انیمیشن های بسیار زیبا و گویا از الکتروسکوپ

ادامه نوشته

چرا رنگین کمان به صورت « کمان » دیده می شود؟

شاید این مسئله برای دانش آموزان جذاب باشد که چرا رنگین کمان، به صورت کمان مشاهده می شود؟ در روزگاران قدیم، کسانی مثل قطب الدین شیرازی در این باره تحقیق کرده بودند، اما اولین کسی که به طور جدی به این مسئله پرداخت رنه دکارت بود.

ادامه نوشته

رابطه وزن و جرم

جرم(Mass):مقدار ماده تشکیل دهنده ی یک جسم را گویند.

وزن(Weight) :مقدار نیرویی است که از طرف زمین بر جرم جسم وارد می شود.

برای به دست آوردن مقدار وزن یک جسم باید جرم آن جسم به کیلوگرم را در عدد ثابت جاذبه زمین یعنی عدد۸/۹ضرب کنیم تا وزن جسم به نیوتون بر روی سطح زمین به دست آید.

وزن واقعی :مقدار نیرویی است که از طرف مرکز زمین بر جرم جسم وارد می شود و برابر mg است.

وزن ظاهری :مقدار نیرویی است که از طرف تکیه گاه بر جرم جسم وارد می شود.در واقع احساسی که یک جسم از وزن خوددارد را وزن ظاهری می گویند.وقتی جسمی به طور آزاد سقوط می کند وزن ظاهری اش برابر صفر است اما وزن واقعی اش برابر mgاست.

 

 

بیش ترین وزن اجسام

هر چه از سطح زمین بالاتر رویم نیروی جاذبه زمین کمتر می شود اگر جسمی را تا ارتفاع 6400 کیلو متری از سطح زمین بالا ببریم نیروی جاذبه ای که روی جسم اثر می کند به اندازه 4 برابر کاهش می یابد بنا بر این یک نیروسنج یک وزنه یک کیلو گرمی را 5/2 نیوتن نشان می دهد(به جای 10 نیوتن)

 

ادامه نوشته

تدریس نیرو کلاس اول راهنمایی

ادامه نوشته

واحد های اندازه گیری,اوزان و مقیاسها

اجزاء متر

سانتیمتر =10میلی متر=یک صدم متر

دسیمتر=100میلیمتر=10سانتیمتر=یک دهم متر

میلیمتر =یک دهم سانتی متر =یک هزارم متر

میل جدید جغرافیایی=7420متر

ادامه نوشته

برای سال سومی ها

ادامه نوشته

تصوير بمب اتمي كه از 140هزار نفر از مردم هيروشيما را ذوب كرد.

ادامه نوشته

محاسبه مزیت مکانیکی در قرقره های مرکب

 

برای آن که به مزیت های مکانیکی بالاتری دست یافت می توان دو یا چند قرقره ثابت و متحرک را با هم ترکیب کرد و یک قرقره مرکب به وجود آورد.

مزیت مکانیکی در قرقره مرکب با توجه به نوع بسته شدن قرقره ها تعیین می شود

ادامه نوشته

دلیل درخشش کرم شبتاب

روشنایی بعضی حشرات مانند کرم شب تاب به علت وجود دونوع مایع است که در بدن آنها تشکیل می شود . این دومایع خود به خود تابناک نیستند ولی وقتی در مجاورت هم با هوا ترکیب می شوند درخشندگی پیدا می کنند . اگر حشره ای از این قبیل پیدا کردید ،واهمه نکنید ، روشنایی او انگشت شما را نمی سوزاند ، زیرا این روشنایی مانند نور لامپ فلورسنت سرد است .
     کرم شب تاب حشره ای است به رنگ خاکستری یا گندمی وکرم های نر  دارای بال بوده وشب ها به جستجوی کرم های ماده بر می آیند ، البته چون کرم های ماده خاصیت فلورسانس دارند در میان علف ها می درخشند وکرم های نر به سهولت آنها را پیدا می کنند .

چند نکته جالب در مورد موج وصوت

1. برای جلوگیری از خراب شدن پلها ، سربازان از روی پل ها نباید با قدم های منظم عبور کنند .  
2. در جاده هایی که دست انداز دارند ، اتومبیلی که سریع حرکت کند کمتر تکان می خورد واحتمال شکستن فنر ها وناراحتی مسافرانش کمتر است .
3. ارتعاشاتی که تواتر آنها بیش از 20000هراز باشد ، ماورای صوت نامند .
4. امواج ماورای صوت برای تشخیص موانع سر راه کشتی ها وزیر دریایی ها ، تعیین عمق دریاها ، ضد عفونی کردن شیر ، ازت دادن به فولاد ومعالجه وتشخیص بعضی از بیماری ها ( اولترا سن تراپی ) به کار می رود .
5. حدود ارتعاشات قابل شنیدن در همه حیوانات یکسان نیسن .سگ ها ارتعاشات تا 40000هرتز را می شنوند .خفاش ارتعاشاتی تا 80000هرتز را درک می کند وخود نیز ارتعاشاتی با این تواتر تولید می کند . بعضی از حشرات ارتعاشاتی با تواتر حدود 175000تولید ودریافت می کنند .
6. ارتعاشاتی که در کارهای زیست شناسی وپزشکی وشیمی به کار می رود در حدود یک میلیون هرتز است .
7. برای نشخیص بعضی از امراض ، امواج ماورای صوت نسبت به اشعه ایکس موثر تر وبی خطر است .
8. حشرات با مالش قسمتی از بال بر روی پای خود صوت ایجاد می کنند . جیر جیرک یکی از انواع همین حشرات است .
9. قدرت بینایی خفاش بسیار کم است ، اما در موقع پرواز در شب به مانع برخورد ودر نزدیکی مانع مسیر خود را تغییر می دهد . عاملی که خفاش را در انتخاب مسیر وتغییر آن هدایت می کند امواجی است که از خود در جهت حرکت منتشر می کند . این امواج که فرکانس آنها بسیار زیاد است پس از برخورد به مانع بازتاب می شور وبه وسیله ی گوش های بسیار حساس این حیوان دریافت می گردد وحیوان با استفاده از موج بازتاب جهت حرکت خود را تغییر می دهد . ( با توجه به همین ارتعاشات وبازتابش آنهادر اثر برخورد به مانع رادار ساخته شده است . )
10. گوشی که بوسیله آن می توان صدای قلب را شنید از یک لوله پلاستیکی تشکیل شده است که از یک طرف به یک محفظه ی جمع آوری صوت متصل است وطرف دیگر آن به دو لوله ی باریک مربوط است که آنها صوت را به گوش می رسانند .

پدیده تشدید موج در منارجنبان اصفهان

منار جنبان اصفهان در اثر پدیده تشدید عمل می کند . هر یک از دومناره دو جسم قابل ارتعاش هستند وبا پرید یکسان ، مرتعش می شوند هر گاه یکی از آن دو را به ارتعاش در آوریم ، ارتعاشات از راه ساختمان به دیگری منتقل می شوند وآن را به ارتعاش در می آورد . در اغلب ساختمان هایی که مناره ها حالت تقارن دارند وبتوانند به آسانی نوسان کنند چنین حالنی دیده شده است . از جمله مناره های جنبان در مسجد سبزوار ومناره های جنبان در مسجد اشترگان در شهرستان لنجان بوده است .

دیوار صوتی چیست ؟

گاها می شنویم که هواپیمایی در فلان منطقه دیوار صوتی راشکسته است . برای همین منظور بهتر است بدانیم که دیوار صوتی یک مانع خیالی است موقعی که سرعت هواپیما به اندازه سرعت صوت می شود با آن دیوار خیالی برخورد می نماید این سرعت حدود 332متر در ثانیه بر روی سطح دریاهاست ودر جاهای مرتفع به علت رقیق شدن هوا ، سرعت آن کم می شود وهنگام صعود هواپیما امواجی در فضا تولید می شود کهبا افزایش سرعت هواپیما این امواج بهم نزدیکتر شده وفشرده تر می شوند وزمانی که سرعت هواپیما به اندازه سرعت صوت می رسد هوای فشرده شده به هم برخورد کرده وموج صدا را به وجود می آورد وموقعی که این صدا به سطح زمین می رسد به صورت صدای انفجار مهیبی شنیده می شود .

سیستم شیشه دو یا چند جداره

سیستم شیشه دو یا چند جداره قطعه ای است شامل دو یا چند لایه شیشه که به طور موازی در فواصل مساوی از یکدیگر قرار گرفته اند و توسط فاصل (اسپیسر) در دور تا دور آن، از هم جدا شده اند. در فضای بین شیشه ها هوا یا گازهای خاص بدون رطوبت(آرگون) با فشاری تقریباً مساوی فشار هوای بیرون وجود دارد. در شیشه های دوجداره غالباً از اسپیسرهای آلومینیومی استفاده می شود که درون اسپیسر را با ماده رطوبت گیر پر می کنند که این ماده سبب جذب رطوبت هوای مابین دو شیشه می گردد و توسط مواد درزگیر مناسب، کاملاً آب بندی شده است و در داخل فاصل های استاندارد از مواد جاذب رطوبت استفاده می گردد.
در شیشه های دو جداره می توان از انواع شیشه های معمولی، رنگی، رفلکس، لمینت و سکوریت استفاده کرد

خصوصیات شیشه دوجداره

- کاهش اتلاف انرژی

- کاهش آلودگیهای صوتی

- جلوگیری از نم زدگی شیشه

- ایمنی بیشتر نسبت به پنجره های تک جداره

در صورت استفاده از شیشه دو جداره و پنجره های عایق می توان در ازای هر متر مربع شیشه دو جداره به میزان ۴۰متر مکعب گاز در سال صرفه جویی نمود. علاوه بر کاهش مصرف انرژی و سر و صدا، محیط زیست پاکیزه تری تامین می نماید زیرا نیاز به مصرف انرژی حرارتی و برق مصرفی کمتر، کاهش سوخت و بالطبع کاهش انتشار گازهای آلاینده را به مقدار بسیار زیاد سبب می گردد.

سیستم شیشه دو جداره

سیستم شیشه دو یا چند جداره قطعه ای است شامل دو یا چند لایه شیشه که به طور موازی در فواصل مساوی از یکدیگر قرار گرفته اند و توسط فاصل (اسپیسر) در دور تا دور آن، از هم جدا شده اند. در فضای بین شیشه ها هوا یا گازهای خاص بدون رطوبت(آرگون) با فشاری تقریباً مساوی فشار هوای بیرون وجود دارد. در شیشه های دوجداره غالباً از اسپیسرهای آلومینیومی استفاده می شود که درون اسپیسر را با ماده رطوبت گیر پر می کنند که این ماده سبب جذب رطوبت هوای مابین دو شیشه می گردد و توسط مواد درزگیر مناسب، کاملاً آب بندی شده است و در داخل فاصل های استاندارد از مواد جاذب رطوبت استفاده می گردد.
در شیشه های دو جداره می توان از انواع شیشه های معمولی، رنگی، رفلکس، لمینت و سکوریت استفاده کرد

ادامه نوشته

قانون اُهم

قانون اهم قانون اُهم که به نام کاشف آن جرج اهم نام گذاری شده‌است، بیان می‌دارد که نسبت اختلاف پتانسیل (یا افت ولتاژ) بین دو سر یک هادی (و مقاومت) به جریان عبور کننده از آن به شرطی که دما ثابت بماند، مقدار ثابتی است:  که در آن V ولتاژ و I جریان است. این معادله منجر به یک ثابت نسبی R می‌شود که مقاومت الکتریکی آن وسیله نامیده می‌شود. این قانون تنها برای مقاومتهایی صادق است که مقاومت شان به ولتاژ اعمالی دو سرشان وابسته نباشد که به این مقاومت‌ها مقاومت‌های اهمی یا ایده آل یا وسیله‌های اهمی گفته می‌شود. خوشبختانه شرایطی که در آن قانون اهم صادق است، بسیار عمومی است.(قانون اهم هیچگاه برای ابزارهای دنیای واقعی کاملاً دقیق نیست چرا که هیچ ابزار واقعی وجود ندارد که یک ابزار اهمی باشد). معادله V / I = R حتی برای ابزارهای غیر اهمی هم صادق است اما در آن صورت دیگر مقاومت R یک مقدار ثابت نیست و به مقدار V وابسته‌است. برای اینکه بررسی کنیم که آیا ابزاری اهمی است یا نه، می‌توان V را بر حسب I رسم کرد و نمودار بدست آمده را با خط مستقیمی که از مبدا می‌گذرد مقایسه کرد. معادله قانون اهم اغلب بصورت: بیان می‌شود چرا که این معادله صورتی است که اکثر اوقات همراه مقاومت‌ها بکار برده می‌شود. فیزیکدانان اغلب فرم میکروسکوپیک قانون اهم را استفاده می‌کنند:که در آن j چگالی جریان (جریان عبوری از واحد حجم)، & هدایت و E میدان الکتریکی است. و در واقع فرمی است که اهم قانونش را بیان کرد. فرم عمومی که در طراحی مدارات بکار می‌رود، نسخه ماکروسکوپیک متوسط گیری شده فرم اصلی است. دانستن این مطلب مهم است که قانون اهم یک قانون گرفته شده از ریاضیات نیست ولی بخوبی توسط شواهد تجربی تایید می‌شود. گاهی اوقات هم قانون اهم به هم می‌خورد چرا که این قانون بسیار ساده سازی شده‌است. منشا اصلی به وجود آمدن مقاومت در مواد در برابر جریان الکتریکی را می‌توان عیب‌ها، ناخالصی‌های مواد و این واقعیت که الکترون‌ها خودشان اتم‌ها را به این طرف و آن طرف می‌زنند، دانست. وقتی که دمای فلز افزایش می‌یابد، عامل سوم نیز افزایش می‌یابد بنابراین، وقتی که یک جسم به علت عبور جریان الکتریکی از آن گرم می‌شود، مانند رشته داخل حباب لامپ، مقاومتش افزایش می‌یابد.

ادامه نوشته

آهن ربا چگونه کار می کند؟

بسياري از ابزارهاي الكترونيكي امروزي به آهن ربا نياز دارند تا كار كنند. اين تكيه بر روي آهن ربا نسبتاً‌ جديد است. به خاطر اين كه ابزارهاي جدید آهن رباهايي لازم دارند كه قوي تر از آنهايي باشند كه در طبيعت پيدا مي شوند. آهن ربای طبیعی يك شكل از آهن آهن ربایی شده است كه قوي ترين جذب كننده اي است كه در طبيعت به وجود آمده. این آهن ربا مي تواند اشياي كوچك مثل گيره هاي كاغذ را جذب كند.

 

ادامه نوشته

انرژي هسته اي :

انرژي هسته اي :

انرژي آزادشـده از هسـته ي اتم هاي سنگين كه به دو صورت همجوشي هسته اي(فوزيون) و شكافت هسته اي(فيسـيون) حاصل مي شود

      تا چندي پيش انرژي هسته اي با انفجار بمب هاي اتمي هيروشيما و ناكازاكي شناخته شده بود و تصوير ذهني مردم جهان از انرژي هسته اي عبارت است از انفجار عظيم قارچ گونه اي كه پس از آن صدها هزار نفر از مردم شهرها و روستاها جان خود را از دست مي دهند و ترس و وحشت ميليون ها انسان بي گناه و زن و كودك را فرا مي گيرد وتا نسل هاي آينده آثار انفجار هسته اي با متولّد شدن كودكان معلول و ناقص بر جاي مي ماند؛امّا حقيقت موضوع اين است كه انرژي هسته اي يكي از نعمت ها و عطيه هاي الهي است كه با آن مي توان دنيايي بهتر و زيباتر ساخت و بسياري از تنگناهاي زندگي و كمبودهاي خويش را با آن جبران كرد و طول عمر انسان ها و آباداني شهرها و روستاها را موجب شد.و بر خلاف اين تصوّر ،انرژي اتمي نه تنها عامل مرگ و كشتار نيست بلكه فرصتي براي زندگي بهتر و زيباتر است. 

ادامه نوشته

خسوف و كسوف

خسوف يا ماه گرفتگي عبارت است از تاريك شدن قسمتي يا تمام قرص ماه به علت افتادن سايه كره زمين بروي ماه، اين پديده زماني رخ مي‌دهد كه ماه در حات بدر بوده و يا به عبارت ديگر ماه و خورشيد در حالت مقابله باشند البته اين شرط كافي نيست زيرا اگر سطح مدار ماه به دور زمين وسطح مدار زمين به دور خورشيد بر هم منطبق بودند لازم مي‌آمد كه در هر مقابله يكبار خسوف رخ دهد ولي اين دو سطح بر هم منطبق نيستند بلكه پنج درجه وهشت دقيقه نسبت به هم مايل هستند. به همين علت عرض ماه در يك دوره گردش انتقالي به دور زمين بين پنج درجه وهشت دقيقه شمالي و جنوبي تغيير نموده ولي در عقدتين يا نقاط اعتدالين صفر مي‌شود. بنابراين موقعي كه ماه و خورشيد در مقابله بوده و ضمناً ماه در حال عبور از يكي از نقاط اعتدالين يا عقوتين باشد خسوف يا گرفتگي ماه صورت مي‌پذيرد. از آنجا كه مقطع عرضي سايه زمين در مسافت ماه دوبار بزرگتر از قطر ماه است مدت يك خسوف كامل از دو ساعت تجاوز نمي‌نمايد. رؤيت خسوف در مكاني رويت پذير است كه ماه و مخروط سايه، بالاي افق مكان و آفتاب در پايين افق همان مكان قرار گرفته باشد. به همين جهت هميشه خوف در شب قابل رويت است و در

روز خسوف واقع نمي‌شود

اگر در شكل O..... را مركز زمين فرض ‌كنيم سطح مدار ماه از مركز زمين عبور مي‌كند علاوه بر اين تغييرات مدار انتقالي ماه به دور زمين نسبت به سطح AA  حدود 5و8 دقيقه شمالي و جنوبي بوده و دايرة‌البروج را در دو نقطهk و ? قطع مي‌نمايد اين دو نقطه به نام عقدتين ماه موسوم است نقطه k را كه ماه از آن مي‌گذرد و وارد نيمكره شرقي مي‌شود. بنام عقده رأس مي‌خوانند و نقطه kرا كه ماه پس از عبور از آن وارد نيمكره غربي مي‌گردد عقده ذنب گويند چون اين دو نقطه با نقطه اعتدالين مدار گردش زمين به دور آفتاب شبيه هستند بنام نقاط اعتدالين ماه نيز خوانده مي‌شوند.
كسوف : يا گرفتگي خورشيد زماني اتفاق مي‌افتد كه ماه و خورشيد در حالت مقارنه بوده و يا به عبارت ديگر ماه بين زمين و خورشيد قرار گيرد. در چنين حالتي مخروط سايه بوسيله كره ماه تشكيل مي‌گردد. اگر راصدي روي كره زمين داخل اين مخروط سايه باشد به طور كلي خورشيد را نخواهد ديد و كسوف كلي است و اگر شخص راصد در منطقه مقابل به رأس مخروط سايه قرار گرفته باشد قسمتي از خورشيد را به صورت حلقه نوراني خواهيد ديد كه آن را كسوف حلقوي و در صورتي كه ناظر در منطقه نيم سايه قرار داشته باشد قسمتي از خورشيد را به صورت هلالي مشاهده خواهد كرد كه به آن كسوف جزئي گويند.

 

اهرم ها

ادامه نوشته

قرقره ها و تسمه های محرک

 

ادامه نوشته

انفجار بزرگ

 انفجار بزرگ

آيا انفجار بزرگ واقعا وجود داشته است؟

دانشمندان در اين زمينه هر چه بيشتر درباره گذشته و آينده پژوهش مي كنند نظرياتشان نامطمئن تر و ناپايدارتر مي شود. مثلا در حاليكه فاصله ماه از زمين و يا تاريخ اوليه كره زمين را به خوبي مي شناسيم به توجه به اين كه فقط 400 سال از عمر تاريخ پژوهش هاي جديد گذشته است بسيار مشكل مي توان به تاريخ ميلياردها ساله آغاز خلقت نظر انداخت. فرضيه انبساط عالم به خودي خود كافي نيست كه ما با اطمينان نتيجه بگيريم كه انفجار اوليه وجود داشته است. ولي در اينجا يك نكته جالب توجه ديگر نيز به آن افزوده مي شود: هرچه ما بيشتر به عمق كيهان نظاره مي كنيم در واقع بيشتر به عمق زمان گذشته مي نگريم. يك ستاره را كه در فاصله 10 سال نوري قرار دارد به همان صورتي مي بينيم كه 10 سال قبل بوده است. دورترين اجرامي را كه انسان مي تواند با تلسكوپ هاي بزرگ نجومي نظاره كند كوازارها هستند. ( Quasar مخفف عبارت نجومي Quasistallar object و عبارت است از عضوي از گروههاي گوناگون ستاره مانند كه داراي پرتوهاي قرمز استثنايي مي باشند و غالبا از خود فركانسهاي راديويي و نيز امواج نوري قابل ديدن منتشر مي كنند.) آنها در واقع كهكشانه هاي كاملا جواني هستند كه در مراحل اوليه شكل گيري به سر مي برند. حال اگر انسان نگاهش را در سمت دلخواهي به دورتر و بازهم دورتر متوجه كند بايد به مرزي برسد كه در آنجا آغاز خلقت را مشاهده كند و به عبارت ديگر آن گاز داغ اوليه را ببيند كه تمام كهكشانه ها - ستارگان - سيارات و موجودات از آن ايجاد شده اند. بنابراين مي بايست پيرامون ما را پيوسته پوسته كاملا درخشاني در دوردست احاطه مي كرد و آسمان هم مي بايست شب ها همچون روز روشن مي شد اما اين ديوار آتشين با سرعت زيادي از ما دور مي شود زيرا كه عالم لحظه به لحظه انبساط مي يابد سرعت دورشدن به قدري زياد است كه نور اين پوسته داراي طول موج بلندتري مي شود كه ما آن را فقط به صورت تشعشعات و امواج راديويي دريافت مي كنيم.دقيقا همين امواج هستند كه اكنون كشف شده. امواج مفروضي كه از همه جهات به طور يكنواخت بر ما مي تابند و به نام تشعشعات پيشينه - 3k نامگذاري شده اند. وجود اين پرتو ها را مي توان با راديو تلسكوپ ها به سادگي اثبات كرد اين تشعشعات تكيه گاهي مهم براي اثبات فرضيه انفجار اوليه مي باشد.

نظريه انفجار بزرگ

عالم در ابتدا چگونه به نظر مي آمد؟

آشكار است براي آگاهي از چگونگي اولين ثانيه ها و يا بهتر بگوييم اولين اجزاي ثانيه هاي پس از انفجار اوليه نبايد از ستاره شناسان پرسيد بلكه در اين مورد بايد به فيزيكدان هاي متخصص در امر فيزيك ذره اي مراجعه كرد كه در مورد تشعشعات و ماده در شرايط كاملا سخت و غير عادي تحقيق مي كنند و تجربه مي كنند. تاريخ كيهان معمولا به 8 مقطع كاملا متفاوت و غير مساوي تقسيم مي شود:

مرحله اول ( صفر تا 43- 10 ثانيه )

اين مساله هنوز برايمان كاملا روشن نيست كه در اين اولين اجزاي ثانيه ها چه چيزي تبديل به گلوله آتشيني شد كه كيهان بايد بعدا از آن ايجاد گردد . هيچ معادله و يا فرمول هاي اندازه گيري براي درجه حرارت بسيار بالا و غير قابل تصوري كه در اين زمان حاكم بود در دست نمي باشد.

مرحله دوم ( 43- 10 تا 32- 10 ثانيه)

اولين سنگ بناهاي ماده مثلا كوارك ها و الكترون ها و پاد ذره هاي آنها از برخورد پرتوها با يكديگر به وجود مي آيند. قسمتي از اين سنگ بناها دوباره با يكديگر برخورد مي كنند و به صورت تشعشع فرو مي پاشند. در لحظه هاي بسيار بسيار اوليه ذرات فوق سنگين - x نيز مي توانسته اند به وجود آمده باشند. اين ذرات داراي اين ويژگي هستند كه هنگام فروپاشي ماده بيشتري نسبت به ضد ماده و مثلا كوارك هاي بيشتري نسبت به آنتي كوارك ها ايجاد مي كنند. ذرات x كه فقط در همان اولين اجزاي بسيار كوچك ثانيه ها وجود داشتند براي ما ميراث مهمي به جا گذاردند كه عبارت بود از : ( افزوني ماده در برابر ضد ماده )

مرحله سوم ( از 32- 10 ثانيه تا 6- 10 ثانيه )

كيهان از مخلوطي از كوارك ها - لپتون ها - فوتون ها و ساير ذرات ديگر تشكيل شده كه متقابلا به ايجاد و انهدام يكديگر مشغول بوده و ضمنا خيلي سريع در حال از دست دادن حرارت هستند.

مرحله چهارم ( از 6- 10 ثانيه تا 3- 10ثانيه )

تقريبا تمام كوارك ها و ضد كوارك ها به صورت پرتو ذره ها به انرژي تبديل مي شوند. كوارك هاي جديد ديگر نمي توانند در درجه حرارت هاي رو به كاهش به وجود آيند ولي از آن جايي كه كوارك هاي بيشتري نسبت به ضد كوارك ها وجود دارند برخي از كوارك ها براي خود جفتي پيدا نكرده و به صورت اضافه باقي مي مانند. هر 3 كوارك با يكديگر يك پروتون با يك نوترون مي سازند. سنگ بناهاي هسته اتم هاي آينده اكنون ايجاد شده اند.

مرحله پنجم ( از 3- 10 ثانيه تا 100 ثانيه )

الكترون ها و ضد الكترون ها در برخورد با يكديگر به اشعه تبديل مي شوند. تعدادي الكترون باقي مي ماند زيرا كه ماده بيشتري نسبت به ضد ماده وجود دارد. اين الكترون ها بعدا مدارهاي اتمي را مي سازند.

مرحله ششم ( از 100 ثانيه تا 30 دقيقه )

در درجه حرارت هايي كه امروزه مي توان در مركز ستارگان يافت اولين هسته هاي اتم هاي سبك و به ويژه هسته هاي بسيار پايدار هليم در اثر همجوشي هسته اي ساخته مي شوند. هسته اتم هاي سنگين از قبيل اتم آهن يا كربن در اين مرحله هنوز ايجاد نمي شوند. در آغاز خلقت عملا فقط دو عنصر بنيادي كه از همه سبكتر بودند وجود داشتند : هليم و هيدروژن

مرحله هفتم ( از 30 دقيقه تا 1 ميليون سال پس از خلقت )

پس از گذشت حدود 300000 سال گوي آتشين آنقدر حرارت از دست داده كه هسته اتم ها و الكترون ها مي توانند در درجه حرارتي در حدود 3000 درجه سانتي گراد به يكديگر بپيوندند و بدون اينكه دوباره فورا از هم بپاشند اتم ها را تشكيل دهند . در نتيجه آن مخلوط ذره اي كه قبلا نامرئي بود اكنون قابل ديدن مي شود.

مرحله هشتم ( از يك ميليون سال پس از خلقت تا امروز )

از ابرهاي هيدروژني دستگاههاي راه شيري ستارگان و سيارات به وجود مي ايند. در داخل ستارگان هسته اتم هاي سنگين از قبيل اكسيژن و آهن توليد مي شوند. كه بعد ها در انفجارات ستاره اي آزاد مي گردند و براي ساخت ستارگان و سيارات و حيات جديد به كار مي ايند.

عناصر اصلي حيات زميني چه زماني پديدار شد؟

براي زمين با توجه به گوناگوني حيات كه در آن وجود دارد 3 چيز از اهميت خاصي برخوردار بوده است:

1. از همان ابتداي خلقت هميشه ماده بيشتري نسبت به ضد ماده وجود داشته و بنابراين همواره ماده براي ما باقي مي ماند.

2. در مرحله ششم هيدروژن به وجود آمد اين ماده كه سبك ترين عنصر شيميايي مي باشد سنگ بناي اصلي كهكشانه ها و سيارات مي باشد. هيدروژن همچنين سنگ بناي اصلي موجودات زنده اي است كه بعدا روي زمين به وجود آمدند و احتمالا روي ميلياردها سياره ديگر نيز وجود دارند.

3. در مركز ستارگان اوليه هسته اتم هاي سنگين از قبيل اكسيژن و يا كربن يعني سنگ بناهاي اصلي لازم و ضروري براي زندگي و حيات بوجود آمدند. آيا عالم همواره در حال انبساط خواهد بود؟

جنبش انبساطي يا به عبارت ديگر از همديگر دور شدن كهكشانه ها به هر حال رو به كند شدن است. زيرا جزاير جهاني متعدد در واقع به سمت يكديگر جذب مي شوند و در نتيجه حركت انبساطي آن ها كند تر مي شود. اكنون پرسش فقط اين است كه آيا زماني تمام اين حركت ها متوقف خواهد گرديد و اين عالم در هم فرو خواهد پاشيد؟ اين مساله بستگي به تراكم ماده در جهان هستي دارد. هر چه اين تراكم بيشتر باشد نيرو هاي جاذبه بين كهكشانه ها و ساير اجزاي گيتي بيشتر بوده و به همان نسبت حركت آن ها با شدت بيشتري متوقف خواهد شد. در حال حاضر چنين به نظر مي رسد كه تراكم جرم بسيار كمتر از آن است كه زماني عالم در حال انبساط را به توقف در آورد. به هر حال اين امكان وجود دارد كه هنوز جرم هاي بسيار بزرگ ناشناخته اي از قبيل ( سياهچاله هاي اسرار آميز) يا ( ابرهاي گازي شكل تاريك) وجود داشته باشند و نوترينو ها كه بدون جرم محسوب مي شوند جرمي هرچند كوچك داشته باشند. اگر اين طور باشد در اين صورت حركت كيهاني زماني شايد 30 ميليارد سال ديگر متوقف خواهد شد. در آن زمان كهكشان ها با شتابي زياد حركت به سوي يكديگر را اغاز خواهند كرد تا در نهايت به شكل يك گوي آتشين عظيم با يكديگر متحد شوند. آن زمان شايد مي بايد روي يك انفجار اوليه جديد ديگر و تولد يك عالم جديد حساب كنيم. با توجه به سطح كنوني دانش بشر و ميزان پژوهش هاي انجام شده بايد اينطور فرض كرد كه عالم تا ابديت انبساط خواهد يافت.

برگرفته از فيزيك نوين اريك اوبلاكر

 

امواج فروصوت و فراصوت ومحدوده شنوایی

اصواتی با بسامد‌های زیر به عنوان فرو صوت شناخته می‌شوند. در مقابل اصواتی با بسامد‌های بالاتر از به عنوان فراصوت نامیده می‌شوند. با این حال گوش انسان توان شنیدن چنین اصواتی را ندارد. برخی حیوانات توان شنیدن فروصوت و فراصوت را دارند.
کرگدن‌ها با اصواتی به بسامد با یکدیگر صحبت می‌کنند.
در حالی که خفّاش‌ها با اصوات شکار خود را شناسایی و جهت یابی می‌کنند.
در تصویر زیر محدوده بسامد صدای انسان، موش، خفّاش، فیل، پروانه و زلزله آمده‌است

ادامه نوشته

شكست نور چگونه است؟

 تعريف: هنگامي كه پرتو نوري به طور مايل از يك محيط شفاف (مثل هوا)وارد محيط شفاف ديگري (مثل آب ) مي شود، در سطح جدا كننده دو محيط مسير آن تغيير مي كند، اين پديده را شكست نور مي گويند.

در شكل بالاپرتو AC پرتو تابش و پرتو CB پرتو شكست ناميده مي شود و نيز محيطي را كه نور در آن حركت مي كند محيط اول و محيطي را كه در آن شكست مي يابد محيط دوم مي گويند.

ادامه نوشته

نگاهی به هشت راز بزرگ فیزیک

۱) راز اول؛ جهان چند بعدی است

۲) راز دوم؛ جهان چگونه پدید آمد

۳) راز سوم؛ چرا جهان از ماده ساخته شده است

۴) راز چهارم؛ کهکشان ها چگونه شکل گرفتند

۵) راز پنجم؛ ماده تاریک چیست

۶) راز ششم؛ آیا تمامی ماده شناخته شده جهان، در کهکشان ها جمع شده اند

۷) راز هفتم؛ انرژی تاریک چیست

۸) راز هشتم؛ چگالی جهان چقدر است

ادامه نوشته

تعیین فاصله ی ستارگان تا زمین

برای تعیین فاصله ی ستارگان تا زمین راه های گوناگونی وجود دارد که در این جا اندکی با روش اختلاف منظر آشنا می شویم .

فرض کنید شما در یک سمت رودخانه ای ایستاده اید و در طرف دیگر رودخانه درختی است که شما می خواهید فاصله ی آن را با خودتان به دست آورید ( و البته ابزاری هم در اختیار ندارید که بتوانید مستقیم این کار را بکنید ! ) . |بیندیشید|

A مکان نخستین ( اولیه ) شماست . هنگامی که در نقطه ی A هستید ، با مشخص کردن نقطه ی A راستای A را با C ( مکانی که درخت در آن است ) تعیین کنید .

اکنون از نقطه ی A دور شوید و به نقطه ی دیگری مانند B بروید . در این جا نیز با مشخص کردن نقطه ی B راستای آن را با C و نیز با A به دست آورید .

شما به سادگی و از روی راستای AB و AC و BC ، می توانید اندازه ی زاویه های درونی مثلث ABC را به دست آورید .

اکنون رابطه ی کسینوس ها یا سینوس ها در مثلث را نوشته و بر پایه ی آن اندازه ی AC را تعیین می کنیم . (داریم : AB=c , AC=b , BC=a )

رابطه ی کسینوس ها در مثلث   »»»    b² = a² + c² – 2ac(CosB)

رابطه ی سیـنـوس ها در مثلث   »»»    b / SinB = c / SinC

|بازی و یادگیری| شما بدون نیاز به رودخانه و درخت نیز می توانید روش اختلاف منظر را درک کنید ! برای این کار کافی است یک چشم خود را بسته و دست خود را در حالت کشیده به گونه ای قرار دهید که انگشت اشاره تان مماس با جسم کوچکی در فاصله ی بیش از 7 متری به نظر آید . اکنون با بستن یک چشم و باز کردن چشم دیگرتان و تکرار این کار ، می بینید که انگشتتان جابجا می شود ، در صورتی که انگشت شما ( نسبت به جسمی که در فاصله ی دور است ) کاملاً ثابت است !

هرچه فاصله دو دیدگاه ( منظر ) ما نسبت به یکدیگر بیش تر باشد (A و B درشکل از هم دورتر باشند ) اندازه ی به دست آمده برای AC دقیق تر خواهد بود .

از همین روش می توان برای تعیین فاصله ی ستارگان بهره گرفت . به این ترتیب که از دو دیدگاه گوناگون (مانند A و B ) ستاره را رصد کرده و به شیوه ی بالا فاصله ی آن را به دست آوریم . اما همان گونه که گفته شد ، باید A و B تا حد قابل قبولی از هم فاصله داشته باشند و چون قطر زمین (  km12800 ) - که حداکثر اختلاف منظر روی زمین است – در برابر فاصله ی زمین تا ستارگان ( حتی تا نزدیک ترین ستاره ) قابل صرف نظر کردن است ، از مدار زمین به دور خورشید استفاده می شود ، به  این صورت که در یک زمان از سال ( مانند برابران بهاری ) ستاره را رصد کرده و مشخصات رصدی را یادداشت می کنند و در زمان دیگری از سال ( مانند برابران پاییزی ) بار دیگر آن را رصد کرده و از داده های به دست آمده در این دو رصد ( |توجه| برای افزایش دقت معمولاً تعداد رصد ها را افزایش می دهند ) فاصله ی ستاره را به دست می آورند .

بیگ بنگ چیست

ادامه نوشته

فيزيك فضا و اتمسفر

 فيزيك فضا (Spase Physics)

قوانين كپلر

فيزيك اتمسفر 

برهمكنش نور خورشيد با اتمسفر

- جذب تابش در اتمسفر :

-پديده يونش :

تابش فيزيك امواج كوتاه خورشيدي

پديده‌هاي بارز فيزيك فضا

-فروغ آسماني :

- شفق قطبي :

- طوفان مغناطيسي :

- كمربندهاي تشعشعي زمين :

ارتباط فيزيك فضا با شاخه‌هاي ديگر فيزيك

ارتباط فيزيك فضا با علوم ديگر

آينده فيزيك فضا

 

 

 

ادامه نوشته

زمان -انيشتين

 

 

میدانیم که نظریه‌هایی مثل ابر ریسمان جهان را با ابعاد بیشتر از 3 بعد می‌‌دانند. اما یک جهان 4بعدی چگونه خواهد بود؟ منظور از بعد چهارم زمان نیست بلکه بعدی فیزیکی است که بر سه بعد ما عمود است. برای درک بهتر این بعد بهتر است بعد سوم را با بعد دوم مقایسه کنیم.

 

ادامه نوشته

عدسی عینک از چه موادی ساخته می شود؟

ادامه نوشته

لیزر (L A S E R)

ادامه نوشته

کاربرد لیزر-2

ادامه نوشته

هفت راز فيزيك

ادامه نوشته

اتم و رادرفورد

ادامه نوشته

هفت شگفتی عظیم در جهان فیزیک

ادامه نوشته

تشريح فرايند غني سازي در روش شكافت

 

الف)استخراج سوخت

 سوخت هسته اي:

     سوخت هسته اي،مادّ اي است از جنس اورانيوم آن كه مي تواند در راكتورهاي هسته اي قرار گيرد و با انجام فعل و انفعالات شكافت هسته اي،انرژي زيادي از خود آزاد كند و از اين انرژي آزاد شده براي توليد برق يا مصارف درماني و پزشكي،صنعتي،كشاورزي يا تحقيقاتي استفاده شود.(مهدي كرمي (26،12،1385)چرخه ي سوخت هسته اي چيست؟،ويژه نامه ي سال 86 جام جم،ص87)

     اورانيوم يكي از عناصر شيميايي جدول تناوبي است كه نماد آن U و عدد اتمي آن 92 مي باشد.اورانيوم كه يك عنصر سنگين،سمّي،فلزّي،راديواكتيو و برّاق به رنگ سفيد مايل به نقره اي مي باشد به گروه آكتنيدها تعلّق داشته و ايزوتوپ 235 آن براي سوخت راكتورهاي هسته اي و سلاح هاي هسته اي استفاده مي شود.اين عنصر داراي دماي ذوب^C ْ45 بوده و به رغم تصوّر عام،فراواني آن در طبيعت حتّي از عناصري از قبيل جيوه،طلا و نقره نيز بيشتر است.استراليا داراي بزرگ ترين معادن اورانيوم است و كشورهاي قزّاقستان،كانادا،آفريقاي جنوبي،ناميبيا،برزيل و روسيه نيز از معادن بزرگي برخوردارند.

     عنصر اورانيوم در طبيعت داراي ايزوتوپ هاي مختلف(19 ايزوتوپ)از جمله دو ايزوتوپ مهم و پايدار 238 و 235 است.اورانيوم 235 مهم ترين مادّه ي مورد نياز راكتورهاي هسته اي است،امّا مشكل اين جاست كه اورانيوم استخراج شده از معدن تركيبي از ايزوتوپ هاي 235 و 238 بوده و در ميان سهم ايزوتوپ 235 حدود 7/0 درصد است و به همين علّت بايد به روش هاي مختلف درصد اورانيوم 235 را در مقايسه با اورانيوم 238 بالا برده و بسته به نوع راكتور هسته اي از 2 تا 5 درصد غني كرد. 

استخراج اورانيوم:

     براي كشف اورانيوم دو نوع حفّاري و تكنيك هاي موقعيّتي به كار مي رود.حفّاري ممكن است به صورت زيرزميني يا چاله هاي باز روي زمين انجام شود.

     در كل حفاّري هاي روزميني در جاهايي استفاده مي شود كه ذخيره ي معدني نزديك به سطح زمين و حفّاري هاي زيرزميني براي ذخيره هاي معدني عميق تر به كار مي رود.به طور نمونه براي حفّاري هاي روزميني بيشتر از 200 متر عمق،نياز به گودال بزرگي در سطح زمين است.

ب)توليد كيك زرد

     موادّ معدني حاوي اورانيوم با استفاده از روش هاي معدن كاوي "زيرزميني" يا "روزميني" استخراج شده و سپس طي فرايندهاي مكانيكي موسوم به "آسياب كردن" و "كوبيدن" از ديگر عناصر جدا مي شود. اورانيوم پس از استخراج تفكيك،كوبيده،خرد و به شكل پودر درآمده و سپس براي توليد مادّه اي موسوم به كيك زرد (yellow cake) مورد استفاده قرار مي گيرد.كيك زرد در واقع محصول فراروي سنگ معدن اورانيوم است و به تركيباتي گفته مي شود كه ناخالصي هاي معدني آن به ميزان زيادي گرفته شده و حاوي 7 تا 90 درصد اكسيد اورانيوم از نوع U3O8 است.

)

     در يك آسياب اورانيوم با عمل سنگ شويي از سنگ هاي معدنيِ خرد شده جدا مي شود كه يا با اسيد قوي يا باز قوي حل مي شود و به صورت محلول در مي آيد،سپس اورانيوم با ته نشين كردن از محلول جدا مي شود و بعد از خشك كردن و معمولاً حرارت دادن به صورت اشباع شده و غليظ در استوانه هاي 200 ليتري بسته بندي مي شود.

ج)توليد UF6                                                                                                                         

كيك زرد اوّليّه طيّ سوّمـــين مرحــله از توليد سوخت هـسته اي در كارخانه ي فنّاوري اورانيوم موسوم به"UCF" به فراورده هاي مخـتلف اورانيوم تبــديل مي شود.مــهم ترين فراورده ي تولــيدي در UCF گاز " "UF6است.اين گاز محصول استراتژيكي در توليد سوخت هسته اي است.زيرا در عمليات غني سازي به دليل استفاده از روش سانتريفيوژ بايد اورانيوم به حالت گازي شكل درآيد تا با استفده از شرايط و خواصّ گاز عمليات غني سازي صورت پذيرد.،البته محصولات اورانيومي ديگري در كارخانه UCF توليد مي شود كه مي توان UF4 و UO2 را نان برد كه UO2 توليد شده در UCF بدون نياز به غني سازي مي تواند به عنوان سوخت راكتورهاي آب سنگين مورد استفاده قرار گيرد.(كرمي(26،12،1385) چرخه ي سوخت هسته اي چيست؟ويژه نامه ي سال 86 جام جم،ص87)

 

د)غني سازي

     سنگ معدن اورانيوم موجود در طبيعت از دو ايزوتوپ 235 به مقدار 7/0درصد و اورانيوم 238 به مقدار 3/99 درصد تشكيل شده است.سنگ معدن را ابتدا در اسيد حل كرده و بعد از تخليص فلز،اورانيوم را به صورت تركيب با اتم فلوئور و به صورت ملكول هگزافلورايد اورانيوم(UF6) تبديل مي كنند كه به حالت گازي است.سرعت متوسّط ملكول هاي گازي با جرم ملكولي گـاز نسبت عكس دارد.اين پديده را"گراهان" در سال 1864 كشف كرد.از اين پديده كه به نام ديفوزيون گازي مشهور است براي غني سازي اورانيوم استفاده مي كنند.در عــمل هگزافلورايد اورانيومِ طبيعيِ گــازي شكل را ازســتون هايي كه جدار آن ها از اجسام متخلخل درست شده است عبور مي دهند.منافذ موجود در جسم متخلخل بايد قدري بيشتر از شعاع اتمي يعني در حدود 5/2 انگستروم(000000025/0 سانتي متر) باشد ضريب جداسازي متناسب با اختلاف جرم ملكول هاست.روش غني سازي اورانيوم تقريباً مطابق همين اصول است كه در اين جا گفته شد.با وجود اين مي توان به خوبي حدس زد كه پرخرج ترين مرحله ي توليد سوخت اتمي همين مرحله ي غني سازي ايزوتوپ هاست.زيرا از هر هزاران كيلو سنگ معدن اورانيوم 140 كيلوگرم اورانيوم طبيعي به دست مي آيدكه فقط 1 كيلوگرم كيلوگرم اورانيوم 235 خالص در آن وجود دارد.براي تهيه و تغليظ اورانيوم تا حدّ 5درصد حدّاقل 2000 برج از اجسام خلل و فرج دار با ابعاد نسبتاً بزرگ و پي در پي لازم است تا نسبت ايزوتوپ ها از برجي به برج ديگر به مقدار 01/0 درصد تغيير پيدا كند.در نهايت موقعي كه نسبت اورانيوم 235 به اورانيوم 238 به 5 درصد رسيد براي تخليص كامل بايد از سانتريفوژهاي بسيار قوي لستفاده كرد.براي ساختن نيروگاه اتمي،اورانيوم طبيعي و يا اورانيوم غني شده ميزان غني سازي ²³⁵U بين 1 تا 5 درصد كافي است،ولي براي تهيه ي بمب اتمي 5 تا 6 كيلوگرم ²³⁵U صد در صد خالص نياز است.

هسته دروني زمين كمي تندتر از بقيه زمين مي چرخد.

هسته درونی زمین كمی تندتر از بقیه زمین می چرخد. زمین یك هسته ی آهنی دارد كه دو بخش است، هسته درونی و لایه ی بیرونی ی آن، پس از این دو هم جبّه (گوشته) ی زمین است. این مجموعه هر شبانه روز یك بار به دور محور قطبی اش می چرخد. اما آیا این چرخش صلب است؟ یعنی آیا هسته ها و گوشته با هم می چرخند؟
حدود یك دهه پیش، دو زمین فیزیك پیشه مدعی شدند كه " زمان گذر امواج زمین لرزه ای كه از هسته ی درونی زمین می گذرند، در چند دهه ی گذشته یك تغییر سیستماتیك را نشان می دهد. بهترین توضیح این تغییر این است كه بگوییم هسته ی درونی ی زمین نسبت به بقیه ی زمین می چرخد، طوری كه محور ناهم سان گردی ی شناخته شده ی آن تغییر می كند." و این پژوهش گران، نتیجه گرفتند كه " هسته ی درونی زمین هر سال 1درجه بیش تر از جبه و پوسته می چرخد."
زمین فیزیك پیشه ها با تردید به این ادعا می نگریستند، به خصوص كه بعض ی شبیه سازی های كامپیوتری موید این بوده است كه چرخش لایه ی بیرونی هسته، به علت میدان مغناطیسی ای كه می سازند، هسته ی درونی را با خود می كشد.
اكنون، یك دهه پس از این ادعا، چهار زمین فیزیك پیشه ی دیگر به علاوه ی همان دو نفر قبلی مدعی شده اند كه هسته ی زمین واقعا تندتر می چرخد، اما با تقریبا 3/1 سرعت ی كه یك دهه پیش ادعا شده بود. به این ترتیب، هسته ی درونی زمین هر 900 سال یك بار بیش تر از جبه می چرخد.

منبع : نشريه گاما

بمب های اتمی

  هانری بکرل نخستين کسی بود که متوجه پرتودهی عجيب سنگ معدن اورانيم گرديد پس از ان در سال 1909 ميلادی ارنست رادرفورد هسته اتم را کشف کرد. وی همچنين نشان دادکه پرتوهای راديواکتيو در ميدان مغناطيسی به سه دسته تقيسيم می شود( پرتوهای الفا و بتا وگاما) بعدها دانشمندان دريافتند که منشاء اين پرتوها درون هسته اتم اورانيم می باشددر سال 1938 با انجام ازمايشاتی توسط دو دانشمند المانی بنامهای اتوهان و فريتس شتراسمن فيزيک هسته ای پای به مرحله تازه ای نهاد اين فيزيکدانان با بمباران هسته اتم اورانيم بوسيلهنوترونها به عناصر راديواکتيوی دست يافتند که جرم اتمی کوچکتری نسبت به اورانيم داشت و در اينجا بود که نا قوس شوم اختراع بمب اتمی به صدا در امد.زيرا هر فروپاشی هسته اورانيم ميتوانست تا ۲۰۰مگاولت انرژی ازاد کند وبديهی بود اگر هسته های بيشتری فرو پاشيده می شد انرژی فراوانی حاصل می گردید.
بعدها فيزيکدانان ديگری نيز در اين محدوده به تحقیق می پرداختند يکی از انان انريکو فرمی بود( ۱۹۵۴ - ۱۹۰۱) که بخاطر تحقيقاتش در سال ۱۹۳۸ موفق به دريافت جايزه نوبل گرديد.در سال 1939 يعنی قبل از شروع جنگ جهانی دوم در بين فيزيکدانان اين بيم وجود داشت که المانيهابه کمک فيزيکدانان نابغه ای مانند هايزنبرگ ودستيارانش بتوانند با استفاده از دانش شکافت هسته ای بمب اتمی بسازندبه همين دليل از البرت انيشتين خواستند که نامه ای به
فرانکلين روزولت رئيس جمهور وقت امريکا بنويسد در ان نامه تاريخی از امکانساخت بمبی صحبت شد که هر گز هايزنبرگ ان را نساخت.چنين شدکه دولتمردان امريکا برای پيشدستی برالمان پروژه مانهتن را براه انداختندو از انريکو فرمی دعوت به عمل اوردند تا مقدمات ساخت بمب اتمی را فراهم سازد سه سال بعددر دوم دسامبر ۱۹۴۲ در ساعت 3 بعد از ظهر نخستين راکتور اتمی دنيا در دانشگاه شيکاگو امريکا ساخته شد.سپس در ۱۶ ژوئيه ۱۹۴۵ نخستين ازمايش بمب اتمی در صحرای الامو گرودو نيو مکزيکو انجام شد.سه هفته بعد هيروشيما درساعت 8:15 صبح در تاريخ 6 اگوست 1945 بوسيله بمب اورانيمیبمباران گردييد و ناکازاکی در ۹ اگوست سال ۱۹۴۵ بمباران شدند که طی ان صدها هزار نفر فورا جان باختند.

بمبهاي هسته اي چگونه ساخته ميشوند؟
بمبهاي هسته اي به دو شكل ساخته مي شوند. بمبهاي شكافتي (اتمي) و بمبهاي همجوشي (هيدروژني). در حاليكه جزئيات اين بمبها محرمانه است ولي نكات اساسي آنها قابل دسترس است. سوخت در يك بمب شكافتي مشتمل بر اورانيوم 235 و پلوتونيم 239 ي تقريبا خالص است كه هر دو هسته هاي شكافت پذيري دارند. يك تكه ي كوچك از چنين ماده اي نمي تواند منفجر شود زيرا تعداد بسيار زيادي از نوترونها فرار مي كنند. ولي در يك جرم به قدر كافي بزرگ (بحراني) واكنش زنجيره اي صورت مي گيرد. يك نوترون اوليه ي اتفاقي باعث شروع شكافت خواهد شد...
يك بمب نوعي تقريبا 10 به توان 24 نوترون در كمتر از ده به توان 7- ثانيه آزاد مي كند كه باعث گرماي بسيار شديد مي شود. همجوشي فرق دارد. همجوشي وقتي رخ مي دهد كه دو هسته ي سبك را آنقدر به هم نزديك كنيم كه در حوزه ي عمل جاذبه ي متقابل نيروي هسته اي قوي قرار گيرند. از آن به بعد به شدت هم را جذب مي كنند و اتمي سنگين تر توليد مي كنند و مقداري انرژي آزاد مي كنند. همجوشي را مي توان در محيط پلاسمايي بوجود آورد و اخيرا با ليزر هم اين كار را مي كنند. در اين همجوشي قرصهاي كوچكي از دوتريم و ترتيم (عناصري سبك كه همخانواده ي هيدروژنند) را بوسيله فوجهاي ليزري پرقدرت گرم مي كنند. اگر توان ليزرها كم باشد انفجارهاي كوچكي در اين قرصهاي كوچك رخ مي دهد. اما اگر قدرت بالا باشد و در زمان كوتاه اثر كنند همجوشي رخ مي دهد. توان اين نوع ليزرها بيش از توان نيروي برق آمريكاست. پس تهيه اش بسيار سخت است .


اختراع بمب اتم:
در طول جنگ جهانى دوم شاهد نوآورى تسليحاتى از جانب دولتهاى درگير در جنگ مى‏باشيم، سه دولت عمده‏اى كه داراى مراكز تحقيقات استراتژيك و لابراتورهاى معظم تحقيقاتى بودند، عبارتند بودند از ژاپن، آلمان، آمريكا.ژاپن به دنبال توسعه سلاح‏هاى شيميايى بود كه در اين زمينه موفقيت چندانیبه دست نمى‏آورد.آلمان‏ها داراى مركز تحقيقاتى «پينامون» بودند كه موفق به اختراع سلاحى نو در تابستان 1940 مى‏شوند، اين سلاح موشك بود كه در طول
جنگ آلمان‏ها عليه انگلستان از خاك فرانسه ی اشغال شده به كار مى‏بردند. اولين موشكها در تابستان 1940 بود كه با پشت سر گذاشتن كانال مانش به خاكانگلستان اصابت مى‏كرد. تا مدت‏ها انلگيسيها اختراع چنين سلاحى را باور نمى‏كردند.
مخترع موشك «فون براون» آلمانى بود و اولين موشك‏ها VI و VII نام داشتند.اما در رابطه با تحقيقات مربوط به شكافتن هسته اتم، على رغم تبليغاتمتفقين كه به بزرگ نمايى خطر اتمى آلمان مى‏پرداختند، نازى‏ها در اين خصوص
موفقيتى به دست نياورده و پس از شكست آلمان مشخص مى‏شود كه آنها درمرحله ابتدايى ساخت بمب اتم قرار داشتند.
مركز سوم، آمريكا بود. آمريكا با استفاده از امتياز منحصر به فرد دور بودن از صحنه جنگ و مصونيت از بمباران و ويرانى، در سال 1943 پروژه مانهتن را در صحراى لوس آلاموس (Los Alamos) در ايالت نيومكزيكو، شکل می دهد.
رياست اين پروژه اتمى، با پروفسور «اوپن هايمر» بود و دانشمندان غير اروپايىمانند «فرمى» و ... در اين پروژه نقش داشتند.رياست اين پروژه با يك ژنرال سه ستاره، به نام «گروز» بود كه به طور مرتب، واشنگتن را از پيشرفت كار مطلع مى‏ساخت. يکی از ويژگی های پروژه مانهتن، هزينه بسيار بالای آن بود (25 ميليارد دلار) كه در زمان جنگ هيچ دولتى چنين بودجه‏اى را نداشت.
سرانجام در حالى كه در 8 مى 1945 آلمان تسليم مى‏شود و جنگ اروپا بهپايان مى‏رسد، فاتحين كنفرانس پوتست دام را به منظور تعيين سرنوشت آلمان تشكيل مى‏دهند، پوتست دام يك منطقه ييلاقى در نزديك برلين بود كه با توجه
به اينكه برلين آنقدر ويران شده بود، حتی ساختمان درخوری در اين شهر نبود كهدر آن اجلاس برگزار شود. در بين كنفرانس، هرى ترومن، رئيس جمهور آمريكا،تلگراف رمزى، تحت عنوان «نوزاد متولد شد»، دال بر به ثمر رسيدن پروژه مانهتن دريافت مى‏كند. اين پروژه موفق به ساخت اولين بمبى مى‏شود كه در 16 ژوئيه 1945مورد تست قرار مى‏گيرد. اوپن هايمر و ديگران، در بونكرى تجمع كرده بودندو آزمايش را مورد بررسى قرار مى‏دهند كه ظاهرا همانجا اوپن هايمرپشيمان مى‏شود. در اواخر جولاى، رئيس جمهور آمريكا، دستور به كار بردن اين سلاح جديد را عليه ژاپن براى تاريخ بعد از 2 اوت صادر مى‏كند؛ 5 شهر ژاپن به ترتيب اولويت براى واشنگتن در ليست قرار مى‏گيرند: توكيو، کيوتو، هيروشيما، ناگويا، ناكازاكى.

اورانیوم

 میان عموم مردم ، همین که صحبت از اورانیوم به میان می‌آید، بلافاصله بمب اتمی و سلاحهای کشتار جمعی ، که امروزه سخن روز محافل سیاسی و مطبوعاتی است، در اذهان تداعی می‌شود. اما بهتر است به این مطلب فکر کنیم که آیا اورانیوم و اصولا عناصر رادیواکتیو ، عناصری نفرین شده هستند که جز مرگ و کشتار فوق‌العاده دردناک مردم ، هیچ نفع دیگری به حال بشریت ندارند؟

اصولا اگر چنین است، پس چرا دانشمندان در طول قرون و اعصار گذشته و حال تمام تلاش و کوشش خود را و بالاتر و باارزش‌تر از همه عمر و جوانی خود را در این راه صرف نمودند و چه بسا مانند ماری کوری و دیگران در اثر همین تشعشعات رادیواکتیو جان خود را از دست دادند.

آیا ارزش دارد افرادی تمام عمر خود را در راه چیزی سپری کنند که عامل از بین برنده نسل او و افراد دیگر است؟ آنچه در این مقاله بیان می‌گردد، شرح کوتاه و مختصری است از خدمتی که اورانیوم ، این عنصر طبیعی برای بشریت و آسایش و راحتی او انجام داده است. همچنین به استفاده‌های نادرست و غلط از این منبع سرشار انرژی نیز نگاه کوتاهی خواهیم داشت.

نیروگاه هسته‌ای

پر واضح است که منابع انرژی الکتریکی که بشر از آنها برای تولید برق مصرفی خود استفاده می‌کند، سدهای آبی ، پیل‌های شیمیایی و موارد دیگر است. اما همه این منابع انرژی با وجود اینکه تقریبا کم‌هزینه هستند، اما دارای معایب زیادی هستند. اول اینکه مقدار انرژی الکتریکی حاصل از این منابع کم است، همچنین در مناطقی که از نظر آب در محرومیت هستند، تقریبا تولید برق از طریق احداث سد غیر ممکن است. همچنین برای تولید برق به این روشها ، نیاز به سوختهای شیمیایی که جزو منابع تجدیدناپذیر انرژی محسوب می‌شوند، وجود دارد.

بنابراین بهترین گزینه برای تولید انرژی الکتریکی کافی ، استفاده از انرژی هسته‌ای است. انرژی هسته‌ای دارای بازده فوق‌العاده زیادی نسبت به منابع دیگر انرژی برق می‌باشد. مشکل عمده فقط در تهیه تجهیزات و دستگاههای لازم برای غنی‌سازی اورانیوم و استفاده از آن برای تولید برق است و امروزه این تکنولوژی بیشتر در اختیار کشورهای صنعتی قرار دارد.

تقریبا در تمام سیستمهای تولید توان هسته‌ای موجود ، راکتور هسته‌ای منبع گرما برای به کار انداختن توربینهای بخار است. این توربینها مولدهای الکتریکی را درست به‌همان صورت به حرکت در می‌آورند که نیروگاههای نفت‌سوز یا ذغال‌سوز عمل می‌کنند. در یک نیروگاه هسته‌ای معمولی ماده شکافت‌پذیر به ‌جای ذغال‌سنگ یا نفت به‌کار می‌رود و بنابراین یک منبع جدید انرژی به صورت الکتریسیته فراهم می‌آورد.

کاربردهای دیگر

کاربرد اورانیوم و تشعشعات رادیواکتیو تنها به تولید انرژی الکتریکی خلاصه نمی‌گردد. به عنوان مثال ، در کشاورزی برای خشک‌کردن و بسته‌بندی میوه‌ها از آن استفاده می‌گردد. همچنین در پزشکی ، صنعت و موارد دیگر نیز کاربرد دارد. بنابراین همانگونه که اشاره شد، اورانیوم عنصری زشت و بی‌ارزش نیست که فقط وسیله‌ای برای کشتار مردم باشد.

اورانیوم آلت دست قدرتهای بزرگ

امروزه بحث استفاده صلح‌آمیز از انرژی هسته‌ای و مساله ساخت و تکثیر سلاحهای هسته‌ای و کشتار جمعی به عنوان سخن روز خوراک محافل مطبوعاتی جهان شده‌ است و قدرتهای بزرگ نظیر آمریکا از این وسیله به عنوان حربه‌ای برای حمله به کشورهای دیگر استفاده می‌کنند. به عنوان مثال همه مردم دنیا می‌دانند که از چندی پیش چنین ادعا می‌شد که کشور عراق دارای سلاحهای کشتار جمعی و تکنولوژی غنی‌سازی اورانیوم است و همین امر بهانه‌ای شد تا به این کشور حمله نظامی شود و بسیاری از مردم بی‌دفاع این کشور کشته ‌شدند، در صورتی که هنوز هم که هنوز است، هیچ ردی از این سلاحها در این کشور پیدا نشده‌است.

نمونه بارز این مساله کشورمان ایران است که چقدر مورد اتهام قرار می‌گیرد و با وجود اینکه هر ساله بازرسان آژانس بین‌المللی انرژی اتمی از آن بازدید کرده و صلح آمیز بودن آن را تایید می‌کنند، ولی هر از چند گاهی این مطلب در سرتیتر روزنامه‌های غربی قرار می‌گیرد که ایران در پی دست یافتن به تکنولوژی سلاحهای اتمی است.

اورانیوم در خدمت نابودی نسل بشر

قدرتهای بزرگ و کشورهای پیشرفته دنیا با اینکه در استفاده درست از اورانیوم برای خدمت به مردم خود سرمایه‌گذاری می‌کنند، اما همواره از قدرت فوق‌العاده تخریبی و کشتار آن نیز غافل نیستند و تقریبا در جهت استفاده منفی از این عنصر طبیعی نیز گام بر می‌دارند. هرچند استفاده منفی و نادرست از اورانیوم عواقب بسیار دردناکی مانند حادثه هیروشیما و ناکازاکی برجای می‌گذارد، ولی بازهم هیچ حرکتی در جهت جلوگیری از این کار صورت نمی‌گیرد.

درست است که ظاهرا سازمانهای بین‌المللی مانع آژانس بین‌المللی انرژی اتمی و توافقنامه‌های بین‌المللی مانند معاهده منع تولید و تکثیر سلاحهای کشتار جمعی بوجود آمده است، اما گویی تمام این موارد برای کشورهای دیگر است و قدرتهای بزرگ و حامیان آنها از تمام این موارد مستثنی هستند.

سخن آخر

به هر حال امید است که بالاخره روزی انسان به این رشد عقلی برسد که تمام آفریده‌های خداوند برای آسایش و راحتی او خلق شده‌اند و این خود انسان است که به واسطه برخی مسایل به استفاده‌های نادرست از این منابع سرشار خدادادی اقدام می‌کند و چه بسا در این کار اقدام به ساخت ابزار و وسایلی می‌کند که زندگی خود او را تهدید می‌کند.

آب سنگین چیست؟

سنگین آبی است که هیدروژن های آن، دوتریوم (ایزوتوپ سنگین هیدروژن) است. این آب در مقایسه با آب معمولی دیرتر می جوشد و زودتر یخ می زند و گیلبرت لوییس نخستین بار نمونه آن را از آب سنگین خالص در سال 1933 به دست آورد.

هیدروژن طبیعی دارای دو ایزوتوپ است. ایزوتوپ هیدروژن سبک که تقریبا 98/99 درصد هیدروژن موجود را تشکیل می دهد و ایزوتوپ هیدروژن سنگین یا دوتریوم که مقدار آن 15درصد است. ایزوتوپ دوتریوم برخلاف هیدروژن معمولی دارای یک نوترون است.آب معمولی از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده است.

در حالی که آب سنگین، از یک اتم اکسیژن و دو اتم دوتریوم(D) تشکیل شده است. برای تولید آب سنگین باید مولکول های آب حاوی هیدروژن سنگین (دوتریوم) را از مولکول های آب معمولی جدا کنند یا از داخل هیدروژن، اتم های هیدروژن سنگین یا دوتریوم را جدا و خالص کنند.

جرم مولکولی آب معمولی 18 و جرم مولکولی آب سنگین 20 است. از لحاظ خواص شیمیایی تفاوت چندانی با خواص آب معمولی نداشته و اختلافات جزئی وجود دارد اما از لحاظ هسته ای هیدروژن معمولی می تواند نوترون را جذب کند اما احتمال جذب نوترون توسط هیدروژن سنگین بسیار کم است.چنانچه بخواهیم یک راکتور هسته ای بسازیم که با آب خنک شود چون هیدروژن آب جاذب نوترون است، مجبوریم که اورانیوم غنی شده به کار ببریم، اما اگر از آب سنگین استفاده کنیم می توانیم برای نیروگاه هسته ای از اورانیوم طبیعی استفاده کنیم.

به دلیل تفاوت مشخصات هسته ای دوتریوم با هیدروژن از لحاظ تکانه زاویه ای و گشتاور مغناطیسی از آب سنگین و دوتریوم در زمینه های مختلف تحقیقاتی نیز استفاده می شود. به عنوان مثال رفتار آب سنگین در دستگاه های MRI با رفتار هیدروژن معمولی متفاوت است. در فعالیت های تحقیقاتی به منظور بررسی برخی خواص از موادی استفاده می کنند که هیدروژن طبیعی را در آن با هیدروژن سنگین (دوتریوم) جایگزین کرده اند. یکی از کاربردهای دوتریوم استفاده در تولید نوترون در شتاب دهنده ها و تولید انرژی در «راکتورهای گداخت» است.

فشرده اطلاعات آب سنگین

1ـ دوتریوم برای تولید تریتیم و کلاهک بمب هسته ای از اجزای اساسی به شمار می رود.
2ـ آب سنگین برای تعدیل نوترونی راکتورهای هسته ای با هدف آهسته کردن حرکت نوترون ها برای واکنش با اورانیوم طبیعی و تولید پلوتونیم به کار می رود.

3ـ آب سنگین به طور طبیعی به میزان ناچیزی با نسبت 1 به 5000 در آب معمولی وجود دارد.
4ـ از مزایای استفاده از آب سنگین حذف مراحل غنی سازی اورانیوم برای تولید پلوتونیم برای استفاده در سلاح های هسته ای است. راکتورهای آب سنگین برای تولید تریتیم می توانند به کار روند.

5ـ آب سنگین برای تعدیل سازی نوترونی راکتورهای آب سنگین به کار می رود.

منيع : خبرگزاری انتخاب