تبليغاتX
کسی هست که فیزیک رو دوست داشته باشه؟

mother-of-fizik

فریماه

mother-of-fizik

http://mother-of-fizik.blogfa.com

کسی هست که فیزیک رو دوست داشته باشه؟

کسی هست که فیزیک رو دوست داشته باشه؟

کسی هست که فیزیک رو دوست داشته باشه؟

دوستان عزیز سلام به وبلاگ من خوش اومدیدمن فریماه هستم که قصد دارم وبلاگی اکنده از عشقم فیزیک رو بهتون تقدیم کنم امیدوارم ازش خوشتون بیاد وازش استفاده ببرید. دوستان عزیز این وبلاگ صرفا برای طرفداران فیزیک ساخته شده و من تنها پاسخ سوال های مربوط به اون رومیدم

کسی هست که فیزیک رو دوست داشته باشه؟

 
کاربر مهمان، خوش آمديد!    امروز  
 
فهرست اصلی
لینکهای سریع
صفحه اول
آرشیو
ایمیل
موضوعات





آرشیو مطالب

لینکستان
اگر می خواهید با وبسایت ما تبادل لینک کنید لینک ما را با نام " کسی هست که فیزیک رو دوست داشته باشه؟ " قرار دهید و در بخش تماس با ما و یا نظرات لینک خود را قرار دهید. 
آرشیو تماس با ما


متا فیزیک...

دوستان عزیز فیزیک و زندگی تنها به فرمول منتهی نمیشوند

گاهی اوقات احساس میکنیم که خیلی چیز ها رو نمیشه اندازه گیری کردمثلو...

اما توی دنیای محدود و فانی ما همی چیز حتی عواطف واحساسات هم قابل اندازه گیری اند

می گید نه؟؟؟؟؟؟؟؟

پس به ادامه ی مطلب برید و ببینید که حقیقت داره یا نه

البته اگه به این که خود ما نامتناهی هستیم وبه زندگی پس از مرگ اعتقاد دارید

میتونید تمامی قاعده های دنیا رو از بین ببرید

مهم ما هستیم ...

وکسی که همیشه با ماست... 

فریماه سه شنبه بیست و دوم مرداد 1387  نظر بدهید! ادامه ادامه مطلب

نظر شما چیه؟ایاما تنهاییم؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟

آیا ما در این جهان تنها هستیم؟

 آسمان شب

   شاید برای همه ما به هنگام رصد آسمان در شبی صاف و پر ستاره ، بدور از هرگونه آلودگی نوری ، گرد و غبار محلی و یا آشفتگی های جوی که ارمغان شهر های صنعتی هستند، این سوال پیش آید که آیا ما در میان این همه جرم آسمانی درخشان تنها هستیم؟

    این سوال ، قرن ها است که ذهن بشر را به خود جلب کرده است ، چه برای بشر دیروز که زمین را در مرکز عالم می دانست ، و فضای اطراف خود را فقط محدود در 3000 جرم درخشانی که در آسمان می دید می پنداشت ، چه برای بشر امروز که زمین را همچون نگینی کوچک و درخشان در این جهان بی کران در نظر می پندارد.

    اگر بخواهیم به ریشه این پرسش در گذشته بپردازیم ، فقط به حدس و گمان عده ای از دانشمندان و فیلسوفان در زمینه وجود شکل هایی از حیات محدود زمینی در دنیا های دیگر بر می خوریم.

   امروزه انسان به مدد تکنولوژی و فناوری های پیشرفته و بروز در آستانه یافتن پاسخی قانع کننده  به این سوال در معنای واقعی خودش قرار دارد.

   کشف شمار زیادی از سیارات فرا خورشیدی که به دور ستاره مادر خود  درگردشند  و همچنین کشف منظومه های مختلفی  شبیه به منظومه شمسی ، مهر تاییدی است براین  ادعا که منظومه شمسی ما ، یک منظومه بی همتا نیست.

   جالبتر از آن، این موضوع است که وجود سیارات فراخورشیدی و ساختار های منظومه مانند در کهکشان ما ، امری کاملا طبیعی و رایج است.

   اگر بخواهیم سیارات فرا خورشیدی را که تاکنون کشف شده اند از لحاظ  اندازه برسی کنیم ، اکثرا در محدوده سیارات غول پیکر مانند مشتری و زحل خودمان دسته بندی می شوند.

   با توجه به ساختار این سیارات غول پیکر، احتمال وجود حیات در آنها بعید به نظر می رسد.(البته با توجه به تعاریفی که ما از حیات داریم.)

   به بیان دیگر شاید نتوان علائمی که ما از حیات برروی زمین می بینیم (حیات زمینی) در آنجا مشاهده کرد.

   البته نباید این نکته را فراموش کرد که وجود سیاراتی با ساختار و اندازه شبیه به زمین ، غیر محتمل نیست.

 در 15 سال اخیر ناسا فعالیت ها و ماموریت های گسترده ای در زمینه کاوش سیارات فرا خورشیدی ترتیب داده است.

همچنین برنامه های متنوع و برجسته ای  برای آینده در نظر دارد.

   باید اضافه کنم که در این ماموریت ها از پیشرفته ترین و دقیق ترین ابزار ها  استفاده خواهد شد.ابزار آلاتی که بتوانند کاوشگر ها را در اجرای چنین ماموریت های گستر ده ای (به فراسوی فضای محدود منظومه شمسی) یاری رسانند.

 

ماهواره زمین یاب!

Terrestrial Planet Finder

   تلسکوپ کک اینتر فرو متر با استفاده از آینه عظیم خود(بزرگترین آینه اپتیکی جهان) دید گسترده ای در جهت کاوش در ژرفای فضا به ما خواهد داد. علاوه بر این تلسکوپ کک با استفاده از سیستم تداخل سنجی به مطالعه ابر های غباری در اطراف ستارگان خواهد پرداخت.(جایی که احتمالا سیارات فرا خورشیدی در حال شکل گرفته اند.)

   همچنین با در پرتاب سیم پلنت کوئست در سال 2011 به فضا ، افق های روشنی در زمینه اندازهگیری فاصله ستارگان و همچنین موقعیت کنونی آنها نسبت به یکدیگر با دقت و ظرافتی بی سابقه در تاریخ اختر شناسی ، بروی ما خواهد گشود.

   این دقت چنان است که ما می توانیم  به جستجوی شواهدی دال بر و جود  سیارات زمین مانند بپردازیم.

   در نهایت با ساخت تلسکوپ تریستریال پلنت فایندر(جستجو گر سیارات خاکی (زمین مانند) انقلابی نوین در زمینه اختر شناسی بوقوع خواهد پیوست، تصاویری که از این تلسکوپ بدست می آید، تا 100 برابر بزرگتر و شفاف تر از داده های بدست آمده توسط تلسکوپ فضایی هابل است. بدین سان به ژرفای فضا راه خواهیم یافت و به قلب آن نفوذ خواهیم کرد.

   از مزایای دیگر این سیاره ارائه داده هایی دقیق از منظومه های همسایه و سیارات فرا خورشیدی است.

   در آن هنگام دانشمندان به آنالیز اتمسفر دنیا های دور برای جستجوی دی اکسید کربن، بخار آب و ازن  دست خواهند پرداخت.زیرا وجود این گاز ها به عنوان عناصر بنیادی برای تشکیل حیات، خود به عنوان سندی معتبر بر تایید این تئوری است.

   در حال حاضر دانشمندان حدود 157 سیاره فرا خورشیدی را کشف کرده اند.

   البته از هیچیک از آنها به استثنای یکی تصویری مستقیم مشاهده نشده است. بلکه با توجه به تاثیرات شان بر ستاره مادر که به دور آن ها در گردشند ، به وجود آنها پی برده شده است.

   بله آن چه که ارائه  شد، فقط  بخش کوچکی از فعالیت های جاری و آتی در زمینه کاوش  برای سیارات فرا خورشیدی بود .

   همه این عوامل دست به دست هم خواهند داد تا بشر روزی در مکانی دیگر در و رای منظومه شمسی نشانه ای از حیات و یا مهدی از تمدن را بیابد.

 سر انجام یک زمین دیگر پیدا خواهد شد...

 

سیاره ای زمین مانند از نگاه دانشمندان

 

نظر شما چیست؟ آیا ما واقعاً تنها هستیم؟

 در کهکشانی که بیش از 150 میلیارد ستاره را در خود جای داده است.   در جهانی که از میلیارد ها میلیارد ستاره تشکیل شده است.

با کاوش های آتی همه چیز روشن خواهد شد.

فریماه شنبه نوزدهم مرداد 1387  نظر بدهید!

شاید باورتون نشه اما....

اگرچه ما به طور مستقيم قادر به مشاهده ي سياهچاله ها نيستيم ، اما مي توانيم تاثيرات آنها را بر روي اجرام مجاورشان ببينيم . اما اين كار هم بسيار مشكل و پيچيده است زيرا نور مادون قرمز حاصل از سحابي ها و گرد و غبار بين ستاره ها معمولا قدرت ديد ما را كاهش مي دهد و نوعي آلودگي نوري در فضا بوجود مي آورد.

دانشمندان به تازگي راهي پيدا كرده اند تا صفحات(Disk) تشكيل شده در اطراف سياهچاله ها را با وضوح بالا مشاهده كنند : استفاده از يك صافي قطبي يا همان فيلترهاي پولاريزه (polarizing filter) در طول موج مادون قرمز . اين تكنيك مخصوصا زماني موثر است كه منطقه ي اطراف سياهچاله از خود مقداري نور پراكنده صادر مي كند . هنگامي كه اين نور پراكنده قطبي شود ، منجمان با استفاده از فيلتري شبيه به فيلتر هاي پولاريزه ي عينك هاي آفتابي بر روي تلسكوپ هاي بزرگ خود ، اين نور پراكنده ي قطبي شده را جمع آوري كنند تا آن را با دقت بي سابقه اي اندازه گيري كنند . تئوري ها نشان مي دهند كه صفحات نوراني و بزرگي در اطراف سياهچاله ها شكل مي گيرد اما تا كنون كسي قادر به تماشاي آن ها نشده است .

 

A polarizing filter allows the colors of disk to be seen. Figure by M. Kishimoto, with cloud image by Schartmann

 

 تلسكوپ مادون فرمز انگلستان(UKIRT) كه در Mauna Kea در هاوايي قرار دارد ، مجهز به چنين فيلتري شده است كه اصطلاحا قطبش سنج (IRPOL) ناميده مي شود . دانشمندان هم اكنون با استفاده UKIRT و IRPOL و ساير تلسكوپ ها به دنبال كشف شواهدي از چنين ديسك هايي هستند تا تئوري را با رصد هاي خود هماهنگ كنند .

 

 Looking at the sunset on Mauna Kea through IRPOL. Credit: U of Hawaii

Dr. Makoto Kishimoto از انستيتوي ماكس پلانك در اين باره مي گويد:"پس از سالها مباحثه ، سرانجام به مدارك متقاعد كننده اي دست پيدا كرده ايم كه نشان مي دهد اين صفحات واقعا وجود دارد ، هرچند كه هنوز به پاسخ بسياري از سوال هاي خود در اين باره نرسيده ايم . تئوري هاي ما با موفقيت در مورد صفحات خارجي اطراف سياهچاله ها آزمايش شده ، و اكنون بايد فهم خود را از قسمت هاي داخلي اين صفحات كه به سياهچاله نزديكترند ، گسترش دهيم . اما هنوز قسمت خارجي صفحه هم براي ما بسيار مهم است . اين شيوه مي تواند براي پرسش هاي ما در مورد قسمت خارجي صفحات ، پاسخ هاي خوبي حاصل بياورد ."

Dr. Robert Antonucci از دانشگاه كاليفرنيا مي گويد:"دانسته هاي ما از فعاليت هاي فيزيكي درون صفحات بسيار ناچيز است اما ما اكنون مطمئن هستيم كه با اين روش مي توانيم يك تصوير كلي از صفحات بدست بياوريم."

ستاره شناسان اميدوارند كه با اين روش جديد ، در آينده ي نزديك اطلاعات بيشتري در مورد صفحاتي كه به دور سياهچاله ها شكل مي گيرند بدست آورند

منبع:universetoday

نويسنده :محسن بختيار

نقل از پارس اسكاي

فرستنده : بهزاد طهماسب زاده

فریماه سه شنبه پانزدهم مرداد 1387  نظر بدهید!

رمز افرینش هستی

اگر خلقت كيهان آگاهانه و هدفمند است ، آيا خالق پيغامي از خود بجاي گذاشته كه بواسطه آن بتوان به رمز آفرينش هستي پي برد؟

طي مقاله اي كه توسط استفان هسو فيزيكدان دانشگاه اوريگان و آنتوني زي فيزيكدان دانشگاه كاليفرنيا (سانتا باربارا) در مجله اختر فيزيك چاپ شد يك ايده در اين مورد مطرح كردند: اخترشناسان مي توانند در ميان پس زمينه ريز موج كيهاني (cosmic microwave background) كه پژواك مهبانگ است بدنبال پيغامي از خالق باشند. اين فيزيكدانان مي گويند تحقيق ما با طرح اين پرسش كاملاً علمي كه در واقع اگر پيغامي وجود داشته باشد اين پيغام و واسطه آن چيست سعي در پاسخ به آن دارند. هسو و زي مي گويند خالق ناحيه انبساط را بگونه اي ميزان و تنظيم كرده تا يك پيام دوگاني را در نقاط گرم و سرد پس زمينه ريز موج كيهاني رمزگذاري كند. ناحيه انبساط منطقه اي كه مسئول انبساط كيهان اوليه است. اين دو دانشمند مي گويند كه پس زمينه ريز موج مانند "تابلوئي بسيار بزرگ در گستره آسمان است" كه براي تمامي تمدنها در تمامي كهكشانها قابل رويت است. به دليل اينكه مناطق مختلف كيهان آنقدر از هم فاصله دارند كه نمي توان تصور كرد ارتباط آنها بطور اتفاقي صورت گرفته بنابراين فقط يك خالق يكتا مي تواند پيغامي را در اين پس زمينه قرار دهد كه براي تمامي تمدنها قابل ردگيري باشد. در نظر گرفتن تعداد محدود نواحي ناهمگن آسمان ، هسو و زي محاسبه مي كنند كه اين پيغام مي تواند محتوي 100.000 بيت (bit) اطلاعات باشد. براي مثال يك چنين پيغامي ممكن است قوانين بنيادي فيزيك را آشكار كند. پژوهشهاي فعلي مانند كاوشگر ويلكينسان «كه دماي پرتو اين پس زمينه را با دقت بالائي اندازه مي گيرد» تفكيك زاويه اي و حساسيت كافي براي ردگيري نوسانات حرارتي محدودي كه اين پيغام را رمزگذاري كردند را در اختيار ندارند. اما تجهيزات آينده ممكن است توانائي انجام اين كار را داشته باشند. اين فيزيكدانها اصرار دارند كه دانشمندان داده هاي بعدي مربوط به پس زمينه ريز موج را براي يافتن الگوهاي احتمالي تجزيه و تحليل كنند. داگلاس اسكات و جيمز زيبين از دانشگاه بريتيش كلمبيا در كانادا طي مقاله اي ديگر كه در مجله اختر فيزيك منتشر شد مي گويند كه هسو و زي مقدار اطلاعات رمزگذاري شده در پس زمينه ريزموج را زياد بر آورد كردند. هسو در پاسخ مي گويد « هر دو گروه قبول دارند كه يك پيغام كيهاني در پس زمينه ريز موج رمزگذاري شده است. اما بر سر مقدار حجم اين اطلاعات با هم اختلاف نظر دارند.»

      Image hosting by TinyPic

منبع :http://physicsshokuhi.parsibox.com

فریماه شنبه سی و یکم فروردین 1387  نظر بدهید! ادامه ادامه مطلب

AN INTERESTING STORY

Once all the scientists die and go to heaven
They decide to play Hide-n-seek

روزی همه دانشمندان مردند و وارد بهشت شدند 
آنها تصمیم گرفتند تا غایب موشک بازی کنند

Unfortunately Einstein is the one who has the den
He Is supposed to count up to 100 and then start searching

متاسفانه انشتین اولین نفری بود که باید چشم می گذاشت.
او باید تا 100 میشمرد و سپس شروع به جستجو میکرد. 

Everyone starts hiding except Newton

همه پنهان شدند الا نیوتون ...
 

Newton just draws a square of 1 meter and stands in it Right in front of Einstein

نیوتون فقط یک مربع به طول یک متر کشید و درون آن ایستاد.دقیقا در مقابل انشتین. 

Einstein counting…97, 98, 99.100   

انشتین شمرد 97,98,99,100

He opens his eyes and finds Newton standing in front
 Einstein says Newton is out... Newton is out

او چشماشو باز کرد ودید که نیوتون  در مقابل چشماش ایستاده.
 انشتین فریاد زد نیوتون بیرون( ساک ساک) نیوتون بیرون( ساک ساک). 
 

Newton denies and says I am not out

نیوتون با خونسردی تکذیب کرد و گفت من بیرون نیستم.


He claims that he is not Newton

او ادعا کرد که اصلا من نیوتون نیستم.

All the scientists come out to see how he proves that he is not Newton  

تمام دانشمندان از مخفیگاهشون بیرون اومدن تا ببینن اون چطور میخواد ثابت کنه که نیوتون نیست...
Newton says I am standing in a square of area 1m squared

 That makes me Newton per meter squared

نیوتون ادامه داد که من در یک مربع به مساحت یک متر مربع ایستاده ام...
 که منو نیتون بر متر مربع میکنه... 

 Since one Newton per Meter squared is one Pascal

I'm Pascal, Therefore Pascal is out

از آنجایی که نیوتون بر متر مربع برابر یک پاسکال می باشد.
بنابراین من پاسکالم  پس پاسکال باید  بیرون بره (پاسکال ساک ساک).

فریماه یکشنبه بیست و ششم اسفند 1386  نظر بدهید!

با این مطلب حال کنید.

 یه چیز تازه

جهان هاي موازي

آيا نسخه دومي از شما ، يك رونوشت از خود شما وجوددارد كه همين الان مشغول خواندن اين مقاله باشد؟

آيا شخصي ديگر با اينكه شما نيست، روي سياره اي به نام زمين با كوه هاي مه گرفته ، مزارع حاصل خيز و شهرهاي بي در و پيكر در منظومه خورشيدي كه هشت سياره ديگر نيز دارد، زندگي مي كند؟

آيا زندگي اين شخص از هر لحاظ درست عين زندگي شما بوده است؟

اگر جوابتان مثبت است ، شايد در اين لحظه او تصميم بگيرد اين مقاله را تا همين جا رها كند در حالي كه شما به خواندن مقاله تا انتها ادامه خواهيد داد.

نظريه جهان هاي موازي

انديشه وجود يك خود ديگر نظير آنچه كه در بالا شرح آن رفت عجيب و غير معقول به نظر مي رسد، اما آنگونه كه از قرائن بر مي آيد انگار مجبوريم آن را بپذيريم. زيرا مشاهدات نجومي از اين انديشه غير مادي پشتيباني مي كنند. بنابر اين پيش بيني ساده ترين و پر طرافدار ترين الگوي كيهان شناسي كه امروزه وجود دارد، اين است كه هر يك از ما يك جفت (همزاد) داريم كه در كهكشاني كه حدود 280 ^ 10 متر دورتر از زمين قراردارد، زندگي مي كنند .

اين مسافت آنچنان زياد است كه بطور كامل خارج از هر گونه امكان بررسي هاي نجومي است اما اين امر واقعيت وجود نسخه دوم ما را كمرنگ نمي كند. اين مسافت بر اساس نظريه احتمالات مقدماتي برآورده شده و حتي فرضيات خيالپردازانه فيزيك نوين را نيز در بر نگرفته است .

فضاي بيكران

اينكه فضا بيكران است و تقريبا بطور يكنواخت از ماده انباشته شده است، چيزي كه مشاهدات هم آن را تأييد مي كنند. در فضاي بي كران حتي غير محتمل ترين رويدادها نيز بالاخره در جايي ، اتفاق خواهند افتاد.

در اين فضا ، بينهايت سياره مسكوني ديگر وجود دارد، كه نه تنها يكي بلكه تعداد بيشماري از آنها مردماني دارند كه شكل ظاهري ، نام و خاطرات آنها دقيقا همان هاست كه ما داريم. به ساكناني كه تمامي حالت هاي ممكن ار گزينه هاي موجود در زندگي ما را تجربه مي كنند. من و شما احتمالا هرگز "خود" هاي ديگران را نخواهيم ديد
.

وسعت عالم

دورترين فاصله اي كه ما قادر به ديدن آن هستيم، مسافتي است كه نور در مدت 14 ميليارد سال كه از انفجار بزرگ و آغاز انبساط عالم سپري شده است، طي مي كند. دورترين اجرام مرئي هم اكنون حدود 26^10×4 متر دور تر از زمين قرار دارند. اين فاصله كه عالم قابل مشاهده توسط ما را تعريف مي كند.

به طور مشابه ، عالم هاي خود هاي ديگر ما كراتي هستند به همين اندازه ، كه مركزشان روي سياره محل سكونت آنهاست. چنين تركيبي ساده ترين و سر راست ترين نمونه از جهان هاي موازي است. هر جهان تنها بخشي كوچك از "جهان چند گانه" بزرگتر است.


جدال فيزيك و متا فيزيك

با اين تعريف از جهان ممكن است شما تصور كنيد كه مفهوم جهان چند گانه تا ابد در محدوده قلمرو متا فيزيك باقي خواهد ماند. اما بايد توجه داشت كه مرز ميان فيزيك و متا فيزيك را اين مسأله كه يك نظريه از لحاظ تجربه قابل آزمون است، يا خير تعيين مي كند نه اين موضوع كه فلان نظريه شامل انديشه هاي غريب و ماهيت هاي غير قابل مشاهده است .

مرز هاي فيزيك به تدريج با گذر زمان فراتر رفته و اكنون مفاهيمي است بسيار انتزاعي تر نظير زمين كروي ، ميدان الكترو مغناطيسي نامرئي ، كند شدن گذر زمان در شرعتهاي بالا ، برهم نهي كوانتومي ، فضاي خميده و سياهچاله ها را در بر گرفته است. طي چند سال گذشته مفهوم جهان چند گانه نيز به اين فهرست اضافه شده است .

پايه اين انديشه بر نظرياتي است كه امتحان خو را به خوبي پس داده اند. نظرياتي همچون نسبيت و نظريه مكانيك كوانتومي ، افزون بر آن به دو قاعده اساسي علوم تجربي نيز وفادار است. كه پيش بيني مي كنند و مي توانند آن را دستكاري نمايند .

انواع جهان هاي موازي

دانشمندان تاكنون چهار نوع جهان موازي متفاوت را تشريح كرده اند. هم اكنون پرسش كليدي وجود يا عدم جهان چند گانه نيست ، بلكه سوال بر سر تعداد سطوحي است كه چنين جهان مي توان داشته باشد .

يكي از نتايج متعدد مشاهدات كيهان شناسي اخير اين بوده است كه جهان هاي موازي ديگر مفهومي خيالپردازانه و انتزاعي صرف نيست. به نظر مي رسد كه اندازه فضا بينهايت است. اگر اين گونه باشد، بالاخره در جايي از اين فضا هر چيزي كه امكان پذير باشد واقعيت خواهد يافت. اصلاً مهم نيست كه امكان پذيري آن تا چه حد نامتحمل است

فراسوي محدوده ديد تلسكوپ هاي ما ، نواحي ديگري از فضا كاملا شبيه آنچه كه پيرامون ماست وجود دارند آن نواحي يكي از انواع جهان هاي موازي هستند. دانشمندان حتي مي توانند محاسبه كنند كه اين جهان ها بطور متوسط چقدر با ما فاصله دارند و مهم تر از همه اينكه تمامي اينها فيزيك حقيقي و واقعي است .

زماني كه كيهان شناسان با نظرياتي روبرو مي شوند كه از استحكام لازم برخوردار نيستند، نتيجه مي گيرند كه جهان هاي ديگر مي توانند ويژگيها و قوانين فيزيكي كاملا متفاوتي داشته باشند. وجود اين جهان ها بسياري از جنبه هاي پرسش بنيادي در خصوص ماهيت زمان و قابل درك بودن جهان فيزيكي را پاسخ داد.
Go to fullsize imageEarth Moon with force vectors
 
 
                                   
 
 
 
 
                
                          
 
 

به نقل از سي پي اچ تئوري

فریماه یکشنبه بیست و ششم اسفند 1386  نظر بدهید!

E=MC2

وحالا یکم


Albert Einstein
is perhaps the most famous scientist of this century. One of his most well-known accomplishments is the formula
Despite its familiarity, many people don't really understand what it means. We hope this explanation will help!
One of Einstein's great insights was to realize that matter and energy are really different forms of the same thing. Matter can be turned into energy, and energy into matter.
For example, consider a simple hydrogen atom, basically composed of a single proton. This subatomic particle has a mass of
0.000 000 000 000 000 000 000 000 001 672 kg
This is a tiny mass indeed. But in everyday quantities of matter there are a lot of atoms! For instance, in one kilogram of pure water, the mass of hydrogen atoms amounts to just slightly more than 111 grams, or 0.111 kg.
Einstein's formula tells us the amount of energy this mass would be equivalent to, if it were all suddenly turned into energy. It says that to find the energy, you multiply the mass by the square of the speed of light, this number being 300,000,000 meters per second (a very large number):

= 0.111 x 300,000,000 x 300,000,000
= 10,000,000,000,000,000 Joules
This is an incredible amount of energy! A Joule is not a large unit of energy ... one Joule is about the energy released when you drop a textbook to the floor. But the amount of energy in 30 grams of hydrogen atoms is equivalent to burning hundreds of thousands of gallons of gasoline!


If you consider all the energy in the full kilogram of water, which also contains oxygen atoms, the total energy equivalent is close to 10 million gallons of gasoline!
Can all this energy really be released? Has it ever been?

The only way for ALL this energy to be released is for the kilogram of water to be totally annhilated. This process involves the complete destruction of matter, and occurs only when that matter meets an equal amount of antimatter ... a substance composed of mass with a negative charge. Antimatter does exist; it is observable as single subatomic particles in radioactive decay, and has been created in the laboratory. But it is rather short-lived (!), since it annihilates itself and an equal quantity of ordinary matter as soon as it encounters anything. For this reason, it has not yet been made in measurable quantities, so our kilogram of water can't be turned into energy by mixing it with 'antiwater'. At least, not yet.

Another phenomenon peculiar to small elementary particles like protons is that they combine. A single proton forms the nucleus of a hydrogen atom. Two protons are found in the nucleus of a helium atom. This is how the elements are formed ... all the way up to the heaviest naturally occuring substance, uranium, which has 92 protons in its nucleus.
It is possible to make two free protons (Hydrogen nuclei) come together to make the beginnings of a helium nucleus. This requires that the protons be hurled at each other at a very high speed. This process occurs in
the sun, but can also be replicated on earth with lasers, magnets, or in the center of an atomic bomb. The process is called nuclear fusion.
What makes it interesting is that when the two protons are forced to combine, they don't need as much of their energy (or mass). Two protons stuck together have less mass than two single separate protons!
When the protons are forced together, this extra mass is released ... as energy! Typically this amounts to about 7% of the total mass, converted to an amount of energy predictable using the formula .

Elements heavier than iron are unstable. Some of them are very unstable! This means that their nuclei, composed of many positively charged protons, which want to repel from each other, are liable to fall apart at any moment! We call atoms like this radioactive.
Uranium, for example, is radioactive. Every second, many of the atoms in a chunk of uranium are falling apart. When this happens, the pieces, which are now new elements (with fewer protons) are LESS massive in total than the original uranium atoms. The extra mass disappears as energy ... again according to the formula ! This process is called nuclear fission.

Both these nuclear reactions release a small portion of the mass involved as energy. Large amounts of energy! You are probably more familiar with their uses. Nuclear fusion is what powers a modern nuclear warhead. Nuclear fission (less powerful) is what happens in an
atomic bomb (like the ones used against Japan in WWII), or in a nuclear power plant.

Albert Einstein was able to see where an understanding of this formula would lead. Although peaceful by nature and politics, he helped write a letter to the President of the United States, urging him to fund research into the development of an atomic bomb ... before the Nazis or Japan developed their own first. The result was the Manhatten Project, which did in fact produce the first tangible evidence of ... the atomic bomb!

Hear Albert Einstein state his famous theorem: download an mp3 (104k, zipped) here.

See also: The Birth of Atoms | Einstein's Theory of Relativity

Physics | Science Page | Worsley School

Contents © Bill Willis 1999

انگلیسی تون رو پرورش بدین

فریماه شنبه بیست و پنجم اسفند 1386  نظر بدهید!

عکس

فریماه چهارشنبه بیست و دوم اسفند 1386  نظر بدهید!

فیزیک تا بی نهایت

بیهید همه دعا کنیم نظراتم بیشتر بشه

فریماه یکشنبه بیست و پنجم شهریور 1386  نظر بدهید!

مطالبی در مورد فیزیک

دید کلی

  • می‌دانید فیزیک نوین چیست؟
  • فیزیک نوین با فیزیک کلاسیک چه تفاوتی دارد و در چه مواردی با آن مشابه است؟
  • چه مفاهیم اساسی از فیزیک کلاسیک به فیزیک قرن بیستم ، که با ذرات خیلی و خیلی سریع سروکار دارد ، انتقال یافته‌اند؟
  • کدامیک از مفاهیم کلاسیک بدون تغییر می ماند و کدامیک باید اصلاح شود؟

این سوالها و سوالهای مهم دیگر موضوعاتی هستند که در فیزیک نوین مورد بحث قرار می‌گیرند.

پیدایش فیزیک نوین

تا اواخر قرن نوزده قوانین حرکت نیوتن بر دنیای مکانیک حکومت میکرد و به عنوان پایه‌های مکانیک کلاسیک بودند. همچنین تا این زمان تبدیلات گالیله به عنوان بهترین الگو جهت تبدیل مختصات به شمار می رفت. بر اساس این تبدیلات سرعت نور مقداری ثابت می‌شود و با حرکت ناظر تغییر می‌کرد. تا اینکه آلبرت انیشتین نظریه نسبیت را ارائه داد و دنیای فیزیک را متحول ساخت. در این زمان آزمایشهای زیادی برای اندازه گیری سرعت نور انجام شد و دانشمندان به این نتیجه رسیدند که سرعت نور مستقل ار حرکت چارچوبهای مرجع مقداری ثابت است. به این ترتیب فیزیک نوین بصورت رسمی پایه ریزی شد. در حالت کلی می‌توان گفت که فیزیک نوین در مورد اصول فیزیک قرن بیستم به صورت نسبتا دقیق و در عین حال در یک سطح بنیادی بحث می‌کند.

پایستگی جرم

برخلاف آنچه در مکانیک کلاسیک تصور می‌شد ، در فیزیک نوین جرم یک جسم کمیتی تغییر ناپذیر نیست ، بلکه با بالا رفتن سرعت افزایش پیدا می‌کند. بدین ترتیب است که وقتی سرعت یک جسم به سرعت نور (C=3X108m/s) نزدیک می‌شود، جرم آن به سوی بینهایت میل می‌کند. پس سرعت نور معرف حدی است که تجاوز از آن را نمی‌توان انتظار داشت. لازم به یادآوری است که غیر از مورد سرعتهای بیشتر از 0.1 سرعت نور ، این تصحیح جرم محسوس نیست. از طرف دیگر ، قبول می‌کنیم که جرم و انرژی می‌‌توانند متقابلا به یکدیگر تبدیل شوند. بدین جهت است که در فروپاشیهای اتمی چنانکه می‌دانیم ، انرژی قابل ملاحظه ای تولید می‌شود. مجموع جرمهای اجسام حاصل همیشه کمتر از جرم جسم خرد شده است. با استفاده از فرمول آلبرت انیشتین می‌توان انرژی آزاد شده را محاسبه کرد.
E=mC2


بنابراین ، بجای پایستگی جرم در حالت کلاسیک ، پایستگی جرم و انرژی قرار می‌گیرد. به عبارت دیگر هرگاه جرم تغییر کند آن تغییر به وسیله تغییر انرژی جبران می‌شود. و لذا انرژی و جرم را می‌توان به یکدیگر تبدیل کرد.

پایستگی زمان

برخلاف فیزیک کلاسیک ، در فیزیک نوین زمان یک کمیت ثابت و پایا نیست و بلکه به حرکت چارچوبهای مرجع بستگی دارد و با بالا رفتن سرعت طولانیتر می‌گویند. از این مسئله تحت عنوان پدیده اتساع زمان در فیزیک نوین یاد می‌شود.
T=T0/√1-(v/c)2



پدیده اتساع زمان به مسائل بسیار جالبی مانند پاردوکس دو قلوها منجر می‌شود. به عبارت دیگر ، اگر دو برادر دو قلو را در نظر بگیریم که در یک لحظه در روی زمین متولد می‌شوند ، آنگاه یکی از این دو برادر بوسیله سفینهای که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کند به طرف کره ماه برود ، در اینصورت بعد از گذشت مدت زمانی ، فاصله سنی که دو برادر از یکدیگر دارند متفاوت خواهد بود.


img/daneshnameh_up/e/e5/p43.gif




لازم به ذکر است که در حد V<زمان نسبی در فیزیک نوین به زمان مطلق در فیزیک کلاسیک تحویل می‌شود. در تجربه‌های روزمره ، اجسامی را مشاهده می‌کنیم که با سرعتهای خیلی کوچکتر از سرعت نور در حرکت‌اند. بنابراین ، اثرهای نسبیتی برجسته‌ای که بوسیله تبدیلات لورنتس جسم می‌شوند ، به آسمانی قابل درک نیستند. این پدیده ها اغلب در واپاشیهای پرتوزا اعمال می‌شوند.

پایستگی طول

در فیزیک نوین فضا نیز مطلق بودن خود را از دست داده و به یک کمیت نسبی تبدیل می‌شود که به سرعت ناظرها بستگی دارد. این پدیده نیز به عنوان انقباض فضا معروف است. رابطهای که انقباض فضا بر حسب آن بیان می‌شود ، به صورت زیر است.
L=L0x√1-(v/c)2


بر اساس رابطه فوق اگر سرعت افزایش پیدا کند ، طول کوتاهتر می‌شود.

جرم فوتون

ملاحظه کردیم که در فیزیک نوین جرم بر اساس رابطه m=m0/√1-(v/c)2 تغییر می‌کند. بنابراین در مورد فوتون که دارای سرعت C می‌باشد ، مقدار بینهایت برای جرم فوتون حاصل می‌گردد. برای احتزار از این مسئله جرم سکون فوتون (m0) را برای صفر فرض می‌شود.

پایستگی تکانه

می‌دانیم که در فیزیک کلاسیک تکانه بر حسب رابطه P=mv بیان می‌شود. از طرف دیگر گفتیم که جرم پایسته نبوده و بسته به سرعت ناظرها تغییر می‌کند. بنابراین تکانه که یک کمیت پایسته در فیزیک کلاسیک است ، پایستگی خود را از دست می‌دهد. همچنین دیدیم که طبق رابطه آلبرت انیشتین تغییر در جرم با تغییر در انرژی جبران میشود. بنابراین ، بجای کمیت پایسته تکانه فیزیک کلاسیک ، در فیزیک نوین کمیت دیگری بنام اندازه حرکت-انرژی معرفی می‌شود. این کمیت همواره مقداری پایسته خواهد بود که براساس رابطه زیر بیان می شود.

E2=E20+(pc)2


معادله فوق یک رابطه اساسی در دینامیک نسبیتی می‌باشد. چون در فضای سه بعدی اندازه حرکت (تکانه) دارای سه مولفه است. رابطه فوق به عنوان چهار بردار اندازه حرکت - انرژی معروف است.

چهار بردار فضا-زمان

ملاحظه کردیم که در فیزیک نوین رابطه پایسته جدیدی به نام اندازه حرکت-انرژی حاصل شد. همچنین بجای پایستگی جداگانه فضایی و پایستگی زمانی فیزیک کلاسیک ، در فیزیک نوین زمان و فضا به یکدیگر وابسته گشته و یک کمیت پایسته به عنوان چهار بردار فضا-زمان بوجود می‌آید.

سخن آخر

آنچه اشاره شد در واقع مفاهیم اولیهای هستند که برای ورود به فیزیک نوین لازم است. یعنی باید ابتدا در نگرش کلا