انجمن فیزیک پژوهش سرای بشرویه

phbosh — Tue, 18 Nov 2008 04:50:15 GMT

سايت انيميشن هاي فيزيک

رنگین کمان همراه با طوفان

phbosh — Sun, 09 Mar 2008 06:06:47 GMT

کتاب های درسی باید عوض شود

phbosh — Tue, 26 Feb 2008 12:56:18 GMT

کتابهای درسی باید دوباره نوشته شوند

نویسنده آسمان

۰۴ اسفند ۱۳۸۶

حدود 75 سال است که در کتابهای درسی می خوانیم: مقاومت به جنس، طول و ضخامت رسانا بستگی دارد. در 5 فوریۀ 1980 ثابت شد که دیگر این بیان معتبر نیست. در این روز، کلاوس فون کلیتسینگ این بخش از دانش کتاب درسی را رد کرد. این کشف به طور اساسی جدید است. و به همین سبب جایزۀ نوبل فیزیک در سال 1985 به کلیتسینگ اهدا شده است.
گویی مقیاسها از مقابل چشمان فیزیکدان برداشته شده بودند: مقاومت الکتریکی یک ثابت طبیعی با سادگی ابتدایی است. مقاومت الکتریکی مستقل از جنس و تأثیرات خارجی است و نه به شکل خطی - چنانکه قبلاً فرض میشد - بلکه با پرشهای کوانتومی افزایش می یابد؛ یعنی، به همان شکلی که تابش در گامهایی کوچک منتشر می کند. کشف فون کلیتسینگ ابتدایی به نظر می رسد؛ و به عنوان «اثر هال کوانتومی شده» اندازه گیریهای دقیق و باور نکردنی را ممکن می سازد. این پدیده «اثر فون کلیتسینگ» نام گرفته، و در یک لحظه، کاشف را به شهرت جهانی رسانده است: کلاوس فون کلیتسینگ برندۀ جایزۀ نوبل فیزیک سال 1985 نخستین فیزیکدان آلمانی است که بعد از 22 سال این جایزۀ علمی را دریافت می کند. کشف او همانند یک الهام ناگهانی به نظر می آید؛ در آزمایشگاه مغناطیس در گرنوبل فرانسه ، همه چیز به یک باره - در نیمۀ شب - بر او آشکار شد. امّا این کشف ابتدا به ساکن نبود. کلیتسینگ از نسل جدید دانشمندان سخت کوش است که ، اگر لازم باشد ، ساعت 2 بامداد نیز در گیر کار می شوند. او می گوید «کار سرگرمی من است.» خانوادۀ کلیتسینگ - همسرش رناته، دو پسر و یک دخترش - اورا از زیاد نمی بینند. دانشمند ، در ره هدفش زجر را برخود روا می داد اما هیچگاه زجر دیده به نظر نمی رسد. در حالی که در تلویزیون در بارۀ کوانتومها و دما های پایین گپ می زد آسوده بود. امّا زمینه ای که او بر گزیده است - فیزیک حالت جامد - به درد پخش مستقیم تلویزیون نمی خورد. پژوهش او ظریفترین ساختارها ، مثلاً بلورها ، را در بر میگیرد . واینجا باید تعیین می شد که جریان الکتریکی در این ساختار ها چگونه رفتار می کند . فون کلیتسینگ، متعصب در دقّت ، همیشه از بی نظمیهایی که در منحنیهای تجربی برای ثبت رابطۀ بین میدانهای مغناطیسی و مقاومت الکتریکی دیده می شد منزجر بود. او سالها بود که به طور منظّم در این باره پژوهش می کرد. در آزمایشگاه پژوهشی گرنوبل ، که نیروی میدان مغناطیسی 200،000 برابر قویتر از نیروی گرانش زمین می توان تولید کرد، او راه حل این مسئله مرموز را یافت. آنچه اکنون به عنوان «اثر هال کوانتومی شده» وارد کتابهای درسی شده در هلیوم مایع و در دمای منهای 269 درجۀ سلسیوس خود را نشان داد.
استاد برندۀ جایزه هنوز در برابر مردم عامی سردر گم براین عقیده است که او فقط نیمی از آنچه را که کشف کرده است می فهمد و تا ارزیابی دقیق نتایج آن راهی دراز در پیش است. کشف او محتملاً به ساختن کامپیوتر های سریعتر و کاراتر ، و قطعاً به ابزار سنجش دقیقتر ، مثلاً در ساختن هواپیما ها، منجر خواهد شد . هم اینک، این کشف برای دوایر اوزان و مقادیر به عنوان یک واحد اندازه گیری ساده و قابل اتکا برای مقاومت الکتریکی سودمندی خود را نشان داده است. و دانش آموزان در درسهای فیزیک خود وقتی که از اهم صحبت می کنند خواهند توانست منظور خود را خلاصه تر بیان کنند

منبع

نتیجه مسابقه پیام شماره1 اعلام شد

phbosh — Sat, 02 Feb 2008 12:42:18 GMT

نتیجه مسابقه پیام شماره1 اعلام شد

1 بهمن 1386

از جواب های برتر به قید قرعه اسامی زیر انتخاب شده است:

بیرجند: سحر مؤذنی و فرزانه ابوالحسن نژاد از دبیرستان فرزانگان

سربیشه:محمدرضا نوجوان از دبیرستان سید پیام یعقوبی درح

بشرویه:طیبه حلاجیان از دبیرستان الزهرا ارسک و محبوبه هراتی از مرکز پیش دانشگاهی ولایت

منبع

چرا رنگ آسمان آبي است؟

phbosh — Sun, 23 Dec 2007 05:12:19 GMT

چرا رنگ آسمان آبي است؟

به نظر نيوتن رنگهاي ظاهري اجسام طبيعي بستگي به اين دارد كه از آنها چه رنگي شديدتر منعكس يا به سوي بيننده پراكنده مي شود . به طور كلي ، شيوه ساده اي وجود ندارد كه براساس ساختار سطح تركيب شيميايي و مانند آنها پيش بيني كنيم كه آن ماده چه رنگهايي را منعكس يا پراكنده مي كند. با اين همه ، علت آبي بودن رنگ آسمان را با استدلال ساده اي مي توان توضيح داد. همان طور كه تامس يانگ با آزمايش نشان داد، طول موجهاي گوناگون نور رنگهاي متفاوت دارند، طول موج نور را با واحد نانومتر يا با واحد آنگستروم مي سنجند. دامنه طيف قابل رؤيت براي آدمي nm 400 براي نور بنفش تا حدود nm 700 براي نور قرمز است. مانع هاي كوچك مي توانند انرژي يك موج فرودي را در همه جهتها پراكنده كنند، و مقدار پراكندگي بستگي به طول موج دارد. به عنوان يك قاعده كلي، هر چه طول موج در مقايسه با اندازه مانع بزرگتر باشد، موج به وسيله مانع كمتر پراكنده مي شود. براي ذراتي كوچكتر از يك طول موج، مقدار پراكندگي نور با عكس توان چهارم طول موج تغيـــيــر مي كند. مثلاً ، طول‌موج نور قرمز در حدود دو برابر طول موج نور آبي است. بنابراين پراكندگي نور قرمز در حدود يك شانزدهم پراكندگي نور آبي است. اكنون مي توانيد بفهميد كه چرا رنگ آسمان آبي است. نور خورشيد به وسيله مولكولها و ذرات گرد و غبار موجود در آسمان ، كه معمولاً در مقايسه با طول موجهاي نور مرئي بسيار كوچكند، پراكنده مي شود. به اين ترتيب، نور طول موجهاي كوتاه (نور آبي) بسيار شديدتر از نور طول موجهاي بلندتر به وسيله اين ذرات پراكنده مي شوند. وقتي كه به آسمان صاف نگاه مي كنيم ، بيشتر اين نور پراكنده شده است كه به چشم ما مي رسد. دامنه طول موجهاي كوتاه پراكنده شده (وحساسيت چشم آدمي به رنگ) منجر به احساس رنگ آبي مي شود. از سوي ديگر، فرض مي كنيم كه در يك روز مه آلود به آسمان نگاه مي كنيم. در اين صورت ، نور آبي باريكه اي كه به چشم ما مي رسد به طور كامل پراكنده شده است ، در حالي كه طول موجهاي بلندتر پراكنده نشده اند. بنابراين، احساس مي كنيم كه رنگ خورشيد متمايل به قرمز شده است. اگر آسمان جوي نداشت، آسمان سياه به نظر مي‌رسيد، و ستارگان در روز ديده مي شدند. در واقع از ارتفاع Km 16 به بالا، كه در آنجا جو زمين بسيار رقيق مي شود، همان طوري كه فضانوردان دريافته اند ، آسمان سياه به نظر مي رسد و ستارگان در روز ديده مي شوند. گاهي هوا داراي ذرات گرد و غبار يا قطره هاي آبي به بزرگي طول موج نور مرئي است. اگر چنين باشد، رنگهايي جز رنگ آبي ممكن است به شدت پراكنده شوند. مثلاً، كيفيت رنگي آسمان با بخار آب موجود در جو زمين تغيير مي كند. روزهايي كه هوا صاف و خشك است، آسمان آبي تر از روزهايي است كه رطوبت هوا زياد است. آسمان نيلگون ايتاليا و يونان ، كه قرن‌ها الهام‌بخش شاعران و نقاشان بوده است، به سبب خشكي استثنايي هواي اين سرزمينهاست. مه آبي ـ خاكستري رنگي كه گاهي شهرهاي بزرگ را مي‌پوشاند بيشتر به سبب ذراتي است كه از موتورهاي درون‌سوز (اتومبيلها ، كاميونها) و كارخانه هاي صنعتي منتشر شده اند. موتور اتومبيل، حتي وقتي كه در حالت خلاص كار مي كند، در هر ثانيه بيشتر از 100 ميليارد ذره منتشر مي كند. بيشتر اين ذره ها نامرئي هستند و اندازه آنها در حدود m 0/000001 است . چنين ذره هايي كالبدي براي تجمع گازها ، مايعات و ذرات جامد ديـگــــــر مي‌شوند. اين ذره هاي بزرگتر سبب پراكندگي نور و تيرگي هوا مي شوند. گرانش بر اين ذره ها تا وقتي كه بر اثر تجمع مواد بيشتر در اطراف آنها خيلي بزرگ نشده اند چندان تأثيري ندارد. اين ذرات اگر بر اثر باران و برف مكرر شسته نشوند ممكن است ماهها در جو زمين بمانند. تأثير چنين ابرهاي غبارآلودي بر آب و هوا و بر سلامتي آدمي بسيار مهم است.

منبع

کاربرد ابررسانا

phbosh — Sun, 02 Dec 2007 12:37:18 GMT

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

عکس

phbosh — Sat, 17 Nov 2007 06:26:49 GMT

عکس هایی از فیزیک

تصویر جدیدی از یک زوج کهکشان

phbosh — Sun, 04 Nov 2007 03:32:18 GMT

تصویر جدیدی از یک زوج کهکشان به زمین رسید!
تلسکوپ فضایی هابل به تازگی تصویر جدیدی را با ارائه جزئیات تاکنون ناشناخته از یک جفت کهکشان با عنوان Arp 87 به زمین ارسال کرده است.
به گزارش خبرگزاری مهر، زوج کهکشان Arp 87 یکی از صدها زوج کهکشانی است که در فضای اطراف کهکشان راه شیری واقع شده اند. این زوج کهکشان نخستین بار در دهه 70 توسط "هالتون آرپ" (Halton Arp) کشف شد. اما وضوح بالای تصویری که به تازگی تلسکوپ فضایی هابل به زمین ارسال کرده است، جزئیاتی از این کهکشان ها را که تاکنون ناشناخته بودند نشان می دهد. براساس گزارش روزنامه تلگراف، NGC 3808 که در طرف راست تصویر دیده می شود، یک کهکشان مارپیچ است. این کهکشان یک حلقه درخشان ستاره ای دارد که به شکل یک نوار گرد و غبار ستاره ای مشاهده می شود. زوج کهکشان Arp 87 امتداد گاز و گرد و غبار این کهکشان به کهکشان همراهش با عنوان NGC 3808A که در طرف چپ تصویر وجود دارد، منتهی می شود. NGC 3808A هم یک کهکشان مارپیچ است که در این تصویر تنها یک طرف آن دیده می شود. این کهکشان از یک حلقه چرخان تشکیل شده که محتوی ستارگان و ابرهای گازی بین ستاره ای است. از دیدگاه علمی نکته جالب توجه این تصویر این است که هر دو کهکشان تحت تاثیر واکنش های گرانشی همدیگر قرار دارند.

منبع : خبر گزاری مهر

سرنخ‌هاي جديد درباره‌ي مغناطو مقاومت‌هاي عظيم

phbosh — Thu, 01 Nov 2007 04:55:18 GMT

سرنخ‌هاي جديد درباره‌ي مغناطو مقاومت‌هاي عظيم

روش كار: دانشمندان براي اين كه تصاويري را به‌وجود آورند و داده‌هايي را گردآوري كنند، با بهره‌گيري از نوك ميكروسكوب الكتروني روبشي (قرمز) از كاوندي الكتروني (سبز) براي اعمال جريان يا ميدان الكتريكي به نمونه استفاده كردند. اولين تصوير لايه لايه از خط‌هاي سياه امواج پولاروني را نشان مي‌دهد كه در هنگام اعمال جريان منتشر مي‌شوند. خال‌هاي ريز در لايه‌ي دوم تك‌تك اتم‌ها را نشان مي‌دهد در حالي كه خوشه‌هاي دوره‌اي نشانگر حالت منظم الكترون است.نمودار اسپكروسكوپي اتلاف انرژي الكترون (EELS) برانگيختگي ناشي از پيوند الكترون را آشكار مي‌سازد. لايه‌ي پاييني مدلي ساختاري از شبكه‌ي بلورين است و نمودار عمودي مقاومت الكتريكي بلور در هنگام اعمال جريان را نشان مي‌دهد.

آزمايش‌هاي انجام شده در آزمايشگاه ملي بروكهاون وزارت انرژي امريكا نشان داده است كه برخي مواد توانايي آن را دارند كه در ميدان مغناطيسي يا الكتريكي خارجي مقاومت خود را به شدت تغيير دهند. تغييرات مختصر در مقاومت اساس بسياري از ابزارهاي الكترونيكي از جمله، دستگاه‌هاي ذخيره‌ي داده‌ها در رايانه‌ها را تشكيل مي‌دهد.

شناخت و استفاده از تغييرات چشمگير مقاومت كه به مغناطو مقاومت عظيم معروف است، امكانات بسيار زيادي را در فناوري‌هاي جديد از جمله، دستگاه‌هاي ذخيره‌سازي داده‌ها با چگالي داده‌هاي بيش‌تر و نياز به توان كم‌تر دراختيار مي‌گذارد.

به گفته‌ي يميل ژو فيزيكدان آزمايشگاه ملي بروآون و يكي از مؤلفان اصلي مقاله‌اي كه در گزارش آكادمي ملي علوم در تاريخ 21 اوت 2007 منتشر شد «اين يك كار بسيار مهم با كاربردهاي بالقوه‌ي فراوان در توسعه نسل بعدي دستگاه‌هاي الكترونيكي ذخيره‌سازي داده‌هاست.

دانشمندان آزمايشگاه ملي بروآون كانه‌هاي مغناطيسي پرووسكيت بلوريني را با روش‌هاي بسيار پيشرفته‌ي ميكروسكوپ الكتروني بررسي مي‌كردند كه با حاملان بار اضافي- «الكترون» يا «حفره» (جاي خالي الكترون) آلاييده شده بودند. در آزمايشي بي‌سابقه، آن‌ها از ميكروسكوپ تونل‌زني استفاده كردند كه در داخل يك ميكروسكوپ الكتروني قرار داشت و با اعمال محركي الكتريكي به نمونه پاسخ آن را در مقياس اتمي مشاهده مي‌كردند.

دانشمندان به كمك اين روش براي اولين بار متوجه شدند كه يك محرك الكتريكي مختصر مي‌تواند شكل شبكه‌ي بلورين را واپيچيده كند و باعث تغيير حركت بارها در شبكه شود. واپيچيدگي‌هاي شبكه حاملان بار را به هنگام حركت در شبكه دنبال مي‌كردند و برانگيختگي‌هاي ذره- گونه‌اي را به وجود مي‌آورند كه به پولارون معروف است. طبق گفته‌ي ژو «پولارون‌ها را مي‌توان به صورت حاملان باري درنظر گرفت كه «پوششي» از ارتعاش‌هاي شبكه همراه آن‌ها را دربرگرفته است.»

گروه ژو متوجه ‌شدند كه پولارون‌ها ذوب مي‌شوند و ترتيب آن‌ها تغيير مي‌كند؛يعني، در پاسخ به جريان اعمال شده، كه دانشمندان آن را به عنوان ساز و كار اصلي مغناطو مقاومت عظيم مشخص كرده‌اند، از جامد به مايع و دوباره به جامد تغيير حالت مي‌دهند. اين روش امكان مطالعه‌ي رفتار پولارون؛ يعني، تأثير تغييرات ميدان الكتريكي، جريان و دما بر اين گذار را دراختيار دانشمندان قرار مي‌دهد.

به گفته‌ي ژو «ما نشان داديم كه آرايش بلند بُرد پولارون‌ها يك جامد پولاروني تشكيل مي‌دهد كه معرف نوع جديدي از بار و حالت منظم اوربيتالي است. واپيچيدگي‌هاي شبكه‌ي مربوط به آن اين پديده را به مغناطو مقاومت‌هاي عظيم مرتبط مي‌سازد و راه‌هايي را براي تغيير چگالي بار و برهم كنش‌هاي الكترونيكي در نزديكي فصل مشترك‌ها و الكترودها دراختيار مي‌گذارد.»

اثرهاي مربوط به مقاومت عظيم مي‌تواند به مينياتوري شدن مدارهاي الكتركي بينجامد كه با توان كم‌تري كار مي‌كنند؛ بنابراين، تأثير مستقيمي بر به‌كارگيري اين مواد در توسعه‌ي قطعات الكترونيكي و اسپينترونيكي (قطعه‌هايي كه در آن‌ها از تركيب اسپين الكترون و بار آن استفاده مي‌شود) دارد. اين ابزارها شامل فرم‌هاي جديدي از حافظه‌ي «با ثبات، رايانه‌اي (حافظه‌اي كه مي‌تواند اطلاعات ذخيره شده را حتي در حالتي كه تواني به آن نمي‌رسد، حفظ كند) مانند حافظه‌ي دستيابي تصادفي مقاومتي (RRAM) است.

ترجمه : دکتر منیژه رهبر

منبع

یخچال نفتی

phbosh — Thu, 25 Oct 2007 07:05:18 GMT

یخچال نفتی:

یخچال نفتی بر خلاف یخچال برقی و کولر های گازی که بر اساس فرئون فشرده و کمپرسور کار می کنند دارا ی هیچ قسمت متحرکی نیست و نیروی محرکه خود را مستقیما از شعله آتش نفت می گیرد اساس کار یخچال نفتی بر پایه جذب و دفع آمونیاک در آب می باشد. سازوکار یخچال نفتی به صورت مرحله به مرحله به این شکل می باشد.

1- در دمای معمولی آمونیاک در آب حل می شود ولی اگر به مخلوط آمونیاک و آب گرما بدهیم چون آمونیاک بسیار جوشنده تر از آب می باشد آمونیاک آغاز به جوشیدن نموده و از مخلوط آب و آمونیاک به صورت گاز بخار آمونیاک گرم متصاعد شده و مقذاری بخار اب نیز با خود همراه کرده تبخیر می کند. 2-در سر راه این بخار گرم یک جدا کننده قرار دارد که قطره های آب را از بخار آمونیاک جدا کرده و درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بر می گرداند.( این قسمت را داشته باشید تا بعد زیرا در راه بازگشت این آب جدا شده به مخزن یک اتفاق دیگر هم می افتد.                     (
3- سپس بخار آمونیاک درون یک سری لوله های پره دار به نام چگالنده شده و گرمای خود را از دست می دهد و به صورت آمونیاک مایع در می آید.( توجه این قسمت همانند یخچال های برقی در پشت یخچال قرار دارد(
4-سپس این آمونیاک مایع سرد تر شده ( دارای دمایی بالاتر از دمای محیط) وارد محفظه و لوله های پره دار دیگری می شود که درون یخچال جای دارد و در معرض گاز هیدروژنی که درون این محفظه قرار دارد واقع می شود و به سرعت بخار شده و جهت تبخیر گرمای محیط درون یخچال را جذب می کند.( در نتیجه درون یخچال سرد می شود.                                       (
5-سپس مخلوط آمونیاک و هیدروژنی که به صورت مخلوط گازی سردی است وارد جذب کننده می گردد درون جذب کننده مخلوط آمونیاک و هیدروژن با آبی که در مرحله دوم از گاز داغ آمونیاک جدا شده بود تماس داده می شوند.در این جا آمونیاک که درون آب بسیار حل شونده تر از هیدروژن است درون اب حل می شود و هیدروژن جدا شده دوباره به درون محفظه بخارنده ( اواپراتور - که همان محفظه درون یخچال باشد ) باز می گردد.
6- مخلوط آب و آمونیاک دوباره به درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بازگشته و توسط گرمای شعله نفت دوباره بخار شده و مراحل 1 تا 6 به صورت چرخه دوباره تکرار می شود.

دلیل تبخیر آمونیاک در هیدروژن چیست؟
برای پاسخ به این پرسش باید به ترمودینامیک محلول ها نگاهی بیندازیم. می کوشم با یک مثال ساده پاسخ پرسشتان را بدهم.ببینید . آب خالص در 100 درجه می جوشد و در صفر درجه یخ می زند ولی اگر به آب مقداری نمک بیفزاییم دیگر در 100 درجه نمی جوشد بلکه در دمایی بالاتر از 100 درجه می جوشد.اگر به آب مایعی مانند الکل بیفزاییم در صفر درجه یخ نمی زند بلکه در دمایی پایینتر یخ می زند و در دمایی پایین تر از 100 درجه نیز تبخیر می شود . همین جریان در باره آمونیاک و گاز هیدروژن اتفاق می افتد.
آمونیاک خالص در دما و فشار اتاق به صورت گاز است ولی آمونیاکی که از کندانسور بیرون می آید دارای دمای بالاتر از اتاق و فشاری به مراتب بیشتر از اتاق می باشد.( این فشار از طریق بخارهای متصاعد شده از روی چراغ نفتی تامین می شود) پس دقیقا در درلحظه پیش از واردشدن امونیاک به اواپراتور آمونیاک خالص به صورت مایع می باشد.این آمونیاک وقتی درون اواپراتور با هیدروژن در هم حل بشوند نقطه جوش محلول آمونیاک هیدروژن بسیار بسیار پایین تر از نقطه جوش آمونیک خالص می باشد بنابراین آمونیاک با هر دمایی هم که وارد اواپراتور شده باشد محلول آمونیاک و هیدروژن فورا تبخیر می شو د حتی اگر دمای اواپراتور –دمای درون یخچال -خیلی پایین تر از صفر درجه باشد.
روشن است این محلول برای تبخیر شدن دمای محیط اطرافش را جذب می کند.
آیا می دانستید چرخه یخچال نفتی را چه کسی اختراع کرده است؟.
" آلبرت انشتین " به همرا یک دانشمند دیگر بنام Leo Szilard