علمی

اطلاعیه

ادامه ی مطالب این وبلاگ در این وب سایت خواهد بود:

www.koolak2010.blogfa.com

+ نوشته شده در  Fri 23 Oct 2009ساعت 9:31 AM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

ماگما

ماگما


 



تعریف

Magma کلمه‌ای است یونانی به معنی خیر که برای مذابهای طبیعی سیلیکاته بکار گرفته می‌شود. اما در اصطلاح زمین شناسی، ماگما مایعی است سیلیکاته با گرانروی زیاد همراه با گاز و مواد فرار گدازه یا لاوا ماگمایی است که مواد فرار خود را از دست داده باشد. ماگماها ممکن است کاملا مایع و یا نیمه متبلور باشند. گدازه‌ها معمولا نیمه متبلورند. زیرا محتوی بلور ، کانیهایی هستند که نقطه ذوب و یا انجماد بالاتر دارند. این بلورها یا مستقیما از ماگما متبلور شده‌اند و یا کانیهای دیرگداز سنگ ما در ماگما هستند که از سنگ مادر جدا شده و به داخل ماگما افتاده‌اند.
img/daneshnameh_up/e/e0/Magma.jpg

انواع ماگما

"یاگار" ماگماها را از لحاظ محتوی گاز به سه دسته به قرار زیر تقسیم می‌کند:

  • هیپوماگما: ماگمایی است محتوی گاز فراوان و تحت فشار که به علت فشار زیاد لیتوستاتیک گازها در ماگما بصورت محلول باقی مانده‌اند.

  • پیرو ماگما: ماگمایی است پرگاز و کف مانند که گازهای آن آزاد شده اما از ماگما خارج نشده است.

  • اپی ماگما: ماگمایی است فقیر از گاز شبیه به گدازه ها.

گرانروی ماگماها

گرانروی ماگما بسته به ترکیب شیمیایی ، درجه حرارت و مقدار درصد گاز محلول تغییر می‌کند. گرانروی ماگماهای بازالتی حداقل 100 پواز و گرانروی ماگماهای گرانیتی بین 3 10 تا 6 10 پواز می‌باشد. گازهای محلول در ماگما سبب پایین آمدن وزن مخصوص کلی ماگما و نیز تقلیل گرانروی می‌شوند. گرانروی یک ماگما با پیشرفت تبلور در آن ماگما نسبت مستقیم دارد. زیرا افزایش فازهای جامد و بالا رفتن درصد سیلیس در مایع باقی مانده موجب افزایش گرانروی می‌شود.

تصویر

حرارت ماگماها

حرارت ماگماها بین 1500 تا 500 درجه سانتیگراد است. ماگماها وقتی می‌توانند به سطح زمین برسند که حرارتی بین 950 ( ریولیتها ) تا 1200 درجه سانتیگراد ( بازالتها ) داشته باشند زیرا در کمتر از این حدود حرارتی ، ماگماها منجمد شده و در همان عمقی که هستند متوقف می‌شوند.

ترکیب شیمیایی ماگماها

مطالعات زیادی برای تشخیص ترکیب شیمیایی ماگماها از لحاظ کانی شناسی ، درصد اکسیدها و مواد فرار صورت گرفته و نتیجه این شده که ماگماها اصولا از اکسیدهای مختلف تشکیل شده‌اند اما بسته به نوع ماگما درصد هر اکسید متفاوت است. اکسیدها عمده سازنده ماگماها عبارتند از:

Si O2 , Al2 O3 , Fe O , Fe2 O3 , Ca O , Mg O , Na2 O , K2 O , Ti O2 , Mn O , P2 O5 , H2 O , C O2

علاوه بر اکسید‌ها فوق ، ترکیبات زیر نیز در ماگماها دیده شده‌اند:

Fe Cl3 , Al cl3 , B O3 , H F , H CL , C O , S O2 , S H2 , H2 , N H3 , C H4 ,
+ نوشته شده در  Thu 29 Jan 2009ساعت 3:52 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

رده بندی سنگ های آذرین

نگاه اجمالی

عوامل مختلفی در بوجود آمدن سنگهای آذرین مؤثر است و بر حسب شدت تأثیر این عوامل سنگها ممکن است دارای ساخت و بافت و ترکیب کانی شناسی متفاوت گردند و بنابراین ترکیب شیمایی آنها نیز متفاوت خواهد بود. برخلاف تشکیل سنگها که یک امر طبیعی می‌باشد طبقه‌بندی آنها بر هر مبنایی که بنا شود یک امر مصنوعی خواهد بود، بدین صورت که در طبعیت چنین طبقه‌بندی بین سنگها وجود ندارد. بلکه در طبعیت تغییرات سنگها آرام و تدریجی است.

از طرف دیگر لزوم وجود یک سیستم طبقه‌بندی برای مقایسه سنگهای مختلف و به منظور داشتن یک زبان واحد بین آنهایی که سنگ و سنگ شناسی سر و کار دارند غیر قابل انکار است. در طبقه‌بندی سنگها مبناهای مختلفی اساس طبقه‌بندی قرار گرفته‌اند، در عده‌ای ترکیب شیمیایی سنگ مبنای مقایسه قرار گرفته است. در دسته دیگر از مد سنگها یعنی ترکیب کانی واقعی آنها استفاده شده است و سرانجام در دسته سوم نرم سنگها یعنی ترکیب کانی فرضی سنگها با ترکیب شیمیایی داده شده مبنای تقسیم‌بندی است.


طبقه‌بندی‌های متدوال در سنگ شناسی سنگهای آذرین عبارتند از




تصویر

طبقه‌بندی مودال سنگهای آذرین

سنگهای آذرین مطابق تعریف عبارت است از مجموعه طبیعی از کانیهای مختلف که در نتیجه سرد شدن ماگما تشکیل شده است. نوع و مقدار این کانیها بستگی به ترتیب تبلور ماگما و تحولاتی دارد که در ماگما ضمن سرد شدن صورت می‌گیرد. به همین علت مقدار و نوع کانیهای واقعی تشکیل دهنده سنگهای آذرین همیشه در مورد طبقه‌بندی سنگهای آذرین مورد توجه قرار گرفته است.

تقسیم‌بندی کانیهای سنگهای آذرین بر اساس اهمیت در اسم سنگ

  • کانیهای شاخص : نام سنگ بستگی به وجود این کانیها دارد مثل کوارتز در گرانیت‌ها

  • کانیهای عادی : در صورتی که مقدار آنها در سنگ‌ کافی باشد می‌توانیم اسم آن کانی را به عنوان پیشوند به اسم سنگ اضافه کنیم. مثل بیوتیت گرانیت و در غیر اینصورت فقط در شرح سنگ از آنها نام برده می‌شود.

  • کانیهای فرعی : معمولا مقدار آنها در سنگ کمتر از 5% است معمولیترین این کانی عبارتند از : آپاتیت ، اسفن ، زیرکن و نظایر آن.

  • کانیهای ثانویه : کانیهایی هستند که از دگرسانی کانیهای اولیه حاصل شده‌اند مثل کلسیت ، زئولیت‌ها ، کائولن و غیره.

تقسیم‌بندی سنگها بر اساس درصد کانیهای مافیک

  • ‌سنگهای لوکوکراتیک : آنهایی هستند که کمتر از 30 درصد آنها از کانیهای تیره تشکیل شده است.
  • سنگهای مزوکراتیک : آنهایی هستند که بین 30 تا 60 درصد آنها از کانیهای تیره تشکیل شده است.
  • سنگهای ملانو کراتیک : آنهایی هستند که بین 60 تا 90 درصد آنها از کانیهای تیره تشکیل شده است.
  • سنگهای هیپوملانیک : آنهایی هستند که بیش از 90 درصد آنها از کانیهای تیره تشکیل شده است.
  • یکی از کانیهایی که خیلی در این نوع تقسیم‌‌بندی سنگهای آذرین)مورد استفاده قرار می‌گیرد کوارتز است.

تقسیم‌بندی سنگها بر اساس میزان کوارتز

  • سنگهای فوق اشباع : سنگهایی که بیشتر از 5 درصد کوارتز دارند.
  • سنگهای اشباع : سنگهایی که دارای کوارتز هستند و نه فلدسپاتوئید دارند.
  • سنگهای زیر اشباع : سنگهایی که دارای بیش از 5 درصد فلدسپاتوئید دارند.

  • دسته دیگر از کانیهایی که خیلی در طبقه‌‌بندی سنگهای آذرین دارای فلدسپات می‌باشد و ثانیا در خیلی از آنها فلدسپات به مقدار زیادی یافت می‌شود. به علاوه ترکیب و ساختمان فلدسپات‌ها تا حد زیادی مصرف طرز سرد شدن سنگهای آذرین می‌باشد.

تصویر

رده‌بندی پیشنهادی اتحادیه بین المللی علوم زمین شناسی IUGS

طبقه‌بندی سنگهای آذرین به روشهای مختلفی صورت می‌گیرد و امروزه تعداد این تقسیم‌بندیها که باهم اختلافات جزئی دارند بسیار زیاد است. برای پیشگیری از این اختلافات و استاندارد کردن یک سیستم نامگذاری واحد که بوسیله همه زمین شناسان بکار رود. اتحادیه بین المللی علوم زمین شناسی در سال 1989 تقسیم‌بندی جامعی را به چاپ رساند. در این رده‌بندی از کانیهای زیر استفاده به عمل آمده است.


طبقه‌بندی سنگهای آذرین بر حسب طرز تشکیل

  • سنگهای آذرین نفوذی : سنگهایی که در داخل زمین سرد شده‌اند.
  • سنگهای آذرین خروجی : سنگهایی که در خارج از زمین سرد شده‌اند.
  • سنگهای آذرین نیمه عمیق : مثل دایک و سیل.

طبقه‌بندی نیمه شیمیایی سنگهای آذرین

در این طبقه‌بندی می‌توان عوامل مختلفی را مبنای مقایسه قرار داد. یکی از آنها مقدار سیلیس موجود در سنگ است. به عبارتی در این رده‌بندی سنگها بر اساس مقدار سیلیس موجود در سنگ تقسیم‌بندی می‌شود.


  • سنگهای اسیدی : سنگهایی که بیش از 63 درصد سیلیس دارند.
  • سنگهای متوسط : سنگهایی که بین 52 تا 63 درصد سیلیس دارند.
  • سنگهای بازیک : سنگهایی که بین 52 تا 45 درصد سیلیس دارند.
  • سنگهای اولترابازیک : سنگهایی که کمتر از 45 درصد سیلیس دارند.

رده‌ بندی شیمیایی سنگهای آذرین

در این دسته از طبقه‌بندی سنگها نرم سنگها یعنی کانیهای فرضی که با ترکیب شیمیایی داده شده سنگ می‌توانست در آن وجود داشته باشد مبنای طبقه‌بندی قرار می‌گیرد. در این طبقه‌بندی که از روی تجزیه شیمیایی سنگ با قواعد معینی کانیهای فرضی را حساب کرد و سپس اسم سنگ را به یکی از روشهای متداول (یکی روش Barth و دیگری روش CIPW) تعیین می‌کند.
+ نوشته شده در  Wed 28 Jan 2009ساعت 7:33 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

سنگ های آذرین



ریشه لغوی

سنگهای آذرین ، Igneous rocks نام خود را از واژه Ignis گرفته‌اند که در لاتین به معنای "آتش" است.

تصویر

دید کلی

این سنگهای پرورده آتش ، زمانی توده‌ای داغ و مذاب را به نام ماگما تشکیل میداده‌اند، که سرد شدن تدریجی ماگما ، آنها را به سنگ سخت و جامد تبدیل کرده است. بنابراین گدازهای که از دهانه آتشفشان فوران کرده و بر سطح زمین جاری می‌شود، به سرعت سرد و سخت شده و سنگی آذرین را بوجود می‌آورد.

تصویر

تاریخچه و سیر تحولی

  • اغلب مولفین یونانی و رومی ، آتشفشانها ، فعالیتهای آتشفشانی و زمین لرزه ها را توصیف می‌کردند. استاربو جغرافیدان و مورخ یونانی (63 قبل از میلاد ـ 20 بعد از میلاد ) فعالیتهای آتشفشانی اتنا ، سوما ـ وزوو و جزایر لیپاری را توصیف کرد. او آتشفشانها را به منزله دریچه‌های اطمینان تلقی می‌نمود که از آنها مواد سیال خارج می‌شود.

  • در قرن هیجدهم اولین مناظرات و مباحثات تند و شدید درباره ماهیت و منشا سنگها در گرفت. در مباحثات منشا سنگها مناظراتی بین دسته و گروههای زیر وجود داشت: در یک طرف نپتونیستها و در طرف دیگر ولکانیستها و پلوتونیستها قرار داشتند. نپتونیستها معتقد بودند که سنگهای پوسته متوالیا در یک اقیانوس اولیه تهنشین شده‌اند و به نظر آنها بازالت و گرانیت هر دو سنگهایی هستند که در این اقیانوس بزرگ را سبب شده‌اند. پلوتونیستها اعتقاد داشتند که زمین از انجماد مواد مذاب و داغ بوجود آمده است و گرانیت را یک سنگ نفوذی داغ به شمار می‌آوردند.

  • در سال 1825 واژه ماگما و مفهوم منحصر به فرد ماگمای اولیه توسط اسکراپ عنوان شد.

  • سرجـیـمزهال ( 1761 ـ 1832 ) به همراه ریمور ( 1726 ) و اسپالانزانی ( 1794 ) و جورج وات ( 1804 ) پیترولوژی تجربی را پایه‌گذاری کرد.

  • در سال 1844 چاربز داروین ( 1882ـ 1809 ) اظهار داشت که انواع مختلف سنگهای ماگمایی ممکن است از یک ماگمای اولیه اشتقاق یافته باشند به شرط آنکه ترکیب ماگما با تبلور و جدایش یک یا چند کانی مشکل سنگها تغییر یابد.

  • در سال 1850 هنری کلیفتون سوربی ( 1826ـ 1908 ) جهت مطالعه میکروسکوپی ، اولین مقطع نازک سنگها را تهیه کرد.

  • اوایل سال 1861 روش طبقه بندی شیمیایی سنگها را ابداع کرد و در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم برخی از روشهای نمایش شیمیایی و نهایتا طبقه‌بندی شیمیایی سنگها پا به عرصه ظهور نهاد ( موینسون ـ لسینگ 1899 ، کراس ، ایدینگز ، پیرسون و واشنگتن 1903 ، اوسان 1919 ، نیگلی 1920 ، فون ولف 1922 ).

  • آلفرد لوتاروگز ( 1915 ) از کتابش تحت عنوان « منشا قاره‌ها و اقیانوسها » ، اصل و ریشه سوالات پزولوژیستها را به مفهوم تغییر ناپذیری قاره مربوط دانست.

  • در سال 1969 موریس و ریچادر ویلژوئن اولین توصیف دقیق شیمیایی و سنگ شناسی یک سری جدید و مهم سنگهای آتشفشانی را که واجد انواع اولترامافیکها بود ، منتشر ساختند.

  • از آن زمان تا به امروز سنگ شناسی آذرین همانند دیگر رشته‌های علوم فراز و نشیبهای بسیاری را پشتسر گذاشته و با کوشش پیشگامان علم پترولوژی تجربی ، بررسی شرایط تشکیل کانیها و سنگها ، بویژه سنگهای آذرین و دگرگونی رو به رونق نهاد.

تصویر


انواع سنگهای آذرین

انجماد ماگما به سنگهای آذرین ، یا در سطح زمین صورت می‌گیرد و یا در داخل پوسته زمین ، بنابراین بر حسب اینکه ماگما در کجا منجمد شود دو گروه سنگ آذرین خواهیم داشت.


  • سنگهای آذرین بیرونی: سنگهای آذرینی را که از انجماد ماگما در سطح زمین بوجود می‌آید سنگهای آذرین خروجی می‌نامند.

  • سنگهای آذرین درونی: به آن دسته از سنگهای آذرین که از انجماد ماگما در داخل پوسته زمین تشکیل می‌گردد سنگهای آذرین نفوذی گفته می‌شود. سنگهای آذرین نفوذی خود در پوسته زمین به اشکال مختلفی منجمد می‌شوند که شامل موارد زیر می‌باشند.

انواع سنگهای آذرین از نظر رنگ

  • سنگهای آذرین فلسیک یا روشن
  • سنگهای آذرین مافیک یا تیره
  • سنگهای آذرین بینابینی
+ نوشته شده در  Wed 28 Jan 2009ساعت 7:27 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

جو زمین

مقدمه

تاریخچه زمین تنها مطالب بسیار اندکی قبل از یک بیلیون سال پیش می‌داند، ولی پیرو یک رشته حوادث محتمل ارائه می‌شود. این نظریه از یک منطقه فعال پژوهشی به جا مانده است. اتمسفر امروزی گاهی به عنوان سومین اتمسفر شناخته می‌شود. چنانکه ترکیب شیمیایی از دو ترکیب قابل ملاحظه شیمیایی تشخیص داده شده است. اتمسفر اصلی مقدمتا از هلیوم و هیدروژن تشکیل شده بود و گرما آنرا از هم پاشاند.



تصویر




حدود 3.5 بیلیون سال پیش سطح زمین به اندازه‌ای سرد شد که پوسته آن شکل گرفت، به شدت بوسیله آتشفشانهایی که بخار ، دی اکسید کربن و بخار آمونیاک آزاد می‌کردند محصور شد. این باعث بوجود آمدن اتمسفر دومی شد که مقدمتا شامل دی اکسید کربن و بخار آب و همراه مقداری نیتروژن و بدون اکسیژن می‌شد. دومین اتمسفر به عنوان اتمسفر رایج 100 برابر اولین اتمسفر گاز داشت. بطور کلی این باور وجود دارد که پدیده گلخانه‌ای با بالا رفتن مقدار دی اکسید کربن باعث نگهداری زمین از یخ زدگی می‌شود.

در طول چند بیلیون سال بعد بخار آب از طریق متراکم شدن باعث بوجود آمدن باران و اقیانوسها شد که شروع به حل کردن دی اکسید کربن کرد. حدود 50% از دی اکسید کربن جذب اقیانوسها می‌شدند. فوتوسنتز گیاهان باعث باز شدن و تبدیل شدن دی اکسید کربن به اکسیژن می‌شد. بیشتر اوقات کربن زیادی در سوختهای فسیلی ، سنگهای رسوبی و پوست حیوانات محبوس است. چنانکه اکسیژن آزاد شده برای تشکیل نیتروژن با آمونیاک واکنش می‌دهد؛ افزون بر این باکتری می‌تواند آمونیاک را به نیتروژن تبدیل کند.

به نظر می‌رسد بیشتر گیاهان مهمترین عامل افزایش میزان اکسیژن هستند. در ابتدا با عنصرهای مهمی از جمله آهن ترکیب شده ، ولی سرانجام باعث انباشته شدن اکسیژن در جو و همچنین پیشرفت این نظریه شد. همراه با ظهور لایه اوزون موجودات مختلف از اشعه فرابنفش بهتر محافظت می‌شدند. این اتمسفر نیتروژن _اکسیژن سومین اتمسفر به حساب می‌آید.

دید کلی

جو زمین لایه‌ای از گازها است که که زمین را احاطه کرده‌اند که این گازها بوسیله جاذبه زمین نگهداشته شده‌اند. جو زمین شامل نیتروژن (78.1%) و اکسیژن (20.9%) همراه مقدار کمی از آرگون (0.9%) ، دی اکسید کربن (متغیر، ولی حدود 0.035%) ، بخار آب و دیگر گازها می‌شود. جو زمین موجودات روی زمین را از طریق جذب اشعه فرابنفش خورشید و کم کردن دمای بالای بین روز و شب محافظت می‌کند.

مرز دقیقی بین لایه‌های مختلف جو وجود ندارد، ولی جو به سرعت با افزایش ارتفاع رقیق می‌شود و هیچ مرز مشخصی بین جو و فضای خارج از جو وجود ندارد. 75% از جو زمین تا ارتفاع 11 کیلومتر از سطح سیاره وجود دارد. در ایالات متحده کسانی که به بالای 50 مایل (80 کیلومتر) سفر کنند فضانورد شناخته می‌شوند. ارتفاع 400000 پا (75 مایل یا 120 کیلومتر) جایی است که تأثیر قابل توجهی هنگام ورود به آن می‌گذارد. همچنین ارتفاع 100 کیلومتری یا 62 مایلی به عنوان مرز بین اتمسفر و فضا بطور مکرر استفاده می‌شود.

دما و لایه‌های جوی

دمای جو زمین همراه با ارتفاع تغییر می‌کند؛ رابطه ریاضی بین دما و ارتفاع مابین لایه‌های مختلف جو متغیر است:


  • تراپوسفر ، 0- 7.17 کیلومتر ، دما با افزایش ارتفاع کم می‌شود.
  • استراتوسفر ، 7.17 - 50 کیلومتر ، دما با افزایش ارتفاع زیاد می‌شود.
  • مزوسفر ، 50 – 80.85 کیلومتر ، دما با افزایش ارتفاع کم می‌شود.
  • ترموسفر ، 80.85 - + 640 کیلومتر دما با افزایش ارتفاع زیاد می‌شود.
  • اگزوسفر

    مرزهای بین این مناطق تروپوپوز ، استراتوپوز و مزوپوز نامگذاری شده‌اند. میانگین دمای جو در سطح زمین 14 درجه سانتیگراد است.



تصویر




فشار

فشار جو نتیجه مستقیمی از وزن هواست. این به این معنی است که به همراه مکان و زمان تغییر می‌کند چون مقدار (و وزن) هوای بالای زمین به همراه مکان و زمان تغییر می‌کند. فشار جوی در اتفاع حدود 5 کیلومتری تقریبا به اندازه 50% سقوط می‌کند. میانگین فشار جو در سطح دریا حدود 101.3 کیلو پاسکال است. (حدود 14.7 پوند بر اینچ مربع)

جرم و جرم حجمی

جرم حجمی هوا در سطح دریا حدود 1.2 کیلو گرم بر متر مکعب است. این جرم حجمی با افزایش ارتفاع کم و به همین صورت فشار آن کاهش می‌یابد. مجموع جرم جو زمین در حدود 5.1 × 1018 کیلوگرم است که بخش بسیار ناچیزی از کل جرم زمین را تشکیل می‌دهد. جرم حجمی فشار جو زمین با افزایش ارتفاع تغییر می‌کنند. این تغییر تقریبا می‌تواند نمونه کاربردی Barometric formula باشد.

مناطق مختلف جوی

مناطق جوی به چند طریق نامگذاری می‌شوند:


  • یونوسفر: منطقه‌ای که شامل یونها می‌شود: تقریبا مزوسفر و ترموسفر تا حدود 550 کیلومتر.
  • اگزوسفر: بالای یونوسفر ، جایی که جو به طرف فضا رقیق می‌شود.
  • لایه اوزون: یا اوزونوسفر ، حدود 10 - 50 کیلومتری جایی که اوزون استراتوسفری یافت می‌شود. باید توجه داشت در داخل این منطقه اوزون از نظر حجم یک عنصر فرعی است.

  • مگنتوسفر: این منطقه جایی است که میدان مغناطیسی زمین با بادهای خورشیدی مقابله می‌کند. این لایه برای دهها هزار کیلومتر در فاصله زیادی از خورشید ادامه دارد.

  • کمربندهای تشعشعی وان آلن: مناطقی هستند که ذرات از طرف خورشید متراکم می‌شوند.

F

+ نوشته شده در  Wed 28 Jan 2009ساعت 7:9 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

ابرها

مقدمه

آنچه که ما به عنوان ابر می‌شناسیم در واقع تجمع ذرات بخار آب موجود در جو به دور هسته‌های تراکم و سرد شدن آنهاست. از آنجا که با مشاهده نوع و نحوه تغییرات ابرها می‌توان اطلاعات قابل ملاحظه‌ای درباره وضعیت جو بدست آورد، مطالعه و بررسی ابرها دارای اهمیت ویژه‌ای است. عامل اصلی تشکیل ابر صعود هوای گرم و مرطوب به سطح فوقانی جو و سرد شدن آن است و در صعود به ارتفاعات بالاتر جو تحت تأثیر فشار کم آن سطوح قرار گرفته و همگام با انبساط سرد می‌شود.



تصویر




عومل موثر در صعود هوا

تربولانس مکانیکی (اصطکاکی)

این تربولانس در اثر عبور هوا بر روی ناهمواریهای سطح زمین ، در اثر برش باد و تغییرات بردار باد در جهت قائم نیز ایجاد می‌شود. بخشی از هوا که با مرز ساکن در تماس است خود نیز در حال سکون می‌باشد، اما با بالا رفتن هوا بر سرعت آن نیز افزوده می‌شود. با افزایش سرعت هوا به بیش از یک مقدار مشخص حرکات تربولانس ایجاد می‌شود. این تربولانس بیشتر باعث تشکیل ابرهای پوششی می‌شود.

تربولانس حرارتی (جابجایی عمودی)

این تربولانس نتیجه تابش خورشید بر خشکیها و گرم شدن سطح زمین است. اما گاهی این پدیده به علت عبور توده‌های سرد بر روی زمین گرم یا دریای گرمتر نیز بوجود می‌آید. این حرکت بیشتر در ایجاد ابرهای جوششی اهمیت دارد.

صعود در اثر ناهمواریها

هوای نزدیک سطح زمین و سطح فوقانی در صورت برخورد با موانع طبیعی مثل کوهستان وادار به صعود می‌شوند.

صعود ملایم و گسترده

بیشتر در اثر واگرایی سطوح فوقانی تروپوسفر بوجود می‌آید. در اثر جروج هوا در سطح فوقانی جرم ستون هوا در سطح زمین کاهش یافته و در نتیجه فشار ستون هوا در سطح زمین کاهش می‌یابد. این واگرایی در سطوح بالا و همگرایی در سطوح پایین باعث صعود ملایم و گسترده هوا در عمق زیادی از تروپوسفر می‌شود. در صورت وجود رطوبت کافی توسعه ابر بصورت گسترده روی خواهد داد. صعود ملایم و گسترده روی خواهد داد. صعود ملایم و گسترده بیشتر در نزدیکی منطقه جبهه و مرکز کم فشار رخ می‌دهد.

چرا ابرها از آسمان نمی‌افتند؟

ابرها از قطرات ریز آب و یا از بلورهای یخ و گاهی اوقات نیز از مخلوطی از این دو می‌باشند. معمولا ابر هنگامی تشکیل می‌شود که هوا به بالا رانده شود. چون هوای موجود در لایه‌های پایینتر نسبت به هوای موجود در بالا گرمتر بوده و از تراکم کمتری نیز برخوردار می‌باشد. لذا به بالا می‌رود (برخی اوقات نیز علت این رانش ، حرکت هوا به سمت بالای کوه و قله آن است). هنگامی که هوا به سمت بالا می‌رود، سرد می‌شود و سرانجام به سطحی می‌رسد که به سطح انقباض معروف است. در این هنگام هوا اشباع و بخار آب موجود در آن منقبض و متراکم می‌شود و به قطرات آب تبدیل می‌گردد.

اما اگر ابرها دوباره به سمت زمین می‌آمدند، هوا به تدریج گرم می‌شد و همینطور که آب پایین می‌آمد از سطح انقاض عبور می‌کرد و از آن خارج می‌شد، در نتیجه قطرات آب دوباره به حالت بخار در می‌آمدند و بدین ترتیب ابر از بین می‌رفت. در برخی مواقع ابر در لایه‌های بسیار پایین نیز وجود دارد و این همان چیزی است که به مه معروف است. مه در واقع ابری است که در سطح زمین تشکیل می‌شود. در صورتی که سطح انقباض در ارتفاع بسیار پایین قرار داشته باشد، باعث می‌شود که هوا در نزدیکی سطح ومین اشباع و بخار آب موجود در آن منقبض شود و تبدیل به مه یا ابر نزدیک به زمین گردد.

نامگذاری ابرها

در نامگذاری ابرها از کلمات لاتین با ریشه یونانی استفاده می‌شود. این نامگذاری با توجه به نوع و شکل و همچنین خصوصیات ابر انجام می‌گیرد. در جدول زیر کلماتی که در نامگذاری ابرها بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد را با معانی آورده شده:



معنی کلمه مشتق شده کلمه اصلی
ارتفاع میانه Alto Altus
پر مانند Cirro Cirrus
برجسته شده Cumulo Cumulus
بارانزا Nimbo Nimbus
ورقه ورقه Strata Stratus




سایر کلماتی که بکار می‌برند:



معنی کلمه
برجی شکل Castellsnus
گل کلمی Congestus
قلاب شکل Uncinus
عدسی شکل Lenticularis
قطعه قطعه شده Fractus
از نظر عمودی خوب رشد نکرده Humilis




دسته‌های ابر

ابرها دارای ده دسته اصلی هستند که هر کدام از این ده دسته اصلی خود به یک یا چند دسته دیگر تقسیم می‌شوند. دسته‌های اصلی عبارتند از:


  1. سیروس Ci
  2. سیرو کومولوس Cc
  3. سیرو استراتوس Cs
  4. آلتو کومولوس Ac
  5. آلتو استراتوس As
  6. نیمبو استراتوس Ns
  7. استراتو کومولوس Sc
  8. استراتوس St
  9. کومولوس CU
  10. کومولو نیمبوس Cb

طبقه بندی ابرها

ابرها را از چند دیدگاه مختلف طبقه بندی می‌کنند:


  1. از نقطه نظر ترکیب
  2. از نقطه نظر شدت و سرعت فرآیند تراکمی که منجر به تشکیل ابر می‌شود.
  3. از نقطه نظر ارتفاع کف ابر از سطح زمین:
    • ابرهای پایین
    • ابرهای میانی
    • ابرهای بالا




تصویر







تصویر







تصویر




تفاوتی که ما در شکل ابرها می‌بینیم، نتیجه تفاوت در شدت و سرعت عمل فرآیند تراکمی است که منجر به تشکیل ابر می‌شود. از این منظر ابرها را به دو گروه تقسیم می‌کنند:


  1. ابرهای پوششی
  2. ابرهای جوششی

رابطه ابرها و جبهه‌ها

نزدیک شدن جبهه گرم با ظهور ابرهای سیروس و سیرو استراتوس که پیوسته ضخیم می‌شوند مشخص می‌گردد. در صورت وجود توربولانس امکان تشکیل سیرو کومولوس نیز وجود دارد. با نزدیکتر شدن جبهه گرم و پایین آمدن هوای گرم ابرهای میانی نظیر آلتو استراتوس و آلتو کومولوس نیز بوجود می‌آیند. گسترش این ابرها امکان بارش را نیز زیاد می‌کند.



تصویر




از بین رفتن ابر

با توقف تمام فرآیندهای تشکیل ابر توسعه طبیعی آن نیز تضعیف می‌گردد. همچنین عواملی مانند گرم شدن هوا و بارش و اختلاط با هوای خشک اطراف باعث کاهش قطرات آب و کرستالهای یخی در ابر شده و بدین تدتیب ابر از بین می‌رود. عوامل مهم در از بین رفتن ابر:


  1. گرم شدن ابر
  2. کاهش رطوبت نسبی
  3. خور تابگیری
  4. کاهش انرژی تابشی
  5. اختلاط ابر با هوای غیر اشباع اطراف
  6. بارش

 

+ نوشته شده در  Tue 13 Jan 2009ساعت 12:54 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

رطوبت

دید کلی

هوای بدون بخار آب را هوای خشک می‌گویند. این نوع هوا در جو وجود ندارد، حتی در جو روی بیابانها و عرضهای بالا. هوای خشک به علاوه رطوبت را هوای مرطوب می‌گویند. تبخیر که عامل مرطوب ساختن هوای خشک است، از سطح اقیانوسها و آبهای سطحی و تعرق ، منبع رطوبت هوا ، ایجاد ابرها و بارندگی است. حداکثر بخار آب موجود در جو 4 - 3 درصد است.

بخار آب موجود در جو در متعادل نگه داشتن درجه حرارت جو کره زمین نقش عمده‌ای دارد. زیرا بخار آب امواج تشعشعی با طول موج بلند را جذب می‌نماید. پس اگر در جو مقدار بخار آب کم باشد، اختلاف درجه حرارت بسیار زیاد می‌شود. پس بحث در مورد متغیرهای هوای مرطوب از جمله رطوبت نسبی حائز اهمیت است.



img/daneshnameh_up/9/9d/rotobat1.JPG




رطوبت

برای تبدیل یک گرم آب به بخار آب در حدود 540 کالری حرارت لازم است و این مقدار گرما از محیط اطراف جذب می‌شود. بدین جهت عمل تبخیر گرماگیر یا سرمازا است. در صورتی که در عمل میعان حرارت آزاد شده موجب ازدیاد گرمای محیط می‌شود. هر چه هوا گرمتر باشد، بخار آب بیشتری می‌تواند در هوا ذخیره شود، ولی به هر حال ذخیره بخار آب در هوا محدود است. موقعی فرا می‌رسد که اگر بخار آب وارد هوا شود، به صورت ذرات ریز آب ظاهر می‌شود. در این حالت گفته می‌شود که هوا از بخار آب اشباع شده است.

متغیرهای هوای مرطوب

روطوبت مطلق

مقدار بخار آب موجود در واحد حجم از هوا را رطوبت مطلق می‌گویند. واحد آن گرم بر متر مکعب یا میلی گرم در لیتر است. اگر فشار هوا p و فشار بخار آب e باشد، فشار هوای خشک (p - e) خواهد شد: (طبق قانون دالتون) برای اندازه گیری فشار بخار آب در ظرفی به حجم یک متر مکعب که هوای درون آن با محیط بیرون هیچگونه ارتباطی نداشته باشد، انتخاب می‌کنیم. هوای درون آن را با "بارومتر" اندازه می‌گیریم.

سپس مقداری اسید سولفوریک درون ظرف ریخته ، دوباره نشادر را اندازه می‌گیریم. تفاضل بین دو فشار اندازه گیری شده ، فشار بخار آب است. پس خواهیم داشت:


m = av

a= m/v

d = m/m


که در آنm جرم بخار آب ، m جرم هوای خشک ، d چگالی بخار آب نسبت به چگالی هوای خشک و a وزن مخصوص هوا در شرایط متعارفی است.


(pv = p0v0 (1+ αt) → v0 = pv/p0 (1+ αt

(m= adv0 = ad pv/p0 (1+αt


این نکته حائز اهمیت است که درجات کلی هوای خشک را گاز کامل در نظر می‌گیریم و از قانون عمومی گازهای کامل pv = RT استفاده می‌کنیم. وزن یک متر مکعب هوا 1293 گرم و چگالی بخار آب نسبت به هوا 62.0 است. با در دست داشتن e فشار بخار آب و دمای محیط می توان m را پیدا کرد.

رطوبت اشباع

اگر مقدار حداکثر بخار آب در دمای ثابتی وارد هوا شود، گویند هوا در این درجه حرارت از بخار آب اشباع شده و دارای رطوبت اشباع می‌باشد: فشار یا کشش بخار آب را در این حالت فشار بخار اشباع شده در درجه حرارت مزبور می‌نامند.

رطوبت نسبی

بنا به تعریف ، رطو بت نسبی ، نسبت رطوبت مطلق در دمای t به رطوبت اشباع در همان دما می‌نامند. به عبارت دیگر نسبت بخار آب موجود در حجم معینی از هوا در دمای t به وزن ماکزیمم بخار آبی که می‌تواند در همین حجم در دمای t داشته باشد را رطوبت نسبی می‌گویند.

فشار بخار آب

جو مخلوطی است از گازهایی است که هر یک دارای فشار جزئی می‌باشند. فشار هوا در هر نقطه برابر مجموع فشارهای جزئی وارده از طرف هر گاز به انضمام بخار آب است. مقدار بخار آب موجود در هوا با مکان و زمان تغییر می‌کند. هرگاه فشار بالای سطح آب (یا زمین) در زمان معین و در دمای معین به صورت اشباع در آید، فشار جزئی بخار آب در آن زمان و دما را فشار اشباع گویند.

چنانچه هوا گرمتر شود موجب تبخیر مولکولهای بیشتری می‌شود تا آنکه فضای بالایی سطح آب (زمین) به حالت اشباع در می‌آید. بنابراین فشار بخار جزئی آب به دما بستگی دارد و با افزایش دما ، فشار بخار اشباع نیز افزایش می‌یابد. هر چه دما کمتر باشد، مقدار بخار آب لازم برای رسیدن به مرحله اشباع کمتر است.



img/daneshnameh_up/0/0b/shabnam.JPG

نقطه شبنم

اگر دمای هوا به درجه‌ای برسد که در آن هوای مفروض صد در صد از بخار آب اشباع گردد (فشار ثابت)، چنین درجه‌ای به نقطه شبنم موسوم است. برای اندازه گیری ابتدایی نقطه شبنم در یک ظرف که جداره خارجی آن کاملا صیقلی باشد، اختیار کرده و مخلوط آب و یخ در آن قرار می‌دهیم. هرگاه روی جدار خارجی ظرف با هوای مورد نظر در تماس است. به تدریج ذرات بخار آب به صورت مایع (شبنم) پیدا شده ، در دمای آب را بوسیله دماسنج تعیین می‌کنیم این دما درجه اشباع یا نقطه شبنم است.

تغییرات رطوبت نسبی

تغییرات شبانه روزی رطوبت نسبی برعکس تغییرات شبانه روزی درجه حرارت است. ماکزیمم آن کمی قبل از طلوع آفتاب و مینیمم آن در حدود ساعت 2 بعد از ظهر است. تغییرات سالانه رطوبت نسبی منظم نیست و نسبت به موقعیت منطقه تغییر می‌کند. رطوبت نسبی نسبت به ارتفاع نیز کاملا نامنظم است و نمی‌توان قاعده خاصی برای آن بیان کرد. بطوری که ممکن است در اطراف یک ابر رطوبت نسبی صد در صد باشد و در فاصله کمی از آن خیلی کمتر از این مقدار باشد.
+ نوشته شده در  Tue 13 Jan 2009ساعت 12:47 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

باران

دید کلی
img/daneshnameh_up/7/7b/rad.jpg

 

 

همه ابرها ذرات آب یا کریستالهای یخ را با خود حمل می‌کنند، اما این ذرات بسیار کوچکتر از آن هستند که به زمین ببارند. اگر ارتفاع ابرها بیشتر شود ، هوای سردتر ، باعث فشرده‌تر شدن بخار آب می‌شود و این ممکن است برای شکل دادن باران ، تگرگ یا برف مناسب باشد. باران آبی است که پس از سرد شدن بخارهای جوی بوجود آمده و بر زمین می‌‌ریزد. در زبان پهلوی بدان واران (waran) می‌‌گفتند.

باران سنجی با استفاده از امواج

تحقیقات یک دانشمند و همکارانش نشان می‌دهد که می‌توان مقدار ریزش باران را اندازه گرفت و حتی امیدوارانه با استفاده از اطلاعاتی که شرکتهای تلفن همراه از این افت و خیزها جمع آوری کرده‌اند، بتوانند مدلهای خیلی دقیقتری برای آب و هوای کره زمین تهیه کنند. اصل پدیده ، چیز تازه‌ای نیست و در واقع همه خیلی خوب می‌دانند که بارش باران روی مخابره سیگنالهای تلفن همراه تأثیر می‌گذارد: قطره‌های ریز آب موجود در هوا این سیگنالها را ضعیف می‌کند.



img/daneshnameh_up/8/83/rain.gif



بطور دقیقتر ، این قطره‌ها بسته به اندازه‌شان ، شدت فرکانسهای خاصی از سیگنال را کاهش می‌دهد و این پدیده ، آنقدر تأثیرگذار است که در حال حاضر ایستگاههای مخابره امواج تلفن همراه ، بطور خودکار بسته به تغییر شرایط جوی ، شدت سیگنالهایشان را بالا و پایین می‌برند. حالا یک دانشمند نشان داده است که این بالا و پایین شدنها حاوی اطلاعات مهمی است که اتفاقاً به درد هم می‌خورد: او و گروهش توانستند با استفاده از افت و خیزهای مشاهده شده در شدت سیگنالهای مخابره‌ای بین ایستگاههای شهر در هنگام توفان مقدار بارش باران را هر ۱۵دقیقه محاسبه کنند.

این اطلاعات با اندازه گیری مستقیم ایستگاههای هواشناسی دو شهر مختلف همخوانی قابل قبولی دارد. البته این اولین باری نیست که از شدت سیگنالها چنین استفاده‌ای می‌شود. پیش از این سیگنالهای دریافتی از ماهواره‌های GPS هم برای اندازه گیریهای جوی مورد استفاده قرار گرفته بود: بسته به رطوبت و دمای هوا ، تأخیرهای کوچکی در زمان دریافت سیگنالها مشاهده می‌شود و این تأخیرها را می‌توان به اطلاعات آب و هوایی ترجمه کرد. حتی از خود سیگنالهای تلفن همراه هم قبلاً برای بیرون کشیدن اطلاعات متفاوت استفاده شده بود.

بعضی از محققان ، از جمله اریک هورویتز از شرکت مایکروسافت ، ایده استفاده از تعداد مکالمات تلفن همراه هر منطقه برای تخمین میزان ترافیک راههای شهری را مطرح کرده بودند، غیر از این در جریان درگیریهای سال ۱۹۹۹ در کوزوو ، خیلی‌ها فکر می‌کردند که صربها از روی اختلالات شبکه‌های تلفن همراه توانسته‌اند جنگنده‌های ضد رادار F -۱۱۷ نیروی هوایی آمریکا را ردیابی و یکی از آنها را سرنگون کنند. تحقیقات قبلی یکی از محققان دانشگاه اسکس هم استفاده پذیری این افت و خیزهای سیگنالی را برای اندازه گیری بارش ، نشان داده بود.

اما طرحهای پیشنهادی او به نوع خاصی از ارتباط بین ایستگاههای تلفن همراه نیاز داشت. زیبایی و جذابیت تحقیقات این دانشمند در این است که به بازآرایی شبکه‌ها نیازی ندارد و از همان اطلاعات جمع آوری شده بوسیله شرکتهای تلفن همراه برای کسب داده‌های هواشناسی استفاده می‌کند. به عبارت دیگر مواد خام طرح وی کاملاً مجانی از آب در می‌آید. البته تا وقتی که شرکتهای ارتباطی در بودجه‌شان برای این اطلاعات ، ردیف تازه‌ای باز نکنند.

یکی از مشکلات جدی محیط زیست که امروزه بشر در اکثر نقاط جهان با آن درگیر است، باران اسیدی می‌باشد. باران اسیدی به پدیده‌هایی مانند مه اسیدی و برف اسیدی که با نزول مقادیر قابل توجهی اسید از آسمان همراه هستند، اطلاق می‌شود.



img/daneshnameh_up/f/f7/acid_rain.JPG

باران اسیدی

باران هنگامی اسیدی است که میزان PH آب آن کمتر از 5،6 باشد. این مقدار PH بیانگر تعادل شیمیایی بوجود آمده میان دی‌اکسید کربن و حالت محلول آن یعنی بی‌کربنات (HCO3) در آب خالص است. باران اسیدی دارای نتایج زیانبار اکولوژیکی می‌باشد و وجود اسید در هوا نیز بر روی سلامتی انسان اثر مستقیم دارد. همچنین بر روی پوشش گیاهی تأثیرات نامطلوبی می‌گذارد.

در چند دهه اخیر میزان اسیدیته آب باران ، در بسیاری از نقاط کره زمین افزایش یافته و به همین خاطر اصطلاح باران اسیدی رایج شده است. برای شناخت این پدیده سوالات زیادی مطرح گردیده است که به عنوان مثال می‌توان به این موارد اشاره کرد: چه عناصری باعث تغییر طبیعی باران می‌شوند؟ منشأ این عناصر چیست؟ این پدیده در کجا رخ می‌دهد؟

معمولا نزولات جوی به علت حل شدن دی‌اکسید کربن هوا در آن و تشکیل اسید کربنیک بطور ملایم اسیدی هستند و PH باران طبیعی آلوده نشده حدود 5.6 می‌باشد. پس نزولاتی که به مقدار ملاحظه‌ای قدرت اسیدی بیشتری داشته باشند و PH آنها کمتر از 5 باشد، باران اسیدی تلقی می‌شوند.

نماز باران

وقتى رحمت الهى (باران) قطع شود و چشمه‏ها و قناتها بخشکد و کمبود آب پدید آید، براى نزول رحمت الهى و آمدن باران ، نمازمى‏خوانند. نام این نماز ،نماز استسقاء ،یا نماز باران است. این نیز یک درس توحیدى و توجه دادن به قدرت و رحمت الهى است. خداوند مى‏فرماید:

«قل ارایتم ان اصبح ماؤکم غورا فمن یاتیکم بماءمعین؟»: بگو: اگر آب شما بخشکد، چه کسى براى شما آب گوارا مى‏آورد؟

بى آبى یک منطقه و نیامدن باران ،نشان قهر خدا و گاهى به سبب‏گناهانى است که مردم جامعه انجام مى‏دهند.پس توجه به خدا و گریه‏ و التماس و توبه و تضرع ، سبب مى‏شود خداوند عنایت کند و کم‏ آبى را بر طرف سازد. نماز باران براى جلب رحمت‏ خداوند است. رسول خدا صلی‌الله‌علیه‌وآله‌وسلم فرموده است:

وقتى خداوند بر امتى غضب کند و عذاب بر آنان نفرستد، نرخها گران مى‏شود و عمرها کوتاه مى‏گردد، تجار سود نمى‏برند و درختها میوه ‏نمى‏دهند و نهرها پر آب نمى‏شود و باران از مردم قطع مى‏شود و اشرار برآنان تسلط مى‏یابند. در حدیث دیگرى ، امام صادق علیه‌السلام فرموده است:

«... و اذا جار الحکام فى القضاء امسک القطر من‏السماء»: هرگاه زمامداران و حاکمان ، در دادرسى ستم کنند، باران‏ از آسمان قطع مى‏شود.

طبق روایات ، غیر از آنچه یاد شد، شیوع گناه ، کفران نعمت ، منع حقوق ، کم فروشى ، ظلم و حیله ،ترک امر به معروف و نهى از منکر ،ندادن ‏زکات و ... نیز ،گاهى سبب قطع باران مى‏شود. در حدیث آمده: حضرت سلیمان با اصحاب خود براى نماز باران‏بیرون مى‏رفت. در راه ، به مورچه‏اى برخورد که یکى از پاهایش را به ‏آسمان بلند کرده و مى‏گوید: خدایا! ما مخلوقات ضعیف تو هستیم و از روزى تو بى نیاز نیستیم، پس به سبب گناهان بنى آدم ، ما را به هلاکت‏ مرسان.

حضرت سلیمان علیه‌السلام به اصحاب خود فرمود:برگردید! همانا بخاطر دعاى غیر خودتان سیراب شدید!... پس خیلى هم نباید مغرور بود، خداوند گاهى به خواسته مورچه‏اى ، رحمت ‏خود را بر بندگان نازل مى‏کند.حتى گاهى دعاى کافرى چون‏ فرعون را مى‏پذیرد و باران و فراوانى آب را عطا مى‏کند. در حدیث است از قول امام صادق علیه‌السلام که یاران فرعون از کاهش آب نیل پیش او سخن ‏گفتند و اظهار کردند که این باعث هلاکت ما خواهد شد. فرعون از آنان‏ خواست که آنروز برگردند. شب که شد، به میان رود نیل رفت و دست ‏بسوى آسمان بلند کرد و گفت: خدایا! مى‏دانى که مى‏دانم، که جز تو ، کسى توان آب آوردن ندارد، پس به ما آب بده.

کیفیت نماز باران

مثل نماز عید ، دو رکعت است و رکعت اول ، پنج قنوت و رکعت دوم ‏چهار قنوت دارد و بهتر است که با جماعت‏ خوانده شود. در قنوتها ، هر دعایى مى‏توان خواند،ولى بهتر است دعایى خوانده ‏شود که در آن ، از خداوند طلب باران شده باشد و قبل از هر دعا ،صلوات بر پیامبر و آلش فرستاده شود. مستحب است که حمد و سوره‏اش بلند خوانده شود.
+ نوشته شده در  Mon 12 Jan 2009ساعت 3:45 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

آب

مقدمه

آب ماده ای فراوان در کره زمین است. به شکل های مختلفی همچون دریا ، باران ، رودخانه و... دیده می‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود، اما از بین نمی‌رود. هر گونه حیات محتاج آب می‌باشد. انسان ها از آب آشامیدنی استفاده می‌کنند، یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.

با رشد جمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله ، سبب نگرانی بسیاری از دولت‌ها در سراسر دنیا شده است. گاهی بدلیل مشکلات کمبود آب ، این ماده را جیره بندی می‌کنند تا مصرف آن را تعدیل نمایند.
img/daneshnameh_up/5/55/values_fall.jpg

ماده ای شگفت انگیز

 

آب نوعی ماده مرکب است که از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته فرمول شیمیایی آب شده است. آب را جزو دسته مخلوط‌ها طبقه‌بندی نمی‌کنند، چون خواص آب نه به خواص هیدروژن شبیه است و نه به خواص اکسیژن. از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، یک مولکول آب بوجود می‌آید. یک قطره آب دارای تعداد بی شماری مولکول آب می‌باشد.

معادله شیمیایی واکنش بین هیدروژن و اکسیژن و تشکیل آب از قرار زیر است:



هر مولکول آب دارای یک ناحیه مثبت و یک ناحیه منفی است که این دو ناحیه در دو طرف مولکول آب واقع شده‌اند. شیمیدان‌ها با کمک شواهد به این نتیجه رسیده‌اند که مولکول آب شکل خطی ندارد، یعنی به این صورت نیست که دو اتم هیدروژن بصورت خطی در دو طرف یک اتم اکسیژن قرار گرفته باشند (HــOــH). بلکه مولکول آب حالت خمیده ای دارد که اتم های هیدروژن در سر مثبت مولکول و اتم های اکسیژن در سر منفی مولکول آب تجمع پیدا نموده اند.

اشکال متغیر

آب در اشکال متفاوتی بر روی زمین یافت می‌شود. تنها ماده ای است که در طبیعت به هر سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارد. ابرها در آسمان، موج دریا، کوه یخی، توده های یخی در دل کوه ها و منابع آبی زیرزمینی تنها چند شکل از آب می‌باشند. طی اعمال تبخیر، میعان، انجماد و ذوب، آب مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود. این پدیده تبدیل آب را چرخه بزرگ آب می‌نامند.

از آنجا که بارندگی در صنعت کشاورزی و همچنین برای خود بشر بسیار با اهمیت است، به اشکال مختلف بارندگی نام های به خصوصی اطلاق می‌شود. بارندگی معمولاً بصورت باران است. دیگر اشکال آن، تگرگ،برف، مه و شبنم می‌باشند. همچنین، از برخورد نور با قطرات باران، رنگین کمان پدید می‌آید.

آب‌های روی سطح زمین، نقش های مهمی ایفا می‌کنند؛ رودخانه‌ها آب مورد نیاز کشاورزی را فراهم می‌کنند و دریاها هم وسیله ای برای تجارت و مبادله کالاها محسوب می‌شوند. توده های یخی و آبشارها هم از دیگر اشکال آب هستند. فرسایش به وسیله ی آب، نقش مهمی در شکل محیط زیست ایفا می‌کند.

به علاوه، دره ها و دلتاهای حاصل از رسوبات رودخانه‌ها، محلی برای سکنی گزیدن انسان ها بوده است. آب به داخل زمین هم نفوذ می‌کند و آب‌های زیرزمینی را ایجاد می‌کند. آب‌های زیرزمینی را می‌توان با کندن چاه یا قنات استخراج نمود. البته آب های زیرزمینی به شکل چشمه یا چشمه آب گرم هم به سطح زمین می‌آیند.

آب املاح و مواد معدنی مختلفی دارد که بر حسب آن مواد، طعم و مزه اش بسیار تفاوت می‌کند. البته ما انسان‌ها ، خود ، قادریم که آشامیدنی بودن آبی را ارزیابی کنیم؛ مثلاً از آب شور دریا و یا آب‌های بدبوی باتلاق ها استفاده نمی‌کنیم. بلکه آبی می نوشیم که سالم بوده و مناسب نیازهای بدنمان باشد.

ادامه مطلب
+ نوشته شده در  Sat 10 Jan 2009ساعت 3:19 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

زغال سنگ



 

زغال سنگ از تغییرات بیولوژیکی ناشی از افزایش فشار و بالا رفتن دما بر روی گیاهان از روزگاران بسیار دور بوجود آمده است. کربن موجود در زغال ‌سنگ به صورت ترکیب‌های مختلف آلی از جمله اسیدهای کربوکسیلیک متراکم شده و به صورت ترکیبات آروماتیک با حلقه‌های ناجور (که علاوه بر کربن ، شامل هیدروژن ، اکسیژن ، نیتروژن و گوگرد نیز می‌باشند) در آمده است.
تصویر

نگاه اجمالی

تقریبا از همه انواع زغال سنگ‌ها به‌منظور سوخت و تهیه زغال کک ، می‌توان استفاده کرد. بیش از 80 درصد مصرف زغال سنگ‌ها برای تولید برق ، بخار در صنایع ، حمل و نقل یا سوخت و فرآیندهای متالوژی و ... بکار می‌روند. قسمت دیگر زغال سنگ نیز در فرآیند کربونیزاسیون برای تولید کک ، گاز زغال سنگ ، آمونیاک ، قطران زغال سنگ و محصولات نفتی سبک مصرف می‌شود. علاوه بر این ، مقادیر قابل توجهی از زغال سنگ به عنوان پُرکننده ، رنگدانه ، در تصفیه آب و ... مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تاریخچه

بیش از دو هزار سال پیش ، در چین ، یونان و ایتالیا زغال سنگ به‌عنوان یک ماده سوختی مورد استفاده قرار می‌گرفت. البته استخراج آن از معدن در حدود قرن دهم میلادی در آلمان آغاز شد.

منشاء زغال سنگ

امروزه ، روشن است که زغال سنگ ، منشاء گیاهی دارد و طی فرآیندهای طولانی شیمیایی ، بیولوژیکی و ژئولوژیکی در دوران گذشته ، تشکیل شده و به صورت ذخیره‌های پرارزشی در آمده است که امروزه انسان از آن بهره‌برداری می‌کند. همه زغال سنگ‌ها ، به یک طریق بوجود نیامده‌اند، بلکه با توجه به دوران مختلف زمین شناسی و شرایط متفاوت آنها ، نوع تغییرات موثر در بوجود آوردن زغال سنگ‌ها نیز متفاوت بوده است. از اینرو ، امروزه ، چند نوع زغال سنگ در معادن وجود دارد.

فرآیندهای تشکیل زغال سنگ

مواد گیاهی اساسا از سه عنصر اصلی کربن ، هیدروژن و اکسیژن ، همچنین مقادیر اندکی از اجسام کانی و نیتروژن تشکیل یافته‌اند. قسمت عمده گیاهان را سلولز ، به فرمول C6H10O5 ، تشکیل می‌دهد که ضمن فرآیندهای گوناگون بیوشیمیایی و ژئوشیمیایی به زغال سنگ مبدل می‌شود.

تصویر

فرآیندهای بیوشیمیایی

وقتی یک ماده آلی شامل کربن و هیدروژن و اکسیژن ، مانند سلولز ، در هوای معمولی می‌سوزد، بطور کامل به دی‌اکسید کربن و آب تبدیل می‌شود، اما وقتی که همین مواد در شرایط کمبود اکسیژن می‌سوزند، عمل سوختن بطور ناقص صورت می‌گیرد و در نتیجه قسمتی از کربن و تمامی‌ اکسیژن و هیدروژن از سلولز حذف شده و جسم سیاهی برجا می‌ماند که زغال نامیده می‌شود.

تخریب مواد گیاهی ، نتیجه اکسید شدن آنها توسط باکتری‌ها و دیگر میکرواورگانسیم‌ها می‌باشد که خود به دو عامل بستگی دارد:

یکی میزان مقاومت قسمتهای مختلف گیاهان در برابر شرایط محیطی مردابها و دیگری نوع قارچ یا باکتری که موجب تخریب کامل گیاه می‌شود. تخریب مواد آلی در غیاب اکسیژن ، مثلا در زیر آب ، نیز به تشکیل زغال سنگ منتهی می‌شود که در این صورت ، هیدروژن به آب و قسمتی از کربن به دی‌اکسید و منوکسیدکربن تبدیل می‌شود و مقداری از هر دو به شکل متان خارج می‌شوند.

در فرآیندهای تبدیل سلولز به لیگنیت و زغال سنگ قیری ، محصول بدست آمده از تخریب مواد گیاهی که در حقیقت پیش‌ترکیب زغال سنگ است، پیت نامیده می‌شود که برای تشکیل آن ، مواد چوبی در جاهای مرطوب دستخوش تغییرات فیزیکی و شیمیایی اساسی می‌شوند. شرایطی که در آن ، در زمانهای گذشته پیت تشکیل شد، تفاوت چندانی با شرایط امروزی ندارد.

احتمالا در دوران گذشته ، هوا نسبتا گرمتر و میزان بارندگی بیشتر و منظم‌تر بود. در نتیجه ، رشد گیاهانی که سرانجام آنها ، پس از طی دوره‌های گوناگون زمین شناسی ، تبدیل شدن به پیت و زغال سنگ می‌باشد، بیشتر از امروز بود.

فرآیندهای ژئوشیمیایی

بطور کلی در این فرآیند ، پیت به انواع زغال سنگ تبدیل می‌شود. تبدیل پیت به زغال سنگ قیری نتیجه اثرات طولانی فشار و دما است و تبدیل آن به آنتراسیت به فشار و دمای باز هم بیشتر نیاز دارد که از فرآیند تشکیل کوهها و حرکت افقی پوسته زمین ناشی می‌شود. فرآیند تبدیل پیت به زغال سنگ ، با کاهش مقدار رطوبت ، اکسیژن ، هیدروژن و حجم مواد فرار (دی‌اکسیدکربن ، منوکسیدکربن و گازهای دیگر) موجود در آن و افزایش درصد کربن ثابت ، گوگرد و در بسیاری موارد ، محتویات خاکستر آن همراه است. این فرآیند تبدیل ، بطور کلی به عوامل ژئولوژیکی زیر مربوط است:


  • فشار و حرارت : که این خود به عمق رگه‌های پیت در لایه‌های زیرزمینی مربوط می‌شود.

  • زمان : هر چه زمان ذخیره‌سازی زغال سنگ طولانی‌تر باشد، عمل تشکیل زغال سنگ کاملتر است.

  • دگرگونی ساختار

  • حرارت ناخواسته ناشی از صخره‌های مجاور

  • ترکیب و ساختار گیاه

  • شرایط محیطی

پیرولیز زغال سنگ

تمام انواع زغال سنگ‌ها بر اثر گرما تجزیه می‌شوند و بر حسب نوع آنها و شرایط تجزیه (فشار و دما) ، به مواد گوناگون مفیدی تبدیل می‌شوند که از نظر کاربردهای صنعتی و تجاری اهمیت به‌سزایی دارند. بیشتر انواع زغال‌سنگ‌ها ، در دمای حدود 100 درجه سانتی‌گراد رطوبت خود را از دست می‌دهند و تا دمای 400 درجه سانتی‌گراد تجزیه می‌شوند و مقداری مواد روغنی و گازی شکل تولید می‌شود. با افزایش دما به میزان 1 تا 2 درجه سانتی‌گراد در هر دقیقه ، تا دمای 45 درجه سانتی‌گراد بیشترین مقدار محصولات بدست می‌آید که عمدتا شامل قطران زغال سنگ است.

این مواد ، ترکیبات گوناگون آروماتیکی مانند بنزن ، تولوئن ، گزیلن ، فنل‌ها ، نفتالین ، فتانترن) ، آنتراسن و غیره را در بر دارد و به روش تقطیر می‌توان آنها را از یکدیگر جدا کرد، اما اگر دما به 900 درجه برسد، قطران خود تجزیه می‌شود و از مقدار محصولات مفید کاسته می‌شود. مواد جامد حاصل از پیرولیز زغال سنگ عمدتا شامل زغال کک (با توان گرمایی پایین و توان گرمایی بالا) ، دوده (برای رنگدانه‌ها) ، گرانیت (برای الکترودها) ، کربن فعال و مواد ساختمانی است. بطور کلی ، در فرآیند پیرولیز حدود %70 زغال سنگ به کک و %5 آن به قطران تبدیل می‌شود.

تصویر

کاربردهای مهم زغال سنگ

از زغال سنگ به عنوان سوخت در نیروگاه‌های حرارتی مولد برق ، در تولید بخار توسط توربین‌های بخار در کارخانجات صنعتی ، راه‌آهن و در کشتی‌ها و نیز به صورت سوخت خانگی در برخی از کشورها استفاده می‌شود. تقریبا 87% زغال سنگ جهان برای تولید گرما و دیگر انواع انرژی‌های مربوطه سوزانیده می‌شود. بدیهی است که ضمن سوختن زغال سنگ فرآورده‌های جنبی مانند گازهای سوختنی ، زغال کک و قطران نیز بدست می‌آید. باید توجه داشت که در برخی از کشورهای جهان ، قسمتی از گازهای سوختی شهری از زغال سنگ تهیه می‌شود.

برای این منظور ، زغال سنگ را با جریانی از بخار آب و اکسیژن در فشار 20 تا 30 اتمسفر مجاور می‌کنند. در این عمل قسمتی از زغال سنگ در مجاورت با بخار آب و اکسیژن به هیدروژن و منوکسید کربن تبدیل می‌شود. بعد ، این فرآورده‌های گازی را در مجاورت کاتالیزور آهن به هیدروکربن و یا بوسیله کاتالیزور روی و مس به متیل الکل تبدیل می‌کنند. علاوه بر مصارف سوختی ، از زغال سنگ در تهیه بسیاری از مواد مفید و مهم آلی و غیرآلی استفاده می‌شود که عمدتا از تقطیر قطران حاصل از پیرولیز زغال سنگ و یا مواد جامد باقی مانده از عمل پیرولیز تهیه می‌شود.

خطرات ناشی از معادن زغال سنگ

یکی از عوامل خطرات بهداشتی و جانی که کارکنان صنایع زغال سنگ با آن مواجه هستند، گاز متان است که معمولا در معادن زغال سنگ وجود دارد، زیرا مخلوط 5 تا 15 درصد آن با هوا انفجار‌آمیز است. از این رو ، مقدار گاز متان در معادن زغال سنگ باید دقیقا کنترل شود. البته علاوه بر متان ، گازهای دیگری مانند منوکسید کربن ، دی‌اکسید گوگرد نیز همراه با آن در معادن زغال سنگ وجود دارند که نه از نظر انفجار بلکه از نظر مسموم کنندگی می‌توانند برای سلامتی کارگران معدن زیان‌آور باشند.

برای جلوگیری از خطرات ناشی از این گاز ، معمولا آن را با دستگاه ویژه‌ای از معدن زغال سنگ خارج می‌کنند. اکسیداسیون پیریت در هوا ممکن است به تشکیل اسید سولفوریک منتهی شود که از طریق آبهای جاری وارد منابع ذخیره آب شده و موجب آلودگی آن شود. تنفس گرد و غبار زغال سنگ نیز موجب بروز بیماری پنوموکونیوزیز می‌شود که به بیماری سیاه‌ریه نیز موسوم است. در این بیماری ذرات زغال سنگ ریه‌ها را از لایه سیاه رنگی می‌پوشانند و عمل تنفس را با دشواری روبرو می‌کند.
+ نوشته شده در  Sat 10 Jan 2009ساعت 1:11 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

بار الکتریکی

مقدمه

اگر یک روز خشک و آفتابی روی قالی راه بروید، به محض این که دستتان با دستگیره فلزی تماس پیدا می‌کند، جرقه ایجاد می‌شود. و یا هنگام باریدن باران ، آذرخش و رعد و برق را بارها ملاحظه کرده‌ایم. تمام این موارد حاکی از این است که مقدار زیادی بار الکترونی در اجسام پیرامون ما و حتی در بدن ما ذخیره شده است. خنثی بودن غالب اشیا مشاهده‌ پذیر و قابل لمس جهان ، از لحاظ الکتریکی ، این واقعیت را تایید می‌کند که تمام اشیا حاوی تعداد زیادی بار الکتریکی مثبت و منفی هستند که چون تعداد این دو نوع بار الکتریکی یکسان است، لذا از نظر آثار خارجی کاملا اثر یکدیگر را بی‌اثر می‌کنند. فقط هنگامی که این توازن زیبای الکتریکی از بین برود، طبیعت آثار بارهای مثبت و منفی آشکار می‌شود. بنابراین زمانی که گفته می‌شود، جسمی باردار است، منظور این است که بار الکتریکی در جسم اندکی نامتوازن شده است.



تصویر

یک آزمایس ساده

یک میله شیشه‌ای را در دست خود گرفته و با پارچه ابریشمی مالش دهید. عمل مالش سبب می‌شود که مقدار کمی بار الکتریکی از یک جسم به جسم دیگر منتقل شود، و لذا خنثایی الکتریکی آن دو به هم می‌خورد. حال اگر این میله باردار بوسیله یک رشته نخ از نقطه آویزان کنیم وسیله شیشه‌ای دیگری را که به صورت مشابه باردار شده است به این میله نزدیک کنیم، دو میله یکدیگر را می‌رانند. اما اگر یک میله پلاستیکی را که با یک پوست خز باردار شده است به این میله نزدیک کنیم، در این صورت میله پلاستیکی انتهای باردار میله شیشه‌ای آویزان شده را جذب می‌کند.

بنابراین نتیجه می‌گیریم که دو نوع بار الکتریکی وجود دارد. یک نوع از آن ، یعنی بار الکتریکی که روی شیشه مالش داده شده ایجاد می‌شود را بار مثبت و نوع دیگر ، یعنی بار الکتریکی ایجاد شده روی میله بار منفی می‌نامیم همچنین نتیجه می‌گیریم که بارهای الکتریکی همنام یکدیگر را دفع می‌کنند و برعکس بارهای الکتریکی غیر همنام همدیگر را جذب می‌کنند.

تاریخچه انتخاب نامهای مثبت و منفی

انتخاب نامهای مثبت و منفی برای بارهای الکتریکی مربوط به بنجامین فرانکلین (Benjamin Franklin) است. او علاوه بر کارهای بزرگی که انجام داد، دانشمندی با شهرت بین المللی بود. فرانکلین واژه‌های بار و باتری را وارد فرهنگ الکتریسیته کرد. بنابراین به رسم احترام شاید بد نباشد که ، هرگاه باتری ماشین حسابمان خالی می‌شود و ما در حین تعویض باتری علامتهای + و – را روی باتری مشاهده می‌کنیم، که نشان دهنده قطبهای مثبت و منفی باتری هستند، به یاد فرانکلین این دانشمند بزرگ عالم فیزیک بیافتیم.



تصویر

بررسی کمی نیروی موجود میان ، بارهای الکتریکی

در مبحث الکترواستاتیک که بارهای الکتریکی ساکن و یا با سرعت فوق العاده کم مورد بحث قرار می‌گیرد، نیروهایی که بارهای الکتریکی هم‌نام و غیر هم‌نام به یکدیگر وارد می‌کنند توسط قانون کولن مورد بررسی قرار می‌گیرد. با استفاده از این قانون می‌توان علاوه بر مقدار این نیروها ، نوع آنها را از لحاظ جاذبه یا دافعه بودن مشخص نمود.

کاربرد نیروهای الکتریکی بین اجسام باردار

نیروهای الکتریکی موجود بین اجسام باردار در صنعت کاربردهای زیادی دارند، که از آن جمله می‌توان به رنگ افشانی الکتروستاتیکی ، گردنشانی ، دود گیری ، مرکب پاشی چاپگرها و فتوکپی اشاره کرد. به عنوان مثال در یک دستگاه فتوکپی دانه‌های حامل ماشین با ذرات گرد سیاه رنگی که تونر نام دارد، پوشیده می‌شوند. این ذرات بوسیله نیروهای الکتروستاتیکی به دانه حامل می‌چسبند.

ذرات با بار منفی تونر ، سرانجام از دانه‌های حاملشان جدا می‌شوند. جذب این ذرات توسط تصویر با بار مثبت متن مورد نسخه برداری ، که بر روی یک غلتک چرخان قرار دارد، صورت می‌گیرد. آنگاه ورقه کاغذ باردار ذرات تونر را روی غلتک جذب می‌کند و بعد از پخته شدن و نشستن ذرات بر روی کاغذ ، کپی مورد نظر به دست می‌آید.
+ نوشته شده در  Sat 10 Jan 2009ساعت 1:7 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

انرژی

مقدمه

از زمانی که انسانهای اولیه شروع به استفاده از انرژی کرده‌اند تا حال ، انرژی به انرژیهای قدیمی و انرژیهای نو تقسیم بندی می‌شود.


  • انرژیهای قدیمی شامل: چوب ، زغال سنگ ، انرژی باد (برای کشتیهای بادی) ، نفت و ... می‌باشند.

  • انرژیهای نو شامل: انرژی خورشید ، باد (برای ماشینهای بادی امروزی) ، هیدروژن ، اتم ، انرژی هسته‌ای و ... هستند.

    این روزها همه صحبت از صرفه جویی در مصرف انرژی است و دانشمندان بیشترین تلاش خود را صرف پیدا کردن راههایی برای بدست آوردن انرژی بیشتر و ارزانتر می‌کنند و از باد ، خورشید ، جزر و مد دریاها و انرژی موجود در اتمها نیز مدد می‌جویند. اما جالب است بدانید که همین دانشمندان هم به سختی می‌توانند، تعریف دقیقی از انرژی ارائه کنند.

    در حقیقت اگر انرژی را به صورت "کار ذخیره شده" یا "توانایی انجام کار" تعریف کنیم، توانسته‌ایم تا حدود زیادی تعریفی از انرژی ارائه نمائیم. هر چند که این تعریف چندان جامع و کامل نیست. در حقیقت وجود ما و دنیای اطراف ما بدون وجود انرژی و حتی تبدیل آن به صورتهای گوناگون امری محال است. لذا انرژی نه از بین می‌رود ونه به وجود می‌آید!

    در تعریف انرژی می‌توانیم بگوییم که: انرژی توانایی انجام کار است. یعنی تمامی موجودات برای انجام کار باید غذا مصرف کنند تا این غذا بصورت انرژی در ماهیچه‌های آنها ذخیره شود که در موقع لازم بتوانند از آن استفاده کنند. با پیشرفت و انقلاب تکنولوژیک تمامی دستگاهها و ماشینها به نوعی از انرژیهای مختلف استفاده می‌کنند. مثلا ماشین بنزین مصرف نکند برای ما نمی‌تواند کار انجام دهد یا یخچال انرژی الکتریکی مصرف نکند، نمی‌تواند عمل سرمایشی انجام دهد.

    در حقیقت انرژی همواره از صورتی به صورت دیگر تبدیل می‌شود و همین امر کارها را به سرانجام می‌رساند. برای نمونه انرژی موجود در دریاچه‌های پشت سدها ، انرژی ارتفاعی است. خودورهای در حال حرکت ، مثل بسیاری از اشیا متحرک دیگر ، دارای انرژی حرکتی هستند. در کمان تیراندازی انرژی کششی نهفته است و در ابرهای باران زا نیز می‌توانیم انرژی الکتریکی را بیابیم. اما این انرژی کار آمد و مهم را چگونه اندازه گیری می‌کنند!؟

موقعیت جهانی انرژی

  • سرنوشت انسانها بر این روال است که در مقابل خطر متحد می‌شوند. ولی بر عکس در مورد مراکز هسته‌ای عقاید بسیار متفاوت است. زیرا بعضی از ملتها از دیگری می‌ترسند. در چنین شرایطی ، قانون طبیعی اتحاد به علت استفاده نادرست توسط قانون دیگر طبیعت به نام عدم اعتماد جایگزین می‌شود.

  • بخشی از مردم به انرژی توجه بیشتری دارند و تنها راه حل را در افزایش مصرف انرژی الکتریکی که از انرژی اتمی تولید می‌شود، می‌دانند و تصور می‌کنند که افزایش تکنیک ، سبب کاهش خطر به میزان قابل توجه برای همه خواهد بود. آنان در اتم ، در ادامه آنچه که در شیمی ، در هواپیمایی ، در پزشکی و در تحقیقات فضایی انجام یافته ، پیشرفت حتمی را می‌بینند.

  • بعضی دیگر از انرژی اتمی بیمناک هستند آنها بمب اتمی را بخاطر می‌آورند که به توسط مواد رادیواکتیو تشعشعات هسته‌ای نامرئی را بوجود می‌آورند، که برای محیط زیست بسیار زیان بار است.

  • طرفداران استفاده از انرژیهای غیر هسته‌ای ، اجتماع طبیعت و علم را جویا هستند تا روشهای دیگری را برای تولید انرژی و برای انرژی گیری بوجود می‌آورند.

اندازه گیری انرژی

بدون تردید اندازه گیری انرژی با توجه به اهمیت زیاد آن ، باید بسیار دقیق باشد، آن هم با ارزش روز افزون انرژی ، که دنیا را دگرگون ساخته است. برای اندازه گیری انرژی واحدهایی وجود دارند که معروفترین آنها "کیلو وات - ساعت" (KWh) است. میزان مصرف برق هر وسیله برقی خانگی را با همین واحد اندازه گیری می‌کنند.

منابع انرژی

ما برای تأمین انرژی مورد نیاز خود سه گروه انرژی را در اختیار داریم. گروه اول مواد سوختی سنگواره‌ای ، از قبیل زغال سنگ ، نفت و گاز طبیعی هستند که بازمانده گیاهان وجانورانی می‌باشند که میلیونها سال قبل می‌زیسته‌اند. جالب اینکه ، این منابع بسیار مهم انرژی ، که می‌توان از آنها دارو و بسیاری از مواد مصنوعی ارزشمند دیگر را تهیه کرد، در حجم وسیعی سوزانده می‌شوند.

گروه دوم منابع انرژی تجدید شدنی است. مانند خورشید ، باد ، جزر و مد ، نیروی آب و گرمای محیط ، که بدون دخالت انسان خود به خود تجدید می‌شوند و به محیط زیست نیز صدمه نمی‌زنند. متأسفانه استفاده چندانی از اینگونه انرژیها به عمل نمی‌آید. گروه سوم نیز "مواد سوختنی هسته‌ای" مانند "اورانیوم" و "پلوتونیوم" هستند که انرژی عظیم و شگفت آوری را برای ما به ارمغان می‌آورند و این انرژی از هسته اتم به عمل می‌آید. جالب است بدانید که از سوختن یک کیلوگرم زغال سنگ تقریبا هشت کیلو وات ساعت حرارت بدست می‌آید، در صورتی که از یک کیلوگرم اورانیم 23000000 کیلو وات ساعت حرارت حاصل می‌شود. البته این انرژی در صورت استفاده نادرست خطرات غیر قابل باوری را به همراه می‌آورد.

انرژی را به صورت دیگر نیز دسته بندی می‌کنند. برای نمونه آن را به دو دسته انرژی اولیه و ثانویه تقسیم بندی می‌کنند. "انرژی اولیه" انرژی بدست آمده از موادی است که بطور طبیعی وجود دارند، که از جمله می‌توان از نفت خام ، گاز و زغال سنگ نام برد. در حالی که "انرژی ثانویه" آن دسته از انرژیهایی هستند که از ناقلان انرژی اولیه بدست می‌آیند. مانند جریان الکتریکی ، بنزین و مواد سوختنی گرمازا. متأسفانه ، هنوز علم انسان آنقدر پیشرفت نکرده است که از قسمت اعظم انرژی استفاده کند، زیرا تنها قسمت بسیار کوچکی از آن بصورت مفید به مصرف می‌رسد که از این مقدار کم ، بیشترین سهم به مصرف در لوازم خانگی اختصاص دارد و صنایع در ردیف دوم قرار دارند و وسایل نقلیه عمومی در ردیف کم مصرف‌ترین وسایل قرار دارند.


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  Fri 9 Jan 2009ساعت 1:20 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

گردش گری در ایران

استان خراسان جنوبی

استان خراسان جنوبی در گستره پهناوری در شرق ایران واقع شده؛ از شمال با استان خراسان رضوی، از جنوب با سیستان و بلوچستان و کرمان و از شرق به طول 330 کیلومتر با کشور افغانستان هم مرز است. استان خراسان جنوبی دارای 5 شهرستان به نام های بیرجند، قاین، نهبندان، سربیشه و سرایان می باشد. مرکز استان خراسان جنوبی، شهرستان بیرجند است.


نقشه تقسیمات
استان خراسان جنوبی؛ عکس از سازمان نقشه برداری کشور

به دلیل کم بودن نزولات جوی و شرایط نامساعد دیگر، کشاورزی در این استان گسترده نیست، اما با این وصف محصولات سازگار با طبیعت منطقه (زعفران و زرشک) از مرغوبیت بالایی برخوردار است.
طبیعت خاص استان خراسان جنوبی در دشت بزرگ لوت و چشم اندازهای زیبای آن در جنوب استان در کنار ییلاق های کوهستانی شمال شرقی استان، از جمله مهم ترین مناطق توریستی-طبیعی خاص به شمار می رود.  

استان خراسان جنوبی از مناطق تاریخی و بناهای معماری قابل توجهی برخوردار است. بیرجند، خوسف، سربیشه و نهبندان هر یک دربرگیرنده جاذبه های تاریخی و معماری با اهمیتی هستند که به لحاظ معماری و تاریخی، استان خراسان جنوبی را غنی و پربار ساخته اند. از نظر تاریخی "خوسف" یكی از كهن‌ ترین و قدیمی ترین شهرهای جنوب خراسان به شمار می رود که وجود بافت قدیمی با آثار تاریخی ارزشمند؛ از ویژگی های شاخص این شهر محسوب می شود. این بافت كه به لحاظ موقعیت طبیعی و واقع شدن بر روی هسته مقاوم، از زمین لرزه در امان مانده، یكی از سالم ترین بافت های تاریخی را دارا می باشد. بناهای تاریخی سربیشه به دوره پیش از اسلام می‌رسد و آثار تاریخی آن نشان دهنده غنای فرهنگی و سابقه تمدنی این منطقه است. آثاری از قبیل محوطه های باستانی، قلعه و خانه های قدیمی، غارها و روستاهای شگفت انگیز در این منطقه دیده می شوند. قلعه بزرگ نهبندان نیز كه از خشت و چینه ساخته شده و در داخل شهر نهبندان قرار گرفته؛ سابقه آن به دوران اشکانیان و ساسانیان می رسد.

 

استان خراسان رضوی

استان خراسان رضوی؛ بزرگ ترین قطب توریسم مذهبی جمهوری اسلامی ایران است که بناهای آرامگاهی، بیش ترین و مهم ترین چشم انداز معماری این منطقه را تشکیل می دهند. مجموعه های آرامگاهی؛ بناهایی هستند كه طی سالیان طولانی بر روی مدفن و مزار شخصیت‌های مذهبی و محبوب شكل گرفته اند و معمولا شامل حرم، ‌مساجد، مدارس، كتاب خانه ها، كاروان سراها، آب انبارها، خانقاه ها و فضاهایی از این قبیل می شوند. گسترش چنین مجموعه هایی، با گسترش مذهب، اعتبار و احترام صاحب مدفن و ارزش هنری و معماری بناهای ساخته شده ارتباط مستقیمی دارد. برخی از مجموعه های آرامگاهی مانند آستان قدس رضوی، در شكل گیری و پیدایش شهرها، نقش اساسی و مهمی ایفا كرده اند و به مركز فعالیت های مختلف مذهبی، سیاسی، اقتصادی و غیره تبدیل شده اند.

 


نقشه تقسیمات
استان خراسان رضوی؛ عکس از سازمان نقشه برداری کشور

 

مجموعه آستان قدس رضوی یکی از باشکوه ترین بناهای آرامگاهی سراسر جهان اسلام است که وجود مبارک حضرت امام رضا (ع) را در برگرفته و سبب شده استان خراسان رضوی به بزرگ ترین قطب توریسم مذهبی ایران تبدیل شود.

 

استان خراسان شمالی

استان خراسان شمالی با مساحتی حدود ۲۸۱۷۹ کیلومتر مربع از ۶ شهرستان بجنورد (مرکز استان)، شیروان ،اسفراین، مانه و سملقان ،جاجرم و فاروج تشکیل شده است. این استان از نظر موقعیت جغرافیایی؛ از شمال با کشور ترکمنستان، از شرق و جنوب با استان خراسان رضوی، از جنوب غربی با استان سمنان و از غرب با استان گلستان هم مرز است.

 


نقشه تقسیمات
استان خراسان شمالی؛ عکس از سازمان نقشه برداری کشور

 

آثار کشف شده در این استان نشان از قدمت تاریخی کهن آن دارد. محوطه باستانی معروف به پهلوان و تپه حیدران جاجرم، قدمتی بیش از ۱۲ هزار سال دارند. قدیمی ترین اثر باستانی پابرجای قبل از اسلام (بنای سنگی اسپاخو) در غرب شهرستان مانه و سملقان در فاصله ۵ کیلومتری شمال شاهراه آسیایی در روستای اسپاخو نیز دلیل دیگری برصحت این ادعا است.

                      یا رب زِ باد فتنه نگهدار خاک پارس     
                                                                  چندان که خاک را بود و باد را بقا (سعدی)

 

 


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  Thu 8 Jan 2009ساعت 10:32 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

انیژی هسته ای

دید کلی

وقتی که صحبت از مفهوم انرژی به میان می‌آید، نمونه‌های آشنای انرژی مثل انرژی گرمایی ، نور و یا انرژی مکانیکی و الکتریکی در شهودمان مرور می‌شود. اگر ما انرژی هسته‌ای و امکاناتی که این انرژی در اختیارش قرار می‌دهد، آشنا ‌شویم، شیفته آن خواهیم شد.



img/daneshnameh_up/0/0c/energihaastehi.jpg



آیا می‌دانید که

  • انرژی گرمایی تولید شده از واکنشهای هسته‌ای در مقایسه با گرمای حاصل از سوختن زغال سنگ در چه مرتبه بزرگی قرار دارد؟

  • منابع تولید انرژی هسته‌ای که بر اثر سیلابها و رودخانه از صخره شسته شده و به بستر دریا می‌رود، چقدر برق می‌تواند تولید کند؟

  • کشورهایی که بیشترین استفاده را از انرژی هسته‌ای را می‌برند، کدامند؟ و ... .

نحوه آزاد شدن انرژی هسته‌ای

می‌دانیم که هسته از پروتون (با بار مثبت) و نوترون (بدون بار الکتریکی) تشکیل شده است. بنابراین بار الکتریکی آن مثبت است. اگر بتوانیم هسته را به طریقی به دو تکه تقسیم کنیم، تکه‌ها در اثر نیروی دافعه الکتریکی خیلی سریع از هم فاصله گرفته و انرژی جنبشی فوق العاده‌ای پیدا می‌کنند. در کنار این تکه‌ها ذرات دیگری مثل نوترون و اشعه‌های گاما و بتا نیز تولید می‌شود. انرژی جنبشی تکه‌ها و انرژی ذرات و پرتوهای بوجود آمده ، در اثر برهمکنش ذرات با مواد اطراف ، سرانجام به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. مثلا در واکنش هسته‌ای که در طی آن 235U به دو تکه تبدیل می‌شود، انرژی کلی معادل با 200MeV را آزاد می‌کند. این مقدار انرژی می‌تواند حدود 20 میلیارد کیلوگالری گرما را در ازای هر کیلوگرم سوخت تولید کند. این مقدار گرما 2800000 بار برگتر از حدود 7000 کیلوگالری گرمایی است که از سوختن هر کیلوگرم زغال سنگ حاصل می‌شود.



img/daneshnameh_up/e/ee/pressurized.gif




کاربرد حرارتی انرژی هسته‌ای

گرمای حاصل از واکنش هسته‌ای در محیط راکتور هسته‌ای تولید و پرداخته می‌شود. بعبارتی در طی مراحلی در راکتور این گرما پس از مهارشدن انرژی آزاد شده واکنش هسته‌ای تولید و پس از خنک سازی کافی با آهنگ مناسبی به خارج منتقل می‌شود. گرمای حاصله آبی را که در مرحله خنک سازی بعنوان خنک کننده بکار می‌رود را به بخار آب تبدیل می‌کند. بخار آب تولید شده ، همانند آنچه در تولید برق از زعال سنگ ، نفت یا گاز متداول است، بسوی توربین فرستاده می‌شود تا با راه اندازی مولد ، توان الکتریکی مورد نیاز را تولید کند. در واقع ، راکتور همراه با مولد بخار ، جانشین دیگ بخار در نیروگاه‌های معمولی شده است.

سوخت راکتورهای هسته‌ای

ماده‌ای که به عنوان سوخت در راکتورهای هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد باید شکاف پذیر باشد یا به طریقی شکاف پذیر شود.235U شکاف پذیر است ولی اکثر هسته‌های اورانیوم در سوخت از انواع 238U است. این اورانیوم بر اثر واکنشهایی که به ترتیب با تولید پرتوهای گاما و بتا به 239Pu تبدیل می‌شود. پلوتونیوم هم مثل 235U شکافت پذیر است. به علت پلوتونیوم اضافی که در سطح جهان وجود دارد نخستین مخلوطهای مورد استفاده آنهایی هستند که مصرف در آنها منحصر به پلوتونیوم است.

میزان اورانیومی که از صخره‌ها شسته می‌شود و از طریق رودخانه‌ها به دریا حمل می‌شود، به اندازه‌ای است که می‌تواند 25 برابر کل مصرف برق کنونی جهان را تأمین کند. با استفاده از این نوع موضوع ، راکتورهای زاینده‌ای که بر اساس استخراج اورانیوم از آب دریاها راه اندازی شوند قادر خواهند بود تمام انرژی مورد نیاز بشر را برای همیشه تأمین کنند، بی آنکه قیمت برق به علت هزینه سوخت خام آن حتی به اندازه یک درصد هم افزایش یابد.

مزیتهای انرژی هسته‌ای بر سایر انرژیها




img/daneshnameh_up/2/29/PH_E_Hasteh.jpg




بر خلاف آنچه که رسانه‌های گروهی در مورد خطرات مربوط به حوادث راکتورها و دفن پسماندهای پرتوزا مطرح می‌کند از نظر آماری مرگ ناشی ازخطرات تکنولوژی هسته‌ای از 1 درصد مرگهای ناشی از سوختن زغال سنگ جهت تولید برق کمتر است. در سرتاسر جهان تعداد نیروگاههای هسته‌ای فعال بیش از 419 می‌باشد که قادر به تولید بیش از 322 هزار مگاوات توان الکتریکی هستند. بالای 70 درصد این نیروگاه‌ها در کشور فرانسه و بالای 20 درصد آنها در کشور آمریکا قرار دارد.
+ نوشته شده در  Thu 8 Jan 2009ساعت 10:20 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

اشعه ی ایکس و گاماو موج ها و طیف الکترو مغناطیس

اشعه ی ایکس را ویلهم رونتگن به سال ۱۸۹۵،کشف کرد.

 

تاریخچه

در سال 1895 ، درخشش کوتاه صفحه فسفرسانتی که در گوشه‌ای از آزمایشگاه نیمه تاریک بررسی اشعه کاتدیک قرار داشت، ذهن آماده و خلاق رنتگن که در آن زمان استاد فیزیک بود، متوجه پرتوهای تازه‌ای نمود که از حباب شیشه‌ای لامپهای کاتودیک بیرون زده و بی آنکه به چشم دیده شود به اطراف پراکنده می‌شوند. آن چه مایه شگفتی رنتگسن شده بود، نفوذ این پرتوها از دیواره شیشه‌ای لامپ به بیرون و تأثیر آن روی صفحه فاوئورسانت در گوشه‌ای نسبتا دور از لامپ در آزمایشگاه بود. رنتگن به بررسیهای خود درباره کشف تازه که آن پرتو ایکس نامید (بخاطر فروتنی) ، ادامه داد. بعدها این اشعه رنتگن نامیده شد.





طیف اشعه ایکس

اشعه تولید شده بوسیله لامپ اشعه ایکس یک طول موج ندارد. بلکه شامل گستره‌ای از طول موجهاست. پرتوهای ایکس بوسیله دو نوع فرایند تولید می‌شوند:

·         شتاب منفی الکترونها در موقع برخورد با انتهای ماده هدف پرتوهای ایکسی با طول موجهای متفاوت تولید می‌کند. این پرتو "سفید" یا نوار پیوسته فرکانسها در طیف اشعه ایکس را به عنوان تابش ترمزی می‌شناسند.

·         برخورد الکترون با اتم هدف موجب جابجایی الکترون مداری در اتم هدف و راندن آن به حالت پر انرژی‌تری می‌شود. این عمل را برانگیزش می‌نامند.

o        هنگامی که الکترون مداری پر انرژی به موقعیت مداری نخستین خود برمی‌گردد، رها شدن انرژی بصورت گسیل پرتوی با فرکانس خاصی خواهد بود. این پرتو شدت خیلی بیشتری نسبت به پرتو "سفید" زمینه خواهد داشت.

o        معمولا برای هر ماده هدف معینی بیش از یک طول موج اشعه ایکس وجود دارد. طول موج پرتو تولید شده بوسیله لامپ اشعه ایکس ، حد پایینی دارد که با ولتاژ لامپ نسبت عکس دارد. کمترین طول موج برحسب نانومتر (nm) از رابطه زیر بدست می‌آید. که در آن V ولتاژ لامپ می‌باشد.

λmin = 1239.5/V

 

o        پرتو حد پایینی طول موج طیف ، بیشترین اهمیت را در پرتو نگاری دارد. زیرا توانایی نفوذ آن بیشتر است.



عکس پیدا نشد




مشخصه‌های بارز اشعه ایکس

·         بزرگی جریان لامپ بر پخش طول موج اشعه ایکس تولید شده تأثیر ندارد. اما بر روی شدت پرتو موثر است.

·         طول موج اشعه ایکس یا اشعه گاما بسیار مهم است. با کاهش طول موج ، نفوذپذیری پرتو به درون محیط افزایش می‌یابد. به بیان دیگر در مقایسه با پرتوی با طول موج بزرگتر ، پرتوی با طول موج بسیار کوتاه قادر به نفوذ به ماده معینی با ضخامت بیشتر و یا چگالی بیشتر خواهد بود. بنابراین ، اگر حداقل طول موج پرتو تولید شده با افزایش ولتاژ لامپ کاهش یابد، نفوذپذیری پرتو افزایش خواهد یافت.






بررسی کمی اشعه ایکس

·         پرتو ناشی از لامپ 200 کیلوولتی به درون فولادی به ضخامت حدود 25mm نفوذ می‌کند.

·         اگر ولتاژ لامپ به 1Mv افزایش یابد، پرتو به درون فولادی به ضخامت حدود 130mm نفوذ خواهد کرد.

·         حد بالای عملی برای لامپهای اشعه ایکس رایج در حدود 1000Kv است و این امر سبب تولید اشعه ایکس با کوتاهترین طول موج می شود. این پرتو انرژی فوتونی تقریبا برابر 1Mev دارد.

·         پرتو ایکس با انرژی فوتونی تا 30Mev را با استفاده از الکترونهای پرانرژی (الکترونهای سریع) بوجود آمده بوسیله مولد واندوگراف شتاب دهنده خطی یا چشمه بتاترون می‌توان تولید کرد.

نفوذ پذیری اشعه ایکس

نفوذ پذیری پرتوهای ایکس تولید شده از پرتوهای گاما کمتر بوده اما برای پرتوهای ایکس تولید شده در لامپهای اشعه ایکس بوسیله چشمه‌های پرانرژی در خصوص فولاد نیز دیده می‌شود. باید توجه کرد که بیشترین ضخامتهای استفاده از زمانهای پرتودهی چند دقیقه‌ای و فیلمی با سرعت متوسط می‌توان مورد بررسی قرار داد. مقاطع ضعیفتر را با استفاده از زمانهای پرتودهی طولانی و فیلمی با سرعت زیاد می‌توان بازرسی کرد.

 دید کلی

با توجه به اینکه اشعه گاما دارای تشعشع الکترومغناطیسی می‌باشد، آن فاقد بار و جرم سکون است. اشعه گاما موجب برهمکنشهای کولنی نمی‌گردد و لذا آنها برخلاف ذرات باردار بطور پیوسته انرژی از دست نمی‌دهند. معمولا اشعه گاما تنها یک یا چند برهمکنش اتفاقی با الکترونها یا هسته‌های اتم‌های ماده جذب کننده احساس می‌کند. در این برهمکنش‌ها اشعه گاما یا بطور کامل ناپدید می گردد یا انرژی آن بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌یابد. اشعه گاما دارای بردهای مجزا نیست، به جای آن ، شدت یک باری که اشعه گاما بطور پیوسته با عبور آن از میان ماده مطابق قانون نمایی جذب کاهش می‌یابد.

فروپاشی گاما

در فروپاشی گاما ، هنگامی که یک هسته تحت گذارهایی از حالات برانگیخته بالاتر به حالات برانگیخته پایین‌تر یا حالت پایه آن می‌رود، تشعشع الکترومغناطیسی منتشر می‌گردد. معادله عمومی فروپاشی گاما بصورت زیر است:

AZX*-------->AZX + γ


که در آنX و X* به ترتیب نشان دهنده حالت پایه (غیر برانگیخته) و حالت با انرژی بالاتر است. قابل ذکر است که این فروپاشی با هیچ گونه تغییر در عدد جرمی (A) و عدد اتمی (Z) همراه نیست.

حالت برانگیخته هسته و حالت با انرژی پایین حاصل شده در اثر نشر پرتو گاما ، فقط زمانی به عنوان ایزومر هسته‌ای در نظر گرفته می‌شود که نیمه عمر حالت برانگیخته به اندازه‌ای طولانی باشد که بتوان آن را به سادگی اندازه گیری نمود. زمانی که این حالت وجود داشته باشد، فروپاشی گاما به عنوان یک گذار ایزومری توصیف می‌گردد. اصطلاحات حالت نیمه پایدار یا حالت برانگیخته برای توصیف گونه‌ها در حالات انرژی بالاتر از حالت پایه نیز به کار می‌رود.

حالتهای فروپاشی گاما

·         نشر اشعه گامای خالص :
در این حالت فروپاشی گاما ، اشعه گامای منتشر شده بوسیله یک هسته از یک فرآیند فروپاشی گاما برای کلیه گذارها بین ترازهای انرژی که محدوده انرژی آن معمولا از 2 کیلو الکترون ولت تا 7 میلیون الکترون ولت می‌باشد، تک انرژی است. این انرژیهای گذارها بین حالت کوانتومی هسته بسیار نزدیک هستند. مقدار کمی از انرژی پس زنی هسته با هسته دختر (هسته نهایی) همراه می‌باشد، ولی این انرژی معمولا نسبت به انرژی اشعه گاما بسیار کوچک بوده و می‌توان از آن صرفنظر کرد.

·         حالت فروپاشی بصورت تبدیل داخلی :
در این حالت فروپاشی ، هسته برانگیخته با انتقال انرژی خود به یک الکترون اربیتال برانگیخته می‌گردد، که سپس آن الکترون از اتم دفع می‌شود. اشعه گاما منتشر نمی‌شود. بلکه محصولات این فروپاشی هسته در حالت انرژی پایین یا پایه ، الکترونهای اوژه ، اشعه ایکس و الکترونهای تبدیل داخلی می‌باشد. الکترونهای تبدیل داخلی تک انرژی هستند. انرژی آنها معادل انرژی گذار ترازهای هسته‌ای درگیر منهای انرژی پیوندی الکترون اتمی می‌باشد.

با توجه به اینکه فروپاشی تبدیل داخلی منجر به ایجاد یک محل خالی در اربیتال اتمی می‌شود، در نتیجه فرآیندهای نشر اشعه ایکس و نشر الکترون اوژه نیز رخ خواهد داد.

·         حالت فروپاشی بصورت جفت :
برای گذارهای هسته‌ای با انرژی‌های بزرگتر از 1.02 میلیون الکترون ولت تولید جفت اگر چه غیر معمول است اما یک حالت فروپاشی محسوب می‌شود. در این فرآیند ، انرژی گذرا ابتدا برای بوجود آمدن یک جفت الکترون – پوزیترون و سپس برای دفع آنها از هسته بکار می‌رود.

انرژی جنبشی کل داده شده به جفت معادل اختلاف بین انرژی گذار و 1.02 میلیون الکترون ولت مورد نیاز برای تولید جفت است. پوزیترون تولید شده در این فرآیند نابود خواهد شد.

 

 

دید کلی

بیشتر ما موجهای روی دریا را دیده‌ایم. این موجها بیش از آنکه به ساحل برسند، آب دریا را موج دار می‌کنند. به بالاترین نقطه‌های این موجها قله‌ی موج و به پایین‌ترین نقطه‌های آنها دره‌ی موج می‌گویند. فاصله بین یک قله موج تا قله‌ی دیگر را طول موج می‌نامند.


 

موجهای صدا

همه شکلهای انرژی متحرک ، از جمله صدا ، نور و گرما بصورت موج حرکت می‌کنند. همه‌ی آنها ، درست مانند موجهای دریا ، طول موجی دارند. برای مثال ، وقتی موجهای صدا در هوا حرکت می‌کنند، در فشار هوا تغییر اندکی بوجود می‌آورند. قله‌های موجهای صدا در نقطه هایی واقع می شوند که فشار هوا به بیشترین حد خود می‌رسد. گوشهای ما ، تغییر فشار هوا را دریافت می‌کنند و پیامی به مغز می‌فرستند.

طول موجهای متفاوت

طول موج نیز مانند بسامد (میزان بالا و پایین رفتن موج) ، روی ویژگیهایی موج تأثیر می‌گذارد؛ زیرا این دو باهم ارتباط نزدیک دارند. برای مثال ، موجهای صدای کم بسامد نسبت به موجهای صدای پر بسامد ، طول موج بزرگتری دارند. همچنین طول موج نور سرخ از طول موج نور آبی بزرگتر است. نور بخشی از گستره‌ی موجهای انرژی است که شامل موجهای رادیویی ، ریزموجها (مایکروویوها) ، پرتوهای فرو سرخ ، پرتوهای فرابنفش ، پرتوهای ایکس و پرتوهای گاما می‌شود که همه‌ی آنها با سرعت 300 هزار کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کنند. همه اینها باهم طیف الکترومغناطیس را تشکیل می‌دهند.


 

طول موج و بسامد

اگر سرعت موج (بر حسب متر بر ثانیه) را بر بسامد آن (بر حسب هرتز) تقسیم کنید، طول موج آن بر حسب متر بدست می‌آید. برای مثال که به سرعت 344 متر بر ثانیه حرکت می‌کند و بسامد آن 688 هرتز است، طول موجی برابر 5/0 متر دارد.

طیف الکترومغناطیسی

طیف الکترومغناطیسی شامل گستره‌ی بسیار وسیعی از موجهای انرژی است که همه مانند هم حرکت می‌کنند. امواج الکترومغناطیسی طیف بسیار وسیعی از طول موجهای بسیار کوچک تا بسیار بزرگ را در بر‌ می‌گیرند. این امواج را با توجه به اندازه طول موج به هفت دسته‌ مختلف تقسیم‌بندی می‌کنند که شامل امواج گاما با طول موجهایی کوچکتر از سانتیمتر تا امواج رادیویی با طول موج بزرگتر از ۱۰ سانتیمتر را شامل می‌شوند. همانطور که در شکل بالا ملاحظه می‌شود محدوده امواج نوری که قابل دیدن توسط چشم انسان می‌باشند، محدوده بسیار کوچکی از این طیف گسترده است. با حرکت از سمت امواج رادیویی به سمت امواج گاما ، همزمان با کاهش طول موج ، فرکانس آن و در نتیجه انرژی موج افزایش می‌یابد. چون بخشهای گوناگون طیف ، طول موجهای متفاوتی دارند، ویژگیهای آنها نیز متفاوت است. برای مثال موجهای نوری را می‌توانیم ببینیم، و پرتو ایکس بخشی از طیف است که از اجسام جامد ، مانند پوست‌ها ، عبور می‌کنند.


 

کاربرد امواج ، طول موجهای متفاوت

موجهای رادیویی در فرستنده‌های رادیویی کار می‌کنند. موجهای رادیویی با بسامد بسیار زیاد (UAF) مربوط به موجهای تلویزیون هستند. ریزموجهای بلندتر در رادار به کار می‌روند. ریزموجهای کوتاه در اجاق مایکروویو به کار می‌روند. پرتوهای فروسرخ در دوربینهای حساس به گرما به کار می‌روند. نور مرئی از سرخ تا بنفش برای رؤیت به رنگهای مختلف و پرتوهای فرابنفش در تختهای مخصوص حمام آفتاب به کار می‌روند. پرتوهای ایکس برای نگاه کردن به درون اجسام بکار می‌روند و از پرتوهای گاما برای آشکارسازی ترک در فلز به کار می‌رود. پلیس‌ها اغلب برای تشخیص سرعت خودروها از رادار استفاده می‌کنند. موجهای رادار که از تفنگی شلیک می‌شوند، به وسیله‌ی نقلیه‌ای که در حال حرکت است می‌خورند و بر می‌گردند. بسامد موج برگشتی سرعت وسی
+ نوشته شده در  Thu 8 Jan 2009ساعت 1:23 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

اتم



اتم

یک اتم ، کوچکترین جزء اصلی غیر قابل تقلیل یک سیستم شیمیایی می‌باشد.



img/daneshnameh_up/a/a0/saniatom.gif

ریشه لغوی

این کلمه ، از کلمه یونانی atomos ، غیر قابل تقسیم ، که از a- ، بمعنی غیر و tomos، بمعنی برش ، ساخته شده است. معمولا به معنای اتم‌های شیمیایی یعنی اساسی‌ترین اجزاء مولکول‌ها و مواد ساده می‌باشد.

تاریخچه شناسایی اتم

مواد متنوعی که روزانه در آزمایش و تجربه با آن روبه رو هستیم، متشکل از اتم‌های گسسته است. وجود چنین ذراتی برای اولین بار توسط فیلسوفان یونانی مانند دموکریتوس (Democritus) ، لئوسیپوس (Leucippus) و اپیکورینز (Epicureanism) ولی بدون ارائه یک راه حل واقعی برای اثبات آن ، پیشنهاد شد. سپس این مفهوم مسکوت ماند تا زمانیکه در قرن 18 راجر بسکوویچ (Rudjer Boscovich) آنرا احیاء نمود و بعد از آن توسط جان دالتون (John Dalton) در شیمی بکار برده شد.


راجر بوسویچ نظریه خود را بر مبنای مکانیک نیوتنی قرارداد و آنرا در سال 1758 تحت عنوان:

Theoria philosophiae naturalis redacta ad unicam legem virium in natura existentium

چاپ نمود.

img/daneshnameh_up/0/07/Layehaye_electroni.jpg

براساس نظریه بوسویچ ، اتمها نقاط بی‌اسکلتی هستند که بسته به فاصله آنها از یکدیگر ، نیروهای جذب کننده و دفع کننده بر یکدیگر وارد می‌کنند. جان دالتون از نظریه اتمی برای توضیح چگونگی ترکیب گازها در نسبتهای ساده ، استفاده نمود. در اثر تلاش آمندو آواگادرو (Amendo Avogadro) در قرن 19، دانشمندان توانستند تفاوت میان اتم‌ها و مولکول‌ها را درک نمایند. در عصر مدرن ، اتم‌ها ، بصورت تجربی مشاهده شدند.

اندازه اتم

اتم‌ها ، از طرق ساده ، قابل تفکیک نیستند، اما باور امروزه بر این است که اتم از ذرات کوچکتری تشکیل شده است. قطر یک اتم ، معمولا میان 10pm تا 100pm متفاوت است.

ادامه مطلب
+ نوشته شده در  Wed 7 Jan 2009ساعت 10:45 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

اکسیژن

NitrogenOxygen - Fluorine

O
Li

عکس پیدا نشد
جدول کامل
عمومی
نام , شماره , علامت اختصاری H, 1 ,Hydrogen
گروه شیمیایی غیر فلزات
گروه , تناوب , بلوک s , 1, IA
جرم حجمی , سختی 0.0899 kg/m3, ندارد
colorرنگ بی‌رنگ
تصویر:125pxO2C8.jpgtd>
خواص اتمی
وزن اتمی 1.00794 amu
شعاع اتمی (calc) 25 (53) pm
شعاع کووالانسی 37 pm
شعاع وندروالس 120 pm
ساختار الکترونی 1s1
-e بازای هر سطح انرژی 2, 5
درجه اکسیداسیون (اکسید) 1، (آمفوتریک)
ساختار کریستالی شش ضلعی
خواص فیزیکی
حالت ماده گاز
نقطه ذوب 14.025 K ° و (434- F ° )
نقطه جوش 20.268 K ° و (423- F ° )
حجم مولی 11.42 ש10-3 m3/mol
گرمای تبخیر 0.44936 kJ/mol
گرمای هم‌جوشی 0.05868 kJ/mol
فشار بخار 209 Pa در 23 K
سرعت صوت 1270 m/s در 298.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته 2.2 (درجه پائولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 14304 J/kg*K
رسانایی الکتریکی __ 106/m ohm
رسانایی گرمایی 0.1815 W/m*K
پتانسیل یونیزاسیون 1312 kJ/mol
پایدارترین ایزوتوپها
ایزو وفور طبیعی نیم عمر DM DE MeV DP
1H 99.985% O با 0 نوترون پایدار است. H
Deuterium 0.015% Oبا 1 نوترون پایدار است
Tritium {مصنوعی} 12.33 y بتاβ- 0.019 helium
4H { مصنوعی } نامعلوم n 2.910 3H
واحدهای SI و STP استفاده شده، مگر آنکه ذکر شده باشد.

اکسیژن

 

 

اطلاعات اولیه

اکسیژن یکی از عناصر شیمیایی در جدول تناوبی است که نماد آن O و عدد اتمی آن 8 می‌باشد. این ماده ، یک عنصر حیاتی بوده و همه جا چه در زمین و چه در کل جهان هستی یافت می‌شود. مولکول اکسیژن (O2 )در زمین از نظر ترمو دینامیکی ، ناپایدار است، ولی توسط عمل فتوسنتز باکتریهای بی‌هوازی و در مرحله بعدی توسط عمل فتوسنتز گیاهان زمینی بوجود می‌آید.

تاریخچه

اکسیژن در سال 1771 توسط داروساز سوئدی "Karl Wilhelm Scheele" کشف شد، ولی این کشف خیلی سریع شناخته نشد و با اکتشاف مستقل "Joseph Priestley" بطور گسترده تری شناخته شد و توسط "Antoine Laurent lavoisier" در سال 1774 نام‌گذاری شد.

پیدایش

اکسیژن ، فراوانترین عنصر در پوسته کره زمین است و تخمینهایی در این زمینه وجود دارد که مقدار آن را 46.7% ذکر می‌کنند. اکسیژن 87% اقیانوسها (به‌صورت آب) و 20% درصد جو زمین (به‌صورت اکسیژن مولکولی O2 یا ازن) را به خود اختصاص می‌دهد. ترکیبات اکسیژن مخصوصا اکسید فلزات و سیلیکات‌ها و کربناتها معمولا در خاک و صخره‌ها یافت می‌شوند.

آب یخ‌زده یک جسم سخت متداول بر روی سیارات دیگر و ستاره‌های دنباله‌دار می‌باشد. کلاهک‌های یخ کره مریخ از دی‌اکسید کربن منجمد تولید شده‌اند. ترکیبات اکسیژن در تمام کهکشان یافت می‌شوند و طیف نور اکسیژن اغلب در ستاره‌ها دیده می‌شود.

ریشه لغوی

واژه اکسیژن در دو واژه یونانی Oxus ( اسید ) و Gennan ( تولید ) ، ساخته شده است؛ (یک اسم بی‌مسما ، چون خیلی از اسیدها اکسیژن ندارند.)

خصوصیات قابل توجه

اکسیژن در دما و فشار استاندارد به‌صورت گاز است که حاوی دو اتم اکسیژن به فرمول شیمیایی O2 می‌باشد. اکسیژن عنصر مهم هواست و از طریق عمل فتوسنتز گیاهان تولید شده و برای دم و بازدم حیوانات لازم است. اکسیژن مایع و جامد یک رنگ آبی کمرنگ داشته و هر دو بسیار پارامگنتیک می‌باشند. اکسیژن مایع معمولا با عمل تقطیر جزئی هوای مایع بدست می‌آید.

کاربردها

اکسیژن به‌عنوان اکسید کننده کاربرد بسیار زیادی داشته ، فقط فلوئور از آن الکترونگاتیوتر است. اکسیژن مایع به‌عنوان اکسید کننده در نیروی حرکتی موشکها استفاده می‌شود. از آنجا که اکسیژن برای دم و بازدم ضروری است، در پزشکی کاربرد دارد. گاهی اوقات کسانی که از کوه نوردی می‌کنند یا در هواپیما پرواز می‌کنند، مخازن اکسیژن همراه دارند (به‌عنوان هوا). همچنین اکسیژن در جوشکاری و ساخت فولاد و همچنین متانول کاربرد دارد.

اکسیژن به‌عنوان یک ماده آرامش‌بخش ، سابقه استفاده دارد که تا زمان حال نیز ادامه دارد و بارهای اکسیژن در مهمانی‌ها و مجالس امروزی وجود دارد. در قرن 19 اکسیژن معمولا با اکسید نیترات ترکیب می‌شد که اثر تسکین دهنده دارد.

ترکیبات

به خاطر وجود الکترونگاتیویتی ، اکسیژن تقریبا با تمام عناصر دیگر شیمیاپی تشکیل می‌‌دهد ( که این مطلب منشاء تعریف اصلی اکسید شدن می‌باشد ). تنها عناصری که تحت عمل اکسیداسیون قرار نمی‌گیرند، گازهای اصیل هستند. یکی از معروفترین این اکسیدها ، اکسید هیدروژن یا آب است H2O. سایر اکسیدهای معروف دیگر ترکیبات کربن و اکسیژن هستند، مانند دی‌اکسید کربن ( CO2 ) ، الکلها ( R-OH ) ، آلدئیدها ( R-CHO ) و کربوکسیلیک اسیدها ( R-COOH ).

رادیکالهای اکسیژن مانند کلراتها ، پرکلراتها ، کروماتها ، دی‌کروماتها ، پر منگناتها ، نیتراتها ، اکسید کننده های قوی می‌باشند. خیلی از فلزات مانند آهن با اتم اکسژن پیوند برقرار می‌کنند: اکسید آهن(Fe2O3). ازن (O3) ، با عمل تخلیه الکترواستاتیکی در حضور مولکول اکسیژن شکل می‌گیرد. مولکول اکسیژن دو تائی O22 نیز شناخته شده ، که جزء کمی از اکسیژن مایع را تشکیل می‌دهد. اپوکسیدها و اترها موادی هستند که در آن اتم اکسیژن قسمتی از یک حلقه سه‌اتمی هستند.

ایزوتوپها

اکسیژن سه ایزوتوپ پایدار و ده ایزوتوپ رادیو اکتیو دارد. ایزوتوپهای رادیو اکتیوی ، همه نیمه عمری کمتر از سه دقیقه دارند.

هشدارها

اکسیژن در فشارهای نسبی بالا می‌تواند سمی باشد. قرارگرفتن طولانی در معرض اکسیژن خالص می‌تواند برای ریه و سیستم عصبی ، سمی باشد. تاثیرات ریوی شامل آماس (ورم ریه) ، کاهش ظرفیت ریه و آسیب به بافتهای ریوی می‌باشد. تاثیرات بر سیستم عصبی شامل کاهش بینایی تشنج و اغما می‌شود.

همچنین مشتقات خاصی از اکسیژن ، مانند ازن ( O3 ) ، پروکسید هیدوژن و رادیکالهای هیدروکسیل و سوپراکسیدها بسیار سمی می‌باشند. بدن ، مکانیزمهائی را برای مقابله با این گونه‌ها توسعه داده است. به‌عنوان مثال ، عامل طبیعی glutathione و بیلی‌روبین که حاصل تقسیم طبیعی هموگلوبین است، می‌تواند به‌عنوان یک ضد اکسید عمل کنند. منابع تمرکز یافته اکسیژن باعث احتراق سریع شده و بنابراین در کنار فراورده‌های سوختی ، خطر گسترش سریع آتش سوزی و انفجار وجود دارد.

آتشی که خدمه آپولو 11 را کشت، به این دلیل سریع گسترش پیدا کرد که فشار جوی اکسیژن در حالت معمولی بود، در حالی که هنگام عملیات پرتاب این فشار باید یک سوم فشار جوی معمولی باشد.

ادامه مطلب
+ نوشته شده در  Wed 7 Jan 2009ساعت 10:37 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

چگالی

چگالی

 

چگالی مقدار جرم موجود در واحد حجم ماده است که آنرا با علامت اختصاری ρ نشان می‌دهند که از رابطه ρ=m/V یا D=m/V بدست می‌آید. در این رابطه D یا ρ چگالی ماده ، m جرم جسم و V حجم اشغال شده توسط آن ماده می‌باشد.


دید کلی

  • آیا تا به حال ، جرم مواد را با هم مقایسه کرده‌اید؟
  • آیا تا به حال از خود پرسیده‌اید که شیر سنگینتر است یا آب؟

مردم گاهی می‌گویند سرب سنگیتر از پَر است. اما یک گونی بزرگ پُر از پَر ، سنیگتر از یک ساچمه سربی است. واژه سنگینی سه مفهوم متفاوت دارد. مثلا در عبارت «یک سنگ خیلی سنگین است و نمی‌شود حرکت داد.» ، منظور وزن سنگ است. در چنین مفهومی هیچ جوابی برای پرسش «شیر سنگینتر است یا آب؟» وجود ندارد. سوالات اخیر مربوط به یک ویژگی عام از کلیه مواد می‌باشد. این ویژگی چگالی یا جرم حجمی نام دارد که از مشخصه‌های فیزیکی مواد به حساب می‌آید که این ویژگی مواد مستقل از ابعاد نمونه می‌باشد. بنابراین برای بیان دقیق ، باید بگوییم چگالی سرب بیشتر از چگالی پر است و در مورد شیر و آب نیز این امر صادق است.

واحدها

در اندازه‌گیری چگالی جامدات و مایعات معمولا جرم را بر حسب گرم (g) یا کیلوگرم (kg) و حجم را بر حسب سانتیمتر مکعب (cm3) یا مترمکعب (m3) بیان می‌کنند که در این صورت چگالی برحسب واحدهای کیلوگرم بر متر مکعب (Kg/m3) یا گرم بر سانتیمتر مکعب (gr/cm3) می‌سنجند. چگالی نشانگر این است که جرم ماده تا چه حد متراکم شده است. مثلا ، سرب یک ماده چگال است، زیرا مقدار زیادی از آن در حجم کوچکتر متراکم شده از طرف دیگر چگالی هوا بسیار کم است.

طریقه اندازه گیری

برای اندازه‌گیری چگالی یک جسم باید هم جرم جسم (m) و هم حجم (V) آن را اندازه‌گیری کنیم. جرم را می‌توانیم با ترازو اندازه‌گیری کنیم. حجم یک جسم جامد را می‌توانیم با راههای گوناگون اندازه بگیریم. مثلا برای بدست آوردن حجم یک مکعب ، اندازه یک ضلع آن را به توان 3 می‌رسانیم و یا برای تعیین حجم یک مکعب مستطیل طول ، عرض و ارتفاع آن را در هم ضرب می‌کنیم. حجم یک مایع را می‌توانیم با ظرف شفاف مدرجی که واحدهای حجم را نشان می‌دهد، اندازه بگیریم. در آزمایشگاه معمولا برای اندازه گیری حجم مایعات از استوانه مدرج استفاده می‌کنند. در مواردی بوسیله اندازه‌گیری جرم نسبی مواد نسبت به هم از طریق چگالی نسبی مواد نسبت به هم می‌توانیم چگالی تک‌تک مواد را اندازه‌گیری نموده و مشخص نماییم.



تصویر
ستون چگالی
روغن
آب
مایع طلا

چگالی نسبی

مقایسه چگالی دو مایع با یکدیگر یا مقایسه چگالی یک جامد با یک مایع خیلی راحت است. اگر چگالی جسمی کمتر از مایع باشد، در آن شناور می‌شود و در غیر اینصورت در آن غرق می گردد. مثلا چگالی چوب از آب کمتر است و برای همین است که چوب روی آب شناور می‌ماند «نیروی ارشمیدس».

مواد چگال

هسته اتمهای تشکیل دهنده مواد و ستارگان از جمله کوتوله‌های سفید ، ستارههای نوترونی ، ابر نواختران ، سیاه چاله‌ها و ... چگالترین موادها هستند.

قیف جدا کننده

وسیله‌ای است که مایعات را بر اساس شاخص چگالی از هم جدا می‌کند؛ مثلا اگر مخلوط روغن و آب را در مخزن این دستگاه بریزیم، بر حسب چگالی مواد در داخل این ظرف تفکیک می‌شود. اگر شیر زیر ظرف را باز کنیم، مایعی که دارای چگالی بالاست، در زیر قرار گرفته و از دستگاه خارج می‌گردد تا اینکه به مرز جدایی مایعات روغن و آب برسد، در چنین حالتی شیر را می‌بندیم و دستگاه با موفقیت دو مایع مخلوط را از هم جدا می‌کند.
+ نوشته شده در  Wed 7 Jan 2009ساعت 10:25 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

زندگینامه ی لاووازیه

لاووازیه

تولد

"آنتوان لوران لاووازیه" در 26 اوت 1743 در پاریس از پدر و مادری ثروتمند و مرفه زاده شد.

فراگیری علوم

او زیر نظر استادانی قابل ، نجوم ، گیاه شناسی ، شیمی و زمین شناسی را بخوبی فرا گرفت. پس از اتمام دوره حقوق ، بار دیگر به علوم گرایید و 3 سال بعد در آن هنگام که جوانی 25 ساله بود، به عضویت فرهنگستان سلطنتی علوم برگزیده شد.

بنیانگذار شیمی جدید

لاووازیه که در حقیقت بنیانگذار شیمی جدید محسوب می‌شود. تجربه و سنجش توام با نتیجه‌گیری صحیح را پایه و اساس این علم قرار داد. وی نخستین کسی بود که ترازو را جهت سنجش و تحقیق در فعل و انفعالات شیمیایی در آزمایشگاه وارد عمل کرد.

نظریه فلوژیستون

قبل از او دانشمندان شیمی در مورد سوختن ، عقیده عجیبی داشتند و آن را این طور تعریف می‌کردند که هر جسم سوختنی دارای ماده ای است نامرئی به نام فلوژیستون و چون جسم مشتعل شود، این ماده از آن خارج می‌شود. هر چه جسم بیشتر قابل اشتعال باشد مقدار بیشتری از این ماده را در بردارد و شعله همان فلوژیستیک است که از جسم متصاعد می‌گردد.

به موجب این نظریه ، قدما معتقد بودند که وقتی جسمی در هوا می‌سوزد، سبکتر می‌شود. زیرا ماده فلوژیستون آن خارج می‌گردد. این نظریه نادرست ، سراسر قرن 18 را به کلی مسموم ساخته بود و حتی دانشمندان بزرگ نیز بدان اعتقاد داشتند. چنانکه "پریستلی" هنگامی که گاز اکسیژن را برای نخستین بار تهیه نمود، آن را هوای بدون فلوژیستون نام نهاد.

تلاش لاووازیه برای رد نظریه فلوژیستون

لاووازیه که شیمیدان برجسته‌ای برای همیشه است، امکان درک و شناخت عناصر گازی شکل را فراهم کرد. در دوران سلطه نظریه آتشزایی (نظریه ای که در بالا ذکر شد)، وسایل تجربی زیادی فراهم آمده بود که سبب دگرگونی‌های انقلابی در شیمی شدند. بیشترین اعتبار این تحولات مدیون زحمات لاووازیه است که درک درستی از اکسیژن را میسر کرد. "انگلس" نوشت: "لاووازیه می‌توانست نقطه مقابل و ضد فلوژیستون افسانه‌ای را در اکسیژنی که "پریستلی" بدست آورده بود، بیابد و در نتیجه قادر بود کل نظریه آتشزایی را از پا دراورد.

اما این کار نمی‌توانست نتایج تجربی حاصل از پذیرفتن آتشزاها را از بین ببرد. برعکس آن نظریات پا برجا بودند و فقط ترتیب بیانشان وارونه شده بود و از کلمه فلوژیستیک به عباراتی که اکنون در زبان شیمی اعتبار دارند، برگردانده شده بود و بنابراین اعتبارشان حفظ شده بود.

راه لاووازیه برای کشف اکسیژن خیلی مستقیم تر از راه دیگر هم عصرانش بود. در آغاز این دانشمند فرانسوی نیز گرایش به نظریه آتشزایی داشت. ولی هر چه بیشتر به نتایج می‌رسید، بیشتر از آن نظریه کناره می‌گرفت. در اول نوامبر سال 1772 شرح تجربیاتش در زمینه احتراق ترکیبات مختلف در هوا را به این ترتیب پایان بخشید که گفت: "وزن همه مواد و از جمله فلزات بر اثر احتراق و سوختن افزایش می‌یابد."

نظر به اینکه چنین واکنشها نیاز به مقدار زیادی هوا داشتند، لاووازیه نتیجه‌گیری دیگری هم کرد و گفت: هوا مخلوطی از گازهای با خواص گوناگون است که در حین سوختن مواد ، قسمتی از آن با ماده سوزنده ترکیب می‌شود. در آغاز لاووازیه این جزء از هوا را مشابه هوای ثابت "بلاک" تلقی کرد. ولی بزودی متوجه شد که آن قسمت از هوا که با مواد در هنگام سوختن ترکیب می‌شود، مناسبترین جزء هوا برای تنفس است.

به این ترتیب لاووازیه رو در روی اکسیژن قرار گرفت. ولی از اعلام کشف گاز جدید خودداری کرد چون می‌خواست چند تجربه تکمیلی انجام دهد.

معرفی اکسیژن

در اکتبر سال 1774 "پریستلی" کشف خود را به لاووازیه گزارش کرد و این گزارش مفهوم واقعی کشف لاووازیه را برای خودش روشن کرد. وی بلافاصله به تجربه با اکسید قرمز جیوه(که مناسبترین مولد اکسیژن) بود، پرداخت. در آوریل 1775 لاووازیه گزارشی تحت عنوان یادداشتی در باره طبیعت ماده ای که هنگام سوختن فلزات با آنها ترکیب می‌شود و سبب افزایش وزن تولید شده می‌شود، به آکادمی علوم فرانسه داد.

در واقع این کشف اکسیژن بود. لاووازیه نوشت که این نوع هوا را "پریستلی" و "شیل" و خودش تقریباٌ‌ بطور همزمان کشف کرده‌اند. ابتدا وی آن را مناسبترین هوا برای تنفس نامید. ولی بعد نامش را هوای زندگی بخش یا توانبخش گذاشت. به این ترتیب ملاحظه می‌شود که لاووازیه با درکی که از طبیعت اکسیژن کرده بود، تا چه اندازه بر همزمانانش پیشی گرفت.

علت نامگذاری اکسیژن

در مرحله بعدی دانشمند مزبور به این نتیجه رسید که مناسبترین هوا برای تنفس یکی از مواد بنیانی در ساخت اسیدهاست، یعنی مهمترین قسمت همه اسیدهاست. بعدها معلوم شد که این اعتقاد اشتباه بوده است(وقتی اسیدهای بدون اکسیژن هالوژنه تهیه شدند). ولی در سال 1779 لاووازیه اندیشید که این خاصیت را در نام گاز کشف شده بگنجاند و از آن پس ، این عنصر را اکسیژن نامید که از کلمه یونانی اسید ساز گرفته شده است.

حق اکتشاف اکسیژن با کسیت؟

"انگلس" نوشته است: "پریستلی" و "شیل" بدون اینکه بدانند دست روی اکسیژن گذاشته‌اند، آن را تهیه کردند و گر چه لاووازیه همان گونه که بعدها اعتراف کرده است اکسیژن را همزمان و مستقل از آن دو نفر تهیه نکرده بود، با توجه به این که آن دو نفر نمی‌دانستند چه چیزی را تهیه کرده اند لاووزایه را باید کاشف اکسیژن شناخت.

فعالیتهای سیاسی لاووازیه

از جمله خطراتی که که جان لاووازیه را به مخاطره انداخته بود و بیشتر جنبه سیاسی داشت، هنگام انقلاب کبیر فرانسه در سال 1789 یعنی در آن هنگام که انقلابیون زمام امور پاریس را در دست داشتند رخ داد. لاووازیه رساله معروفی در باب اقتصاد سیاسی موسوم به "ثروتهای زیرزمینی فرانسه" به رشته تحریر درآورد. این کتاب یکی از مهمترین کتبی است که در مبحث اقتصاد نوشته شده است.

مرگ لاووازیه

سرانجام آنتوان لاووازیه در سال 1794 در دادگاه انقلابی به ریاست "ژان باتیست کوفن هال" به جرم خیانت به ملت همراه چند تن دیگر تسلیم تیغه گیوتین شد، در حالیکه 51 سال داشت. پس از مرگ لاووازیه ، "لاگرانژ" گفت:

"تنها یک لحظه وقت آنان برای بریدن آن سر صرف شد و شاید یکصد سال زمان نتواند سر دیگری همانندش بوجود آورد."

+ نوشته شده در  Mon 5 Jan 2009ساعت 2:47 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

زندگینامه ی آناکساگوراس

آناکساگوارس

آناكساگوراس 500-428 پ م

ساگوراس در حدود سال 500 قبل از ميلاد در كلازمنا در آسياي صغير متولد شد او در اصل يونانى بود ولى ترديدى نيست كه از او ميتوان به عنوان يك شهروند ايرانى نام برد . وى در چهل سالگى به آتن رفت و مدتى در آنجا اقامت داشت. سالها بعد به او اتهام خداناشناسى وارد كردند به طوريكه او مجبور به ترك آتن شد. از موارد اتهامات او اين بود كه مىگفت خورشيد خدا نيست بلكه گويى آتشين و بزرگتر از تمام شبه جزيره پلوپونز است. او كلا به نجوم و ستاره شناسى علاقه داشت او از بررسى يك سنگ آسمانى به اين نتيجه رسيد كه كرات آسمانى از همان جوهر زمين تشكيل شده اند. همين موضوع باعث شد كه او گمان كند كه احتمالا در ديگر كرات آسمانی هم حيات وجود دارد.

 آناكساگوراس مانند امپدوكلس و اكثر يونانيان اين اصل را كه وجود نه بوجود مى آيد و نه از ميان ميرود بلكه تغير ناپذير است را پذيرفت. اما در اين مورد كه واحدهاى نهائى اچزائى متشابه با چهار عنصر خاك هوا آتش و آب هستند با امپدوكلس موافق نيست او معتقد است هر چيزى اجزائى دارد و اجزا آن ازلحاظ كيف عين كل آن است نهائى  و غير مشتق.

آناكساگوراس معتقد است در آغاز اجزا همه انواع با هم مخلوط بودند همه اشياء باهم بودند و نامتناهى هم در عدد و هم در كوچكى و همه اشياء در كل بودند و متعلقات تجربه ما زمانى پديد مى آيند كه اجزاء نوع معينى از اين كل به شكل خاصى گرد هم آيند. مثلا در ابتدا اجزا طلا با ديگر اجزا (دركل) مخلوط بوده ولى اين اجزا طلا طورى باهم  فراهم مىآيند كه جسم مرئى طلا را بوجود مى آورند ولى در طلا نيز اجزاديگر اقسام وجود دارد ولى علت اينكه ما جسمى را طلا مى ناميم اين است كه اجزا موسوم به طلا در آن جسم بيشتر از اجزااقسام ديگر است از اين رو آناكساگوراس براى تغير تبيينى مى يابد به اين صورت كه ميگويد مثلا علت اينكه گوشت از چيزى غير از گوشت پديد مي آيد اين است كه در همه چيز اجزا چيز هاى ديگر است پس در علف نيز اجزا گوشت وجود دارد و به همين دليل گوشت از علف پديد مى آيد تا اينجا آناكساگوراس چيزى جديد ارائه نكرده است.

 اما وقتى به مساله قدرت يا نيرويى كه عهده دار ساختن اشياء از توده نخستين است مىرسيم نقش مهم آناكساگوراس را در فلسفه در مى يابيم. امپدوكلس حركت را در جهان به دو نيروى عشق و نفرت نسبت داد اما آناكساگوراس به جاى آن اصل نوس (‌Nous)  يا عقل و ذهن طبيعت را معرفى مى كند . مى گويد : نوس بر تمام موجوداتى كه حيات دارند ، هم بزرگتر و هم كوچكتر توانائى دارد .، نامتناهى و خود مختار است ، لطيف ترين و خالصترين چيزهاست و در آن است كه همه چيز هست (البته بايد گفت نوس خالق نيست چون ماده يونانى ازلى است ).

 ارسطو در باب اهميت آناكساگوراس مي گويد : " وى همچون مردى بخرد در ميان ناسنجيده گويانى كه پيشتر از او بودند برجسته است " هر چند نمى توان اهميت و تاثير آناكساگوراس را در افكار فيلسوفان بعد از او ناديده گرفت ولى واقعيت اين است كه او در آغاز يك اصل روحى و عقلى معرفى كرد اما موفق نشد تفاوت اساسى بين اين اصل و ماده اى را كه اين اصل شكل مىدهد يا به حركت در مىآورد را به نحو كامل توجيه كند ، او هر وقت در تبيين اينكه چرا هر چيزى ضرورتا هست در مى ماند پاى عقل را به ميان مىكشيد ولى در موارد ديگر هر چيزى را به عنوان علت بر عقل مقدم مىشمرد. ولى باز ياد آور ميشويم كه نبايد ناديده گرفت كه او با وارد كردن يك اصل بسيار مهم در فلسفه يونانى بعد از خود ثمره اى عالى به بار آورد.

+ نوشته شده در  Mon 5 Jan 2009ساعت 2:23 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

زندگینامه ی دالامبر

دالامبر

صبح یکی از روزهای نوامبر 1717 ناله کودکی از داخل بسته ای در کنار کلیسای سن ژان لورن توجه زنی خیرخواه و نیکوکار را به خود جلب می نماید زن نیکوکار که زوجه شیشه بر فقیری بنام روسو بود کودک را به فرزندی خود قبول می کند. زن نیکوکار کودک را مانند فرزند خود تربیت می کند وکودک هم بعدها حق شناسی بی مانندی را در باره این مادر مبذول می دارد.
ولی مدتها بعد معلوم شد که این کودک فرزند نامشروع زنی میهماندار بنام مادام تنس و یک افسر سوار نظام بنام ژنرال دتوس می باشد.
طولی نکشید که دالامبر سر راهی بزرگ شد و دانشمند شهیری گردید ولی هیچوقت مادرخوانده خود را فراموش نکرد و به مادام تنس که مایل بود او را پیش خود ببرد گفته بود که شما فقط نامادری من هستید و مادر حقیقی من همان زن شیشیه بر است.
دالامبر بیشتر به واسطه پژوهشهایش در ریاضیات و مکانیک استدلالی و به عنوان ویراستار علمی دایره المعارف معروف است، او در معروفترین کتاب خود بنام رساله درباره مکانیک که در سال 1743 منتشر شد سه قانون خود برای حرکت را عرضه کرد. در مورد قانونهای اول و دوم یعنی قانون ماند و قانون متوازی الاضلاع حرکت، استدلال دالامبر هندسی بود فقط در مورد قانون سوم پای فرضهای فیزیکی در میان است این قانون به موضوع تعادل می پردازد و عبارت است از اصل بقای اندازه حرکت در موقعیتهای برخورد.
دالامبر در این رساله نخستین بیان در باره آنچه را امروز اصل دالامبر شناخته می شود ارائه می کند این اصل امروز در واقع بیش از آنکه اصل به شمار آید قاعده ای است برای کاربرد قوانین حرکت که در رساله بیان شده اند. می توان آن را چنین بیانکرد: در هر موقعیتی که شیئی دراثر مانع‌هایی از ادامه حرکت ماندی عادی خود باز ماند، حرکت حاصل را می توان به دو مؤلفه تجزیه کرد: حرکتی که شیء عملاٌ انجام می دهد وحرکتی که مانع ها آن را از بین می برند دالامبر در سال 1744 رساله ای در باره تعادل و حرکت سیالات انتشار داد و از اصل خود برای توصیف حرکت سیالات استفاده کرد و به بررسی مسائل مهم جاری مکانیک سیالات پرداخت کتاب دیگرش به نام تفکراتی در باره علت کلی بادها که در سال 1747 منتشر شد،‌حاوی نخستین کاربرد عمومی معادلات دیفرانسیل جزئی در فیزیک ریاضی بود در مقاله ای به سال 1747 معادله موجی برای نحستین بار در فیزیک ظاهر شد اما راه حل دالامبر اگر چه درست بود، کاملاٌ با پدیده های مشهود وفق نمی داد. در کتاب پژوهش در باره تقدیم اعتدالین و رقص محوری زمین که در سال 1749 نوشته شد روش او در پرداختن به مساله تقدیم اعتدالین شبیه به روش کلرو بود و به راه حلی دست یافت که با حرکت رصد شده زمین توافق بیشتری داشت همچنین کتاب و رساله ای در باره نظریه جدید مقاومت سیالات که در سال 1752 منتشر شد و در آن برای نخستین بار معادلات دیفرانسیل هیدرودینامیک بر حسب یک میدان بیان شده و باطلنما ( پارادوکس ) هیدرودینامیک مطرح گردیده بود، بحث و جدال بسیاری برانگیخت فرهنگستان پروس در مسابقه ای که این مطلب برای آن نوشته شده بود جایزه ای اعطاء نکر به این دلیل که هیچ کس دلیلی تجربی در مورد این کار نظری ارائه نکرده بود ادعا شده است که اثر دالامبر اگر چه بهترین اثری بود که به فرهنگستان رسیده بود، از خطا مصون نمانده بود. خود دالامبر محرومیت خویش را از جایزه نتیجه نفوذ اویلر می دانست و روابط میان این دو دانشمند که قبلاٌ تیره شده بود، روبه وخامت بیشتری نهاد. افتخار توسعه مکانیک و سیالات به گونه ای مختلف به هر دو شخص نسبت داده شده است.

دالامبر پیشگفتار دایره المعارف را نوشت این پیشگفتار از اسناد عمده عصر روشنگری و بیانیه فیلسوفان است مقاله های دالامبر در دایره المعارفاز حوزه ریاضیات بسیار فراتر می رفت. دالامبر که با همکاری دیدرو برای تهیه دایره المعارف اقدام کرده بود در سال 1758 همکاری با تهیه دایره المعارف را ترک گفت وی در سال 1754 به عضویت آکادمی علوم فرانسه انتخاب شد محصول علمی مهم دالامبر پس از سال 1760 کتاب جزوه های ریاضی او بود که مشتمل بر راه حلهای جدید فراوانی برای مسائلی که او قبلاٌ‌ به آنها دست یازیده بود. دالامبر سرانجام در روز 29 اکتبر 1783 در سن 63 سالگی در پاریس درگذشت.

+ نوشته شده در  Mon 5 Jan 2009ساعت 2:14 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

زندگینامه ی لاپلاس

لاپلاس

پیتر سیمون لاپلاس در 23 مارس 1749 در حوالی پون لوک فرانسه متولد شد پدرش دهقان فقیری بود و از کودکی خودش اطلاعی در دست نیست لاپلاس از جمله مؤثرترین دانشوران در طول تاریخ می باشد او به محض اینکه ریاضیدان مشهوری شد و افتخاراتی کسب نمود اصل و نسب خود را مخفی نگاه می داشت، مشهور است که لاپلاس برای ملاقات دالامبر ریاضیدان با ارزش در یکی از روزهای سال 1770 به خانه او می رود و با وجود توصیه هایی که ارائه می دهد کمک قابل توجهی از طرف زیاضی دان بزرگ نسبت به او نمی شود لاپلاس مایوس نمی شود و نامه ای برای دالامبر می فرستد و در آن افکار خویش را درباره اصل مکانیک شرح می دهد دالامبر به محض خواندن نامه نویسنده را احضار می کند و به او می گوید چنانچه ملاحظه میکنید من به توصیه و سفارش ترتیب اثر نمی دهم ولی شما برای شناساندن خود وسیله خوبی بدست آوردید دالامبر فوراٌ‌ لاپلاس را به سمت استاد مدرسه نظامی پاریس انتخاب می کند.

در مرحله اول لاپلاس نوشته هایی در باره مسائل حساب انتگرال، اختر شناسی، ریاضی کیهان شناسی نظریه بازیهای بخت آزمایی و علیت تالیف کرد در این دوره سازنده وی سبک و شهرت و موضع فلسفی و برخی شیوه های ریاضی خود را ساخته و پرداخته کرد و برنامه ای برای پژوهش در دو زمینه – احتمالات و مکانیک آسمانی – تنظیم نمود که بقیه عمر را به کار ریاضی در باره آنها پرداخت در مرحله دوم در هر دو زمینه به بسیاری از نتایج عمده ای رسید که به سبب آنها مشهور است و بعدها آنها را در رساله های بزرگ خو«مکانیک سماوی 1799 – 1825) و نظریه تحلیلی(1812) گنجانید اطلاع از بخش اعظم این مسائل به وسیله شیوه های ریاضی صورت گرفت که او در آن زمان یا قبل از آن، به وجود آورد ابداع کرده بود مهمترین آنها عبارتند از توابع مولد، که از آن پس به نام وی خوانده شدند. بسط، که آن نیز در نظریه دترمینانها به نام وی گردید، تغییر مقادیر ثابت به منظور رسیدن به راه حلهای تقریبی در انتگرال گیری عبارتهای اختر شناسی و ابع گرانشی تعمیم یافته که بعدها با دخالت پواسون به صورت تابع پتانسیل برق و مغناطیس قرن 19 در آمد همچنین در طی همین دوره بود که لاپلاس به سومین حوزه علایقش – یعنی فیزیک که با همکاری لاوازیه در زمینه نظریه گرما بود، وارد گردید و تا حدودی در نتیجه آن همکاری بود که وی تبدیل به یکی از اعضای مؤثر حلقه درونی مجمع ملی شد.

اولین مسئله مورد توجه لاپلاس دنبال نمودن کار اسحاق نیوتن بود زیرا اسحاق نیوتن قانون اصلی مکانیک آسمانی را یافته بود و لاپلاس می خواست این قانون را در مورد تمام اجسام منظومه شمسی به کار برد لاپلاس شروع به تعیین قوانین مکانیک سیارات کرد تا نشان دهد که این اجسام مانند سایر اجسام تابع قوانین فیزیکی هستند اولین موضوعی که لاپلاس نزد خود مطرح می کند موضوع ثبات دستگاه شمسی است که آیا به وضعی که داراست می ماند یا بالاخره ماه روی زمین سقوط می کند و سیارات بر جرم خورشید پرتاب شده و معدوم می گردند اسحاق نیوتن هم این سؤال را مطرح کرده بود و به این نتیجه رسیده بود که باید گاهگاهی دست خداوند در کار بیاید و حرکات آنها را به جریان عادی برگرداند ولی لاپلاس گفت اگر چه وضع سیارات نسبت به خورشید تغییر می کند ولی این تغییرات تناوبی است لاپلاس تمام این اکتشافات را تحت عنوان مکانیک آسمانی منتشر ساخت ولی چون فهم مطالبش برای همه کس مقدور نبود لذا تصمیم گرفت کتابی دیگر بنویسد که مردم عادی هم از آن بهره مند گردند این کتاب تحت عنوان شرح دستگاههای جهانی منتشر شد.

لاپلاس علاوه بر نجوم و ریاضیات استادی عالیقدر در علم فیزیک بود و در باره لوله های موئین و انتشار امواج صوتی مطالعات فراوانی داشت از مهمترین آثار لاپلاس تئوری تحلیلی احتمالات را که در سال 1812 نوشته است می توان نام برد لاپلاس را که دانشمندی بی همتا می توان گفت متاسفانه نسبت به تمام حکومتهایی که پی در پی عوض می شدند تملق می گفت و از آنها استفاده می کرد در مقابل ناپلئون تا زانو تعظیم می کرد و به همین علتها بود که از طرف امپراطور به مقامهای کنت – سناتور – ریاست مجلس سنا انتخاب شد با وجود اینها وقتی ناپلئون اسیر شد به او پشت کرد و به عزلش رای داد و خود را در دامان لویی هجدهم انداخت و از طرف او به سمت رئیس کمیته تجدید تشکیلات مدرسه پلی تکنیک و عضو مجلس عیان انتخاب شد. لاپلاس با تمام این اوصاف جوانان را تشویق و کمک می کرد به طوری که روزی یکی از اکتشافات جوان ناشناسی بنام بیو از طرف آکادمی مورد تمجید قرار گرفت او را نزد خود خواند و معلوم گردید لاپلاس قبلاٌ این اکتشاف را مورد مطالعه قرار داده سات.
لاپلاس اواخر عمر را در آرکوری نزدیک پاریس در عمارت ییلاقی خود که نزدیک دوستش برتوله بود گذارنید او روز 5 مارس 1812 در 78 سالگی در گذشت در حالیکه آخرین حرف او این بود: آنچه می دانیم بسیار ناچیز و آنچه نمی دانیم عظیم و وسیع است.

+ نوشته شده در  Mon 5 Jan 2009ساعت 2:12 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

زندگینامه ی نیوتن و آمپدوکلس

نیوتن

ايزاك نيوتون  فيزيك دان و رياضيدان انگليسي(1727 – 1642)

فيزيكدان و رياضيدان بزرگ انگليسي در سال درگذشت گاليله1642به دنيا آمد. نيوتون كشاورز زاده بود و پدرش قبل از تولد پسر خود از دنيا رفت ..

 آموزش ابتدایی رسمی نیوتن در دو مدرسه کوچک دهکده های اسکلینگتن و راچفورد صورت گرفته بود که هر دو برای رفت و آمد روزانه به خانه او نزدیک بودند چنین به نظر می رسد که اول بار دایی اوکه کشیشی به نام ویلیام آیسکاف بوده است متوجه شد که در نیوتن استعدادی مافوق کودکان عادی وجود دارد. بدین ترتیب ویلیام آیسکاف مادر را مجاب کرد که کودک را به دانشگاه کمبریج(که خودش نیز از شاگردان قدیمی این دانشگاه بود) بفرستد زیرا مادر نیوتن قصد داشت وی را در خانه نگهدارد تا در کارهای مزرعه به او کمک کند در این هنگام نیوتن 15 ساله بود کمبریج در آن زمان دیگر آکسفورد را از مقام اولی که داشت خلع کرده به قلب پیوریتانیسم انگلیس و کانون زندگی روشنفکری آن کشور بدل شده بود. نیوتن در آنجا مانند هزاران دانشجوی دیگر دوره کارشناسی، خود را غرق مطالعه آثار ارسطو و افلاطون می کرد نیوتن در یکی از روزهای سال 1663 یا 1664 شعار زیر را در کتابچه یادداشت خود وارد کرد. افلاطون دوست من و ارسطو هم دوست من است، اما بهترین دوست من حقیقت است او از کارهای دکارت در هندسه تحلیلی شردوع کرده سریعاٌ تا مبحث روشهای جبری پیش آمده بود در آوریل 1665 که نیوتن درجه کارشناسی خود را گرفت، دوره آموزشی او که می توانست چشمگیرترین دوره در کل تاریخ دانشگاه باشد بدون هیچگونه شناسایی رسمی به اتمام رسید                      .
در حدود سال 1665 مرض طاعون شیوع یافت و دانشگاه دانشجویان خود را مرخص کرد نیوتن به زادگاه خود مراجعت کرد همین موقع بود که هوش و استعداد نابغه بزرگ آشکار گشت زیرا تمام کتابها و جزوه های خود را در دانشگاه جا گذاشته بود فکر خود رذا آزاد گذاشت که به تنهایی از منابع خاص خود استفاده نماید در این هنگام نیوتن بیش از 22 سال نداشت ولی بیش از ارشمیدس و دکارت در باره معرفت ساختمان جهان دقیق شده بود نیوتن ضمن دو سالی که در وولستورپ بود حساب عناصر بی نهایت کوچک قانون جاذبه عمومی را کشف کرد و تئوری نور را بنیان گذاشت این داستان که سقوط سیبی از درخت نیوتن را به فکر کشف جاذبه عمومی انداخته است به نظر درست می آید او از آن لحظه این پرسشها را برای خود مطرح کرد: چرا سیب به پایین و نه بالا سقوط می کند؟ و چرا ماه بر زمین نمی افتد؟ این اندیشه ها بعدها او را به کشف قانون نیروی گرانش رهنمون شدند هنگامی که نیوتن چندین سال بعد پاسخ این پرسش را توانست بیابد در واقع یکی از قانونهای فیزیک راکشف کرده بود که بر تمام عالم حکمفرماست قانون نیروی گرانش او پس از شیوع طاعون و بازگشت به ملک مزروعی مادرش، طی 18 ماه به آگاهیها و کشفهایی بیش از آنچه که دانشمندان دیگر در طول عمر خود دست می یابند، دست یافت او در این مدت ساخت و ساز قانون نیروی گرانش را آغاز کرد او در باره نور و رنگهای آن پژوهش کرد دلیل جزر و مد را کشف کرد قوانین و حرکات بخصوصی را به درستی تشخیص دادو معادله هایی برای آن نوشت که بعدها اساس و بنیان دانش مکانیک شد در مورد نیروی گرانش نیوتن معتقد بود که نه تنها زمین چنین نیروی گرانشی دارد بلکه تمام اجسام و اجرام چنین خصوصیتی دارند روزی که او منشوری را در دست گرفت واجازه داد تا پرتو نور خورشید از میان آن بتابد او با این کار کشف کرد که نور سفید به هنگام ورود به منشور شیشه ای منحرف می شود و به 7 پرتو نور اصلی با رنگهای گوناگون تجزیه می شود آنها رنگهای رنگین کمان هستند که طیف یا بیناب نامیده می شوند و عبارتند از: سرخ، نارنجی، زرد، سبز، آبی، نیلی و بنفش او تمام این کشفیات را در یک دوره زمانی 18 ماهه به انجام رسانید بالاخره طاعون ریشه کن شد و او به لندن برگشت تا تحصیلات خود را به پایان برساند او 3 سال پس از آن را صرف کاوش و پژوهش در ماهیت و طبیعت نور کرد او همچنین نخستین دوربین نجومی آیینه ای را ساخت تلسکوپ آیینه ای رصد خانه مونت پالومار در کالیفرنیا نیز، که آیینه آن 5 متر قطر دارد بر اساس اصول و قواعد نیوتن بنا شده است                                                            .
نیوتن در اثر مطالعات فراوان مبتلا به ناراحتی عصبی شد از دو ناراحتی عصبی مه نیوتن پیدا کرد اولی ظاهراٌ در سال 1678 و دومی در سال بعد از فوت مادر او بود در این دره وی مدت 6 سال از هر گونه مکاتبه مربوط به تلاشهای ذهنی دست کشید به هر صورت عالم کیهانی بود. دوران مابین 1684 و 1686از نظر تاریخ فکری بشر مقام ارجمندی دارد در این دوران هالی توانست با تدبیر بسیار نیوتن را وادارد که اکتشافات خویش را در نجوم و علم حرکات به منظور انتشار تدوین کند و نیوتن نیز به این کار رضایت داد در سال 1687 در 45 سالگی قانون جاذبه زمین و سه قانون در باره حرکت را در کتابش مه به زبان لاتین نوشته شده بود با خرج هالی منتشر کرد نیوتن به مطالعات عظیم دیگری پرداخت که حتی امروزه نیز کامل نشده است و آن اینکه با به کار بردن قوانین علم الحرکات و قانون جاذبه عمومی فرورفتگی زمین را در دوقطب آن که نتیجه دوران روزانه زمین به دور محورش می باشد محاسبه کرد و به کمک این محاسبه درصدد برآمد سیر تکامل تدریجی سیاره را مورد مطالعه قرار دهد. نیوتن تغییرات وزن اجسام را برحسب تغییر عرض جغرافیایی مکان به دست آورد و نیز ثابت کرد که هر جسم تو خالی که به سطوح مروی متحدالمرکز و متجانس محدود شده باشد نمی تواند هیچگونه نیرویی بر اجسام با ابعاد کوچک که در نقطه غیر مشخصی در داخل آن قرار داشته باشند اعمال کند نیوتن در پاییز سال 1692 هنگامیکه به 50 سالگی رسید نزدیک می شد به سختی مریض و بستری شد به طوریکه از هر گونه قوت و غذایی بیزار شد و دجار بی خوابی مفرط گردید که به تدریج به بی خوابی کامل تبدیل شد خبر کسالت شدید نیوتن در قاره اروپا انتشار یافت. لیکن بعد از آنکه خبر بهبودی او را دادند دوستانش شادمان گردیدند. حکمت بریتانیا به منظور قدردانی از خدمات این دانشمند برگ یک منصب بسیار بالای دولتی به وی اعطاء کرد و او در سال 1700 میلادی به عنوان خزانه دار کل سلطنتی منصوب شد منصبی که تا آخر عمرش آن را حفظ کرد در همان سال به عضویت آکادمی علمی فرانسه نیز اتنخاب شد در سال 1705 علیا حضرت ملکه آن(ملکه انگلستان) به وی عنوان سر اعطاء کرد و به احتمال قوی اعطای این افتخار بیشتر به مناسبت خدمات او در ضرب مسکوکات بوده است تا به علت تقدم فضل او در معبد عقل و کمال.                                                                                                  
وی چندی پیش از وفاتش با نگاهی به زندگی علمی طولانی گذشته اش از آن این خلاصه را بدست داد: من نمی دانم به چشم مردم دنیا چگونه می آیم اما در چشم خود به کودکی می مانم که در کنار دریا بازی می کند و توجه خود را هر زمان به یافتن ریگی صافتر یا صدفی زیباتر منعطف می کند در حالیکه اقیانوس بزرگ حقیقت همچنان نامکشوف مانده در جلوی او گسترده است آخرین روزهای زندگی وی تاثر برانگیز و از جنبه انسانی قوی و عمیق بوده است اگر چه نیوتن نیز مانند سایر افراد بشر از رنج فراوان بی بهره نماند لیکن بردباری بسیاری که در مقابل درد و شکنجه دائمی دو سه سال اخیر زندگانی خویش نشان داد شکوفه های دیگری بر تاج گلی که بر فرق او قرار دارد می افزاید. در آخرین روزهای زندگی از ردر جانگداز اسوده بود در نهایت آرامش در 20 مارس 1727 در 84 سالگی در لندن در گذشت و با عزت و شرف بسیار در وستمینستر آبی به خاک سپرده شد برای قدردانی از این دانشمند بزرگ واحد نیرو را نیوتن نامیده اند بدون تردید می توان گفت در تاریخ بشریت نامی از مافوق نیوتن وجود نداشته و هیچ اثری از لحاظ عظمت و بزرگی مانند کتاب(اصول) او نخواهد بود لاپلاس بزرگترین ادامه دهنده اکتشافات او در باره اش چنین می گوید: کتاب اصول بنای معظمی است که تا ابد عمق دانش نابغه بزرگی را که کاشف مهمترین قوانین طبیعت بوده است به جهانیان ملل خوهد داشت. لاگرانژ در باره او چنین می گوید: نیوتن خوشبخت بود که توانست دستگاه جهان را توصیف کند افسوس که در عالم بیش از یک اسمان وجود ندارد ولتر مشهورترین ستایندگان او چنین نوشته است: ای رازدار آسمانها و ای جوهر ابدی راست بگو تو نسبت به نیوتن حسادت نمی ورزی؟

 

آمپدوکلس

امپدوكلس 430 -492 پ م

امپدوكلس شهروند اكراگاس درسيسيل بود كه تاريخ حيات وى را به طور دقيق نمى توان معين كرد. وى در زمان خود ظاهرا اهل سياست و رهبر حزب دموكرات شهر خود بوده و نيز داستانهايى پيرامون فعاليتهاى او به عنوان جادوگر و معجزه گر نقل مىشود و بر اساس داستانهانى وى ازجرگه فيثاغوريان به خاطر“دزديدن گفتارها و خطابه ها“ اخراج شد. در عين حال گفته مىشود حال در طبابت نيز باعث پيشرفتهايى بوده است. امپدوكلس خود را شايسته پرستش مىدانسته به طوريكه طرف برخى شاگردانش از او به نام خدا هم نامبرده شده است. در مورد مرگ او نيز داستانهائى وجود دارد كه معروفترين اين داستانها اين است كه وي خود را به دهانه اتش فشان اتنا افكند تا مردم تصور كنند كه به آسمان رفته و از خدايان بوده ولى بدبختانه كفشهاى معروف برنجين خود را كنار آتشفشان جاى مى گذارد.

او افكار فلسفى خود را مانند ديگر فلاسفه يونان به صورت منظم بيان كرده او تا اندازه اى نيز میكوشيد تا افكر و عقايد اسلاف خود را تلفيق كند. در فلسفه امپدوكلس چيزى كه اهميت دارد تغييرات و تبديلات و ارتباط موجودات است نه تولد و مرگ اينان . او معتقد است وجود هست و مادى است

 ( مانند پارمنيدس) و نيز اعتقاد داشت وجود نمىتواند بوجود آيد يا از ميان برود زيرا نه مىتواند از لاوجود به وجود آيد و نه ميتواند لاوجود شود پس ماده بى آغاز و انجام يعنى فناناپذيراست . امپدوكلس درعين حال منكر تغير به عنوان يك حقيقت نبود و آنرا به اين صورت توجيه ميكرد : اشيا كلهائى هستند كه موجود و فاسد مىشوند ولى درعين حال اين كلها از اجزا فنا ناپذير تركيب شده اند و فقط آنچه وجود دارد اختلاط و مبادله اين اجزا است و جوهر (طبيعت) تنها نامى است كه كه آدميان به اشيا داده اند.  طبقه بندى مشهور چهار عنصر اختراع امپدوكلس بود. بدين سان كه اشياء به سبب اختلاط عناصر چهارگانه(آب آتش خاك و هوا) به وجود می آيند . عشق عامل جذب يا كشش اين اجزا چهارگانه است و نفرت يا ستيزه اجزا را از هم جدا مىكند . بنا بر نظر امپدوكلس فراگرد عالم  دايره وار است بدين معنى كه عالم وجود در آغاز يك دوره همه عناصر آن با هم مخلوطند نه مجزا و براى تشكيل اشيا انضمامى و تركيبى چنانچه ما آنها را مى شناسيم مخلوطى كلى از خاك هوا آتش و آب لازم است . در اين مرحله اوليه فراگرد عشق اصل حاكم است و كل مجموعه يك خداى متبارك ناميده شده است. اما نفرت گرداگرد سپهر است و وقتى به درون سپهر نفوذ كرد فراگرد افتراق و جدائى آغاز مى شود .

امپدوكلس نظريه تناسخ (1) ارواح را در كتاب پالايشها تعليم كرده است . ولى نظريه تناسخ او را نمىتوان با نظام جهانشناختى اش سازگار كرد زيرا اگر همه اشيا از اجرا مادى تركيب شده اند كه هنگام مرگ از هم جدا مي شوند جايى براي جاودانگى باقى نمى ماند در انتها بايد گفت هرچند امپدوكلس جريان عالم و فراگرد دايره وار طبيعت را بيان كرد ولي موفق نشد آنرا تبيين كند و ناچارا به نيروهاى اساطيرى عشق و نفرت متوسل شد و اين آناكساگوراس بود كه تبيين آنرا بوسيله مفهوم عقل به عهده گرفت .

+ نوشته شده در  Mon 5 Jan 2009ساعت 2:8 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

انرژی خورشید

خورشید نه تنها خود منبع عظیم انرژی است، بلکه سرآغاز حیات و منشاء تمام انرژیهای دیگر است. طبق برآوردهای علمی در حدود ۶۰۰۰ میلیون سال از تولد این گوی آتشین می‌گذرد و در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر وزن زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.

قطر خورشید ۶۱۰ × ۳۹/۱ کیلومتر است و از گازهایی نظیر هیدروژن (۸/۸۶ درصد) هلیوم (۳ درصد) و ۶۳ عنصر دیگر که مهم‌ترین آنها اکسیژن – کربن – نئون و نیتروژن است تشکیل شده‌است.

میزان دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.

زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید حدود از کل انرژی تابشی آن می‌باشد.

جالب است بدانید که سوختهای فسیلی ذخیره شده در اعماق زمین، انرژیهای باد و آبشار و امواج دریاها و بسیاری موارد دیگر از جمله نتایج همین مقدار انرژی دریافتی زمین از خورشید می‌باشد.

 

 

در عصر حاضر از انرژی خورشیدی توسط سیستم‌های مختلف و برای مقاصد متفاوت استفاده و بهره‌گیری می‌شود که عبارت‌اند از:

  1. استفاده از انرژی حرارتی خورشید برای مصارف خانگی، صنعتی و نیروگاهی.
  2. تبدیل مستقیم پرتوهای خورشید به الکتریسیته بوسیله تجهیزاتی به نام فتوولتائیک.
+ نوشته شده در  Mon 5 Jan 2009ساعت 10:47 AM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

موتور ها ی موشک

موشک

 

موشکهای فضایی مانند موشکهای آتش بازی عمل می‌کنند. سوخت با ماده‌ای به نام اکسنده که حاوی گاز تسریع کننده احتراق یعنی اکسیژن است، ترکیب می‌شود. آنگاه این ترکیب که یک پیشران محسوب می‌شود، می‌سوزد و گازهای داغی را تولید می‌کند، این گازها منبسط شده ، از طریق یک دماغه خارج و باعث می‌شوند موشک به طرف بالا حرکت کند. این واکنش برای اولین بار در قرن هفدهم توسط دانشمند انگلیسی ، اسحاق نیوتن ، در قانون سوم حرکتش بیان شد. او اظهار داشت که برای هر عملی (خروج گازها در اینجا) عکس العملی است مساوی و مخالف جهت آن (در اینجا ، حرکت موشک).نیرویی که یک موشک را به طرف جلو حرکت می‌دهد، نیروی پیشران نامیده می‌شود. قدرت نیروی پیشران به سرعت خارج شدن گاز خروجی بستگی دارد. نیروی پیشران به موشک شتاب داده ، باعث افزایش سرعت آن می‌شود. مقدار شتاب نیز بستگی به جرم موشک دارد. هر چه موشک سنگینتر باشد، برای رسیدن به فضا ، به نیروی پیشران بیشتری نیاز است. تا وقتی که موتورهای موشک ، روشن و در حال تولید نیروی پیشران هستند، شتاب فضا پیما نیز هر لحظه زیادتر می‌شود.
موتور موشک یا از پیشران مایع استفاده می‌کند یا جامد ، اما بعضی اوقات ، یک موشک کامل ممکن است. در مراحل مختلف از هر دو نوع پیشران استفاده کند. کارشناسان موشکهایی را پیشنهاد کرده‌اند که از انرژی اتمی به عنوان سوخت استفاده می‌کنند، چرا که آنها از نظر مصرف انرژی بسیار مقرون به صرفه‌اند. اما ترس از خطر استفاده از سوخت اتمی مانع استفاده از این موشکها شده است.

موشکهایی با سوخت پیشران جامد

سوختهای پیشران از یک نوع سوخت و یک اکسنده تشکیل شده‌اند. برای روشن شدن موشک ، کافی است یک جرقه کوچک سوخت پیشران آنرا آتش بزند. سوخت آتش گرفته تا آخرین قطره می‌سوزد. گازهای حاصل از سوخت پیشران را از طریق دماغه انتهایی موشک خارج می‌شوند. اولین موشکها را احتمالا در قرن یازدهم میلادی در کشور چین ساخته‌اند. آنها موشکهایی بودند که از سوخت پیشران جامد استفاده می‌کردند. سوخت موشک یک نوع باروت بود که از مخلوطی از نیترات پتاسیم ، زغال چوب و سولفور تشکیل شده بود.

موشکهایی که از سوخت پیشران جامد استفاده می کنند، اغلب به عنوان موشکهای تقویت کننده‌ای استفاده می‌شوند که نیروی اولیه موشکهای بزرگتر را تأمین می‌کنند. موشکهای بزرگتر خود از سوخت پیشران مایع استفاده می‌کنند. بزرگترین موشکهای مصرف کننده سوخت جامد با 45 متر ارتفاع جزء موشکهای تقویت کننده شاتل فضایی ایالات متحده محسوب می‌شوند. آنها حاوی 586500 کیلوگرم (2/1 میلیون پوند(سوخت پیشران هستند که بطور متوسط 13 میلیون تن (5/3 میلیون پوند نیرو) نیروی پیشران را تولید می‌کنند.

این موشکها را طوری طراحی کرده‌اند که بعد از اتمام سوخت و افتادن در دریا ، از دریا بیرون کشیده شده ، دوباره برای مأموریتهای بعدی سوختگیری می‌شوند. ساخت موشکهایی که از سوخت جامد استفاده می‌کنند چندان دشوار نیست. آنها مقدار زیادی نیروی پیشران را در یک مدت زمان کم تولید می‌کنند. تنها ایراد این نوع موشکها این است که بعد از روشن شدن به راحتی خاموش نمی شوند. به عبارت دیگر ، نمی‌توان آن را به آسانی تحت کنترل درآورد.

 نیروی پیش برنده

 شاتل فضایی ایالات متحده از موشکهای تقویت کننده عظیم الجثه‌ای برخوردار است که از سوخت پیشران جامد استفاده می کنند. این پیشران از پر کلرات آمونیم به عنوان اکسنده و پودر آلومینیوم به عنوان سوخت تشکیل شده است.

موشکهای با سوخت مایع

اکثر موشکهایی که از آنها در پروازهای فضایی استفاده می‌شود، از سوخت پیشران مایع بهره می برند. سوخت و اکسنده که در مخزنهای جداگانه‌ای نگهداری می‌شوند، هر دو مایع هستند. پمپهای قدرتمندی آنها را به محفظه احتراق می‌برند؛ در آنجا آنها باهم ترکیب شده ، شروع به تولید گازهای خروجی می‌کنند. گازهای مذکور نیز به نوبه خود از دماغه انتهایی موشک خارج می‌شوند. بعضی از موشکها از یک ماده قابل اشتعال سریع برای شروع احتراق استفاده می‌کنند. سوخت پیشران سایر موشکها هگام ترکیب سوخت و اکسنده شروع به احتراق می‌کند.

فرآیند احتراق پیشران مایع

اکسنده و سوخت باهم ترکیب می‌شوند و در محفظه احتراق شروع به سوختن می‌کنند. سپس گازهای خروجی حاصل از فرآیند احتراق از دماغه خارج و به عنوان نیروی پیشران ، موشک را به طرف جلو حرکت می‌دهند. 

مراحل مختلف یک موشک

برای سفر به فضا ، یک موشک چند مرحله‌ای مورد نیاز است. هر کدام از این مراحل یک موشک جداگانه محسوب می‌شود که هم دارای منبع سوخت است و هم موتور. بسته به وزن محموله ماهواه ، از موشکهای تقویت کننده‌ای در کنار مراحل مختلف موشک برای افزایش نیروی موتورها استفاده می‌شود. مرحله اول ، کل موشک را از زمین بلند می‌کند و به محض اتمام سوخت از بقیه موشک جدا شده، به زمین سقوط می‌کند. آنگاه موتور مرحله دوم روشن می‌شود. بخاطر وزن سبکتر موشک در این مرحله ، شتاب موشک نیز بیشتر می‌شود؛ این سیر صعودی شتاب با جدا شدن هر مرحله از موشک ادامه می‌یابد. مرحله پایانی موشک قسمت حامل ماهواره را به فضا و به طرف مقصدش حمل می کند.

+ نوشته شده در  Sun 4 Jan 2009ساعت 3:5 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

گردش گری در ایران

استان خراسان جنوبی

استان خراسان جنوبی در گستره پهناوری در شرق ایران واقع شده؛ از شمال با استان خراسان رضوی، از جنوب با سیستان و بلوچستان و کرمان و از شرق به طول 330 کیلومتر با کشور افغانستان هم مرز است. استان خراسان جنوبی دارای 5 شهرستان به نام های بیرجند، قاین، نهبندان، سربیشه و سرایان می باشد. مرکز استان خراسان جنوبی، شهرستان بیرجند است.


نقشه تقسیمات
استان خراسان جنوبی؛ عکس از سازمان نقشه برداری کشور

به دلیل کم بودن نزولات جوی و شرایط نامساعد دیگر، کشاورزی در این استان گسترده نیست، اما با این وصف محصولات سازگار با طبیعت منطقه (زعفران و زرشک) از مرغوبیت بالایی برخوردار است.
طبیعت خاص استان خراسان جنوبی در دشت بزرگ لوت و چشم اندازهای زیبای آن در جنوب استان در کنار ییلاق های کوهستانی شمال شرقی استان، از جمله مهم ترین مناطق توریستی-طبیعی خاص به شمار می رود.  

استان خراسان جنوبی از مناطق تاریخی و بناهای معماری قابل توجهی برخوردار است. بیرجند، خوسف، سربیشه و نهبندان هر یک دربرگیرنده جاذبه های تاریخی و معماری با اهمیتی هستند که به لحاظ معماری و تاریخی، استان خراسان جنوبی را غنی و پربار ساخته اند. از نظر تاریخی "خوسف" یكی از كهن‌ ترین و قدیمی ترین شهرهای جنوب خراسان به شمار می رود که وجود بافت قدیمی با آثار تاریخی ارزشمند؛ از ویژگی های شاخص این شهر محسوب می شود. این بافت كه به لحاظ موقعیت طبیعی و واقع شدن بر روی هسته مقاوم، از زمین لرزه در امان مانده، یكی از سالم ترین بافت های تاریخی را دارا می باشد. بناهای تاریخی سربیشه به دوره پیش از اسلام می‌رسد و آثار تاریخی آن نشان دهنده غنای فرهنگی و سابقه تمدنی این منطقه است. آثاری از قبیل محوطه های باستانی، قلعه و خانه های قدیمی، غارها و روستاهای شگفت انگیز در این منطقه دیده می شوند. قلعه بزرگ نهبندان نیز كه از خشت و چینه ساخته شده و در داخل شهر نهبندان قرار گرفته؛ سابقه آن به دوران اشکانیان و ساسانیان می رسد.

 

استان خراسان رضوی

استان خراسان رضوی؛ بزرگ ترین قطب توریسم مذهبی جمهوری اسلامی ایران است که بناهای آرامگاهی، بیش ترین و مهم ترین چشم انداز معماری این منطقه را تشکیل می دهند. مجموعه های آرامگاهی؛ بناهایی هستند كه طی سالیان طولانی بر روی مدفن و مزار شخصیت‌های مذهبی و محبوب شكل گرفته اند و معمولا شامل حرم، ‌مساجد، مدارس، كتاب خانه ها، كاروان سراها، آب انبارها، خانقاه ها و فضاهایی از این قبیل می شوند. گسترش چنین مجموعه هایی، با گسترش مذهب، اعتبار و احترام صاحب مدفن و ارزش هنری و معماری بناهای ساخته شده ارتباط مستقیمی دارد. برخی از مجموعه های آرامگاهی مانند آستان قدس رضوی، در شكل گیری و پیدایش شهرها، نقش اساسی و مهمی ایفا كرده اند و به مركز فعالیت های مختلف مذهبی، سیاسی، اقتصادی و غیره تبدیل شده اند.

 


نقشه تقسیمات
استان خراسان رضوی؛ عکس از سازمان نقشه برداری کشور

 

مجموعه آستان قدس رضوی یکی از باشکوه ترین بناهای آرامگاهی سراسر جهان اسلام است که وجود مبارک حضرت امام رضا (ع) را در برگرفته و سبب شده استان خراسان رضوی به بزرگ ترین قطب توریسم مذهبی ایران تبدیل شود.

 

استان خراسان شمالی

استان خراسان شمالی با مساحتی حدود ۲۸۱۷۹ کیلومتر مربع از ۶ شهرستان بجنورد (مرکز استان)، شیروان ،اسفراین، مانه و سملقان ،جاجرم و فاروج تشکیل شده است. این استان از نظر موقعیت جغرافیایی؛ از شمال با کشور ترکمنستان، از شرق و جنوب با استان خراسان رضوی، از جنوب غربی با استان سمنان و از غرب با استان گلستان هم مرز است.

 


نقشه تقسیمات
استان خراسان شمالی؛ عکس از سازمان نقشه برداری کشور

 

آثار کشف شده در این استان نشان از قدمت تاریخی کهن آن دارد. محوطه باستانی معروف به پهلوان و تپه حیدران جاجرم، قدمتی بیش از ۱۲ هزار سال دارند. قدیمی ترین اثر باستانی پابرجای قبل از اسلام (بنای سنگی اسپاخو) در غرب شهرستان مانه و سملقان در فاصله ۵ کیلومتری شمال شاهراه آسیایی در روستای اسپاخو نیز دلیل دیگری برصحت این ادعا است.

                      یا رب زِ باد فتنه نگهدار خاک پارس     
                                                                  چندان که خاک را بود و باد را بقا (سعدی)

 

 

 


ادامه مطلب
+ نوشته شده در  Sun 4 Jan 2009ساعت 2:49 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

بستن مدار

موضوع كار : بستن مدار با كليد يك پل

 

كليد يك پل :

از اين كليد براي قطع و وصل كردن یک یا مجموعه ای ازلامپها  استفاده مي شود . این کلیدها بیشتر درمکان هایی که نیاز به نور زیاد نمی باشد يا درمحل هاي كوچك استفاده مي شود . این کلید ها دارای اندازه های يكسان ودر عین حال دارای شکل های متنوع هستند ،  دارای دو کنتاکت فلزی هستند که برای قطع و وصل و همچنین تغییر وضعیت جریان برق در سیم کشی ها مورد استفاده قرار می گیرد.

 

کاربرد های کليد يک پل :

در مکان هایی که باید یک دسته لامپ در یک زمان روشن شوند و مکان های کوچک مثل انباریها ، موتورخانه ها ، دستشويي ها و ...  .

اين كليد را در اتاق هاي بزرگ ، روشن كردن يك دسته لامپ به طور همزمان ( مانند لوستر ) و ... نمي تولن استفاده كرد .

 

علامت اختصاري كليد يك پل:

1)       شماي حقيقي:

 

 

2)      شماي فني:

 

 

 

علامت اختصاري جعبه تقسيم :

1)      شماي حقيقي :

 

2)      شماي فني :

راه اندازي يك لامپ بوسيله كليد يك پل:

براي انجام اين آزمايش ابتدا فيوز را قطع كرديم از فاز سيمي را به کلید یک پل می دهیم  و فاز برگشتي از كليد را به يك سر لامپ . از نول هم سيمي را به سر ذيگر لامپ مي دهيم. پس از اطمينان از صحت اتصالات فيوز را وصل كرده و با تغيير وضعيت كليد لامپ خاموش و روشن مي شود .

 

                                  

 

اين آزمايش را براي شش لامپ سري تكرار كرديم. ابتدا شش لامپ را به صورت سري به هم وصل نموديم ، سيمي كه از فاز گرفته بوديم را به كليد و فاز برگشتي از كليد  را به سر مشترك لامپ ها وصل و  سيم گرفته شده از نول را به سر مشترك ديگر لامپ ها وصل كرديم . برق را در مدار به جريان انداختيم . همه ي لامپ ها روشن شدند اما هر كدام به اندازه ي توان خود روشنايي داشتند ( لامپ با توان بالا نور كم و لامپ با توان كم نور زياد ) درحالت سری اگردو سر یک لامپ اتصال کوتاه شود بقیه لامپها بجز لامپ مورد نظر  همچنان روشن باقی می ماند ونورشان زیاد می شود  ولا مپ موردنظرازمدار حذف ميشود . اگر یک لامپ اتصال باز شود همه لامپها خاموش می شوند.

در مورد لامپ هاي موازي هم به طريق بالا عمل مي كنيم اما با اين تفاوت كه شش لامپ را به صورت موازي به هم وصل مي كنيم . مشاهده كرديم كه همهي لامپ ها با نور يكساني روشن شدند. در حالت موازی اگر دو سر یک لامپ اتصال کوتاه شود کل مدار اتصال کوتاه شده و فیوز می پرد و در  حالتی که یک لامپ اتصال باز شود سایر لامپها روشن باقی مانده و لامپ مذکور خاموش می شود.

 

بستن مدار با كليد دو پل

كليد دو  پل :

اين كليد در اصل دو كليد يك پل در يك كليد است . این کلید دارای سه كنتاكت است که توسط اهم متر مي توان آنها را از هم تشخيص داد .براي اين كار  تمامی ورودی ها را در حالت قطع و وصل بررسی می کنیم که باید مقاومت صفر یا بی نهایت را نشان دهد. از كليد دو پل مي توان براي جرياني هايي تا  استفاده كرد.

 

کاربرد های کليد دو پل :

موارد استفاده در اتاق هاي بزرگ , پذيرايي ها  و روشن كردن لوسترها ( لامپ مركزي به يك پل كليد وصل و ساير لامپ ها به پل ديگر آن وصل مي شود ) ،‌محل هايي كه به نور متغيير نياز داريم و ... است.

 

علامت اختصاري كليد دو پل:

1)       شماي حقيقي:

2)      شماي فني:

 

 

 

براي انجام اين آزمايش ابتدا فيوز را قطع و از فاز سيمي را به کلید دو پل می داديم  و يكي از دو  فاز برگشتي از كليد را به يك سر لامپ وصل و فاز برگشتي  ديگر را به دو لامپي كه  با هم موازي كرده بوديم داديم سر ديگر لامپ ها را به هم وصل و به نول داديم . سپس جريان برق را در مدار به راه انداختيم . با زدن هر دو كليد هر سه لامپ روشن مي شود و با قطع كليدي كه دو لامپ موازي را روشن مي كند دو لامپ خاموش مي شود .

 

 

 

+ نوشته شده در  Sun 4 Jan 2009ساعت 2:45 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  | 

اشعه ی ایکس و گاماو موج ها و طیف الکترو مغناطیس

 

اشعه ی ایکس را ویلهم رونتگن به سال ۱۸۹۵،کشف کرد.

 

تاریخچه

در سال 1895 ، درخشش کوتاه صفحه فسفرسانتی که در گوشه‌ای از آزمایشگاه نیمه تاریک بررسی اشعه کاتدیک قرار داشت، ذهن آماده و خلاق رنتگن که در آن زمان استاد فیزیک بود، متوجه پرتوهای تازه‌ای نمود که از حباب شیشه‌ای لامپهای کاتودیک بیرون زده و بی آنکه به چشم دیده شود به اطراف پراکنده می‌شوند. آن چه مایه شگفتی رنتگسن شده بود، نفوذ این پرتوها از دیواره شیشه‌ای لامپ به بیرون و تأثیر آن روی صفحه فاوئورسانت در گوشه‌ای نسبتا دور از لامپ در آزمایشگاه بود. رنتگن به بررسیهای خود درباره کشف تازه که آن پرتو ایکس نامید (بخاطر فروتنی) ، ادامه داد. بعدها این اشعه رنتگن نامیده شد.





طیف اشعه ایکس

اشعه تولید شده بوسیله لامپ اشعه ایکس یک طول موج ندارد. بلکه شامل گستره‌ای از طول موجهاست. پرتوهای ایکس بوسیله دو نوع فرایند تولید می‌شوند:

·         شتاب منفی الکترونها در موقع برخورد با انتهای ماده هدف پرتوهای ایکسی با طول موجهای متفاوت تولید می‌کند. این پرتو "سفید" یا نوار پیوسته فرکانسها در طیف اشعه ایکس را به عنوان تابش ترمزی می‌شناسند.

·         برخورد الکترون با اتم هدف موجب جابجایی الکترون مداری در اتم هدف و راندن آن به حالت پر انرژی‌تری می‌شود. این عمل را برانگیزش می‌نامند.

o        هنگامی که الکترون مداری پر انرژی به موقعیت مداری نخستین خود برمی‌گردد، رها شدن انرژی بصورت گسیل پرتوی با فرکانس خاصی خواهد بود. این پرتو شدت خیلی بیشتری نسبت به پرتو "سفید" زمینه خواهد داشت.

o        معمولا برای هر ماده هدف معینی بیش از یک طول موج اشعه ایکس وجود دارد. طول موج پرتو تولید شده بوسیله لامپ اشعه ایکس ، حد پایینی دارد که با ولتاژ لامپ نسبت عکس دارد. کمترین طول موج برحسب نانومتر (nm) از رابطه زیر بدست می‌آید. که در آن V ولتاژ لامپ می‌باشد.

λmin = 1239.5/V

 

o        پرتو حد پایینی طول موج طیف ، بیشترین اهمیت را در پرتو نگاری دارد. زیرا توانایی نفوذ آن بیشتر است.



عکس پیدا نشد




مشخصه‌های بارز اشعه ایکس

·         بزرگی جریان لامپ بر پخش طول موج اشعه ایکس تولید شده تأثیر ندارد. اما بر روی شدت پرتو موثر است.

·         طول موج اشعه ایکس یا اشعه گاما بسیار مهم است. با کاهش طول موج ، نفوذپذیری پرتو به درون محیط افزایش می‌یابد. به بیان دیگر در مقایسه با پرتوی با طول موج بزرگتر ، پرتوی با طول موج بسیار کوتاه قادر به نفوذ به ماده معینی با ضخامت بیشتر و یا چگالی بیشتر خواهد بود. بنابراین ، اگر حداقل طول موج پرتو تولید شده با افزایش ولتاژ لامپ کاهش یابد، نفوذپذیری پرتو افزایش خواهد یافت.






بررسی کمی اشعه ایکس

·         پرتو ناشی از لامپ 200 کیلوولتی به درون فولادی به ضخامت حدود 25mm نفوذ می‌کند.

·         اگر ولتاژ لامپ به 1Mv افزایش یابد، پرتو به درون فولادی به ضخامت حدود 130mm نفوذ خواهد کرد.

·         حد بالای عملی برای لامپهای اشعه ایکس رایج در حدود 1000Kv است و این امر سبب تولید اشعه ایکس با کوتاهترین طول موج می شود. این پرتو انرژی فوتونی تقریبا برابر 1Mev دارد.

·         پرتو ایکس با انرژی فوتونی تا 30Mev را با استفاده از الکترونهای پرانرژی (الکترونهای سریع) بوجود آمده بوسیله مولد واندوگراف شتاب دهنده خطی یا چشمه بتاترون می‌توان تولید کرد.

نفوذ پذیری اشعه ایکس

نفوذ پذیری پرتوهای ایکس تولید شده از پرتوهای گاما کمتر بوده اما برای پرتوهای ایکس تولید شده در لامپهای اشعه ایکس بوسیله چشمه‌های پرانرژی در خصوص فولاد نیز دیده می‌شود. باید توجه کرد که بیشترین ضخامتهای استفاده از زمانهای پرتودهی چند دقیقه‌ای و فیلمی با سرعت متوسط می‌توان مورد بررسی قرار داد. مقاطع ضعیفتر را با استفاده از زمانهای پرتودهی طولانی و فیلمی با سرعت زیاد می‌توان بازرسی کرد.

 

 

 

 

 

 

 دید کلی

با توجه به اینکه اشعه گاما دارای تشعشع الکترومغناطیسی می‌باشد، آن فاقد بار و جرم سکون است. اشعه گاما موجب برهمکنشهای کولنی نمی‌گردد و لذا آنها برخلاف ذرات باردار بطور پیوسته انرژی از دست نمی‌دهند. معمولا اشعه گاما تنها یک یا چند برهمکنش اتفاقی با الکترونها یا هسته‌های اتم‌های ماده جذب کننده احساس می‌کند. در این برهمکنش‌ها اشعه گاما یا بطور کامل ناپدید می گردد یا انرژی آن بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌یابد. اشعه گاما دارای بردهای مجزا نیست، به جای آن ، شدت یک باری که اشعه گاما بطور پیوسته با عبور آن از میان ماده مطابق قانون نمایی جذب کاهش می‌یابد.

فروپاشی گاما

در فروپاشی گاما ، هنگامی که یک هسته تحت گذارهایی از حالات برانگیخته بالاتر به حالات برانگیخته پایین‌تر یا حالت پایه آن می‌رود، تشعشع الکترومغناطیسی منتشر می‌گردد. معادله عمومی فروپاشی گاما بصورت زیر است:

AZX*-------->AZX + γ


که در آنX و X* به ترتیب نشان دهنده حالت پایه (غیر برانگیخته) و حالت با انرژی بالاتر است. قابل ذکر است که این فروپاشی با هیچ گونه تغییر در عدد جرمی (A) و عدد اتمی (Z) همراه نیست.

حالت برانگیخته هسته و حالت با انرژی پایین حاصل شده در اثر نشر پرتو گاما ، فقط زمانی به عنوان ایزومر هسته‌ای در نظر گرفته می‌شود که نیمه عمر حالت برانگیخته به اندازه‌ای طولانی باشد که بتوان آن را به سادگی اندازه گیری نمود. زمانی که این حالت وجود داشته باشد، فروپاشی گاما به عنوان یک گذار ایزومری توصیف می‌گردد. اصطلاحات حالت نیمه پایدار یا حالت برانگیخته برای توصیف گونه‌ها در حالات انرژی بالاتر از حالت پایه نیز به کار می‌رود.

حالتهای فروپاشی گاما

·         نشر اشعه گامای خالص :
در این حالت فروپاشی گاما ، اشعه گامای منتشر شده بوسیله یک هسته از یک فرآیند فروپاشی گاما برای کلیه گذارها بین ترازهای انرژی که محدوده انرژی آن معمولا از 2 کیلو الکترون ولت تا 7 میلیون الکترون ولت می‌باشد، تک انرژی است. این انرژیهای گذارها بین حالت کوانتومی هسته بسیار نزدیک هستند. مقدار کمی از انرژی پس زنی هسته با هسته دختر (هسته نهایی) همراه می‌باشد، ولی این انرژی معمولا نسبت به انرژی اشعه گاما بسیار کوچک بوده و می‌توان از آن صرفنظر کرد.

·         حالت فروپاشی بصورت تبدیل داخلی :
در این حالت فروپاشی ، هسته برانگیخته با انتقال انرژی خود به یک الکترون اربیتال برانگیخته می‌گردد، که سپس آن الکترون از اتم دفع می‌شود. اشعه گاما منتشر نمی‌شود. بلکه محصولات این فروپاشی هسته در حالت انرژی پایین یا پایه ، الکترونهای اوژه ، اشعه ایکس و الکترونهای تبدیل داخلی می‌باشد. الکترونهای تبدیل داخلی تک انرژی هستند. انرژی آنها معادل انرژی گذار ترازهای هسته‌ای درگیر منهای انرژی پیوندی الکترون اتمی می‌باشد.

با توجه به اینکه فروپاشی تبدیل داخلی منجر به ایجاد یک محل خالی در اربیتال اتمی می‌شود، در نتیجه فرآیندهای نشر اشعه ایکس و نشر الکترون اوژه نیز رخ خواهد داد.

·         حالت فروپاشی بصورت جفت :
برای گذارهای هسته‌ای با انرژی‌های بزرگتر از 1.02 میلیون الکترون ولت تولید جفت اگر چه غیر معمول است اما یک حالت فروپاشی محسوب می‌شود. در این فرآیند ، انرژی گذرا ابتدا برای بوجود آمدن یک جفت الکترون – پوزیترون و سپس برای دفع آنها از هسته بکار می‌رود.

انرژی جنبشی کل داده شده به جفت معادل اختلاف بین انرژی گذار و 1.02 میلیون الکترون ولت مورد نیاز برای تولید جفت است. پوزیترون تولید شده در این فرآیند نابود خواهد شد.

 

 

دید کلی

بیشتر ما موجهای روی دریا را دیده‌ایم. این موجها بیش از آنکه به ساحل برسند، آب دریا را موج دار می‌کنند. به بالاترین نقطه‌های این موجها قله‌ی موج و به پایین‌ترین نقطه‌های آنها دره‌ی موج می‌گویند. فاصله بین یک قله موج تا قله‌ی دیگر را طول موج می‌نامند.


 

موجهای صدا

همه شکلهای انرژی متحرک ، از جمله صدا ، نور و گرما بصورت موج حرکت می‌کنند. همه‌ی آنها ، درست مانند موجهای دریا ، طول موجی دارند. برای مثال ، وقتی موجهای صدا در هوا حرکت می‌کنند، در فشار هوا تغییر اندکی بوجود می‌آورند. قله‌های موجهای صدا در نقطه هایی واقع می شوند که فشار هوا به بیشترین حد خود می‌رسد. گوشهای ما ، تغییر فشار هوا را دریافت می‌کنند و پیامی به مغز می‌فرستند.

طول موجهای متفاوت

طول موج نیز مانند بسامد (میزان بالا و پایین رفتن موج) ، روی ویژگیهایی موج تأثیر می‌گذارد؛ زیرا این دو باهم ارتباط نزدیک دارند. برای مثال ، موجهای صدای کم بسامد نسبت به موجهای صدای پر بسامد ، طول موج بزرگتری دارند. همچنین طول موج نور سرخ از طول موج نور آبی بزرگتر است. نور بخشی از گستره‌ی موجهای انرژی است که شامل موجهای رادیویی ، ریزموجها (مایکروویوها) ، پرتوهای فرو سرخ ، پرتوهای فرابنفش ، پرتوهای ایکس و پرتوهای گاما می‌شود که همه‌ی آنها با سرعت 300 هزار کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کنند. همه اینها باهم طیف الکترومغناطیس را تشکیل می‌دهند.


 

طول موج و بسامد

اگر سرعت موج (بر حسب متر بر ثانیه) را بر بسامد آن (بر حسب هرتز) تقسیم کنید، طول موج آن بر حسب متر بدست می‌آید. برای مثال که به سرعت 344 متر بر ثانیه حرکت می‌کند و بسامد آن 688 هرتز است، طول موجی برابر 5/0 متر دارد.

طیف الکترومغناطیسی

طیف الکترومغناطیسی شامل گستره‌ی بسیار وسیعی از موجهای انرژی است که همه مانند هم حرکت می‌کنند. امواج الکترومغناطیسی طیف بسیار وسیعی از طول موجهای بسیار کوچک تا بسیار بزرگ را در بر‌ می‌گیرند. این امواج را با توجه به اندازه طول موج به هفت دسته‌ مختلف تقسیم‌بندی می‌کنند که شامل امواج گاما با طول موجهایی کوچکتر از سانتیمتر تا امواج رادیویی با طول موج بزرگتر از ۱۰ سانتیمتر را شامل می‌شوند. همانطور که در شکل بالا ملاحظه می‌شود محدوده امواج نوری که قابل دیدن توسط چشم انسان می‌باشند، محدوده بسیار کوچکی از این طیف گسترده است. با حرکت از سمت امواج رادیویی به سمت امواج گاما ، همزمان با کاهش طول موج ، فرکانس آن و در نتیجه انرژی موج افزایش می‌یابد. چون بخشهای گوناگون طیف ، طول موجهای متفاوتی دارند، ویژگیهای آنها نیز متفاوت است. برای مثال موجهای نوری را می‌توانیم ببینیم، و پرتو ایکس بخشی از طیف است که از اجسام جامد ، مانند پوست‌ها ، عبور می‌کنند.


 

کاربرد امواج ، طول موجهای متفاوت

موجهای رادیویی در فرستنده‌های رادیویی کار می‌کنند. موجهای رادیویی با بسامد بسیار زیاد (UAF) مربوط به موجهای تلویزیون هستند. ریزموجهای بلندتر در رادار به کار می‌روند. ریزموجهای کوتاه در اجاق مایکروویو به کار می‌روند. پرتوهای فروسرخ در دوربینهای حساس به گرما به کار می‌روند. نور مرئی از سرخ تا بنفش برای رؤیت به رنگهای مختلف و پرتوهای فرابنفش در تختهای مخصوص حمام آفتاب به کار می‌روند. پرتوهای ایکس برای نگاه کردن به درون اجسام بکار می‌روند و از پرتوهای گاما برای آشکارسازی ترک در فلز به کار می‌رود. پلیس‌ها اغلب برای تشخیص سرعت خودروها از رادار استفاده می‌کنند. موجهای رادار که از تفنگی شلیک می‌شوند، به وسیله‌ی نقلیه‌ای که در حال حرکت است می‌خورند و بر می‌گردند. بسامد موج برگشتی سرعت وسیله‌ی نقلیه را مشخص می‌کند.

+ نوشته شده در  Sun 4 Jan 2009ساعت 1:53 PM  توسط s.amin.khorashadizadeh  |