توسعه فناوری چاپ نانو

توسعه فناوری چاپ نانو

حمایت ۸٫۵ میلیون دلاری برای توسعه فناوری چاپ نانو

این چاپگر ۴ بعدی درمقیاس نانو عمل خواهد کرد و برای ساخت ادوات جدید تحقیقاتی در حوزه‌های شیمی، علوم مواد و عرصه‌های دفاعی مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

توسعه فناوری چاپ نانو
علم فیزیک – توسعه فناوری چاپ نانو
توسعه فناوری چاپ نانو

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، مؤسسه بین‌المللی فناوری‌ نانو (IIN) در دانشگاه نورث‌وسترن، از پیشگامی تحقیقات دانشگاهی بین‌رشته‌ای (MURI) رقابتی وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا، حمایت مالی ۸٫۵ میلیون دلاری را دریافت کرده است تا در قالب یک برنامه ۵ ساله، «چاپگر ۴ بعدی» را توسعه دهد. این چاپگر، نسل آتی فناوری چاپ برای دنیای علمی است.

این چاپگر ۴ بعدی درمقیاس نانو عمل خواهد کرد و برای ساخت ادوات جدید تحقیقاتی در حوزه‌های شیمی، علوم مواد و عرصه‌های دفاعی ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

چاپگر جدید به پیشگامی در حوزه حسگرهای زیستی و شیمیایی، کاتالیست‌ها، مواد و طرح‌های میکرو تراشه‌ طراحی شده برای پاسخ به مواد یا سیگنال‌های خاص منجر خواهد شد.

این حمایت مالی، توسط اداره تحقیقات علمی نیروی هوایی ارائه شده و از تیم تحقیقاتی متشکل از متخصصان دانشگاه‌ نورث‌وسترن، دانشگاه میامی، دانشگاه کالیفرنیا، سن‌دیاگو و دانشگاه مریلند حمایت خواهد کرد.

چایگر ۴ بعدی از میلیون‌ها قلم منعطف کوچک تشکیل شده که می‌توانند به صورت جداگانه و مستقل از هم مورد استفاده قرار گرفته و ویژگی‌های نامقیاسی را متشکل از مواد نرم و سخت ایجاد نمایند.

به گفته جی والش، معاون تحقیقاتی نورث‌وسترن، «محققان مؤسسه بین‌المللی فناوری‌ نانوی نورث‌وسترن، سابقه توسعه ابزارهای پیشرفته توانمندساز فناوری‌ نانو را داشته‌اند».

مؤسسه بین‌المللی فناوری‌ نانو یک سازمان حمایتی است که ارائه کننده و دربردارنده تجهیزات حمایتی، آموزشی و تحقیقاتی فناوری‌ نانو به ارزش بیش از ۸۰۰ میلیون دلار است.

توسعه فناوری چاپ نانو ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

فیزیک یونان

فیزیک یونان

مقدمه

یونانیان با تقسیم بندی گنبدهای آسمان برای هر یک از سیارات گنبدی خاص قائل بودند. نخستین کشفیات فیزیکی هنگامی صورت گرفت که تلاش گسترده ای برای برهانی کردن ریاضیات آغاز شده بود. در این زمان الکتریسیته و مغناطیس جدا از یکدیگر کنجکاوی انسان را برانگیخت. ذرات تشکیل دهنده ی جهان تقسیم بندی شد و نظریه ی اتمی ماده مطرح و اتر به عنوان عنصر کامل، این تقسیم بندی را تکامل بخشید. کروی بودن شکل زمین بطور مستدلل اثبات و حرکت دوار کائنات به دور زمین که تصور می شد دایره منحنی کامل است، از بدیهیات محسوب می شد. منطق قیاسی کشف گردید و تمام افکار و نظریات علمی را تحت تاثیر خود قرار داد.

فیزیک یونان
علم فیزیک – فیزیک یونان

فیزیک یونان

استفاده از هندسه در نجوم آغاز شد. فاصله ی زمین تا تا ماه و خورشید محاسبه و نظریه زمین مرکزی زیر سئوال رفت. اما همچنان اعتقاد عموم بر آن بود که زمین مرکز جهان است.

دستگاه زمین مرکزی تحت تاثیر تقدس دایره ها حرکت پیچیده ی سیاره ها را با استفاده از مدارهای تدویر توجیه کرد. مکانیک یونانی بر اساس نظریه زمین مرکزی بخوبی علت سقوط اجسام به طرف زمین را توجیه می کرد. یونانیان حرکت مستقیم نور را بیان و به تشریح خواص آینه ها پرداختند. اما منطق قیاسی چنان بر افکار علمی آنان تسلط داشت که فیزیک یونان را به بن بست کشید.

نخستین اندیشه های علمی فیزیک یونان

انسان به دلیل ارتباط مستقیم و تنگاتنگی که با طبیعت دارد از همان آغاز تفکر و تعمق خویش به پدیده های طبیعی نظر داشت و برداشت های معینی از آنها به عمل می آورد. طبعاً آسمان که از آن باران، برف و نور به انسان می رسید و نیز ستارگان شفاف در آن دیده می شد، جزء نخستین برداشت های انسان بود و در نتیجه اولین اظهار نظرهای علمی در خصوص این پدیده لایتناهی بوسیله انسان به عمل آمده است. در این راستا اولین نظریه های علمی فیزیک یونان توسط یونانیان ارائه شده است.

در آسمان هیچ چیزی نیست که در یک نگاه ساده، خیلی دور به نظر برسد. بنابراین در نخستین برداشتها از جهان، طبیعی است که گمان شود آسمان سایبان محکمی است که اجسام درخشان آن، همچون دانه های الماس، بر سقف آن چسبیده اند. این چنین بود که یونانیان باستان عقیده داشتند که آسمان بر شانه های اطلس رب النوع یونانی قرار دارد.

اسطوره های یونانی دلالت بر آن داشت که که آسمان از یکی دو متری بالای قله کوه ها چندان بالاتر نیست. در قرن ششم تا چهارم پیش از میلاد، اخترشناسان یونانی بوجود تنها یک سایبان شک کردند. زیرا در اوضاع نسبی ستارگان ثابت که به برداشت آنان حول زمین حرکت می کردند، ظاهراً تغییری نمی دیدند، اما اوضاع نسبی خورشید، ماه و پنج سیاره عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل تغییر می کرد. بنابراین مسلم بنظر می رسید که سیاره ها نمی توانند به گنبد ستارگان متصل باشند.

یونانیان فرض کرده بودند که هر سیاره در یک گنبد نامرئی اسقرار یافته است و گنبدها یکی روی دیگری جا گرفته است. بر این اساس نزدیکترین گنبد از آن ماه است که تندترین حرکت را دارد. پس از آن به ترتیب گنبدهای مربوط به عطارد، زهره… و خورشید قرار دارند.

کاملاً طبیعی است که با چنین طبقه بندی پرسش هایی در مورد ابعاد جهان و موقعیت زمین و شکل و همچنین اجزای تشکیل دهنده آن پیش آید. احتمالاً این پرسش ها زمانی شکل گرفت که روشهای تجربی ریاضیات دیگر کفایت نمی کرد. بنابراین می توان حدس زد هنگامی که این سئوال پیش آمد که چرا قطر دایره آنرا نصف می کند، تفکر در مورد مسیر حرکت سیارات نیز اوج گرفت. شاید منطقی باشد که کوشش برای برهانی کردن ریاضیات را با پیدایش نخستین نظریه های فیزیکی همزمان بدانیم، این تصور زمانی قوت بیشتری می گیرد که می بینیم نخستین کشفیات ثبت شده ریاضی و فیزیکی متعلق به یک نفر است. تالس ملطی اولین فرد شناخته شده ای است که کشفیات ریاضی و فیزیک به او نسبت داده شده است.

الکتریسیته و مغناطیس در فیزیک یونان

در حدود ۶۰۰ سال قبل از میلاد تالس ملطی متوجه شد که هرگاه صمغ فسیل شده ای که در سواحل بالتیک یافته بود، که ما امروز آنرا کهربا می نامیم و در آنروز الکترون Electron نامیده می شد، با یک قطعه پوست مالش داده شود، می تواند پر، نخ یا کرک را بخود جذب کند.

همچنین کلمه ی ماگنت Magnet به معنی آهنربا از یک شهر قدیمی یونان بنام ماگنیا Magnesia که در نزدیکی آن نخستین سنگ آهنربا کشف شده بود، گرفته شده است. آهنربا اکسیدی از آهن است که خواص مغناطیسی یعنی آهنربایی دارد. گفته شده است که تالس نخستین کسی بود که خواص آنرا تشریح کرده است. گفته اند که تالس در سال ۵۸۵ قبل لز میلاد وقوع کسوفی را پیشگویی کرد و کسوف به وقوع پیوست.

عناصر تشکیل دهنده ی جهان – اتم در فیزیک یونان

امیدوکس در حدود سال ۴۸۰ قبل از میلاد نظر داد که زمین از چهار عنصر خاک، هوا، آّ و آتش تشکیل شده است. یونانیان در باره ی این موضوع بحث می کردند که آیا می توان ماده را به اجزایی کوچکتر و هر جزء را به جزء کوچکتر و باز هم کوچکتر تقسیم کرد و این عمل تجزی را تا بینهایت ادامه داد؟ یا اینکه این عمل تجزیه محدود است؟ دوموکریتوس در حدود ۴۵ قبل از میلاد محدود بودن عمل تجزیه را بیان کرد. وی اظهار داشت همه ی اجسام از ذره ی غیر قابل تجزیه ای به نام اتم Atom تشکیل شده است. اتم در یونانی به معنی غیر قابل تقسیم است. وی حتی نظر داد که مواد متفاوت از اتمهای مختلف یا ترکیبات آنها ساخته شده است و با تغییر آرایش اتمها می توان ماده ای را به ماده ی دیگر تبدیل کرد. ارسطو و سایر فلاسفه رواقی نظریه دموکریتوس را نپذیرفتند، ایشان اعتقاد داشتند که فضا و ماده بصورت پیوسته است، یعنی می توان یک قطعه از ماده را بدون حد و مرز به قطعه های کوچک و باز هم کوچکتر تقسیم کرد، بی آنکه به ذره ی غیر قابل تقسیمی برسیم. در مورد عناصر تشکیل دهنده ی جهان ارسطو تصور می کرد، در آنسوی لایه های آب، هوا، خاک و آتش، عنصر کامل و غیر زمینی دیگری وجود دارد که وی آنرا اتر Ether در یونانی به معنی پنجم نامید. در این تقسیم بندی جایی برای عدم وجود نداشت. در ضمن انتهای هیچکدام از لایه ها مشخص نبود.

نجوم در فیزیک یونان

یونانیان عقیده داشتند که زمین به شکل کره است. فیثاغورس اولین کسی بود که کروی بودن زمین را در سال ۵۲۵ قبل از میلاد بیان کرد. اما نخستین استدلال ها در مورد کروی بودن زمین منصوب به ارسطو است. وی در کتاب در باره ی افلاک نوشت، زمین جسمی کروی است و نه یک سطح صاف و برای این ادعا دو دلیل آورد. نخست آنکه او دریافته بود که ماه گرفتگی به دلیل قرار گرفتن زمین بین ماه و خورشید است، چون سایه زمین بر روی ماه همواره گرد است، پس زمین باید کروی باشد که سایه اش دایره می شود. دومین دلیل این بود که یونانیان طی سفرهای خود متوجه شده بودند که ستاره شمال، در مناطق جنوبی پائین تر از نواحی شالی در آسمان ظاهر می شود، و چ.ن ستاره شمال بر فراز زمین ظاهر می شود، این جابجایی تنها در صورتی می تواند رخ دهد که زمین کروی باشد.

ارسطو به محاسبه محیط دایره استوا پرداخت و رقم چهارصد هزار استادیم را به دست آورد که با احتساب هر استادیوم یکصد و هشتاد متر، رقم به دست آمده تقریباً دو برابر رقم پذیرفته شده ی کنونی است.

ارسطو عقیده داشت که زمین ثابت و مرکز جهان است و خورشید، ماه و سیارات و ستارگان در مدارهای کروی دور زمین می چرخند و بیش از پیش به تثبیت این عقیده یونانیان پرداخت که کره شکل کامل است.

آریستاخوس، ریاصیات را در نجوم به کار برد. وی با استفاده از ابزاهای ابتدائی در حدود ۲۸۰ قبل از میلاد به محاسبه فاصله ی زمین و خورشید پرداخت. آریستاخورس متوجه شد که انحنای سایه زمین، وقتی از ماه می گذرد می بایستی ابعاد نسبی زمین و ماه را نشان دهد. وی پس از محاسبه ی فاصله زمین و ماه و تشکیل مثلث قائم الزاویه فرضی، هنگامیکه ماه در تربیع اول بود، فاصله زمین تا خورشید را تعیین کرد. بنظر وی خورشید تقریباً بیست برابر دور تر از ماه قرار داشت. هرچند ارقام به دست آمده درست نبود، ولی آریستاخورس نتیجه گرفت که خورشید باید حداقل هفت برابر بزرگتر از زمین باشد. وی با غیر منطقی بودن گردش خورشید بزرگ به دور زمین کوچک، نظر داد که زمین باید به دور خورشید بگردد. البته نظر آریستاخورس پذیرفته نشد. چون وی نظریه خورشید مرکزی منظومه شمسی را ارائه داد، امروزه به عنوان کپرنیک عهد باستان شناخته می شود.

اراتستن در حدود ۲۴۰ قبل از میلاد متوجه شد که روز اول تابستان در آسوان، خورشید در بالای سر است و در اسکندریه که ۸۰۰ کیلومتر با آن فاصله دارد، در بالای سر نیست. وی نظر داد که سطح زمین باید نسبت به خورشید، انحنا داشته باشد. وی با استفاده از طول سایه ای که هنگام ظهر اول تابستان در اسکندریه تشکیل می شود، و مقایسه ی آن با طول سایه در روز اول تابستان در آسوان و با استفاده از هندسه خطوط مستقیم، انحنای زمین را با فرض کروی بودن آن حساب کرد. در نتیجه محیط و قطر زمین را تعیین کرد. ارقامی که آراتستن به دست آورد، ۱۲۸۰۰ کیلومتر برای قطر زمین و چهل هزار کیلومتر برای محیط زمین بود که تقریباً با اعداد مورد قبول امروزی مطافقت دارد.

هیپارخوس در حدود ۱۵۰قبل از میلاد و با استفاده از روش آریستارخوس به محاسبه فاصله ی زمین و ماه پرداخت. وی فاصله زمین تا ماه را سی برابر قطر زمین به دست آورد. اگر قطر زمین را مطابق رقم اراتستن در نظر بگیریم، فاصله زمین تا ماه که هیپارخوس حساب کرد برابر ۳۸۴۰۰۰ کیلومتر می شود که تقریباً درست است. همچنین هیپارخوس گزارشی از انحراف ماه و خورشید از حرکت دایره ای داد است. چون ماه در مدار خود به دور زمین گاهی در شمال استوا و گاهی در جنوب استوا است، سبب این انحراف می گردد. هیپارخوس با اشاره به این امر بدون ذکر دلیل، اظهار داشت که این انحراف سبب می شود که خورشید در هر سال حدود پنجاه ثانیه قوسی در سمت راست مشرق به نقطه اعتدال می رسد. چون به این ترتیب در هر سال نقطه اعتدال جلوتر می آید، هیپاهرخوس این تغییر مکان را تقدیم اعتدالیون نامید که هنوز هم به همان نام شناخته می شود.

اخترشناسان بعدی از هیپارخوس تا بطلمیوس حرکات اجرام آسمانی را بر مبنای این نظر مورد مطالعه قرار دادند که زمین ساکن و مرکز جهان است. ماه در ۳۸۴۰۰۰کیلومتری آن و اجسام دیگر آسمانی دورتر و در فاصله ای نامعین از آن هستند. چون دایره را منحنی کامل می پنداشتند، نتیجه می گرفتند که تمام اجرام آسمانی بایستی در مسیرهای دایره ای به دور زمین بچرخند. اما مشاهدات آنها که از کشتیرانی و تدوین تقویم برخاسته بود، نشان می داد مسیر سیاره ها دایره های کاملی و ساده ای نیستند. بنابراین هنگامیکه بطلمیوس دستگاه زمین مرکزی خود را تنظیم کرد، مسیر سیاره ها را در ترکیبی از دایره های پیچیده نشان داد.

دستگاه زمین مرکزی بطلمیوس در فیزیک یونان

بطلمیوس در حدود ۱۵۰ میلادی رساله ی پر نفوذی به نام سونتارکنس ماتماتیکا یا مجموعه ی ریاضی نوشت. هر چند این رساله بر نوشته های هیپارخوس مبتنی است، اما به خاطر فشردگی و زیبایی چشمگیرش مورد توجه قرار گرفت. شارحین بعدی برای متمایز ساختن آن از آثار کم اهمیت تر صفت مجیسته یا مجسطی به معنی بزرگترین را به آن منسوب کردند.

مترجمین عرب زبان حرف تعریف ال را پیشوند کردند و آنرا المجسطی نامیدند.

بطلمیوس در المجسطی پدیده هایی را بررسی می کند که بستگی به کرویت زمین دارند. سپس دستگاه زمین مرکزی نجوم را طرح ریزی می کند که قریب به ۱۵۰۰ سال مورد پذیرش عموم بود. المجسطی قدیمی ترین کوشش مجدانه در راه تبیین حرکت شناسی منظومه شمسی است. اما در توجیه حرکتهای پیچیده ی سیاره ها که فاصله ثابتی با زمین ندارند، روی مدارهای دایره ای عاجز بود. بنابراین مفهموم مدارهای تدویر را بکار گرفت.

طبیق این نظریه هم سیاره روی دایره ای حرکت می کند که مرکز آن به نوبه ی خود روی دایره ای به مرکز زمین حرکت می کند. بطلمیوس مجبور شد به انواع دیگر مدار هم توسل جوید، اما هر کدام از اینها نیز دایره تقدس خود را به عنوان شکل اصلی حرکات سیاره ها حفظ کرد.

مکانیک یونانی

هرچند مکانیک یونانی به اندیشه های ارسطو خلاصه نمی شود، اما نظریه های وی تاثیری بس عمیق بر افکار اندیشمندان برای قرون متمادی داشت. ارسطو ادعای ریاضیدان بودن نداشت، اما تسلطی خارق العاده بر روشهای ریاضی داشت و سازمان دهنده ی منطق قیاسی بود.

هراکلیدس در ۳۵۰ سال قبل از میلاد گفت: تصور اینکه زمین به دور خورشید می گردد بسیار ساده تر از این تصور است که تمامی گنبد آسمان به دور زمین می چرخد. اما این گفته مورد پذیرش ارسطو واقع نشد. ارسطو بیش از هر کی دیگری اسیر دستگاه منطق قیاسی که خود بوجود آورنده اش هست بود.

با توجه به اینکه ارسطو اعتقاد داشت زمین مرکز جهان است، بخوبی می توان دیدگاهش را در باره ی علت سقوط اجسام بر سطح زمین توجیه کرد.به اعتقاد ارسطو هر شئی به اصل خویش باز می گردد و مکان واقعی خود را جستجو می کند. چ.ن سنگ از جنس خاک است به طرف زمین سقوط می کند و چون دود از جنس آتش است به طرف هوا صعود می کند. در مورد سقوط آزاد اجسام گفته است که اگر دو جسم با سنگینی مختلف را از فاصله ی معینی رها کنیم، جسم سنگین تر زودتر به زمین می رسد. این برداشت نمی توانست علت همه حرکت ها را توجیه کندّ اما دلیل سکون اجسامرا توجیه می کرد. به اعتقاد ارسطو نیروی خارجی عامل حرکت بود. وی در این مورد چنین گفته است: جسم متحرک هنگامی به حالت سکون در می آید که نیرویی که آنرا در امتداد خود به حرکت واداشته است، دیگر نتواند بر آن اثر کند و آنرا براند.

بنابراین به برداشت ارسطو نیروی خارجی عامل حرکت بود و در غیاب نیروی خارجی همه ی اجسام به حالت سکون در می آمدند.

نور در فیزیک یونان

فلاسفه ی یونان اعتقاد داشتند همانگونه که چوب دستی یک نا بینا به مانعی برخورد می کند و آنرا برای وی مشخص می کند، پرتوهای نور نیز از چشم خارج شده به اجسام برخورد می کنند و با بازگشت به چشم آنها را نمایان می سازد. اما نظریه دیگری نیز در مورد حرکت و منشاء آن وجود داشت. برخی اعتقاد داشتند نور از اجسام فروزان منتشر می شود و به چشم می رسد افلاطون از خمیدگی ظاهری اجسام در خالیکه که بخشی از آن در آب فرو رفته، سخن گفته است. اقلیدس انتشار مستقیم نور و قانون بازتابش آن را بیان کرده است. ارشمیدس از خواص آینه ها سخن گفته است. هرون نیز به تشریح خواص آینه ها پرداخته و مسائلی راجع به ساختن آینه ها با خواص معین را بیان کرده است. وی حتی طرز ساختن آینه هایی را که بوسیله آن شخص بتواند پشت سر خود را ببیند، و یا وارونه دیده شود ارائه کرده است. همچنین هرون به تشریح این امر پرداخته که نور کوتاهترین مسیر بین دو نفطه را می پیماید. بطلمیوس شکست نور را مورد بررسی قرار داد و به اندازه گیری زاویه تابش و باز تابش همت گماشت.

بن بست فیزیک یونان

یونانیان دانشی را که با زندگی روزمره ارتباط داشت کم ارزش می شمردند. ولی در ریاضیات موفقیت چشمگیری کسب کردند. ریاضیاتی که به اعتقاد آنان بر اساس یک سری اصول بدیهی شکل گرفته بود و سایر قضایا را بوسیله منطق قیاسی استنتاج می کردند. یونانیان چنان دلباخته ی آن شدند که قیاس را تنها وسیله ی معتبر کسب دانش می پنداشتند. اما می دانستند. که قیاس برای پاسخگویی به برخی از پرسش ها کافی نیست. مثلاً فاصله دو شهر را بوسیله قیاس نمی توانستند به دست آورند، بلکه باید اندازه گیری می کردند. هرگاه که لازم بود، طبیعت را مشاهده می کرند، ولی این امر با رقبت انجام نمی گرفت. در هیچ جا ثبت نشده که ارسطو دو سنگ ناهم وزن را بسوی زمین رها کرده باشد تا نظر خود را بیازماید. آزمایش کردن به نظر یونانیان کاری بیهوده و معارض با زیبایی قیاس خالص بود و از ارزش آن می کاست.

اعتقاد به ارزش قیاس که بر بدیهیات پایه گذاری شده بود، سرانجام به لبه پرتگاهی رسید که راهی برای عبور نداشت. کشفیات بیشتری برای ریاضیات و فیزیک مطرح نبود. همه را به این راضی می کردند که بگویند ارسطو چنین گفته است و یا اقلیدس گفته است. بنابراین دستگاه زمین مرکزی بطلمیوس توام با نظریه های فیزیکی ارسطو که اکثراً با تناقض همراه بود، برای توجیه جهان کافی می پنداشتند.

دانشمندان اسلامی نیز که دست آوردهای علمی یونانیان را در طول قرون وسطی حفظ کردند، و دارای کشفیات مهمی نیز می باشند، نتوانستند بگونه ای منسجم عمل کنند. هرچند خیام را می توان نخستین کسی دانست که اصل توازی اقلیدس زا زیر سئوال برد، اما بعد مدتی به فراموشی سپرده شد.

جای بسی تاسف است که جمشید کاشانی و ملا باقر یزدی به اثبات قضیه ای در ریاضیات پرداختند که صدها سال قبل از ایشان توسط کمال الدین فارسی ثابت شده بود. که نشان از بی اطلاعی مجامع علمی ایرانییان از کارهای یکدیگر بود.

سرانجام متفکران رنسانس در برابر نظریه های قدیم فلسفه ی طبیعی که دیگر قانع کننده نبود، چشم انداز جدیدی گشودند.

فیزیک یونان ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، علم فیزیک

منبع : دانشنامه رشد

آرتورادینگتون

آرتورادینگتون

۲۸ دسامبر سال ۱۸۸۲ در کندال، کومبریا، به دنیا آمد. دوران کودکی و تحصیلات اولیه اش را در وستون سوپرمر در سامرست پشت سر گذاشت. 

آرتورادینگتون
علم فیزیک – آرتورادینگتون

۱۸۹۸ 

وارد دانشکده اون، دانشگاه منچستر می شود و در رشته فیزیک مشغول تحصیل می گردد. 

۱۹۰۲ 

موفق به دریافت بورسیه برای تحصیل در رشته ریاضی در دانشکده ترنتیتیدانشگاه کمبریچ می شود. 

۱۹۰۴ 

با عنوان دانشجوی ممتاز از رشته ریاضی این دانشکده فارغ التحصیل می شود. 

۱۹۰۶ 

دستیار اول رصد خانه سلطنتی گرینویچ می شود و روی حرکات ستاره ای شروع به کار می کند. 

۱۹۰۷ 

به عضویت هیات علمی دانشکده ترینیتی در می آید. 

۱۹۱۲ 

یک گروه تحقیقاتی را برای مشاهده یک کسوف به برزیل می برد. 

۱۹۱۳ 

به عنوان استاد ستاره شناسی دانشگاه کمبریج انتخاب می شود. 

۱۹۱۴ 

مسئول رصدخانه کمبریج می شود. به عضویت انجمن سلطنتی پذیرفته می شود. بر اساس کارهایش در رصدخانه سلطنتی، کتاب حرکات ستاره ای و ساختار جهان را منتشر می کند. 

۱۹۱۶ 

کار درباره ترکیب ستارگان را شروع می کند. او ادعا می کند که تشعشات ستاره ای، انرژی را از مرکز ستاره دور می کنند و اینکه تشعشع نقش مهمی در حفظ تعادل ستاره ای دارد. 

۱۹۱۸ 

به فرضیه نسبیت آلبرت انیشتین (۱۹۵۵ ـ ۱۸۷۹) علاقمند می شود. کتاب گزارشی درباره نظریه نسبیت نیروی جاذبه را منتشر می کند. 

۱۹۱۹ 

با اینکه مقرش رصدخانه دانشگاه کمبریج است ولی به همراه یک گروه تحقیقاتی ستاره شناسان رصدخانه سلطنتی عازم جزیره پریسیب کامرون، در ساحل غربی آفریقا، می شود. در ۲۹ مه قرار است کسوفی رخ دهد و او همراه این گروه برای رصد کردن آن محل می رود. این کسوف فرصت مناسبی برای آزمایش نظریه آلبرت انیشتین می باشد که معتقد است پرتوهای نور تحت تاثیر جاذبه قرار می گیرد. مشاهدات این ستاره شناسان اولین شواهد رصدخانه ای در اثبات نظریه نسبیت عام را فراهم می کند. 

۱۹۲۰ 

فضا، زمان، جاذبه کتابی برای توجیه خوانندگان عادی را منتشر می سازد. 

۱۹۲۱ 

به ریاست انجمن ستاره شناسی سلطنتی انتخاب می گردد. این دوره بمدت ۲ سال است. 

۱۹۲۳ 

نظریه ریاضی نسبیت را منتشر می کند. 

۱۹۲۴ 

کارش را در مورد ارتباط جرم و تابندگی ستارگان ارایه می دهد. این مساله باعث تجدید نظر کلی در نظرات تکاملی ستارگان می شود. وی همچنین در این سال موفق به دیافت مدال طلای انجمن ستاره شناسی سلطنتی بخاطر کارش در مورد سحابی های برون کهکشانی و کهکشانها، می شود. 

۱۹۲۶ 

کار وی در مورد ساختار ستارگان در کتاب با نفوذش با نام اجزا، درونی ستارگان منتشر می شود. وی اولین ستاره شناسی است که در مورد ارتباط جرم و تشعشع حاصله سخن گفته است. وی همچنین نظریه تپش ستاره های متغیر قیفاوسی (اینکه بعضی ستاره ها بخاطر فشار درونی منبسط و منقبض می شوند) را ارایه می کند. نظریه دیگرش این است که کوتوله های سفید (ستاره هایی که بر اثر جاذبه از بین رفته اند) ممکن است خیلی متراکم باشند. 

۱۹۲۷ 

کتاب ستارگان و اتمها که برای مخاطب معمولی نوشته شده است را منتشر می کند. 

۱۹۲۸ 

کتاب طبیعت دنیای مادی را برای مخاطبان عادی منتشر می کند. 

۱۹۳۰ 

عنوان شوالیه را از شاه جورج پنجم دریافت می کند. 

۱۹۳۳ 

کتاب جهان در حال انبساط وی کارهای ادوین هابل (۱۹۵۳ ـ ۱۸۸۹)، ستاره شناس آمریکائی، و دیگران را در مورد انبساط جهان، برای عموم مردم قابل فهم می کند. 

۱۹۳۸ 

از دست شاه جورج ششم، نشان لیاقت دریافت می کند و به سمت رئیس اتحادیه بین المللی ستاره شناسی منصوب می شود. 

۱۹۴۴ 

عمل جراحی وی موثر واقع نمی شود و در ۲۲ نوامبر از دنیا می رود. 

۱۹۴۶ 

کتاب نظریه بنیادین وی بعد از مرگش منتشر می شود. 

۱۹۴۷ 

انجمن سلطنتی ستاره شناسی، از این سال به بعد به هر کار ارزشمند ستاره شناسی نظری مدال ادینگتون اعطاء می کند. 

آرتورادینگتون ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

منبع : دانشنامه رشد

آیا تلگرام شنود می‌شود؟

آیا تلگرام شنود می‌شود؟

« تلگرام ادعا می‌کند نسبت به رقبای اصلی خود یعنی واتس‌اپ و لاین، امنیت بیشتری دارد. حتی یک دوره مسابقه برای هک‌کردن اطلاعات رمزگذاری‌شده برگزار کرد که ۲۰۰‌ هزار بیتکون برای برنده آن درنظر گرفت.»

آیا تلگرام شنود می‌شود؟
علم فیزیک – آیا تلگرام شنود می‌شود؟

به گزارش ایسنا باشگاه خبرنگاران با این مقدمه نوشت: تلگرام مدعی است اشخاص ثالث و حتی مدیرانش هم به اطلاعات کاربران دسترسی ندارند و می‌گوید پیام‌ها و فایل‌ها دارای یک دوره زمانی خودتخریبی است که بعد از مدتی پس از خوانده‌شدن، حذف می‌شوند.

اما به‌نظر می‌رسد این ادعا حداقل برای کاربران ایرانی رد شده است، زیرا طی روزهای اخیر در گروه‌های تلگرامی متنی به‌همراه لینک وب‌سایت چت تلگرام انتشار یافته مبنی‌ بر اینکه «با توجه به اینکه گفته شده بود تلگرام محیطی امن نسبت به سایر رقبا برای کاربرانش ایجاد کرده است، لازم می‌دانم به اطلاع برسانم چت کلیه گروه‌ها در سایت تلگرام قابل مشاهده است».

آدرس لینکی که در این متن به آن اشاره شده، www.telegramchats.com نام دارد. حال، کاربران با مشاهده چنین پیامی در گروه‌هایی که عضو شده‌اند، نگران شبکه ارتباطی خود مبنی بر رصد مطالب هستند.

تا پیش از این مسئله، تلگرام به یکی از ابزارهای موبایلی کاربران ایرانی تبدیل شده بود و به دلیل انتشار برخی اخبار مبنی بر عدم امنیت در شبکه‌هایی مانند وایبر و واتس‌اپ و رصد اطلاعات، شاهد هجوم قابل‌توجهی از کاربران به‌منظور استفاده از شبکه اجتماعی تلگرام بودیم؛ به نحوی که با بررسی‌های صورت‌گرفته شمار کاربران اپل از بارگذاری این برنامه کاربردی به بیش از ٣٠٠‌ هزار نفر می‌رسد که با احتساب شمار مشترکان فقط برنامه‌های کاربردی اندروید، به‌نظر می‌رسد بالغ بر ١,۵ میلیون ایرانی عضو این شبکه‌های اجتماعی هستند.

همین موضوع موجب شده تا براساس رتبه‌بندی صورت‌گرفته توسط الکسا و طبق میزان ترافیک ورودی- خروجی به سرور تلگرام، آمریکا با ٨۴‌ درصد اول و با اختلاف زیادی، ایران با ٣.٧ ‌درصد دوم قرار گیرد. اما امنیت مورد ادعای تلگرام چیز بیشتری از اپلیکیشن‌ها و صفحه‌هایی که از SSL استفاده می‌کنند، نیست.

اگر از تلگرام برای افزایش امنیت و حفظ حریم خصوصی استفاده می‌کنید، باید بدانید که درحال‌حاضر، هکرهای کاربلد می‌توانند پیام‌های شما را خوانده یا حتی متن پیام‌های شما را بازیابی کنند. اما چالش اصلی پیش‌آمده در گروه‌های فارسی چیست؟ به‌نظر می‌رسد آنچه تحت عنوان متن پیام یادشده به‌همراه لینک وب‌سایت چت‌تلگرام انتشار یافته، یک کرم – worm- بوده که این اکانت ممکن است برای نخستین بار توسط یک کاربر در یک گروه انتشار یافته باشد.

بنابراین هر کاربر دیگر –درحالی‌که نیت خیر دارد- اقدام به انتشار آن در گروه‌های دیگر به‌منظور هشدار به کاربران می‌کند، در حالی که او خود تبدیل به عامل تکثیر آن می‌شود. این حالت ممکن است حتی توسط یک ربات که در قالب یک کاربر خود را معرفی کرده، صورت گیرد.

بنابراین بهترین حالت این است که ادمین –مدیر- گروه به‌محض مشاهده این پیام آن را حذف کند. از طرفی کاربران باید به این مسئله توجه کنند که با وجود ادعاهایی که مدیران شرکت‌های تولیدکننده اپلیکیشن‌های موبایلی نسبت به حریم خصوصی افراد مطرح می‌کنند، نهادهای امنیتی می‌توانند با یک‌سری تکنیک‌های خاص اطلاعات و محتوای گروه‌ها را رصد کنند.

محمود واعظی، وزیر ارتباطات و فناوری اطلاعات، گفته بود سازمان تنظیم مقررات وزارت ارتباطات نظارت کاملی بر تمام شبکه‌های اجتماعی داشته که در این‌ میان با منتشرکنندگان محتواهای غیراخلاقی و شبکه‌هایی که به انتشار مسائل امنیتی اقدام می‌کنند، برخورد می‌کنیم.

اما توصیه‌ای که می‌توان حداقل به ‌کاربران تلگرام داشت، این است که برای چت‌کردن می‌توانند از بخش secret chat استفاده کنند، زیرا در این بخش علاوه بر اینکه از پروتکل https استفاده شده، کاربران می‌توانند برای نمایش متن ارسالی، زمان تعیین کنند تا پس از ارسال هر متن، پس از خوانده‌شدن، آن متن به‌صورت خودکار حذف شود.

آیا تلگرام شنود می‌شود؟ ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

کشف شواهد بیشتر از شباهت قمر زحل به زمین

کشف شواهد بیشتر از شباهت قمر زحل به زمین

 

اخترشناسان موفق به کشف شواهدی از شباهت قمر تیتان به سیاره زمین شده‌اند.

کشف شواهد بیشتر از شباهت قمر زحل به زمین
علم فیزیک – کشف شواهد بیشتر از شباهت قمر زحل به زمین

به گزارش سرویس علمی ایسنا منطقه خراسان، طبق تحقیقات پیشین دانشمندان، تیتان که یکی از بزرگترین قمرهای سیاره زحل است، تنها جرم آسمانی بعد از زمین محسوب می‌شود که دارای منابع اثبات شده سطحی مایعات از جمله رودخانه، دریا و باران است. این قمر با اندازه‌ای بزرگتر از سیاره عطارد، از سطحی جامد و صخره‌ای برخوردار است.

دانشمند در کشف شواهد جدید خود از شباهت تیتان به زمین، نشان داده‌اند که گاز موجود در جو این قمر به صورت جریان بادهای قطبی از فضای آن خارج می‌شود.

دکتر اندرو کوتس، استاد فیزیک کالج دانشگاهی لندن در انگلیس و سرپرست پروژه بادهای قطبی گفت: درک مکانیسمی که به موجب آن، تیتان جو خود را از دست می‌دهد، جزو اولویت‌های تحقیقاتی ماست. تمایل داریم این مکانیسم را در تیتان و سایر اجرام آسمانی بررسی کنیم تا به درک بهتری درباره این پدیده دست یابیم.

دکتر کوتس و همکارانش با تجزیه و تحلیل داده‌های دریافتی از دستگاه طیف‌سنج پلاسمای فضاپیمای کاسینی ناسا (CAPS)که دور سیاره زحل در حال چرخش است، موفق به کشف گازهای خروجی حاوی ذرات معلق از جو قمر تیتان شدند.

طیف مشخصی از ذرات کشف شده، محققان را به این نتیجه رساند که در سطح این قمر، بادهای قطبی گسترده‌ای وجود دارد.

کوتس اعلام کرد: جو تیتان اساسا از نیتروژن و متان تشکیل شده و فشار این گازها، ۵۰ درصد بیشتر از سطح زمین است.

وی در ادامه افزود: طبق اطلاعات دریافتی از فضاپیمای کاسینی در چند سال گذشته، روزانه هفت تن هیدروکربن و نیتریل از جو تیتان خارج می‌شود، اما در آن زمان، توضیحی برای این پدیده وجود نداشت. این مطالعه جدید، شواهدی مستدل برای این رویداد ارائه کرده است.

فضاپیمای کاسینی برای اولین بار در سال ۲۰۰۶ از وجود ابرهایی بر فراز قطب شمال تیتان خبر داد. دانشمندان ناسا دریافتند که این ابرها بسیار شبیه به ابرهای قطبی موجود در لایه استراتوسفر بوده و حاوی مقادیری یخ متان است. پیش از این وجود ذرات یخ در جو تیتان کشف نشده بود.

این تحقیق در مجله Geophysical Research Letters منتشر شده است.

کشف شواهد بیشتر از شباهت قمر زحل به زمین ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

 

کشف حسگر میدان مغناطیسی زمین

کشف حسگر میدان مغناطیسی زمین در مغز حیوانات برای نخستین بار

گروهی از دانشمندان دانشگاه تگزاس در آستین برای نخستین بار نورون‌های حساس به میدان مغناطیسی زمین را در مغز یک نماتود غیرانگلی کشف کردند.

کشف حسگر میدان مغناطیسی زمین
علم فیزیک – کشف حسگر میدان مغناطیسی زمین

به گزارش سرویس علمی ایسنا منطقه خراسان، تنها در چند گونه زیستی، نورون‌های مغزی به میدان مغناطیسی زمین پاسخ می‌دهند. ولی تا کنون نورون‌های حساس به مغناطیس در هیچ حیوانی کشف نشده‌ بود و محققان برای نخستین بار آن را در مغز نماتودهای Caenorhabditis elegans مشاهده کردند که که در آب‌های نواحی جزر و مدی زندگی کرده و از باکتری‌ها تغذیه می‌کند.

محققان دریافتند که C. elegansهای گرسنه که در لوله‌های پر شده با ژلاتین قرار می‌گیرند، تمایل دارند که به سمت پایین لوله حرکت کنند و این سازوکاری است که این حیوانات احتمالا زمانی که در جست‌و‌جوی غذا هستند، در پیش می‌گیرند.

وقتی دانشمندان این کرم‌ها را از دیگر نقاط جهان به آزمایشگاه منتقل کردند، دریافتند که کرم‌ها به سمت پایین لوله‌ حرکت نکرده، بلکه بر حسب منطقه‌ای که کرم‌ها از آنجا آمده‌ بودند – هاوایی، انگلستان یا استرالیا – با درجه انحراف مشخصی نسبت به میدان مغناطیسی زمین به جهات مختلف حرکت می‌کنند. به عنوان مثال C. elegans‌های استرالیایی به سمت بالای لوله حرکت می‌کنند.

جهت میدان مغناطیسی زمین از یک نقطه به نقطه دیگر فرق می‌کند و سیستم حسگرهای حساس به میدان مغناطیسی در هر کرم بر حسب محیط محلی خودش تنظیم شده‌است که باعث می‌شود کرم به سمت بالا یا پایین حرکت کند.

مشخص شده است که نورون‌های حساس به نیروی مغناطیسی که نورون AFD خوانده می‌شوند، به سطوح دی اکسید‌کربن و دما حساس‌اند.

کشف حسگر میدان مغناطیسی زمین ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک

منبع : ایسنا

انرژی پتانسیل

انرژی پتانسیل

انرژی پتانسیل صورتی از انرژِی است که در اجسام به‌صورت نهفته وجود دارد و قابل تبدیل به انرژی جنبشی می‌باشد. به‌طور مثال انرژی پتانسیل شیمیایی نهفته در مواد غذایی پس از فعل و انفعالات شیمیایی در ماهیچه‌ها تبدیل به انرژی جنبشی می‌گردد.

انرژی پتانسیل
علم فیزیک – انرژی پتانسیل

انرژی به شکلهای مختلف پدیدار می‌شود. یکی از آنها انرژی پتانسیل یا انرژی ذخیره‌ای است. این شکل انرژی چه شباهتها یا چه تفاوتهایی با صورتهای دیگر انرژی دارد؟ چگونه می‌توانیم از آن بهره گیری کنیم؟ انرژی شیمیایی به انرژی هسته‌ای، انرژیِ گرانشی، انرژیِ الکتریسته ساکن و انرژی مغناطیسی، نمونه‌هایی از انرژی پتانسیل هستند. انرژی ذخیره‌ای می‌تواند برای ما اهمیت زیادی داشته باشد.

برای مثال، هنگامی که تلویزیون روشن می‌کنیم و مأموریت رفت و برگشت سفینه‌ای فضایی را به تماشا می‌نشینیم، در واقع از انرژی الکتریکی استفاده می‌کنیم که از انرژی ذخیره‌ای (مثلا انرژی ذخیره‌ای گرانشی آب ذخیره شده در پشت سد) حاصل می‌شود. یا تبدیل انرژی ذخیره‌ای شیمیایی موجود در سوخت موشکها به انرژی جنبشی است، که سفینه از سکوی پرتاب به فضا پرتاب می‌شود. باتریهای مورد استفاده از فلاش دوربینها یا در رادیوهای کوچک، بنزین مصرفی برای راندن اتومبیلی و بالاخره، غذایی که می‌خوریم همه و همه محتوی انرژی ذخیره‌ای هستند.

سیر تحولی و رشد با توجه به نقش مهم انرژی پتانسیل در عرصه‌های دانش به فناوری زندگی روزانه، ممکن است چنین تصور شود که از زمان تشخیص شناسایی این انرژیِِ مدتی طولانی گذشته است، اما اینطور نیست. مفهوم نیرو را که بستگی نزدیکی با انرژی ذخیره‌ای دارد. اولین بار آیزااک نیوتن در قرن هفدهم مطرح کرد. ولی مفهوم انرژی یا پایستگی انرژی تا قرن نوزدهم مطرح نشد. مدتها قبل از آن، در اواخر قرن هفدهم، هویگنس در بحث حرکت، به انرژی ذخیره‌ای اشاره کرده بود؟ اما اصطلاح انرژی پتانسیل را بکار نبرده بود و اهمیت آن را نیز در نیافته بود. در اوایل قرن هیجدهم ژاک برنولی کار مجازی را که مشابه انرژی ذخیره‌ای است توصیف کرده، ولی به اهمیت آن پی نبرد.

در اواخر قرن هیجدهم و اوایل قرن نوزدهم، ژوزف لاگرانژ، لاپلاس، پواسون و جورج گرین مفهوم پتانسیل الکتریکی را (که به انرژی ذخیره‌ای الکتریکی بسیار نزدیک است). در فرمول بندی ریاضی اثرات الکتریکی بکار بردند، اما آن هم به اهمیت انرژیِ پتانسیل پی نبرد. تمرکز این دانشمندان روی مباحث مکانیک و گرما بود. بحثهای بعدی تمام حوزه‌های علوم فیزیکی را در برگرفت. پس از این کارها بود که با تلاش بسیاری از مهندسان و دانشمندان توجه به اهمیت انرژی ذخیره‌ای بیشتر و بیشتر شد.

انرژی پتانسیل در کجا و چگونه ذخیره می‌شود؟ انرژی پتانسیل، نوعی انرژی ذخیره شده است. انرژی ذخیره‌ای ، اثری سیستمی است و برای جسمی کاملا منزوی وجود ندارد. جسم به اعتبار خود کمیت مکانی‌اش نسبت به سایر اجسامی که بر آن نیرو وارد می‌کنند و یا به دلیل موقعیت مکانی‌اش در میدانی که بر آن نیرو وارد می‌کنند، دارای انرژی ذخیره‌ای است. هیچ جسم منفردی انرژی ذخیره‌ای ندارد. همه اجسامی که برهمکنش متقابل دارند، بطور جمعی انرژی ذخیره می‌کنند.

توپی که روی میز است انرژی ذخیره‌ای گرانشی دارد و این به گونه‌ای است توپ و زمین هر دو در ذخیره سازی این انرژی سهیم‌اند. این انرژی از آنجا ناشی می‌شود که زمین و توپ بر یکدیگر نیرو وارد می‌کنند. اگر توپ با زمین در مکان خود نبودند انرژی ذخیره‌ای گرانشی نمی‌توانست وجود داشته باشد. در دور و میدان نیز انرژی ذخیره‌ای  از فضایی که میدان وجود دارد ذخیره می‌شود.

انرژی پتانسیل
علم فیزیک – انرژی پتانسیل

ویژگیهای انرژی پتانسیل

در واقع، این تغییرات انرژی پتانسیل است که در خور اهمیت است نه مقدار آن قبل یا بعد تغییر. اگر چه مکانی که در آن انرژی ذخیره‌ای صفر می‌تواند انتخاب مفیدی باشد به مانند سطح دریا به عنوان مبنای صفر انرژی ذخیره‌ای گرانشی زمین و یا سطح داخلی خازن استوانه‌ای به عنوان مبنای صفر انرژی الکتریکی ذخیره شده در آن، اما این انتخابها هیچ یک الزامی نیست. زیرا آنها اختلاف انرژی ذخیره‌ای بین مکانهای مختلف است که اهمیت دارد. اندازه اختلاف پتانسیل هرگز هیچ ربطی به چگونگی پیدا شدن آن ندارد. یعنی این تغییر مستقل از مسیر است. این یکی از ویژگیهای اساسی انرژی ذخیره‌ای است.

تغییرات انرژی ذخیره‌ای ممکن است به پیدایش انرژی جنبشی، انرژی الکتریکی، یا انرژی گرمایی منجر شود. فناوری نوین بر همین پایه استوار است، دستیابی به چنین تغییری به پایداری انرژی ذخیره شده بستگی دارد. برای انرژی ذخیره‌ای سه نوع منحنی می‌توان در نظر گرفت: اگر چه این سخنها معرف همه حالتها نیستند، اما نشان می‌دهند که چگونه انرژی ذخیره‌ای ممکن است با مکان تغییر کند.

می‌توان جسم کوچکی مثل گلوله‌ای مرمرین را روی یک کاسه وارونه (در حالت ناپایدار)، درون کاسه (در حالت پایدار) یا در فرورفتگی کاسه وارونه‌ای که لبه دارد (در حالت شبه پایدار) در نظر گرفت. آنگاه کاسه نقش منحنی انرژی پتانسیل هسته‌ای را خواهد دانست.

در حالت پایدار تغییر نامحتمل است.

در حالت شبه پایدار غلبه بر سد پتانسیل (یعنی بالا رفتن از لبه) مستلزم انرژی اضافی است، مثلا این انرژی اضافی می‌تواند از جرقه‌ای که بخار بنزین را در سیلندرهای موتور خودرو مشتعل می‌کند ناشی می‌شود. در برخی موارد نادر هیچ انرژی اضافی لازم نیست. مثل وقتی که ذره‌ای در هسته اتم سد پتانسیل را طی فرآیندی به نام تونل زنی سوراخ می‌کند. کاربرد حالتهای انرژی پتانسیل در صنعت در فناوری نوین تعادل شبه پایدار ترجیح داده می‌شود. زیرا انرژی پتانسیل می‌تواند تا زمانی که ما بخواهیم در حالت تعلیق باقی بماند. که نمونه آن در روشن کردن رادیوی ترانزیستوری و تبدیل انرژی شیمیایی باتری به انرژی الکتریکی می‌توان نشان داد.

تغییر انرژی پتانسیل هر تغییر انرژی پتانسیلی به پیدایش نیرویی می‌انجامد. نیروی گرانشی ای که در حالت تعادل ناپایدار موجب می‌شود که گلوله روی سطح خارجی کاسه به پایین بلغزد. اندازهٔ نیرو را از شیب سختی می‌سنجیم. هر چه این شیب تندتر باشد قویتر است. البته همه نیرو، از تغییر انرژی پتانسیل ناشی نمی‌شوند. نیروهایی که این گونه‌اند. نظیر نیروی گرانشی و نیروی کولنی نیروی تابعی پایستاری، داریم:

F = – du/dx و u = -∫F dx

که در آن F نیرو ، u انرژی پتانسیل و x مکان است.

نیروهایی که از تغییر انرژی پتانسیل ناشی نمی‌شوند، نظیر نیروی اصطکاک، نیروهای ناپایستارند. برای چنین نیروهایی، انرژی پتانسیل قابل تبیین نیست.

انرزی پتانسیل گرانشی با حرکت دادن جسم در خلاف جهت نیروی گرانشی در جسم ذخیره می‌شود. هر چه فاصله جسم از مرکز زمین بیشتر باشد و یا به عبارت دیگر ارتفاع بیشتری داشته باشد انرژی ذخیره شده در جسم بیشتر است. جسمی که در مرکز زمین قرار گرفته کمترین انرژی پتانسیل و جسمی که در فاصله بی‌نهایت از مرکز زمین قرار گرفته است بیشترین انرژی پتانسیل را داراست. آبی که در پشت سد ذخیره شده است دارای انرژی پتانسیل گرانشی می‌باشد که توربینژنراتور این انرژی را به انرژی الکتریکی تبدیل می نمایید. فرض کنید شخصی پایین یک تپه ایستاده است و به یک توپ ضربه می زند توپ شروع به حرکت می‌کند و از تپه بالا می رود سرعت توپ لحظه لحظه کم و بالاخره توپ برای یک لحظه متوقف می‌شود یعنی سرعت توپ صفر می‌شود انرژی که توپ در این لحظه دارد انرژی پتانسیل گرانشی نامیده می شود. انرژی پتانسیل گرانشی از رابطهٔ زیر به دست می‌آید :

u = mgh

انرژی پتانسیل ، اخبارفیزیک ، مقالات فیزیک ، مطالب فیزیک ، فیزیک مدرن ، علم فیزیک