ ديگري دميده ميشود تا درجه خلوص آن باز هم بالاتر رود. اين عمل بارها و بارها توسط سانتريفوژهاي متعددي كه بطور سري به يكديگر متصل ميشوند تكرار ميشود تا جايي كه اورانيوم ۲۳۵ با درصد خلوص مورد نياز بدست آيد.

آنچه كه پس از جدا سازي اورانيوم ۲۳۵ باقي ميماند به نام اورانيوم خالي يا فقير شده شناخته ميشود كه اساسا از اورانيوم ۲۳۸ تشكيل يافته است. اورانيوم خالي فلز بسيار سنگيني است كه اندكي خاصيت راديو اكتيويته دارد و از آن براي ساخت گلوله هاي توپ ضد زره پوش و اجزاي برخي جنگ افزار هاي ديگر از جمله منعكس كننده نوتروني در بمب اتمي استفاده ميشود.

يك شيوه ديگر غني سازي روشي موسوم به ديفيوژن يا روش انتشاري است.

دراين روش گاز هگزافلوئوريد اورانيوم به داخل ستونهايي كه جدار آنها از اجسام متخلخل تشكيل شده دميده ميشود. سوراخهاي موجود در جسم متخلخل بايد قدري از قطر مولكول هگزافلوئوريد اورانيوم بزرگتر باشد.

در نتيجه اين كار مولكولهاي سبكتر حاوي اورانيوم ۲۳۵ با سرعت بيشتري در اين ستونها منتشر شده و تفكيك ميشوند. اين روش غني سازي نيز بايد مانند روش سانتريفوژ بارها و باره تكرار شود.

راكتور هسته اي

راكتور هسته اي وسيله ايست كه در آن فرايند شكافت هسته اي بصورت كنترل شده انجام ميگيرد. انرژي حرارتي بدست آمده از اين طريق را مي توان براي بخار كردن آب و به گردش درآوردن توربين هاي بخار ژنراتورهاي الكتريكي مورد استفاده قرار داد.

اورانيوم غني شده ، معمولا به صورت قرصهائي كه سطح مقطعشان به اندازه يك سكه معمولي و ضخامتشان در حدود دو و نيم سانتيمتر است در راكتورها به مصرف ميرسند. اين قرصها روي هم قرار داده شده و ميله هايي را تشكيل ميدهند كه به ميله سوخت موسوم است. ميله هاي سوخت سپس در بسته هاي چندتائي دسته بندي شده و تحت فشار و در محيطي عايقبندي شده نگهداري ميشوند.

در بسياري از نيروگاهها براي جلوگيري از گرم شدن بسته هاي سوخت در داخل راكتور، اين بسته ها را داخل آب سرد فرو مي برند. در نيروگاههاي ديگر براي خنك نگه داشتن هسته راكتور ، يعني جائي كه فرايند شكافت هسته اي در آن رخ ميدهد ، از فلز مايع (سديم) يا گاز دي اكسيد كربن استفاده مي شود.

1- هسته راكتور
2-پمپ خنك كننده
3- ميله هاي سوخت
4- مولد بخار
5- هدايت بخار به داخل توربين مولد برق

براي توليد انرژي گرمائي از طريق فرايند شكافت هسته اي ، اورانيومي كه در هسته راكتور قرار داده ميشود بايد از جرم بحراني بيشتر (فوق بحراني) باشد. يعني اورانيوم مورد استفاده بايد به حدي غني شده باشد كه امكان آغاز يك واكنش زنجيره اي مداوم وجود داشته باشد.

براي تنظيم و كنترل فرايند شكافت هسته اي در يك راكتور از ميله هاي كنترلي كه معمولا از جنس كادميوم است استفاده ميشود. اين ميله ها با جذب نوترونهاي آزاد در داخل راكتور از تسريع واكنشهاي زنجيره اي جلوگيري ميكند. زيرا با كاهش تعداد نوترونها ، تعداد واكنشهاي زنجيره اي نيز كاهش ميابد.

حدودا ۴۰۰ نيروگاه هسته اي در سرتاسر جهان فعال هستند كه تقريبا ۱۷ درصد كل برق مصرفي در جهان را تامين ميكنند. از جمله كاربردهاي ديگر راكتورهاي هسته اي، توليد نيروي محركه لازم براي جابجايي ناوها و زيردريايي هاي اتمي است.

باز فراوري

براي بازيافت اورانيوم از سوخت هسته اي مصرف شده در راكتور از عمليات شيميايي موسوم به بازفراوري استفاده ميشود. در اين عمليات، ابتدا پوسته فلزي ميله هاي سوخت مصرف شده را جدا ميسازند و سپس آنها را در داخل اسيد نيتريك داغ حل ميكنند.

در نتيجه اين عمليات، ۱% پلوتونيوم ، ۳% مواد زائد به شدت راديو اكتيو و ۹۶% اورانيوم بدست مي آيد كه دوباره ميتوان آنرا در راكتور به مصرف رساند.

راكتورهاي نظامي اين كار را بطور بسيار موثرتري انجام ميدهند. راكتور و تاسيسات باز فراوري مورد نياز براي توليد پلوتونيوم را ميتوان بطور پنهاني در داخل ساختمانهاي معمولي جاسازي كرد. به همين دليل، توليد پلوتونيوم به اين طريق، براي هر كشوري كه بخواهد بطور مخفيانه تسليحات اتمي توليد كند گزينه جذابي خواهد بود.

بمب پلوتونيومي
استفاده از پلوتونيوم به جاي اورانيوم در ساخت بمب اتمي مزاياي بسياري دارد. تنها چهار كيلوگرم پلوتونيوم براي ساخت بمب اتمي با قدرت انفجار ۲۰ كيلو تن كافي است. در عين حال با تاسيسات بازفراوري نسبتا كوچكي ميتوان چيزي حدود ۱۲ كيلوگرم پلوتونيوم در سال توليد كرد.

بمب پلوتونيومي
1- منبع يا مولد نوتروني
2- هسته پلوتونيومي
3- پوسته منعكس كننده (بريليوم)
4- ماده منفجره پرقدرت
5- چاشني انفجاري

كلاهك هسته اي شامل گوي پلوتونيومي است كه اطراف آنرا پوسته اي موسوم به منعكس كننده نوتروني فرا گرفته است. اين پوسته كه معمولا از تركيب بريليوم و پلونيوم ساخته ميشود، نوترونهاي آزادي را كه از فرايند شكافت هسته اي به بيرون ميگريزند، به داخل اين فرايند بازمي تاباند.

استفاده از منعكس كننده نوتروني عملا جرم بحراني را كاهش ميدهد و باعث ميشود كه براي ايجاد واكنش زنجيره اي مداوم به پلوتونيوم كمتري نياز باشد.

براي كشور يا گروه تروريستي كه بخواهد بمب اتمي بسازد، توليد پلوتونيوم با كمك راكتورهاي هسته اي غير نظامي از تهيه اورانيوم غني شده آسانتر خواهد بود. كارشناسان معتقدند كه دانش و فناوري لازم براي طراحي و ساخت يك بمب پلوتونيومي ابتدائي، از دانش و فنآوري كه حمله كنندگان با گاز اعصاب به شبكه متروي توكيو در سال ۱۹۹۵ در اختيار داشتند پيشرفته تر نيست.

چنين بمب پلوتونيومي ميتواند با قدرتي معادل ۱۰۰ تن تي ان تي منفجر شود، يعني ۲۰ مرتبه قويتر از قدرتمندترين بمبگزاري تروريستي كه تا كنون در جهان رخ داده است.

بمب اورانيومي

هدف طراحان بمبهاي اتمي ايجاد يك جرم فوق بحراني ( از اورانيوم يا پلوتونيوم) است كه بتواند طي يك واكنش زنجيره اي مداوم و كنترل نشده، مقادير متنابهي انرژي حرارتي آزاد كند.

يكي از ساده ترين شيوه هاي ساخت بمب اتمي استفاده از طرحي موسوم به "تفنگي" است كه در آن گلوله كوچكي از اورانيوم كه از جرم بحراني كمتر بوده به سمت جرم بزرگتري از اورانيوم شليك ميشود بگونه اي كه در اثر برخورد اين دو قطعه، جرم كلي فوق بحراني شده و باعث آغاز واكنش زنجيره اي و انفجار هسته اي ميشود.

كل اين فرايند در كسر كوچكي از ثانيه رخ ميدهد.

جهت توليد سوخت مورد نياز بمب اتمي، هگزا فلوئوريد اورانيوم غني شده را ابتدا به اكسيد اورانيوم و سپس به شمش فلزي اورانيوم تبديل ميكنند. انجام اين كار از طريق فرايندهاي شيميائي و مهندسي نسبتا ساده اي امكان پذير است.


قدرت انفجار يك بمب اتمي معمولي حداكثر ۵۰ كيلو تن است، اما با كمك روش خاصي كه متكي بر مهار خصوصيات جوش يا گداز هسته اي است ميتوان قدرت بمب را افزايش داد.

در فرايند گداز هسته اي ، هسته هاي ايزوتوپهاي هيدروژن به يكديگر جوش خورده و هسته اتم هليوم را ايجاد ميكنند. اين فرايند هنگامي رخ ميدهد كه هسته هاي اتمهاي هيدروژن در معرض گرما و فشار شديد قرار بگيرند. انفجار بمب اتمي گرما و فشار شديد مورد نياز براي آغاز اين فرايند را فراهم ميكند.

طي فرايند گداز هسته اي نوترونهاي بيشتري رها ميشوند كه با تغذيه واكنش زنجيره اي، انفجار شديدتري را بدنبال مي آورند. اينگونه بمبهاي اتمي تقويت شده به بمبهاي هيدروژني يا بمبهاي اتمي حرارتي موسومند.

+ نوشته شده در  دوشنبه 28 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 

هفت شگفتي عظيم در جهان فيزيك ما به جايي رسيده‌ايم كه كه بدون حل كردن برخي از مشكلات و مسايل فيزيك، نمي‌توانيم در مورد حقايق و پديده‌هاي جالب و شگفت‌انگيز ديگر فيزيكي، اطلاعات بيشتري كسب كنيم. براي درك مفاهيمي مثل خاستگاه و بنياد جهان هستي، سرنوشت نهايي سياهچاله‌هاي فضايي يا امكان سفر در زمان، نياز داريم كه بدانيم جهان هستي چگونه ادامه‌ي حيات مي‌دهد.

+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
فيبر نوري چيست و كاربرد و عملكرد فيبر نوري چگونه است
 
پيش گفتار

 

فيبر نوري يكي از محيط هاي انتقال داده با سرعت بالا است . امروزه از فيبر نوري در موارد متفاوتي نظير: شبكه هاي تلفن شهري و بين شهري ، شبكه هاي كامپيوتري و اينترنت استفاده بعمل مي آيد. فيبرنوري رشته اي از تارهاي شيشه اي بوده كه هر يك از تارها داراي ضخامتي معادل تار موي انسان را داشته و از آنان براي انتقال اطلاعات در مسافت هاي طولاني استفاده مي شود.

مباني فيبر نوري

فيبر نوري ، رشته اي از تارهاي بسيار نازك شيشه اي بوده كه قطر هر يك از تارها نظير قطر يك تار موي انسان است . تارهاي فوق در كلاف هائي سازماندهي و كابل هاي نوري را بوجود مي آورند. از فيبر نوري بمنظور ارسال سيگنال هاي نوري در مسافت هاي طولاني استفاده مي شود.

مزاياي فيبر نوري

فيبر نوري در مقايسه با سيم هاي هاي مسي داراي مزاياي زير است :

· ارزانتر. هزينه چندين كيلومتر كابل نوري نسبت به سيم هاي مسي كمتر است .

· نازك تر. قطر فيبرهاي نوري بمراتب كمتر از سيم هاي مسي است .

· ظرفيت بالا. پهناي باند فيبر نوري بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بيشتر از سيم مسي است .

· تضعيف ناچيز. تضعيف سيگنال در فيبر نوري بمراتب كمتر از سيم مسي است .

· سيگنال هاي نوري . برخلاف سيگنال هاي الكتريكي در يك سيم مسي ، سيگنا ل ها ي نوري در يك فيبر تاثيري بر فيبر ديگر نخواهند داشت .

· مصرف برق پايين . با توجه به سيگنال ها در فيبر نوري كمتر ضعيف مي گردند ، بنابراين مي توان از فرستنده هائي با ميزان برق مصرفي پايين نسبت به فرستنده هاي الكتريكي كه از ولتاژ بالائي استفاده مي نمايند ، استفاده كرد.

· سيگنال هاي ديجيتال . فيبر نور ي مناسب بمنظور انتقال اطلاعات ديجيتالي است .

· غير اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الكتريسيته ، امكان بروز آتش سوزي وجود نخواهد داشت .

· سبك وزن . وزن يك كابل فيبر نوري بمراتب كمتر از كابل مسي (قابل مقايسه) است.

· انعطاف پذير . با توجه به انعظاف پذيري فيبر نوري و قابليت ارسال و دريافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظير دوربين هاي ديجيتال با موارد كاربردي خاص مانند : عكس برداري پزشكي ، لوله كشي و ...استفاده مي گردد.

با توجه به مزاياي فراوان فيبر نوري ، امروزه از اين نوع كابل ها در موارد متفاوتي استفاده مي شود. اكثر شبكه هاي كامپيوتري و يا مخابرات ازراه دور در مقياس وسيعي از فيبر نوري استفاده مي نماين

بخش هاي مختلف فيبر نوري

يك فيبر نوري از سه بخش متفاوت تشكيل شده است :

هسته (Core)

هسته نازك شيشه اي در مركز فيبر كه سيگنا ل هاي نوري در آن حركت مي نمايند.

روكش Cladding  بخش خارجي فيبر بوده كه دورتادور هسته را احاطه كرده و باعث برگشت نورمنعكس شده به هسته مي گردد.

بافر رويه Buffer Coating  

روكش پلاستيكي كه باعث حفاظت فيبر در مقابل رطوبت و ساير موارد آسيب پذير ، است .

انواع فيبر نوري

صدها و هزاران نمونه از رشته هاي نوري فوق در دسته هائي سازماندهي شده و كابل هاي نوري را بوجود مي آورند. هر يك از كلاف هاي فيبر نوري توسط يك روكش هائي با نام Jacket محافظت مي گردند. فيبر هاي نوري در دو گروه عمده ارائه مي گردند:

فيبرهاي تك حالته (Single-Mode)

 بمنظور ارسال يك سيگنال در هر فيبر استفاده مي شود نظير : تلفن

فيبرهاي چندحالته Multi-Mode

بمنظور ارسال چندين سيگنال در يك فيبر استفاده مي شود( نظير : شبكه هاي كامپيوتري)

فيبرهاي تك حالته داراي يك هسته كوچك ( تقريبا" ۹ ميكرون قطر ) بوده و قادر به ارسال نور ليزري مادون قرمز ( طول موج از ۱۳۰۰ تا ۱۵۵۰ نانومتر) مي باشند. فيبرهاي چند حالته داراي هسته بزرگتر ( تقريبا" ۵ / ۶۲ ميكرون قطر ) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طريق LED مي باشند 

ارسال نور در فيبر نوري

فرض كنيد ، قصد داشته باشيم با استفاده از يك چراغ قوه يك راهروي بزرگ و مستقيم را روشن نمائيم . همزمان با روشن نمودن چراغ قوه ، نور مربوطه در طول مسير مسفقيم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد كرد. با توجه به عدم وجود خم و يا پيچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوه مشكلي وجود نداشته و چراغ قوه مي تواند ( با توجه به نوع آن ) محدوده مورد نظر را روشن كرد. در صورتيكه راهروي فوق داراي خم و يا پيچ باشد ، با چه مشكلي برخورد خواهيم كرد؟
در اين حالت مي توان از يك آيينه در محل پيچ راهرو استفاده تا باعث انعكاس نور از زاويه مربوطه گردد.در صورتيكه راهروي فوق داراي پيچ هاي زيادي باشد ، چه كار بايست كرد؟ در چنين حالتي در تمام طول مسير ديوار راهروي مورد نظر ، مي بايست از آيينه استفاده كرد. بدين ترتيب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با يك زاويه خاص) از نقطه اي به نقطه اي ديگر حركت كرده ( جهش كرده و طول مسير راهرو را طي خواهد كرد). عمليات فوق مشابه آنچيزي است كه در فيبر نوري انجام مي گيرد.

تكنولوژي ( فن آوري ) فيبر نوري

نور، در كابل فيبر نوري از طريق هسته (نظير راهروي مثال ارائه شده ) و توسط جهش هاي پيوسته با توجه به سطح آبكاري شده ( Cladding) ( مشابه ديوارهاي شيشه اي مثال ارائه شده ) حركت مي كند.( مجموع انعكاس داخلي ) . با توجه به اينكه سطح آبكاري شده ، قادر به جذب نور موجود در هسته نمي باشد ، نور قادر به حركت در مسافت هاي طولاني مي باشد. برخي از سيگنا ل هاي نوري بدليل عدم خلوص شيشه موجود ، ممكن است دچار نوعي تضعيف در طول هسته گردند. ميزان تضعيف سيگنال نوري به درجه خلوص شيشه و طول موج نور انتقالي دارد. ( مثلا" موج با طول ۸۵۰ نانومتر بين ۶۰ تا ۷۵ درصد در هر كيلومتر ، موج با طول ۱۳۰۰ نانومتر بين ۵۰ تا ۶۰ درصد در هر كيلومتر ، موج با طول ۱۵۵۰ نانومتر بيش از ۵۰ درصد در هر كيلومتر

 

سيستم رله فيبر نوري

بمنظور آگاهي از نحوه استفاده فيبر نوري در سيستم هاي مخابراتي ، مثالي را دنبال خواهيم كرد كه مربوط به يك فيلم سينمائي و يا مستند در رابطه با جنگ جهاني دوم است . در فيلم فوق دو ناوگان دريائي كه بر روي سطح دريا در حال حركت مي باشند ، نياز به برقراري ارتباط با يكديگر در يك وضعيت كاملا" بحراني و توفاني را دارند. يكي از ناوها قصد ارسال پيام براي ناو ديگر را دارد.كاپيتان ناو فوق پيامي براي يك ملوان كه بر روي عرشه كشتي مستقر است ، ارسال مي دارد. ملوان فوق پيام دريافتي را به مجموعه اي از كدهاي مورس ( نقطه و فاصله ) ترجمه مي نمايد. در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از يك نورافكن اقدام به ارسال پيام براي ناو ديگر مي نمايد.

يك ملوان بر روي عرشه كشتي دوم ، كدهاي مورس ارسالي را مشاهده مي نمايد. در ادامه ملوان فوق كدهاي فوق را به يك زبان خاص ( مثلا" انگليسي ) تبديل و آنها را براي كاپيتان ناو ارسال مي دارد. فرض كنيد فاصله دو ناو فوق از يكديگر بسار زياد ( هزاران مايل ) بوده و بمنظور برقراي ارتباط بين آنها از يك سيتستم مخابراتي مبتني بر فيبر نوري استفاده گردد.

سيستم رله فيبر نوري از عناصر زير تشكيل شده است :

فرستنده . مسئول توليد و رمزنگاري سيگنال هاي نوري است .

فيبر نوري مديريت سيكنال هاي نوري در يك مسافت را برعهده مي گيرد.

بازياب نوري . بمنظور تقويت سيگنا ل هاي نوري در مسافت هاي طولاني استفاده مي گردد.

· دريافت كننده نوري . سيگنا ل هاي نوري را دريافت و رمزگشائي مي نمايد.

در ادامه به بررسي هر يك از عناصر فوق خواهيم پرداخت .

فرستنده

وظيفه فرستنده، مشابه نقش ملوان بر روي عرشه كشتي ناو فرستنده پيام است . فرستنده سيگنال هاي نوري را دريافت و دستگاه نوري را بمنظور روشن و خاموش شدن در يك دنباله مناسب ( حركت منسجم ) هدايت مي نمايد. فرستنده ، از لحاظ فيزيكي در مجاورت فيبر نوري قرار داشته و ممكن است داراي يك لنز بمنظور تمركز نور در فيبر باشد. ليزرها داراي توان بمراتب بيشتري نسبت به LED مي باشند. قيمت آنها نيز در مقايسه با LED بمراتب بيشتر است . متداولترين طول موج سيگنا ل هاي نوري ، ۸۵۰ نانومتر ، ۱۳۰۰ نانومتر و ۱۵۵۰ نانومتر است .

بازياب ( تقويت كننده ) نوري

همانگونه كه قبلا" اشاره گرديد ، برخي از سيگنال ها در موارديكه مسافت ارسال اطلاعات طولاني بوده ( بيش از يك كيلومتر ) و يا از مواد خالص براي تهيه فيبر نوري ( شيشه ) استفاده نشده باشد ، تضعيف و از بين خواهند رفت . در چنين مواردي و بمنظور تقويت ( بالا بردن ) سيگنا ل هاي نوري تضعيف شده از يك يا چندين " تقويت كننده نوري " استفاده مي گردد. تقويت كننده نوري از فيبرهاي نوري متععدد بهمراه يك روكش خاص (doping) تشكيل مي گردند. بخش دوپينگ با استفاده از يك ليزر پمپ مي گردد . زمانيكه سيگنال تضعيف شده به روكش دوپينگي مي رسد ، انرژي ماحصل از ليزر باعث مي گردد كه مولكول هاي دوپينگ شده، به ليزر تبديل مي گردند. مولكول هاي دوپينگ شده در ادامه باعث انعكاس يك سيگنال نوري جديد و قويتر با همان خصايص سيگنال ورودي تضعيف شده ، خواهند بود.( تقويت كننده ليزري)

دريافت كننده نوري

وظيفه دريافت كننده ، مشابه نقش ملوان بر روي عرشه كشتي ناو دريافت كننده پيام است. دستگاه فوق سيگنال هاي ديجيتالي نوري را اخذ و پس از رمزگشائي ، سيگنا ل هاي الكتريكي را براي ساير استفاده كنندگان ( كامپيوتر ، تلفن و ... ) ارسال مي نمايد. دريافت كننده بمنظور تشخيص نور از يك "فتوسل" و يا "فتوديود" استفاده مي كند
تهیه و تنظیم  : محمد فتحی
+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
زندگینامه رابرت هوك
 

هوك فيزيكدان انگليسي گرچه در سراسر عمر از بيماري رنج مي برد ليكن يك لحظه از كار و كوشش و خدمت باز نايستاد. هوك نه فقط از تيزهوشي و نيروي كار خود بهره گرفت بلكه پيوند او با بزرگان دانش سبب شد كه با سرعت به درجه سازندگي برسد و آثار مهمي را به تنهايي با مشاركت آن ها به انجام رساند. هوك در سال 1663 ميلادي به عضويت انجمن سلطنتي انگليس در آمد و سال ها منشي انجمن بود. هوك در تلسكوپ ها و ديگر ابزارهاي نجومي و ساعت هاي آن عصر اصلاحات بسياري به عمل آورد. او مي دانست كه حركت سيارات به دور خورشيد را بايد يك مساله مكانيكي در نظر گرفت و براي نيروي گرانشي قانون عكس مجذور فاصله را پيشنهاد كرد. امام آنچه بيشتر دليل معروفيت هوك است استخراج رابطه تجربي F=KX است. او براي نخستين بار توانست با آزمايش هاي زياد و دقيق آن را بدست آورد.

+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
زندگینامه آندره ماري آمپر
 

تولد : 22 ژانويه 1775 حومه ليون فرانسه

فوت : 15 ژوئن مدرسه شبانه

 زندگينامه:

 پدرش كه تاجر كنف بود او را در كوركي با ادبيات يونان و لاتين آشنا كرد. اما عشق به رياضيات سراسر وجود آمپر را گرفته بود به طوري كه در يازده سالگي كتاب هاي رياضي را كه به زبان لاتين نوشته بودند خوانده بود و در حساب جامعه و فاضله صاحب نظر شده بود. دوران نوجواني را در سايه تشويق پدر به علم آموختن مي گذرانيد كه سايه غم بر سرش بال گسترد. آمپر هيجده ساله بود كه او را به صحنه اعدام پدرش بردند. دچار افسردگي شديد شد به طوري كه براي مدت يك سال دست به كاري نزد و از آن پس نيز تا آخر عمر با پريشاني زندگي گذرانيد.

 آمپر پس از اعدام پدر و بعضي از نزديكانش در جريان انقلاب كبير فرانسه هميشه به دنبال پناهگاه رواني بود تا از شدت تاثرش كاسته گردد. سرانجام پناهگاه او زندگي مشتركشان با دختري به نام جوليا كارون شد. به .يژه آن كه اين ازدواج با عشقي شورانگيز شروع شد و تولد فرزندش نيز كانون خانوادگي را گرمتر كرد. ژان ژاك پسري كه در سال 1800 به دنيا آمد يكي از بزرگترين نويسندگان و مورخان فرانسه شد و به عضويت اكادمي علوم فرانسه در آمد. اما سرگذشت آمپر پس از مرگ همسرش ( سال 1804 ) دوباره با غم همراه شد و از آن پس آمپر بيش از پيش به گوشه تنهايي و مطالعه و تحقيق پناه برد.

از آثار علمي او:

 اولين فعاليت مهم علمي آمپر تاليف مقاله اي درباره سرگرمي هاي رياضي بود. انتشار همين مقاله رياضيدانان فرانسوي از جمله دلامبر و ليلاند را متوجه نبوغ آمپر كرد تا آنكه به سال 1809 به سمت استادي رياضيات و مكانيك در كالج پلي تكنيك پاريس مشغول شد. تاليف كتاب هاي علمي در زمينه هاي رياضي، شيمي، فيزيك و جانور شناسي سبب شد كه او را به عنوان استاد دانشكده علوم و هنرها برگزينند. آمپر اثر متقابل دو هادي موازي حامل جريان الكتريكي را براي اولين بار كشف كرد.

 او نشان داد كه وقتي از دو هادي جريان الكتريكي هم جهت عبور كند آن دو هادي يكديگر را جذب مي كنند و اگر جهت جريان الكتريكي در دو هادي متفاوت باشد، دو هادي يكديگر را دفع مي كنند. علاوه بر اين آمپر تئوري خاصيت آهنربايي را بيان كرد. بنا بر اين تئوري خاصيت آهنربايي مربوط به بار الكتريكي جسم مغناطيسي است. اين تئوري امروز پذيرفته شده است و خاصيت مغناطيسي هر ماده را مربوط به حركت الكترونها در اتم سازنده آن ماده مي دانند. آخرين فعاليت علمي آمپر تاليف كتابي درباره تئوري نمودهاي الكتروديناميك است. 45 سال پس از درگذشت اين دانشمند يعني در سال 1881 كنگره بين المللي فيزيكدانها واحد شدت جريان را به افتخار او امپر ناميد

+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 

تولد : 22 سپتامبر 1791 حومه لندن

فوت : 26 اوت 1867 لندن

زندگينامه:

 امروز در جهان هر كجا در اثر تغيير ميدان مغناطيسي جريان القايي به وجود مي آيد و مولد الكتريسيته اي كار مي افتد و جريان الكتريسيته توليد مي كند اثري از فارادي ديده مي شود. مايكل فارادي پسر نعلبند انگليسي است كه در حومه لندن به دنيا آمد. او به سبب فقر و اينكه از همان اوان كودكي متكفل مخارج خانواده اش بود، تحصيلات ابتدايي را تمام نكرد و از سيزده سالگي مشغول به كار شد. كارش صحافي و توزيع روزنامه و به طور كلي شاگردي يك مغازه كتابفروشي بود. دستهاي او در اثر كار صحافي، در حركت و سازندگي مهارت يافت و انديشه او سبب خواندن هر كتاب پيش از صحافي و هر روزنامه پيش از توزيع ، رشد يافت.

 تصادف چنين بود كه همفري ديوي، فيزيكدان مشهور انگليسي، تهيه كارت دعوت براي سخنرانيهاي علمي خود را به اين كتابفروشي سفارش دهد و فارادي، زرنگي كرد و كارت دعوت چند جلسه رانيز براي خود نوشت و در جلسات حاضر شد. پس از سه يا چهار جلسه، موقعي كه فارادي در جلسه سخنراني رفت، كتابي جلد شده و مرتب همراه تقاضاي كار به همفري ديوي داد. اين كتاب سخنراني هاي ديوي بود كه آنها را به صورت ماهرانه اي تنظيم كرده بود. درخواست فارادي قبول شد مشروط بر آنكه به عنوان كارگر در آزمايشگاه شيمي و فيزيك به كار نظافت بپردازد. اما او با تكيه بر دستهاي سازنده و انديشه پويا و جسجوگر خود، با سرعت به دستياري ديوي برگزيده شد و موقعي كه در آن زمان ديوي را براي سخنرانيهاي علمي به كشورهاي اروپايي دعوت كردند. مايكل فارادي نيز همراه ديوي بود و حاصل اين سفر سي ماهه، براي او آموختن چند زبان زنده دنيا و آشنايي با دانشمندان معروف زمان و اطلاع از تجارب علمي آنها گرديد.

 در سال 1815 پس از پايان اين مسافرت فارادي به كار پرداخت و پس از مدتي به رياست آزمايشگاههاي علمي انجمن سلطنتي انگليس رسيد. فارادي به عنوان يكي از بزرگترين دانشمندان آزمايشگر علوم تجربي ، به قوانين و اكتشافات بسيار مهمي دست يافت، به طوري كه در همان زمان نيز ارزش كارش معلوم شد و همفري ديوي به همكاري با او افتخار مي كرد و مي گفت : « بزرگترين كشف من كشف وجود فارادي است.»

 از آثار علمي او:

 1- مطالعه در آثار شيميايي جريان الكتريسيته و كشف قوانين الكتروليز ( قوانين فارادي) و انتخاب اصطلاحات مربوط به الكتروشيميايي مانند : الكترود ، آند،كاتد،الكتروليت، . . .

 2- موتور الكتريكي - در سال 1821 فارادي موفق شد كه اولين موتور الكتريكي را بسازد، او با گذراندن جريان الكتريسيته از يك چرخ فلزي كه در ميدان مغناطيسي قرار داشت، توانست چرخ را به حركت در آورد. ان چرخ متكي بر يك محور رسانا بود كه از پايين نيز با سطح جيوه تماس داشت.

 3- توليد الكتريسيته از راه القاي مغناطيسي - در هفدهم اكتبر سال 1831 به كشف اين پديده موفق شد كه حركت نسبي يك مغناطيس و يك سيم پيچ مي تواند جريان الكتريكي توليد كند. و از آن پس كه تكنولوژي توليد الكتريسيته از طريق ديناموها و آلترناتورها ( مولد هاي جريان پيوسته و متناوب ) شروع و تكميل شد. فارادي نه تنها در انديشه اختراع و اكتشاف و ساختن بود، بلكه « ياددادن » و به ويژه آموزش علوم به كودكان را وظيفه خود مي دانست. او از همان ساله اي اوليه اي كه به سرپرستي آزمايشگاههاي علوم تجربي منصوب شد، در روزهاي مشخصي از هفته ( چهارشنبه ها) براي كودكان در محل ازمايشگاه سخنراني و آزمايش مي كرد. جالب است كه گفته شود هنوز سخنراني هاي علمي پس از يك و نيم قرن، در سطحي گسترده هنوز ادامه دارد!

گرچه فارادي در 26 اوت 1867 وفات يافت وليكن تا زماني كه آثار الكتريسيته و مغناطيس مورد مطالعه و استفده انسان قرار مي گيرد ياد فارادي زنده است.

+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 

ژول(James Prescott Joule)

1818-1889 ژول در انگلستان متولد شد و نزد دالتون تحصيل كرد و به پيروي از اورستد آمپر و فارادي به مطالعه درباره الكتريسيته پرداخت.

 او به اندازه گيري فوق العاده علاقه داشت و دماسنجي را طراحي كرد كه بتواند دماي آب بالا و پايين آبشار را اندازه بگيرد. او قبل از رسيدن به بيست سالگي مقاله اي را منتشر كرد كه در آن چگونگي محاسبه ميزان گرماي حاصل از عبور جريان الكتريكي در سيم بيان شده بود. سرانجام او توانست قانون مشهوري را كه به قانون ژول معروف است بيان كند.

 بنابر اين قانون مقدار گرمايي كه از عبور جريان الكتريكي در يك مدار حاصل مي شود متناسب با مجذور جريان الكتريكي و نيز مقاومت مدار است. او همچنين با ده سال زحمت توفيق يافت تعيين كند كه چه مقدار كار مكانيكي لازم است تا دماي واحد جرم آب را به اندازه يك درجه فارنهايت بالا ببرد.

+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
زندگینامه ارشميدس
 

212 ق.م - 278 ق.م

 ارشميدس يكي از بزرگترين دانشمندان رياضي و مكانيك در عصر خودش بود. پدرش فيدياس كه منجم بود او را براي آموزش از سيراكوز به مدرسه رياضيات اسكندريه فرستاد. شهر اسكندريه را اسكندر مقدوني در سال 323 ق.م در زمان حمله و حركت به سوي شرق بر كرانه مديترانه در خاك مصرساخت. اين شهر پس از ركود آتن - پايتخت يونان - مركز علم و تجارت شد و بزرگاني چوت اقليدس و بطلميوس و ارشميدس را تربيت كرد. اين شهر حتي موقعي كه به دست مسلمانان فتح شد از مراكز مهم علوم يوناني بود و در انتقال علم و انديشه يوناني به فرهنگ و تمدن اسلامي نقش مهمي داشت.

 درباره خصوصيات زندگي ارشميدس اطلاعات زيادي در دست نيست. اما علاقه اش به رياضيات و مسائل علمي مكانيك سبب شده است كه كارهاي با ارزشي از او باقي بماند. گفته مي شود كه وقتي به مساله اي علاقمند مي شد از خوردن و خفتن غافل مي شد و چنان خود را سرگرم كار و حل مشكل مي كرد كه هر مساله ديگري او را از كار باز نمي داشت. وقتي كه ارشميدس روي شن هاي ساحل دريا اشكال هندسي خود را رسم كرده بود سربازي بدون توجه با راه رفتن روي شن ها اشكال او را لگد كرد و ارشميدس چنان اعتراض كرد كه موجب خشم سرباز شد و سرباز با شمشيرش به ارشميدس حمله كرد و او را كشت. از آثار علمي او مي توان كشف قانون مايع ها و گازها ( معروف به قانون ارشميدس در شاره ها). تعيين جرم حجمي طلا و تقره و بعضي فلزات ديگر و اختراع پيچ مخصوص حلزوني شكل به نام پيچ ارشميدس براي بالا بردن آب اشاره كرد.

 همچنين تاليف كتابهايي از جمله اصول مكانيك - درباره اجسام شناور - درباره كره و استوانه - اندازه گيري دايره و پيچ ها از ديگر كارهاي برجسته اين دانشمند دوران باستان است.

+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فیزیک 1

+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
زندگی نامه ایزاک نیوتن
 
 
نیوتون www.Mgn-physic.coo.ir

زمینه فعالیت

ریاضیات، فیزیک، کیمیاگری،

اخترشناسی، فلسفه طبیعی

تولد

۲۵ دسامبر ۱۶۴۲ (میلادی)

مرگ

۲۰ مارس ۱۷۲۷ (میلادی)

 

سِر آیزاک نیوتن (۲۵ دسامبر ۱۶۴۲ – ۲۰ مارس ۱۷۲۷) فیزیک‌دان، ریاضی‌دان، فیلسوف و کیمیاگر یهودی شهروند انگلستان بوده است. وی در سال ۱۶۸۷ م. شاهکار خود اصول ریاضی فلسفه طبیعی را به نگارش درآورد. در این کتاب او مفهوم گرانش عمومی را مطرح ساخت و با تشریح قوانین حرکت اجسام، علم مکانیک کلاسیک را پایه گذاشت. از دیگر کارهای مهم او بنیان‌گذاری حسابان (حساب دیفرانسیل و انتگرال) است (ویلهلم گوتفرید لایب نیتز دیگر بنیان‌گذار حسابان بوده است.)

نام نیوتن با انقلاب علمی در اروپا و ارتقاء تئوری خورشید- مرکزی (heliocentrism) پیوند خورده‎ است. او نخستین کسی است که قواعد طبیعی حاکم بر گردشهای زمینی و آسمانی را کشف کرد. وی همچنین توانست برای اثبات قوانین حرکت سیّارات کپلر برهان‎های ریاضی بیابد. در جهت بسط قوانین نامبرده، او این جستار را مطرح کرد که مدار اجرام آسمانی (مانند ستارگان دنباله دار) لزوما بیضوی نیست بلکه می‌تواند هذلولی یا شلجمی نیز باشد. افزون بر اینها، نیوتن پس از آزمایش‎های دقیق دریافت که نور سفید ترکیبی است از تمام رنگ‌های موجود در رنگین‌کمان. او فرضیه موجی هویگنس را دربارهٔ نور رد کرد. از دیدگاه نیوتن نور جریانی از ذرات است که از چشمه نور به بیرون فرستاده می‎شوند.

از کودکی تا استادی

نیوتن در روستای وولز تورپ بای کولز تر وُرث واقع در ناحیه لینکن‌شایر زاده شد. سه ماه پیش از تولد، پدرش درگذشت. مادر او نیز دو سال بعد از نو ازدواج کرد و ایساک را تحت سرپرستی مادربزرگش قرار داد.

پس از به پایان بردن آموزش‎های آغازین در مدرسه گرنتَم سال ۱۶۶۱ م. نیوتن به دانشکده ترینیتی ی [[دانشگاه کمبریج|کیمبریج جایی که عمویش نیز به تحصیل اشتغال داشت – وارد شد. در آن دوران دروس دانشکده عموماً بر پایه‎ی آموزه‌های ارسطو تنظیم می‎شد ولی نیوتن ترجیح می‎داد که با اندیشه‎های مترقی‎تر فیلسوفان نوگرایی چون دکارت، گالیله، کپرنیک و کپلر آشنا شود. در ۱۶۶۵ م. او موفق به کشف قضیهٔ دو جمله‌ای در جبر شد. یافته‎ای که بعدها به ابداع حساب دیفرانسیل انجامید. نیوتن نخستین مدرک دانشگاهی خود را در سال ۱۶۶۵ م. دریافت کرد اما زمانی که درصدد ورود به دورهٔ کارشناسی‌ ارشد بود، دانشگاه کیمبریج بر اثر همه‌گیری طاعون در لندن و حومه تعطیل شد و نیوتن به روستایش بازگشت. در طول دو سال بعد او در خانه اش به مطالعات خود در زمینه‎ی حساب، نورشناسی و گرانش ادامه می‎داد.

در همین دوران مرخصی اجباری بود که نیوتن نظریات خود را در مورد گرانش (جاذبه) پایه‌ریزی کرد. مطابق داستانی بسیار مشهور، روزی نیوتن زیر یک درخت سیب نشسته بوده که ناگاه سیبی بر سرش می‎افتد واز این واقعه او به یکسانی ماهیت نیروی گرانش زمینی و سماوی پی می‎برد. داستان فوق در واقع روایت اغراق شده ایست از خاطره‎ای که خود نیوتن نقل کرده بود مبنی بر اینکه یک روز کنار پنجره‎ی اتاق خانه اش به تماشای باغ نشسته بود که افتادن سیبی از درختی نظرش را به خود جلب کرد. سالها بعد در ۱۵ آوریل ۱۷۲۶، او به دوست نویسنده اش ویلیام استاکلی گفت: " واقعه‎ی مذکور این سؤال را به ذهنم آورد که چرا سیب همیشه مستقیما به پایین می‎افتد؟ چرا به جای حرکت به سمت مرکز زمین به طرفین یا رو به بالا نمی‎رود؟ " (به نقل از کتاب " یادداشت‌هایی از زندگانی سر اسحاق نیوتن") پس از برطرف شدن خطر طاعون، نیوتن به کیمبریج بازگشت (۱۶۶۷ م.) و عضو جزء کالج ترینیتی شد و در سال ۱۶۶۸ م. با دریافت مدرک فوق لیسانس و گرفتن کرسی استادی لوکاسین جایگاه خود را تثبیت کرد.

اوج فعالیت‌های علمی

نورشناسی

در اواخر دهه ۱۶۶۰ م. نیوتن درباره شکست نور تحق‍یق می‎کرد. او دریافت که نور سفید اگر از یک منشور عبور کند به طیفی از رنگ‌ها تجزیه می‎شود. همچنین به‌وسیله‎ی قرار دادن منشور مشابه دیگری در مسیر نور تجزیه شده به صورت وارونه، می‌توان رنگ‌های طیف را بازترکیب کرد و نور سفید به دست آورد. او علت تشکیل طیف را چنین توجیه می‎کرد: نور جریانی از ذرات کوچک است که به خط مستقیم در فضا حرکت می‎کنند و هنگام عبور از یک ماده شفاف مانند منشور به ماده‌ای دیگر، این ذرات بسته به نوع لرزش خود با زاویه‌های گوناگون شکست می‎یابند. در نتیجه ذرات تشکیل دهنده نور سفید ازهم جدا شده به شکل طیف هفت رنگ ظاهر می‎شوند.

این ویژگی در اختربین‌های (تلسکوپ) شکستی (انکساری) پدیده‌ای را موجب می‌شود که به آن پراکندگی نور می‎گویند؛ لبه‌های عدسی‎های این اختربین‌ها مانند منشور عمل کرده و نور سفید را پس از عبور از خود به صورت طیف در می‎آورند و در تصاویر تلسکوپ حاشیه‎های رنگی ایجاد می‎کنند. برای حل این مشکل نیوتن در سال ۱۶۶۸ م. تلسکوپ بازتابشی را که چندی قبل توسط جیمز گرگوری اسکاتلندی طراحی شده بود تکامل بخشید و آن را همراه با تحلیل دقیق قوانین بازتابش و تجزیه‎ی نور به انجمن سلطنتی ارائه نمود. نظریه‎ی نیوتن با مخالفت رابرت هوک فیزیکدان روبرو شد. هوک و کریستیان هویگنس هلندی در آن زمان صاحب تئوری موجی نور بودند که از نظر نیوتن مردود بود. چندی بعد نیوتن بر پایه نظریات خود کتابی در باب نورشناسی با عنوان اپتیکس (Opticks) نوشت. ولی از بیم مخالفت‎های هوک انتشار آن را تا سال ۱۷۰۴ م. به تأخیر انداخت. در این زمان وی خود رئیس انجمن سلطنتی شده و رابرت هوک نیز در گذشته بود.

گرانش

در سال ۱۶۸۴ م. نیوتن که مطالعات خود را دربارهٔ گرانش و چگونگی حرکت سیارات کامل کرده بود، رساله‌ای در این مورد نوشت که بسیار مورد توجه ادموند هالی منجم معروف انگلیسی قرار گرفت. با تشویق و پیگیری او سرانجام نیوتن کتابش را تکمیل و با سرمایه هالی منتشر کرد. این کتاب، (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica) یا همان "اصول ریاضی فلسفهٔ طبیعی" بر جهان علم بویژه فیزیک تأثیری عظیم گذاشت و بعضی آن را بزرگ‌ترین کتاب علمی تاریخ دانسته‎اند.

یوهانس کپلر ستاره شناس آلمانی در ۱۶۰۹ م. نظریهٔ انقلابی خود را دربارهٔ حرکت سیارات عرضه کرد. در آن زمان هنوز یافته‌های کپرنیک مقبولیت عام پیدا نکرده بود و اکثر مردم بر این باور بودند که سیارات، خورشید و دیگر ستارگان به دور زمین می‌چرخند. کپلر درکتاب خود به نام «هیئت جدید» (Astronomia Nova) تمام این پندارها را در هم ریخت. او با استفاده از نتایج رصدهای استادش تیکو براهه (Tycho Brahe) و مشاهدات خود توانست ثابت کند که سیارات نه به دور زمین که گرد خورشید می‌چرخند و مدار آنها نیز بر خلاف تصور رایج دایره‌ای نیست بلکه بیضوی است. کپلر نتوانسته بود توضیح دهد که چرا مدار سیاره‌ها به این شکل است و چه نیرویی آنها را به حرکت در می‌آورد. همچنین مشخص نبود که به چه علت سرعت مداری سیارات وقتی به خورشید نزدیکترند، افزایش می‌یابد.

نیوتن در کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی (معروف به Principia) به تمامی این پرسش‌ها پاسخ گفت. او ثابت کرد که نیروی کشش میان اجسام آسمانی، طبق قانون " عکس مربع" عمل می‎کند یعنی مقدار نیروی گرانش میان خورشید و یک سیاره برابر است با عکس مجذور فاصله میان آن دو. او با تحلیل ریاضی نشان داد که قانون عکس مربع به ناگزیر مسیر حرکت سیاره‌ها را بیضی می‎سازد. آنگاه او گام بلند دیگری برداشت و قانون گرانش عمومی را وضع کرد که به موجب آن هر جسمی در عالم به هر جسم دیگری نیروی کششی وارد می‎کند و مقدار این نیرو با رابطه‎ی نامبرده محاسبه‌پذیر است.

قوانین نیوتن در حرکت اجسام

در بخش دیگری از پرینسیپیا، نیوتن چگونگی حرکت اجسام را در قالب سه قانون توصیف کرده است. این قوانین آن‌قدر همه‌فهم و آشکارند که امروزه کسی گمان نمی‌برد نیازی به کشف شدن داشته باشند. با این حال نیوتن نخستین کسی بود که با نبوغ خود به وجود آن‌ها پی‌برد و چیستان حرکت جسم را حل کرد.

  • قانون اول نیوتن (قانون لَختی): هر جسم که در حال سکون یا حرکت یکنواخت در راستای خط مستقیم باشد، به همان حالت می‌ماند مگر آنکه در اثر نیروهای بیرونی ناچار به تغییر آن حالت شود.
  • قانون دوم نیوتن (رابطهٔ نیرو و شتاب): کل نیروی وارد بر یک جسم برابر است با حاصل‌ضرب جرم آن جسم در شتاب آن.
  • قانون سوم نیوتن (قانون کنش و واکنش): هرگاه جسمی به جسمی دیگر نیرو وارد کند جسم دوم نیز نیرویی به همان بزرگی ولی در خلاف جهت بر جسم اوّل وارد می‌کند.

مجموعهٔ قوانین سه‌گانهٔ حرکت و قانون گرانش عمومی، اساس و شالودهٔ فناوری مدرن هستند و با وجود پیدایش فرضیه‌های تازه‌تر از اهمیت آن‌ها کاسته نشده است.

پذیرش مناصب حکومتی و ریاست انجمن سلطنتی

در کنار فعالیت‎های علمی معمول، نیوتن از مسؤولیت‎های سیاسی نیز رویگردان نبود. او در سال های۱۶۸۹، ۱۷۰۱ و ۱۷۰۲ م. به نمایندگی مجلس برگزیده شد. اگر چه تنها جمله‎ای که در طول این سه سال در صحن مجلس بر زبان آورد، تقاضای بستن پنجره‌ها بود! در ۱۶۹۶م. با فرمان چارلز مونتاگو رئیس خزانه‌داری انگلیس، نیوتن منصب ناظر ضرابخانه سلطنتی را عهده‌دار شد و سه سال بعد (۱۶۹۹ م.) به مدیریت آن سازمان گمارده شد. اگر چه نیوتن چنین مشاغلی را بیشتر برای سرگرمی می‎پذیرفت ولی گفته‎اند که در این مقام او وظیفهٔ خود را "با شایستگی تمام" انجام می‎داد. از سال ۱۷۰۳ م. تا آخر عمر نیوتن رئیس انجمن سلطنتی بریتانیا و همچنین یکی از اعضای فرهنگستان علوم فرانسه بود. او در سال ۱۷۰۵ م. از سوی ملکه آن به مقام شهسواری(شوالیه) مفتخر گردید.

سِر اسحاق نیوتن در سن ۸۵ سالگی در لندن درگذشت. پیکر وی را در کلیسای وست‌مینستر به خاک سپردند. او نخستین دانشمندی بود که به این افتخار نائل آمد.

به نقل از : rphysic

این مطلب رو هم بگن که قبلا هم زندگی نامه ای از نیوتن گذاشته بودم ولی به دلیل کم بودن آن این متن رو آماده کردم

+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 

سيد محمود حسابي در سال 1281 (ه.ش), از پدر و مادري تفرشي در تهران زاده شدند. پس از سپري نمودن چهار سال از دوران كودكي در تهران, به همراه خانواده (پدر, مادر, برادر) عازم شامات گرديدند. در هفت سالگي تحصيلات ابتدايي خود را در بيروت, با تنگدستي و مرارت هاي دور از وطن در مدرسه كشيش هاي فرانسوي آغاز كردند و همزمان, توسط مادر فداكار, متدين و فاضله خود (خانم گوهرشاد حسابي) , تحت آموزش تعليمات مذهبي و ادبيات فارسي قرار گرفتند. استاد, قرآن كريم را حفظ و به آن اعتقادي ژرف داشتند. ديوان حافظ را نيز از برداشته و به بوستان و گلستان سعدي, شاهنامه فردوسي, مثنوي مولوي, منشات قائم مقام اشراف كامل داشتند.

 شروع تحصيلات متوسطه ايشان مصادف با آغاز جنگ جهاني اول, و تعطيلي مدارس فرانسوي زبان بيروت بود. از اين رو, پس از دو سال تحصيل در منزل براي ادامه به كالج آمريكايي بيروت رفتند و در سن هفده سالگي ليسانس ادبيات, در سن نوزده سالگي, ليسانس بيولوژي و پس از آن مدرك مهندسي راه و ساختمان را اخذ نمودند. در آن زمان با نقشه كشي و راهسازي, به امرار معاش خانواده كمك مي كردند. استاد همچنين در رشته هاي پزشكي, رياضيات و ستاره شناسي به تحصيلات آكادميك پرداختند.

شركت راهسازي فرانسوي كه استاد در آن مشغول به كار بودند, به پاس قدرداني از زحماتشان, ايشان را براي ادامه تحصيل به كشور فرانسه اعزام كرد و بدين ترتيب در سال1924 (م) به مدرسه عالي برق پاريس وارد و در سال 1925 (م) فارغ التحصيل شدند.

 همزمان با تحصيل در رشته معدن, در راه آهن برقي فرانسه مشغول به كار گرديدند و پس از پايان تحصيل در اين رشته كار خود را در معادن آهن شمال فرانسه و معادن زغال سنگ ايالت "سار" آغاز كردند. سپس به دليل وجود روحيه علمي, به تحصيل و تحقيق, در دانشگاه سوربن, در رشته فيزيك پرداختند و در سال 1927 (م) در سن بيست و پنج سالگي دانشنامه دكتراي فيزيك خود را , با ارائه رساله اي تحت عنوان "حساسيت سلول هاي فتوالكتريك", با درجه عالي دريافت كردند.

 استاد با شعر و موسيقي سنتي ايران و موسيقي كلاسيك غرب به خوبي آشنايي داشتند وايشان در چند رشته ورزشي موفقيت هايي كسب نمودند كه از آن ميان مي توان به ديپلم نجات غريق در رشته شنا اشاره نمود.

 پروفسور حسابي به دليل عشق به ميهن و با وجود امكان ادامه تحقيقات در خارج از كشور به ايران بازگشت و با ايمان و تعهد, به خدمتي خستگي ناپذير پرداخت تا جوانان ايراني را با علوم نوين آشنا سازد. پايه گذاري علوم نوين و تاسيس دارالمعلمين و دانشسراي عالي, دانشكده هاي فني و علوم دانشگاه تهران, نگارش ده ها كتاب و جزوه و راه اندازي و پايه گذاري فيزيك و مهندسي نوين, ايشان را به نام پدر علم فيزيك و مهندسي نوين ايران در كشور معروف كرد. حدود هفتاد سال خدمت علمي ايشان در گسترش علوم روز و واژه گزيني علمي در برابر هجوم لغات خارجي و نيز پايه گذاري مراكز آموزشي, پژوهشي, تخصصي, علمي و ..., از جمله اقدامات ارزشمند استاد به شمار مي رود كه براي نمونه به مواردي اشاره مي كنيم:

 _ اولين نقشه برداري فني و تخصصي كشور (راه بندرلنگه به بوشهر)

 _ اولين راهسازي مدرن و علمي ايران (راه تهران به شمشك)

 _ پايه گذاري اولين مدارس عشايري كشور

 _ پايه گذاري دارالمعلمين عالي

 _ پايه گذاري دانشسراي عالي

 _ ساخت اولين راديو در كشور

 _ راه اندازي اولين آنتن فرستنده در كشور

 _ راه اندازي اولين مركز زلزله شناسي كشور

_ راه اندازي اولين رآكتور اتمي سازمان انرژي اتمي كشور

_ راه اندازي اولين دستگاه راديولوژي در ايران

 _ تعيين ساعت ايران

 _ پايه گذاري اولين بيمارستان خصوصي در ايران, به نام بيمارستان "گوهرشاد"

 _ شركت در پايه گذاري فرهنگستان ايران و ايجاد انجمن زبان فارسي

 _تدوين اساسنامه طرح تاسيس دانشگاه تهران

_ پايه گذاري دانشكده فني دانشگاه تهران

 _ پايه گذاري دانشكده علوم دانشگاه تهران

_ پايه گذاري شوراي عالي معارف

 _ پايه گذاري مركز عدسي سازي اپتيك كاربردي در دانشكده علوم دانشگاه تهران

 _ پايه گذاري بخش آكوستيك در دانشگاه و اندازه گيري فواصل گام هاي موسيقي ايراني به روش علمي

 _ پايه گذاري و برنامه ريزي آموزش نوين ابتدايي و دبيرستاني

 _ پايه گذاري موسسه ژئوفيزيك دانشگاه تهران

 _ پايه گذاري مركز تحقيقات اتمي دانشگاه تهران

_ پايه گذاري اولين رصدخانه نوين در ايران

 _ پايه گذاري مركز مدرن تعقيب ماهواره ها در شيراز

 _ پايه گذاري مركز مخابرات اسدآباد همدان

 _ پايه گذاري انجمن موسيقي ايران و مركز پژوهش هاي موسيقي

 _ پايه گذاري كميته پژوهشي فضاي ايران

_ ايجاد اولين ايستگاه هواشناسي كشور (در ساختمان دانشسراي عالي در نگارستان دانشگاه تهران)

 _ تدوين اساسنامه و تاسيس موسسه ملي ستاندارد

 _ تدوين آيين نامه كارخانجات نساجي كشور و رساله چگونگي حمايت دولت در رشد اين صنعت

 _ پايه گذاري واحد تحقيقاتي صنعتي سغدايي (پژوهش و صنعت در الكترونيك, فيزيك, فيزيك اپتيك, هوش مصنوعي)

 _ راه اندازي اولين آسياب آبي توليد برق (ژنراتور) در كشور

 _ ايجاد اولين كارگاه هاي تجربي در علوم كاربردي در ايران

 _ ايجاد اولين آزمايشگاه علوم پايه در كشور


تهیه و تنظیم : محمد فتحی

+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 

گاليلئو گاليلئي معروف به گاليله

تولد : 1564 فلورانس ايتاليا

 فوت: 8 ژانويه 1642 فلورانس

 گاليله فيزيكدان و منجم بزرگ را پدر علوم تجربي مي نامند. او با استفاده از ابزار كار و نيز روش مناسب توانست بعضي از قانون هاي طبيعت را با استفاده از آزمايش به دست آورد و باطل بودن نظريات ارسطو را در مورد سقوط اجسام به كمك آزمايش مشخص كند.

گاليله در 19 سالگي به دانشگاه (( پيز)) راه يافت و علوم پزشكي را تحصيل كرد اما پس از مدتي به رياضيات و فيزيك روي آورد. توجه به پديده هاي طبيعت و يافتن ارتباطي ميان پديده ها از مشخصات ذهني او بود. گفته مي شود روزي كه به كليسا رفته بود متوجه نوسانات منظم چراغهاي كليسا شد.

 از اين مشاهده اتفاقي به سوي آزمايش علمي درباره آونگ كشانده شد و قانون همزماني نوسانات كم دامنه آونگ را به دست آورد. گاليله در زمان استادي دانشگاه پيز ( 1592-1589) درباره سقوط اجسام مطالعه كرد و با آزمايش بر سطح شيبدار كه خود مبتكر آن بود نتيجه گرفت كه اگر فقط نيروي وزن بر اجسام مختلف اثر كند شتاب سقوط براي همه آنها يكسان است و به عبارت ديگر : در جايي كه هوا نيست همه اجسام با شتاب يكسان سقوط مي كنند او علاوه بر سقوط آزاد حركت پرتابه ها را نيز مورد بررسي قرار داد و نتيجه گرفت كه مسير پرتابه ها سهمي است.

 در سال 1592 به تدريس در دانشگاه پادوا پرداخت و مدت 18 سال در اين سمت ماند. در 1609 يك دوربين نجومي ساخت ( دوربين گاليله از يك عدسي محدب شيئي و يك عدسي مقعر چشمي تشكيل شده است) و با آن در هفتم ژانويه 1610 قمرهاي سياره مشتري را كشف كرد.

كشف قمرهاي مشتري و مشاهده حركت آنها و اظها ر نظر درباره درستي نظر كپرنيك مربوط به حركت زمين و سيارات به دور خورشيد دشمني كليسا را به دنيال داشت. گاليله براي اثبات درستي نظريات و مشاهدات خود به سال 1611 به رم رفت تا اعضاي كليسا با حركت سيارات از داخل دوربين دست از دشمني بردارند اما اين عاشقان افكار خويش خود را مجاز به مشاهده آسمان با دوربين ندانستند و سرانجام به سال 1633 گاليله را به پاي ميز محاكمه كشاندند. آخرين فعاليت علمي گاليله تاليف كتابي به نام گفتگو درباره دو علم جديد بود كه فعاليتهاي علمي خود را در رشاه فيزيك در آن نوشته است .

تهیه و تنظیم : محمد فتحی

+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
تعریف انفجار

انفجار اعم از عادی یا هسته ای عبارتست از رهایی مقدار زیادی انرژی در مدت زمانی بسیار کوتاه و در فضای محدود .

ساختار انفجاری هسته ای

در انفجار هسته ای حرارت و فشار حاصل از اندازه ای است که جرم بمب و همه مواد موجود در فضای مزبور را در آن واحد زمان بصورت توده ای از گاز داغ ، ملتهب و فشرده در آورده و تشکیل گوی آتشین که در حدود چند میلیون درجه حرارت است می دهد این گوی آتشین بلافاصله انبساط کرده و به لایه های بالای جو صعود می کند.انبساط سریع گوی آتشین فشار اطراف خود را بالا برده و موج انفجاری بسیار شدیدی و یا موج ضربه فوق العاده ای در زمین یا آب یا در زیر زمین ایجاد می کند که اثر تخریبی انفجار مربوط به آنها ست .

مشخصات انفجاری هسته ای

- در نزدیکی انفجار سرعت موج از یک کیلومتر درثانیه یعنی هزارها کیلومتر در ساعت بیشتر است .

- قسمت عمده ای از انرژی انفجار بصورت حرارت و نور آزاد می شود که در منطقه وسیعی ایجاد آتش سوزی نموده و حتی در فاصله های دورتر سبب سوختگی در پوست بدن موجودات زنده ای که در معرض آنها قرارگرفته باشند می گردد .

- مقدار زیاری اشعه نامرئی هسته ای به نام تشعشع هسته ای اولیه بوجود می آید که قدرت نفوذی فوق العاده ای داشته و بر حسب شدت تشعشع آنها آثار بیولوژیکی تشعشعات هسته ای وخیم یا کشنده در موجودات زنده بوجود می آورند .

- مواد حاصل از انفجار های هسته ای به شدت رادیو اکتیو بوده ومنطقه وسیعی را بطوری الوده می سازد که بر حسب نزدیکی یا دوری از مرکز انفجار تامدتی غیر قابل سکونت خواهند بود مانند هیروشیمای ژاپن .

- در انفجارهای معمولی درجه حرارت در مرکز انفجار به حدود 5000 درجه سانتیگراد درمورد انفجارهای هسته ای به ده ها میلیون درجه می رسد .

حوزه انفجارهسته ای

قطر کره آتشین از بمب هسته ای یک مگاتنی در یک هزارم ثانیه به حدود 150 متر رسیده ودر هر ثانیه به حداکثر اندازه خود که حدود 2000 متر است می رسد و پس از یک دقیقه نسبتا سرد شده و روشنایی خود را از دست می دهد این زمانی است که انفجار 7 کیلو متر صعود کرده است برای تصور میزان درخشندگی آن کافیست اشاره کنیم که :

- از فاصله یکصد کیلومتری از نور خورشید در وسط روز درخشنده تر است .

- در پاره ای از آزمایش ها که در طبقات بالای جو انجام گرفته نور حاصله از فاصله 1000 کیلومتری محسوم بوده است که تحت بعضی شرایط این نور می تواند موجب کوری موقتی یا سوختگی دائمی شبکیه چشم شود .

- در موقع آزمایشات هسته ای در معرض بودن تصادفی اشخاص موجب سوختگی شبکیه چشم درمسافت 10 مایلی در سلاح 20 کیلو تنی شده است .

- گوی آتشین همانطور که به سرعت بزرگ شده و صعود می کند تغییر شکل داده و پهن تر می شود ضمناً هوا و خاک و عناصر دیگر را از پایین به داخل خود می مکد و به همین ترتیب دنباله ای از غبار تشکیل می شود که گوی آتشین را به زمین وصل می کند کره آتشین بتدریج سرد شده و بصورت ابری متلاطم در می آید که ابتدا سرخ رنگ بوده و بعد سفید می شود در این حال با دنباله خود شکل قارچی به خود می گیرد .

تخریب بعد از انفجار هسته ای

- چنانچه انفجار در سطح زمین یا نزدیکی آن اتفاق بیافتد مقدار زیادی خاک و شن و مواد مختلف بخار شده و همراه با گوی آتشین بالا می روند یک صدم انرژی سلاح مگاتنی در تر کش سطحی کافی است که 4000 تن خاک و شن و سنگ را بخار نماید این مواد که بدین ترتیب به داخل گوی آتشین کشیده شده با مواد رادیو اکتیو مخلوط می شوند و ابر اتمی قارچ شکل انفجارات اتمی را شکل می دهند ذرات این باد بتدریج به زمین بازگشته و یا در اثر برف و باران به زمین ریخته خواهد شد این عمل ریزش اتمی نامیده شده و منبع تشعشعات باقیه خواهند بود .

- در انفجارهای زیر آبی مقدار زیادی آب بخار خواهد شد یک صدم انرژی سلاح یک مگاتنی کافیست که 20000 تن آب را بخار کند .

- انفجار زیر زمینی اتمی ایجاد تکانهایی مانند زمین لرزه می نماید در اثر این لرزش و جابه جاشدن قسمتی از سطح زمین خرابی بوجود می آید اما انرژی یک زلزله قوی با انرژی یک میلیون بمب اتمی برابر است!

تقسیم بندی انرژی انفجار سلاح اتمی

مجموع انرژی حاصله که به نام قدرت بمب نامیده می شود به سه اثر اولیه تقسیم می شود . گرچه تقسیم بندی انرژی تا اندازه ای به نوع سلاح و سوختنش وشرایط انفجار بستگی دارد ولی بطور کلی بصورت زیر تقسیم بندی می شود .

- 50% انرژی به توسط موج انفجاری یا موج ضربه حمل می شود .

- 35% انرژی را تشعشع حرارتی و امواج نورانی در خود دارند .

- 15% انرژی را تشعشع هسته ای ( 5% تشعشع ابتدایی 10% تشعشع باقیه ) دارد
+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
کار و گرما
گرما نوعی انرژی است که از اجسام گرم به اجسام سرد منتقل می شود.

موتورهای حاوی گاز داغ ...

ما بدون « موتورهای گرمایی » نمی توانیم به نقاط دور دست مسافرت کنیم. در این موتورها از سوخت برای ایجاد گازهای داغ منبسط شده ودرنتیجه ایجاد حرکت، استفاده می شود. همچنین، این موتورها توان اتومبیلها وقایقها وموشکها را تأمین می کنند وژنراتورهای برق را راه اندازی می کنند.

توربینهای بخار ...

در نیروگاهها به کمک توربینهای بخار، گرمای تولید شده را به انرژی الکتریکی ( برق ) تبدیل می کنند. در مرکز این توربینها چرخی قرار دارد که از یکسری پره تشکیل شده و به یک میلة گردان وصل است. درون دیگ، آب تحت فشار زیادی جوشیده وبخاری با فشار بسیار زیاد تولید می کند. این بخار با شدت به پره های توربین برخود کرده و موجب چرخش آنها می شود. در یک توربین بخار که با دقت طراحی وساخته شده باشد، تنها یک سوم انرژی بخار صرف چرخاندن پره ها می شود.

موتورهای بنزینی ...

در موتورها ی بنزینی، دراثر یک انفجار، گاز بسیار داغی ایجاد می شود. این گاز به جای خروج از موتو، موجب حرکت یک پیستون می شود. در این نوع موتورها، مخلوطی از قطرات بنزین وهوا به عنوان سوخت موتور مورد استفاده قرار می گیرد. این مخلوط در داخل سیلنر ( استوانه ) توسط جرقةئ شمع منفجر می شود وگاز بسیار داغی تولید می کند. این گاز داغ، پیستون را به شدت به طرف پایین می راند.

داخل یک موتور بنزینی معمولی چه اتفاقی می افتد ؟ …

پیستون یک موتور بنزینی چهار ضربه ای به ترتیب، به طرف پایین، بالا، پایین وبالا حرکت می کند. حرکت پیستون به طرف پایین وبالا یک ضربه نا میده می شود و هر ضربه اثر متفاوتی بر گازهای داخل سیلندر دارد. این ضربه ها به همین ترتیب و مدام تکرار می شوند.

انبساط جامدات

چرا گرما جامدات را منبسط می کند ؟…

وقتی یک جسم جامد گرم می شود، مولکولهای آن با انرژی بیشتری ارتعاش می کنند وفاصلة مولکولها از یکدیگر نیز بیشتر می شود. در نتیجه، این جسم جامد در تمام جهات، اندکی بزرگتر ( منبسط ) می شود.

جریانهای همرفتی ( جابجایی )

انبساط وهمرفتی گرمایی ...

همرفت ، انتقال انرژی گرمایی توسط جریانهای مایع گرم ( یا گاز ) است.

هنگامی که یک قطره از مایع گرم شود‌، منبسط شده وحجمش افزایش می یابد. البته مقدار ماده ( جرم آن ) تغییری نمی کند و در حجم منبسط شده پخش می شود. بنابراین چگالی یک مایع گرم کمتر از چگالی مایع سرد اطراف آن می شود. پس در یک ظرف محتوی مایع گرم وسرد، مایع سرد به طرف ته ظرف پایین خواهد رفت ومایع گرم بالا خواهد آمد. این مثال ساده، علت ایجاد جریان همرفتی را نشان می دهد.

انبساط هوا

با گرم کردن هوا، انبساط آن وبا سرد کردن هوا، انقباض آن را خواهید دید.

وقتی یک بادکنک را در داخل ظرف آب جوش قرار دهید، هوای داخل آن منبسط می شود ( حجم بادکنک زیاد می شود ) و وقتی از ظرف خارج کنید، سرد شده وهوای داخل آن منقبض می شود ( حجم بادکنک کم می شود ). اندازه گیری انبساط هوا ...

وقتی که فشار گاز ثابت نگه داشته شود، حجم جرم معینی از گاز، متناسب با دمای کلوین آن است. به عبارت دیگر،

C مقدار ثابت = T دمای گاز بر حسب کلوین / حجم گاز V

رسانش گرما

قطعه ای از سیم مسی را بر روی شعلة چوب کبریت نگهدارید. گرما سریعأ در سیم مسی منتقل می شود. با اینکه حرکت گرما دیده نمی شود اما وقتی که به انگشت شما می رسد آن را احساس می کنید. به این نوع انتقال انرژی گرمایی، رسانش یا هدایت گرمایی می گویند.

آزمایش : آیا آب رسانای خوبی برای گرماست ؟

یک لولة آزمایش بلند را از آب سرد پر کنید وآن را بهصورت کج بر روی شعلة ملایم چراغ نگه دارید. مقداری پودر رنگی را بالای آب بریزید و وسط لولة آزمایش را بهآرامی حرارت دهید. بالا وپایین لوله را با دست لمس کنید تا دمای این دو نقطه را امتحان کنید.

آیا هوا رسانای خوبی برای گرماست ؟

عایقهای گرمایی خوب، نظیر پرها، بلوز های پشمی و پلی استایرن دارای حفره های کوچک هوا هستند. این حفره های کوچک، رسانای بدی برای گرما هستند، و عایقهای بسیار مؤثری به شمار می روند.در دما در صحبتهای روزمره، اغلب می گوییم که « امروز هوا گرم است » یا « این چای سرد است ». اصطلاح علمی برای بیان میزان گرم بودن اجسام را دما می نامند.

اندازه گیری دما

دماسنـجها طوری مدرج می شوند که دمـا را بر حسب درجـة سیلسیوس نـشان بدهند. یخ هـمیشه در دمـای یکسانـی ذوب مـی شـود کـه آن را صفر درجه سیلسیوس می نامند. بخار بالای آب در حال جوش در فشار معمولی نیز همیشه دمای یکسانی دارد که آن را 100 درجة سیلسیوس می نامند. این دو دما را بر روی یک دماسنج مشخص می کند وفاصلة بین آنها را به 100 قسمت تقسیم می کنند و هر قسمت را یک درجة سیلسیوس می گویند.

دماسنجهای پزشکی ــ از دماسنجهای پزشکی برای اندازه گیری دمای بدن انسان استفاده می شود.

دماسنجهای الکترونیکی ــ در دماسنجهای الکترونیکی از یک شاخص میله ای استفاده می شود، این شاخص، دما را به ولتاژ تبدیل می کند ودستگاه اکترونیکی، این ولتاژ را به صورت یک عدد نشان می دهد.

+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 

The oldest picture  Patent clerk  1920 ca. 1900
1931 Radio talk Barcelona, 1923 Berlin 1922
Haberlandstraße 
Berlin 		 Berlin  Santa Barbara, 1933  
Violin, 1929 Violin, 1941   Princeton
Vacation Sailing early 1940s Princeton,1937
At the blackboard   Princeton Winter

+ نوشته شده در  دوشنبه 14 آبان1386ساعت   توسط سورنا  | 
زندگی نامه  ویلیلام تامسون یا لرد کلوین
 

عكس كلوين

 

     در سال 1824 ميلادي ، ويليام تامسون،  که بيشتر با نام لرد کلوين مشهور است، ديده به جهان گشود .

او رياضيدان و فيزيکدان و مهندس ايرلندي - اسکاتلندي و يکي از پيشگامان مهم علوم طبيعي در قرن نوزدهم بود و در ايرلند متولد شد.

پدرش استاد رياضي دانشگاه گلاسکو بود و ويليام هم از 10 سالگي، تحصيل در دانشگاه گلاسکو را شروع کرد. ويليام تامسون خيلي زود به رياضيات و مباني فيزيک علاقه مند شد و مقاله هايي درباره حرکت اجسام نوشت .

وي تحقيقات جامعي نيز درمبحث حرارت و برق انجام داد و درانتقال پيام با سيمهاي زيردريايي اصلاحاتي به عمل آورد. اين دانشمند انگليسي سرانجام تلگراف زيردريايي را كشف كرد.

کلوين در حوزه زمين شناسي هم نظريه هايي داده است و به خاطر اعتقادش به مسيحيت، خلقت‌گرا به حساب مي آمد. او با کمک دانسته‌هايش در ترموديناميک توانسته بود عمر خورشيد و همچنين زمين را تخمين بزند. با انتشار کتاب منشأ انواع ، داروين ، به مخالفت با آن پرداخت و معتقد بود که عمر خورشيد (برابر آنچه که او تخمين زده بود) کمتر از آن است که براي درستي نظريه تکامل لازم است.

بعدها اگرچه در گفتگوهاي خصوصي به نادرستي تخمين خود معترف بود، اما همچنان با نظريه تکامل ، که داروين مطرح کرده بود ، مخالف ماند.

لرد کلوين در سال 1865 ميلادي انرژي جنبشي را معرفي نمود . وي تحقيقات مفصلي را درباره حرارت انجام داده است به همين دليل درجه بندي سنجش دما و حرارت بنام اين دانشمند، نامگذاري شده است.

انديشه استفاده از اتم بعنوان ساعت، نخستين بار در سال 1879 توسط او مطرح شد. وي اظهار داشت براي اندازه گيري فاصله زماني، اتم از هر چيزي بهتر است. اما در زمان کلوين ساختار اتم و ترازهاي انرژي اتمي هنوز مورد توجه نبود.

همچنين لرد کلوين بيان کرد که پائين ترين دماي ممکن صفر مطلق است . وي پيشنهاد مقياس دماي مطلق را بيان نمود و بخاطر همين نظريه معروف است. اين واحد اندازه‌گيري دما که مستقل از خواص فيزيکي ماده است، به افتخار او، مقياس دماي کلوين، نام گرفته است. در اين سيستم اندازه‌گيري، صفر کلوين، پايين ترين دماي ممکن است که با هيچ فرايند فيزيکي نمي توان به آن رسيد، اما مي توان به آن نزديک شد.

کلوين تا زمان مرگ اش در 1907 جوايز و افتخارات زيادي مانند نشان شواليه را از آنِ خود کرد. اما مهم ترين آن ها گرفتن لقب اشرافي لرد کلوين بود. کلوين، نام رودخانه اي است که از زمين هاي دانشگاه گلاسکو رد مي شود.

البته او به انجام پیش بینی نادرست هم مشهور است به طور مثال گفته بود : پرواز کردن با وسیله ای که سنگین تر از هوا است ممکن نیست.

                                                      به نقل از تبیان

+ نوشته شده در  سه شنبه 3 مهر1386ساعت   توسط سورنا  | 
درباره
 سایت coo قبلا دامین رایگان میداد منم یه دونه گرفتم الان پولیش کرده لینک های من هم چه رو عکس های مطالب وبلاگم و چه تو وبلاگ های دیگه به یه جای دیگه میره و این یعنی فاجعه...
نوشته هاي پيشين
خوش آمدید
طیف سنج جرمی
پرتوی کاتدی
اطلاعاتی درباره دیوار صوتی
الماس کربن خالص
کار برد ابر رسانا
اتمسفر
فیزیک جو
پلاسما
حاشیه : الکتروشیمی
سورنا و فیزیک و انتخابات ایران
سفر در زمان چطور انجام ميشود؟
نظریه نسبیت عام
نانو تکنولوژی
خازن چیست و کاركرد آن چگونه است؟
لیزر و انواع آن
تعيين اندازه ميدان مغناطيسي ستاره ي نوتروني
تامسون چگونه نسبت بار به جرم الكترون رااندازه گيري كرد؟
رنگ و موج و شکست نور
تابش الكترومغناطيسي
ذرات زيراتمي (Subatomic Particles)
اورانیوم و انرژی هسته ای - ۱
اورانیوم و انرژی هسته ای - ۲
اورانیوم و انرژی هسته ای - ۳
کاربردهای دانش هسته ای
آب سنگین
از سنگ اورانيم تا بمب اتم
هفت شگفتي عظيم در جهان فيزيك
فیبر نوری
زندگینامه رابرت هوك
نويسندگان
پيوندها