رابرت گدارد

رابرت گدارد

رابرت گدارد
علم فیزیک – رابرت گدارد
علم فیزیک – رابرت گدارد

رابرت هاچینگز گُدارد (به انگلیسی: Robert H. Goddard) (زاده:۵ اکتبر ۱۸۸۵، درگذشته:۱۰ اوت ۱۹۴۵) استاد و دانشمند آمریکایی پیشگام موشک سوخت مایع کنترل شونده.

گدارد اولین موشک سوخت مایع را در تاریخ ۱۶ مارس ۱۹۲۶ پرتاب کرد. بین سال‌های ۱۹۳۰ تا ۱۹۳۵ با پرتاب موشک‌های مختلف به سرعت ۵۵۰ مایل بر ساعت دست یافت.

۱۹۰۸

از موسسه پلی تکنیک ورمستر فارغ التحصیل می شود.

۱۹۱۱

به دریافت درجه دکترا در رشته فیزیک از دانشگاه کلارک ماساچوست نایل می شود.

۱۹۱۲

به مدت یک سال در دانشگاه پرینستون کار می کند و در آنجا متقاعد می شود که کار او در زمینه موشک می تواند امکان مسافرت در فضا را عملی سازد.

۱۹۱۴

در ژوئیه، اختراعات وی، از جمله سوختهای پیشران دهانه ها، جعبه احتراق و موشکهای چند مرحله ای به ثبت می رسند.

۱۹۱۷

با دریافت ۵۰۰۰ دلار پاداش از طرف موسسه اسمیتسونین، در شهر واشنگتن، گدارد شروع به کار بر روی موشکی می شود که قادر خواهد بود تا ارتفاعات بسیار زیاد پرواز کند. او در کار ساخت موشکهای نظامی نیز فعالیت می کند.

۱۹۱۹

کتابی تحت عنوان روشی برای رسیدن به ارتفاعات خیلی بالا چاپ می کند. استاد فیزیک در دانشگاه کلارک می شود.

۲۳ ـ ۱۹۲۰

برای اداره اردناس نیروی دریایی آمریکا، در کارخانه باروت سازی ایندین هد مریلند روی مقدار خرجهای موشک و پرتاب کننده ها کار می کند.اولین موتور موشک با سوخت مایع «بنزین و اکسیژن مایع) را مورد آزمایش قرار می دهد.

۱۹۲۶

در ۱۶ مارس، اولین موشک با سوخت مایع را از مزرعه عمه خود در ابرن، نزدیک «ورسستر» با موفقیت به فضا پرتاب می کند. این پرواز ثانیه به طول می انجامد و موشک به ارتفاع ۵/۱۲ متری (۴۱ پایی) می رسد.

۱۹۳۰

به پاس تحقیق در مورد ساخت موشک، از طرف «بنیاد گاگنهایم» مبلغ ۵۰۰۰۰ دلار پاداش دریافت می دارد.

۱۹۳۵

سرعت یکی از موشکهای گدارد از سرعت صوت فراتر می رود و این اولین باری بود که چنین کاری میسر می شد.

۱۹۳۷

یکی دیگر از موشکهای گدارد به ارتفاع حدود ۵/۲ کیلومتری (۵۵/۱ مایلی) می رسد.

۱۹۴۱

شروع به کار برای نیروی دریایی آمریکا در آناپولیس مریلند می کند. کتاب توسعه موشک: نتایج تحقیقات انجام شده درباره پرواز موشکها با سوخت مایع، بین سالهای ۴۱ ـ ۱۹۲۹، را به زیر چاپ می برد.

۱۹۴۵

در دهم اوت، گدارد در بالتیمور، مریلند، زندگی را بدرود گفت.

رابرت گدارد ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

منبع : دانشنامه رشد

ادموند هالی

ادموند هالی

ادموند هالی ( Edmond Halley) (زاده ۸ نوامبر ۱۶۵۶ – درگذشته ۱۴ ژانویه ۱۷۴۲) منجّم، ژئوفیزیک دان، ریاضی‌دان، هواشناس، و فیزیک‌دان انگلیسی بود.

ادموند هالی
علم فیزیک – ادموند هالی
علم فیزیک – ادموند هالی

ادموند هالی در هشت نوامبر ۱۶۵۶ در هاگرستون لندن در یک خانواده اشراف زاده و متمول چشم به جهان گشود. پدرش کارخانه صابون سازی داشت. ادموند از همان دوران طفولیت زیر نظر مربیان درباری تحت تعلیم و تربیت قرار گرفت و از چهار سالگی علاقه خود را به دانستن ریاضیات نشان داد. اکثر مردم با ستاره دنباله دار هالی آشنا هستند که هر ۷۴ تا ۷۸ سال یک بار از فراز کره زمین قابل مشاهده است. البته این ستاره دنباله دار برای اولین بار در ۲۴۰ قبل از میلاد در چین دیده و ثبت شده اما ادموند هالی اولین فردی بود که دوره ای بودن آن را تشخیص داد. این ستاره آخرین بار در سال ۱۹۸۶ دیده شد و بار دیگر در ۲۰۶۱ مشاهده خواهد شد. باید افزود که ادموند هالی تنها در این زمینه به تحقیق نپرداخته بود بلکه درباره تو خالی بودن کره زمین و حفره ها و کوه های موجود در مریخ و ماه نیز اکتشافاتی داشته است ادموند برای تحصیل علم به مدرسه اشراف زاده های سنت پل لندن فرستاده شد. او در مدرسه در دروس ریاضیات بهترین نمره را می گرفت و در سن ۱۶ سالگی توانست دیپلم خود را با بالاترین رتبه دریافت کند. ادموند تصمیم گرفت برای تکمیل توشه بار علمیش به دانشگاه برود، لذا در سال ۱۶۷۳ به دانشکده کوئین در دانشگاه آکسفورد رفت. در طی تحصیل در رشته ریاضیات به چاپ چند مقاله در زمینه منظومه شمسی و لکه های سیاه خورشید پرداخت. ادموند تا پایان تحصیلاتش در دانشگاه دوام نیاورد و در سال ۱۶۷۶ دانشکده را به قصد سفرهای ماجراجویی ترک کرد.هالی به جزایر سنت هلنا در اقیانوس اطلس جنوبی رفت و در آنجا جایابی (سکستانت) با دید تلسکوپی طراحی نمود تا بتواند فهرست ستاره های نیمکره جنوبی را دربیاورد. در آنجا او یکبار عبور مریخ را مشاهده نمود، و دریافت که با یکبار عبور ناهید میتوان اندازه دقیق منظومه شمسی را بدست آورد. او در سال ۱۶۷۸ به انگلیس و سپس به دانتزیگ (گدانسک) رفت تا به نزاعهایی علیه کشفیات منجمی به نام یوهانس هولیوس به دلیل عدم استفاده از تلسکوپ خاتمه دهد. هالی مدتی در کنار وی ماند و مشاهدات وی را بررسی و ارزیابی نمود. در سال ۱۶۷۹ هالی نتایج مشاهداتش در سنت هلنا را در کتاب فهرست ستاره های جنوب مشتمل بر ۳۴۱ ستاره جنوبی منتشر نمود. این دانش افزوده شده به نقشه ستاره ها وی را قابل مقایسه با تیکو براهه نمود، به عنوان مثال “تیکوی جنوبی” همانطور که در فلام استید توضیح داده شده است. وی در سن ۲۲ سالگی فوق لیسانسش را از دانشگاه آکسفورد گرفت و به عنوان عضو انجمن سلطنتی انتخاب شد.

کشفیات وی همچنان ادامه یافت تا اینکه وی پیشنهاد نمود که کره زمین از لایه های مختلف و یک هسته تشکیل شده است. هر لایه توسط اتمسفری از لایه دیگر جدا شده و هر لایه میدان مغناطیسی خود را دارد. به این صورت وی میخواست ناهماهنگیهای موجود در قطب نماها را توجیه نماید. در سال ۱۷۱۶، هالی یک روش برای اندازه گیری دقیق فاصله بین زمین و خورشید با استفاده از اندازه گیری زمانبندی گذر سیاره ناهید پیشنهاد نمود. در اینصورت، وی از روش توضیح داده شده توسط جیمز گریگوری نویسنده کتاب توسعه بصری پیروی میکرد (در این کتاب تلسکوپ گرگورین نیز توضیح داده شده است). به نظر می آید که هالی نیز این کتاب را داشت و خوانده بود چون در آن ایام طراحی تلسکوپها از روی طرح گرگورین انجام میشد.

ادموند هالی روز هشتم نوامبر سال ۱۶۵۶ در لندن متولد شده در مدرسه سنت پال به تحصیل می پردازد.

۱۶۷۳

ادموند هالی به دانشکده کوئین، دانشگاه آکسفورد، می رود ولی قبل از کسب مدرک آنجا را ترک می گوید.

۱۶۷۶

در نوامبر، او با کشتی به جزیره سنت هلنا در اقیانوس اطلس جنوبی می رود و در آنجا ستاره های نیمکره جنوبی را رسم می کند و بعد از بازگشت نمودار و فهرست آنها را منتشر می کند.

۱۶۷۸

در ۲۸ نوامبر، پس از بازگشت از «سنت هلنا»، به عضویت انجمن سلطنتی انتخاب می شود.

۱۶۸۰

ادموند هالی در حین مسافرت به پاریس، یک ستاره دنباله دار را مشاهده می کند.

۱۶۸۲

رصدخانه کوچک خودش را در آبلینگتون واقع در شمال لندن برپا می کند.

۱۶۸۳

نتیجه مطالعات خود درباره نوسانات مغناطیسی را منتشر می کند. او تفاوتهای بین شمال جغرافیایی و شمال مغناطیسی اطراف کره زمین را مورد بررسی قرار داده است، با این امید که اطلاعات حاصله بتواند برای یافتن طول جغرافیایی، مورد استفاده دریانوردان قرار گیرد.

۱۶۸۵

معاون دبیر کل انجمن سلطنتی می شود.

۱۶۸۶

مطالعاتی را روی بادهای ۳۰ درجه عرض شمالی و جنوبی خط استوا و بادهای موسمی منتشر می کند.

۱۶۸۷

اسحاق نیوتن را متقاعد و راضی می سازد تا یافته هایش را تحت عنوان اصول ریاضی فلسفه طبیعی چاپ کند. این کتاب دربرگیرنده جزئیاتی در مورد نحوه محاسبه مدار چرخشی ستاره دنباله دار سال ۱۶۸۰ است. هالی از روش نیوتن برای محاسبه مدار ستاره های دنباله دار سالهای ۱۶۰۷ و ۱۶۸۲ استفاده می کند تا اینکه بالاخره موفق می شود مدارهای چرخشی ۲۴ ستاره دنباله دار را محاسبه کند.

۱۶۹۳

جدولهای میزان مرگ و میر را با ارایه اصولی برای محاسبه بیمه های عمر و مستمری سالیانه به زیر چاپ می برد.

۱۶۹۶

در مقام ناظر مالی «چستر مینت» دو سال کار می کند.

۱۶۹۸

در ۱۹ اوت، هالی فرماندهی کشتی «پارامور» متعلق به نیروی دریایی سلطنتی را به عهده می گیرد، در طول دو سال سفر دریایی، او نوسانات مغناطیسی را اندازه می گیرد و نمودارهای اقیانوسی را با دقت تمام رسم می کند.

۱۷۰۱

نمودارهای نوسانات مغناطیسی دریاها را منتشر می کند.

۳ ـ ۱۷۰۲

ماموریتهای دیپلماتیک در سطح اروپا به انجام می رساند.

۱۷۰۴

در هشتم ژانویه، به عنوان استاد هندسه در دانشگاه آکسفورد منصوب می شود، و تا پایان زندگیش در همین پست می ماند.

۱۷۰۵

هالی یافته هایش در مورد ستاره های دنباله دار را منتشر می کند و بازگشت یک ستاره دنباله دار را در سال ۱۷۵۸ پیش بینی می کند.

۱۷۱۳

در روز ۳ نوامبر، دبیر کل انجمن سلطنتی می شود.

۱۷۲۰

در روز ۹ فوریه، به عنوان ستاره شناس سلطنتی منصوب می شود و در رصدخانه سلطنتی واقع در گرینویچ تا پایان عمر ساکن می شود. از اینجا، او مشاهدات دقیق و منظمی از حرکات ماه در یک چرخه ۱۸ ساله انجام می دهد.

۱۷۴۲

در ۱۴ ژانویه، هالی درگرینویچ زندگی را بدرود گفت.

ادموند هالی ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

پیدایش منظومه شمسی

پیدایش منظومه شمسی

پیدایش منظومه شمسی
علم فیزیک – پیدایش منظومه شمسی

تاکنون نظریات زیادی در مورد منشا منظومه شمسی و زمین ارائه شده است، در میان آنها ، دو نظر اساسی وجود دارد. اولی فرضیه برخورد نزدیک نام گرفته است. بر این پایه است که سیاره‌ها ، از مواد جدا شده از خورشید ، تشکیل شده‌اند. بر طبق آن ، کشش گرانشی یک ستاره یا دنباله‌دار به حدی بوده است که هنگام عبور از کنار خورشید مقداری از ماده آن را بیرون کشیده است. زمین ما عضوی از خانواده خورشید است.

منظومه شمسی نه سیاره اصلی تعداد زیادی قمر طبیعی (اقمار) ، تعداد زیادی سیارکها ، تعداد نامعلومی ستاره‌های دنباله‌دار به همراه شهابها ، شهاب سنگها به دور خورشید در حال گسترش هستند.

 محتویات منظومه شمسی

تمامی اجرامی که تحت نیروهای گرانشی خورشید در مدارها در گردشند، منظومه شمسی را تشکیل می‌دهند. این اجرام بر اساس جرمشان در سلسله مراتب مشخص قرار دارند، در راس آنها خورشید واقع است، سپس سیارات ، اقمار و حلقه‌های آنها ، خرده‌های بین سیاره‌ای (ستاره‌های دنباله‌دار ، سیارکها ، شهابها) و در آخرین مرتبه گازها و گرد و غبار بین سیاره‌ای قرار دارند.

نظریه برخورد نزدیک

 در اوایل قرن بیستم میلادی دو اخترشناس امریکایی نظریه برخورد نزدیک را ارائه دادند که بنا به عقیده آنها ، ذراتی از ماده خورشید ، در اثر برخورد نزدیک یک ستاره دیگر بیرون ریخته است. بعدا این ذرات به همدیگر پیوسته و اجرام بزرگی را تشکیل می‌دهند که از این اجرام بزرگ ، سیاره‌ها بوجود آمده‌اند.

فرضیه کانت – لاپلاس

 نظریه مهم دیگر در سال ۱۷۵۵ میلادی (۱۱۳۴ شمسی) بوسیله فیلسوف آلمانی ، امانوئل کانت ، مطرح شد. نظر کانت به عقیده قابل قبول امروزی شبیه است. بر طبق آن ، پیدایش منظومه شمسی از یک ابر گاز و غبار در حال چرخش ، شکل گرفته است. نظر کانت بوسیله ریاضیدان فرانسوی به نام پیر دو لاپلاس بسط داده شد. فرضیه کانت – لاپلاس ، یک ابر بسیار بزرگ از گازهای داغ را ترسیم می‌کند که به دور محور خود می‌چرخد. کانت و لاپلاس ، این ابر بزرگ را سحابی نامیده‌اند.

سرد شدن گاز سحابی ، باعث انقباض آن می‌شود. در این ضمن ، با انقباض جرم اصلی ، حلقه‌هایی از گاز در اطراف آن باقی می‌مانند. این جرم اصلی همان خورشید است. حلقه‌ها ، در اثر نیروی گریز از مرکز (نیرویی است که اجسام در حال چرخش را به طرف بیرون از مرکز چرخش می‌راند.) از مرکز دور می‌شوند. بنابراین فرضیه ، حلقه‌های جدا از هم ، منقبض شده و سیاره‌ها را بوجود آورده‌اند. دانشمندان در درستی این نظر تردید دارند، چرا که گازهای داغ گرایشی به انقباض ندارند، بلکه در فضا گسترش می‌یابند.

 نظریه جدید ابرغبار

 فیزیکدان آلمانی کارل فون وایتسزیکر بنیاد اصلی تئوری جدید ابر غبار را پیشنهاد کرد. بعد از آن اخترشناس امریکایی به نام جرارد کویپر نظر وایتسزیکر را به‌صورت تئوری جدید منشا منظومه شمسی تکمیل کرد. سیارات منظومه شمسی ، از همان گاز و غباری شکل گرفته‌اند که خورشید از آن پدید آمده است. ابر بزرگ با گردش خود در فضا به بخشهای کوچکتری تقسیم شده است.

ذرات موجود در این بخشها ، همدیگر را جذب کرده‌اند و سرانجام سیاره‌ها را بوجود آورده‌اند. بیشتر مواد ابر اصلی در اثر تابش خورشید از آن دور شده‌اند، ولی پیش از آنکه خورشید ، حالت ستاره به خود گیرد، اندازه سیاره‌ها به حدی رسیده بود که می‌توانستند در مداری به دور آن باقی بمانند یا گردش کنند.

پیدایش منظومه شمسی از دید دینامیک

 منظومه شمسی یک ساختار منظم را برحسب خواص فیزیکی‌اش نشان می‌دهد، بطوری که اگر از بالای قطب شمال خورشید دیده شود، منظومه شمسی قواعد زیر را پیدا می‌کند:

 ۱٫ سیارات در خلاف جهت عقربه‌های ساعت در اطراف خورشید می‌گردند، خورشید نیز در همان جهت به دور خود می‌چرخد.

۲٫ به استثنای عطارد و پلوتو ، اکثر سیارات دارای صفحات مداری هستند که فقط بطور جزئی با صفحه دایره‌البروج شیب دارند، مدارها تقریبا هم صفحه هستند.

۳٫ به استثنای عطارد و پلوتو ، سیارات در مدارهایی می‌گردند که خیلی به دایره نزدیک هستند.

۴٫ به استثنای زهره و اورانوس ، سیارات در خلاف جهت عقربه‌های ساعت (یعنی در همان جهت حرکت مداریشان) به دور خود می‌چرخند.

۵٫ اکثر قمرها در همان جهتی که سیارات مادرشان به دور خود می‌چرخند و در نزدیکی صفحات استوایی سیارات قرار دارند.

۶٫ ستاره‌های دنباله‌دار با دوره تناوب طولانی ، مدارهایی دارند که از همه جهات و زوایا می‌آیند، بر خلاف مدارهای هم صفحه سیارات ، اقمار ، سیارکها و ستاره‌های دنباله‌دار با دوره تناوب کوتاه.

۷٫ سه عدد از سیارات مشتری‌گون شناخته شده‌اند که دارای حلقه هستند.

پیدایش منظومه شمسی از دید شیمی

 تشکیل یک سیاره مستلزم یک فرآیند چند مرحله‌ای است، اولا دانه‌های جامد متعلق به سحابی خورشید متراکم می‌شوند. ثانیا این ذرات باهم یکی شده و اجرام آسمانی بزرگ به نام ریز سیارات را شکل می‌دهند که سپس تصادم کرده و برای تشکیل پیش سیارات با هم یکی می‌شوند و به سیارات امروزی متحول می‌گردند. ترکیبات شیمیایی سیارات بوسیله فرآیندی به نام تسلسل تراکم از روی تراکم دانه‌ها تعیین می‌شوند. ایده اولیه تسلسل تراکم این است:

مرکز سحابی باید در دمایی برابر چندین هزار درجه کلوین بوده باشد. در اینجا دانه‌های جامد ، حتی ترکیبات آهن و سیلیکاتها نمی‌توانستند متراکم شوند. در جای دیگر که مواد می‌توانستند به عنوان دانه‌های جدید متراکم شوند، به‌صورت زیر به دما بستگی داشت:

پایینتر از ۲۰۰۰ کلوین ، دانه‌های ساخته شده از مواد خاکی متراکم شدند، زیر ۲۷۳ کلوین دانه‌های مواد خاکی و یخی هر دو می‌توانستند شکل بگیرند. در دمای متفاوت گازهای موجود و جامدات حاضر بطور شیمیایی برهمکنش کرده و ترکیبات متنوعی را تولید می‌کنند. اگر دمای سحابی به سرعت از مرکز به طرف بیرون کاهش یابد، چگالیها و ترکیبات سیارات می‌توانند با تسلسل تراکم توضیح داده شوند.

پیدایش منظومه شمسی ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

ده آزمایش برتر جهان ( زیباترین آزمایش های فیزیک در تاریخ )

ده آزمایش برتر جهان ( زیباترین آزمایش های فیزیک در تاریخ )

در عصری که ما زندگی می کنیم آزمایشهایی که چشمان جهانیان را خیره می کند ازجمله آزمایشهایی که برای یافتن توالی اجزای یک ژنوم، شکافتن ذرات ریز اتمی در شتابدهنده ها و تجزیه وتحلیل ستارگانی که با ما میلیاردها سال نوری فاصله دارند نیاز به میلیونها دلار سرمایه گذاری دارند و تجزیه وتحلیل اطلاعات به دست آمده از ابزارهای پیشرفته دراین آزمایشها ماهها به طول می انجامد.

ده آزمایش برتر جهان
علم فیزیک – ده آزمایش برتر جهان
علم فیزیک – ده آزمایش برتر جهان


«رابرت کریز» عضو گروه فلسفه دانشگاه نیویورک در استونی بروک که مورخ آزمایشگاه ملی بروک هیون هم هست، از فیزیکدانان خواست ده آزمایش برتر جهان فیزیک را نام ببرند. برخلاف انتظار عصر ما که آزمایشهای پیچیده توسط تیمهای برجسته دانشگاهها و مراکز تحقیقات صورت می پذیرد ده آزمایش برتری که به عنوان زیباترین آزمایشهای فیزیک در طول تاریخ انتخاب شد توسط ده فیزیکدان بسیار سرشناس انجام شده بود که دستیاران چندان زیادی هم نداشتند. ازهمه جالب تر این که این آزمایشهایی که در فهرست زیباترین آزمایشهای فیزیک جای گرفتند نیازی به کامپیوترهای فوق پیشرفته بسیار مدرن نداشتند. این لیست در مجله این ماه Physics World به چاپ رسیده است . دراینجا به جای آن که به این آزمایشها به ترتیب رتبه بپردازیم به ترتیب تقدم وتأخر زمانی انجام این آزمایشها، به این ده آزمایش محبوب در فیزیک خواهیم پرداخت.

۱ـ ده آزمایش برتر جهان اندازه گیری محیط زمین توسط اراتوستن رتبه هفتم را به دست آورد.

 هنگام انقلابین [اصطلاح اخترشناسیSolstice] در ظهر روزی که آفتاب در شهر آسوان مصر هیچ سایه ای ندارد به گونه ای که نور خورشید قادر است به طور مستقیم به ته یک چاه برسد، موردتوجه اراتوستن ـ کتابدار شهر اسکندریه در سه قرن پیش از میلاد مسیح ـ قرار گرفت. اراتوستن در چنین روزی درست هنگام ظهر که در آسوان سایه وجود ندارد در شهر اسکندریه سایه را اندازه گیری کرد، چاره ای نبود جز این که زمین را کروی درنظر بگیرد. چون سایه در اسکندریه نسبت به خط عمود هفت درجه بود. محیط هردایره ۳۶۰درجه است براساس اندازه گیری اراتوستن میان اسکندریه وآسوان ۷درجه فاصله بود. [واحد اندازه گیری درآن زمان به جای متر «Stadium» بود] با سفر میان دوشهر اسکندریه وآسوان معلوم شد که فاصله آنها براساس واحد اندازه گیری Stadium، ۵۰۰۰ است. به این ترتیب هفت درجه از ۳۶۰درجه ۵۰۰۰ استادیوم اندازه گیری شده بود پس محیط زمین براساس محاسبات اراتوستن ۲۵۰۰۰۰استادیوم بود.

۲ـ ده آزمایش برتر جهان آزمایش گالیله درمورد سقوط اجسام رتبه دوم را به دست آورد.

در اواخر دهه ۱۵۰۰میلادی گالیلیو گالیله Galileo Galilei که کرسی استادی دانشگاه پیزا را داشت دانش متعارف زمان خود را زیر سؤال برد . با انداختن دو شیء از بالای برج پیزا که وزنشان برابر نبود نشان داد که شیءسنگین تر زودتر از جسم سبک تر فرود نمی آید. اگر این کشف را در دوران ارسطو انجام داده بود به قیمت شغلش تمام می شد.

 ۳- ده آزمایش برتر جهان آزمایش گالیله با گوی های غلتان برروی سطح شیب دار رتبه هشتم را به دست آورد.

 دراین آزمایش گالیله ثابت کرد که مسافت با زمان به توان دو نسبت مستقیم دارد وسرعت [Velocity که با علامت اختصاری Vنمایش می دهند] در جریان آزمایش ثابت باقی می ماند.

۴ـ ده آزمایش برتر جهان انکسار نور با منشور توسط نیوتن رتبه چهارم را به دست آورد.

 ایساک نیوتن درسالی به دنیا آمد که گالیله مرد. نیوتن فارغ التحصیل کالج تثلیث کمبریج (سال ۱۶۶۵) بود. این بار هم نیوتن دانش متعارف به جامانده از دوران ارسطو را زیر سؤال برد. تلقی مردم از نور خورشید مانند برداشت ارسطو بود ونور را خالص می دانستند. با وجودی که مردم رنگین کمان را دیده بودند. تا پیش از عبور نور از منشور وتجزیه آن به هفت رنگ حتی فکرش را نمی کردند نور متشکل از این رنگها باشد.

۵ـ ده آزمایش برتر جهان آزمایش کاوندیش در مورد میله و پیچش رتبه ششم را به دست آورد.

 از تئوریهایی که نیوتن در مورد گرانش داده بود یکی این بود که نیروی جاذبه میان دوجسم رابطه مستقیم با جرم به توان دو و رابطه معکوس با فاصله به توان دو دارد. در قرن هجدهم، هنری کاوندیش برای اندازه گیری قدرت گرانش آزمایشی انجام داد او یک میله چوبی دومتری که به دوسر آن دوکره فلزی نصب شده بود انتخاب و با سیم این میله چوبی را آویزان کرد. با همین وسایل ساده کاوندیش موفق به اندازه گیری ثابت گرانشی gravitational Constant شد. این آزمایش زمینه اندازه گیری جرم زمین هم بود.

۶ـ ده آزمایش برتر جهان آزمایش تداخل ـ نور یانگ مقام پنجم را به دست آورد.

همه تئوریهای نیوتن درست از آب درنیامد. او می گفت نور از ذرات تشکیل شده است و به صورت موج منتشر نمی شود. در سال۱۸۰۳ توماس یانگ، درصدد برآمد به اثبات برساند نحوه حرکت پرتوهای نور به صورت موج است. او در پنجره سوراخی ایجاد کرد، همه پنجره ها را به دقت با پوششی ضخیم پوشاند بعد از یک آیینه برای تغییر جهت پرتویی از نور که از طریق این سوراخ وارد می شد، استفاده کرد با استفاده از یک کارت که عرض آن یک میلیمتر بود جلوی نیمی از سوراخ را گرفت در نتیجه به توالی نوارهای سایه و روشن مشاهده کرد، این پدیده در صورتی قابل توضیح است که پرتوهای نور مانند امواج در یکدیگر تداخل ایجاد کنند. بعدها این آزمایش را با دوسوراخ انجام دادند و نتیجه واضح تری به دست آمد.

۷ـ ده آزمایش برتر جهان آزمایش پاندول فوکو رتبه دهم را به دست آورد.

دانشمندان سال پیش پاندولی را به قطب جنوب بردند و مهر صحت بر آزمایش زدند که در سال۱۸۵۱ توسط ژان برنارد لئون فوکو با یک پاندول آهنی ۳۰کیلوگرمی آویزان از گنبد پانتئون انجام شد. فوکو به گوی یک پاندول سوزن گرامافون وصل کرده بود و روی زمین زیر گوی حلقه ای از شن های مرطوب قرار داد. در مقابل حیرت همه نشان داد که با وجودی که حرکت پاندول به جلو و عقب هدایت شده بود اما پاندول حرکتی دوار انجام داد. یعنی در واقع کف پانتئون در حال گردش بود و یا به عبارت بهتر زمین در حال چرخیدن حول محور خود بود. در پاریس هر ۳۰ساعت پاندول در جهت عقربه های ساعت یک دور را کامل می کند. در نیمکره جنوبی این گردش در خلاف جهت عقربه های ساعت است. همانطور که دانشمندان معاصر نشان داده اند در قطب جنوب دوره گردش کامل پاندول ۲۴ساعت است.

۸ـ ده آزمایش برتر جهان آزمایش قطره روغن میلیکان رتبه سوم را به دست آورد.

 قرنها بود که دانشمندان الکتریسیته را چه در مورد رعد و برق چه الکتریسته ساکن ناشی از تماس برس با موی سر مشاهده کرده بودند. در سال۱۸۹۷ تامسون فیزیکدان بریتانیایی پایه گذار این دانش شد که الکتریسیته از ذراتی به نام الکترون که بار منفی دارند تشکیل شده است. رابرت میلیکان آمریکایی در سال۱۹۰۹ موفق به اندازه گیری بار منفی در الکترونها شد. برای این کار از چندوسیله ساده استفاده کرد. با استفاده از افشانه هایی که ادکلن را به صورت افشانه درمی آورند روغن را در یک محفظه شفافی افشاند که دوطرف آن به دوسر یک باطری متصل بودند. به این ترتیب یک سر محفظه مثبت و سردیگر آن منفی بود.
زمانی که نیروی گرانش با نیروی جاذبه الکتریکی که قطرات روغن باردار را به سمت خود می کشید برابر می شد قطره در میان آسمان و زمین معلق می ماند. در واقع در حالت عادی این قطره به خاطر نیروی گرانش بایدپایین می افتاد اما در اثر نیروی جاذبه الکتریکی در حال حرکت به سمت قطب مخالف بود چون دونیرو برابر شدند این قطره روغن از حرکت بازایستاد. با همین وسایل ساده میلیکان موفق به اندازه گیری بار الکتریکی یک الکترون شد.

۹ـ ده آزمایش برتر جهان آزمایش کشف هسته توسط رادرفورد مقام نهم را کسب کرد.

در سال۱۹۱۱ را در فورد و همکارانش با بمباران یک لایه بسیار نازک طلا با ذراتی به نام آلفا متوجه این حقیقت شدند که درصدی از این ذرات منحرف و درصدی درست در جهت مقابل بازمی گردند به این ترتیب رادرفورد موفق شد مدل قدیمی آرایش هسته و الکترون را که به «مدل کیک آلو» معروف بود به چالش بکشاند.

۱۰ـ ده آزمایش برتر جهان آزمایش ماکس پلانک و تئوری کوانتوم رتبه اول را کسب کرد.

 در مورد نور نه حق به جانب نیوتن بود ونه یانگ نه می توان نور را فقط ذرات فوتون دانست و نه امواج. در اوایل قرن بیستم ماکس پلانک و بعد آلبرت انیشتین نشان دادند که نور به صورت بسته های بسیار کوچکی منتشر و جذب می شود که به آن فوتون می گویند. در عین حال آزمایشهای دیگر هم موجی بودن حرکت نور را به اثبات می رسانند.
برای اثبات در اینجا به جای آزمایش از سوراخ یانگ و پرتوهای نور از پرتوهای الکترون استفاده میشود. ذرات، براساس قوانین کوانتومی، پدیده ای شبیه به نور در آزمایش تداخل یانگ از خود برجای می گذارند اگرچه این آزمایش در سال۱۹۶۱ توسط کلاوس جانسون از توبینگن انجام شد اما در این سالها دیگر یافته های دانش به قدری زیاد و گسترده شده بود که دیگر نمی توانست نامهایی ابدی مثل نیوتن و انیشتین در اذهان مردم دنیا بیافریند.

ده آزمایش برتر جهان ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

ژرژ ادوارد لومتر

ژرژ ادوارد لومتر

ژرژ ادوارد لومتر
علم فیزیک – ژرژ ادوارد لومتر

 

در ۱۷ ژوئیه سال ۱۸۹۴ در شهر شارلروا بلژیک متولد می شود.

۱۹۱۲

ژرژ ادوارد لومتر در دانشگاه لوون بلژیک به عنوان یک مهندس تعلیم می بیند.

۱۸ ـ ۱۹۱۴

در زمان جنگ جهانی اول به عنوان افسر توپخانه در ارتش بلژیک مشغول خدمت می شود و موفق به دریافت نشان کروادوگر، بالاترین مدال شجاعت، می گردد.

۱۹۲۰

ژرژ ادوارد لومتر موفق به اخذ مدرک دکترا در مهندسی راه و ساختمان می شود.

۱۹۲۳

به دریافت سمت کشیشی نائل می شود.

۲۴ ـ ۱۹۲۳

در دانشگاه کمبریج مشغول مطالعه فیزیک خورشیدی می گردد. آنجا او تحت تاثیر آرتور ادینگتون (۱۹۴۴ ـ ۱۸۸۲) استاد ستاره شناسی و مسئول رصدخانه دانشگاه کمبریج قرار می گیرد.

۲۶ ـ ۱۹۲۴

در دانشگاه هاروارد آمریکا و موسسه فن آوری ماساچوست با کار ستاره شناسان آمریکایی ادوین هابل (۱۹۵۳ ـ ۱۸۸۹) و هارلو شیپلی (۱۹۷۲ ـ ۱۸۸۵) در مورد نظریه جهان در حال توسعه آشنا می شود.

۱۹۲۷

ژرژ ادوارد لومتر به عنوان استاد فیزیک نجومی در دانشگاه لوون بلژیک شروع بکار می کند و اولین مقاله مهم خود را در مورد جهان در حال توسعه منتشر می سازد.

۱۹۳۱

لومتر نظریه اتم نخستین خودش را مطرح می کند. او اظهار می دارد که جهان از واحدی متراکم و تخم مرغی شکل که در حدود ۳۰ برابر بزرگی خورشید بوده است شروع شده و این واحد حاوی تمام مواد موجود جهان بوده است.

۱۹۳۳

کتاب مباحثی در مورد تکامل جهان را منتشر می کند و در این کتاب اظهار می دارد جهان طی یک انفجار خلق شده است (آنچه اکنون انفجار بزرگ نامیده می شود).

۱۹۴۶

کتاب فرضیه اتم نخستین را منتشر می کند و در همین سال جورج گاموف (۶۸ ـ ۱۹۰۴)، فیزیکدان، بر روی نظریه انفجار بزرگ شروع بکار می کند.

۱۹۴۸

نظریه انفجار بزرگ مورد مخالفت یک نظریه جایگزین قرار می گیرد، این نظریه که نظریه حالت پایا نامیده می شود توسط فرد هویل (ـ ۱۹۱۵) و همکارانش پیشنهاد می شود، مبنی بر اینکه جهان ابتدایی نداشته و انتهایی نیز نخواهد داشت. نظریه حالت پایا در سال ۱۹۶۵تا حد زیادی تحت تاثیر اکتشافات تشعشع زمینه کیهان که گمان می رود از انفجار بزرگ ناشی شده باشد، قرار گرفت.

۱۹۵۳

بخاطر تحقیقاتش در مورد منشا و تکامل جهان به کسب مدال ادینگتون انجمن ستاره شناسی لندن، افتخار یافت و اولین فردی بود که به این موفقیت دست می یافت.

۱۹۶۶

ژرژ ادوارد لومتر در ۲۰ ژوئن در لوون در گذشت.

ژرژ ادوارد لومتر ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

منبع : دانشنامه رشد

آینده نگری و حفاظت یا ایمنی prk

آینده نگری و حفاظت یا ایمنی prk

اگر چه تراش PRK تنها یک قسمت نازک بافت قرنیه را شامل می شود؛ اما یک روش جراحی است و نتیجه آن نمی تواند ضمانت شود. هر روش جراحی باید بعد از ملاحظات دقیق ، احتمال موفقیت و ریسکها و نتایج جانبی انجام شود. دنبال یک جراح چشم حرفه ای یا جراحی که قبلاً درمان چشمی با این شرایط را متعهد شده است باشید. حد قابل انتظار می تواند به چندین روش مشخص شود، ما یک درصد پیشرفت در بینایی افراد بر ایمان مطلوب است، با وجود ۴۰/۲۰ دید تصحیح نشده این حالت برای ما خوب و قابل قبول است. دید اصلاح نشده ۴۰/۲۰ هنوز به افراد اجازه رانندگی بدون عینک را میدهد. اغلب امکانات PRK گزارش می کنند که %۷۰-۶۵ بیماران با تصحیح تا diopter 6- باید ۲۰/۲۰ دید اصلاح نشده قبل از عمل را انتظار داشته باشند. درصد دید اصلاح شده تا ۴۰/۲۰ حدود %۹۵-۹۰ است. تصحیح تا کمتر از diopter 6- در بیشترین مواقع و تصحیح بیشتر از ۶- دیوپتر در مواقع کمتر اتفاق می افتد.

آینده نگری و حفاظت یا ایمنی prk
علم فیزیک – آینده نگری و حفاظت یا ایمنی prk

احتمال اشتباه در این روش واقعاً نادر است. عفونت بیشترین نگرانی است و خوشبختانه با درمان آنتی بیوتیکها رفع می شود. مشکلات احتمالی دیگر شامل تاخیر در معالجه ، مه آلودگی سطح قرنیه و یا پیشرفت آستیگماتیسم است. هر فرد به نوبه خود ممکن است درمان کامل یا خفیف داشته باشد. سایر مشکلات باقیمانده با درمان خوراکی یا جراحی ثانویه قابل اصلاح است.
عوامل جانبی قابل انتظار جراحی هم خیلی مهم است. بعضی افراد بلافاصله بعد از جراحی ناراحتی هایی دارند، اگر چه استفاده از نوار زخم در تماس با عدسی و معالجات این حالت را برطرف می کند. حساسیت بینایی اغلب موارد و هاله بینایی در بعضی موارد اتفاق می افتد. بینایی ممکن است از حد پیش بینی شده کمتر شود. پزشکان و دست اندرکاران این حرفه این درمان را به عنوان یک درمانی که عوامل مؤثر جانبی آن هنوز شناخته شده نیست می دانند. شما باید قبل از جراحی در مورد همه این حوادث احتمالی و عوامل مؤثر آمادگی پیدا کنید.

– در چه مواردی عمل Lasic انجام می شود؟
لیزیک برای هر کسی مفید نیست. در بعضی موارد پزشکی، که بعضی افراد دارند امید کمی برای درمان آنها با لیزیک وجود دارد. این شرایط نادر هستند و می توانند درطی مراحل آزمایشی قبل از این روش که تحت عنوان نقشه برداری قرینه نامیده می شوند شناخته شوند . قدرت انکساری چشم شما، سایز مردمک و ضخامت قرنیه باید ارزیابی شوند.
در مورد دیگری مثل پیر چشمی نیز این روش نمی تواند استفاده شود که به سادگی تشخیص داده می شود و در آن انعطاف پذیری عدسی چشم کم می شود و به این دلیل بیشتر مردم برای خواندن در سنین پیری نیاز به عینک دارند.
درتعداد قابل توجهی ازافراد می توان لیزیک را بعد از هر شرایط مغایری داشته باشند و این موانعی راکه بر سر راه یک روش موفق وجود دارد نشان می دهد.
در موارد زیر لیزیک توصیه نمی شود:
۱- خطاهای انکساری ناپایدار ( بینایی شما تا ۱۲ ماه تغییر نکند)
۲- بیماری عروق کلاژن داشته باشد.
۳- بیماری چشمی فعال
۴- آبستنی
۵- سن زیر ۲۰ سال
۶- دارندگان pacemaker ( باتری قلب )
اگر شما لنز استفاده می کنید باید استفاده از آن را برای چند هفته قبل از آزمون متوقف کنید.
-۳ هفته برای لنزهای soft روزانه
-۶ هفته برای قابل نفوذ شدن رطوبت و ترمیم فرسودگی ناشی از لنز soft
-۸ هفته برای لنزهای پلاستیکی hard حداقل برای یک چشم (ترجیحاً هر دو ) و استفاده از عینک یا لنزهای contact در طول این زمان
زمان واقعی برای برداشتن لنز توسط دکتر معالج برای هر مورد خاص توصیه می شود.
تماس ناشی از لنز لازم است برداشته شود تا اندازه گیری انحنای قرنیه بدرستی انجام گیرد. شاید لازم باشد این اندازه گیری هر هفته در طول هفته های قبل از عمل صورت گیرد تا تثبیت اندازه قرنیه ثابت شود.

اگر تثبیت قرنیه شما زود تر از زمان قابل انتظار بعد از برداشتن لنز صورت گیرد، عمل شما زودتر انجام خواهد شد. وقتی شما شرایط عمل را پیدا کردید یک چشم شما تحت عمل lasic قرار می گیرد و بعد از گذشت چند روز یا هفته اگر شما و دکتر از نتیجه عمل راضی بودید، عمل روی چشم دیگر هم انجام می شود. در بعضی مواقع خود شما از اول انتخاب می کنید که هر دو چشم باهم عمل شود.

 

قبل از انجام عمل لیزیک یکسری آزمایشات برای اینکه مطمئن شوید شرایط لازم برای این عمل را دارید باید انجام شود. بعضی از این تستها عبارتند از :
۱- آزمایش کامل چشم:
این کار برای مشخص کردن خطای انکساری که باید بوسیله لیزر درمان شود و برای تعیین سلامتی چشم صورت میگیرد. خطای انکساری با یک سیستم چرخشی بازبینی می شود. تستهای مختلفی در مواردی که فرد عوامل زمینه ساز سندرم خشکی چشم و نشانه های مرتبط با آن را دارد انجام می گیرد.

۲- تجزیه و تحلیل کامپیوتری نقشه چشم:
این روش یک نقشه برداری سطح چشم بوسیله بلندی و قدرت انکساری است. ماشینهای پیچیده ،ضخامت قرنیه و ارتفاع جلو و پشت سطح قرنیه را اندازه گیری می کنند. این کار سند درستی برای میزان پهن کردن قرنیه در اختیار پزشک قرار میدهد.

۳- ضخامت سنجی: این کار قطر وضخامت قرنیه را اندازه می گیرد.

۴- اندازه گیری فشار: تعیین فشار داخل چشمی . این آزمایش بطور معمول یک قسمت از آزمایش کامل چشم است.

۵- Contrast sensivity Analysis
این کار در بعضی موارد انجام می شود. اندازه گیری تباین حساسیت چشم توانایی چشم را در تشخیص تصاویر در درجه های مختلف نور، نشان میدهد. ممکن است جراحی انکساری لیزردر بعضی افراد باعث کاهش توانایی دید در سطوح کم نور شود.
پزشک معالج و همکارانش نتایج آزمایشات فوق را برای مشخص کردن درصد موفقیت عمل lasic بررسی می کنند.
بیشتر افراد از اینکه در درمان، یک عمل انجام میشود و کمترین ناراحتی احساس نمی شود surprise می شوند. بیماران از اینکه به عنوان یک بیمار سرپایی مراجعه کرده و در حین عمل کمترین دردی ندارند و بعد از عمل به خانه مراجعه می کنند تعجب می کنند.

۱- شما بیدار و هوشیار هستید. از شما می خواهند که روی تخت درمان دراز بکشید و یک بالش زیر زانوهای شما قرار می دهند و شما کاملاً راحت خواهید بود. روش بدون درد است و داروی بی حسی داخل چشم مورد نظر چکانده شده و درمان شروع میشود.

۲- یک وسیله پلاستیکی کوچک زیر پلک شما قرار می گیرد تا مزاحم ناحیه درمان نباشد.

۳- یک وسیله ای که speculum نام دارد به آرامی داخل چشم شما قرار می گیرد تا مطمئن شوند چشم شما درطی عمل باز خواهد ماند. این موضوع ممکن است کمی ناراحت کننده باشد چون تنها خود چشم بی حس شده و پلک ها بی حس نیستند.

۴- یک صفحه مکش در چشم شما قرار میگیرد. شما احساس مقداری فشار می کنید و دید شما تاریک می شود. بعد از آنکه دیدتان تاریک شد کم کم احساس ارتعاش در چشم می کنید که در اثر کلاهک لیزر ایجاد می شود. سپس کلاهک به آهستگی برای شروع عمل بالا می آید.

۵- از شما می خواهند دریک نور رنگی که لیزر درمان به وسط مردمک می تاباند نگاه کنید.

۶- دکتر سپس اصلاحی را که تشخیص داده شما برای دید مطلوب لازم دارید انجام می دهد. این کارها تقریباً بیشتر از ۱ تا ۲ دقیقه طول نمی کشد. درطی این روش دستگاه صدای تق تق ایجاد می کند. این صدای لیزر درحال فعالیت است. در طی درمان یک بو ( شبیه سوزاندن مو ) حس می شود زیرا لیزر واقعاً می سوزاند.

۷- بعد از عمل شما را به اتاق ریکاوری می برند تا چشمان شما برای چند دقیقه ای استراحت کند. چون داروی بیهوشی در چشمانتان وجود دارد احساس سوختن در چشم خود می کنید. این احساس نرمال بوده و تا ۵ یا ۷ ساعت بعد از عمل در سطح اپیتلیوم چشم وجود دارد. باید انتظار داشته باشید دید شما بعد از عمل تیره باشد .اگر شما یک اصلاحیه کم تا متوسط داشته باشید معمولاً می توانید ساعت روی دیوار را بخوانید.

۸- قبل از ترک مرکز بوسیله لامپ میکروسکوپی چشم شما چک می شود تا بافت حرکت نکرده باشد.

۹- سپس شما به خانه مراجعه کرده و عملیات درمانی بعدی را شروع می کنید و باید بطور مرتب دکتر خود را بعد از عمل ببینید.

اشکالات عمل Lasic ( آینده نگری و حفاظت یا ایمنی prk  )
۱- undercorrection: دید نادرست وقتی اتفاق می افتد که لیزر به مقدار کافی از بافت را جابه جا نکرده باشد. باصرف نظر از اینکه چگونه یک دید صحیح با دقت محاسبه می شود و چگونه یک لیزر کالیبر می شود، فاکتورهای مختلف که می توانند درنتایج این روش مؤثر باشند را بیان می کنیم.
a) عطر یا هر ماده معطر
b) تراکم بافت و ترکیب آن = که می تواند اثر لیزر و نتیجه جابجایی بافت را تغییر دهد.
c) درجه حرارت و رطوبت اتاق
d) برگشت، سپروی: دربعضی موارد، درطی معالجه قسمت بافت درمان شده به حالت اولیه خود بر می گردد بنابراین نتیجه درمان برعکس می شود.
۲- over correction : این وضعیت وقتی اتفاق می افتد که لیزر مقدار بافت بیشتری را جابجا کرده باشد و معمولاً بلافاصله بعد از عمل به عنوان تورم نرمالی که بعد از هر عملی اتفاق می افتد، ایجاد می شود. انتظار داریم بافت متورم در طی چند روز تا دو هفته وجود داشته باشد. Over correction معمولاً با عمل دوباره بهبود می یابد.

۳- Decentered ablation
این پدیده در اثر یکی از عوامل زیر اتفاق می افتد.
a) حرکت عمده چشم بیمار درطی درمان
b) عدم تمرکز صحیح سیم لیزر
پدیده decented ablation می تواند منجر به عوامل زیر شود.
a) ناهنجاریهای بصری و آستیگماتیسم
۲) ناراحتی چشم در برابر نور، مشکلات حساسیتی چشم
بسته به میزان تاثیر این مشکلات و مشخص کردن محل اشتباه این مشکلات قابل اصلاح است.

۴- محدوده بینایی خیلی کوچک : این مشکل وقتی اتفاق می افتد که محدوده بینایی کوچکتر از اتساع مردمک است. بیشتر در مردمی با مردمک بزرگ یا با تصحیحات زیاد اتفاق می افتد. بیرون زدگی ( اتساع ) چشم در شب می تواند مشکل مهمی باشد و درموارد بد منجر به منع رانندگی در شب می شود.

آینده نگری و حفاظت یا ایمنی PRK ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

نور : تعریف واقعی نور چیست؟

نور : تعریف واقعی نور چیست؟

تعریف دقیقی برای نور وجود ندارد، جسم شناخته شده یا مدل مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد. ولی لازم نیست فهم هر چیز بر شباهت مبتنی باشد. نظریه الکترومغناطیسی و نظریه کوانتومی با هم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می‌کنند که تمام پدیده‌های نوری را توجیه می‌‌کنند. نظریه ماکسول درباره انتشار نور و بحث می‌‌کند در حالیکه نظریه کوانتومی بر هم کنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می‌‌دهد ازآمیختن این دو نظریه ،نظریه جامعی که کوانتوم الکترو دینامیک نام دارد،شکل می‌‌گیرد. چون نظریه‌های الکترو مغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده‌های مربوط به تابش بسیاری از پدیده‌های دیگر را نیز تشریح می‌کنند منصفانه می‌‌توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است.

نور
علم فیزیک – نور

 

سرشت نور کاملاً شناخته شده است اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست؟ گسترده طول موجی نور نور گستره طول موجی وسیعی دارد چون با نور مرئی کار می‌‌کنیم اغلب تصاویر و محاسبات در این ناحیه از گستره الکترومغناطیسی انجام می‌‌گیرد امّا روش‌های مورد بحث می‌‌تواند در تمام ناحیه الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار گیرند. ناحیه نور مرئی بر حسب طول موج از حدود ۴۰۰ نانومتر (آبی) تا ۷۰۰ نانومتر (قرمز) گسترده است که در وسط آن طول موج ۵۵۵ نانومتر (نور زرد) که چشم انسان بیشترین حساسیت را نسبت به آن دارد یک ناحیه پیوسته که ناحیه مرئی را در بر می‌‌گیرد و تا فروسرخ دور گسترش می‌‌یابد. خواص نور و نحوه تولید سرعت نور در محیط‌های مختلف متفاوت است که بیشترین آن در خلاء و یا بطور تقریبی در هوا است در داخل ماده به پارامترهای متفاوتی بر حسب حالت و خواص الکترومغناطیسی ماده وابسته است. به‌وسیله کاواک جسم سیاه می‌‌توان تمام ناحیه طول موجی نور را تولید نمود. در طبیعت در طول موج‌های مختلف مشاهده شده امّا مشهورترین آن نورسفید است که یک نور مرکبی از سایر طول موج هاست. تک طول موج‌ها آن را به‌وسیله لامپ‌های تخلیه الکتریکی که معرف طیف‌های اتمی موادی هستند که داخلشان تعبیه شده می‌‌توان تولید کرد.

 

ماهیت ذره‌ای ایزاک نیوتن در کتاب خود در رساله‌ای درباره نورنوشت: پرتوهای نورذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌‌شوند. احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیط‌های همگن به نظر می‌‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌‌شوند که این امر را قانون می‌‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است. ماهیت موجی هم‌زمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (۱۶۹۵-۱۶۲۹)طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با به کاربردن امواج اصلی و موجک‌های ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی اند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع. ماهیت الکترومغناطیس بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (۱۸۷۹-۱۸۳۱) است که ما امروزه می‌‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌‌شود. گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی، تابش فروسرخ نور مرئی از قرمز تا بنفش، تابش فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می‌‌باشد. ماهیت کوانتومی نور طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام “فوتون” انجام می‌‌گیرد.

 

نظریه مکملی نظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتون و هویگنس است. بنابرین گفته می‌‌شود که نور خاصیت دو گانه‌ای دارد بر خی از پدیده‌ها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آن را نشان می‌‌دهد و برخی دیکر مانند پدیده فتوالکتریک، پدیده کامپتون و … با خاصیت ذره‌ای نور قابل توضیح هستند. پرتوهای دیگر برای این بخش از این مقاله منبعی نیامده‌است. لازم است بر طبق شیوه‌نامهٔ ارجاع به منابع منبعی برای آن ذکر شود. فروسرخ:پرتو فروسرخ یا مادون قرمز تابشی است الکترومغناطیسی با طول موجی طولانی تر از نور مرئی اما کوتاهتر از تابش ریزموج. از آنجا که سرخ، رنگ نور مرئی با درازترین طول موج را تشکیل می‌دهد به این پرتو، فروسرخ یعنی پایین تر از سرخ می‌گویند.تابش فروسرخ طول موجی میان ۷۰۰ nm و ۱ mm دارد. گاما:با توجه به اینکه اشعه گاما دارای تشعشع الکترومغناطیسی است، آن فاقد بار و جرم سکون است. اشعه گاما موجب برهمکنشهای کولنی نمی‌گردد و لذا آنها برخلاف ذرات باردار بطور پیوسته انرژی از دست نمی‌دهند.

معمولاً اشعه گاما تنها یک یا چند برهمکنش اتفاقی با الکترونها یا هسته‌های اتم‌های ماده جذب کننده احساس می‌کند. در این برهمکنش‌ها اشعه گاما یا بطور کامل ناپدید می‌‌گردد یا انرژی آن بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌یابد. اشعه گاما دارای بردهای مجزا نیست، به جای آن، شدت یک باری که اشعه گاما بطور پیوسته با عبور آن از میان ماده مطابق قانون نمایی جذب کاهش می‌یابد.فروپاشی گاما در فروپاشی گاما، هنگامی که یک هسته تحت گذارهایی از حالات برانگیخته بالاتر به حالات برانگیخته پایین‌تر یا حالت پایه آن می‌رود، تشعشع الکترومغناطیسی منتشر می‌گردد. معادله عمومی فروپاشی گاما بصورت زیر است: AZX*——–>AZX + γ که در آنX و X* به ترتیب نشان دهنده حالت پایه (غیر برانگیخته) و حالت با انرژی بالاتر است. قابل ذکر است که این فروپاشی با هیچ گونه تغییر در عدد جرمی (A) و عدد اتمی (Z) همراه نیست. حالت برانگیخته هسته و حالت با انرژی پایین حاصل شده در اثر نشر پرتو گاما، فقط زمانی به عنوان ایزومر هسته‌ای در نظر گرفته می‌شود که نیمه عمر حالت برانگیخته به اندازه‌ای طولانی باشد که بتوان آن را به سادگی اندازه گیری نمود. زمانی که این حالت وجود داشته باشد، فروپاشی گاما به عنوان یک گذار ایزومری توصیف می‌گردد. اصطلاحات حالت نیمه پایدار یا حالت برانگیخته برای توصیف گونه‌ها در حالات انرژی بالاتر از حالت پایه نیز به کار می‌رود. حالتهای فروپاشی گاما نشر اشعه گامای خالص: در این حالت فروپاشی گاما، اشعه گامای منتشر شده به‌وسیله یک هسته از یک فرآیند فروپاشی گاما برای کلیه گذارها بین ترازهای انرژی که محدوده انرژی آن معمولاً از ۲ کیلو الکترون ولت تا ۷ میلیون الکترون ولت است، تک انرژی است.

این انرژیهای گذارها بین حالت کوانتومی هسته بسیار نزدیک هستند. مقدار کمی از انرژی پس زنی هسته با هسته دختر (هسته نهایی) همراه است، ولی این انرژی معمولاً نسبت به انرژی اشعه گاما بسیار کوچک بوده و می‌توان از آن صرفنظر کرد. حالت فروپاشی بصورت تبدیل داخلی: در این حالت فروپاشی، هسته برانگیخته با انتقال انرژی خود به یک الکترون اربیتال برانگیخته می‌گردد، که سپس آن الکترون از اتم دفع می‌شود. اشعه گاما منتشر نمی‌شود. بلکه محصولات این فروپاشی هسته در حالت انرژی پایین یا پایه، الکترونهای اوژه، اشعه ایکس و الکترونهای تبدیل داخلی است. الکترونهای تبدیل داخلی تک انرژی هستند. انرژی آنها معادل انرژی گذار ترازهای هسته‌ای درگیر منهای انرژی پیوندی الکترون اتمی است. با توجه به اینکه فروپاشی تبدیل داخلی منجر به ایجاد یک محل خالی در اربیتال اتمی می‌شود، در نتیجه فرآیندهای نشر اشعه ایکس و نشر الکترون اوژه نیز رخ خواهد داد. حالت فروپاشی بصورت جفت: برای گذارهای هسته‌ای با انرژی‌های بزرگ‌تر از ۱.۰۲ میلیون الکترون ولت تولید جفت اگر چه غیر معمول است اما یک حالت فروپاشی محسوب می‌شود. در این فرآیند، انرژی گذرا ابتدا برای بوجود آمدن یک جفت الکترون – پوزیترون و سپس برای دفع آنها از هسته بکار می‌رود. انرژی جنبشی کل داده شده به جفت معادل اختلاف بین انرژی گذار و ۱.۰۲ میلیون الکترون ولت مورد نیاز برای تولید جفت است. پوزیترون تولید شده در این فرآیند نابود خواهد شد.

نور ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

منبع : دانشنامه رشد + ویکی پدیا

دیوار صوتی

دیوار صوتی

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

در اعصار آغازین دوران هوانوردی ابتدایی، هواپیما ها بیشتر با سرعت های بسیار پایین نسبت به هواپیما های امروزی پرواز می کردند که حتی به بیشتر از ۳۰۰ کیلومتر در ساعت نمی رسید؛ در حالی که چنین سرعتی، سرعت مطلوب برای تیک آف یا برخاست یک هواپیمای جنگنده امروزی است و رسیدن به چنین سرعتی، ابداً مستلزم تلاش بسیار و فشار آوردن بیش از حد به موتور نمی باشد.

اما رفته رفته، سرعت هواپیما ها حتی با موتورهای پیستونی به گاه بالای ۶۵۰ کیلومتر بر ساعت رسیده و از آن زمان بود که دانشمندان علوم آیرودینامیک دریافتند که با افزایش سرعت، به تدریج میزان پسا افزایش پیدا کرده و در سرعت معینی، دیگر هواپیما قادر به سرعت گرفتن نبوده، گاه نیز استال می شوند.

در آن زمان، علت این موضوع بدین گونه بیان شد که با افزایش سرعت، به تدریج سرعت گردش انتها یا نوک پره های پروانه ی موتور، به سرعت صوت نزدیک شده و سرانجام در حداکثر سرعت یک هواپیمای پیستونی که حدود ۹۵۰ کیلومتر می باشد، سرعت انتهای پره ها از سرعت صوت گذشته و پسا یا درگ بسیاری ایجاد می شود که خود مانع سرعت گرفتن بیشتر هواپیماست.

در چنین سرعت هایی، پروانه موتور هواپیماهای پیستونی، نه تنها تراست یا نیروی کشش تولید نمی کند، بلکه در اثر سرعت بسیار زیاد، تبدیل به یک دیسک یا دایره توپر چرخنده می شود که جز ایجاد درگ و پسا، کار دیگری انجام نمی دهد.

آیرودینامیست های آن زمان این حد را یک محدوده سرعت یا همان دیوار صوتی در نظر گرفته و بسیاری از آنان نیز بر این عقیده بودند که گذشتن از دیوار صوتی و پشت سر گذاشتن آن، کاریست غیر ممکن؛ اما با ورود به عصر جت و پیشرفت علم آیرودینامیک، همه ما شاهد هستیم که این کار برای جنگنده های امروزی کاری بس سهل و آسان است.

حال، پس بررسی تاریخچه آن، بهتر است به اصل موضوع بپردازیم و نخست، ببینیم که خصوصیات صوت و دیوار صوتی چیست و چرا گذر از آن نیازمند قدرت و کشش و توانایی زیادی است.

صوت، در شرایط عادی (دما، فشار و … معمولی) در سطح دریا دارای سرعتی معادل ۳۳۲ متر بر ثانیه یا ۱,۱۹۵ کیلومتر بر ساعت می باشد که این سرعت، با افزایش ارتفاع و کاهش فشار و تراکم هوا، کاهش یافته و در ارتفاعات بالاتر، صوت فواصل را با سرعت کمتری می پیماید.

این مسئله بدین صورت است که صوت همانطور که می دانیم، از طریق ضربات ملکول های هوا به یکدیگر و انتقال انرژی آن ها فضا را طی می کند و هرچه تعداد مولکول ها در یک حجم معین بیشتر باشند، انتقال انرژی زودتر صورت پذیرفته و صوت با سرعت بیشتری انتقال می یابد؛ چنانکه سرعت صوت در مایعات بیشتر از هوا و در جامدات بسیار بیشتر از مایعات و هوا و معادل ۶۰۰۰ کیلومتر بر ساعت است. پس در نتیجه افزایش ارتفاع، تعداد ملکول ها در یک حجم معین کاهش یافته و صوت با سرعت کمتری فضا را می پیماید.

دیوار صوتی، شیئی فیزیکی و قابل روئیت نیست؛ بلکه، به دلیل اینکه گذشتن از سرعت صوت نیازمند توان بسیار بالای موتور و آیرودینامیک بسیار خوب می باشد، این حد را یک مانع برای رسیدن به سرعت های بالاتر دانسته و از آن به نام دیوار صوتی یاد می کنند.

عدد ماخ، در حقیقت همان نسبت سرعت شی پرنده یا همان هواپیما به سرعت صوت محیط است که به احترام دانشمندی آلمانی که برای اولین بار چنین مقیاسی را در نظر گرفت، آن را «ماخ» نام نهادند. پس عدد ماخ، کمیتی متغیر است و بسته به خصوصیات هوا مانند دما و فشار، تغییر کرده و کاهش یا افزایش می یابد.

اما حال که با عدد ماخ آشنا شدیم، به مهمترین و اصلی ترین عامل ایجاد دیوار صوتی یعنی همان «امواج ضربه ای یا Shockwaves» پرداخته و دلیل ایجاد درگ و پسای زیاد را در سرعت های نزدیک سرعت صوت، بررسی خواهیم کرد.

امواج ضربه ای یا شاک ویو ها، در حقیقت همان عامل اصلی ایجاد دیوار صوتی هستند. امواج ضربه ای، تغییری ناگهانی در فشار و دمای یک لایه از هواست که می تواند به لایه های دیگر منتقل شده و به صورت یک موج فضا را بپیماید.

برای درک بهتر مطلب، وقتی که سنگی در آب انداخته می شود، موج های در آب به وجود می آیند که به سمت خارج در حال حرکتند. این امواج، نتیجه افزایش سرعت یا اعمال نیرو به لایه ای از ملکول های آب است که قادر به انتقال به لایه های دیگر نیز می باشد، و امواج ضربه ای نیز، همان امواج درون آب هستند، با این تفاوت که آن ها در سیالی دیگر به جای آب به نام هوا، تشکیل می شوند.

در سرعت های نزدیک سرعت صوت، فرضیه غیر قابل تراکم بودن هوا رد شده و ضریب تراکم هوا به ۱۶% در می رسد، که مقداری غیر قابل چشم پوشی است. در این سرعت ها هوای جلوی بال یا لبه حمله به شدت متراکم گشته و دما و فشار آن به طرز قابل توجهی افزایش می یابد، همین مسئله، یکی از عوامل ایجاد امواج ضربه ای است. هواپیما با حرکت خود در هوا، نظم فشار هوای محیط را بر هم می زند و همانند قایقی که در آب در حال حرکت است، امواجی از آن ساطع شده و به دلیل اینکه این امواج با سرعت صوت حرکت می کنند و هواپیما زیر سرعت صوت در حال سیر است، از آن دور می شوند. اما کم کم، با نزدیک شدن به سرعت های ترانسونیک و حدود سرعت صوت، این امواج فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و در جلوی بال متراکم می شوند. در مناطقی از بدنه هواپیما که سطوح ناموزونی نسبت به جهت حرکت هواپیما دارد، سرعت گذر هوا افزایش یافته و بر اساس اصل برنولی، با افزایش سرعت سیال، فشار آن کاهش می یابد.

در چنین سرعت هایی، هوای اطراف این سطوح به سرعت صوت می رسد، گرچه هواپیما هنوز به سرعت صوت نرسیده باشد. در نتیجه رسیدن بعضی سطوح به سرعت صوت، امواج ضربه ای تولید شده و درگ یا پسای فراوانی را قبل از رسیدن به سرعت صوت تولید می کنند، که همین مسئله گذر از دیوار صوتی را مشکل می نماید.

به سرعتی که در آن حداقل یکی از سطوح هواپیما به سرعت صوت رسیده باشد،( گرچه این پدیده در مورد خود هواپیما صادق نباشد)، عدد ماخ بحرانی یا Critical Mach Number می گویند.

عدد ماخ بحرانی را می توان به سرعتی که نمودار پسا در مقابل سرعت سیر صعودی می گیرد، نیز تعریف نمود. در این سرعت، فرامین هواپیما کم کم شروع به درست جواب ندادن کرده و حالتی شبیه به کوبیدن بر روی بال توسط امواج ضربه ای به وجود می آید که با گذر از دیوار صوتی، فرامین هواپیما به حالت طبیعی خود باز می گردند.

بنابراین، در سرعتی که هواپیما به عدد ماخ بحرانی خویش می رسد، پسا به دلیل ایجاد امواج ضربه ای به طور قابل توجهی افزایش می یابد، پس، باید تلاش بر آن باشد تا عدد ماخ بحرانی هر چه بیشتر با بهبود ویژگی های آیرودینامیکی افزایش یابد، چون اگر این اتفاق در سرعت های پایین تر رخ دهد، هواپیما نیز باید از سرعت پایین تری جدال با افزایش پسا را شروع کند. حال ببینیم که چرا با تولید امواج ضربه ای، پسا افزایش می یابد.

قانونی در مبحث دیوار صوتی بیان می کند که هر جریان هوایی که از یک موج ضربه ای بگذرد، موج ضربه ای انرژی کنتیکی یا جنشی سرعتی آن را گرفته و در خور تبدیل به گرما و افزایش فشار می کند، در نیتجه سرعت جریان هوای گذرنده از موج ضربه ای به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. با کاهش سرعت جریان هوا در جلوی بال ها در سرعت های نزدیک سرعت صوت، تلاش پیشرانه یا موتورهای هواپیما باید چند برابر شود تا اثر کاهش سرعت در اثر موج ضربه ای را خنثی نماید. در صورتی که عدد ماخ بحرانی هواپیمایی پایین باشد، در سرعت های پایین باید نیروی رانشی هواپیما چند برابر شود که مصرف سوخت فوق العاده ای را برای گذر از دیوار صوتی به دنبال خواهد داشت؛ اما، در صورت بالا بودن عدد ماخ بحرانی، هواپیما فقط مدت کوتاهی نیازمند قدرت و کشش بسیار زیاد برای شکستن دیوار صوتی می باشد.

با اعمال نیروی فراوان رانشی، سرانجام هواپیما بر مشکل پسای زیاد فائق آمده و از دیوار صوتی می گذرد. در نتیجه این عمل، امواج تولید شده توسط هواپیما از آن جا مانده و پشت سر هواپیما حرکت می کنند. در این حالت، وضعیت به حالت عادی بازگشته و پسای ایجاد شده به وضعیت نرمال باز می گردد. بعضی از هواپیما ها از تمام نیروی پس سوزشان یا ۱۰۰% قدرت موتور برای گذر از دیوار صوتی و یا سرعت ۱,۱۹۵ کیلومتر بر ساعت استفاده می کنند، در حالی که در سرعت های بسیار بالاتر، تنها از ۳۰% قدرت موتور برای رانش به جلو بهره می جویند. با دقت در این مثال، می توان به خوبی افزایش درگ و پسا و قدرت فروان لازم برای غلبه بر آن در سرعت های نزدیک به سرعت صوت را درک و تجزیه و تحلیل نمود.

امواج ضربه ای توسط هواپیما در سرعت صوت، بسیار قدرتمند می باشند، چنانکه در صورت پرواز هواپیما نزدیک به زمین و گذر آن از دیوار صوتی، امواج ضربه ای با منتهای قدرت به اجسام زمینی مانند شیشه های منازل و ساختمانها برخورد نموده و باعث شکستن آن ها می شود، یا حتی اگر شخصی در معرض امواج ضربه ای به طور مستقیم قرار گیرد، احتمال از دست دادن شنوایی و پاره شدن پرده گوش بسیار است. از امواج ضربه ای، در بمب ها و تسلیحات دیگر نیز استفاده می شود.

بمب ها با یک افزایش دما و فشار ناگهانی در لایه هایی از هوا، امواج ضربه ای به وجود آورده که از طریق هوا انتقال یافته و باعث شکستن شیشه ها و تخریب دیوار ها نیز می شود. اگر شخصی در فاصله ای نسبتاً نزدیک در فضایی تهی از هوا و خلاء، حتی نزدیک یک بمب ده تنی ایستاده باشد، بر فرض منفجر کردن بمب، آسیبی به وی نخواهد رسید، چون هوایی برای انتقال امواج ضربه ای وجود ندارد.

به دلیل تولید امواج ضربه ای در سرعت های حدود سرعت صوت، خلبانان سعی می کنند فقط مدت کوتاهی در چنین سرعت هایی ترانسونیک پرواز کرده و به زودی از دیوار صوتی گذر کنند، چون پرواز در این سرعت ها نیروی بسیار زیاد موتور در نیتجه افزایش فوق العاده میزان مصرف سوخت را در پی دارد.

اما حال ببینیم صدایی انفجار مانند که در هنگام شکستن دیوار صوتی تولید می شود نتیجه چیست. امواج حاصله از حرکت هواپیما یا صدای تولید شده در اثر حرکت، هر بار در سرعت های زیر سرعت صوت از هواپیما دور شده و به گوش شنونده می رسد. اما با رسیدن هواپیما به سرعت صوت، این صداها دیگر فرصت دور شدن از هواپیما را نداشته و کلاً در جلوی هواپیما جمع می شوند.

با گذر از سرعت صوت، صدایی چند ده برابر شده از حرکت هواپیما با هم به گوش شنونده می رسد که مانند یک انفجار شدید یا صدای رعد و برقی بسیار قدرتمند می باشد. شاید در تصاویر هواپیماهای در حال گذر از دیوار صوتی، هاله ای سفید رنگ را در اطراف هواپیما مشاهده کرده باشید. در هنگام گذر از دیوار صوتی، اگر هواپیما نزدیک به زمین و در محیطی مرطوب با درصد بخار آب زیاد باشد، بخار آب هوا در اثر امواج ضربه ای فشرده شده و ابر سفیدی را برای چند ثانیه پدید می آورند که همان هاله سفید رنگ قابل روئیت در تصاویر است. اما از امواج ضربه ای در موتورهای جت نیز استفاده می شود. بدین گونه که، هوا ورودی در موتورهای جت، حتی اگر هواپیما با سرعت های بالای صوت پروزا نماید، باید زیر سرعت صوت باشد تا قابلیت احتراق را در موتور داشته باشد.

بنابراین، اکثراً در ورودی موتورهای هواپیماهای جنگنده مخروطی را به شکل کامل یا نصف مانند هواپیماهای میگ ۲۱ یا اف ۱۰۴ ستارفایتر می بینیم، که فلسفه ایجاد این مخروط تولید عمدی امواج ضربه ای است.

در صورت تولید امواج ضربه ای، هوای عبوری از میان آن با سرعت کاهش یافته یا زیر صوت وارد موتور می شود و فرآیند احتراق به طور کامل انجام می پذیرد. برای انجام پرواز های مافوق صوت، اغلب هواپیماهای جنگنده از مقطع بال های ویژه ای که عدد ماخ بحرانی را به حداکثر می رسانند، استفاده می نمایند و مقطع بال ها معمولاً بسیار نازک و متقارن می باشد. به عقب برگشتگی بال های هواپیماهای مدرن نیز در نتیجه تلاش برای افزایش عدد ماخ بحرانی بوده چرا که آزمایش های تونل باد نشان داده که با به عقب برگشتگی بال ها به میزان چند درجه عدد ماخ بحرانی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد، تا جایی که هواپیماهای مسافربری سریع السیر مانند بوئینگ ۷۴۷ که در حدود سرعت صوت یا حدود ۹۸۰ کیلومتر بر ساعت پرواز می کنند، نیز به بال هایی به عقب برگشته مجهزند. در برخی از هواپیماها، مانند هواپیمای اف ۱۴ تامکت، از سیستم بال های متغیر استفاده شده که در این سیستم، در سرعت های پایین که از عدد ماخ بحرانی خبری نیست بال ها گسترده می شوند و برای فراوانی تولید می کنند، ولی رفته رفته با نزدیک شدن به سرعت صوت، کامپیوتر موجود در این سیستم خود زاویه لازم برای افزایش عدد ماخ بحرانی را محاسبه کرده و بال را متناسب با زوایه آن تغییر داده و به عقب بر می گرداند. این سیستم به دلیل هزینه های بالا و سنگینی بیش از حد آن، دارای استفاده محدودی می باشد. هواپیماها کلاً از نظر سرعت نسبت به سرعت صوت به چند دسته زیر تقسیم می شوند:

ـ هواپیماهای زیر سرعت صوت یا مادون صوت با محدوده سرعت ۳۵۰ تا ۹۵۰ کیلومتر بر ساعت، Subsonicـ هواپیماهای حدود سرعت صوت با محدوده سرعت ۹۵۰ تا ۱۲۰۰ کیلومتر بر ساعت، Transonic

ـ هواپیماهای سرعت صوت با محدوده سرعت دقیقاً سرعت صوت نسبت به محیط، Sonic

ـ هواپیماهای بالای سرعت صوت یا مافوق سرعت صوت با محدوده سرعت ۱ ماخ تا ۵ ماخ، Supersonic

ـ هواپیماهای با سرعت بسیار بیشتر از سرعت صوت با محدوده سرعت ۵ ماخ و بالاتر، Hypersonic

لازم به ذکر است، اولین بار، خلبانی آزمایشی آمریکایی به نام چاک ییگر، با انجام اصلاحاتی بر روی یک بمب افکن قدیمی آن را به چهار موتور موشکی مجهز کرده و بر فراز بیایانی در آمریکا، پس از جدا شدن از هواپیمای مادر، به پرواز در آورد. پس چند ثانیه پرواز هواپیمای پرتقالی رنگ ملقب به X-۱ به صورت گلاید، خلبان چهار موتور موشکی خود را روشن کرده و پس از چند لحظه صدایی رعد آسا در آسمان شنیده شد که همان نتیجه شکستن دیوار صوتی برای اولین بار در جهان بود. در این آزمایش، این هواپیما به سرعت ۱۶/۱ ماخ دست یافت، و با ورود به عصر جت، رویای شکستن دیوار صوتی و پا گذاشتن به سرعت صوت نیز به واقعیتی بسیار قابل لمس مبدل گشت.

دیوار صوتی ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

منبع : آفتاب

جاذبه چه چیزی باعث جاذبه می شود؟

جاذبه : چه چیزی باعث جاذبه می شود؟

در ژرف ترین اعماق فضا، جاذبه، مواد را به هم آورده و باعث تشکیل کهکشانها، ستاره ها، چاله های سیاه و غیره می شود. اما جاذبه به رغم کشش بی نهایتی که در فضا دارد، هنوز یکی از ناشناخته ترین نیروهای گیتی است.

همین ضعف در دانش بشر باعث گردیده تا جاذبه به یکی از مرموز ترین نیروها مبدل شده و دانشمندان نتوانند در آزمایشگاه آن‌گونه که تاثیر آن‌را بر سیارات و ستارگان محاسبه می کنند، خود این نیرو را اندازه گیری کنند. مثلا نیروی دافعه میان دو پروتون دارای بار مثبت ۱۰ به توان ۳۶ برابر بیشتر از جاذبه میان آنها است یعنی جاذبه میان این دو پروتون برابر عددی متشکل از یک و ۳۶ صفر در مقابلش، ضعیفتر از نیروی دافعه میان آنها است.

فیزیکدانان می خواهند این نیروی دیر آشنا را به زور در قالب مدل استاندارد قرار بدهند – یعنی همان تئوری ای که در واقع تاج مرصع فیزیک مدرن است و سه نیروی اصلی در فیزیک را توضیح می دهد. اما هیچکدام از تلاشهای آنان در این خصوص موفق نبوده است. وقتی سخن از تئوری اینشتین به میان می آید که جاذبه را تنها در سطحی گسترده توضیح داده، این نیرو مانند عضو ناجور یک گروه از میهمانان می ماند که به بقیه نمی آید و مقررات در باره آن صدق نمی کند.

یک کارشناس فیزیک نظری به نام مارک جکسون از دانشگاه فرمیلب در ایلینوی آمریکا می گوید:”جاذبه با تمام نیروهای توضیح داده شده در مدل استاندارد کاملا فرق دارد. وقتی در باره فعل و انفعالات جاذبه های اندک محاسبات ریاضی انجام می دهیم به نتایج مسخره ای می رسیم. به سادگی باید بگوییم که ریاضی و حساب در مورد جاذبه کاربرد ندارد.”

اعداد شاید در مورد جاذبه کاربرد نداشته باشند، اما فیزیکدانان در مورد عامل ایجاد این نیروی مرموز یک احساس درونی دارند و آن اینکه در عالم ذرات ریز بدون جرمی به نام “گرویتون” وجود دارد که میدانهای جاذبه ای ایجاد می کنند.

بدین ترتیب که هر ذره فرضی هر قطعه از ماده در گیتی را با سرعت نور به سمت خود می کشد. اما اگر جهان هستی مملو از این ذرات است پس چرا فیزیکدانان تا کنون آنها را پیدا نکرده اند؟

کیهان شناسی به نام مایکل ترنر از دانشگاه شیکاگو در این باره می گوید:”ما به خوبی می توانیم ذرات بدون جرم مانند پروتون ها را شناسایی کنیم، اما گرویتون ها از دید ما پنهان می مانند چرا که فعل و انفعالاتی که با ماده دارند بسیار ضعیف است. به سادگی باید گفت ما نمی دانیم چطور باید آنها را شناسایی کنیم.”

با این حال ترنر در باره نتیجه جستجوی بشر برای یافتن گرویتون ها ناامید نیست. به نظر او انسان بالاخره خواهد توانست چند ذره پنهان از این نوع را که در سایه ذراتی قابل شناسایی قرار دارند پیدا کند.

ترنر می گوید:”این‌کار واقعا به تکنولوژی بستگی دارد.” اما هم اکنون فیزیکدانان برای کشف گرویتون ها از مهارتهای مکانیکی استفاده نمی کنند. در حال حاضر تلاشهای دانشمندان معطوف بر تائید وجود ذرات موسوم به هیگس بوسون است که به نوعی هم خانواده گرویتون ها محسوب می شوند و عامل جرم داشتن ماده هستند.

شلدون گلاشو برنده جایزه نوبل فیزیک در سال ۱۹۷۹ زمانی فرضیه وجود ذرات هیگس را “توالت” مدل استاندارد برای تعریف ذرات فیزیکی نامید.

ترنر توضیح می دهد گلاشو از این رو این اصطلاح را اختراع کرد که قضیه وجود فرضی ذرات هیگس وظیفه ای اساسی دارد و آن حفظ اعتبار مدل استاندارد، لااقل به شیوه ای معنوی.

ترنر می گوید:”مسئله وجود هیگس به واقع مانند لوله کشی است که با نوار چسب مدل استاندارد را سرپا نگه داشته است. قضیه هیگس بسیاری از ناهنجاری های مدل استاندارد را در خود گرفته و پوشانده است.”

او خاطر نشان می سازد که این کار کار درستی است چرا که لازم است بدین ترتیب دیگر نیروهای دست اندرکار در کار جرم، مانند جاذبه معنا پیدا کنند.

ترنر با این فرض که آن ذره بالاخره کشف می شود می گوید:”در عین حال موضوع ذره هیگس ممکن است ناامید کننده باشد چرا که چیز زیادی در باره جاذبه به دست نمی دهد.”

کشف ذرات ناپیدا مانند ذرات هیگس، مانند سفر در زمان است. مهندسان برای شبیه سازی انرژی های موجود در اوایل تشکیل جهان، با دستگاههای شتاب دهنده بسیار بزرگ ذرات را به سرعت هایی نزدیک به سرعت نور رسانده و بعد آنها را به یکدیگر می کوبند.

بنا بر این دریافته اند که در اوایل تشکیل جهان هستی، ذرات انرژی فوق العاده زیادی داشته اند و به هم چسبیده و ذرات آشناتری ماننده پروتونها، نوترونها و امثال آن‌را شکل داده اند.

محیط دستگاه عظیم شتاب دهنده ذرات مرکز فرمیلب، به نام “تواترون”، ۶۳۰۰ متر است. به گفته فیزیکدانانی که با این دستگاه کار می کنند احتمال دارد که اطلاعات به‌دست آمده از کار این دستگاه وجود ذرات هیگس را اثبات کرده باشد. اما به گفته ترنر دستگاه شتاب دهنده ۲۷ کیلومتری دیگری که به تازگی در زیر زمین، میان فرانسه و سوئیس ساخته شده باید ظرف چند سال آینده به روشنی وجود این ذرات را تائید کند.

او می گوید:”فکر می کنم وقتی ذره هیگس کشف شود همه یک نفس راحت بکشند اما آیا دستگاههای شتاب دهنده قادر خواهند بود روزی ذرات گرویتون را نیز کشف کنند؟”

خاویر زیمنس، از نظریه پردازان در باره جاذبه در دانشگاه ویسکانسین درمیلواکی آمریکا می گوید، برای اینکه نشان دهیم جاذبه مانند موج عمل می کند این اتفاق باید یک بار عملا رخ بدهد.

زیمنس که همچنین از اعضای رصد خانه لیزری اینترفرومتری امواج جاذبه ای است می گوید:”به‌طور کلاسیک، ما می توانیم امواج را اندازه گیری و محاسبه کنیم و امواج هم متشکل از ذرات هستند.” با شناسایی امواج جاذبه ای زمینه ای پدید خواهد آمد که بتوان با استفاده از آن وجود ذرات گرویتون را اثبات و جستجو برای یافتن آنها را آغاز کرد.

زمینس می گوید:”در حال حاضر این موضوع مانند داستانهای تخیلی است. به‌طور نظری ما باید بتوانیم در آینده ذرات گرویتون را کشف کنیم. اما سوال بزرگ این است که چگونه باید این کار را انجام دهیم؟”

جاذبه : چه چیزی باعث جاذبه می شود؟ ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

منبع :  آفتاب

شکل‌گیری ستاره‌ای نزدیک به یک سیاه‌چاله

شکل‌گیری ستاره‌ای نزدیک سیاه‌چاله

اغلب کهکشان‌ها طبق یافته‌های حاصل از مهم‌ترین و شگفت‌انگیزترین مطالعه اخترشناسی مدرن، میزبان سیاه چاله‌ای عظیم‌الجثه در هسته‌شان هستند. جرم یک سیاه‌چاله پس از شکل‌گیری می‌تواند با دریافت جرم از پیرامونش افزایش یابد. همچنین سیاه‌چاله‌ها منبع تولید انرژی عظیمی هستند.

شکل‌گیری ستاره‌ای نزدیک سیاه‌چاله
علم فیزیک – شکل‌گیری ستاره‌ای نزدیک سیاه‌چاله

شکل‌گیری ستاره‌ای نزدیک سیاه‌چاله

به گزارش سرویس علمی ایسنا منطقه خراسان، در طول مرحله تکاملی یک سیاه‌چاله، هسته‌های کهکشانی فعال(AGN) شکل می‌گیرند. هسته‌های کهکشانی فعال پرنورترین اجرام در عالم هستند و بررسی آنها می‌تواند هم به کشف اجرام دور و هم تصحیح یا دستیابی به مدل‌های کیهان‌شناختی کمک کند.

با وجود تفاوت یک میلیارد برابری در اندازه سیاه‌چاله و کهکشان میزبان، ارتباطی نزدیک بین شکل‌گیری این دو وجود دارد. درک مکانیسم این ارتباط، منجر به درک چگونگی شکل‌گیری کهکشان‌ها و به ویژه ستارگان خواهد شد. اوج فعالیت این فرایندها متعلق به چند میلیارد سال پیش است. به همین دلیل هیچ کدام از آنها تاکنون به خوبی شناخته نشده‌اند.

بلیندا ویلکس، جووانا کوراسکیز، استیو ویلنر، مت اشبی و جیووانی فازیو به همراه همکارانشان از مرکز CfA با استفاده از تلسکوپ فضایی هرشل به بررسی انتشار پرتو مادون قرمز ۶۴ کهکشان درخشان ساطع‌کننده اشعه ایکس و رادیویی با هسته کهکشانی فعال پرداختند. هرکدام از این کهکشان‌ها متشکل از صدها میلیارد توده خورشیدی ستاره‌ای هستند.

این مجموعه‌ یک نمونه کامل از اجرام کاملا شناخته شده متعلق به هفت میلیارد سال پیش است که اغلب اختروش‌های قدرتمند را نیز شامل می‌شود.

اختروش یا کوازار یک هسته فعال به شدت نورانی و دوردست بوده که متعلق به یک کهکشان جوان است.

تمام اجرام مورد بررسی در این تحقیق دارای جتهای دوقطبی بزرگی هستند که توسط هسته کهکشانی فعال به فضای بین کهکشان رانده شده‌اند. هدف دانشمندان، مشخص کردن سهم فعالیت شکل‌گیری ستارگان و هسته کهکشانی فعال از درخشش این کهکشان‌های قدرتمند بوده است.

انتشار پرتوهای فروسرخ نیز به همراه خروج غبارهای فروزانی است که با بررسی جزئیات مربوط به دمای این ذرات می‌توان سهم نسبی میزان درخشش ناشی از هر دوی این فعالیت‌ها را مشخص کرد.

اخترشناسان با رد فرضیه شکل‌گیری ستارگان بر اثر جریان خروجی هسته کهکشانی فعال، نتیجه گرفتند که نرخ شکل‌گیری ستارگان، سالانه صدها توده خورشیدی در هرکدام از این کهکشان‌ها است.

شکل‌گیری ستاره‌ای نزدیک سیاه‌چاله ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک