دوستان به جای 09357795285 شماره جدید 09217354724 رو بگیرید

دوستان به جای 09357795285 شماره جدید 09217354724 رو بگیرید

مقاله دانشجویی

طراحی سایت


مقاله دانشجویی
 
تحقیق پروزه ومفالات دانشجویی
Yahoo Status by RoozGozar.com

نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

هر چیزی که در مجاورت دستگاه نوسان ساز اجاق های مایکروویو معمولي قرار داشته باشد، به شدت تحت تاثیر ارتعاشات قرار می گیرد. در حالی که اگر نیم متر از منبع ارتعاش دور شود، قدرت امواج به یک صدم کاهش خواهد یافت. برای مقایسه اثر مایکروویو بر روی ساختار مولکولی مواد، دو گیاه کاملاً مشابه که یکی از آنها توسط آب گرم شده در مایکروویو و دیگری توسط آب گرم شده بر روی کتری سیراب شده بودند، مورد مقایسه قرار گرفتند.

این فکر جالب به ذهن یک دختربچه رسیده بود و خودش نیز آن را اجرا کرد. وی مقدار معینی آب را در مایکروویو جوشاند و پس از سرد شدن به یکی از گیاهان داد و همان مقدار آب را در کتری و روی اجاق گاز جوشاند و پس از سرد شدن به گیاه دیگر داد و این کار را به مدت 9 روز ادامه داد.

نتیجه این آزمایش (طبق تصاویر) پس از روز نهم نشان دهنده این بود که گلدانی که توسط آب جوشانده شده به روش سنتی سیراب شده بود (گلدان سمت راست) مانند روز اول کاملاً سالم و شاداب بود ولی گلدانی که توسط آب جوشانده شده در مایکروویو سیراب شده بود رفته رفته پژمرده و نهایتاً در روز نهم کاملاً خشک شد



اما مایکروویو چگونه عمل می کند؟

مایکروویو (میکروویو) که به اشتباه ماکروویو خوانده می شود، از ترکیب دو واژه مایکرو یا میکرو MICRO (به معنی کوچک) و ویو WAVE (به معنی موج) تشکیل شده است و به معنای امواج با طول موج کوتاه و تعداد نوسانات (فرکانس) بسیار بالا است. فرکانس چنین امواجی، بین۳۰۰ مگاهرتز تا چند گیگاهرتز در ثانیه می تواند باشد. بُرد چنین امواجی کوتاه بوده و در حد چند متر است، ولی میزان نفوذ آن ها نسبتاً بالا است و از درون ابر و غبار عبور می کنند. هر چه فرکانس بیشتر باشد، شدت نفوذ بیشتر ولی بُرد امواج، کوتاه تر می شود.

به عنوان مثال هر چیزی که در مجاورت دستگاه نوسان ساز اجاق های مایکروویو معمول قرار داشته باشد، به شدت تحت تاثیر ارتعاشات قرار می گیرد. در حالی که اگر نیم متر از منبع ارتعاش دور شود، قدرت امواج به یک صدم کاهش خواهد یافت.

امواج دارای طول موج کوتاه، هنگام برخورد به ماده، چنان موجب ارتعاش و تغییر قطب های منفی و مثبت موجود در آن می شوند که این جنبش بالای ملکول ها موجب به هم خوردن شدید آن ها و ایجاد اصطکاک در مولکول ها و در نهایت سبب گرم شدن آن ماده می شود. در این میان نقش آب در درون ماده غذایی بارزتر است. زیرا ملکول های آب که قطبی هستند (همچون دیگر ملکول های قطبی)، بیشتر تحت تاثیر نوسانات قرار گرفته و به شدت شروع به جابه جایی در محل خود می کنند. به همین دلیل هر چه غذا رطوبت بیشتری داشته باشد سریع تر تحت تاثیر این امواج قرار می گیرد.


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

كاربرد علم فيزيك در ورزش كاربرد علم فيزيك و علوم وابسته علم مكانيك و مكانيك زيستي " بيومكانيك " در تكنيك و مهارتهاي ورزشي : حدودا از سال 1914 ميلادي اهميت استفاده از قوانين علم فيزيك و رشته هاي وابسته آن خصوصا علم مكانيك در فعاليتهاي روزمره و ورزشي مورد توجه قرار گرفت . خانم واتز " WATTS " درهيمن سال با بكارگيري وسايل تحقيقاتي ساده ، اهميت درك و كاربرد صحيح اصول علم مكانيك را در فعاليتهاي روزانه و ورزشي گوشزد نمود و گفت : زمانيكه اين اصول كاملا تفهيم شد ، آنوقت ما مجاز به استفاده از آنها نه تنها براي تمرينهاي بخصوص ، بلكه در تمام رشته هاي ورزشي و فعاليتهاي عادي روزمره هستيم . خانم واتز گفت : كاربرد درست اصول علم مكانيك ، نتايج فعاليتهايي ورزشي شما را مطلوبتر و از جراحات هولناك به نحو چشم گيري پيش گيري كي نمايد . ناخودآگاه ، در حركات ورزشي و فعاليتهاي ورزشي روزمره قوانين علم مكانيك و مكانيك زيستي " بيو مكانيك " نظير ، قوانين نييروي جاذبه ، تعادل ، حركت ، طرز بكار بردن اهرم ، نيرو ، شناوري " در ورزشهاي آبي " برخورد و پرتاب و غيره مورد استفاده قرار مي گيرند . از سال 1950 ميلادي سود جستند از اين علوم و رقابتهاي المپيك و بين المللي توسط كشورهاي صاحب در ورزش خصوصا شوروي سابق جنبه جدي و ظهور خط سياسي در ورزش را هر چه بيشتر دامن زد . كاربرد قوانين فيزيك زماني شگفتي آفريد كه ورزشكاران آلمان شرقي سابق با شركت خود در مسابقات بين المللي و ثبت ركوردهايي باور نكردني در اكثر رشته ها ، دو كشور صاحب نام ورزشي يعني شوروي سابق و آمريكا را مات و مبهوت نمودند . انستيتوهاي ورزشي آلمان شرقي با تجهيزات آزمايشگاهي فوق مدرن و اساتيد مجرب و صاحب كلاس و با ارائه سيستم هاي مدرن و جديد تمريني و تربيتي و خلق تكنيك هاي باور نكردني بر مبناي قوانين علم مكانيك ، فاصله خود را در تحقيقات علمي ورزشي با ساير كشورها به نحو چشم گيري عميق تر كردند . اين چنين تكنيك هاي علمي تا حدود زيادي موضوع شانس يا بهانه قرعه سخت و جهت گيري دارو بنفع كشور خاصي را خنثي كرد و ثابت نمود ، تنها ورزشكاران صاحب تكنيكهاي علمي كامل و بي نقصي مي توانند مبارز به طلبند . امروزه شاهد شكوفائي ورزش علمي در تمام زمينه ها هستيم و آينده نشان خواهد داد كه كشورهاي صاحب " علم و تحقيقات " و آماده سرمايه گذاري معنوي و اقتصادي دراين جهت ، مقمهاي بزرگ را به دست مي آورند . در اين مقالات سعي مي شود با زبان ساده ، قوانين علم فيزيك و رشته هاي وابسته " مكانيك و بيو مكانيك " و كاربرد مؤثر آنها را در ورزش بررسي كنيم . قبل از ارائه اين قوانين ، لازم است ، رابطه بين علم فيزيك و مكانيك و بيو مكانيك براي خوانندگان عزيز تشريح گردد : فيزيك چيست ؟ فيزيك يكي از شاخه هاي مهم " شايد مهم ترين " علومم طبيعي بوده و بررسي تمام پديده هاي طبيعي را به نحوي زير پوشش خود قرار مي دهد . علم فيزيك در مطالعه عناصر تشكيل دهنده ماده يا جسم مادي و عمل متقابل اين عناصر غير قابل انكار و بررسي چنين برهم كنشها ، خواص جسم مادي را در پيش روي ما قرار داده و دسترسي به مجهولات پديده هاي طبيعي را آسان مي كند . فيزيك علاوه بر بررسي ساختار جسم مادي و عوامل تشكيل دهنده آن ، ارتباط نزديك با ساير علوم طبيعي در رشته و بعنوان يك پديده بنيادي در تمامي پژوهشهاي علمي كاربرد وسيعي را به خود اختصاص مي دهد . بررسي اوضاع و احوال علومي نظير انرژي ، نور ، مكانيك " جامدات و سيالات " شيمي ، نجوم ، زمين شناسي بدون استفاده از فيزيك امكان ندارد . شاخه هاي سنتي فيزيك : تا پايان قرن نوزدهم و شروع قرن بيستم ، حيطه عمليات علم فيزيك را در علومي نظير ، مكانيك ، ترموديناميك ، الكتريسيته ، مغناطيس ، صدا و نور خلاصه مي دانستند . مثلا ،مكانيك را علم الحركات و نور را براي دستيابي به علم اپتيك و صدا و شنوائي را براي دسترسي به علم اكوستييك و الكترومغناطيس را بعنوان رابط با تمامي شاخه هاي ذكر شده بكار مي گرفتند . علم مكانيك بعنوان شاخص ترينن رشته هاي علم فيزيك بكار گرفته شد و بسرعت توسعه يافت و بهه دو بخش استاتيك وديناميك تقسيم گرديد. قوانين بيشماري در ارتباط با استاتيك و ديناميك مطرح شد كه اغلب آنها امروز نيز در فعاليتهاي علمي ـ صنعتي ـ ورزشي مورد استفاده قرار مي گيرند " در مقالات آتي به اين قوانين و كاربرد آنها در ورزش اشاره خواهد شد ". در شروع قرن بيستم ديدگاه ها نسبت به علم فيزيك دستخوش دگرگوني گرديد و شاخه جديدي بنام فيزيك نوين خصوصا بررسي انرژي هسته اي بدان اضافه شد . اين تغييرات بيشتر تحت تاثير انديشه هاي نوين ، ستاره تابناك و جاويدان عالم فيزيك يعني " آلبرت انيشتين " قرار داشت . انيشتين ديده فيزيك دانان ، عالمان و دانشمندان را نسبت به فضا ، زمان و سرعت و حركت بكلي دگرگون ساخت و مسائل پيچيده نيروي جاذبه ومعماهاي كهكشانها را حل نمود . كارهاي علمي انيشتين و معادلات و برداشت او از نيروي جاذبه " كه بنحو چشم گيري با تعريف نيروي جاذبه نيوتن اختلاف دارد " زمان فعلي را پوشش ميدهد و قوانين ارائه شده او برآينده جهان تاثير خواهد گذاشت . ثقل انيشتيني يا " نسببيت عام " همانطوري كه بر اجرام سماوي و اقمار و ستارگان و سفينه ها اثر ميگذارد ، مطمئنا رشته هاي مختلف ورزش را متحول و متاثر خواهد كرد . چرا كه سرعت در بيدار كردن انرژي نهفته اجسام رل اساسي بازي مي كند و اين مهم در فرمول E= mc انيشتين بيان شده . مي دانيم سرعت و شتاب در كسب ركوردهاي بالا رل اساسي را بازي مي كند و كسب انرژي بالا توسط ورزشكار " يعني فرمول انيشتين " قادر به خلق ركوردهاي غير قابل باور در سالهاي 2500 يا 3000 ميلادي خواهد بود . البته آنچه در رابطه باانرژي نهفته و سرعت گفته شد ، مي تواند بعنوان خيال پردازي تلقي شده ، ولي آينده ركوردهاي حيرت انگيز در رشته هاي گوناگون ورزشي بستگي به سرعت و جذب انرژي دراين راستا دارد . بهر صورت با بكارگيري و استفاده از ثقل انيشتيني و حذف ثقل نيوتني " به هر حال در مقابل ثقل انيشتيني قابل هضم نيست " كار ركوردها و ورزش نيز بهمين جا ختم نمي شود . به هر صورت فيزيك نوين ايجاب مي كند در هر زمان ، اصول و مباني و تفكرات قبلي دانشمندان علوم رياضي ـ فيزيك مورد بررسي قرار گرفته و تغييرات جديد بكار رود . پيدايش علم مكانيك زيستي يا بيومكانيك در ورزش : در سالهايي اخير براي تجزيه و تحليل حركات جسماني موجودات زنده خصوصا انسان " بيش از همه حركات ورزشي " دانشمندان پس از بحث هايي طولاني به واژه بيو مكانيك يا مكانيك زيستي رو آوردند . در حقيقت بيو مكانيك نيز شاخه اي از علم مادر يعني فيزيك است و همان قوانين در اين رشته نيز صادق مي باشد . تعريف علم بيومكانيك : در رابطه با تكنيكها ومهارتهاي ورزشي ، بيو مكانيك باين شرح تعريف مي شود : بيو مكانيك علمي است كه با بكارگيري قوانين فيزيك و مكانيك در حركات ورزشي و فعاليت هاي روزمره انسان و تجزيه و تحليل عمل و عكس العمل نيروهاي داخل و خارجي بر بدن انسان وتاثيرات نهائي اين نيروها صحبت مي كند . مكانيك زيستي يا بيو مكانيك چه تغييراتي در روشها و فنون ورزشي ايجاد كرده : بطور كلي كاربرد قوانين علم بيو مكانيك يا مكانيك زيستي در ورزش وتكنيكهاي مربوطه موجب تغييرات شگرف و باورنكردني شده . مثلا ، تغيير در حركات كلاسيك وزنه درر حركات كلاسيك وزنه برداري و برگزيدن " استيل چمباتمه " و كشش هاي انفجاري " كشش با شتاب بالا " ركوردهاي اين ورزش سنگين را بنحو چشم گيري تغيير داده ، ضمنا موجب دگرگوني پايه اي در تكنيك هاي آن گرديده . رابطه علم فيزيك با ورزش : فيزيك اساس و بنياد اكثر علوم طبيعي است و در زمينه هاي گوناگون علمي كاربرد دارد . ورزش ني از اين قاعده مستثني نيست و بدون استفاده از قوانين فيزيك هيچ يك از فرآيندهاي ورزشي قابل تجزيه و تحليل نيستت . يكي از شاخه هاي پر ارزش فيزيك ، مكانيك است كه در تمام زمينه هاي ورزشي بصورت پايهاي وو گسترده بكار مي رود " در مقالات آينده تك تك آنها با ذكر مثال ورزشي عرضه مي شوند " . براي ايجاد ارتباط بيشتر بين ورزش علمي و علم مكانيك تعريف هر دو را بشرح ذيل ارائه مي كنيم . مقايسه اين دو تعريف مي رساند كه چقدر ورزش علمي به علوم مربوط به فيزيك وابسته است . تعريف علم مكانيك : علم مكانيك علمي است كه در رابطه با حركت و تاثير نيروها بر اجسام صحبت مي كند . تعريف علم ورزش : علم ورزش علمي است كه ، در ارتباط با بكارگيري نيروي عضلاني ورزشكار و انتقال آن توسط تاندونهاي ماهيچه به اهرمهاي بدن او حركت و جنبش آنها را باعث شده و فعاليتهاي ورزشي به سرانجام مي رسد يا نيروهاي واقعي ورزشكار كه نيروي عضلانني مي باشند ، بر اجسام كه مي تواند وسايل ورزشي و غيره باشد اثر كرده و تحركات اهرمها را بدنبال مي آورد وموجب تكامل حركت ورزشي خواهد شد . اين دو تعريف بسيار شبيه مي باشند و ميي رساند چقدر قوانين فيزيك ورشته هاي مربوط آن در تكنيكهاي ورزش موثرند . همين طور زمانيكه سرعت و قدرت و نرمش و كم نياوردن نفس در كشتي آزاد فرنگي با ضوابط و قوانين جديد اعمال گرديد ، اين دو ورزش از حالت خسته كننده و بي تحرك به ورزشي فعال و صاحب سبك و تكننيك و جذاب مبدل گرديد يا زمانيكه مقررات شنا در برگشت تغيير كرد بطور وضوح بر روي ركوردها اثرات عميق گذاشت. اين مسئله در پرش ارتفاع با بكارگيري نيزه هاي فايبر گلاس و قابل انعطاف نيز معجزه كرد اما در اين ميان كوچ ها و مربيان با بروز چنين تغيرات غير قابل پيش بيني روبرو و غافل گير شدند ، ولي كلاسهاي توجيهي ـ آموزشي و تئوريك ـ عملي اين نقيصه را نيز جبران رركد . علم بيو مكانيك مربيان و مدرسين ورزشي را در تجزيه وتحليل علمي حركات ورزشي ياري داده و آنها را در اجراء تكنيك ها و فنون علمي حركات ورزشي ياري داده و آنها را در اجراء تكنيك ها و فنون علمي راهنمائي و تصميم گيري را برايي آنان آسان تر مي كند . مثلا در وزنه برداري استفاده وسيع از قوانين بيو مكانيك و مكانيك در حركات كلاسيك و آموزشي جنبه هاي فني ـ تكنيكي اين دو حركت بعهده مربي است . اين مربيان در سطح خيلي پيشرفته بايد دانش بيو مكانيك وقوانين مربوط به آنها را جذب كرده و بكار گيرند . نقطه شروع جذب اين دانش علمي بدون شك دانشكده هاي ورزش است . اين دانشكده ها بجايي واحد هاي درسي غير ضروري ، بايد دروس فيزيك و بيو مكانيك ورياضيات مربوطه را جدي گرفته ، علاوه بر واحدهاي تئوريك ، آزمايشگاههاي آنها را كه به شكل عملي چگونگي كاربرد قوانين فيزيك و بيو مكانيك در ورزش را نشان مي دهند ، بر پا و تجهيز نمايند . آنچه ارزش علم بيو مكانيك را هر چه وسيع تر نمايان مي كند ، بهبود بخشيدن بر تكنيكها و ركورهاي ورزشي است و سرانجام شكوفائي استعدادهاي نهفته نوآموزان ورزشكار است كه از وظايف مربي بحساب مي آيد


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

تأمين انرژي مورد نياز و حل مشكلات زيست‌محيطي، يكي از مهمترين دغدغه‌هاي بشر در قرن اخير است. اين امر باعث شده است تا همواره در پي يافتن منابع جديد توليد انرژي با حداقل آلودگي­هاي زيست‌محيطي باشيم. اهم گزينه‌هاي مطرح در خصوص منابع جديد انرژي، عبارتند از: انرژي اتمي، انرژي‌هاي تجديدپذير نظير انرژي خورشيدي، انرژي باد، استفاده از پيل ­هاي سوختي و… به رغم پيشرفت­هاي تكنولوژيكي قابل توجه، هنوز هم اين روش­ها فاقد سهم قابل ملاحظه­اي در تأمين انرژي بوده و سوخت‌هاي فسيلي بهترين گزينه مطرح هستند. اين نوع سوخت‌ها بيشترين سهم را در توليد انرژي دارند. نكته قابل توجه در مورد استفاده از سوخت­هاي فسيلي‌، محدوديت منابع و آلودگي­هاي زيست‌محيطي ناشي از مصرف آنهاست. لذا استفاده بهينه از اين منابع به منظور دستيابي به چگالي انرژي بالاتر و كاهش آلودگي­هاي ناشي از به‌كارگيري آنها، بسيار حائز اهميت است. براي دستيابي به اين مهم، بسته به نوع كاربرد سوخت مورد استفاده، روش­هاي مختلفي ارائه شده است. يكي از مهمترين اين روش­ها، تغيير تركيب هواي مورد استفاده است. به‌طوري كه با افزايش غلظت اكسيژن در هواي ورودي، بازده احتراق افزايش يافته و چگالي انرژي مورد استفاده سوخت، افزايش مي­يابد. از سوي ديگر، با توجه به افزايش غلظت اكسيژن ورودي، احتراق كاملتري انجام گرفته و در نتيجه هيدروكربن­هاي نسوخته، ذرات جامد معلق، گاز مونواكسيد كربن و… كاهش مي­يابد. گفتني است كه استفاده از هواي غني شده از اكسيژن، مي­تواند به افزايش ميزان اكسيدهاي نيتروژن بينجامد كه اين آلاينده را نيز مي­توان با اعمال تكنيك­هاي خاص، كاهش داد.

هواي غني شده از اكسيژن را مي­توان با افزودن اكسيژن خالص به هواي معمولي و يا به صورت Onboard از هواي معمولي تهيه كرد. روش اول براي تهيه هواي غني شده از اكسيژن، چندان مناسب نيست زيرا گران بوده و در كاربردهايي نظير بهبود احتراق سيستم­هاي متحرك (خودروها) قابل استفاده نيست. براي توليد اكسيژن غني شده به صورت Onboard دو روش PSAا1 و غشايي وجود دارد. با توجه به مباحثي كه در بخش­هاي بعدي خواهد آمد، روش غشايي بر روش PSA برتري دارد و از اين رو، در سال­هاي اخير تمام توجهات در حوزه جداسازي گازها، به سمت اين روش (غشايي) جلب شده و تحقيقات متعددي در زمينه اين فناوري صورت گرفته است.

در يافت متن كامل مقاله در قالب pdf


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

نگراني درباره بزرگترين آزمايشگاه دنيا

بزرگ‌ترين شتاب‌دهنده ذرات دنيا (LHC) كه از آن به عنوان بزرگ‌ترين و مجهزترين آزمايشگاه تحقيقاتي جهان نيز ياد مي‌شود از سپتامبر سال گذشته (شهريور 87) حيات خود را آغاز كرد، اما به دليل بروز برخي نواقص فني هم‌اكنون چند ماهي است به خواب رفته، اما با تلاش محققان مركز تحقيقات هسته‌اي اروپا (سرن) كه در ژنو سوئيس واقع شده است بزودي مهياي ادامه كار خود مي‌شود. آنچه كه در ماه‌هاي گذشته و همزمان با از كار افتادن موقتي اين مجموعه عظيم آزمايشگاهي روي داده است از بروز برخي شايعات و نگراني‌هاي مرتبط با آنها درخصوص وضعيت خاموش اين آزمايشگاه و خطرات احتمالي آن براي ساكنان زمين حكايت دارد، اما حقيقت چيز ديگري است.

چرا طرح عظيم LHC براي برخي ساكنان زمين نگراني‌هايي را به همراه داشته است؟ در تشريح اين مسأله و در نهايت رسيدن به جايي كه بتوان با استنادات علمي ‌چنين نگراني‌ها و شايعاتي را رد كرد بايد ابتدا به فرآيندي كه در اين آزمايشگاه زير زميني روي مي‌دهد، پرداخت. در مجموعه عظيم آزمايشگاهي LHC ساختار حلقه‌اي غول پيكري قرار دارد كه در آن ذرات مسافتي بالغ بر 27 كيلومتر را در وضعيت پرتاب طي مي‌كنند. برخورد اين ذرات در سرعت‌هاي بسيار بالا نتايجي در بردارد كه مهم‌ترين آنها كشف اسرار مختلف نهفته در دل مواد و در نتيجه چگونگي پيدايش عالم است.

طرح شتابگر عظيم LHC كه با هزينه 9 ميليارد دلار و به عنوان بزرگ‌ترين و پيچيده‌ترين دستگاهي است كه تاكنون توسط بشر ساخته شده است در زير زمين و در ناحيه مرزي فرانسه و سوئيس قرار دارد. آزمايشاتي كه در اين مركز صورت مي‌گيرد با هدف افزايش دانش بشر نسبت به طبيعت بوده و با مشاركت گروهي متشكل از 7 هزار دانشمند و فيزيكدان و با حضور 80 كشور جهان طراحي شده و از لحاظ عمق و حجم اطلاعات و فعاليت‌هاي علمي ‌بزرگ‌ترين طرح علمي ‌بشر محسوب مي‌شود. در اين مجموعه آزمايشگاهي ريز سياهچاله‌هاي ميكروسكوپي ايجاد مي‌شود كه مربوط به ايجاد انفجاراتي لحظه‌اي اما بزرگ است. در حقيقت دانشمندان تلاش مي‌كنند در طول انجام چنين برخوردها و تشكيل سياهچاله‌هايي از اين دست به نوعي شكل گيري اوليه عالم را شبيه سازي كنند. نكته جالب اينجاست كه آغاز برخي نگراني‌ها و شايعات درخصوص فعاليت LHC از همين جا آغاز مي‌شود. در هفته‌ها و ماه‌هاي اخير افزايش آگاهي مردم درخصوص چگونگي فرآيندهاي برنامه‌ريزي شده براي LHC موجب شده تا برخي انجام آنها را براي ادامه حيات زمين خطرناك عنوان كنند. در گزارش‌هايي آمده است: نگراني برخي مردم جهان بويژه اروپايي‌ها مبني بر آن است كه ايجاد چنين شرايطي اگر از كنترل و برنامه‌ريزي دانشمندان خارج شود مي‌تواند تبعات و نتايج باورنكردني‌اي به همراه داشته باشد تا آنجا كه ديگر اثري از زمين نخواهد بود. از آن گذشته، آغاز فعاليت‌هاي اين طرح با نقص همراه بوده است و از اين‌رو شايد بتوان اين نگراني را نيز قابل توجيه دانست كه با خارج شدن امور از كنترل دانشمندان و فيزيكدانان آنچه نبايد اتفاق افتد روي دهد.

چنين نگراني‌هايي گرچه از بعد تئوري قابل بحث است، اما نكته اصلي اينجاست كه در اين طرح عظيم آزمايشگاهي كه با صرف بودجه‌اي نزديك به 10 ميليارد دلار همراه بوده است، از بالاترين تكنيك‌ها و امكانات كنترلي بهره گرفته شده است تا جاي هيچ گونه نگراني درخصوص تداوم فعاليت‌هاي آن بر جاي نماند. اما اين تنها بخشي از پاسخ دانشمندان طرح LHC به چنين شايعات و نگراني‌هايي است. با دقت به آنچه در اين آزمايشگاه روي داده و خواهد داد اين نكته روشن مي‌شود كه چنين فرآيندهايي هم اكنون و حتي در دوران‌هاي گذشته و همزمان با حيات زمين و ديگر اجرام آسماني به صورت طبيعي در حال رخ دادن بوده است.

از آن گذشته برخورد دهنده‌ هادرون مانند ديگر برخورد دهنده‌ها، پديده طبيعي پرتوهاي كيهاني را تحت شرايط كنترل شده آزمايشگاهي بازسازي كرده و امكان مطالعه دقيق آنها را فراهم خواهد آورد. پرتوهاي كيهاني ذراتي هستند كه خارج از فضاي زمين توليد شده و انرژي برخي از آنها بسيار فراتر از انرژي ايجاد شده در ‌هادرون خواهد بود. طي ميلياردها سال گذشته، طبيعت تعداد زيادي از برخوردهاي مشابه برخورد ‌هادرون را با انرژي بيش از آن در زمين به وجود آورده است و همان‌طور كه قابل مشاهده است زمين همچنان در حال ادامه حيات است. كل جهان هستي در هر ثانيه بيش از 10 ميليون ميليون آزمايش مشابه آزمايش ‌هادرون را به انجام مي‌رساند و احتمال وجود هر نوع خطري با آنچه در سيارات و ستاره‌هاي ديگر مشاهده مي‌شود كاملا متناقض است.

گذشته از اين توضيحات، دانشمندان اين طرح هم‌اكنون خود را براي راه‌اندازي مجدد اين مجموعه عظيم آزمايشگاهي آماده مي‌كنند. بر اساس پيش‌بيني‌هاي صورت گرفته LHC از اواخر ماه سپتامبر و با آزاد كردن نخستين سري از تابش‌هاي پروتوني فعاليت مجدد خود را آغاز خواهد كرد. بي‌شك اين لحظه بشدت مورد توجه دانشمندان و فيزيكداناني قرار دارد كه طي 15 سال گذشته كه برنامه طراحي و ساخت LHC آغاز شده است، همواره به دنبال يافتن پاسخي براي هزاران پرسش علمي ‌و تحقيقاتي خود بوده‌اند. اين مجموعه عظيم آزمايشگاهي فرصت مناسبي در اختيار دانشمندان و فيزيكدانان سراسر جهان قرار مي‌دهد تا بيش از گذشته به درون ساختارهاي اتمي‌ و انرژي نهفته در مواد نفوذ كنند. در حال حاضر در گوشه و كنار جهان سيستم‌هاي برخورد دهنده مشابهي فعاليت دارند، اما آنچه به عنوان نقطه تمايز اين دستگاه و ديگر دستگاه‌ها به شمار مي‌آيد انرژي هنگفتي است كه بر اثر برخورد ذرات با يكديگر در آن آزاد مي‌شود. تاكنون دانشمندان تنها موفق به آزادسازي يك ترا الكترون ولت انرژي در ديگر سيستم‌هاي برخورد ذرات بوده‌اند، اما اكنون برنامه‌ريزي گسترده‌اي براي افزايش اين رقم به 7 ترا الكترون ولت است كه در صورت به حقيقت پيوستن مي‌توان از آن به عنوان يكي از نقاط عطف تاريخ علم ياد كرد. دانشمنداني كه در مجموعه آزمايشگاهي سرن در حال فعاليت شبانه‌روزي هستند اميدوارند از نتايج آزمايش‌هاي خود در سرن گام تازه‌اي در افزايش درك بشر از حوادث مربوط به پس از انفجار بزرگ و پيدايش عالم برداشته و در عين حال با نگاهي به جلو در نظر دارند تا از نتايج مربوط به برخورد ذرات در شتاب‌دهنده راهكارهاي نوين درماني براي بيماري‌هاي مختلف نظير سرطان ارائه كنند. بي‌شك اهميت و عظمتLHC و نتايج ارزشمندي كه براي ساكنان زمين به همراه خواهد داشت در آينده نه چندان دور بيشتر و بيشتر نمود پيدا خواهد كرد.


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

دونالد اهرنز نويسنده اي است كه در كتاب خود با نام "هواشناسي امروز" از رنگين كمان تحت عنوان يكي از ديدني ترين نورهايي كه مي توان در زمين مشاهده كرد نام برده است. حقيقتاً از ديدگاه سنتي رنگين كمان عبارت از پرتو خورشيدي است كه  به رنگهاي مختلف انتشار مي يابد و  به وسيله قطرات ريز باران به چشم مشاهده كننده بازمي گردد.اصطلاح كمان كه بخشي از كلمه رنگين كمان را تشكيل مي دهد در حقيقت مطلب را به خوبي توضيح مي دهد كه رنگين كمان دسته اي است از رنگهاي خم شده كماني است كه مركز مشتركي دارند.  

 


خورشيد هنگام پديدار شدن رنگين كمان كجاست؟

طرح اين پرسش براي شروع تفكر فيزيكي پيرامون اين مسئله كه "فرايند تشكيل رنگين كمان چيست" بسيار مناسب است. اغلب مردم هيچ توجهي نمي كنند كه زمان مواجهه با رنگين كمان هميشه خورشيد پشت سرشان قرار دارد. و مركز كمان رنگين كمان دقيقاً در مقابل خورشيد واقع است. البته با ذكر اين نكته كه باران در امتداد رنگين كمان قرار دارد.


چه چيزي سبب ايجاد قوس رنگين كمان مي شود؟

پرسشهايي از اين دست پاسخهاي فيزيكي به خصوصي دارند. ما پديده تشكيل كمان را توسط بارش باران توضيح خواهيم داد. و اين مسئله اي پيرامون مباحث اپتيك است كه نخستين بار به طور شفاف توسط رنه دكارت در سال 1637 ميلادي تشريح گرديد.موضوع جالب تاريخي اينكه مطابق با مطلبي كه در كتاب كارل بايرز "رنگين كمان از افسانه تا رياضيات" شرح داده شده در حقيقت دكارت اين پديده را با در نظر گرفتن گذر نور از يك قطره آب ساده سازي نموده و توانست اين پديده را  شرح دهد . وي مي نويسد: در نظر بگيريد اين كمان نه در آسمان بلكه در هواي نزديك به ما هر كجا كه خورشيد به قطرات باران ميتابد ظاهر گردد. در نتيجه ما قطعاً خواهيم توانست اصل قضيه را دريابيم. من تصميم دارم به سهولت بيان نمايم كه هر كدام از پرتوهاي نور به قطرات فرو ريزنده باران برخورد و از آن عبور نمايد و به چشم ما ميرسد.  بعلاوه با در نظر گرفتن اين موضوع كه قطره باران گرد و كروي است و ساختاري تشكيل يافته دارد و اينكه قطره آب در اندازه هاي بزرگتر و كوچكتر ايجاد مي گردد در اصل پيدايش كمان تفاوتي ايجاد نميشود اگر اين كره كوچك يا بزرگ باشد.من نظري دارم و آن اين است كه مي توان اين مطلب را بهتر بيان نمود. دكارت توضيح داده كه چگونه كره بزرگي ساخته و به پرتوهاي خورشيد گذرنده از آن نگاه كرده است.                                     

وي همچنين نوشته است "من دريافتم اگر پرتو خورشيد بعنوان مثال از بخشي از خورشيد كه در شكل زير با AFZنشان داده شده است عبور كند و چشمان ناظر در نقطهE   قرار داشته باشد زمانيكه در موقعيت دوار BCD واقع هستم  قسمت D قرمز و روشنتر به نظر خواهد رسيد."

و هرچقدر به آن نزديك شوم يا از آن دور  گردم و يا به چپ و راست بروم و يا اينكه به سمت بالا ارتفاع بگيرم همواره خط EM با امتداد خط DE  زاويه 42 درجه خواهد ساخت.

بنابراين ما تصور مي كنيم در امتداد مركز خورشيد و چشمان مان قرار دارد و از اين رو همواره قرمز به نظر خواهد رسيد و به تدريج با بزرگتر شدنDEM  رنگ قرمز محو و ناپديد خواهد شد. 

و به همين ترتيب اگر زاويه را اندكي كوچكتر در نظر بگيريم رنگ قرمز به يكباره ناپديد و محو نخواهد شد بلكه حالت محو تري پيدا خواهد كرد و ديگر آن حالت تشعشع درخشنده را كمتر خواهد داشت. كه به تدريج در پهناهاي مجاور آن رنگهاي زرد آبي و ساير رنگها ظاهر مي شوند.

وقتي مسئله را جزئي تر بررسي كنيم درمي يابيم در قسمتBCDچه چيزي سبب مي گردد نقطه D قرمز به نظر برسد. دريافتم كه پرتوهاي نور خورشيدي كه از  A  به   B   مي رسند در زمان ورود به نقطه B   خم مي شوند.  و براي عبور به نقطه C  جايي كه به نقطهDبازتابيده مي شوند  و در آنجا با عبور از قطره آب باز هم خميده مي شوند .

آنچه گفته شد شكل رنگين كمان را بيان مي كند . براي ساده سازي اين تحليل مسير پرتو تكرنگ را درون يك قطره كروي آب در نظر بگيريد . تصور كنيد نور چگونه داخل قطره كروي آب مي گردد و سپس چگونه توسط سطح خميده داخلي و نيز " آيينه مانند"  قطره آب  بازتابيده مي شود. و در نهايت اينكه چگونه نور به قطره آب وارد و از آن خارج مي گردد.اگر نتايج اين بررسي را به كل قطرات آب باران در آسمان تعميم دهيم مي توانيم علت كماني شكل بودن رنگين كمان را درك نماييم. دياگرام سنتي براي توضيح اين پديده نشان داده شده است. "فيزيك هواشناسي" مسير عبور يك پرتو نور  از  قطره آب در امتدادSA را نمايش مي دهد. به گونه اي كه باريكه نور در نقطه A  وارد مي شود .

به ميزان كمي خميده مي گردد و به داخل قطره آب وارد شده تا نقطه B پيش مي رود.

  زمانيكه به نقطهC بازتابيده مي شود و از قطره آب بيرون آمده اكنون با حالتي منحني و خميده شده در امتداد CE از قطره خارج مي گردد.  زاويه D  ميزان انحراف زاويه اي خروج پرتو نور از امتداد اصلي را نشان مي دهد.

دكارت اين زاويه را براي پرتو نور قرمز در حدود 138 درجه اندازه گيري نموده است. پرتوي كه در اينجا كشيده شده بسيار با اهميت است زيرا كه پرتوي را كه انحراف زاويه كمتري دارد از ميان همه پرتوها در قطره باران نشان مي دهد كه دكارت يا پرتو رنگين كمان ناميده ميشود و بيشتر پرتوهاي خورشيدي مانند آن درست مانند اين پرتو در ميان قطره باران شكسته و بازتابيده ميشوند. بنابراين نور بازتابيده شده پراكنده تر و ضعيف تر خواهد بود مگر آنكه نزديك به اين امتداد پرتو رنگين كماني باشد. اين تمركز پرتوها در نزديكي حداقل انحراف زاويه اي منجر به ظاهر شدن كمان و قوس رنگين كمان مي گردد.خورشيد فوق العاده از ما  دور است  و مي توان تقريب خوبي براي اين مسئله  داشت. با فرض اينكه پرتوهاي خورشيدي دسته پرتوهاي موازي ايجاد مي نمايد كه در قطره آب داخل شده و در درون قطره پخش و بازتابيده مي شود و بار ديگر ه هنگام خروج از قطره آب رفتار مشابهي نشان مي دهد. دكارت در اين باره مي نويسد: قلم به دست گرفتم و محاسبه دقيقي از مسير پرتوهايي كه بر نقاط مختلف قطره كروي باران وارد مي شود براي حساب كردن اينكه چه زوايايي پس از دو پراكندگي و بازتاب به چشم انسان مي رسند انجام دادم. سپس دريافتم پس از يك بازتاب و دو پراكندگي پرتوهاي بيشتري از زاويه 42 و 41 درجه مي توانند به چشم برسند تا اينكه از ساير زوايا .  و هيچ پرتوي از زاويه اي بيش از اين نمي تواند مشاهده شود.عموماً  يك قطره باران كروي است و بنابر اين اثر آن بر نور خورشيد به طور متقارن با يك محور ميان مركز قطره و چشمه نور (در اينجا خورشيد) مي باشد .زيرا اين تقارن در بيان دوبعدي موجود در شكل به خوبي  كفايت مي كند و تصور سه بعدي قطره به دليل تقارن كروي مي تواند با گردش حول محور تقارن صورت پذيرد.اثر تقارن كانوني بر هر قطره در هر كجا كه قطرات باران را مشاهده مي كنيم.

و  با معيار ديدrainbow ray  تعريف مي گردد را در  لكه هاي روشن را پراكنده شده و بازتاب يافته نور خورشيد خواهيم ديد.

بر طبق شكل مشاهده مي كنيم كه پرتو رنگين كمان براي نور قرمز مابين امتداد پرتو خورشيد و خط ديد زاويه 42 درجه مي سازد. بنابراين در زمانيكه قطره باران در خط ديد واقع مي شود با نور پديدار شده چنين زاويه اي را مي سازد روشنايي آن را خواهيم ديد.

كماني از منحني با زاويه 42 درجه به مركز مقابل خورشيد است.  بدين ترتيب رنگين كمان ما منحني را به طور كامل مشاهده نخواهيم كرد زيرا زمين در ميانه راه با آن برخورد مي كند. زماني كه خورشيد نسبت به افق پايين تر قرار دارد ما بخش هاي بيشتري از اين قوس دايره رنگين كمان را مشاهده خواهيم نمود خصوصاً در موقعيت غروب خورشيد كه ما نيم دايره اي از نگين كمان با كمان 42 درجه در بالاي افق مشاهده مي نماييم. زمانيكه خورشيد نسبت به افق در بالاترين قسمت خود واقع است كمان رنگين كمان كوچكتر به نظر خواهد رسيد.

 چه چيزي سبب ايجاد رنگها در رنگين كمان مي شوند؟

 توضيح سنتي رنگين كمان بيان مي داشت كه رنگين كمان متشكل از 7 رنگ قرمز نارنجي زرد سبز آبي نيلي و بنفش مي باشد اما در حقيقت رنگين كمان طيف پيوسته اي از تمامي رنگها را از بنفش تا قرمز در گستره ديد انسان در بر مي گيرد. رنگهاي رنگين كمان ناشي از دو واقعيت اساسي است:

 پرتو خورشيد متشكل از دامنه همه رنگهاي قابل ديد در گستره بينايي انسان مي باشد . رنگهاي نور خورشيد زمانيكه با يكديگر تركيب مي گردند سفيد به نظر مي رسند. اين خاصيت نور خورشيد نخستين بار توسط سر آيزاك نيوتن  در سال 1666 تشريح گرديد. نور رنگهاي مختلف زمانيكه از يك حائل مانند هوا به محيط ديگري مانند آب يا شيشه عبور مي كنند به ميزان متفاوتي انتشار مي يابند. دكارت و ويلبرورد اسنل محاسبه كرده بودن كه نور چگونه زمانيكه از يك محيط به محيط ديگري كه چگالي متفاوتي دارد گذر مي كند خم يا پراكنده مي شود. (مانند گذر نور از هوا به محيط آب) زمانيكه مسير پرتو نور درون قطره آب را براي نورهاي قرمز و آبي بررسي مي كنيم در مي يابيم زاويه انحراف براي اين دو رنگ متفاوت است . زيرا نور آبي بيش از نور قرمز خميده و پراكنده مي شود.

اين موضوع نشان مي دهد زماني كه رنگين كمان و دسته رنگهاي آن  را مشاهده مي كنيم به نوري نگاه كرده ايم  كه از قطرات مختلف آب  پراكنده و بازتابيده شده است. برخي با زاويه 42 درجه ديده مي شوند برخي با زاويه 40 درجه و برخي مابين اين دو زاويه. رنگين كمان متشكل از دو رنگ اغلب پهنايي برابر با 2 درجه دارد (در حدود چهار مرتبه بزرگتر از اندازه زاويه اي ماه كامل) . توجه نماييد كه با وجود اينكه نور آبي بيش از نور قرمز در يك قطره باران پراكنده مي شود ما نور آبي را در قسمت داخلي تر رنگين كمان مشاهده مي نماييم زيرا ما از زاويه ي ديد متفاوت كوچكتر از 40 درجه براي نور آبي نگاه مي كنيم.

 

چه چيزي سبب ايجاد رنگين كمان دوتايي مي شود؟

بعضي وقتها دو رنگين كمان را همزمان با هم مشاهده مي كنيم. چرا اينگونه است؟ ما مسير پرتو نور از درون قطره آب باران را در زماني كه وارد آن مي شود و درون آن بازتابيده مي شود  پيگيري كرديم . اما تمام انرژي پرتو نور پس از آنكه يكمرتبه بازتابيده شد اتلاف مي شود. بخشي از پرتو نور مجدداً بازتابيده مي شود و از درون قطره آب را پشت سر گذاشته و از آن بيرون مي رود.

رنگين كمان معمولي كه عموماً مشاهده مي كنيم رنگين كمان اصلي و اوليه ناميده مي شود و توسط يك بازتاب داخلي ايجاد مي گردد .  رنگين كمان ثانويه به سبب وجود دو بازتاب داخلي ايجاد شده و پرتو نور با زاويه 50 درجه نسبت به زاويه 42 درجه كمان اوليه قرمز از قطره خارج مي شود. نور آبي اغلب با زاويه 53 درجه پديدار مي شود و اين اثر سبب ظاهر شدن رنگين كمان ثانويه مي شود كه رنگهاي آن در قياس با رنگين كمان اوليه معكوس هستند. ممكن است كه يك پرتو نور بيش از دو مرتبه درون قطره آب بازتابيده شود. و مي توان به همين ترتيب رنگين كمانهاي مرتبه بالاتر را نيز شرح داد. اما در حقيقت اين حالت در شرايط محيطي معمولي رخ نمي دهد.

 

چرا آسمان درون رنگين كمان روشن تر به نظر مي رسد؟

دقت نماييد كه كنتراستي ميان رنگ آسمان بيرون و درون كمان رنگين كمان وجود دارد.

وقتي كسي انتشار نور خورشيد را در قطره آب بررسي مي نمايد در مي يابد تعداد زيادي پرتو با زاويه هاي كوچكتر از  پرتو رنگين كمان خارج مي شوند. اما اساساً از يك بازتاب داخلي با زاويه اي بزرگتر از اين پرتو نوري وجود ندارد. بنابراين پرتوهاي بسياري از نور در كمان هستند و مقدار كما هم سواي اينها (در زواياي ديگر) وجود دارد.

زيرا اين نور سفيد است كه تركيبي است از همه رنگهاي رنگين كمان. در رنگين كمان نوع دوم پرتو رنگين كمان كوچكترين زاويه را دارد و پرتوهاي بسياري با زاويه هاي بزرگتر از آن ظاهر مي شوند. بنابراين دو كمان تركيب شده و ناحيه اي تيره تر مابين خود ايجاد مي نمايند كه پهناي اسكندر ناميده مي شود. به افتخار اسكنر مقدوني كه اين موضوع را در 1800 سال پيش دريافت.  

 

كمانهاي اضافي چيستند؟

در برخي از رنگين كمانها  كمانهاي كم نور و كمرنگ فقط داخل و نزذيك بالاي كمان اصلي واقع اند. اين كمانها كمانهاي اضافي ناميده مي شوند كه توط توماس يانگ در سال 1804 از موضوع تداخل نوري پرتوها درون قطره آب استنتاج گرديد.

كار يانگ تاثير عميقي تئوريهاي تبيين كننده ماهيت نور بر جاي نهاد و مطالعات وي پيرامون رنگين كمان پايه و ريشه ي اساسي اين مبحث را تشكيل مي دهد. يانگ نور را چنين تفسير نمود: نور دسته اي از امواج است و زمانيكه دو پرتو در يك مسير در قطرات آب پراكنده شوند   با يكديگر تداخل موجي خواهند نمود.

بسته به اينكه پرتوها چگونه با يكديگر جور مي شوند تداخل مي تواند سازنده باشد (در مواردي كه پرتوها روشنايي ايجاد مي نمايند) و ويرانگر باشند (زمانيكه تداخل پرتوها از ميزان روشنايي مي كاهد). اين پديده به روشني توسط مقاله ناسنزويگ تحت عنوان "تئوري رنگين كمان" توضيح داده شده است. وي مي نويسد:

در زواياي خيلي بسته رنگين كمان دو مسير عبور از ميان قطره آب با هم اندكي تفاوت دارند . بنابر اين دو پرتو با هم تداخل سازنده مي كنند. وقتي زاويه افزايش پيدا مي كند دو پرتو اساساً طولهاي متفاوتي را طي مي كنند. وقتي اين تفاوت برابر با نصف طول موج گرديد تداخل به طور كلي ويرانگر خواهد بود. ودر زواياي بزرگتر بار ديگر يكديگر را تقويت مي كنند. در نتيجه تغييرات نوساني در شدت نور پراكنده شده بوجود خواهد آمد. گروهي از پهناهاي روشنايي و تاريكي.

خالص بودن رنگهاي رنگين كمان به اندازه قطرات باران بستگي دارد. قطرات درشت (در حدود قطرهاي چند ميليمتري) رنگين كمانهاي روشن مي دهند با رنگهاي تفكيك شده و زيبا. قطرات ريز باران (در حدود قطرهاي 0.1 ميليمتر) رنگين كمانهايي با رنگهاي در هم پوشانيده شده ايجاد مي نمايد و اغلب نزديك به رنگ سفيد و شفاف ديده مي شوند. به ياد آوريد تئوري هاي رنگين كمان را  كه قطرات باران را كروي فرض مي كردند.

هرگز يك سايز براي قطرات باران وجود ندارد بلكه قطرات باران متشكل از ابعاد و اندازه هاي گوناگون مي باشند. اين امر منجر به ايجاد رنگين كمان مركب مي شود . عموماً قطرات باران به شعاع 0.5 سانتي متر نمي رسند مگر در اثر برخورد با ساير قطرات. البته گاهي قطرات تا حد چند ميليمتر بزرگتر از آنچه بودند خواهند شد خصوصاً در بارانهاي طوفاني.

بيل ليوينگستون پيشنهاد مي كند: اگر شما به قدر كافي شجاع باشيد در مدت ريزش باران در  طوفان و رعد و برق به بالا نگاه كنيد . ممكن است به چشمان و يا عينك شما آسيب برسد. با اين حال كشنده نيست! شما مشاهده خواهيد نمود كه قطرات باران به هم پيچيده و نوساني فرو مي ريزند.امتداد سطح باران اگر هيچ نيروي ديگري بر آن اثر نكند به صورت كروي فرض مي شود اما زماني كه قطره باران  در هوا سقوط مي كند نيروي كششي سبب تغيير شكل آن مي گردد و آن را به صورت مسطح در مي آورد. ميزان تغيير شكل مي تواند در تونل باد بر روي يك قطره معلق آزمايش و مدلسازي شود.

(Pruppacher and Beard, 1970, and Pruppacher and Pitter, 1971)

قطرات آب با شعاع كمتر از 140 ميكرون كروي باقي مي مانند ولي زمانيكه ابعاد قطره افزايش مي يابد مسطح شدن قطره قابل توجه مي شود. براي قطرات با شعاع نزديك به 140 ميكرون نسبت ارتفاع به عرض 0.85 خواهد بود. اين مسطح شدن براي قطرات بزرگتر بيشتر خواهد بود.


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

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.


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

The connection between physics teaching and research at its deepest level can be illuminated by Physics Education Research (PER). For students and scientists alike, what they know and learn about physics is profoundly shaped by the conceptual tools at their command. Physicists employ a miscellaneous assortment of mathematical tools in ways that contribute to a fragmentation of knowledge. We can do better! Research on the design and use of mathematical systems provides a guide for designing a unified mathematical language for the whole of physics that facilitates learning and enhances physical insight. This has produced a comprehensive language called Geometric Algebra, which I introduce with emphasis on how it simplifies and integrates classical and quantum physics. Introducing research-based reform into a conservative physics curriculum is a challenge for the emerging PER community. Join the fun

 

رابطه بین آموزش و تحقیقات یک موضوع دائمی در دانشگاهها ست، بدون اینکه هیچ فرایندی برای بازنگری این مسئله وجود داشته باشد.تمام جوهره تحقیقات آموزشی فیزیک ( Physics Education Research, PER ) بر روش جدیدی قرار می گیرد که  خود امر آموزش یک موضوع برای تحقیقات ساخته شود. موضوع اصلی در PER تغییر دقت به رابطه بین تحقیقات آموزشی و تحقیقات علمی است. بسیاری اوقات، حوزه تحقیقات PER منحصرا آموزشی است. مسئله تحقیقات این است که چگونه آموزش را مفید تر کرد؟ این دیدگاه PER یک بصیرت با ارزش و نتایج مفیدی را تولید می کند. ولی PER با هر گونه بهبود آموزشی توسط بازسازی محتوای درسی مخالف است. آشکارا یک فهم عمیق در فیزیک نیازمند مقاومت با هر گونه بازسازی آموزشی است. نویسنده در این جا برای نشان دادن ساختار و ماهیت موضوع علمی بحث مدعی می شود که PER و تحقیقات علمی با یکدیگر همپوشانی داشته و سبب تقویت یکدیگر از لحاظ فکری می شوند.

مانند هر تئوری علمی، تئوری آموزشی نیز باید توسط نتایجش تایید شود. این برنامه آموزشی بر روی افراد زیادی امتحان شده و نتایج تجربی داشته است و من ( نویسنده ) فکر می کنم که این نتایج می تواند نظریه من ( نویسنده ) را پشتیبانی کند ولی در این جا نمی توان به این نتایج تجربی پرداخت.

یک شرح مختصر بر تئوری آموزشی مجموعه قدم هایی است برای رسیدن به هدف اصلی ام یعنی: یک نقد سازنده بر زبان ریاضیاتی به کار رفته در فیزیک، با معرفی و جایگزینی یک زبان واحد که در چهل سال گذشته گسترش پیدا کرده است. نام اصلی این زبان جبر هندسی است.( Geometric Algebra, GA)هدف من در این جا این است که بیان کنم GA چگونه مفاهیم فیزیک را ساده و روشن تر می کند و در نتیجه شما را با مفاهیم زیادش برای آموزش فیزیک در همه سطوح قانع کنم. در این جا من با جزییات مناسب شرح می دهم که GA هم برای آموزش و هم برای تحقیقات مفید است و در چاپ مقالات هم می توان از آن بهره برد.

( چکیده مطلب از اول تا این جا: من در حال فکر کردن به این موضوع بودم که چگونه می توان به دانشجویان فیزیک را موثر تر آموخت؟ اطرافیانم به من پیشنهاد دادند که محتوای درسی را تغییر دهیم اما من متوجه شدم این بازنگری مفید نیست و باید کاری بنیادی تر کرد و آن تغییر زبان ریاضیاتی فیزیک به GA است.)

خصوصیات منحصر به فرد این زبان ریاضیاتی (GA) عبارتند از:

1- GA به طور یکپارچه خواص بردارها و اعداد مختلط را جمع می کند تا قادر باشد رفتار فیزیک دو بعدی را مستقل از مختصات بیان کند.

2- GA به طور یکپارچه با استفاده از جبر بردارها تکمیل می شود تا به سادگی قادر به برقراری ارتباط با مقالات استاندارد و روش های ریاضی شود.

3- GA کرل، گرادیان، دیورژانس و دیگر عملگر های برداری را به یک مشتق برداری کاهش می دهد و چهار معادله ماکسول را به یک معادله تبدیل می کند و روش های جدیدی برای حل آن مهیا می کند.

4- فرمول بندی GA برای اسپینورها ( spinor) رفتار چرخشی و دینامیک چرخشی را در مکانیک کلاسیک و کوانتومی بدون مختصات و ماتریس ها آسان می کند.

5-GA یک دیدگاه جدید بر ساختار هندسی مکانیک کوانتومی با اشاره بر تفاسیر هندسی اش بیان به وجود می آورد.         

تمام این موارد به طور یکنواخت به یک زبان مستقل از مختصات کامل برای فیزیک فضا- زمان و نسبیت عام تعمیم داده می شود و در مقاله بعدی توضیح داده خواهد شد.


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

اجسام به هم نمی رسند

ریاضیلت یک علم مطلق است برعکس علم فیزیک که بیشتر بر آنچه ما در می یابیم استوار می باشد . همان طور که همه ما می دانیم در علم ریاضیات از هر فاصله کوتاهی ، فاصله کوتاه تری نیز وجود دارد . مثلا اگر نقطه ای به صورت مداوم در جهت خلاف محور X ها حرکت کند ، با گذشت زمان مقداری را که نقطه بر روی محور X ها نشان میدهد کمتر و کمتر خواهد شد . درست مانند قضایای حد و پیوستگی که نقطه X به سمت صفر میل داده می شود .

حال یک سوال باقی مانده :
چگونه با وجود اینکه از هر فاصله کوچکی ، فاصله کوتاه تری هم هست ، اجسام موجود به یکدیگر می رسند و یا بهتر بگویم شما با حرکت به طرف یک جسم به آن می رسید . و یا وقتی سنگی به طرف شیشه پرتاب می شود ، منجر به شکستن شیشه می شود . مگر نباید همواره فاصله اندکی میان این دو باقی بماند . این مسئله بسیار ساده به نظر میرسد و در نگاه اول همگی عنوان می کنند که مفهومی ندارد . یکبار دیگر بررسی کنیم :
در راستای رسیدن به هم دو جسم در حال حرکتند و فاصله مابین آنها لحظه به لحظه کاهش می یابد . با وجود اینکه می دانیم از هر فاصله کوچکی فاصله کوچکتری هم هست باز انتظار داریم که این دو جسم به یکدیگر برسند . بیایید خارجی ترین نقطه دو جسم که به یکدیگر نزدیک ترند را در نظر بگیریم . حرکت آغاز شده و فاصله هر لحظه کاهش می یابد به قدری فاصله کم شده که خارجی ترین اتم اجسام در نظر گرفته شده ولی باز این دو هم نباید به هم برسند .

یک تضاد کامل میان مشاهده و علم .
صراحتا باید اعلام کرد که در هستی رسیدن مطلق وجود ندارد . به عبارت دیگر اجسام هرگز به هم نمی رسند . اطراف تمام جرم های هستی هاله ای وجود دارد که می توان از آن به نیروی حریم یاد کرد این حاله دارای مرز نمی باشد بلکه به مثال مه که از روی دریاچه به طرف ساحل غلظت آن کم می شود ، خواهد بود . اجسام در نزدیک شدن به یکدیگر با در هم رفتن این نیروی حریم و افزایش دافعه ، برای ما رسیدن دو جسم را توجیه می کنند . در مثال هایی که باعث شکست مولکولی می شود مانند شکستن شیشه توسط سنگ ، به دلیل نفوذ نیروی دافعه حریم سنگ به دافعه حریم شیشه ، عمل شکستن شیشه به وقوع می پیوندد .

مهمترین قسمت این جاست که ما باید بدانیم این نیرو دارای برد کوچکتری از نیروهای چسبندگی سطحی می باشند . همانطور که می دانیم این نیرو ها باعث چسبندگی اجسام در موارد خاص به هم می شوند .

کسی قادر به درک این مقاله بوده که اکنون بپرسد اگر برای رسیدن دو جسم به هم یک میزان نفوذ دو نیروی حریم در یکدیگر نیاز باشد ، همین مقدار نفوذ هم خودش دارای مرزی می باشد که قضیه فاصله در اینجا هم با ید صدق کند و ما هرگز به مرز نفوذ کافی نخواهیم رسید ؟

مسئله بسیار مهمتر از این مقاله آن است که هر وقت دو حد داشته باشیم ،
که یکی مرتبا کاهش یابد ( فاصله میان دو جسم از بی نهایت به طرف صفر نزول میکند )
و یکی دیگر مرتبا افزایش یابد ( مقدار دافعه نیروی حریم از صفر به سمت بی نهایت ،که همان شکستن است صعود کند )
در این لحظه باشکوه است که عددی وجود دارد که دو حد در آن عدد به هم میرسند .
و این نقطه عطف ریاضیات با فیزیک خواهد بود .
ولی باز هرگز نباید گفت دو جسم به هم رسیده اند .


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

با نفوذ بيشتر در دنياي ريز ذره‌ها ، اثرات گرانشي بطور قابل توجهي كمتر مي‌شوند. ولي اين مساله تا نقطه معيني صادق است و نقش آنها بطور مشخصي افزايش مي‌يابد. و آنها مانند وضعيتي كه در جهان بزرگ وجود دارد به صورت پديده‌هاي فيزيكي غالب در مي‌آيند. در دنياي ريز ذره‌ها كه وجه مشخصه آن فواصل كوچك است، مقادير انرژي و در نتيجه جرم به اندازه‌اي افزايش مي‌يابد كه از اين نظر دنياي ريز ذره‌ها مشابه پديده‌هاي دنياي بزرگ و فوق‌العاده بزرگ مي‌گردد و دو جهان مانند گذشته يكي مي‌شوند و به همين دليل آنها برخي از قوانين طبيعت مشترك هستند.

سياهچاله‌ها كه نشان‌دهنده چگالي فوق‌العاده زياد ماده هستند، ناحيه ديگري مي‌باشند كه در آن وقايع جهاني و ميكروسكوپيك باهم يكي مي‌شوند. در اينجا پديده گرانشي در هر دو حالت عظيم است كه در حالت اول بصورت هندسه تغيير يافته فضا و در حالت دوم به صورت اثرات مكانيك كوانتومي بيان مي‌شود.

بيان ريز ذره‌ها بوسيله پديده گرانشي

پيشرف جهان كوچك عقايد و تصورات خارق‌العاده‌اي پديد مي‌آورد كه نظريه‌هاي دانش عادي را نقض مي‌كند و آشكارا نشان مي‌دهد. چنين عقيده‌اي كه معلومات امروزي علمي مفاهيم مطلق و غير قابل تغييري هستند، پوچ مي‌باشد. به نظر نمي‌آيد كه هيچگاه پيشرفت فيزيك و اختر فيزيك به انتها برسد.

فرضيه ذرات بنيادي كه همواره وقايع عجيب‌تري را آشكار مي‌سازد. دائما با مفاهيم پيچيده رياضي و ساير مفاهيم پيچيده به‌ وجود مي‌آيد كه با دنيايي كه ما را احاطه كرده هيچ گونه مشابهتي ندراد. بايد گفت كه اين فرضيه روز به روز بيشتر با فرضيه كيهاني آميخته مي‌شود. به عبارت ديگر قوانين طبيعي حاكم بود و نقطه نهايي و متضاد ابعاد جهاني يعني دنياي ريز ذره‌ها و دنياي وقايع كيهاني هيچگاه با يكديگر متناقض نيستند.

دنياي ريز ذره‌ها

گمان مي‌رود چنين جرياني بتواند براي ايجاد ارتباط تلفني با گذشته كمك كند يا ممكن است شخصي خود را به ساعت یازده صبح روز قبل انتقال دهد . چنين چيزي مادامي كه دنياي سرعتهاي كوچك‌تر از سرعت نور با دنياي سرعتهاي بزرگ‌تر از سرعت نور برخورد پيدا كند، تناقض مي‌باشد. اگر فقط محدوده سرعت‌هاي بالاتر از سرعت نور را مورد توجه قرار دهيم، چين تناقضاتي به‌وجود نمي‌آيد. تاكنون هيچ يك از اطلاعات تجربي به دست آمده وجود تاكيون‌ها را به اثبات نرسانيده‌اند.

بازگشت به گذشته

دنياي تاكيون ها هيچ نقطه مشتركي با دنياي ما كه در آن سرعت ها كمتر از سرعت نور است ندارد. سه نوع ذره‌اي كه هم اكنون ذكر آنها به ميان آمد، داراي يك خاصيت مشترك مي‌باشند. ذرات يك گروه تحت هيچ شرايطي نمي توانند به ذرات گروه ديگر تبديل شوند. از سوي ديگر ، فقط بر اساس دانش جديد مي توانيم چنين اظهار نظري را به عمل آوريم. اگر اين مسئله را از ديدگاه اطلاعات علمي كامل‌تري كه هنوز ناشناخته است مورد بررسي قرار دهيم، ممكن است كه كاملا تغيير نمايد. در آن صورت مي توانيم فرض كنيم كه دنياي تاكيون ها با دنياي ما برخورد پيدا مي كند و اين بدان معني است كه فرآيندهايي در طبيعت وجود دارند كه در جهات نامشخص پيش مي روند.

اصل عليت كه بر اساس آن علت هميشه مقدم بر معلول است يك اصل اساسي فيزيكي است. به بيان ديگر ، هيچ رويدادي نمي تواند گذشته را تحت تاثير قرار دهد و موجب تغيير آن چيزي گردد كه اتفاق افتاده است، ولي در دنياي ذراتي كه با سرعت نور و يا بيشتر از آن حركت مي كنند ، اين اصل ممكن است تغيير نمايد و علت و معلول با توجه به چارچوب مرجع جاي خود را عوض كنند.

در فرآيندهايي كه پيام ها با سرعت بيشتر از سرعت نور حركت مي نمايند، تسلسل وقايع (وقايعي كه پيش از وقايع ديگر رخ مي دهند) به انتخاب دستگاه مختصات بستگي پيدا مي كند، در عين حال ، جهت جريان اطلاعات يعني اساس بستگي علت و معلول تغيير نمي نمايد. اين مسئله موجب نقص عليت مي گردد.

دنياي تاكيون ها و دنياي ما

عقايد متفاوتي در اين مورد وجود دارد. اگر تاكيون ها واقعا وجود داشته باشند، چه مي شود؟ در اين صورت آنها نوع سوم ذراتي مي باشند كه براي ما شناخته شده اند. اولين نوع شامل ذراتي است كه هيچگاه به سرعت نور نمي رسند. (يعني تقريبا تمام ذرات بنيادي شناخته شده) ، نوع دوم فوتون‌ها (كوانتاهاي تابش الكترومغناطيسي) و احتمالا نوترينوها مي باشند كه هر دو آنها با سرعت نور منتشر مي شوند. تاكيون ها همواره داراي سرعتي مي باشند كه از سرعت نور بيشتر است.

اگر تاكيون‌ها وجود داشتند؟

در كنار دنيايي با سرعت هاي كمتر از سرعت نور (جهان تارديون ، مشتق از كلمه لاتين تاردوس به معناي آهسته) دنياي ديگري وجود دارد كه سرعت نور در آن از سرعت هاي ديگر كمتر است، نه بيشتر (جهان تاكيون مشتق از لغت يوناني تاخيس به معني سريع مي باشد). دنياي دوم كشف نشده است ، زيرا هيچ نقطه مشتركي با دنياي اول ندارد.

سرعتی بالاتر از سرعت نور

در سالهاي اخير ، تعدادي مقاله تحقيقاتي منتشر شده كه نويسندگان آنها احتمال وجود ذرات ابر نور را كه تا كنون ناميده اند، مورد بررسي قرار داده اند.

واقعيت عجيبي كه در مورد فرضيه ابر نور وجود دارد، آنست كه اين فرضيه ، نظريه نسبيت خاص را نقض نمي كند ، بلكه آن را با دنيايي كه در آن سوي محدوده سرعت نور قرار دارد سازگارتر و هماهنگ تر مي سازد.

ابر نور

بر اساس نظريه نسبيت هيچ فرآيند فيزيكي نمي تواند در سرعت هاي بالاتر از سرعت نور در خلا انجام گيرد. بدون ترديد ، قابل قبول نبودن اين سرعت ها يكي از عجيب ترين فرضيات فيزيك جديد است.
آيا واقعا ممكن است كه سرعت هاي بالاتر از سرعت نور وجود داشته باشد؟


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

گروه فناوریهای نوین: آلبرت اینشتین در زمان خود معتقد بود در صورتی که زنبورها از صحنه حیات زمین محو شوند انسان تنها 4 سال برای ادامه حیات فرصت خواهد داشت و اکنون زنبورها در شرف نابودی هستند

 تعداد انبوهی از زنبورهای عسل در سراسر جهان در حال نابودی هستند و همین امر باعث گردهمایی دانشمندان به منظور کشف دلیل این نابودی شده است.

اینگونه به نظر می رسد که تنها یک دلیل باعث بروز این فاجعه نشده و نمی شود. بیماری، کمبود غذا، آفت ها و تولید مثل در کنار هم می توانند بر روی جمعیت جهانی این حشرات سودمند تاثیر گذار باشند و حیات آنها را به خطر بیندازند.

یک سوم غذای بشر به دلیل فعالیتهای گرده افشانی زنبورها به این جانداران وابسته است. دو کشور آمریکا و انگلستان اعلام کردند که طی سال گذشته یک سوم از زنبورهای خود را از دست داده اند. دیگر کشورهای اروپایی نیز با فقدان تعداد زیادی از زنبورها مواجه شده اند. برای مثال ایتالیا اعلام کرده است که در سال گذشته نیمی از جمعیت زنبورهای این کشور نابود شده اند. و بر اساس گزارشهای به دست آمده از هند این مرگ و میر راه خود را به آسیا نیز باز کرده است.

اما درحالی که دلایل انفرادی مانند بیماری و آفت می تواند درگیر این واقعه باشند اطلاعات بشر از چگونگی ترکیب این عوامل کشنده با یکدیگر و بروز این فاجعه جهانی بسیار اندک است. چنین بینشی طی چند سال آینده باید شفاف شود و در همین راستا دولت آمریکا، اتحادیه اروپا و دیگر کشورها درحال صرف هزینه های گزاف برای تحقیقات بر روی زنبورها هستند. برای مثال دولت انگلستان با دو برابر کردن بودجه سالانه تحقیقات در این زمینه سالانه 400 هزار پوند را برای تحقیق بر روی زنبورها طی 5 سال آینده اختصاص داده است.

در عین حال اتحادیه ملی زنبور در انگلستان به منظور تهیه نقشه ای جامع از میزان مرگ و میر این حشرات و تحقیق بر روی پراکندگی آنها 2.3 میلیون پوند را به خود اختصاص داده است. به گفته متخصصان صرف چنین هزینه هایی بسیار حیاتی خواهد بود زیرا بدون در نظر گرفتن کل جهان، متخصصان هنوز اطلاعات کافی از دلیل شکل گیری این فاجعه در اروپا را نیز در دست ندارند.

یکی از مهمترین عوامل کشتار زنبورها آفتی است به نام واروآ که از سیبری شیوع یافته و تمامی کشورها به جز استرالیا را تحت تاثیر قرار داده است. آلوده شدن به این آفت به تدریج مقاومت زنبورها را در برابر بیماریهای ویروسی کاهش خواهد داد و مهمتر از آن این آفتها در برابر سمومی که به منظور کنترل آنها تولید شده اند مقاوم شده و از بین نمی روند.

در آمریکا نیز ویروسها منجر به بروز اختلالی به نام اختلال فروپاشی کلونی می شوند. طی این اختلال زنبورهای بالغ کندوهای خود را ترک کرده و ملکه و زنبورهای جوان را تنها باقی می گذارند که این پدیده به مرور باعث مرگ این اعضا از کلونی خواهد شد.

بر اساس گزارش تلگراف، در مقایسه با دیگر عوامل نابودگر زنبورها، تولیدمثل در این حشرات تاثیر قابل توجهی در از بین رفتن آنها داشته است زیرا انتخاب تولید زنبورهایی با قابلیت صرف آرام و اهلی بودن و تولید عسل دیگر قابلیتهای مفید این زنبورها را از بین برده است.


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

یوناینان باستان از مشاهدات خود نتیجه گرفتند که هرگاه کهربا را با پارچه پشمی یا پوست مالش دهند، اجسام سبکی را به خود جذب می‌کند. واژه الکتریسیته از کلمه یونانی الکترون به معنی کهربا گرفته شده است. این واژه اولین بار در نوشته‌های تالس ( 547 ـ 640 ق . م ) بکار رفته است. ویلیام گیلبرت ( 1544 ـ 1603 م )با انتشار کتابی درباره مغناطیس نظریات گذشتگان را مورد بررسی قرار داد. و نتیجه گرفت که نیروهای الکتریکی و مغناطیسی از هم جدا می‌باشند.

برای مثال
سنگ مغناطیس می‌تواند آهن و فقط چند ماده دیگر را جذب کند. در صورتی که کهربا و اجسامی که خاصیت الکتریکی دارند میتوانند ذرات کوچک و سبک اجسام گوناگون را جذب کنند. وی عقیده داشت که اجسام الکتریکی اثر دافعه ندارد. در سال 1646 سرتوماس برادن تجربه‌های خود را درباره اثر دافعه الکتریکی منتشر نمود و اظهار کرد که بین مواد الکتریکی نیز همانند مواد مغناطیسی نیروهای جاذبه و داففه وجود دارند.

سر تحولی و رشد

در سال 1663 اتونون گریکه ماشینی ساخت که بوسیله آن بار الکتریکی زیادی تولید می‌شد. آنگاه دانشمندان دیگری چون استن گری ( 1670 ـ 1736 ) و شارل دونی ( 1698 ـ 1739 ) تجربه‌های دقیقتری انجام دادند، به خود و نوع الکتریسیته پی بردند. برای ایجاد الکتریسیته ساکن‌تری که می‌توانستند جرقه‌ها و تکانهای ترسناک الکتریکی تولید کنند.

برای مثال یکی از استادان فیزیک دانشگاه لندن بارهای الکتریکی این گونه ماشینها را در یک بطری پر از مایع جمع کرد. مقدار الکتریسیته در بطری لیدن آن قدر زیاد بود که اگر شخصی بطری را در دست می‌گرفت و دست دیگر خود را به میله سر بطری می‌زد تکان شدیدی در بدن خود احساس می‌کرد.

در قرن هیجدهم میلادی بطری لیدن مورد توجه
بنیامین فرانکلین (1756 ـ 1790) قرار گرفت، وی پس از آزمایشهای متعدد نتایج کار خود را در سال 1747 منتشر کرد. او معتقد بود که دو نوع الکتریسیته که قبل از وی کشف شده بود اساسا باهم تفاوتی ندارد، بلکه حتی جسمی در اثر مالش دارای الکتریسیته می‌شود. یکی از دو جسم دارای الکتریسیته اضافی یعنی بار مثبت و دیگر دارای الکتریسیته منفی می‌شود.



تصویر
 

قانون بقای بار الکتریکی

دو نوع بار الکتریکی وجود دارد و این بارهای الکتریکی که می‌توانند ساکن یا متحرک باشند و آثاری از خود ظاهر می‌سازند. از نظریه فارنکلین این نتیجه درست نیز بدست آمد که: «بارهای الکتریکی ایجاد نمی‌شوند و از بین نیز نمی‌روند بلکه از قسمتی از یک جسم به قسمت دیگر منتقل می‌شوند، همچنین بارهای مثبت و منفی از یکدیگر را خنثی می‌کنند، ولی هیچگاه نابود نمی‌شود.» این نتایج امروزه قانون بقای بار الکتریکی نامیده می‌شود که مانند قانون بقای جرم و انرژی از قوانین اساسی طبیعت محسوب می‌شود.

خواص بارهای الکتریسیته

با بررسی خواص بارهای الکتریکی بهتر به ماهیت ماده پی می‌بریم. مثلا این خاصیت که بارهای الکتریکی ممنوع یکدیگر را می‌رانند و بارهای الکتریکی یا نوع مخالف یکدیگر را می‌ربایند. این واقعیت را نشان می‌دهد که درون ماده نیروهای الکتریکی موجود است. نیروهای پیوستگی بین مولکول‌ها اجسام جامد یا مایع به سبب وجود نیروهای جاذبه الکتریکی بین بارهای الکتریکی از نوع مخالف است.

نیروهای متعددی که به هنگام تراکم ماده ظاهر می‌شود به علت وجود نیروهای رانشی بین بارهای الکتریکی ممنوع است. حرکت این بارهای الکتریکی ، موجب تولید جریان الکتریسیته و یا به اصطلاح متداول ،
جریان برق می‌شود که ما در خانه و صنعت از آن استفاده می‌کنیم.

تولید الکتریسیته بوسیله مالش

می‌دانید هرگاه شانه یا یک میله پلاستیکی را با لباس خود یا با یک تکه پارچه پشمی خشک مالش دهید. ذره‌های گرد و غبار یا خرده‌های کاغذ را جذب می‌کند. همچنین اگر در هوای خشک ، سطح آینه یا شیشه پنجره را با یک تکه پارچه خشک تمیز کنید این پدیده اتفاق می‌افتد و ذره‌های گرد و غبار معلق در هوا و کرکهای جدا شده از پارچه به سطح آینه یا شیشه می‌چسبند. به طوری که پاک کردن سطح آنها از این ذره‌ها دشوار است. عاملی که سبب جذب این ذرات می‌شود جاذبه الکتریکی نام دارد و اجسامی که در اثر مالش این خاصیت را پیدا می‌کنند دارای الکتریسیته ساکن می‌شوند.



تصویر
 

الکتریسیته مثبت و منفی

پدیده وضع الکتریکی نخستین بار در سال 1672 میلادی توسط اتوفن گریکه که با نام او آشنا هستید بیان شد. او مشاهده کرد که پرهای مرغ نخست جذب یک گلوله گوگردی باردار شده و سپس از آن رانده می‌شوند. صد و پنجاه سال بعد ، در فرانسه محققی به نام شارل دونی کشف کرد که دو جسم باردار همیشه یکدیگر را نمی‌رانند بلکه گاهی هم یکدیگر را می‌ربایند و به این نتیجه رسید که دو نوع بار الکتریکی وجود دارد. بطوری که بارهای الکتریکی ممنوع یکدیگر را می‌رانند و بارهای الکتریکی که نوع آنها مختلف است یکدیگر را می‌ربایند.

دونی برای تشخیص این دو نوع الکتریسیته یکی را الکتریسیته شیشه‌ای و دیگری از
الکتریسیته صمغی (رزینی) نامید. الکتریسیته شیشه‌ای از مالیدن شیشه به پارچه ابر پشمی تولید می‌شود و الکتریسیته ضمغی از مالیدن کهربا ، گوگرد ، لاک و ابونیت و بسیاری از مواد دیگر به پشم یا پوست حیوان بدست می‌آید.

بعدها معلوم شد که این طرف نامگذاری در پاره‌ای از موارد گمراه کننده است. زیرا مثلا شیشه سنگی زبر و آن در اثر مالش ، الکتریسیته ضمغی تولید می‌کند و ابونیت بسیار صیقلی شده دارای نوع الکتریسیته شیشه‌ای می‌شود. از اینرو فرانکلین دانشمند آمریکایی اصطلاح امروزی الکتریسیته مثبت و منفی را بجای دو نوع شیشه‌ای و ضمغی وضع کرد.

آزمایش ساده برای تولید الکتریسیته ساکن

بنا به روش سنتی و قدیمی ، در آزمایشهای الکتریسیته ساکن برای تولید الکتریسیته مثبت شیشه را با ابریشم و برای تولید الکتریسیته منفی ، ابونیت را با پوست حیوان و مانند پوست گربه مالش می‌دهند. ولی امروزه استات سلولز برای تولید الکتریسیته مثبت و پلیتن برای تولید الکتریسیته منفی مناسبتر تشخیص داده شده است. زیرا رطوبت هوا بر روی آنها کمتر اثر می‌گذارد.

مواد الکتریسیته ساکن

  • الکتروفور:

    در سال 1775 میلادی آلساندرو داتا که در ایتالیا معلم فیزیک بود. نامهای به پریستلی (کاشف اسپزن) نوشت و در آن نامه شرح داد. که اسبابی به نام الکتروفور اختراع کرده است. الکتروفور را می توان یک نوع ماشین مولد الکتریسیته ساکن نامید. در این دستگاه صفحه نارسانا در اثر مالش با پوست حیوان دارای بار الکترون منفی می‌شود و با قرار دادن صفحه فلزی روی آن ، قسمت بالایی صفحه در اثر القا دارای بار منفی و قسمت پایین صفحه دارای بار مثبت می‌شود.

    سطح پایینتر فلز بوسیله چند نقطه با سطح صفحه نارسانای زیرین تماس دارد. هرگاه سطح بالایی قرص بطور موقت به زمین وصل شود. الکترونها سطح بالایی زمین منتقل می‌شوند به این ترتیب صفحه فلزی دارای بار مثبت می‌شود.


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

۱- عدد كیهانی امگا نشان دهنده مقدار ماده ـ كهكشان ها، گازهای پراكنده و «ماده تاریك» ـ در جهان ماست. امگا اهمیت نسبی گرانش و انرژی انبساط در جهان را به ما ارائه می دهد جهانی كه امگای آن بسیار بزرگ است، بایستی مدت ها پیش از این درهم فرورفته باشد، و در جهانی كه امگای آن بسیار كوچك است، هیچ كهكشانی تشكیل نمی شود. تئوری تورم انفجار بزرگ می گوید، امگا باید یك باشد؛ هر چند اخترشناسان درصددند مقدار دقیق آن را اندازه بگیرند.

۲- اپسیلون بیانگر آن است كه هسته های اتمی با چه شدتی به یكدیگر متصل شده اند و چگونه تمامی اتم های موجود در زمین شكل گرفته اند. مقدار اپسیلون انرژی ساطع شده از خورشید را كنترل می كند و از آن حساس تر اینكه، چگونه ستارگان، هیدروژن را به تمامی اتم های جدول تناوبی تبدیل می كنند، به دلیل فرآیندهایی كه در ستارگان روی می دهد، كربن و اكسیژن عناصر مهمی محسوب می شوند ولی طلا و اورانیوم كمیاب هستند. اگر مقدار اپسیلون ۰۰۶/ یا ۰۰۸/ بود ما وجود نداشتیم. عدد كیهانی e تولید عناصری را كه باعث ایجاد حیات می شوند ـ كربن، اكسیژن، آهن و… یا سایر انواع كه باعث ایجاد جهانی عقیم می شود را كنترل می كند.

۳- اولین عدد مهم تعداد ابعاد فضا است. ما در جهانی سه بعدی زندگی می كنیم. اگر D برابر دو یا چهار بود امكان تشكیل حیات وجود نداشت. البته زمان را می توان بعد چهارم فرض كرد، اما باید در نظر داشت بعد چهارم از لحاظ ماهیت با سایر ابعاد تفاوت اساسی دارد چرا كه این بعد همانند تیری رو به جلو است، ما فقط می توانیم به سوی آینده حركت كنیم.

۴- چرا جهان پیرامون این چنین وسیع است كه در طبیعت عدد مهم و بسیار بزرگی وجود دارد. N نشان دهنده نسبت میان نیروی الكتریكی است كه اتم ها را كنار یكدیگر نگاه می دارد و نیروی گرانشی میان آنهاست. اگر این عدد فقط چند صفر كمتر می داشت، فقط جهان های مینیاتوری كوچك و با طول عمر كم می توانست به وجود آید. هیچ موجود بزرگ تر از حشره نمی توانست به وجود آید و زمان كافی برای آنكه حیات هوشمند به تكامل برسد در اختیار نبود.

۵- هسته اولیه تمام ساختارهای كیهانی ـ ستاره ها، كهكشان ها و خوشه های كهكشانی ـ در انفجار بزرگ اولیه تثبیت شده است. ساختار یا ماهیت جهان به عدد Q كه نسبت دو انرژی بنیادین است، بستگی دارد. اگر Q كمی كوچك تر از این عدد بود جهان بدون ساختار بود و اگر Q كمی بزرگ تر بود، جهان جایی بسیار عجیب و غریب به نظر می رسید، چرا كه تحت سیطره سیاهچاله ها قرار داشت.

۶- اندازه گیری عدد لاندا در بین این شش عدد، مهم ترین خبر علمی سال ۱۹۹۸ بود، اگرچه مقدار دقیق آن هنوز هم در پرده ابهام قرار دارد. یك نیروی جدید نامشخص ـ نیروی «ضدگرانش» كیهانی ـ میزان انبساط جهان را كنترل می كند.
خوشبختانه عدد لاندا بسیار كوچك است. در غیر این صورت در اثر این نیرو از تشكیل ستارگان و كهكشان ها ممانعت به عمل می آمد و تكامل كیهانی حتی پیش از آنكه بتواند آغاز شود، سركوب می شد.


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

مغناطيس و الكتريسيته تاريخي طولاني و درازي دارند. الكتريسيته و مغناطيس ابتدا در قرن هشتم قبل از ميلاد مورد توجه يونانيان باستان قرار گرفتند. مهمترين عاملي كه موجب جذب و توجه مردم به الكتريسيته ومغناطيس شد، دو ماده طبيعي كهربا و كاني مگنتيت(سنگ مغناطيس) بود. كهربا، شيره برخي از درختاني است كه چوب نرمي دارند؛ هنگامي كه اين شيره از درخت بيرون مي آيد، پس از مدتي سفت مي شود. اين جامد سفت كه رنگي بين قهوه اي و زرد دارد، كهرباست. و اگر كهربا را به پارچه اي بماليم، باردار شده و مي تواند تكه هاي برگ يا كاغذ را جذب كند.

سنگ مغناطيس، همان اكسيد آهن است؛ كه براده هاي آهن را جذب مي كند. سنگ هاي مغناطيسي مي توانند يكديگر را جذب كنند. و علت اين نامگذاري آنست كه اين سنگ در منطقه اي به نام “مگنزيا” يا “مغناطيس” براي نخستين بار كشف شد. كه به ماهيت اين سنگ، مغناطيس گفته مي شود. اگر يك تكه از اين سنگ ها را بر روي آب شناور كنيم، جهت آن در راستاي شمال-جنوب قرار مي گيرد. همين خاصيت سنگ مغناطيسي سبب شد كه در قرون گذشته دريانوردان از آن بعنوان جهت ياب استفاده كنند.

دموكريتوس، كه يكي از فلاسفه بزرگ باستان و بنيانگذار تئوري اتمي است، معتقد است كه ميان سنگ مغناطيسي جرياني از ذرات بسيار ريز به نام اتم وجود دارد. و در اين جريان هنگامي كه اتم به آهن يا سنگ مغناطيسي ديگر برخورد مي كند، در برگشت به سوي سنگ مناطيس، سبب مي شود كه آهن را به دنبال خود بكشاند. ويليام گيلبرت يكي از نخستين دانشمنداني است كه در زمينه مغناطيس دست به آزمايش ها و بررسي هاي اساسي كرد. او مشاهده كرد كه براده هاي آهن در اطراف سنگ مغناطيس در راستاي منظمي قرار مي گيرند. و همچنين سنگ مغناطيس در حالت آويزان يا حتي سوزن هاي آهني در حالت شناور در راستاي شمال-جنوب قرار مي گيرند. او چنين پنداشت كه علت اين امر آنست كه زمين يك سنگ مغناطيس بسيار بزرگيست كه اينگونه عمل مي كند. او براي اثبات نظريه خود، يك سنگ مغناطيس را به صورت يك كره بزرگ در آورد و سپس در اطراف و بر روي سطح اين كره، سنگ هاي مغناطيسي كوچك و براده هاي آهني قرار داد و مشاهده كرد كه اين براده ها در راستاي شمال-جنوب قرار مي گيرند.

قبل از اينكه به بحث در مورد خطوط و ميدان مغناطيسي آهنربا و زمين بپردازيم، لازم است كه به قطب هاي مغناطيسي و خاصيت آن اشاره اي كنيم.

در آهنربا يا همان سنگ مغناطيسي، دو ناحيه وجود دارد كه نسبت به ساير نقاط ديگر آهنربا، خاصيت جذب براده هاي آهن بيشتر و راستاي اين براده ها به سمت اين نواحي است. كه به اين دو ناحيه، قطب هاي مغناطيسي مي گويند. اگر آهنربا را شناور قرار دهيم، قطبي كه به سمت شمال است را قطب شمال يا شمال ياب، و قطب مقابل آن را قطب جنوب يا جنوب ياب مي گويند. پس هر ماده مغناطيسي از دو قطب شمال وجنوب تشكيل شده است. در مغناطيس مانند الكتريسيته، قطب هاي ناهمنام يكديگر را جذب و قطب هاي همنام يكديگر را دفع مي كنند. پس در خاصيت مغناطيسي، نيروي دفع وجذب نيز وجود دارد. آزمايش ها نشان مي دهد كه اگر در اطراف يك آهنربا، قطب نما يا سنگ هاي مغناطيسي كوچك قرار دهيم، نيروي حاصله از مغناطيس بر قطب هاي آن ها اثر گذاشته، به طوري كه قطب شمال قطب نما به سمت قطب جنوب آهنربا و بلعكس قرار مي گيرد. و اين نشان مي دهد، كه در نقاط اطراف آهنربا، نيرويي وجود دارد كه بر قطب هاي قطب نما وارد مي شود و آن را در راستاي مشخصي قرار مي دهد. كه به مجموعه اي از اين نيروها يا نقاط، ميدان مغناطيسي مي گويند. ميدان مغناطيسي اطراف آهنربا را توسط خطوطي نشان مي دهند كه اين خطوط قطب جنوب(s) را به قطب شمال(n) وصل مي كند. و جهت اين خطوط از شمال(n) به جنوب(s) است. خطوط ميدان مغناطيسي ويژگي هايي دارند كه عبارتند از:

۱) خطوط همانطور كه قبلا گفته شد راستاو جهتشان از شمال به جنوب است.

۲) خطوط يكديگر را قطع نمي كنند.

۳) تراكم خطوط در نزديكي قطب ها بيشتر از نواحي ديگر است و اين نشان دهنده آن است كه نيروي مغناطيسي در اين نواحي زياد است.

۴) برآيند نيروهاي مماس بر خطوط ميدان در يك نقطه برابر با نيروي مغناطيسي در آن نقطه است.

اكنون به سراغ علت تاثير نيروي مغناطيسي بر براده هاي آهن مي رويم. مي دانيم كه الكترون در ساختار تمام اجسام وجود دارد كه الكترون ها داراي دو قطب مغناطيسي مي باشند. بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه تمام اجسام از ذراتي تشكيل شده اند كه داراي دو قطب مغناطيسي هستند كه به اين ذرات، دو قطبي مغناطيسي مي گويند و به موادي كه داراي دوقطبي مغناطيسي هستند، مواد مغناطيسي مي گويند. البته لزومي ندارد كه بگوييم اين دوقطبي ها همان الكترون ها هستند بلكه اين دوقطبي ها ذرات بنيادي مغناطيس هستند همانطور كه از الكترون بعنوان بار بنيادي در الكتريسيته ياد مي كنيم. اين دوقطبي هاي مغناطيسي مانند يك آهنربا عمل مي كنند و در اطراف خود ميدان مغناطيسي توليد مي كنند. آهن نيز داراي اين دوقطبي هاي مغناطيسي است اما در آهن دو قطبي هاي مغناطيسي به گونه اي رفتار مي كنند، كه خاصيت مغناطيسي يكديگر را خنثي مي كنند. و هنگامي كه در يك ميدان مغناطيسي قرار مي گيرند، بر اين دوقطبي ها نيروي مغناطيسي وارد مي شود، به طوري كه قطب شمال تمام اين دوقطبي ها در جهت خطوط ميدان قرار مي گيرند. و آهن ساختار ساختماني منظمي پيدا مي كند و به يك آهنربا تبديل مي شود. كه از آن مي توان بعنوان يك قطب نما استفاده كرد. اگر اين آهنربا را به دوقسمت تقسيم كنيم، اين آهنربا باز هم خاصيت مغناطيسي خود را حفظ مي كند، زيرا دوقطبي هاي مغناطيسي در يك جهت قرار دارند و اين دو قطبي ها عامل ايجاد خاصيت مغناطيسي در آهنربا هستند.

سوالي كه پيش مي آيد اين است كه آيا فقط آهن تحت تاثير ميدان مغناطيسي قرار مي گيرد؟ براي پاسخ به اين سوال برمي گرديم به مواد مغناطيسي كه از دو قطبي هاي مغناطيسي تشكيل شده اند در مواد مغناطيسي، حركت و رفتار دوقطبي ها به گونه اي است كه اثر ميدان مغناطيسي يكديگر را خنثي مي كنند. مواد مغناطيسي از نظر رفتار دوقطبي هاي مغناطيسي به سه دسته تقسيم مي كنند:

الف) مواد پارامغناطيس ب) مواد ديامغناطيس پ) مواد فرومغناطيس

الف) مواد پارامغناطيس: موادي هستند كه حركت و جنبش دوقطبي هايشان راحت و آسان تر است. هنگامي كه اين مواد را در ميدان مغناطيسي قرار دهيم، بر دوقطبي هاي آن نيرو وارد شده و تعداد زيادي از آن ها در خطوط ميدان به طوري كه قطب هاي شمال در جهت خطوط قرار مي گيرند. و اين امر سبب مي شود كه اين مواد به يك آهنرباي قوي تبديل شود. اما چون حركت وجنبش اين دو قطبي ها سريع است، با برداشتن اين مواد از ميدان مغناطيسي، اين دوقطبي ها به سرعت از مسير خطوط خارج و به حالت كاتوره اي قبلي برمي گردند و اين مواد در خارج از خطوط ميدان به سرعت خاصيت مغناطيسي خود را از دست مي دهند. مانند آلومينيوم.

ب) مواد ديامغناطيس : مواد ديامغناطيس موادي هستند كه اگر در ميدان مغناطيسي قرار بگيرند از آهنربا دفع مي شوند. در اين مواد برآيند گشتاور دو قطبي مغناطيسي صفر است و در واقع فاقد دوقطبي ذاتي هستند و هنگامي كه در ميدان مغناطيسي قرار مي گيرند، گشتاور دو قطبي در آن ها القا مي شود اما جهت اين دوقطبي هاي القا شده بر خلاف جهت ميدان مغناطيسي خارجي مي باشد و اين امر باعث مي شود كه ماده ديامغناطيس از ميدان مغناطيسي دفع شود. البته اين خاصيت در تمام مواد وجود دارد، و هنگامي اين خاصيت در مواد ظاهر مي شود كه خاصيت پارامغناطيسي آن ها ضعيف باشد.مانند: بيسموت.

پ) مواد فرومغناطيس : اين مواد مانند مواد پارامغناطيس است اما با اين تفاوت كه در اين مواد مجموعه اي از دوقطبي هاي مغناطيسي در يك جهت و راستا قرار دارند كه اين مجموعه ها در راستا و جهت هاي متفاوتي قرار دارند به طوري كه اثر ميدان يكديگر را خنثي مي كنند. كه به اين مجموعه از دوقطبي هاي مغناطيسي كه در يك استا قرار دارند، حوزه مغناطيسي مي گويند. هنگامي كه اين مواد در ميدان مغناطيسي قرار مي گيرند، بر حوزه هاي مغناطيسي نيرو وارد مي شود و آن ها را در جهت ميدان قرار مي دهند. خاصيت مغناطيسي اين مواد به سرعت تغيير مسير اين حوزه ها و قرار گرفتن در جهت ميدان بستگي دارد. كه از اين لحاظ مواد فرومغناطيس را به دو دسته تقسيم مي كنند:

۱) مواد فرومغناطيس نرم: در اين مواد سرعت تغيير حوزه ها بسيار آسان و سريع است و به همين خاطر در ميدان مغناطيسي اين حوزه ها به سرعت در جهت خطوط ميدان قرار مي گيرند و خاصيت مغناطيسي بسيار قوي بدست مي آورند. اما همينكه اين مواد را از ميدان دور كنيم، جهت اين حوزه ها به سرعت تغيير و به حالت كاتوره اي قبلي بر مي گردند. مانند آهن

۲) مواد فرومغناطيسي سخت: در اين مواد سرعت تغيير حوزه ها بسيار سخت و كُند است و همين كه در ميدان قرار مي گيرند، اين حوزه ها به كندي در جهت خطوط قرار مي گيرند و خاصيت مغناطيسي آن ها نسبت به مواد فرومغناطيس نرم ضعيفتر است؛ اما همين كه از ميدان دور مي شوند بر خلاف مواد فرومغناطيس نرم خاصيت مغناطيسي خود را حفظ مي كنند.مانند آلياژ هاي نيكل.

پس مواد پارامغناطيس و فرومغناطيس تحت تاثير ميدان مغناطيسي قرار مي گيرند و به يك آهنربا تبديل مي شوند.

در قرن هيجدهم هانس اورستد نشان داد كه در اطراف سيم حامل جريان ميدان مغناطيسي ايجاد مي شود و بعد ها آمپر و مايكل فارادي در اين زمينه دست به فعاليت هاي گسترده اي زدند. آن ها نشان دادند كه در اطراف يك سيم حامل جريان، ميدان مغناطيسي توليد مي شود و حتي موفق شدند كه روابط كمي آن را محاسبه كنند. بنابراين منبع توليد ميدان مغناطيسي عبارتند از:سنگ مغناطيس يا همان آهنرباي طبيعي و جريان الكتريكي. البته بعدها ماكسول نتيجه گرفت كه بر اثر تغيير جريان الكتريكي، ميدان مغناطيسي در فضا منتشر مي شود و همچنين براثر تغيير ميدان مغناطيسي، جريان الكتريكي در فضا توليد مي شود كه نتيجه اين، امواج الكترومغناطيسي است.

و از طرفي تغيير ميزان عبور ميدان مغناطيسي از يك رسانا، باعث توليد جريان الكتريكي در همان رسانا مي شود. پس منبع توليد ميدان الكتريكي عبارتند از: اختلاف پتانسيل بين دو سر رسانا و تغيير شار(ميزان عبور ميدان) مغناطيسي است.

پس مي توان اينگونه نتيجه گرفت كه الكتريسيته و مغناطيس باهم در ارتباطند و به جر‌‌أت مي توان گفت كه يكي بدون ديگري معني ندارد. چون وجود يكي باعث پيدايش ديگري مي شود.

مي دانيم كه ذرات باردار تحت تاثير ميدان الكتريكي يا نيروي كولني قرار مي گيرند. اگر اين ذرات وارد ميدان مغناطيسي شوند تحت تاثير نيروي ديگري كه همان نيروي مغناطيسي است مي شوند. آزمايش ها نشان مي دهند كه ميزان انحراف ذره باردار به بزرگي ميدان، اندازه بار، سرعت و زاويه حركت ذره بستگي دارد. اگر اين ذره در راستاي خطوط ميدان حركت كند، هيچ نيرويي مغناطيسي بر آن وارد نمي شود. نيروي مغناطيسي بر راستاي حركت ذره عمود است و بر سرعت آن تاثيري نمي گذارد و فقط جهت بردار حركت آن را تغيير مي دهد. به همين دليل اگر ذره باردار وارد ميدان مغناطيسي شود حركت مارپيچي يا دايره اي خواهد داشت. اگر ذره به طور عمود بر راستاي خطوط وارد ميدان شود، چون اندازه سرعتش ثابت و نيروي وارده بر آن عمود بر جهت حركت است، شتاب مركز گرا خواهد گرفت و اين امر موجب مي شود كه ذره در ميدان يك مسير دايره اي داشته باشد. البته ذره باردار بر اثر حركتش مقداري از انرژي خود را به صورت امواج الكترومغناطيسي گسيل مي كند و انرژي آن كاهش و سرعتش كم مي شود و به همين خاطر شعاع حركت دايره اي آن در طي مدت زماني، كوچك و كوچكتر مي شود. و اگر به صورت غير عمود بر خطوط ميدان وارد شود، حركت مارپيچي خواهد داشت.

همين خاصيت ذرات باردار در ميدان مغناطيسي سبب مي شود كه ما را از آسيب هاي ذرات باردار و پرانرژي كيهاني كه به زمين برخورد مي كنند، مصون نگاه دارد.

در اطراف كره زمين ميدان مغناطيسي وجود دارد و طبق نظريه اي كه گيلبرت پيشنهاد كرد، زمين يك آهنرباي بزرگي است كه قطب شمالش در قطب جنوب جغرافيايي و قطب جنوب مغناطيسي در قطب شمال جغرافيايي قرار دارد كه ميدان مغناطيسي در اين دو قطب نسبت به ساير نواحي ديگر كره زمين قوي تر مي باشند. ذرات باردار و پر انرژي كيهاني كه به سوي زمين مي آيند گرفتار ميدان مغناطيسي زمين شده و حركت مارپيچي به خود مي گيرند كه به اين منطقه، كمربند “وان آلن” مي گويند.اين ذرات با حركت مارپيچي خود به سمت دو قطب حركت مي كنند. اين ذرات با نزديك شدن به دو قطب بر اثر برخورد به لايه هاي بالايي جو قطب شمال و جنوب، مقدار زيادي از انرژي خود را ازدست مي دهند كه به صورت تابش آزاد و روشنايي را در دو قطب ايجاد مي كنند كه به اين روشنايي، شفق هاي قطبي مي گويند.

علت ايجاد ميدان مغناطيسي در اطراف زمين و يا آهنربا بودن زمين، سوالي است كه ذهن دانشمندان را در طي چند ده مشغول كرده بود. نظريه اي كه توانست در توضيح علت ميدان مغناطيسي موفق ظاهر شود، را بيان مي كنيم:

در درون زمين فلزاتي نظير آهن و نيكل به صورت مذاب و گداخته وجود دارند كه در حال حركت و جنبش هستند. حركت اين مواد از هسته شروع شده و به نزديكي سطح زمين نزديك شده و دوباره به هسته و مركز زمين بر مي گردند. اين مواد مذاب با حركت رفت وبرگشتي كه دارند باعث پيدايش جريان الكتريكي در درون زمين مي شوند. از همين خاصيت الكتريكي مواد مذاب درون زمين، براي پيش بيني وقوع فوران آتشفشان يا زلزله استفاده مي كنند. جريان الكتريكي كه اين مواد مذاب ايجاد مي كنند، باعث پيداش ميدان مغناطيسي در اطراف زمين مي شود. خطوط ميدان مغناطيسي به اينگونه هستند كه از هسته به قطب جنوب جغرافيايي وصل و سپس از قطب جنوب به قطب شمال و از آنجا دوباره به هسته وصل مي شوند. و به اين گونه اين خطوط در اطراف زمين رسم مي شوند.

قطب هاي مغناطيسي زمين بر روي قطب هاي جغرافيايي آن منطبق نيستند و امروزه حدود ۱۱ درجه اختلاف دارند.

بررسي ها و مطالعه آثار نشان مي دهند كه ميدان مغنطيسي زمين ثابت نيست و تغيير مي كند. آثاري كه از روي سنگ هاي زمين بدست آمده حاكي از آنست كه ميدان مغناطيسي زمين به مدت حدود ۸۰۰۰۰۰ سال وارونه بوده و حدود ۱۰۰۰۰۰ سال دچار افت شديدي مي شود. علت اين امر آنست كه مواد مذاب و گداخته حركت رفت و برگشتي كاتوره اي دارند كه سرعتشان حدود ۵ سانتي متر در روز است. و جابجايي اين مواد باعث تغيير جريان الكتريكي و درنتيجه ميدان مغناطيسي زمين مي شود. البته دانشمندان در تلاش هستند تا بتوانند به ساختار كاتوره اي تغيير ميدان مغناطيسي در آينده دست يابند.


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

چگونگي تشكيل رعد و برق

بر اثر برخورد ابرهاي داراي بارهاي غير همنام ، واكنش‎هاي الكتريكي شديدي به صورت نور و صداي شديد بنام صاعقه يا رعد و برق توليد مي‎گردد و براساس مطالعات به عمل آمده توسط متخصصين تعداد رعد و برق در هر لحظه در سراسر دنيا بين 1500 تا 2000 بار مي‎باشد .


اين پديده يك تخليه ي الكتريكي شديد و بسيار سريع در هواست و همين تخليه الكتريكي است كه نور و صدا توليد ميكند ؛ در هنگام رعد و برق ، برق در جريانات هوايي ِبالا و پايين ِقوي داخل ابرهايي موسوم به كومولونيمبوس تاريك شكل مي گيرد ؛ در اين شرايط قطرات آب ، تگرگ و كريستال هاي يخ با يكديگر برخورد مي كنند ، دانشمندان عقيده دارند كه اين برخوردها بارهاي الكتريكي را در ابر به وجود مي آورد ؛ بارهاي الكتريكي منفي و مثبت در ابر از يكديگر جدا مي شوند ، بارهاي منفي به بخش پايين تر ابر سقوط مي كنند و بارهاي مثبت در بخش هاي مياني و بالاتر مي مانند ، موقعي كه اختلاف بارها به قدر كافي بزرگ مي شود ، يك جريان الكتريسيته از ابر به پايين و به زمين جريان پيدا مي كند يا از يك بخش ابر به بخش ديگر يا از يك ابر به ابر ديگر جريان مي يابد ، كه اين بار معمولا مثبت و روي سطح زمين بار منفي القا ميكند و به اين ترتيب مجموعة ابر، هوا و زمين به يك خازن بسيار بزرگ تبديل ميشود كه لحظه به لحظه بار آن بيشتر ميشود و بنابراين اختلاف پتانسيل دو قطب آن افزايش پيدا ميكند ، بالاخره مقدار اين بار الكتريكي آنقدر زياد ميشود كه اختلاف پتانسيل بين ابر و زمين به 10 تا 100 ميليون ولت ميرسد و ميدان الكتريكي حاصل از چنين اختلاف پتانسيلي ميتواند هوا را با اينكه در حالت عادي نا رسانا ست در يك سير خاص يونيزه و آنرا به رسانا تبديل ميكند و به محض اينكه چنين سيري از مولكولهاي يونيزه رسانا از ابر تا زمين ايجاد شود بارهاي الكتريكي به طرف هم حركت ميكنند و در عرض 0.0001 ثانيه جريان وحشتناكي در حدود 30 هزار آمپر از هواي يونيزه ميگذرد . اما هر جرياني ضمن عبور از ماده با مقاومت اتمهاي آن روبرو ميشود و اين مقاومت بخشي از انرژي الكتريكي را به گرما تبديل ميكند . با استفاده از اصول اوليه الكترومغناطيس ميتوانيد تخمين بزنيد اين جريان در ولتاژ 10 ميليون ولت ، توان گرمايي در حدود 100 ميليارد وات دارد و ميتواند گرمايي در حدود 10 ميليون ژول ايجاد كند ؛ اين گرما باعث ميشود دماي هوا در مسير آذرخش به 30 هزار درجه سانتي گراد برسد ، كه اين تغيير ناگهاني دما (از حدود 300 كلوين به 300 هزار كلوين) حجم هوا را 100 برابر ميكند و اين يعني يك انفجارِ واقعيِ انبساطِ سريع و شديد هوا ، كه يك موج ضربتي(shock wave) در هواي اطراف ايجاد ميكند و امواجي را با فشار بين 10 تا 30 اتمسفر بوجود مي‎آورد ، كه با سرعت صوت و به شكل تندر يا رعد به گوش ما ميرسد ، اما گرماي ايجاد شده غير از انبساط بلاهاي ديگري هم سر مولكولهاي هوا مياورد ، جريان شديدي كه از هوا ميگذرد ، آن را گرم ميكند و به تابش وا ميدارد و تابشي است كه يك مسير نوراني بين ابر و زمين ايجاد ميكند .


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

الفباي فيزيك - كار و گرما

كار و گرما

گرما نوعي انرژي است كه از اجسام گرم به اجسام سرد منتقل مي شود.

موتورهاي حاوي گاز داغ ...

ما بدون « موتورهاي گرمايي » نمي توانيم به نقاط دور دست مسافرت كنيم. در اين موتورها از سوخت براي ايجاد گازهاي داغ منبسط شده ودرنتيجه ايجاد حركت، استفاده مي شود. همچنين، اين موتورها توان اتومبيلها وقايقها وموشكها را تأمين مي كنند وژنراتورهاي برق را راه اندازي مي كنند.

توربينهاي بخار ...

در نيروگاهها به كمك توربينهاي بخار، گرماي توليد شده را به انرژي الكتريكي ( برق ) تبديل مي كنند. در مركز اين توربينها چرخي قرار دارد كه از يكسري پره تشكيل شده و به يك ميلة گردان وصل است. درون ديگ، آب تحت فشار زيادي جوشيده وبخاري با فشار بسيار زياد توليد مي كند. اين بخار با شدت به پره هاي توربين برخود كرده و موجب چرخش آنها مي شود. در يك توربين بخار كه با دقت طراحي وساخته شده باشد، تنها يك سوم انرژي بخار صرف چرخاندن پره ها مي شود.

موتورهاي بنزيني ...

در موتورها ي بنزيني، دراثر يك انفجار، گاز بسيار داغي ايجاد مي شود. اين گاز به جاي خروج از موتو، موجب حركت يك پيستون مي شود. در اين نوع موتورها، مخلوطي از قطرات بنزين وهوا به عنوان سوخت موتور مورد استفاده قرار مي گيرد. اين مخلوط در داخل سيلنر ( استوانه ) توسط جرقةئ شمع منفجر مي شود وگاز بسيار داغي توليد مي كند. اين گاز داغ، پيستون را به شدت به طرف پايين مي راند.

داخل يك موتور بنزيني معمولي چه اتفاقي مي افتد ؟ …

پيستون يك موتور بنزيني چهار ضربه اي به ترتيب، به طرف پايين، بالا، پايين وبالا حركت مي كند. حركت پيستون به طرف پايين وبالا يك ضربه نا ميده مي شود و هر ضربه اثر متفاوتي بر گازهاي داخل سيلندر دارد. اين ضربه ها به همين ترتيب و مدام تكرار مي شوند.

انبساط جامدات

چرا گرما جامدات را منبسط مي كند ؟…

وقتي يك جسم جامد گرم مي شود، مولكولهاي آن با انرژي بيشتري ارتعاش مي كنند وفاصلة مولكولها از يكديگر نيز بيشتر مي شود. در نتيجه، اين جسم جامد در تمام جهات، اندكي بزرگتر ( منبسط ) مي شود.

جريانهاي همرفتي ( جابجايي )

انبساط وهمرفتي گرمايي ...


همرفت ، انتقال انرژي گرمايي توسط جريانهاي مايع گرم ( يا گاز ) است.

هنگامي كه يك قطره از مايع گرم شود‌، منبسط شده وحجمش افزايش مي يابد. البته مقدار ماده ( جرم آن ) تغييري نمي كند و در حجم منبسط شده پخش مي شود. بنابراين چگالي يك مايع گرم كمتر از چگالي مايع سرد اطراف آن مي شود. پس در يك ظرف محتوي مايع گرم وسرد، مايع سرد به طرف ته ظرف پايين خواهد رفت ومايع گرم بالا خواهد آمد. اين مثال ساده، علت ايجاد جريان همرفتي را نشان مي دهد.

انبساط هوا

با گرم كردن هوا، انبساط آن وبا سرد كردن هوا، انقباض آن را خواهيد ديد.

وقتي يك بادكنك را در داخل ظرف آب جوش قرار دهيد، هواي داخل آن منبسط مي شود ( حجم بادكنك زياد مي شود ) و وقتي از ظرف خارج كنيد، سرد شده وهواي داخل آن منقبض مي شود ( حجم بادكنك كم مي شود ). اندازه گيري انبساط هوا ...

وقتي كه فشار گاز ثابت نگه داشته شود، حجم جرم معيني از گاز، متناسب با دماي كلوين آن است. به عبارت ديگر،

C مقدار ثابت = T دماي گاز بر حسب كلوين / حجم گاز V

رسانش گرما

قطعه اي از سيم مسي را بر روي شعلة چوب كبريت نگهداريد. گرما سريعأ در سيم مسي منتقل مي شود. با اينكه حركت گرما ديده نمي شود اما وقتي كه به انگشت شما مي رسد آن را احساس مي كنيد. به اين نوع انتقال انرژي گرمايي، رسانش يا هدايت گرمايي مي گويند.

آزمايش : آيا آب رساناي خوبي براي گرماست ؟

يك لولة آزمايش بلند را از آب سرد پر كنيد وآن را بهصورت كج بر روي شعلة ملايم چراغ نگه داريد. مقداري پودر رنگي را بالاي آب بريزيد و وسط لولة آزمايش را بهآرامي حرارت دهيد. بالا وپايين لوله را با دست لمس كنيد تا دماي اين دو نقطه را امتحان كنيد.

آيا هوا رساناي خوبي براي گرماست ؟

عايقهاي گرمايي خوب، نظير پرها، بلوز هاي پشمي و پلي استايرن داراي حفره هاي كوچك هوا هستند. اين حفره هاي كوچك، رساناي بدي براي گرما هستند، و عايقهاي بسيار مؤثري به شمار مي روند.در دما در صحبتهاي روزمره، اغلب مي گوييم كه « امروز هوا گرم است » يا « اين چاي سرد است ». اصطلاح علمي براي بيان ميزان گرم بودن اجسام را دما مي نامند.

اندازه گيري دما

دماسنـجها طوري مدرج مي شوند كه دمـا را بر حسب درجـة سيلسيوس نـشان بدهند. يخ هـميشه در دمـاي يكسانـي ذوب مـي شـود كـه آن را صفر درجه سيلسيوس مي نامند. بخار بالاي آب در حال جوش در فشار معمولي نيز هميشه دماي يكساني دارد كه آن را 100 درجة سيلسيوس مي نامند. اين دو دما را بر روي يك دماسنج مشخص مي كند وفاصلة بين آنها را به 100 قسمت تقسيم مي كنند و هر قسمت را يك درجة سيلسيوس مي گويند.

دماسنجهاي پزشكي ــ از دماسنجهاي پزشكي براي اندازه گيري دماي بدن انسان استفاده مي شود.

دماسنجهاي الكترونيكي ــ در دماسنجهاي الكترونيكي از يك شاخص ميله اي استفاده مي شود، اين شاخص، دما را به ولتاژ تبديل مي كند ودستگاه اكترونيكي، اين ولتاژ را به صورت يك عدد نشان مي دهد.

به نقل از هوپا


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

سفر در زمان

 

شاگرد:
- به هیچ وجه باورم نمی شه که تا ساعاتی بعد، کوششهای شما برای سفر در زمان به نتیجه می رسه. واقعا که شاهکار بی نظیریه.
دانشمند:
- دقیقا همینطوره. خودت شاهد بودی که سالها روی این پروژه کار کردم. هرچند که بخاطر مخفی بودن اون، از خیلی کمکها محروم شدم. ولی به هرحال آنرا به انجام رساندم.
- با اینکه تنها کسی بودم که در جریان جزء به جزء کارهاتون قرار داشتم، ولی هنوز هم به لحاظ تئوریک نمی دونم اون رو درک کنم. کاری ندارم به اینکه ماشین زمان شما چطوری کار می کنه … (و لبخندی می زنه و ادامه می ده) هرچند که می دونم اگه ازتون بپرسم هم تا لحظۀ آزمایش، جوابی نمی گیرم. با اینحال هنوز هم دوست دارم پارادوکسهای سفر در زمان برام حل بشه.
- می دونی پسرم. مشکل تو اینه که درک فلسفی ت از قضیه ضعیفه. موضوع زمان - در حال حاضر - بیشتر از اونی که به لحاظ تجربی و محاسباتی قابل درک باشه، یک مفهوم فلسفی و ماوراء طبیعه محسوب می شه. به همین جهت هم توضیح فرآیندی که رخ می ده، حتی برای من هم مشکله. از طرفی بخاطر الکن بودن زبان - در بیان حقیقت - اونچه که بیان می کنم نیز پر از اشکال و کاستی هست. موضوع، مشابه انسانهای ماقبلی است که وقتی سفاین فضایی بر آنها وارد می شدن، ناچار بودن از واژه هایی که در دسترسشون بود استفاده کنن. اونها ارابۀ خدایان رو می دیدن که با اسبهای آتشین حمل می شدن و هنگام عصبانیت صاعقه پرتاب می کردن. توصیفاتی که برای ما خنده دار و نامفهوم هستن. در اینجا نیز همین مشکل پیش روی ماست. به همین جهت هم ناچاریم از واژه های مترادف استفاده کنیم.
- به طور مثال من نمی فهمم چرا ما نباید شاهد حضور مسافرانی از آیندۀ پیشرفته تر باشیم. وقتی به گذشته می رویم و تغییراتی در اون می دهیم، این تغییرات چه تاثیری بر زمان حال می گذارن؟ اگر ما به دو روز قبل برویم و دو روز در آنجا بمانیم، در روز دوم (همان لحظه ای که زمان حال را ترک کردیم) با چه چیزی مواجه می شیم؟ یک نفر دیگرهمانند ما که می خواهد زمان را ترک کند؟
دانشمند دستی به موهای سفیدش کشید و به سمت اتاق کار خود حرکت کرد. شاگرد نیز همراهش رفت. در اتاق کار همه چیز کاملا در هم ریخته و شلوغ بود و حکایت از شرایط ویژه ای داشت که ظاهرا در چند روز خیر پیش آمده بود. روی یکی از دیوارها صفحۀ بزرگ نمایش نصب شده بود و در کنار آن نیز یک تخته سیاه قرار داشت. روی تخته سیاه، نمودارها و اعداد فراوانی به چشم می خورد.
دانشمند چراغ اتاق را روشن کرد و از شاگرد خواست تا در گوشه ای بنشیند. خود نیز با آرامش پشت میزش نشست. آرامشی که تنها پس از رسیدن به هدف به انسان دست می دهد. سپس شروع کرد:
- قبل از هر چیز، تو باید نگاه جدید و متفاوتی نسبت به فرایند زمان و موجودیت مکان داشته باشی. بگذار از فیلسوف بزرگ، «اوسپنسکی» کمک بگیرم. می دانی که جهانی که در آن زندگی می کنیم، چند بعدی ست و ما به کمک حواس خود قادر به تشخیص سه تای آنها بطور مستقیم و یکی بطور غیر مستقیم هستیم. خود ما دارای سه بعد (ارتفاع، عرض و طول) هستیم. ولی در جهانی چهار بعدی زندگی می کنیم. فرض کن در یک جهان یک بعدی قرار داری. این جهان طبیعتا یک «خط» صاف خواهد بود. اگر بطور فرضی، «نقطه» را نیز واقعی در نظر بگیریم، در این جهان دو موجود زندگی می کند: نقطه و خط.
سفر در زمان

این دو موجود، قادر هستند در طول «یک» محور یعنی «طول» خط حرکت کنند. یعنی تنها حرکتی که می شناسند حرکت رو به جلو و عقب است. توجه کن که این موجودات هیچ شناختی نسبت به ابعاد بالاتر یعنی حرکت به بالا یا چپ و راست ندارند. این موجودات وقتی به یکدیگر می نگرند، تنها چیزی که می بینند «نقطه» است. با این حال چشم آنها با کمک مغزشان می تواند بعد «طول» را شبیه سازی کند و بین خط و نقطه، تمیز قائل شود.
شاگرد که کمی حوصله اش سر رفته بود داشت با یک پاک کن بازی می کرد. دانشمند ادامه داد:
- حالا می رویم سراغ یک بعد بالاتر. در این جهان که از یک «سطح» تشکیل شده، موجودات متنوع تری زندگی می کنند. ما در این جهان انواع سطوح بعلاوۀ انواع خطوط و نقاط را دار

 سفر در زمان

این موجودات می توانند در دو بعد «طول» و «عرض» حرکت کنند. آنها نیز هیچ شناخت و آگاهی نسبت به بعد سوم یعنی «ارتفاع» ندارند. سایر موجودات را تنها به صورت خط می بینند ولی آگاهند به اینکه آنها دارای بعد دوم هستند.
و اما جهان سه بعدی که با آن آشنا هستیم. در این جهان همه نوع حجم زندگی می کنند و آزادانه به هر سمت حرکت می کنند. این موجودات نیز یکدیگر را بصورت «سطح» می بینند ولی آگاهند به اینکه بعد سومی نیز وجود دارد. (همۀ ما یکدیگر را بصورت سطوح می بینیم و این مغز ماست که احساس عمق و بعد سوم را ایجاد می کند).

سفر در زمان

در اینجا دانشمند بطرف شاگرد آمد و با لبخند گفت:
- می دانم حوصله ات سر رفته و هنوز نمی دانی کل این ماجرا چه ربطی به زمان دارد. پس خوب گوش کن. از اینجا داستان زمان شروع می شود: می دانیم که همۀ ما زمان را به عنوان تغییر می شناسیم. یعنی عاملی که باعث بروز تحول در اجسام و عالم می شود. بیا با این تعریف کلی به سراغ جهان های خود برویم.
از جهان تک بعدی شروع می کنیم. در این جهان خط و نقطه داشتیم. فرض کن از عالمی بالاتر - یعنی دارای دو بعد - یک شی دو بعدی با این عالم تصادم ایجاد کند. می دانی چه احساسی به موجودات واقع در آن دست می دهد؟

 سفر در زمان

می دانی که از برخورد سطح با خط، یک خط تشکیل می شود. در نظر بگیر یک سطح مربعی شکل با جهان تک بعدی برخورد کند. در این حال نیز در محل برخورد، موجودی جدید به دنیا می آید: یک خط! موجوداتی که در جهان دو بعدی زندگی می کنند هیچ شناختی نسبت به سطحی که موجود جدید را بدنیا آورده، ندارند. سطح فوق برای آنان یک «ابر موجود» است که آنها حتی نمی توانند شکل یا ماهیت آنرا تصور کنند. اما ایشان بطور کاملا طبیعی، موجود یا شی جدیدی را در جهان خویش می یابند.
حالا فرض کن یک مثلث وارد جهان آنان شود. در این حال نیز آنان «قطاع» یا بخشی از آنرا بصورتی که ادراکشان اجازه می دهند خواهند دید. بگذار چیزی بگویم. به نظر می رسد آنچه آنان تجربه خواهند کرد، به مراتب فراتر از یک شی تک بعدی خواهد بود.
یک وجود دو بعدی حاوی خصائصی فراتر از حواس آنان و شامل کلیۀ پدیده هایی است که جهان آنان را تشکیل می دهد. حضور این شی در جهان تک بعدی، می تواند از ظهور یک تکه سنگ یا یک موجود کامل تک بعدی یا بروز احساس خشم و یا هر پدیدۀ دیگری تفسیر شود. چرا که حقیقتی که کل جهان آنان را شکل می دهد (با تمامی پدیده های آن) در واقع از جهانی دو بعدی نشات می گیرد که حاوی تمامی آن پدیده هاست.
ولی در صورت حرکت مثلث چه اتفاقی می افتد؟ موجود مورد نظر (فرضا کودکی که به دنیا آمده یا خورشید صبحگاهی) تغییر حالت یا حتی تغییر ماهیت می دهد. بزرگ می شود و متحول می گردد (همانگونه که در شکل، خط بزرگتر می شود)… و این تصور زمان است که برای موجودات تک بعدی بوجود می آید. در این مورد بعدا بطور کامل صحبت خواهم کرد.
اینک برویم سراغ جهان دو بعدی:

 سفر در زمان

در اینجا نیز صحبت از حضور موجوداتی سه بعدی است که با توجه به ادراک ناقص جهان دو بعدی، فقط بخشی از ماهیت آنان - به صورتی متفاوت وقابل درک برای جهان کهتر دوبعدی - تجلی می یابد. در اینجا نیز حرکت موجودات سه بعدی همانند هرم یا مخروط می تواند بصورت عامل «زمان» تلقی گردد. موجودات دوبعدی، شاهد حضور پدیده هایی متغیر در جهان خود هستند که با توجه به ادراک محدود آنان، می تواند به پدیده های طبیعی محیط - همانند روز و شب یا رشد گیاهان یا بروز جنگ و زلزله و غیره - تعبیر شود.
شاگرد که کاملا هیجان زده شده بود به میان سخنان دانشمند پرید و گفت:
- شگفت انگیزه! شما می خواهید به همین ترتیب تمامی تغییراتی که در جهان سه بعدی شاهد آن هستیم را نیز به عاملی چهار بعدی نسبت دهید؟ …
و بعد از لحظه ای تامل - که دانشمند احساس کرد وی به آن نیاز دارد - ادامه داد:
- … ای داد! پس لابد خود ما نیز به عنوان پدیده های جهان سه بعدی، بخشی از حضور محدود شدۀ یک وجود چهار بعدی هستیم؟
دانشمند سرش را تکان داد و گفت:
- همینطوره. اصولا هر آنچه در این جهان می بینیم، بازتاب محدودی از یک حضور سه بعدی - و آنطور که «اوسپنسکی» می گوید، چند بعدی - می باشد. بگذار قضیه را اینطور مطرح کنم. می دانی که زمان و مکان ابعادی به هم وابسته و از یک جنس هستند. وقتی می گویی «از اینجا تا آنجا»، در حالیکه داری به مکان اشاره می کنی، ولی صحبت از زمان می کنی. همان زمانی که برای گذر از «اینجا» به «آنجا» نیاز است. همچنین وقتی می گوئیم «از امروز تا فردا»، صحبت از مکان می کنیم. چرا که برداشت ما از«امروز تا فردا»، به تغییراتی باز می گردد که در محیط می بینیم و اگر مکانی در کار نباشد - هیچ مکانی - دیگر سخن از گذر زمان، بی معنی ست.
حال فرض کن وضعیت را عوض کنیم. به موقعیتی بی اندیش که در آن «از اینجا تا آنجا» بدون هیچ درنگی طی شود. یعنی برای رفتن و حتی اندیشیدن به «اینجا تا آنجا» نیاز به هیچ گذری در زمان نباشد. با این اوصاف «اینجا» و «آنجا» مفهوم خود را از دست می دهند و بصورت یک واقعیت یک پارچه در می آیند. یکی می شوند. تو در یک آن هم در «اینجا» و هم در «آنجا» هستی. در واقع در وضعیتی که زمان را حذف کنیم، مفهوم مکان نیز خود بخود حذف می شود و ما به حضور «همۀ واقعیات در همۀ اعصار از ازل تا ابد» در یک وجود مطلق می رسیم. همۀ واقعیات بر هم منطبق می شوند. همۀ اجزاء تبدیل به یک کل می گردند.
شاگرد گفت:
- می فهمم. می فهمم. ولی با سر درد فراوان!
- بله. شناخت این موضوع از طریق قیاس امکان پذیر است. ولی باز هم شناخت است، نه درک. مترتینگ می گوید: «روزی که ما بعدچهارم را درک کنیم و به کار بندیم تقریبا فوق انسانی خواهیم بود».
سپس به سمت پنجرۀ اتاق رفت و آنرا گشود. هوای خنکی وارد اتاق شد که تا حدی باعث آرامش هردو می شد. پس از چند لحظه ادامه داد:
- بیا یک مرور کلی بر آنچه گفته شد، انجام دهیم. گفتیم که در جهان های با ابعاد پائینتر، موجودات فقط می توانند در محدودۀ همان جهان حرکت کنند و هیچ ادراکی نسبت به ابعاد بالاتر ندارند. به همین جهت وقتی با ابعاد بالاتر برخورد می کنند، ناخودآگاه آنرا به مفاهیمی که می شناسند تجزیه می کنند. فرض کن در یک جهان دو بعدی (سطح) دایره به معنای خورشید باشد. مربع موجودات و مستطیل، اشیاء آن جهان باشند. حالا در نظر بگیر از جهان بالاتر، یک شی سه بعدی، مثلا یک مخروط - از جهت باریکتر - با جهان آنها تماس بر قرار کند. آنها تنها قطاع آنرا خواهند دید که بصورت دایره - یعنی خورشید - می باشد. در صورتیکه این مخروط به سمت جهان دو بعدی حرکت کند، دایرۀ فوق بزرگتر می شود. پس آنچه این موجودات شاهد آن هستند، ظهور خورشید و بزرگتر شدن آن است. همچنین از آنجا که یک شیء سه بعدی، شامل تمامی خصائص و ویژگی های شیء دو بعدی می باشد - و البته خصائصی به مراتب فراتر نیز دارد - پس برخورد یک شیء سه بعدی، می تواند در جهانی کهتر به هر آنچه در آن جهان وجود دارد تعبیر شود. دقت کن: «هر آنچه در آن جهان وجود دارد». یعنی نه فقط اجسام و موجودات بلکه تمامی پدیده ها و احساسات و وقایع را نیز در بر می گیرد.
در ضمن به این نکته نیز توجه کن: فرض کن یک موجود سه بعدی انگشتان دست خود را در سطح فرو کند. در جهان دو بعدی پنج دایره پدیدار می شوند که هیچ ارتباطی با هم ندارند. آنها پنج شیء یا پدیدۀ گوناگون هستند که در باور دو بعدی ها، هیچ ارتباطی به هم ندارند. ولی در واقع از یک موجود واحد نشات گرفته اند. (در اینجا به یاد داستان معروف مولوی و انسانهایی می افتیم که در تاریکی به بدن فیل دست می کشیدند).
حالا قدمی به پیش می گذاریم. همانطور که گفتم، پدیدۀ زمان چیزی نیست جز برداشت لحظه به لحظۀ ما از یک وجود چند بعدی. در حقیقت چون ما عاجز از مشاهده یا شناخت یک وجود چهار، یا چند بعدی بطور کامل هستیم، پس با توجه به ادراک سه بعدی خویش، فقط قطاعهایی از آنرا مشاهده می کنیم که شعور - یعنی بخش زنده و پویای هستی - در آنجا حضور دارد.
شاگرد پرسید:
- یعنی می خواهید بگویید که بطور مثال در همان جهان دو بعدی، وقتی یک استوانه وارد جهان آنها می شود و دایره (که مثلا یک موجود زنده است) می آفریند، در واقع تعداد بسیار زیادی از همان موجود در بطن استوانه موجود بوده؟
- آفرین. اشارۀ درستی کردی. اگر بپذیریم که یک وجود با ابعاد بالاتر، حاوی تمامی خصائص و پدیده های جهان کهتر است، پس این می تواند شامل تمامی حالات و احوالات موجودات آن جهان (فرضا دوبعدی) نیز باشد. در حالت واقعی - یعنی در جهانی که ما در آن زندگی می کنیم - آن وجود چهار یا چند بعدی، خود هیچ محدوده ای ندارد. یعنی نا محدود است. پس حاوی تمامی امکانات و احوالات موجود و قابل تصور می باشد. ولی این حالات به صورت به القوه هستند که وقتی نور شعور بر آن می تابد - با توجه به اینکه این شعور تنها می تواند سه بعد از آنرا روشن کند - یکی از حالات فوق به الفعل می گردد.
- پس شعور، قاعدتا باید این وجود چهاربعدی را اصطلاحا «جاروب» کند تا تصور گذر زمان برای ما بوجود بیاید. اینطور نیست؟
- دقیقا همینطوره. در واقع سرعت حرکت آن نیز مشخص است. سرعت حرکت آنرا نور تعیین می کند. یعنی زمان گذر از یک وضعیت به وضعیت دیگر، به اندازه ای است که فوتون از عرض کوچکترین ذرۀ شناخته شده در طبیعت عبور می کند.
- چیزی که شما تشریح کردید، شبیه به نمایش فیلمهای انیمیشن است. در آنجا نیز ما یک رشته فیلم داریم که روی سرتاسر آن تصاویر ثابت و بی جان از حالات مختلف موجودات ترسیم شده. وقتی نور به تک تک فریمها می تابد، آنچه بر پرده می بینیم مناظری جاندار و زنده است.
- بله و بشر - بطور نا خودآگاه و- با توجه به مکانیزم هستی، چنین سیستمی طراحی کرده تا از دل یک نوار بی جان، زمان را بیرون بکشد. البته با یک تفاوت اساسی. نوار فیلمی که مفهوم زمان و وجود سه بعدی ما از آن نشات می گیرد، دارای ابعادی بی نهایت است. یعنی هم در درازا و هم در «سناریو های ممکن». پس حاوی تمامی حالات مفروض برای جهان ما می باشد و این شعور ماست که با راهنمایی «اراده»، می تواند راهی مناسب را از بین آنها انتخاب کند. به این شکل توجه کن:

سفر در زمان

می توانی حقیقت جهان را، یا همان وجود چهار یا چند بعدی را بصورت رشته هایی در امتداد هم تصور کنی. توجه داشته باش که زبان و بیان ما برای تشریح یک وجود چهار بعدی الکن است و همانطور که در ابتدا هم گفتم، در چنین وضعیتی ناچاریم از مفاهیمی که می شناسیم استفاده کنیم که قطعا دارای نقائص فراوانی خواهد بود. ولی در هر حال می تواند تصور مناسبی بدست دهد. این رشته ها حاوی تمامی حالات و اوضاع ممکن در هستی می باشند. یعنی هر آنچه در تصور بگنجد. ولی هیچیک از این حالات بالفعل نیستند. بلکه تصاویری هستند بر کادر نوار فیلمبرداری. تصاویری که تنها وقتی از سه بعد به آنها می نگریم، واقعی و ملموس می شوند (همانند استوانه ای که تنها وقتی با جهان دو بعدی - یعنی سطوح - مماس می شود، واقعی و ملموس می شود). حال در نظر بگیر که برشی از این استوانه ها داشته باشیم. صفحه ای که در محل برخورد، جهان سه بعدی را می سازد:

سفر در زمان

باز هم تکرار می کنم که این شکل تنها یک قیاس است. دوایری که از محل برخورد صفحه با استوانه ها تشکیل می گردد، همانند جهان واقعی است که دنیای سه بعدی را می سازد. در اینجا برای سادگی، فقط وضعیت یک نفر را در نظر می گیریم. استوانه های فوق هریک حاوی یکی از حالات ممکن برای فرد از ازل تا ابد می باشد. یعنی هریک حاوی سرنوشتی مشخص برای وی است. مثلا در یکی از آنها فرد، کودکی باهوش است که در بزرگسالی دانشمندی قابل می گردد. در دیگری امکانی دیگر برایش مهیاست و غیره. در نظر داشته باش که تعداد این استوانه ها بی نهایت است. یعنی تمامی حالات و سرنوشتهای ممکن برای فرد مهیاست. ولی شعور - یا بهتر است بگوئیم نور شعور - فقط بر یکی از آنها می تابد. صفحۀ فوق همان نور شعور است:

سفر در زمان

وقتی این صفحه حرکت می کند، در هر لحظه فقط یکی از حالات قابل تصور، برای فرد محقق می گردد. فرضا در یک لحظه فرد در اتاق نشسته است (الف) در وضعیت بعدی احساس تشنگی می کند(ب) در وضعیت بعد تصمیم می گیرد آب بخورد(پ) در وضعیت بعدی منصرف می شود (ت) و در وضعیت بعدی عمل دیگری انجام می دهد(ث). می بینیم که شعور از یک وضعیت به وضعیت دیگری می رود و یکی از حالات ممکن برای فرد را محقق می سازد. حالاتی که از قبل تصویر شده اند و اینک قابل انتخاب و تحقق هستند. آنچه ما اینک از وجود خویش می بینیم و احساس می کنیم، تنها بخش سه بعدی و محدود شده ای ست که شعور محدود ما از آن کل - یعنی وجود چهار یا چند بعدی - می بیند.
شاگرد در حالیکه چشمانش را می مالید گفت:
- پس یعنی تمام آنچه ما می بینیم و با آن زندگی می کنیم، بنوعی غیر واقعی و تصور ماست؟
- چیزی در همین حد!
- با این تفسیر، پس چرا همۀ ما یک تصور واحد از جهان و هستی داریم؟ چرا مثلا همۀ ما وقتی به این بطری نگاه می کنیم، آنرا یک شکل می بینیم؟ چرا وقایع در تصور ما یکسان شکل می گیرد؟
- تمام آنچه می بینیم و احساس می کنیم (که البته همه را به واسطۀ حواس چند گانۀ خویش در می یابیم)، به واسطۀ انعکاس آن وجود چند بعدی بر آینۀ ذهن قابل لمس است. ذهن ما چون محدود به سه بعد است - طبق آنچه گفته شد - قادر به درک تمام هستی (بطور یک پارچه و یک جا) نیست. به همین سبب آنرا از filter عبور می دهد و به خورد ما می دهد. دو نوع ذهن داریم: یکی ذهن کل و دیگری ذهن فردی. آنچه از « کل » برداشت می کنیم و شامل تمامی جهان به همراه کلیۀ حوادث و پدیده های آن و همچنین وجود مادی خود ما می شود، از طریق ذهن کل به ما می رسد (و در واقع بازتاب آن وجود چند بعدی بر ذهن کل است که ما نیز جزوی از آن هستیم). اما یک ذهن فردی نیز وجود دارد که در ارتباط مستقیم با ذهن کل است. تمامی احوالات شخصی و امیال و اراده و خواسته های ما مستقیما بر ذهن فردی تاثیر می گذارد. بگذار چیزی را بگویم. خواسته و ارادۀ ما و همچنین خیال پردازی و تخیل ما، همگی دارای ماهیتی چند بعدی هستند (دقیقا همانند همان وجودی که شرح دادم) و تنها زمانی که از filter ذهن فردی عبور می کنند، در جهان مادی متجلی می شوند. و از آنجا که ذهن کل و فردی مستقیما بر هم تاثیر می گذارند، هر آنچه در اولی جان بگیرد، در دومی نیز پدیدار می گردد.
شاگرد گفت:
- حالا تکلیف سفر در زمان چه می شود؟ چرا ما شاهد مسافرانی از آینده نیستیم؟ با توضیحات شما وقتی به گذشته سفر می کنیم، به کدام حالت ممکن می رویم؟ همان که قبلا رخ داده؟ در این صورت (اگر به چند سال قبل باز گردیم) در کنار خود قبلی مان قرار می گیریم…
- صبر کن پسرم. یکی یکی ! در اینجا توجه تو را باز به مفهوم « بی نهایت » جلب می کنم. ما گفتیم که جهان ما پس از تابش نور شعور بر وجودی چند بعدی، و گذر از filter ذهن هویت می یابد و گفتیم که آن وجود چند بعدی دارای گسترۀ بی نهایت است. به این ترتیب در چنین وجودی برای هر حوزۀ امکان، یک وضعیت « جدید » (و نه همان وضعیت قبلی) رخ می دهد. فرض کن هم اکنون سکه ای را به هوا پرتاب کنی. اگر ساعتی بعد همان سکه را در همان شرایط به هوا پرتاب کنی، وضعیتی جدید آفریده ای. حتی اگر سکه با همان حالت قبل بچرخد و به همان مکان سقوط کند، ولی همه چیز تغییر کرده. اصلا جهان در این یک ساعت عوض شده. سکه در ظاهر همان سکه است، ولی حتی وضعیت قرار گیری مولکولهای آن تغییر کرده. وقتی به زمان گذشته می روی، درست است به همان وضعیتی می روی که قبلا رخ داده، ولی این همان وضعیت نیست. بگذار مثالی عملی بزنم:
تو به پنج سال قبل می روی. به جایی که خودت حضور داری و مثلا می خواهی از خیابان عبور کنی. برای راحتی به خود فعلی ات (که به زمان گذشته سفر کرده) « من ۱ » و به خود قبلیت « من ۲ » می گوئیم. « من ۲ » با تعجب شخصی را می بیند که کاملا شبیه اوست! البته او واقعیست. « من ۲ » به سمت شما می آید و با شما صحبت می کند. شما برای وی از آینده می گویی. از ماشین زمان و سفر خویش. شما با هم دوست می شوید! و مدتی را با هم می گذرانید. همۀ این وقایع رخ می دهند ولی نه در گذشتۀ شما. بلکه در گذشته ای که همان لحظه و همان جا خلق شده! نور شعور شما این گذشته را خلق کرده که کاملا شبیه همان است که در همان زمان روی داده و نه دقیقا همان. در واقع درست از لحظه ای که شما در آن گذشته ظاهر می شوید، این گذشته مسیر خود را عوض می کند و با حفظ تمامی شرایط قبلی (که در ذهن کل ثبت گردیده و برای همیشه محفوظ است) عنصر « من ۱ » را به عناصر قبلی می افزاید. باید توجه داشته باشی که این گذشته نمی تواند روی آینده ای که تو از آن آمده ای تاثیر بگذارد. حضور تو در آنجا ممکن است همه چیز را به هم بریزد. همه راجع به تو سخن می گویند. علم و دانش تو همه را شگفت زده می سازد (البته خود تو بزرگترین شگفتی خواهی بود!) ممکن است هرج و مرج پیش آید. ممکن است تو « من ۲ » را نابود کنی. اصلا ممکن است بشریت در اثر عواقب غیر قابل پیش بینی از صفحۀ روزگار محو شود… ولی همۀ اینها مربوط به تاریخی است که به زمان حاضر مربوط نمی شود. وقتی مجددا به زمان حاضر باز گشتی، همه چیز سر جای خود است. آب از آب تکان نخورده چون هیچ کس ، هیچ گاه نمی تواند گذشته ای را که به زمان حاضر مربوط می گردد، تغییر دهد. آنچه شما تغییر می دهید، برداشتی نو از هستی ست که توسط ذهن شما ایجاد شده. این برداشت یک کپی برابر اصل از آنچه در ذهن کل ثبت شده می باشد.
- خب تکلیف کسانی که هم اکنون از آینده به حال سفر می کنند چیست؟ چرا ما آنها را نمی بینیم.
- نور شعور تنها بر حال (و آنجا که ذهن فردی اجازه می دهد) می تابد. آنها هنوز بالفعل نیستند. با کلام مادی ، آنها هنوز وجود ندارند.
- یک سوال دیگر. شما فرمودید وقتی به گذشته می رویم، در واقع به یک کپی از آنچه در همان زمان رخ داده سفر می کنیم و البته در آن گذشته تمام جهان (با همۀ انسانها و حوادث و دیگر اجزاء) وجود دارند و حتما تمامی آن افراد نیز نسبت به خود احساس واقعی دارند. خب من از کجا بدانم هم اکنون واقعی هستم و یا فقط در اثر سفر فرد دیگری بوجود نیامده ام؟
- در ظاهر هیچ راهی برای تمیز بین این دو وجود ندارد. ولی در اصل « من ۱ » با « من ۲ » فرق دارد. « من ۱ » دارای عنصری به نام اراده است. او می تواند تصمیم بگیرد و از بین بینهایت راه ممکن (که قبلا از آنها صحبت شد) یکی را برگزیند. هرچند که او نیز تا حدودی اسیر بایدهاست. بایدهایی که به خاطر تاثیر عوامل محیطی او را به سمت خاصی می رانند. با این حال او قادر به انتخاب است. ولی « من ۲» فاقد چنین ویژگی است. هرچند که در ظاهر نمی توان آنرا تشخیص داد. چرا که او در واقع راهی را می رود که یک بار قبلا توسط « من ۱» پیموده شده. با این حال « من ۱ » دارای تفاوتی بنیادی با « من ۲ » است. او از خود و منیت خویش آگاهی دارد. ولی « من ۲ » هیچ آگاهی از خود ندارد. تنها یک نسخه از تو دارای آگاهی از خویش است که تو هستی.
- یک سوال دیگر. وقتی شما به زمانهای گذشته می روید، از کجا معلوم در زمان ظهور، در مکانی نامناسب حاضر نشوید؟ فرضا در مکانی که سالها قبل در آنجا تپه ای بوده.
- این امکان وجود دارد. ولی من می توانم در هر مکان دلخواه حاضر شوم. وقتی از تنگنای زمان خارج می شوی، در همان آن، از مخمصۀ مکان نیز رها می گردی. به بیانی دیگر ماشین زمان، ماشین مکان هم هست و تو را به هر زمان و مکان دلخواه می برد. با این حال خطر فوق همواره وجود دارد.
در اینجا دانشمند به ساعت خود نگاه کرد و گفت:
- بسیار خب. وقت شروع آزمایش فرا رسیده. باید از تو جدا شوم.
- ولی استاد، هنوز سوالاتی دارم.
- می دانم. ولی بگذار تا هنگام بازگشت راجع به آنها صحبت کنیم. پاسخ بسیاری از سوالاتت را با شروع آزمایش در خواهم یافت و هنگام بازگشت به آنها پاسخ خواهم داد.
- ولی اگر در محاسبات خود اشتباه کرده باشید چه؟
- هر چیزی ممکن است. هرچیزی. به هرحال من برای تمام آنچه پیش آید، آماده ام.
و از شاگرد جدا شد. شاگرد که نمی توانست از استاد خویش جدا شود، با اندوه گفت:
- پس لااقل چیزی بگویید تا دل من به دیدار مجددتان امیدوار شود.
دانشمند گفت:
- به یاد داشته باش: « زمان و مکان، هردو فریب ذهن ما هستند. ماشین زمان، دور زدن این فریب ذهنی ست». به امید دیدار.

 


نوشته شده در تاريخ پنج شنبه 21 دی 1391برچسب:, توسط aryan

اكنون ۱۰۰ سال از زمانی كه اینشتین ۵ مقاله را منتشر كرد، می گذرد. او جایزه نوبل را دریافت كرد و از معروف ترین معادله علمی دنیا پرده برداشت و فیزیك را در مسیری قرار داد كه تا امروز همچنان دنبال می شود.
یك قرن پیش نظریه های اینشتین پیشرفت های جدید ماموریت های فضایی را به وجود آورد. اكنون ماهواره ای با نام كاوشگر گرانش B كه ۶۵۰ كیلومتری بالای زمین می گردد به دنبال پیداكردن تاثیرات پیچیده ای است كه نظریه نسبیت اینشتین پیش بینی كرده است. كشف این تاثیرها نیازمند دقتی بی نظیر است. چرخنده های ابزار ژیروسكوپ ماهواره بهترین گوی هایی هستند كه تاكنون به دست بشر ساخته شده اند. این ماموریت آخرین مدركی است كه نشان می دهد جست وجو به دنبال مسیر اینشتین هرگز پایان نمی یابد.
اكنون ۱۰۰ سال از زمانی كه اینشتین ۵ مقاله را منتشر كرد، می گذرد. او جایزه نوبل را دریافت كرد و از معروف ترین معادله علمی دنیا پرده برداشت و فیزیك را در مسیری قرار داد كه تا امروز همچنان دنبال می شود. كار اینشتین در كنار پیشرفت های پی درپی در مكانیك كوانتوم، در كشف های علمی شكوفا شد كه از بسیاری جهات زندگی عادی را تحت تاثیر قرار می دهد. «استفن بنكا» (S.Benka) سردبیر مجله فیزیكس تودی (Physics Today) می گوید: «اكنون دوران طلایی فیزیك است. فیزیك نه تنها ما را از جهان طبیعت آگاه می كند، بلكه زندگی بشر را نیز در بسیاری از موارد كاربردی تحت تاثیر قرار می دهد. برای مثال با استفاده از شبكه هشدار دهنده سونامی به سرعت در مورد زمین و سیستم های فیزیكی آن اطلاعات كسب می كنیم.» به گفته وی: «حوزه زیست شناسی نیز به وسیله فیزیك روشن تر می شود.»
وی می گوید: حتی جنبه های پیچیده فیزیك كوانتوم استفاده كاربردی به شكل كدهای غیرقابل شكست (hard*to*break) دارد كه از اطلاعات بانكی آن لاین محافظت می كند.
دیگر جنبه های فیزیك بیشتر به صورت نظریه باقی مانده است: امكان وجود بعدهای بیشتر، رمزگشایی دینامیك فیزیكی سیستم های پیچیده و به شدت غیرقابل پیش بینی مثل وضعیت آب و هوای زمین.
در سال ۱۹۰۵ پنج مقاله اینشتین نشان داد كه چطور به طور قطعی می توان وجود اتم را ثابت كرد. موضوع وجود یا عدم وجود اتم حتی تا صد سال پیش هم موضوع بحث برانگیزی بود. اینشتین نشان داد كه نور از قسمت های مجزا به اسم فوتون تشكیل شده است و دیدگاه ما را نسبت به فضا و زمان برای همیشه تغییر داد. این دستاوردها برای فرد ۲۶ ساله ای كه به تازگی دكترای خود را گرفته و در اداره ثبت اختراعات سوئیس كار می كند، چندان هم بد نیست. یكی از این مقاله های شگفت انگیز كه شهرت كمتری دارد در مورد پرسشی است كه هزاران سال است برای مشاهده كنندگان به صورت معما باقی مانده است. چرا ذرات غبار در هوا و ذرات شن در آب به صورت نامرتب می چرخند؟
گیاه شناسی به نام رابرت براون این پدیده را در سال ۱۸۲۷ بررسی كرد و بعد از آن فیزیكدانان آن را «حركت براونی» نامگذاری كردند. اینشتین علت این حركت را برخورد ذرات با مولكول ها دانست. او نشان داد این حركت چگونه محاسبه می شود و چند مولكول به یك ذره شن ضربه می زنند و با چه سرعتی حركت می كنند. ژان پرن (Jean Perrin) فیزیكدان فرانسوی از دیدگاه اینشتین برای انجام چند آزمایش استفاده كرد و یك بار برای همیشه وجود اتم و مولكول را ثابت كرد. این كارش جایزه نوبل را برای او به ارمغان آورد. ایده اصلی اینشتین كه در سال ۱۹۰۵ منتشر شد این بود كه نور ذره ای است كه مانند موج رفتار می كند.
این ایده به اثر فتوالكتریك مربوط می شود. در این اثر نور به مواد خاصی می تابد و جریان الكتریكی ایجاد می كند. سلول های فتوالكتریك كه برای بازكردن در سوپرماركت استفاده می شود از همین اثر استفاده می كند. اینشتین در توضیح این پدیده گفت نور مجموعه ای از ذرات به نام فوتون است و انرژی آنها تنها بستگی به رنگ نور دارد. او برای این دیدگاه جایزه نوبل دریافت كرد. این كشف همچنین راه را برای گسترش علم فیزیك كوانتوم باز كرد. بسیاری از فیزیكدانان به دیدگاه های نسبیت توجه می كنند كه در سال ۱۹۰۵ ارائه شد. پیامدهای بعدی بزرگترین دستاورد او بودند. استیون واینبرگ (Steven Weinberg) فیزیكدان دانشگاه تگزاس و برنده جایزه نوبل می گوید: همه ما تصوری از فضا و زمان داریم كه در ما ایجاد شده است. این چیزی است كه اینشتین خلاف آن را ثابت كرد. او برای اولین بار نشان داد فضا و زمان بخشی از فیزیك است نه متافیزیك.
نیوتن و فیزیكدانان بعد از او فضا و زمان را اساساً مطلق در نظر گرفتند. فرض می شد كه فضا و زمان برای تمام مشاهده كنندگان یكسان است. هیچ كس هم در مورد صحت این فرض شك نكرد. اما اینشتین گفت قانون های طبیعت و سرعت نور مطلق هستند و برای تمام مشاهده كنندگانی كه به طور ثابت و وابسته به هم در حركت هستند یكسان است. مشاهده كنندگانی كه با سرعت های متفاوت درحركتند بعدهای فرازمانی كسب كرده و ساعت شان با سرعت متفاوتی كار می كند.
این اصول مهم پیامدهای مهمی دارند این پیامدهای مهم را كه اینشتین مهم ترین دستاورد زندگی اش می داند، مشهورترین معادله فیزیك است: E=mc۲. این معادله نشان می دهد جرم ماده و انرژی هم ارز هستند. این نظریه موجب پیشرفت بمب اتمی و نیروگاه های هسته ای شد. بعد از آن اینشتین اصل هم ارزی نسبیت را اضافه كرد و نظریه خود را با افزودن گرانش به آن گسترش داد. او فرض كرد وقتی به جسمی نیرویی وارد می شود جرمی كه شتاب را تعیین می كند و جرمی كه بر اثر جاذبه به وجود می آید یكسان هستند. در این نظریه گرانش كشش بین اجسام نیست.
به همین شیوه است كه جرمی مثل زمین فضا را تغییر می دهد و بر سرعت حركت ساعت تاثیر می گذارد. امروزه كاوشگر گرانش B مسیر منحنی ای را در فضا طی می كند كه توسط جرم زمین تولید شده است. هیچ نیروی گرانشی آن را در فضا نگه نداشته است و آن فقط مسیر مشخص را طی می كند. ماهواره ای به دقت حركت های آن را دنبال می كند تا دریابیم آیا با پیش بینی های اینشتین مطابقت دارد یا خیر؟ اینشتین همچنین پیش بینی كرد كه چرخش زمین فضا را به دور خود می كشد. این پدیده پیش از این فقط یك بار مشاهده شده بود. دانشمندان امیدوارند كاوشگر گرانش B دقت مشاهده را نسبت به آزمایش های قبلی تا ده برابر افزایش دهد.


.: Weblog Themes By Pichak :.


----------------- --------------------------

صفحه قبل 1 2 صفحه بعد

  • اس ام اس عاشقانه
  • گوگل رنک