با سلام خدمت دوستان
تواین پست تعدادی از کتابهای درسی مهندسی هسته ای را گذاشتم .قابل استفاده برای تمام علاقه مندان. فقط نظر یادتون نره!
برای دانلود روی لینک مورد نظر رفته راست کلیک و گزینه save link as روبزنید
فیزیک هسته ای/والترمایرهوف
برای دانلود از2sharedفقط روی لینک مورد نظر کلیک کنید صفحه مورد نظر برای شما باز می شود
فیزیک هسته ای/کنت.کرین
فیزیک هسته ای/آی.کاپلن
فیزیک هسته ای/دبلیو.ان.کاتینگهام (جدید)
توکامک/وسون
راکتور هسته ای/لویس
مهندسی رآکتور هسته ای/لامارش (فارسی)
Lamarsh_Theory
فیزیک رآکتور هسته ای/استیسی
هندبوک تئوری رآکتور و فیزیک هسته ای
تحلیل رآکتور هسته ای/هامیلتون
نوشته شده توسط محمد نظم آبادی در شنبه هجدهم مهر 1388 ساعت 9:16 |
لینک ثابت |
رييس
سازمان انرژي اتمي ایران گفت: دانشمندان ما نسل هاي جديدي از سانترفيوژ را
ساخته اند و زنجيره هاي ده تايي از اين سانتر فيوژها درحال آزمايش است.
به گزارش ايرنا، علي اکبر صالحي در نخستين مصاحبه مطبوعاتي خود به عنوان
رييس سازمان انرژي اتمي که صبح روز سه شنبه برگزار شد با اشاره به پيشرفت
96 درصدي نيروگاه اتمي بوشهر گفت که تمام تجهيزات اين نيروگاه نصب شده است
و تنها برخي تجهيزات کوچک در شرف ارسال است و اين نيروگاه به زودي راه
اندازي مي شود.
صالحي افزود: به زودي مهمترين آزمايش اين نيروگاه آغاز مي شود که طي آن
تاسيسات نيروگاه اتمي بوشهر تحت فشار 250 اتمسفر مورد بررسي قرار مي گيرد
تا اشکالات احتمالي رفع شود.
رييس سازمان انرژي اتمي گفت: ايران براي ساخت تاسيسات و نيروگاه هاي هسته اي با ساير کشورها در حال مذاکره است.
وي اضافه کرد: ايران براي ادامه کار رآکتور تحقيقاتي تهران که اصلي ترين
تامين کننده راديو دارو در ايران است به سوخت با غناي 20 درصد نياز دارد
که در اين خصوص تماس هاي لازم با کشورهاي دارنده امکانات تامين سوخت
برقرار شده است.
وي همچنين خبر از تهيه قوانيني مبني بر نظام ايمني و همچنين لايحه اي تحت عنوان قانون فراگير انرژي کشور داد.
وي درباره زمان دقيق راه اندازي نيروگاه هسته اي بوشهر اظهار نظر نکرد و اين مساله را به بعد از طي شدن مراحل آزمايشي موکول کرد.
نسل جديدي از سانتر فيوژها ساخته شده است
رئيس سازمان انرژي اتمي ايران با اشاره به پيشرفت هاي دانشمندان ايراني در
عرصه فناوري هسته اي ، خبر از ساخت نسل هاي جديدي از سانترفيوژ داد.
به گزارش ايرنا، دکتر علي اکبر صالحي گفت: دانشمندان ما نسل هاي جديدي از
سانترفيوژ را ساخته اند و زنجيره هاي ده تايي از اين سانتر فيوژهادرحال
آزمايش است.
وي همچنين اضافه کرد: اين زنجيره ها درحال تبديل به نمونه هاي بزرگتري هستند.
صالحي با بيان اينکه قدرت جداکنندگي سانترفيوژهاي کنوني، 1/2 است اظهار
داشت: قدرت جداکنندگي سانترفيوژهاي جديد بيش از 5 است و اميدواريم اين
ميزان را به عدد 10 برسانيم.
وي اين دوران را برهه تثبيت دستاوردهاي گذشته فناوري هسته اي خواند و
تصريح کرد:تاکنون تاکيد بر توليد بود تا ايران از خط مرزها عبور کند اما
هم اکنون ايران دارنده چرخه کامل سوخت هسته اي است و از اين به بعد بيشتر
روي ابعاد تحقيقي و توسعه اي تمرکز مي کنيم تا توليدات از نظر کيفيت ارتقا
يابد.
نوشته شده توسط محمد نظم آبادی در چهارشنبه هشتم مهر 1388 ساعت 3:1 |
لینک ثابت |
منظور
از نيمه صنعتي در انرژي هستهاي آن است که تعداد سانتريفيوژها در غني سازي
از يک حدي بيشتر نخواهد بود و درصد غني سازي نيز در اين بخش براي
دانشمندان هستهاي در آن مقطع مهم نيست.
ثانیه: جمهوري اسلامي
ايران به زودي آژانس بين المللي انرژي اتمي را از جدول زماني بازرسي دومين
تاسيسات غني سازي هستهاي خود مطلع مي کند.
خبرنگار در گفتگو با برخي مسولين امنيتي و مسوولين سازمان انرژي اتمي به
اطلاعات تازهاي از مركز جديد هستهاي جمهوري اسلامي ايران موسوم به
"فوردو" دست يافت.
دومين تاسيسات غني سازي هستهاي ايران در مكاني بين تهران و قم قرار دارد و مراحل ابتدايي و نيمه صنعتي خود را طي ميکند.
منظور از نيمه صنعتي در انرژي هستهاي آن است که تعداد سانتريفيوژها در
غني سازي از يک حدي بيشتر نخواهد بود و درصد غني سازي نيز در اين بخش براي
دانشمندان هستهاي در آن مقطع مهم نيست.
در مركز جديد، امنيت سازههاي هستهاي کشور، بيشتر مورد توجه قرار گرفته
است به طوري كه جمهوري اسلامي ايران هم اکنون داراي دو نوع پدافند اکتيو
(پدافند هوايي) و يك پدافند غيرعامل است که پدافند غيرعامل انعکاس ظهورش
در ايجاد تاسيسات اضافي، زير زميني به منظور حفاظت از منابع انساني،
تجهيزات حساس خواهد بود که اين موضوع را در مجموعه تاسيسات قم در سطح
بالايي، پيش بيني شده است.
مسولين امنيتي كشور تدابيري انديشيدهاند كه براي حفاظت از نيروهاي انساني
و همچنين تامين سلامت تاسيسات هستهاي كشور، محلي براي اين منظورپيش بيني
شود و تاسيسات جديد هستهاي و مسايل حفاظتي آن به اين منظور است که دشمن
بداند که جمهوري اسلامي ايران با اراده و اصراري که دارد اجازه نخواهد داد
براي لحظهاي فعاليتهاي هستهاياش متوقف شود.
به اين منظور مانورهاي دورهاي در مجموعه تاسيسات هستهاي پيش بيني شده كه
با توجه به حساسيتهاي غني سازي، تصميم گرفته شد که محل مذكور را که
درمقابل هر گونه حمله اي مقاوم باشد، تامين شده تا تجهيزات حساس به آنجا
منتقل شود.
تجهيزات غنيسازي که در قم(فوردو)، نصب شده مشابه تجهيزاتي است که در
نطنز است و هيچ تفاوتي از اين بابت نخواهد بود ليكن اين تاسيسات از نظر
مقابله با هر گونه حمله از مصونيت بيشتري برخوردار است و از هر نوع گزند و
حملهاي مصون است و البته نطنز يک تاسيسات صنعتي کامل است كه پيش بيني شده
تا 50 هزار سانتريفيوژ در آنجا نصب شود که مي تواند تامين کننده سوخت
نيروگاه بوشهر باشد.
در اين صورت اگر نسل جديد سانتريفيوژهاي كشورمان به توليد صنعتي برسد
ايران مي تواند اين ميزان از تفکيک اورانيوم را در نطنز بالاتر برده و
سوخت دو راکتور به اندازه بوشهر را توليد نمايد.
هر دو تاسيسات غني سازي نطنز و قم، ظرفيت تا 5 درصد غني سازي را دارند و اين موضوع به سازمان بين المللي انرژي اتمي اعلام شده است.
تاسيسات جديد قم هم اکنون بيش از يک سال است که از شروع فعاليتش ميگذرد و
فعاليتهايي که انجام شده بيشتر ساختماني و تاسيساتي است و هيچگونه ماشين
و مواد راديو اکتيو به آن وارد نشده است.
جمهوري اسلامي ايران، اكنون بر نسلهاي جديد سانتريفوژها متمركز شده و
تاسيسات جديد، جنبه احتياطي دارد و خود ايجاد اين تاسيسات در دل کوه با
امکانات مقاوم مورد تاكيد مسولين امنيتي كشور دربرابر هجمههاي احتمالي،
از نظر ساختماني يک دستاورد استراتژيکي محسوب ميشود.
اگر به طور معمول روند ساخت تاسيسات قم همچون بيش از يكسال گذشته، ادامه
يابد، بين يک سال و نيم تا دو سال، طول خواهد كشيد تا راهاندازي نهايي
آن، انجام گيرد.
در حال حاضر، آژانس بين المللي انرژي در کارخانه هاي هسته اي كشورمان
دوربينهايي را نصب كرده است و تمام فعاليتهاي ايران را بازرسي و کنترل
مي کند و هر از چند گاهي از اين مراكز بازرسي ميکنند.
كشورمان تاسيسات مشابهي در مناطق ديگري در دست احداث ندارد و اين دو
تاسيسات هسته اي مکمل يگديگر هستند و براي توليد تا 5000 مگاوات برق
برنامه ريزي شده اند.
جمهوري اسلامي ايران با توجه به سابقه غربي ها در خلف وعده براي آماده
سازي نيروگاههاي كشورمان، تلاش دارد توانمندي خود را افزايش دهد چراکه هم
اکنون بعد از سي سال کشورهاي آلمان و فرانسه اورانيوم خريداري شده ايران
را تحويل نمي دهند.
لازم به يادآوريست، آژانس بين المللي انرژي اتمي در گزارشهاي خود ضمن
تاييد همکاريهاي هستهاي ايران، تصريح کرده است، ايران توانسته در سايت
نطنز اورانيوم ۲۳۵ را تا کمتر از 5 درصد غني کند که اين ميزان غني سازي در
مصارف پزشکي کاربرد دارد.
اين درحالي است که اورانيوم مورد استفاده براي توليد سلاحهاي هستهاي بايد دستکم شامل 90 درصد اورانيوم ۲۳۵ باشد.
نوشته شده توسط محمد نظم آبادی در چهارشنبه هشتم مهر 1388 ساعت 2:50 |
لینک ثابت |
نوشته شده توسط محمد نظم آبادی در چهارشنبه هشتم مهر 1388 ساعت 2:27 |
لینک ثابت |
فوتونیک چیست؟
يكي از شاخه هاي جديد و مهم علوم در سالهاي اخير فوتونيك يا مهندسي نور مي باشد اين علم استفاده از نور ( در تمامي طول موجها) بمنظور تبديل آن به اطلاعات است. حوزه كاربردهاي اين فناوري شامل تمامي بخش هاي مورد نياز بشر از جمله هوا و فضا، امور دفاعي ، پزشكي و غيره مي گردد.
يكي از مهمترين كاربردهاي فناوري فوتونيك استفاده از آن در ارتباطات و مخابرات نوري است و بهمين دليل است كه بيشترين توسعه و نوآوري در اين زمينه بعمل آمده است. استفاده از اين فناوري مي تواندبه بسياري از مشكلات مهم و تقريباً غيرقابل حل مخابرات الكترونيكي نظير محدوديت عرض باند )مونتاژ GHZ25(، ارسال حجم محدود اطلاعات بطور همزمان و پائين بودن سرعت انتقال فائق آيد. يك سيستم مخابرات نوري شامل سه بخش عمده مسير ارسال اطلاعات (فيبرنوري) آشكارسازي اطلاعات و پردازش آن است. هر نو پژوهش در مورد كاربرد فوتونيك در مخابرات لزوماً بايد بر روي هر سه نوع فوق و يا حداقل يكي از آن متمركز گردد. قطب علمي فوتونيك دانشگاه تبريز هدف نهائي خود را كاربرد فوتونيك در مخابرات قرار داده و در نظر دارد با استفاده از تمامي امكانات موجود در هر سه زمينه فوق و به پژوهشهاي نظري و تجربي پرداخته و نسبت به تامين زير ساختاري اساس مورد نياز كشور در اين زمينه اقدام نمايد . زمينه هاي اصلي فعاليت قطب علمي با توجه به امكانات موجود در سه رشته زير متمركز خواهد شد كه با گسترش امكانات توسعه خواهند يافت.
متذكر مي گردد كه نتايج حاصل از پژوهش در هر كدام از رشته هاي زير علاوه بر كاربرد هاي آن در مخابرات مي توانند در زمينه هاي مختلفي نيز كاربرد داشته باشند. بعنوان مثال كريستالهاي مايع علاوه بر كاربرد آن بعنوان يكي از مواد تشكيل دهنده كريستالهاي فوتوني مي توانند كاربرد هاي مهمي در نمايشگرهاي ديجيتالي داشته باشند و يا استفاده از آشكارسازهاي فوتوني كاربردهاي وسيعي در زمينه هاي پزشكي و دفاعي دارند و پژوهشگران فعال در اين قطب هم اكنون نيز قراردادهاي پژوهشي با بعضي از موسسات براي طراحي اين آشكارسازها در زمينه هاي مورد نياز آنان منعقد نموده اند.
منبع: سایت دانشگاه تبریز نوشته شده توسط محمد نظم آبادی در چهارشنبه بیست و سوم اردیبهشت 1388 ساعت 12:10 |
لینک ثابت |
ليزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation مي باشد و به معناي تقويت نور توسط تشعشع تحريك شده است.
اولين ليزر جهان توسط تئودور مايمن اختراع گرذيد و از ياقوت در ان استفاده شده بود در سال 1926 پروفسور علي جوان اولين ليزر گازي را به جهانيان معرفي نمود و بعدها نوع سوم و چهارم ليزرها كه ليزرهاي مايع و نيمه رسانا بودند اختراع شدند. در سال 1967فرانسويان توسط اشعه ليزر از ايستگاههاي زمينيشان دو ماهواره خود را در فضا تعقيب كردند بدين ترتيب ليزر بسيار كار بردي به نظر آمد.
نوري كه توسط ليزر گسيل مي گردد در يك سو وبسيار پر انرژي و درخشنده است كه قدرت نفوذ بالايي نيز دارد بطوريكه در الماس فرو ميرود . امروزه استفاده از ليزر در صنعت بعنوان جوش اورنده فلزات و بعنوان چا قوي جراحي بدون درد در پزشكي بسيار متداول است.
ليزرها سه قسمت اصلي دارند:
-
پمپ انرژي يا چشمه انرژي: كه ممكن است اين پمپ اپتيكي يا شيميايي و ياحتي يك ليزر ديگر باشد
-
ماده پايه وفعال كه نام گذاري ليزر بواسطه ماده فعال صو رت مي گيرد
-
مشدد كننده اپتيكي : شامل دو اينه بازتابنده كلي و جزئي مي باشد
طرز كار يك ليزر ياقوتی:
پمپ انرژي در اين ليزر از نوع اپتيكي مي باشد و يك لامپ مارپيچي تخليه است(flash tube)كه بدور كريستال ياقوت مدادي شكلي پيچيده شده(ruby)كريستال ياقوت نا خالص است و ماده فعال ان اكسيد برم و ماده پايه ان اكسيد الو مينيوم است. بعد از فعال شدن اين پمپ انرژي كريستال يا قوت نور باران مي شود و بعضي از اتمها رادر اثرجذب القايي-stimulated absorption برانگيخته كرده وبه ترازهاي بالاتر مي برد.
پديده جذب القايي: اتم برانگيخته = اتم+فوتون
با ادامه تشعشع پمپ تعداد اتمهاي برانگيخته بيشتر از اتمهاي با انرژي كم ميشود به اصطلاح واروني جمعيت رخ مي دهد طبق قانون جذب و صدور انرژي پلانك اتمهاي برانگيخته توان نگهداري انرژي زيادتر را نداشته و به تراز با انرژي كم بر مي گردند وانرژي اصافي را به صورت فوتون ازاد مي كنند كه به اين فرايند گسيل خودبخودي گفته مي شود. ولي از انجايي كه پمپ اپتيكي مرتب به اتمها فوتون مي تاباند پديده ديگري زودتر اتفاق مي افتد كه به آن گسيل القايي-stimulated emissionگفته مي شود همانطور كه در ش كل انيميشن زير مي بينيد وقتي يك فوتون به اتم برانگيخته بتابد ان را تحريك كرده وزودتر به حالت پايه خود بر م? گرداند.
گسيل القايي: اتم+دو فوتون = اتم برانگيخته+ فوتون
اين فوتونها دوباره بعضي از اتمها را بر انگيخته ميكنند و واكنش زنجير وار تكرار مي شود.
بخشي از نور ها درون كريستال به حركت در مي ايند كه توسط مشددهاي اپتيكي درون كريستال برگرداننده مي شوند واين نورها در همان راستاي نور اوليه هستد بتدرج با افزايش شدت نور لحظه اي مي رسد كه نور ليزر از جفتگر خروجي با روشنايي زياد بطور مستقيم خارج مي شود .
ماهيت ذره اي بودن نور :
اسحاق نيوتن در سال 1627نظريه ذره اي بودن نور را ارائه داد وي معتقد بودكه يك منبع نور ذرات نور را با سرعت ثابت روي خط راست گسيل مي كند وهنگامي كه اين ذرات به شبك يه چشم برخورد نمايند چشم قادر به ديدن خواهد بود وي براي اثبات نظريه خود ازمايش اتاق تاريك را انجام داد بعدها انيشتين نيز با ازمايش اثر فتوالكتريك ومعرفي فوتون بعنوان ذرات نور مهر تاييدي بر نظريه ذره اي نيوتن زد
نظريه موجي نور:
كريستيان هويگنس فيزيكدان هلندي ماهيت نور را موجي دانست وپخش وبازتابش نور و شكست نور را نشانه موجي بودن نور مي دانست.سپس توماس يانگ با استفاده ازمايش پراش نور در شكاف مضاعف توانست طول موج نور را اندازه گيري نمايدوبين ترتيب ماهيت موجي نور نيز اثبات گرديد.
جنس امواج نور:
امواج نور از نوع امواج الكترو مغناطيسي است كه براي انتشار احتياج به محيط مادي ندارد يك موج الكتر مغناطيسي تركيبي است از دو ميدان عمود برهم الكتريكي و مغناطيسي كه در شكل زير به ترتيب با موجهاي زرد رنگ و ابي رنگ نشان داده شده است
خواص امواج الكترو مغناطيسي نور:
?- نوردر خلاء داراي سرعت ثابت 300000 كيلومتر برساعت است كه بالاترين سرعت مي باشد
?- نورهاي مختلف داراي طول موجهاي مختلف وشدت نور متفاوت هستند
?-سرعت نور درمحيط هاي شفاف مختلف تغيير ميكند
طيف الكترومغناطيسي نور سفيد:
همانطور كه در شكل زير ديده مي شود نور قرمز داراي بيشترين طول موج 700 نانومتر ونور بنفش داراي كمترين طول موج 400 نانومتر مي باشند
همانطور كه در فرمول 
مي بينيد هر چقدر طول موج كمتر بسامد يا فركانس بيشتر است وطبق فرمول انرژي فوتونهاي نور انيشتين E=nhf انرژي نيز بيشتر خواهد شد به همين علت پرتوهاي نوري بنفش پر انرژي تر از پرتوهاي نور قرمز هستند (n=تعداد فوتونهاو h=ثابت پلانك هست)
نوشته شده توسط محمد نظم آبادی در چهارشنبه بیست و سوم اردیبهشت 1388 ساعت 12:7 |
لینک ثابت |
اصل فرما یکی از قوانین اساسی
فیزیک نور است و بساری از قوانین
اپتیک از آن قابل استخراج است.
قوانین بازتابش و شکست و در واقع شیوه کلی انتشار نور را میتوان از دیدگاه کاملا متفاوت و شگفت دیگری به نام
اصل فرما نگریست. ایدههایی که در اینجا مطرح خواهد شد تأثیر بسیار زیادی در گسترش اندیشه فیزیکی و حتی فراسوی نور شناخت کلاسیکی داشته است. این اصل بسیاری از پدیدههای مشاهده شده در طبیعت را به زیبایی توضیح میدهد.
تاریخچه
هروی اسکندرانی که در سالهای بین 150 (ق.م) و 250 (م) زندگی می کرد، اولین کسی بود که آنچه را تا کنون اصل و روش نامیده شده است، بنیان گذاشت. او در فرمول بندی خود ادعا کرد که مسیری که نور عملا از نقطهای مانند
s به نقطهای مانند
p ، از راه بازتابش روی سطح میپیماید، کوتاهترین راه ممکن است. بیش از 15 قرن مشاهدات کنجکاوانه "هروی" همچنان بیرقیب ماند، تا اینکه در سال 1036 (1657) فرما
اصل کمترین زمان
مشهور خود را اعلام کرد.
اصل فرما چیست؟
پرتو نور در عبور از یک نقطه به نقطه دیگر چنان مسیر را دنبال میکند که زمان لازم برای طی آن ، در مقایسه با مسیرهای مجاور ، یا مینیمم باشد و یا ماکزیمم و یا تغییر نکند (یعنی مانا باشد) و یا به عبارت دیگر باریکه نوری یک سطح مشترک را میپیماید، راه راست و کوتاهترین راهی است که در کمترین زمان پیموده میشود.
اصل فرما و قوانین بازتابش
قوانین بازتابش را میتوان به آسانی از اصل فرما بدست آورد. اگر دو نقطه ثابت
A و
B را در دو محیط متفاوت در نظر بگیرید که خط
APB آنها را به هم وصل میکند (فرض میکنیم که خط
APB در صفحه شکل است). طول کل این خط (
l) برابر است با:
(l2 = (a² + x²) + (b² + (d - x)²
که
x جای نقطه
p (یعنی محل برخورد پرتو با
آینه) را نشان میدهد. بنا بر اصل فرما ، نقطه
P باید در جایی قرار بگیرد که مدت سیر نور مینیمم باشد (و یا ماکزیمم باشد و یا تغییر نکند) در هر دو صورت ، این امر مستلزم آن است که dl/dx = 0 باشد. اگر از
l نسبت به
x مشتق بگیریم بدست میآوریم:
(x (a² + x²) + (d - x) (b² + (d - x)²
با توجه به شکل ، مشاهده میکنیم که میشود این معادله را بصورت زیر نوشت:
Sinө1 = Sinө1
یا
ө1 = ө
1 که همان قانون بازتابش است.
اصل فرما و قوانین شکست نور
برای اثبات قانون شکست نور از اصل فرما ، دو نقطه A و B را در دو محیط متفاوت در نظر بگیرید، که خط APB آنها را به هم وصل میکند. مدت سیر نور از این رابطه بدست میآید:
t = l1/v1 + l2/v2
با توجه به این که
n = c/v ، میتوان نوشت:
t = (n1l1 + n2l2)/c = l/c
راه نوری چیست؟
به کمیت
n1l1 + n2l2 = l طول راه نوری پرتو میگویند. طول راه نوری در هر محیط برحسب
طول موج در آن محیط برابر با طول همان تعداد طول موج در خلا است. نباید طول راه نوری را با طول راه هندسی که برابر با l
1 + l2 است، اشتباه کرد. اصل فرما ایجاب میند که
l مینیمم باشد (یا ماکزیمم باشد یا تغییر نکند) که این هم به نوبت خود مستلزم آن است که
x طوری انتخاب شود که
dl/dx = 0 باشد.
که بعد از حل اگر از آن نسبت به x مشتق بگیریم:
dl/dx = n1 (1/2)(a² + x²) - 1/2 (2x) + n2 (1/2) (b² + (d - x)²) - 1/2 (2) (d-x) (-1) = 0 این معادله را می توان به صورت زیر نوشت:
2(n1x/(a² + x²)2 = n2 (d - x)/(b² + (d - x)² که با توجه به شکل فوق به صورت مقابل در میآید:
n1Sinө1 = n2Sinө2 که همان قانون شکست است.
نگاهی دوباره به اصل فرما
حال می خواهیم با نگاهی درباره به اصل فرما، آن را برای یک سیستم لایه لایه توضیح می دهیم.
فرض کنید مطابق شکل زیر، ماده ای لایه لایه مرکب از
m لایه با ضریب شکستهای مختلف داشته باشیم. در این صورت زمان عبور از
s به
p برابر خواهد بود با:
t = s1/v1 + s2/v2 + … + sm/vm
یا:
t = ∑mi = ∑si/vi
که در آن ،
si و
vi به ترتیب طول مسیر و سرعت متناظر با i امین لایهاند. بنابراین:
t = 1/c∑mi = ∑nisi
که در آن عبارت مجموع را طول راه نوری ، که توسط پرتو نور پیموده شده است، مینامند. این کمیت با طول سیر فضایی فرق دارد. پس
c/طول راه نوری =
t . می توانیم اصل فرما را دوباره چنین بیان کنیم: نور در هنگام گذر از نقطه
s به نقطه
p ، مسیری را میپیماید که کوتاهترین راه نوری است.
اصل فرما و حرکت پرتوهای خورشید در جو
همانطور که می دانیم جو از تعداد زیادی لایه، با ضریب شکستهای مختلف تشکیل شده است. بنابراین وقتی که پرتوهای نور خورشید از میان جو ناهمگن زمین عبور می کنند، خم می شوند تا در هنگام گذشتن از نواحی پایین تر و چگالتر، هر چه زودتر خم شوند و در نتیجه طول راه نوری را کمینه سازند. به همین جهت می توان خورشید را حتی بعد از این که از زیر افق گذشته بادید شد.
اصل فرما و پدیده سراب
هنگامی که تحت زاویهای خراشان به جادهای نگریسته شود، به نظر میرسد که جاده را لایهای از آب پوشانده است. هوای نزدیک به سطح جاده گرمتر و کم چگالتر از هوایی است که بالاتر از آن قرار دارد. پرتوها بسوی بالا خم شده و از کوتاهترین راه نوری میگذرند و با انجام این کار ، چنان به نظر میرسد که گویی از سطحی آینهای بازتابیدهاند.
این پدیده را بویژه در بزرگراههای جدید و طویل میتوان دید.
نوشته شده توسط محمد نظم آبادی در شنبه دهم اسفند 1387 ساعت 9:28 |
لینک ثابت |
نوشته شده توسط محمد نظم آبادی در چهارشنبه بیست و هشتم فروردین 1387 ساعت 9:3 |
لینک ثابت |
تشعشعاتی که از ابری از اتم های 'ضدهيدروژن' توليد شد
دانشمندان می گويند موفق به توليد انبوه "ضدماده" (antimatter) در آزمايشگاه شده اند. اين گام مهمی است که به مطالعه دقيق خواص ضدماده و حل يکی از بزرگ ترين معماهای جهان کمک خواهد کرد.
"ضدهيدروژن" (antihydrogen) در گذشته به تعداد کم و در نوبت های مختلف آزمايشگاهی توليد شده بود.
اکنون دانشمندان می گويند با استفاده از دستگاه شتاب دهنده ذرات در مرکز "سرن" در شهر ژنو سوييس بيش از 50 هزار اتم ضدهيدروژن توليد کرده اند. سرن سازمان اروپايی برای مطالعات هسته ای است.
ضدماده تصوير آيينه ای ماده معمولی است و دانشمندان تصور می کنند به هنگام خلق جهان هر دو آنها به مقدار يکسان توليد شده اند. به اين ترتيب اين سوال پيش می آيد که چرا ماده معمولی بر جهان حاکم است.
آزمايش ها ادامه دارد
پروفسور مايکل چارلتون از دانشگاه ولز در سوانسی گفت: "اين گامی مهم و روشن کننده افقی تازه است که دانشمندان را قادر می کند تقارن در طبيعت را مطالعه و قوانين اساسی فيزيک را که بر جهان حاکم است کشف کنند."
پژوهشگران در آخرين آزمايش ها، از شتاب دهنده سرن برای ايجاد "ضدپروتون" استفاده کرده و آنها را در يک محفظه خلا، به دام انداختند.
در همين حال برای توليد "پوزيترون" از يک منبع راديواکتيو استفاده شد که آن نيز در چنين محفظه ای به دام انداخته شد. با تزريق ضدپروتون به ظرف پوزيترون ها، "ضدهيدروژن" توليد شد.
البته حيات ضدماده کوتاه بود و بلافاصله پس از برخورد با ماده معمولی نابود شد. دستگاه های ويژه، تشعشع منحصر به فرد ناشی از نابودی ضدماده را رديابی کردند.
محققان سال ها است که برای توليد انبوه ضدماده تلاش می کنند تا "مدل استاندارد" که ذرات بنيادی و کنش و واکنش آنها را شرح می دهد، آزمايش کنند.
چنين آزمايشی مهم است چون به گفته "جفری هنگست" از موسسه سرن، اگر ضدهيدروژن مانند هيدروژن رفتار نکند "بايد کتاب های درسی را بازنويسی کرد."
ماده و ضدماده در اثر اصابت با يکديگر، ضمن انفجاری نابود شده و به تشعشع بدل می شوند. دانشمندان معتقدند اين فرآيند در نخستين مراحل جهان ميلياردها سال قبل نقش اساسی داشته است.
در حال حاضر، ماده بر جهان غالب است، اما دانشمندان علت آن را نمی دانند.
تمجيد و ترديد
ديويد کريستين از موسسه "فرميلب" در آمريکا دستاورد سرن را مورد تمجيد قرار داد.
وی گفت: "هنوز گام های بزرگ زيادی هست که بايد برداشته شود، اما اين قدمی مهم است."
با اين حال برخی گروه ها هنوز نسبت به اين آزمايش که جزييات آن در نشريه "نيچر" (طبيعت) به چاپ رسيده است، قانع نشده اند.
جرالد گابريلسی از دانشگاه هاروارد گفت: "تجربيات طولانی ما با اين آزمايش های دشوار نشان می دهد که احتمال دارد ضدهيدروژن واقعا توليد نشده باشد."
وی افزود که مقالات گروه او که قرار است به زودی منتشر شود "نشان خواهد داد چگونه ممکن است محققان فريب بخورند."
هرگونه ايده ای برای استفاده از ضدماده برای نيرو دادن به سفينه های فضايی يا برای توليد سلاح هنوز متعلق به عالم داستان های علمی تخيلی است.
نوشته شده توسط محمد نظم آبادی در دوشنبه سوم دی 1386 ساعت 17:26 |
لینک ثابت |
مقدمه
در دهه اول قرن بیستم انقلابی در فلسفه علوم طبیعی پیش آمد که بسیاری آن را از حیث عمق معنا و درهم ریزی احکام موجود پذیرفته شده ، نسبت به انقلاب کوپرنیکی - گالیلهای ، برتر به شمار میآورند. در این فاصله زمانی دو نظریه بسیار مهمی پا به عرصه رقابت نهادند ، نظریه نسبیت و کوانتمی که نسبت به کارهای دانشمندان پیشین از جمله ماکسول ، سارین ، کلوین و کلاوزیوس به نحو چشمگیری متفاوت بودند. این نظریههای جدید با مکانیک نیوتونی نیز در بعضی از اصول و فرضهای بنیادی اختلاف شدیدی داشتند.
این نظریه علاوه بر اینکه در برگیرنده پیچیدگیهای ریاضی است، تصور ذهنی و فهم آن ، بسیار دشوار است. البته شایان ذکر است که انیشتین در مقاله 1905 خود که برای اولین بار به نسبیت خاص خود پرداخت، از معادلات ریاضی ساده استفاده کرد. اما در مقاله 1919 که به نسبیت عام پرداخت ، بر خلاف مقاله پیشین از فرمولهای پیجیده ریاضی استفاده کرد. نسبیت از ریشه نسبی گرفته شده است ، یعنی هر کدام از واحدهای فیزیکی شناخته شده برای توصیف پدیدههای طبیعی ، نسبی هستند. به عبارت دیگر میتوان گفت که بر اساس نسبیت ، جرم ، سرعت ، شتاب و حتی زمان که برای ما تعریف میشوند، نسبی هستند.
نظریه نسبیت
نسبیت عام برای حرکتهایی ساخته شده که در خلال حرکت سرعت تغییر می کند یا به اصطلاح حرکت شتابدار دارند. شتاب گرانش زمین g که همان عدد 9.81m/s است نیز یک نوع شتاب است. پس نسبیت عام با شتابها کار دارد نه با حرکت. نظریهای است راجع به اجرامی که شتاب ثقل دارند. کلا هر جا در عالم ، جرمی در فضای خالی باشد حتما یک شتاب جاذبه در اطراف خود دارد که مقدار عددی آن وابسته به جرم آن جسم میباشد. پس در اطراف هر جسمی شتابی وجود دارد.
نسبیت عام با این شتابها سر و کار دارد و بیان میکند که هر جسمی که از سطح یک سیاره دور شود زمان برای او کندتر میشود. یعنی مثلا ، اگر دوربینی روی ساعت من بگذارند و از عقربههای ساعتم فیلم زنده بگیرند و روی ساعت آدمی که دارد بالا میرود و از سیاره زمین جدا میشود هم دوربینی بگذارند و هر دو فیلم را کنار هم روی یک صفحه تلویزیونی پخش کنند، ملاحظه خواهیم کرد که ساعت من تندتر کار میکند. نسبیت عام نتایج بسیار عجیب و قابل اثبات در آزمایشگاهی دارد. مثلا نوری که به اطراف ستارهای سنگین میرسد کمی به سمت آن ستاره خم میشود. سیاهچالهها هم بر اساس همین خاصیت است که کار میکنند. جرم آنها به قدری زیاد و حجمشان به قدری کم است که نور وقتی از کنار آنها میگذرد به داخل آنها میافتد و هرگز بیرون نمیآید.
همه ما برای یکبار هم که شده گذرمان به ساعت فروشی افتاده است و ساعتهای بزرگ و کوچک را دیده ایم که روی ساعت ده و ده دقیقه قرار دارند. ولی هیچگاه از خودمان نپرسیدهایم چرا؟ آلبرت انیشتین در نظریه نسبیت خاص با حرکت شتابدار و یا با گرانش کاری نداشت. اینیشتین در سال 1919 ، با ترمیم و تعمیم نسبیت خود ، نسبیت عام را مطرح کرد. نسبیت عام برخلاف نسبیت خاص ، در بر گیرنده معادلات و پیچیدگیهای ریاضی بود. یکی از پیش بینیهای این نظریه آن بود که ساعتها در میدان گرانشی بسیار قوی ، کندتر کار میکنند و همچنین نور در میدان گرانشی بسیا قوی ، در مسیر مستقیم خود منحرف میشوند.
این نظریه توانست به بسیاری از معماهای کیهان شناسی در مورد سیاهچاله ، عمر کرات و سیارات ، انرژی ستارهها و کهکشانها ، چگالی جهان و ... پاسخ دهد. به اعتقاد وی تأثیرات جاذبه و شتاب جدایی ناپذیر بوده و بنابراین باهم برابرند. او همچنین نحوه ارتباط نیروهای جاذبه به انحنای فضا _ زمان را تشریح نمود.
انحنای فضا _ زمان
انیشتن با استفاده از قوانین ریاضی نشان داد که چگونه هر جسمی ، به فضا _ زمان اطراف خود انحنا میبخشد. در مورد بعضی اجسام ، مثل ستارگان که جرم نسبتا زیادی دارند، این انحنا میتواند باعث تغییراتی در مسیر هر چیز که از کنار آن میگذرد شود، و نور نیز از این قاعده مستثنی نمیباشد. این نظریه با چارچوبهای نالخت سر و کار دارد و در کیهان شناسی و گرانش کاربرد دارد. فرض اساسی نسبیت عام این است که تمام دستگاههای مختصات که در حالتهای حرکت اختیاری هستند، برای بیان ریاضی قوانین فیزیک باید به یک اندازه مناسب باشند. بنابراین ، باید برای نوشتن قوانین فیزیک روشهایی یافت، بطوری که تحت هر تبدیل مختصات دلخواه ، تغییری در شکل آنها حاصل نشود.
نقش تساوی جرم گرانشی و جرم لختی
نقش تساوی جرم گرانشی و جرم لختی در پیشرفت نسبیت مساوی بودن جرم گرانشی و جرم لختی نقش اساسی در پیشرفت تاریخی نسبیت عام داشت. منشأ تساوی مزبور در این نکته است که قانون دوم نیوتن f = ma برای شتابهای گرانشی در میدان گرانشی با شدت g ، بصورت mGg = mAa در میآید. چون مشاهده میشد که در یک میدن گرانشی هر اشیاء به یک میزان شتاب میگیرند، یعنی g = a انیشتین به تحقیق دریافت که گرانش اساسا یک پدیده سینماتیکی است که شامل تغییر در مختصات فضا و زمان در همسایگی منبع میدان گرانشی است.
نظریه نسبیت عام در کیهان شناسی و نجوم
ظهور نظریه نسبیت عام دید گرانشی را بکلی تغییر داد و در این نظریه جدید نیروی گرانش را مانند خاصیتی از فضا در نظر گرفت نه مانند نیرویی بین اجرام ، یعنی برخلاف آنچه که اسحاق نیوتن گفته بود. در نظریه او فضا در مجاورت ماده کمی انحنا پیدا میکرد. در نتیجه حضور ماده اجرام ، مسیر یا به اصطلاح کمترین مقاومت را در میان منحنیها اختیار میکردند. با اینکه فکر آلبرت انیشتین عجیب به نظر میرسید میتوانست چیزی را جواب دهد که قانون ثقل نیوتن از جواب دادن آن عاجز میماند. سیاره اورانوس در سال 1781 میلادی کشف شده بود و مدارش به دور خورشید اندکی ناجور به نظر میرسید و یا به عبارتی کج بود!
نیم قرن مطالعه این موضوع را خدشه ناپذیر کرده بود. بنابر قوانین اسحاق نیوتن میبایست جاذبهای برآن وارد شود. یعنی باید سیارهای بزرگ در آن طرف اورانوس وجود داشته باشد تا از طرف آن نیرویی بر اورانوس وارد شود. در سال 1846 میلادی اختر شناس آلمانی دوربین نجومی خودش را متوجه نقطهای کرد که «لووریه» گفته بود و بی هیچ تردید سیاره جدیدی را در آنجا دید که از آن پس نپتون نام گرفت. نزدیکترین نقطه مدار سیاره عطارد به خورشید در هر دور حرکت سالیانه سیاره تغییر میکرد و هیچگاه دو بار پشت سر هم این تغییر در یک نقطه خاص اتفاق نمیافتاد.
اختر شناسان بیشتر این بی نظمیها را به حساب اختلال ناشی از کشش سیارههای مجاور عطارد میدانستند! مقدار این انحراف برابر 43 ثانیه قوس بود. این حرکت در سال 1845 بوسیله لووریه کشف شد، بالاخره با ارائه نظریه نسبیت عام جواب فراهم شد. این فرضیه با اتکایی که بر هندسه نا اقلیدسی داشت نشان داد که حضیض هر جسم دوران کننده حرکتی دارد علاوه برآنچه اسحاق نیوتن گفته بود.
وقتی که فرمولهای آلبرت انیشتین را در مورد سیاره عطارد بکار بردند، دیدند که با تغییر مکان حضیض این سیاره سازگاری کامل دارد.
سیارههایی که فاصله شان از خورشید بیشتر از فاصله تیر تا آن است تغییر مکان حضیضی دارند که بطور تصاعدی کوچک میشوند. اثر بخشتر از اینها دو پدیده تازه بود که فقط نظریه آلبرت انیشتین آنرا پیشگویی کرده بود. نخست آنکه آلبرت انیشتین معتقد بود که میدان گرانشی شدید موجب کند شدن ارتعاش اتمها میشود و گواه بر این کند شدن تغییر جای خطوط طیف است به طرف رنگ سرخ!
انتقال به سرخ
یعنی اینکه اگر ستارهای بسیار داغ باشد و بطوری که محاسبه میکنیم بگوییم که نور آن باید آبی درخشان باشد، در عمل سرخ رنگ به نظر میرسد. کجا برویم تا این مقدار قوای گرانشی و حرارت بالا را داشته باشیم، پاسخ مربوط به کوتولههای سفید است. دانشمندان به بررسی طیف کوتولههای سفید پرداختند و در حقیقت تغییر مکان پیش بینی شده را با چشم دیدند! اسم اینرا تغییر مکان آلبرت انیشتینی گذاشتند.
خمش نور در میدان گرانشی
آلبرت انیشتین میگفت که میدان گرانشی شعاعهای نور را منحرف میکند، چگونه ممکن بود این مطلب را امتحان کرد. اگر ستارهای در آسمان آن سوی خورشید درست در امتداد سطح آن واقع باشد و در زمان کسوف ، خورشید قابل رؤیت باشد، اگر وضع آنها را با زمانی که فرض کنیم خورشیدی در کار نباشد مقایسه کنیم خم شدن نور آنها مسلم است. درست مثل موقعی که انگشت دستتان را جلوی چشمتان در فاصله 8 سانتیمتری قرار دهید و یکبار فقط با چشم چپ و بار دیگر فقط با چشم راست به آن نگاه کنید، به نظر میرسد که انگشت دستتان در مقابل زمینه پشت آن تغییر جا میدهد، ولی واقعا انگشت شما که جابجا نشده است!
دانشمندان در موقع کسوف در جزیره پرنسیپ پرتغال واقع در آفریقای غربی دیدند که نور ستارهها بجای آنکه به خط راست حرکت کنند در مجاورت خورشید و در اثر نیرو ی گرانشی آن خم میشوند و بصورت منحنی در میآیند. یعنی ما وضع ستارهها را کمی بالاتر از محل واقعیش میبینیم. ماهیت تمام پیروزیهای نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین نجومی بود، ولی دانشمندان حسرت میکشیدند که ای کاش راهی برای امتحان آن در آزمایشگاه داشتند. البته اخیرا چندین آزمایش عملی برای آزمون این نظریه به توسط دانشمندان فیزیک و کیهان شناسی ساخته شده است.
نوشته شده توسط محمد نظم آبادی در دوشنبه سوم دی 1386 ساعت 17:24 |
لینک ثابت |
