تبلیغات
علم و دانش - مطالب آینه ها(فیزیک)
آموختن علم و دانش بیشتر

معنای فیزیک و متافیزیک

تاریخ:چهارشنبه 17 مهر 1392-15:35

معنای فیزیک و متافیزیک

لفظ فیزیک در قدیم و جدید در اصطلاحات مختلفی به کار رفته است که در این نوشتار به طور اختصار به آن می پردازیم:

واژه فیزیک به علمى اطلاق مى‏شود که در مورد پدیدارهاى طبیعت مادى از قبیل حرکت، ثقل، فشار، حرارت، نور، صدا، برق و ... تحقیق مى‏کند. بحث در این موضوعات، غیر از موضوع ترکیب اجسام است؛ زیرا ترکیب اجسام و تغییراتى که عارض آن مى‏شود، فقط در علم شیمى مورد بحث است. اما دانشمندان جدید، دو علم فیزیک و شیمى را تحت یک عنوان مى‏نامند و آن عبارت است از: "علوم فیزیکى. علوم فیزیکى در مقابل علوم طبیعى و زیستى است که موجودات زنده را مورد بحث قرار مى‏دهد. فیزیکى منسوب به فیزیک است و به امورى اطلاق مى‏شود که متعلق به پدیدارهاى طبیعت مادى است. این اصطلاح در مقابل غیبى است؛ زیرا امر غیبى تعلق به پدیدارهایى که مربوط به حوزه حس و تجربه است ندارد، بلکه متعلق به چیزى است که برتر از این پدیدارها است. نیز این اصطلاح در مقابل روحى است؛ زیرا فیزیکى، چنان که گفته‏اند، متعلق به پدیدارهاى مادى‏ای است که تابع قانون حتمیّت و جبر علمى است. اما روحى متعلق به پدیدارهاى نفسانى است که به آزادى متصف می شوند.

همچنین فیزیکى در مقابل ریاضى یا نظرى است؛ زیرا فیزیکى متعلق به ظواهر اجسام حقیقى است، و ریاضى یا نظرى متعلق به معانى مجرد است‏".

ارسطو اولین کسی است که به این موضوع پی برد که یک سلسله مسائل وجود دارد که در هیچ علمی اعم از طبیعی، ریاضی، اخلاقی یا اجتماعی نمی گنجد. وی تشخیص داد محوری که این مسائل را به عنوان عوارض و حالات گرد خود جمع کرده، موجود "بما هو موجود است"، ولی ارسطو هیچ نامی روی این علم نگذاشته بود، اما وقتی آثار او را در یک دائرة المعارف جمع کردند، این بخش از نظر ترتیب بعد از بخش طبیعیات (فیزیک) قرار گرفت، ولی چون نام مخصوص نداشت به متافیزیک (بعد از فیزیک) معروف شد که ترجمه عربی آن "ما بعد الطبیعة" است.

بر اثر گذشت زمان فراموش شد که نام گذاری  این علم به جهت واقع شدن بعد از مباحث طبیعیات بوده ؛ چنین گمان شد، این نام از آن جهت بر این علم گذاشته شده است که مسائل این علم یا حداقل بعضی از مسائل این علم مثل: خدا و عقول مجرده خارج از طبیعت هستند؛ از این رو برای افرادی مثل ابن سینا این سؤال پیش آمد که می بایست این علم را ما قبل الطبیعة نام نهاد؛ چرا که خداوند و عقول مجرده از نظر رتبه وجودی قبل از طبیعت هستند نه بعد از آن.

بعدها در میان بعضی از متفلسفان جدید این اشتباه لفظی و ترجمه ای منجر به یک اشتباه معنوی شد. گروه زیادی از اروپائیان کلمه ماوراء الطبیعة را معادل "مابعد الطبیعة" پنداشتند و گمان کردند که موضوع این علم اموری است که خارج از طبیعت هستند حال آن که موضوع این علم شامل طبیعت و ماورای طبیعت و هر چه موجود است می شود. این دسته از افراد متافیزیک را این گونه تعریف کردند: متافیزیک علمی است که فقط درباره خدا و امور مجرد از ماده بحث می کند.

پس برای فهم این دو واژه باید تقسیمات حکمت را هم بیان کرد. "حکمت به دو بخش نظری و عملی تقسیم می شود. حکمت نظری که ناظر به دانستنی ها است، شامل طبیعیات، ریاضیات و الهیات بود، و طبیعیات شامل کیهان شناسی، معدن شناسی، حیوان شناسی و گیاه شناسی می شد. ریاضیات به حساب، هندسه، هیئت و موسیقی تقسیم می شد و الاهیات هم به دو بخش الاهیات به معنی الاعم (مباحث مربوط به اصل هستی) و الاهیات به معنی الاخص (مباحث مربوط به خدا شناسی) که مجموع این دو بحث الاهیات را، متافیزیک می گفتند".


داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

فیزیك روشنگر جهان

تاریخ:جمعه 1 شهریور 1392-14:58

اكنون ۱۰۰ سال از زمانی كه اینشتین ۵ مقاله را منتشر كرد، می گذرد. او جایزه نوبل را دریافت كرد و از معروف ترین معادله علمی دنیا پرده برداشت و فیزیك را در مسیری قرار داد كه تا امروز همچنان دنبال می شود.
یك قرن پیش نظریه های اینشتین پیشرفت های جدید ماموریت های فضایی را به وجود آورد. اكنون ماهواره ای با نام كاوشگر گرانش B كه ۶۵۰ كیلومتری بالای زمین می گردد به دنبال پیداكردن تاثیرات پیچیده ای است كه نظریه نسبیت اینشتین پیش بینی كرده است. كشف این تاثیرها نیازمند دقتی بی نظیر است. چرخنده های ابزار ژیروسكوپ ماهواره بهترین گوی هایی هستند كه تاكنون به دست بشر ساخته شده اند. این ماموریت آخرین مدركی است كه نشان می دهد جست وجو به دنبال مسیر اینشتین هرگز پایان نمی یابد.
اكنون ۱۰۰ سال از زمانی كه اینشتین ۵ مقاله را منتشر كرد، می گذرد. او جایزه نوبل را دریافت كرد و از معروف ترین معادله علمی دنیا پرده برداشت و فیزیك را در مسیری قرار داد كه تا امروز همچنان دنبال می شود. كار اینشتین در كنار پیشرفت های پی درپی در مكانیك كوانتوم، در كشف های علمی شكوفا شد كه از بسیاری جهات زندگی عادی را تحت تاثیر قرار می دهد. «استفن بنكا» (S.Benka) سردبیر مجله فیزیكس تودی (Physics Today) می گوید: «اكنون دوران طلایی فیزیك است. فیزیك نه تنها ما را از جهان طبیعت آگاه می كند، بلكه زندگی بشر را نیز در بسیاری از موارد كاربردی تحت تاثیر قرار می دهد. برای مثال با استفاده از شبكه هشدار دهنده سونامی به سرعت در مورد زمین و سیستم های فیزیكی آن اطلاعات كسب می كنیم.» به گفته وی: «حوزه زیست شناسی نیز به وسیله فیزیك روشن تر می شود.»
وی می گوید: حتی جنبه های پیچیده فیزیك كوانتوم استفاده كاربردی به شكل كدهای غیرقابل شكست (hard*to*break) دارد كه از اطلاعات بانكی آن لاین محافظت می كند.
دیگر جنبه های فیزیك بیشتر به صورت نظریه باقی مانده است: امكان وجود بعدهای بیشتر، رمزگشایی دینامیك فیزیكی سیستم های پیچیده و به شدت غیرقابل پیش بینی مثل وضعیت آب و هوای زمین.
در سال ۱۹۰۵ پنج مقاله اینشتین نشان داد كه چطور به طور قطعی می توان وجود اتم را ثابت كرد. موضوع وجود یا عدم وجود اتم حتی تا صد سال پیش هم موضوع بحث برانگیزی بود. اینشتین نشان داد كه نور از قسمت های مجزا به اسم فوتون تشكیل شده است و دیدگاه ما را نسبت به فضا و زمان برای همیشه تغییر داد. این دستاوردها برای فرد ۲۶ ساله ای كه به تازگی دكترای خود را گرفته و در اداره ثبت اختراعات سوئیس كار می كند، چندان هم بد نیست. یكی از این مقاله های شگفت انگیز كه شهرت كمتری دارد در مورد پرسشی است كه هزاران سال است برای مشاهده كنندگان به صورت معما باقی مانده است. چرا ذرات غبار در هوا و ذرات شن در آب به صورت نامرتب می چرخند؟
گیاه شناسی به نام رابرت براون این پدیده را در سال ۱۸۲۷ بررسی كرد و بعد از آن فیزیكدانان آن را «حركت براونی» نامگذاری كردند. اینشتین علت این حركت را برخورد ذرات با مولكول ها دانست. او نشان داد این حركت چگونه محاسبه می شود و چند مولكول به یك ذره شن ضربه می زنند و با چه سرعتی حركت می كنند. ژان پرن (Jean Perrin) فیزیكدان فرانسوی از دیدگاه اینشتین برای انجام چند آزمایش استفاده كرد و یك بار برای همیشه وجود اتم و مولكول را ثابت كرد. این كارش جایزه نوبل را برای او به ارمغان آورد. ایده اصلی اینشتین كه در سال ۱۹۰۵ منتشر شد این بود كه نور ذره ای است كه مانند موج رفتار می كند.
این ایده به اثر فتوالكتریك مربوط می شود. در این اثر نور به مواد خاصی می تابد و جریان الكتریكی ایجاد می كند. سلول های فتوالكتریك كه برای بازكردن در سوپرماركت استفاده می شود از همین اثر استفاده می كند. اینشتین در توضیح این پدیده گفت نور مجموعه ای از ذرات به نام فوتون است و انرژی آنها تنها بستگی به رنگ نور دارد. او برای این دیدگاه جایزه نوبل دریافت كرد. این كشف همچنین راه را برای گسترش علم فیزیك كوانتوم باز كرد. بسیاری از فیزیكدانان به دیدگاه های نسبیت توجه می كنند كه در سال ۱۹۰۵ ارائه شد. پیامدهای بعدی بزرگترین دستاورد او بودند. استیون واینبرگ (Steven Weinberg) فیزیكدان دانشگاه تگزاس و برنده جایزه نوبل می گوید: همه ما تصوری از فضا و زمان داریم كه در ما ایجاد شده است. این چیزی است كه اینشتین خلاف آن را ثابت كرد. او برای اولین بار نشان داد فضا و زمان بخشی از فیزیك است نه متافیزیك.
نیوتن و فیزیكدانان بعد از او فضا و زمان را اساساً مطلق در نظر گرفتند. فرض می شد كه فضا و زمان برای تمام مشاهده كنندگان یكسان است. هیچ كس هم در مورد صحت این فرض شك نكرد. اما اینشتین گفت قانون های طبیعت و سرعت نور مطلق هستند و برای تمام مشاهده كنندگانی كه به طور ثابت و وابسته به هم در حركت هستند یكسان است. مشاهده كنندگانی كه با سرعت های متفاوت درحركتند بعدهای فرازمانی كسب كرده و ساعت شان با سرعت متفاوتی كار می كند.
این اصول مهم پیامدهای مهمی دارند این پیامدهای مهم را كه اینشتین مهم ترین دستاورد زندگی اش می داند، مشهورترین معادله فیزیك است: E=mc۲. این معادله نشان می دهد جرم ماده و انرژی هم ارز هستند. این نظریه موجب پیشرفت بمب اتمی و نیروگاه های هسته ای شد. بعد از آن اینشتین اصل هم ارزی نسبیت را اضافه كرد و نظریه خود را با افزودن گرانش به آن گسترش داد. او فرض كرد وقتی به جسمی نیرویی وارد می شود جرمی كه شتاب را تعیین می كند و جرمی كه بر اثر جاذبه به وجود می آید یكسان هستند. در این نظریه گرانش كشش بین اجسام نیست.
به همین شیوه است كه جرمی مثل زمین فضا را تغییر می دهد و بر سرعت حركت ساعت تاثیر می گذارد. امروزه كاوشگر گرانش B مسیر منحنی ای را در فضا طی می كند كه توسط جرم زمین تولید شده است. هیچ نیروی گرانشی آن را در فضا نگه نداشته است و آن فقط مسیر مشخص را طی می كند. ماهواره ای به دقت حركت های آن را دنبال می كند تا دریابیم آیا با پیش بینی های اینشتین مطابقت دارد یا خیر؟ اینشتین همچنین پیش بینی كرد كه چرخش زمین فضا را به دور خود می كشد. این پدیده پیش از این فقط یك بار مشاهده شده بود. دانشمندان امیدوارند كاوشگر گرانش B دقت مشاهده را نسبت به آزمایش های قبلی تا ده برابر افزایش دهد.



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

چگونه مسائل مبحث آینه ها و عدسی ها را حل کنیم

تاریخ:دوشنبه 28 مرداد 1392-16:11

برای حل مسائل آینه ها وعدسی ها فقط کافیه موارد زیر را رعایت کنیم:

۱- فاصله جسم از آینه یا عدسی را P و فاصله تصویر تا آینه یا عدسی را  q و فاصله کانونی را f در نظر  می گیریم.

۲-مرکز آینه دوبرابر فاصله کانونی است که در عدسی ها همان دوبرابر کانون یا 2f در نظر گرفته می شود.

۳-هر چی مجازی باشه باید در علامت منفی ضرب بشه.

۴-کانون همگراها همیشه حقیقی و کانون واگراها همیشه مجازی است.

۵-آینه و عدسی همگرا فقط در فاصله کانونی تصویر مجازی میده و در بقیه حالتها تصویرش حقیقی است.

۶-نسبت طول تصویر به طول جسم یا فاصله ها بهم را بزرگنمایی می گن.

۷-همیشه رابطه ما این هست:

۶- آینه و عدسی واگرا همیشه تصویر مجازی میده.

1/p+1/q=1/f

m=q/p ---------- m=A'B'/AB

خوب حالا بیایید یک مساله حل کنیم.

سوال : فاصله کانونی یک آینه مقعر یا همگرا ۱۰ سانتی متر و فاصله جسم از آینه ۲۰ سانتی متر است.مکان تصویر و نوع آن را تعیین کنید.

p=20----f=10----q=?

1/p+1/q=1/f   -------> 1/20+1/q=1/10 -------> 1/q=1/10-1/20=(2/20-1/20)=1/20 ----->q=20

q>0 ------> تصویر حقیقی است.



نوع مطلب : آینه ها(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید.() 

تست کنکور برای مبحث آینه ها با جواب

تاریخ:یکشنبه 27 مرداد 1392-12:37

- یک آینه کروی به فاصله کانونی  ۴ cm ازیک جسم حقیقی تصویری مجازی داده است که طول آن چهار برابر جسم است. نوع آینه و فاصله تصویر از آینه چند سانتی متر است؟

 (۷۸  ت )

  √۱)کاو  ۱۲         ۲)کوژ  ۱۲          ۳)کاو  ۶            ۴)کوژ  ۶

۲-در یک آینه کاو بزرگنمایی ۴/۱ است. اگر جسم را به اندازه ۱۲cm  به آینه نزدیک کنیم بزرگنمایی ۲/۱ می شود . فاصله کانونی آینه چند سانتی متر است؟  (۷۸  ت )

  ۱)۳             √۲) ۶             ۳)۸           ۴)۲۴

۳-جسمی مقابل یک آینه کاو واقع است و تصویری مجازی از آن در آینه دیده می شود که بزرگی آن ۳ برابر جسم است . اگر فاصله جسم از تصویر ۴۰cm باشد فاصله کانونی آینه چند سانتی متر است ؟( ۷۸  ر )

  ۱)۷/۵         ۲)۱۰              √۳)۱۵           ۴)۳۰

۴-طول تصویر حقیقی تشکیل شده در یک آینه کاو ربع طول شی است. اگر شی به اندازه ۶cm به آینه نزدیک شود طول تصویر حقیقی برابر طول شی می شود . فاصله کانونی آینه سانتی متر است؟ (  ۷۹  ت )

  ۱)۱/۴             ۲)۱/۲             √۳)۲              ۴)۴

۵-سطح سایه و نیمسایه ای که در موقع خورشیدگرفتگی روی زمین تشکیل می شود وقتی ماه به زمین نزدیک است نسبت به زمانی که ماه از زمین دور است به ترتیب ....و.....است.

 (۷۹  ر)

 ۱(کوچکتر .کوچکتر                        ۲)کوچکتر . بزرگتر

√ ۲)بزرگتر . کوچکتر                        ۴)بزرگتر . بزرگتر

۶-طول تصویر یک جسم در آینه محدب برابر ۵/۱ طول جسم است. اگر جسم را ۱۰cm به آینه نزدیک کنیم طول تصویر برابر ۳/۱ طول جسم می شود.  اندازه فاصله کانونی آینه چند سانتی متر است ؟ (۷۹  ر  )

 ۱)۱۰             ۲)۸               √۳)۵              ۴)۴

۷-یک آینه کروی از یک جسم حقیقی که در فاصله ۳۰cm از آن قرار دارد تصویری مجازی می دهد که طولش ۳/۲ طول جسم است. نوع آینه و شعاع آن چند سانتی متر است؟ (۸۰ ت )

۱)کاو ۶۰            ۲)کاو ۱۲۰         ۳)کوژ ۶۰        √ ۴)کوژ ۱۲۰

۸-جسم کوچکی در فاصله ۲۰cm از یک آینه مقعری به شعاع ۳۰cm قرار دارد . نوع تصویر چیست؟ و فاصله آن از آینه چند سانتی متر است؟

  ( ۸۰  ت  )

۱)حقیقی  ۴۰      √۲)حقیقی ۶۰      ۳)مجازی ۴۰       ۴)مجازی ۶۰

۹-یک شی با سرعت ثابت روی محور اصلی یک آینه محدب از آن دور می شود . تصویر آن چگونه حرکت می کند؟ ( ۸۱  ت  )

    ۱)با سرعت ثابت از آینه دور می شود

    ۲)با سرعت ثابت به آینه نزدیک می شود

  √۳)با سرعت کند شونده از آینه دور می شود

    ۴)با سرعت کند شونده به آینه نزدیک می شود

۱۰-تصویر یک جسم در یک آینه مقعر به فاصله کانونی ۶۰cm حقیقی و بزرگنمایی آن  ۲  است . فاصله جسم از آینه چند سانتی متر است ؟

  ( ۸۱ ت )

۱)۳۰            ۲)۶۰              ۳)۸۰           √ ۴)۹۰

۱۱-یک شی کوچک روی محور اصلی یک آینه مقعر قرار دارد  و فاصله اش تا آینه دو برابر فاصله کانونی است. نوع تصویر و بزرگنمایی آینه کدامند؟

 (۸۱  ر )

√۱)حقیقی ۱         ۲)حقیقی ۳/۱        ۳)مجازی ۱۰      ۴)مجازی ۳/۱

۱۲-فاصله یک شی از آینه تخت را دو برابر می کنیم. فاصله بین شی و تصویرش چند برابر می شود؟ (  ۸۰  ر )

   √۱)۲             ۲)۳              ۳)۴               ۴)۸

۱۳-جسمی را از سطح یک آینه تا فاصله های دور جابجا می کنیم.بیشترین فاصله تصویر آن از آینه ۳۰cm می شود. نوع آینه و فاصله کانونی آن بر حسب سانتی متر کدام است؟

 ( ۸۰  ر )

 √۱)کوژ  ۳۰            ۲)کوژ  ۱۵         ۳)کاو   ۳۰          ۴)کاو  ۱۵

۱۴-اگر فاصله بین شی و آینه تخت نصف شود ، فاصله بین تصویر تا آینه و طول تصویر هر کدام چند برابر می شوند؟(۸۲  ر)

  √۱)۱/۲ . ۱        ۲)۱/۲  . ۱/۲         ۳)۱/۴  . ۱       ۴)۱/۴ . ۱/۲

۱۵-طول تصویر حقیقی جسمی در آینه مقعر دو برابر  طول جسم است . اگر فاصله بین جسم و آینه را ۴cmبیشتر کنیم ، طول تصویر با طول جسم برابر می شود . فاصله کانونی آینه چند سانتی متر است؟ (۸۲  ر )

 √۱)۸            ۲)۱۰             ۳)۱۲              ۴)۴۰

۱۶-فاصله جسم از تصویرش در یک آینه محدب محدب ۱۶cm و طول جسم ۳ برابر طول تصویر آن است . فاصله کانونی آینه چند سانتی متر است؟ 

(  ۸۳  ت )

  √۱)۶              ۲)۱۲              ۳)۱۸             ۴)۲۴

۱۷-فاصله کانونی آینه مقعری ۱۲ cm است. اگر شی را در فاصله ۸ cm از آن قرار دهیم . تصویر... و در فاصله ...سانتی متری از آینه تشکیل می شود. 

( ۸۳  ت )

     ۱)حقیقی   ۲۴                       √ ۲)مجازی  ۲۴

     ۳)حقیقی   ۳۶                          ۴)مجازی  ۳۶

۱۸-در یک آینه تخت زاویه ای که بین پرتو تابش و پرتو باز تابش ایجاد می شود ،۴ برابر زاویه ای است که پرتو تابش با آینه می سازد. در این حالت زاویه تابش چند درجه است؟ 

 (۸۳  ر )

 ۱)۳۰                ۲)۴۵            √ ۳)۶۰              ۴)۷۲

۱۹-جسمی به طول l1 در فاصله d1 از یک آینه محدب قرار دارد. تصویر آن  به طولl2 در فاصله d2 از آینه تشکیل شده است.در این مورد از نظر اندازه کدام رابطه درست است؟

 (۸۳  ر )

 √  ۱)l2>l1           d2>d1

      2)l1>l2           d1>d2        

     3)l2>l1           d1>d2

      4)بسته به اندازه d1 همه حالات درست است

۲۰-می خواهیم تصویر یک جسم در یک آینه کاو کوچکتر از خود جسم شود . برای این منظور کدام رابطه باید بین p و f بر فرار باشد ؟ (۸۳  ر )

√   1)  p>2f

     2)   p>f

     3)  2f>p

     4)   2f>p>f

۲۱-آینه مقعری از یک جسم کوچک ،تصویری حقیقی با بزرگنمایی ۳ تشکیل داده است. جسم را ۵cm از آینه دور می کنیم بزرگنمایی نسبت به حالت اول نصف می شود .فاصله کانونی این آینه چند cm است؟ (۸۴  ت )

   ۱)۱۰             ۲)۱۵             ۳)۲۰              √ ۴)۲۵

۲۲-قطر یک چشمه نور گسترده با قطر جسم کدری که در مقابلش قرار دارد یکسان است. اگر جسم کدر را به چشمه نور نزدیک کنیم ابعاد سایه و نیمسایه به ترتیب چه تغییری می کنند؟ 

   (۸۴  ر  )

    ۱)کاهش . کاهش                        ۲)افزایش  . ثابت

    ۳)افزایش  . افزایش                    √۴)ثابت  . افزایش

۲۳-در یک آینه مقعر به فاصله کانونی f فاصله جسم تا کانون برابر a و فاصله تصویر حقیقی اش تا کانون ’a است. در این صورت کدام رابطه درست است؟ ( ۸۴  ر )

 √  1)  a’a=f

     2)   a’a=Γf

     3)   a+’a=2f

     4)  ’a-a=f     

۲۴-هنگامی که جسمی به اندازه ۱۰ cm به یک آینه محدب نزدیک می شود بزرگنمایی تصویر آن از ۵/۱ به ۳/۱ تغییر می کند . شعاع آینه چند سانتی متر است؟ ( ۸۴  ر)

 ۱)۵            √  ۲)۱۰              ۳)۲۰             ۴)۴۰

۲۵- آینه تختی به دیوار نصب شده و شخص ٬ یک متر از طول بدن خود را در آن می بیند . اگر این تصویر کل طول آینه را پوشانده باشد . طول آینه چند متر است ؟ ( ۸۵ ت )

   ۱)۱           ۲)۲         √ ۳)۲/۱           ۴)۴/۱

۲۶- اگر شمع روشنی را روی مجور اصلی یک آینه محدب از آینه تا فواصل دور جابجا کنیم تصویر ... شمع از ... جابجا می شود . ( ۸۵ ر )

  √۱) مجازی ٬ آینه تا کانون          ۲) حقیقی ٬ آینه تا کانون

  ۳) مجازی ،بی نهایت تا کانون     ۴) حقیقی ٬ بینهایت تا کانون

۲۷- اگر فاصله جسم تا آینه مقعر ۳ برابر فاصله کانونی آینه باشد . بزرگنمایی آینه در این حالت چقدر است ؟ ( ۸۵ ر )

   ۱)۲        √ ۲)۲/۱           ۳)۳/۲           ۴)۲/۳




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر دهید.() 

ساختار بلوری

تاریخ:جمعه 16 تیر 1391-16:07

!مقدمه
با نگاه کردن به ساختار داخلی بلورها ، دانشمندان امروزه می‌دانند که بلورها به این دلیل همیشه شکلهای منظم و قابل شناسلیی دارند که اتمهای داخل آنها همیشه به شکل الگوهای مشخصی که شبکه نام دارند در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند. خواص یک بلور به شبکه آن بستگی دارد. به عنوان مثال الماس به این دلیل بسیار سخت است که اتمهای آن با پیوندهای بسیار قوی به هم متصل شده‌اند و یک شبکه مستحکم را بوجود آورده‌اند. دانشمندان شبکه بلورها را با استفاده از اشعه ایکس مطالعه می‌کنند. این مطالعات آشکار ساخته است که همه بلورها را می‌توان فقط به هفت ساختار پایه طبقه بندی کرد، که با ساختار شبکه هر بلور تعیین می‌شود.



img/daneshnameh_up/c/c3/Boloor1.jpg

تاریخچه

در پی کشف پراش اشعه‌های ایکس توسط رونتگن و انتشار یک رشته محاسبات و پیش‌بینیهای ساده و موفقیت آمیز در مورد ویژگیهای بلورین ، بررسی ساختارهای بلوری بصورت دقیقتر شروع گردید. ناظرهای اولیه با توجه به نظم شکل خارجی بلورها به این نتیجه رسیدند که بلورها از تکرار منظم سنگ بناهای همانند بوجود می‌آیند. زمانی که بلوری در شرایط محیطی ثابت رشد می‌کند، شکل آن در حین رشد تغییر نمی‌کند، گویی سنگ بناهای همانند بطور پیوسته به آن افزوده می‌شوند. این سنگ بناها ، اتمها یا گروههایی از اتمها هستند، که بلور یک آرایه متناوب سه بعدی از اتمهاست. این موضوع با این کشف کانی شناسان در قرن هیجدهم که اعداد شاخص جهتهای تمام وجوه بلور اعداد درستند، آشکار شد.

آزمایش ساده

یک لیوان معمولی برداشته و آن را از آب پر کنید. حال مقداری شکر در داخل لیوان ریخته و آن را با قاشق به هم بزنید، تا شکر کاملا در آب حل گردد. این عمل را تا جایی ادامه بدهید که دیگر شکر اضافه شده به آب لیوان در آن حل نشود و در لیوان ته نشین گردد. چنین محلولی را اصطلاحا محلول اشباع شده آب و شکر می‌گویند. حال یک دانه حبه قند را که قسمتی از آن شکسته شده است و بصورت مکعب کامل نمی‌باشد، انتخاب کنید.

حال حبه قند را بوسیله یک تکه نخ بسته و در داخل لیوان آویزان کنید. بعد از چند روز ملاحظه می‌کنید که قسمت شکسته شده حبه قند کاملا ترمیم یافته و حبه قند بصورت مکعب کامل در آمده است. این آزمایش نمونه بسیار ساده از رشد بلور است.

ساختار کلی

بلور ایده آل از تکرار بی پایان واحدهای ساختاری همانند در فضا بوجود می‌آید. در ساده‌ترین بلورها ، مانند مس ، نقره ، آهن و فلزات قلیایی ، این واحدهای ساختاری یک تک اتم است. در اکثر مواد واحد ساختاری شامل چندین اتم یا ملکول است. در بلورهای معدنی این تعداد تا حدود 100 و در بلورهای پروتئین به 10000 می‌رسد. ساختار تمام بلورها بر حسب شبکه‌ای که به هر نقطه آن گروهی از اتمها متصل هستند، توصیف می‌گردد، این گروه اتمها را پایه می‌گویند، پایه در فضا تکرار می‌شود تا ساختار بلور را تشکیل دهد.

ساختار بلوری غیر ایده آل

از نظر بلورنگاران کلاسیک ، بلور ایده‌آل از تکرار دوره‌ای واحدهای یکسان در فضا شکل می‌گیرد. ولی هیچ دلیل عمومی وجود ندارد که بلور ایده‌آل حالت مینیمم انرژی اتمها در صفر مطلق باشد. در طبیعت ساختارهای بسیاری وجود دارند که با آنکه منظم هستند، کاملا دوره نیستند. نظر ایده‌آل بلورنگاران لزوما یک قانون طبیعت نیست. بعضی از ساختارهای غیر دوره‌ای ممکن است فقط فرا پایدار باشند و طول عمر بسیار درازی داشته باشند.

انوع ساختار بلوری

انواع مختلف ساختارهای بلوری وجود دارند که چند مورد از ساختارهای بلوری ساده و مورد توجه همگانی عبارتند از:


  • بلور مکعبی مرکز سطحی (fcc) :
    در این حالت سلول یاخته بسیط ، لوزی رخ است. بردارهای انتقال بسیط نقطه شبکه واقع در مبدا را به نقاط شبکه واقع در مراکز وجوه وصل می‌کنند.

  • بلور مکعبی مرکز حجمی (bcc) :
    در این حالت یاخته بسیط لوزی رخی است که هر ضلع آن برابر است و زاویه بین اضلاع مجاور است.

  • بلور کلرید سدیم Nacl :
    در این حالت پایه شامل یک اتم Na و یک اتم Cl است که به اندازه نصف تعداد اصلی مکعب یکه از هم فاصله دارند.

  • بلور کلرید سزیم CsCl :
    در این حالت در هر یاخته بسیط یک مولکول وجود دارد. هر اتم در مرکز مکعبی متشکل از اتمهای نوع مخالف قرار دارد.

  • ساختار بلوری تنگ پکیده شش گوش (hcp) :
    در این ساختار مکانهای اتمی یک شبکه فضایی را بوجود نمی‌آورند. شبکه فضایی یک شش گوشی ساده است که به هر نقطه شبکه آن پایه‌ای با دو اتم یکسان مربوط می‌شود.
    تصویر



 

ساختار الماسی :
در این حالت شبکه فضایی fcc است. این ساختار نتیجه پیوند کووالانسی راستایی است.

  • ساختار مکعبی سولفید روی ZnS :
    ساختار الماس را می‌توان بصورت دو ساختار fcc که نسبت به یکدیگر به اندازه یک چهارم قطر اصلی جابجا شده‌اند، در نظر گرفت. ساختار مکعبی سولفید روی از قرار دادن اتمهای Zn روی یک شبکه fcc و اتمهای S رویی شبکه fcc دیگر نتیجه می‌شود.

  • ساختار شش گوشی سولفید روی (و ورلستاین):
    اگر فقط اتمهای همسایه اول را در نظر بگیرید، نمی‌توان بین دو حالت ZnS مکعبی و شش گوشی فرق گذاشت. اما اگر همسایه‌های دوم را در نظر بگیریم می‌توان این دو حالت را از هم تمییز داد.

علت مطالعه ساختارهای بلوری

از آنجا که بیشترقطعات الکترونیکی مانند دیود ، ترانزیستور و ... از بلورها ساخته می‌شود. همچنین به دلیل گسترش روز افزون وسایل الکترونیکی و توجه بیش از حد به ساختن ریزتراشه‌های کامپیوتری با ابعاد بسیار کم ، توجه فوق العاده به سمت بلور شناسی و مطالعه ساختارهای بلوری شده است. و دانشمندان مختلف در سطح جهان مطالعات وسیعی را در این زمینه انجام می‌دهند، که از آن جمله می‌توان به فعالیتهای انجمن نانوتکنولوژی اشاره کرد.




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

پیر چشمی

تاریخ:پنجشنبه 15 تیر 1391-17:32

کاهش قدرت تطابق که با افزایش سن برای تمامی افراد عارض می‌شود پیرچشمی یا پرسبیوپی (Presbyopia) نام دارد. که بصورت کاهش توانایی چشم در رؤیت اشیاء نزدیک است.




img/daneshnameh_up/2/2d/presbyopia.jpg
img/daneshnameh_up/c/cb/presbyopia1.jpg
img/daneshnameh_up/f/f5/spectaclep.jpg

دید کلی

همه ما در جامعه مشاهده می‌کنیم که افراد مسن برای دیدن اشیاء نزدیک از عینک استفاده می‌کنند. تحقیقات زیاد نشان می‌دهد که شروع پیر چشمی به عوامل مختلفی مثل نژاد ، شرایط آب و هوایی ، تغذیه و عوامل فیزیولوژیک فرد بستگی دارد. بطوری که پیر چشمی در کشورهای اروپایی در سنین 45 تا 50 سالگی اتفاق می‌افتد، در حالیکه در کشورهایی مثل هند ، عربستان ، کوبا در سنین 40 سالگی اتفاق می‌افتد و یا این که سیاه پوستان زودتر از سفید پوستان دچار پیر چشمی می‌شوند.

طبق تحقیقاتی که در خصوص شروع سنین پیر چشمی در شهر تهران به عمل آمده ، این سن 37.5 سالگی مطرح شده ، فردی که عادت دارد اشیاء را دورتر از چشم نگه دارد، دیرتر پیر چشم می‌شود و برعکس شخصی که اشیاء را نزدیکتر به چشم نگه می‌دارد، زودتر پیر چشمی می‌گیرد. داشتن دستان بلند و یا کوتاه در این زمینه موثر است. فردی که مبتلا به دوربینی است، زودتر پیر چشم می‌گردد و هر چه مقدار دوربینی وی بیشتر باشد پیر چشمی زودتر است. در مورد اینکه آیا می‌توان از پیرچشمی جلوگیری کرد و یا آن را به تعویق انداخت، بایستی گفته شود که تاکنون به این سوال پاسخ مشخص داده نشده و تحقیقات تاکنون نتوانسته است راه حلی را پیشنهاد نماید.

دلیل بروز پیر چشمی

یکی از دلایل عمده پیر چشمی سخت شدن پوسته عدسی چشم (اسکروزیس) می‌باشد، در اینحالت عضلات مژگانی قادر نیستند که انحنای لازم را برای عدسی بوجود بیاورند، ضمنا خود این عضلات نیز با افزایش سن دچار اسکروزیس می‌گردند. بطور کلی یک سری تغییرات در بدن به علت افزایش سن ایجاد می‌گردد که غیر قابل برگشت می‌باشد و پیرچشمی یکی از این تغییرات است، پیرچشمی مساله نگران کننده‌ای نیست و براحتی قابل درمان است، منظور از درمان همان اصلاح است.

علائم پیر چشمی

  • کاهش بینایی نزدیک یکی از مهمترین علائم پیر چشمی است. در این حالت افراد برای رؤیت شیء نزدیک و یافتن مورد مطالعه ، سعی می‌کنند که سر خود را عقب‌تر ببرند و یا اینکه شیء یا کتاب را دورتر از چشم نگاه دارند و بدین وسیله مقداری از تاری دید نزدیک را برطرف نمایند. در هنگامی که روشنایی کافی نباشد، بخصوص در هنگام عصر که مردمک چشم بازتر می‌گردد، این مشکل افزایش پیدا می‌کند.

  • از علائم دیگر این که فرد پیر چشم خطوط ریز کتاب و یا متن مورد مطالعه را نمی‌تواند واضح ببیند و تلاش برای واضح دیدن منجر به ایجاد علائمی مثل خستگی چشم ، سردرد ، بخصوص در ناحیه پشت سر ، اشک ریزی ، سوزش چشم و چشم درد می‌گردد. یکی از رایج ترین شکایت خانمهای مبتلا به پیرچشمی در مراجعه به پزشک عدم توانایی آنها در سوزن نخ کردن است.

اصلاح پیرچشمی

درمان پیرچشمی براحتی توسط یک عدسی محدب صورت می‌گیرد، نظر به اینکه نقطه نزدیک در افراد پیر چشم از چشم دور شدن است، به کمک یک عدسی همگرا می‌توان آنرا براحتی بجای اول خود برگرداند. لذا یکی از مواردی که درمان بسیار موفقیت آمیزی دارد، درمان پیرچشمی است، بطوری که فرد پیر چشم وقتی که عینک مناسب را دریافت می‌کند، ملاحظه می‌کند که بطور شگفت انگیزی بینایی خود را باز یافته است. در حالیکه طبق تصورات خود فکر کرده است که به علت پیری بینایی وی کاهش یافته و غیر قابل برگشت است.

نظر به اینکه تجویز عینک نزدیک برای افراد مسن به عوامل متعددی بستگی دارد، لذا مهارت فرد تجویز کننده در حصول یک بینایی مناسب برای فرد پیر چشم بسیار موثر است. فاصله کاری یا شغل فرد ، عادت فرد در حین کار یا مطالعه و در نظر گرفتن وضعیت انکساری چشم فرد ، در این تجویز بسیار مؤثر است. لذا عینک نزدیک همه افراد یکسان نمی‌باشد، از نظر سنی می‌توان گفت که افراد مسن در سنین مساوی تقریبا نمرات نزدیک به همی دارند.

پیرچشمی در افراد عینکی

فردی که مبتلا به دوربینی است، زودتر پیر چشم می‌گردد و هر چه مقدار دوربینی وی بیشتر باشد پیرچشمی زودتر اتفاق می‌افتد. و افراد نزدیک بین یا پیرچشم نمی‌شوند و یا خیلی دیرتر پیرچشم می‌شوند. این بیماری بگونه‌ای هست که در نتیجه آن افراد با دید طبیعی (بدون ضعف چشم) احتیاج به عینک مطالعه پیدا می‏کنند و افراد نزدیک بین یا دوربین احتیاج به دو عینک یکی برای دور و یکی برای نزدیک یا عینک دو دید (عینک بایفوکال) پیدا می‏کنند.

یک مزیت نزدیک بینی کمتر از 3 دیوپتر این است که این افراد بعد از شروع پیرچشمی می‏توانند عینک دور خود را بردارند و قادر به خواندن بدون عینک ‏باشند. بعد از انجام جراحی لیزری برای اصلاح نزدیک بینی ، این توانایی از دست خواهد رفت، چرا که این افراد همانند سایر افراد طبیعی نیاز به عینک مطالعه خواهند داشت. اما افراد با نزدیک بینی متوسط و شدید پس از شروع پیرچشمی علاوه بر عینک دور نیاز به عینک مطالعه هم خواهند داشت و در واقع مزیتی نسبت به افراد طبیعی ندارند. لیزر تاثیری بر روی قدرت متمرکز کننده عدسی چشم نداشته و بنابراین نمی‏تواند پیرچشمی را درمان کند.



داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

آستیگماتیسم

تاریخ:پنجشنبه 15 تیر 1391-16:56

هرگاه‌ ابیراهی کروی و کما برای یک عدسی اصلاح شود (حالت آپلانتیک) ولی عدسی قادر نباشد که تصویر شیئی که ‌از محور فاصله دارد را بطور واضح نمایان کند، به عبارتی تصویر مبهم نمایان سازد، گفته می‌شود که عدسی دچار آستیگماتیسم (Astigmatism) شده ‌است. تصاویر مبهم حاصل از آن را تصاویر آستیگماتیکی می‌نامند. با افزایش فاصله خارج از محور جسم و افزایش دهانه سطح شکستی آستیگماتیسم افزایش می‌یابد.



تصویر

دید کلی

بسیاری از افراد به همراه نزدیک بینی درجاتی از آستیگماتیسم یا حالت بیضی بودن قرنیه را دارند. آستیگماتیسم وقتی ایجاد می‏شود که قرنیه شبیه مقطعی از توپ بیس‏بال است تا توپ بسکتبال. در نتیجه تصاویر بدلیل انکسار نامساوی در قسمتهای مختلف قرنیه کاملا بر روی شبکیه متمرکز نمی‏شوند و تصاویر چه دور و چه نزدیک تار می‏شوند. بنابراین افرادی که دچار درجات بالایی از آستیگماتیسم هستند نه تنها همانند افراد نزدیک ‏بین اشیای دور را تار می‏بینند، بلکه اشیای نزدیک را هم تار می‏بینند. بنابرین آستیگماتیسم هم به تنهایی و نیز همراه با نزدیک بینی یا دوربینی می‌تواند دیده ‌شود.

آستیگماتیسم از چه چیزی ناشی می‌شود؟

هنگامی‌ که نور از یک نقطه خارج از محور به سطح عدسی برخورد می‌کند، تولید یک دسته پرتو مماسی 'tt و یک دسته پرتو کمانی 'ss می‌کند. چون این دو دسته پرتو عمود برهم ، باعث کانونی شدن پرتوها در فواصل مختلف از عدسی می‌شوند، دو تصویر که به ترتیب با T و S برای صفحات مماسی و کمانی نشان داده شده‌اند، تصاویر خطی خواهند بود. بین T و S کانون دایره‌ای خواهد بود که به نام دایره با کمترین ماتی خوانده می‌شود. مکان هندسی تصاویر خطی T و S برای نقاط مختلف جسم سطوح سهموی خواهد بود.

مقدار آستیگماتیسم

جدایی بین دو سطح در امتداد هر پرتو اصلی از یک جسم نقطه‌ای معیاری از مقدار آسیگماتیسم را برای این جسم بدست می‌دهد که با مربع فاصله ‌از محور نوری متناسب می‌باشد. اندازه‏ گیری آستیگماتیسم بر اساس دیوپتر است. آستیگماتیسم بصورت زیر طبقه بندی می‌شود:

  • آستیگماتیسم خفیف: کمتر از یک دیوپتر
  • آستیگماتیسم متوسط: یک تا دو دیوپتر
  • آستیگماتیسم شدید: دو تا سه دیوپتر
  • آستیگماتیسم بسیار شدید: بیش از سه دیوپتر



تصویر




انواع آسیگماتیسم

آستیگماتیسم انواع مختلفی دارد و می‏تواند به تنهایی، همراه با نزدیک بینی یا دوربینی وجود داشته باشد.

آستیگماتیسم مثبت

هرگاه سطح تصویر خطی T ناشی از پرتو مماسی در سمت چپ تصویر خطی S ناشی از پرتو عمودی باشد، آستیگماتیسم را مثبت می‌نامند.

آستیگماتیسم منفی

هرگاه تصویر خطی T ناشی از پرتو مماسی در سمت راست سطح تصویر خطی ناشی از پرتو عمودی بیافتد، آستیگماتیسم را منفی می‌نامند.

چگونه می‌توان دستگاهی ساخت که فاقد آستیگماتیسم باشد؟

آستیگماتیسم با فاصله کانونی متناسب است و با تغییر شکل بهبود بسیار اندکی می‌یابد. با آنکه یک عدسی دوتایی مماس مرکب از یک عدسی مثبت و یک عدسی منفی دارای آستیگماتیسم چشم‌ گیری است، ورود یک قطعه دیگر متشکل از یک بند یا یک عدسی می‌تواند آن را بسیار کاهش دهد. با فاصله گذاری مناسب مابین هر یک از عدسی‌های هر سیستم اپتیکی و یا با مکان‌یابی مناسب برای روزنه (دیافراگم) اگر بکار آید، می‌توان انحنای سطوح تصویری آستیگماتیک را بطور محسوسی تغییر داد. بعد از اصلاح آستیگماتیسم دو سطح سهموی T و S روی هم می‌افتند که به ‌این سطح پتزوال گفته می‌شود.

رفع آستیگماتیسم در چشم

در برخی از سیستمهای اپتیکی به ‌انضمام چشم ، حتی پرتوهای نزدیک به محور هم دچار آستیگماتیسم می‌شوند، زیرا سطح عدسی کروی نیست و بنابراین دارای قدرتهای مختلف در جهات مختلف است، وضعیت به گونه‌ای است که یک عدسی استوانه‌ای در تماس با یک عدسی کروی ساخته شده باشد. در مورد سیستمهای روئیتی یک متخصص چشم پزشکی آستیگماتیسم چشم را بوسیله عینکهایی که قدرت اضافی عدسی استوانه‌ای را با کاهش توان عدسی در آن جهت جبران می‌کنند، اصلاح می‌کند. در سایر موارد آستیگماتیسم می‌تواند سودمند باشد و عمدا در سیستم طراحی می‌شوند تا نشانه‌ای برای یک موضع آشکارساز نسبت به کانون تولید کند. سیستمهایی که در برگیرنده قدرتهای استوانه‌ای هستند، سیستمهای آن آمورفیک (نابی‌ریخت) نامیده می‌شوند. افراد اصلاح شده به علت بزرگنمایی یا کوچکنمایی محوری ایجاد شده اشیاء واقع در میدان بینایی را کشیده‌تر خواهند دید.




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

چه چیزی باعث می شود که هر چیزی را به رنگی می بینیم.

تاریخ:جمعه 15 اردیبهشت 1391-00:15

هر موادی ویژگی هایی دارد و با نوری که به سمت آن تابانده می شود رفتاری متفاوت دارد، پس ازآن که نور با یک جسم برخورد می کند ، آن جسم ممکن است;

یک ) نور را بازتاب کند

دو ) نور را جذب کند

سه ) کاری با نور نداشته باشد

چهار ) نور را بشکند


----------------------------------------------------

یک ) بازتابشِ نور

همه ی " اجسام " به اندازه ای نور را بازتابب می کنند، اما جسمی ( چیزی ) که بازتاب کننده است، تعداد زیادی الکترون آزاد دارد که می تواند به آسانی از یک اتم به اتم دیگر برود.
نوری که توسط این اجسام در ابتدا جذب می شود، با حرکت الکترون از یک اتم به اتم دیگر دوباره با همان فرکانس اصلی خود بازتابانده می شود .



----------------------------------------------------

دو ) جذب نور

زمانی که جسمی نابازتابنده و ناشفاف است، بنابراین فرکانس نور ورودی همانند یا بسیار نزدیک به فرکانس جنبش الکترون های درون ماده ی سازنده است.
بنابراین الکترون های ماده ی سازنده نور ورودی را جذب می کنند و به دلیل جذب شدن نور ورودی جسم ناضفاف می شود - بازتابی نخواهد داشت یا بازتاب ان بسیار کم خواهد بود.



----------------------------------------------------

سه ) گذر دادن نور

این پدیده زمانی رخ می دهد که انرژیِ یا فرکانس حاصل از نور ورودی یا خیلی کمتر یا خیلی بیشتر از انرژی یا فرکانسی باشد که برای به جنبش آوردن الکترون های ماده ی سازنده با فرکانسی مشخص مورد نیاز است.
به همین دلیل الکترون های جسمی که اکنون شفاف به نظر می رسد نور را جذب نمی کنند و اجازه می دهند نور بدون تغییر از جسم یا ماده ی مورد نظر خارج شود. بنابراین جسم نسبت به آن طول موج از نور شفاف است .

----------------------------------------------------

چهار ) شکست نور


اگر تا به حال یک نی را درون لیوان پر آب قرار داده باشید حتما" متوجه شده این که نی طوری به نظر می رسد گویا که در ابتدای محل ورود به آب خم شده است.
اگر انرژی نور ورودی با فرکانس جنبشی الکترون های یک ماده برابر باشد، نور قادر است که به طور کامل درون ماده فرو رود، و باعث مقادیری اندک جنبش در الکترون ها شود. این جنبش ها بین اتم ها با استفاده از الکترون ها انتقال داده می شوند، و در این زمان آن ها ( الکترون ها ) نوری را با همان فرکانس اصلی نور ورودی بیرون می فرستند. با این که این پدیده بسیار سریع رخ می دهد، اما نوری که درون ماده است از سرعتش کاسته شده و نوری که بیرون از ماده قرار دارد سرعتش ثابت می ماند. نتیجه آن است که نور درون ماده خم می شود. زاویه ی شکست نور بستگی به ماهیت ماده و قدرت آن در کاهش سرعت نور دارد.


-------------------------------------------------


یک نمونه ی خوب برای این که چرا " چیز ها " رنگی دیده می شوند این عکس رو به رو است، یک گوجه فرنگی پخته!

گوجه فرنگی قرمز به نظر می رسد زیرا هنگامی که به حالت پخته می رسد حاویِ کاروتنی به نام "لیسپین " می گردد.
لیسپین یک رنگدانه ی قرمزِ روشنِ کاروتنی است، این ماده ی شیمیایی نه تنها در گوجه فرنگی رسیده که در دیگر میوه های قرمز هم یافت می شود.
لیسپین اکثر نورهای دیداری را جذب می کند، که البته به علت خواص طول موجی به رنگ قرمز هستند، بنابراین نور اصلی ای را که باز می تاباند قرمز است. پس گوجه قرمز به چشم می آید.


دلایل زیادی برای این که چرا مواد این رنگی که هستند ، هستند وجود دارد اما مهمترین دلیل بر می گردد به جذبایش و پراکندگی نور که توسط مواد صورت می گیرد و بسیار وابسته به طول موج نوری که به جسم می تابد است.
برای یک نمونه ی دیگر می توانیم به سبز دیده شدن برگ درختان ( و البته دیگر گیاهان سبز) اشاره کنیم، این ها سبز دیده می شوند چرا که در خود " کلروفیل" دارند تا نور دریافتی را به انرژی تبدیل کنند، و این خواص " کلروفیل" ( منظور نوع نوری که جذب می کند یا پراکنده می کند ) است که رنگ سبز به گیاهان سبز می بخشد.
خیلی کوتاه در رابطه با این که چگونه رنگی را ما می بینیم ( گذشته از رنگی که خود جسم ایجاد می کند ) باید گفت این مربوط به مواد سازنده چشم ماست، چرا که چشم ما تنها طول موج هایی معین از نور را دریافت می کند و آن را به مغز می فرسد تا تجزیه و تحلیل شود. برای مثال ما گوجه را قرمز می بینیم چرا که " لیپسین " نور قرمز را از انتهای طول موجهای قابل مشاهده برای ما انتشار می دهد اما نور آبی را از انتهای دیگر محدوده ی نوری قابل دیدن برای ما جذب می کند .




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

طول تصویر جسم واقع در بی نهایت دور!

تاریخ:پنجشنبه 14 اردیبهشت 1391-23:52

phm017g.jpg

درصورتی که جسم در بینهایت دور است تصویر آن بصورت واژگون روی کانون اصلی تشکیل می شود. اگر زاویه امتداد جسم با محور اصلی بر حسب رادیان برابر آلفا و فاصله کانونی آینه f باشد, طول تصویر را میتوان به روش زیر محاسبه کرد:

untitled.png

با مثالی بسیار ساده روش استفاده از فرمول روشن می شود:

سوال: قطر دایره ی تصویر خورشید در یک آینه مقعر برابر 2 سانتی متر است. اگر بزرگی زاویه خورشید از زمین 0.01 رادیان باشد, شعاع آینه مقعر را حساب کنید.

پاسخ:

untitled.png




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

شکست قوانین بازتاب و شکست نور از ماده جدید

تاریخ:پنجشنبه 14 اردیبهشت 1391-23:43

شکست قوانین بازتاب و شکست نور از ماده جدید


پدیده عجیب نوری قوانین چندصدساله «بازتاب و شکست نور» فیزیکدانان را به چالش کشید!


محققان دانشکده مهندسی و علوم کاربردی هاروارد با بکارگیری شیوه انقطاع فاز توانسته‌اند پرتوهای نور را وادار به رفتار در جهتی کنند که قوانین چندین قرن در مورد انعکاس و انکسار را به چالش می‌طلبد.
به گزارش ایسنا، این کشف به فرمول‌بندی جدید قوانین ریاضی منجر شده که به پیش‌بینی مسیر پرتوهای نور در زمان خروج از سطح یا حرکت از یک واسط به واسط دیگر می‌پردازد.

این محققان توانسته‌اند با استفاده از سطوح طراح، تاثیرات آینه‌های سرگرمی را بر روی سطح صاف ایجاد کنند.

از زمانهای قدیم این امر شناخته شده‌ بود که نور در سرعت‌های مختلف، از میان واسط‌های گوناگون حرکت می‌کند. انعکاس (بازتاب) و انکسار (شکست) نور، زمانی رخ می‌دهند که نور با یک ماده در یک زاویه برخورد می‌کند؛ چرا که یک سمت پرتو می‌تواند از سوی دیگر سرعت بگیرد. از همین رو جبهه موج جهت خود را تغییر می‌دهد.

قوانین متعارف که در کلاسهای فیزیک تدریس می‌شوند، به پیش‌بینی زوایای انعکاس و انکسار بر اساس زوایه ورودی و خصوصیات دو واسط می‌پردازند.

فیزیکدانان هاروارد، در زمان بررسی رفتار نور هنگام برخورد با سطوح منقش به نانوساختارهای فلزی، دریافتند که معادلات معمول برای توصیف پدیده حاصله در آزمایشگاه، کافی نیست.

قوانین کلی جدید که در هاروارد ایجاد شده، بر اساس این اکتشاف است که مرز بین دو واسط، در صورتی که بطور ویژه طراحی شوند، می‌تواند مانند واسط سوم عمل کند.

برای مثال، سطحی مانند سطح دریاچه، یک مرز هندسی بین دو واسط آب و هوا است؛ اما اکنون با قانون جدید، این مرز به یک رابط جدید تبدیل شده که می‌تواند خود باعث خم شدن نور شود.

مؤلفه اصلی این اکتشاف، یک گروه آنتن‌های ریز طلایی بود که بر روی سطح سیلیکون این دانشمندان نصب شده بودند. این مجموعه در مقیاسی بسیار نازکتر از طول موج نور برخوردکننده با آن ساخته شده است. این موضوع بدین معنی است که برخلاف یک سیستم نوری معمول، مرز ساخته شده بین هوا و سیلیکون، بیانگر یک تغییر فاز ناگهانی موسوم به انقطاع فاز در درجات بالایی طول موجی است که از آن عبور می‌کند.

هر یک از آنتن‌های این مجموعه مانند یک مرتعش‌کننده عمل می‌کند که قادر به به تله انداختن نور و گرفتن انرژی آن برای مدت زمان مشخص پیش از آزادسازی آن است. شیب گونه‌های مختلف مرتعش‌کننده بر روی سطح سیلسکون می‌تواند بطور موثری نور را پیش از آغاز گسترش آن در واسط دیگر، خم کند.

پدیده حاصله از این کشف تمام قوانین سنتی را شکسته و به ساخت پرتوهایی از نور پرداخته که بسته به شکل سطح، به انعکاس و انکسار به شیوه‌های دلخواه می‌پردازند.

این محققان برای عمومی کردن قوانین انعکاس و انکسار کتابهای فیزیک، یک واژه جدید را به معادلات اضافه کرده‌اند که نشانگر شیب تغییرات فاز سهیم در مرز است. مهمتر این که در زمان نبود یک سطح شیب‌دار، قوانین جدید به قوانین شناخته‌شده‌تر کاهش می‌یابند.

همچنین با این قوانین جدید می‌توان بسامد (رنگ)، دامنه (روشنی) و قطبش نور را نیز کنترل کرد؛ بدان معنی که نور حاصله، در اصل یک پرتو طراح است.

محققان تاکنون توانسته‌اند با موفقیت، یک پرتو گردبادی حلزونی شکل، از سطح مسطح تولید کنند. آنها همچنین در فکر تولید لنزهای مسطح با قابلیت تمرکز بدون انحراف بر تصویر هستند.




داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 

آینه های شلجمی

تاریخ:دوشنبه 10 بهمن 1390-17:00

دید کلی

ستاره شناسان برای اینکه نور ضعیف ستارگان دور را در تلسکوپها متمرکز کنند، از آینه‌های بزرگی بهره می‌گیرند و به این ترتیب می‌توانند بر صفحه‌های عکاسی تصویر ستارگانی را که با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شوند ایجاد کنند. چه نوع آینه‌ای این توانایی تمرکز نور را دارد؟ این آینه‌ها را چگونه می‌توان ایجاد کرد؟

آینه‌های تخت و آینه‌های سهموی

با آینه تخت نمی‌توان نور را متمرکز کرد. زیرا نور همواره واگرا می‌شود و به نظر می‌رسد از تصوری مجازی پشت آینه می‌آید. ولی با استفاده از چندین آینه تخت ، می‌توان چندین شعاع باریک ناشی از یک چشمه را در ناحیه کوچکی از فضا باهم قطع داد. برای صراحت ، فرض کنید که چشمه خیلی دور باشد، مثلا یک ستاره و بنابراین شعاعهای نوری که از آن به آینه‌ها می‌رسند تقریبا موازیند.

هر چه چشمه دورتر باشد، زاویه بین شعاعهای نوری کوچکتر است، بطوری که همه شعاعهای نوری که از یک ستاره به زمین می‌رسند، عملا موازیند. در یک نمونه بیست و پنج آینه تخت که با زاویه‌های اندکی متفاوت کج شده‌اند، چنان آرایش یافته‌اند که نور موازی را طوری بازی می‌تابانند که از ناحیه کوچک واحد بگذرد.

این ناحیه را می‌بینیم، زیرا دود موجود در آنجا مقداری از نور شعاعهای متقاطع را پراکنده می‌کند. نواحی دیگر نیز با همان مقدار دود پر شده است، ولی چون شعاعهای نوری در این نواحی کمترند، تاریکتر به نظر می‌آیند. شعاعهای نوری از ناحیه کوچک همپوشانی می‌گذرند و سپس از هم واگرا می‌شوند.



تصویر




افزایش قدرت همکانونی

اگر آینه‌های بیشتر و کوچکتری را بکار گیریم، مثلا هر یک از بیست و پنج آینه خود را به چهار قسمت تقسیم کنیم، می‌توانیم نور بیشتری را متمرکز کنیم. در این صورت هر شعاع نوری فقط یک چهارم سطح مقطع قبلی را خواهد داشت و ما می‌توانیم آنرا در ناحیه کوچکتری متمرکز کنیم. حال می‌توان با تقسیم آینه‌ها ، آنها را باز هم کوچکتر کرد. در این صورت ناحیه همپوشانی باز هم کوچکتر می‌شود. عمل تقسیم آینه‌ها را ادامه می‌دهیم و آنها را تا جایی که ممکن است کوچک می‌کنیم، ولی آنها همان مقدار نور را جدا می‌کنند که بیست و پنج آینه اصلی جدا می‌کردند. آنها همان مقدار نور را بازتاب می‌دهند و همه را به نقطه کوچک واحدی می‌فرستند.

ساخت آینه‌های شلجمی (سهموی)

ساختن آینه‌ای که نور باریکه پرتوهای موازی پهن را ، با تقسیم کردن متوالی و میزان کردن ستمگیری آینه‌های تخت ، در نقطه واحدی کانونی کند بطور نظری آسان ، ولی عملا مشکل است. به هر حال روش کار را با متمرکز کردن نور موازی روی یک خط به جای یک نقطه بسادگی می‌توان شرح داد. به آسانی می‌توان فرآیندهای مشابهی را تصور کرد که در فضا صورت می‌گیرند و نقطه واحدی را ایجاد می‌کنند.

وقتی آینه‌های تخت را در فضا به اجزا کوچکتری تقسیم کنیم و دوباره آنها را جهت دهیم، با تقریبا بیشتر و بیشتری آینه‌ای را که سطح خمیده پیوسته‌ای دارد خواهیم داشت. می‌توان تصور کرد که ادامه این فرآیِند بطور نامحدود ، آینه‌ای همواره بدست خواهد داد که نور موازی را کانونی می‌کند. شکل سطح هموار (که سهمیوار دوار یا آینه سهموی نامیده می‌شود) دقیقا با این روش تصویری معین می‌شود.

پارامترهای آینه سهموی

کلمه F که تمام نور بازتابیده در آن همگرا می شود کانون اصلی آینه سهموی است و فاصله‌اش از مرکز آینه ، طول کانونی یا فاصله کانونی نامیده می شود. دانستن فاصله کانونی اهمیت دارد و ما آن را با حرف کوچک f نشان می دهیم. در شکل زیر مقطعی نشان داده شده است که از کانون اصلی می‌گذرد و با راستای نور خروی موازی است. هر پرتوی که ترسیم شده است، مشخص می‌کند که نور چگونه بازتابیده می‌شود.

این پرتوها بنابر کانونهای بازتاب ، در صفحه شکل باقی می‌مانند و زاویه بازتاب هر پرتو مساوی زاویه خروجی است. منحنی نشان داده شده ، که مقطع آینه سهموی با صفحه شکل است، سهمی نامیده می‌شود. سطح آینه سهمیوار دوار نامیده می‌شود، زیرا با دوران سهمی شکل مقابل حول پرتو فرودی که از کانون اصلی F می گذرد بوجود می‌آید. این پرتوی فرودی که از کانون اصلی می‌گذرد و در موقع بازتاب از آن عبور می‌کند، محور دوران سهمیوار نامیده می‌شود.

کاربرد آینه‌های شلجمی (سهموی)

دیدیم که تمام نوری که در راستای موازی محور بر آینه سهموی فرد می آِید چنان بازتابیده می‌شود که از کانون اصلی می‌گذرد. چون نور می‌تواند در هر راستای معین در هر یک از دو جهت حرکت کند. با قرار دادن یک چشمه نوری کوچک و قوی در کانون اصلی آینه سهموی می‌توان جای پرتوهای فرودی و بازتابی را باهم عوض کرد. پس نتیجه می‌شود هر نوری که از کانون اصلی شروع شود، پس از بازتاب موازی با محور آینه حرکت خواهد کرد.

نورافکنها و برخی فلاشها بر این اساس ساخته شده‌اند. همچنین لامپ جلو ماشین همینطور عمل می‌کند، یعنی لامپ در کانون آینه شلجمی قرار داده می‌شود و سپس پرتوهای خروجی موازی باهم از آن خارج می‌شوند. تمام نوری که از چشمه با سطح سهموی برخورد می‌کنند در مسیرهای موازی به طرف خارج حرکت می‌کنند و باریکه پر شدتی تشکیل می‌دهد که تا فاصله‌های زیاد در فضا نفوذ می‌کند.


منبع : دانشنامه رشد


نوع مطلب : آینه ها(فیزیک) 

داغ کن - کلوب دات کام
لطفا نظر بدهید() 


  • تعداد صفحات :2
  • 1  
  • 2