نکته های جالب و کوتاه فيزيک

[Borna66]

با سلام .
در اينجا چند تا مطلب پر از نکته های کوتاه و جالب فیزیک از گذاشته مي شود ...
دوستان هم اگه چیزی دارن همین جا بزارن ...

اميدوارم مورد قوبلتون قرار بگيرد....
با تشکر ...

[Borna66]

اندازه گيري سرعت نور
http://pnu-club.com/imported/mising.jpg

روش ليزر از كشور امريكا: در اين روش آزمايشگران در موسسه استانداردها در بولدر، كلرادو - بسامد v تابش بخصوصي را كه از ليزر هليم ? نئون گسيل مي شد ، مستقيما با بسامد نوسان ساعت سزيمي(اين ساعت براي تعريف ثانيه به كار مي رود) مقايسه و آن را اندازه گيري كردند . آن وقت با استفاده از اندازه گيريهاي دقيق طول موج اين تابش كه توسط چندين گروه آزمايشگر انجام شده بود از رابطه (بسامد * طول موج = سرعت ) مقدار سرعت نوررا محاسبه كردند .
كه اين عدد بدست آمد = (0.0012 +_ 299792.4574)
نكته مهم در اين نوع اندازه گيري اين بود كه ديگر از فاصله هاي معين استفاده نشد .(يعني با داشتن فاصله و زمان حركت نور ، سرعت آن را بدست آوريم )

دما
http://www.pnu-club.com/imported/2008/10/2.gif This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 674x117.http://pnu-club.com/imported/mising.jpg

- كمترين درجه حرارت ثبت شده: نقطه ي جوش هليوم 273- C
- بيشترين درجه حرارت ثبت شده: انفجار بمب هيدروژني 100000000K

[Borna66]

- پلاسما حالتي از ماده است كه ماده در دماي 20000 كلوين قرار دارد.

- رابطه ي رنگ ستارگان با دمايشان:
ستارگان ابي داغتر از خورشيد و قرمز ها سردتر از ان هستند
بيشتر ستارگان داغتر از خورشيد بين ده تا صد برابر خورشيد جرم دارند

[Borna66]

- طول يك جسم وقتي كه نسبت به ناظر ساكن باشد بيشترين مقدار را دارد اما وقتي با سرعت v( سرعت نور) نسبت به ناظر حركت ميكند طول ان منقبض ميشود.

- يك ساعت وقتي نسبت به ناظر ساكن است تندتر از هميشه كار ميكندو وقتي كه با سرعت نور نسبت به ناظر حركت مي كند اهنگ كار ان كند ميشود.

- امواج راديويي بلند ترين طول موج را دارند كه به حدود 2 كيلو متر ميرسد.امواج گاما داراي كوتاهترين طول موج هستند طول موج اين امواج يك ميليون ميليونيم متر است.

- قايقي بر سطح اب درياچه ي يك سد شناور است و درون قايق تير اهن سنگيني گذاشته شده است .هر گاه اين تير اهن را به داخل اب درياچه بيندازند سطح اب درياچه بال تر مي رود , پايين تر مي رود يا تغيري نميكند؟

-> بنابر قانون هاي فيزيكي افزايش حجم اب به اندازه ي حجم تير اهن و بالا رفتن قايق متناسب است با وزن تير اهن. بنا بر اين از فشار قايق بر سطح اب كاسته ميشود و سطح اب درياچه پايين تر ميرود
__________________

[Borna66]

- رادار
مخفف و به معنای آشکار سازی و فاصله يابی به کمک امواج رادیویی است.اين سيستمکه بر اساس الکترو مغناطيس کار می کند با ارسال شکل موجهای خاص به طرف هدف و در يافتموج بازگشتی اطلاعاتی درباره جهت در اختيار استفاده کننده قرار ميدهد.اصول اوليه رادار در سال ۱۸۸۸ م توسط هرتز عرضه شد و آلمانيها پيشگامان اين علم بودند.محدوده عمل رادارها به لحاظ تئوری-۳MHz ۳۰۰GHzاست.اما بيشتر رادارها در باند مايکروويو ۱۸GHz-۱GHz وUHF_VHF کار ميکنند.باندهای رادار به گونه ای مشخص می شود که اثرات منابع و انتشار و انعکاس هدف در هر باند تقريبا يکسان باشد.اصول کلی يک رادار تقريبآ در تمام سيستمها يکسان و به صورت زير ميباشد: آنتن<-->سيرکولاتور<-->*****<-->تقويت کننده <-->پردازش و نمايش<--> فرستنده .کاربردهای رادار نه تنها در استفاده های نظامی است بلکه در مصارف غير نظامی نيز هست مانند:
پزشکی:سيستمهای تصوير برداری(انعکاس)از بافت های بدن
اجتماعی:کنترل ترافيک هوايي-ناوبری هوايي و دريايی-جلوگيری از تصادفات-فضا
(سنجش اجرام فضايی)-اجرای قانون توسط پليس(تعيين سرعت اتومبيل ها)-کنترل خط توليد
هواشناسی
زمين شناسی
کشاورزی:(تخمين ميزان محصول و اينکه زمان برداشت رسيده يا نه)
انواع رادار
رادارهای پالس
رادارهای موج پيوسته
رادارهای ردياب
رادارهای پالس دوپلری MTI_AMTI
رادارهای ليزری LADAR
چگونگی گريز از رهگيری رادار
داشتن سطح مقطع موثر و روشهای کاهش آن:
-شکل دهی وتغیر شکل
ـمواد جاذب رادار(کربن)
ـحذف غیر فعال
ـحذف فعال:موج ازلحاظ دامنه و فاز وفرکانس اندازه گیری شده و بازگشتی آن را اکو می کنند.

[Borna66]

- درسال ۱۶۵۴قبل از اختراع ماشين بخار اولين بار اتوفن گواريک فيزيکدان المانی با ازمايش نشان داد که هوا دارای فشار است.وی ابتدا هوای دونيمکره مسی را با پمپ تخليه هوا از انها خارج نمود وسپس انها را به هم چسباند اين نيمکره ها بقدری از هوای بيرون تحت فشار بودند که ۸ جفت اسب از طرفين هم نمی توانستند نيمکره ها را از هم جدا سازند. فشار هوا را در سطح تراز دريا يک اتمسفر فرض شده است با بالا رفتن از سطح تراز دريا فشار هوا به علت کاهش چگالی هوا کم می شود از انجايی که شارش هوا از منطقه پر فشار به کم فشار صورت ميگيرد کوهنوردان در صعود به کوه دچار مشکل می شوند چون هوای بيرون فشار کمی دارد وبراحتی اکسيژن وارد بدن شخص نمی شود به همين دليل کوهنوردان در صعود به کوههای مرتفع اکسيژن با خود حمل ميکنند.
- آيا ميدانستيد که هرچه از مركز زمين فاصله بگيريم نيروي جاذبه كمتر مي شود، در نتيجه وزن كاهش مي يابد ، وزن فردي که در خط استوا ايستاده از وزن همين شخص در قطب شمال و جنوب كمتر است زيرا در خط استوا زمين بر آمده تر و در قطب هموارتر است اين تفاوت وزن حدود پنج درصد است

- ابررسانا ها ، برخي از فلزها ، آلياژها يا تركيبهاي فلزها هستند كه در دماهاي پايين نزديك به صفر مطلق ،مقاوت الكتريكي و نفوذپذيري مغناطيسي خود را از دست ميدهند و رسانايي الكتريكي آنها بينهايت زياد ميشود ، محدوده دمايي به ماهيت ماده بستگي دارده ، كه از حدود 0.5 تا 18 درجه كلوين است ، خاصيت ابر رسانايي در فلزات قليايي، فلزهاي نجيب و مواد فرو مغناطيس مشاهد نشده است ، بلكه به طور عمده در عنصرهايي كه اتم آنها 3، 5 يا 7 الكترون در لايه ظرفيت خود دارد و مقاومت الكتريكي آنها در دماي معمولي زياد است بوجود مي آيد.
پديده ابر رسانايي از همان آغاز كشف ، توجه دانشمندان را بخود جلب كرده بود ، اونز اولين كسي بود كه هليم را مايع كرد و نخستين بار خواص ابر رسانايي مواد را در چنين دماهاي پاييني اندازه گرفت و معلوم داشت كه مقاومت الكتريكي جيوه در دماي 4.2 درجه كلوين به شدت محو ميشود ، در طول 75 سال اخير ، فلزات و آلياژهاي ديگر هم به فهرست ابررسانا ها افزوده شدند . ابر رسانايي در دماهاي بالا هم امكان پذير است ، كوپرات با فرمول شيميايي YBr2 Cu3O6.9 كه در دماي 93 درجه كلوين خواص ابر رسانايي را نشان ميدهد. در سال هاي پاياني دهه 1950 سه فيزيكدان - به نام هاي دكتر جان باردين، دكتر لئون كوپر و دكتر جان شرايفر - سازوكارهاي فيزيكي را كه به ابررسانايي منجر مي شوند، درك كردند. كار آنها به افتخار اين سه دانشمند، تئوری S.C.Bنام گرفت (آنها جايزه نوبل فيزيك در سال 1972 را از آن خود كردند.)در اواخر سالهای 1980 ابر رساناها در دماهای بالا نيز کشف شد.
كاربردها
ابر رساناهاي دماي پايين امروزه در ساخت آهنرباهاي ويژه طيف سنجهاي رزونانس مغناطيسي هسته ، رزونانس مغناطيسي براي مقاصد تشخيص طبي ، شتاب دهنده ذره ها ، ترنهاي سريع مغناطيسي و انواع ابزارهاي رسانايي الكترونيكي بكار ميرود از ديگر كاربردهاي انها مي توان به دستگاه هاي عكس برداري تشديد مغناطيسي هسته و قطارهاي جديدي كه توسط نيروهاي مغناطيسي در هوا معلق هستند و با سرعت 400 كيلومتر بر ساعت حركت مي كنند، اشاره كرد. . اما براي اينكه ابررساناهاي دماي بالا در كاربردهاي ميدان مغناطيسي در دماي بالا رقابت كنند ، هنوز زمان لازم دارد ، اين بعلت دشواري در توليد انبوه و با كيفيت بالاست . اگر چه در حال حاضر ، بازار ابررساناهاي دماي بالا رونق كمي دارد ، گمان ميرود كه در خلال دو دهه آينده كاربر د آن فراگير و پررونق شود .

- ابرمايعات نيز در درجه حرارت بسيار پايين، يعنی تنها کمی بالاتر از صفر مطلق، فعاليت می کنند و هيچ نوع اصطکاکی نشان نمی دهند به طوری که اگر به گردش درآيند متوقف نخواهند شد

[Borna66]

- منظور از برق گرفتگي چيست ؟
اگر جريان برق از بدن انسان يا حيوان بگذرد برگ گرفتگي ايجاد مي شود . ممكن است اندازه جريان عبوري از بدن محسوس نباشد كه در اين صورت برق گرفتگي قابل تشخيص نيست . اما در صورتيكه ميزان جريان عبوري زياد شود ابتدا شوك به بدن وارد مي شود و در صورت زيادتر شدن جريان سبب قطع ضربان قلب - ايست تنفس و در نهايت مرگ مغزي مي شود .
اندازه جريان و ولتاژ مجاز چقدر است ؟
براي جريان متناوب 15 ميلي آمپر و براي جريان مستقيم 60 ميلي آمپر - ولتاژ متناوب 65 ولت و ولتاژ مستقيم 45 ولت است .
چگونه مي توان شخص را از خطر برق گرفتگي محافظت كرد ؟ به اين منظور بايد تمامي گزينه هايي را كه سبب برق گرفتگي مي شود يافت و آنها را بي اثر كرد . مهترين عاملي كه سبب برق گرفتگي مي شود اتصال بدنه است . در اين حالت بكمك كليد fi يا سيم ارت يا كليد fu يا سيستم نول اتصال بدنه را حذف مي كنيم . مي توان از دستگاههايي استفاده كرد كه بدنه عايقي دارند و امكان اتصال بدنه در آنها وجود ندارد . مي توان ولتاژ كار دستگاهها را كمتر از ولتاژ خطرناك براي بدن - كمتر از 65 ولت - بكار برد و در نهايت مي توان از ترانسهاي ايزوله استفاده كرد كه باعث جدا سازي فاز برق شهر از تغذيه دستگاه مي شود و در نتيجه در صورت اتصال بدنه خطر برق گرفتگي از بين مي رود

[Borna66]

صفر: يعني جايي كه هيچ بعدي نداره نه طول نه عرض نه ارتفاع و ... در اون موجودات بدون بعد زندگي ميكنن موجوداتي كه نمي تونن حركت بكنن
عالم يك بعدی :دنيايي است كه به آن خط ميگويند كه از نقطه هايي پشت سر هم تشكيل شده
و فقط داراي طول هست و موجودات روي آن فقط ميتونند به يك سو حركت كنندو با توجه به اين امكانات يه محدوديتي هم به بعد صفر دارد مو جودات در بعد ۱ نميتونن در كنا هم حركت بكنند و يا بعبارتي در كنار هم در عرض باشند در بعد صفر به دليل موجودات بدون بعد اين كار ممكن هست صفحه يا فضاي ۲ :بعدي مجموعه اي خط فقط داراي طول و عرض ميباشد
فضاي ۳ بعدی :يا همون مكعب داراي طول و عرض و ارتفاع (حجم)
بعد چهارم: زمان , نيوتن فكر مي كرد كه زمان چيزيست كه در همه ي عالم يكسان است. يعني ساعت روي دست شما و ساعتي كه در فلان ستاره است يك جور كار مي كند. اما انشتين اين را عوض كرد. گفت كه براي اينكه معادلات فيزيك در دنيا صادق باشد (هم روي زمين و هم در فلان ستاره) پس بايد طوري شود كه ساعتها در دنيا متفاوت كنند. يعني زمان حول و حوش ستاره اي كه خيلي سنگين است، خيلي تندتر بگذرد و روي يك ستاره ي سبك زمان بايد كندتر باشد. پس در جايي كه هيچ جرمي نيست (مثل فضاي بين ستاره ها) زمان خيلي خيلي كند جلو مي رود. نه اينكه ساعتتان خراب باشد. يعني اينكه اگر با ساعت خود به آنجا برويم چيزي از كندي زمان نمي فهميم. اما اگر كسي از زمين بتواند ساعت ما را بخواند مي فهمد كه ساعت ما مثل وقتي كه روي زمين بود كار نمي كند.

[Borna66]

- ارتباطات راديويي
خانواده ارتباطات راديويي بسيار گسترده است . شيوه هاي مختلف نيز در شبكه سازي بدون سيم مورد استفاده قرار مي گيرد كه در ذيل به آنها اشاره مي كنيم:
1- radio ferequency RF : كه به فركانس امواج راديويي مشهور است. در اين روش شبكه بين محدود 10 كيلو هرتز تا چند گيگابايت قرار مي كيرد. آنتن هاي كه اين امواج را انتقال مي دهند ممكن است بصورت تمام جهتي و يا جهتي خاص استفاده شود. شعاع انتشار اين امواج بسيار زياد است كه البته براي نقاط دور تر امواج تقويت مي شود. ديتا در اين روش با سرعت 1 تا 11 مگابايت در ثانيا انتقال مي يابد كه ارتباطات در اين محدوده نيازي به مجوز ندارد و تجهيزات ارتباطي نيز بصورت گسترده فراهم مي باشد.
2- microwave : مايكروويو شيوه ديگري از شبكه هاي بي سيم مي باشد. امواج مايكروويو تنها از يك جهت منتشر مي شوند. سرعت انتقال متغير بوده و از يك تا دو مگابايت بر ثانيه مي باشد. مايكروويو شديداً تحت تاثير اتمسفر و نوسانات جويي نظير رعد و برق قرار دارند. اين سيستم ها در دو نوع زميني و ماهواره اي موجود بوده و از آنتن هاي بشقابي دو طرفه براي رله امواج در نوع زميني استفاده مي شود. براي استفاده از تجهيزات مايكروويو نياز به اخذ مجوز است.
3- IR :‌يا مادون قرمز نوع ديگري از امواج راديويي است. اين امواج از طريق ديودهاي نورگسيل LED‌ و يا ليزري ILD توليد مي شوند فركانس امواج مادون قرمز بالا است لذا سرعت انتقال ديتا از 1 تا 16 مگابايت در ثانيه مي باشد.

[Borna66]

- آنتـــــن وسيله ای است ، که در راديو و تلويزيون مورد استفاده قرار ميگيرد ، کار آنتن گيرنده گرفتن امواجي است ، که از دستگاه فرستنده منتشر گشته و بعد از پيمودن راه درازی ضعيف شده است آنتن اين امواج ضعيف را ميگيرد و به آمپلي فاير دستگاه مي سپارد ، تا دوباره قوی شوند ، و به صورت صدا و تصوير در آيند دوازده دســــــامبر سال 1901 ميلادی بود که ?مارکني? در يک اتاق اجاره ای دستگاه فرستنده ای کار گذاشته بود ، که از ساعت 15 تا 18 هر روز علايم راديويي مي فرستاد اين پيام فقط ?اس? بود ، که به دنبال هم از دستگاه فرستنده به صورت امواج الکترو مغناطيسي صادر ميشد وی تواسته بود ، اين امواج را از روی دريای مانش عبور دهد و اين کار او با موفقيت قرين بود ولـــــي اين بار که مي خواست اين علايم راديويي را از فراز اقيانوس اطلس بگذراند با ناکامي روبه رو شد زيرا دستگاه گيرنده او اين علايم را دريافت نکرد مارکني در اين موقع فقط بيست و پنج سال داشت وقتي در حضور تماشاگران زيادی آزمايش خود را بي نتيجه ديد ، بدون اينکه خودش را ببازد ، يک بادبادک درست کرد يک سيم نازک به آن متصل ساخت و بادبادک را به هوا فرستاد ، در حالي که انتهای پاييني اين سيم به دستگاه گيرنده وصل بود وقتي ارتفاع بادبادک از زمين تقريبا" به پنجاه متر رسيد ، ناگهان گيرنده به صدا در آمد و علامتهای ?اس? پشت سر هم از آن شنيده شد مارکني فريادی از خوشحالي برکشيد او به وسيله اولين آنتني که ساخته بود ، موفق شد ، پيامهای راديويي را بعد از طي مسافت سه هزار و پانصد کيلومتر اخذ کند زيرا بين گيرنده و فرستنده اقيانوس اطلس قرار داشت امروزه نيز گيرنده راديويي يا تلويزيوني وقتي ميتواند نتيجه مطلوب بدهد که آنتن مناسب داشته باشد.

[Borna66]

- ايا ميدانستيد كه سرعت گريز سرعتي است كه يك شئ بايد داشته باشد تا بتواند از سح يك جرم بزرگ ﴿سياره﴾ بگريزد.اين سرعت را ميتوان توسط اين معادله بدست اورد:
http://pnu-club.com/imported/mising.jpg
M جرم سياره , R شعاع ان و G ثايت جهاني جاذبه است.اين سرعت براي كره زمين تقريبا برابر است با 10>4 * 1.2 متر بر ثانيه ﴿توجه , اين سرعت به جرم شئ بستگي ندارد﴾ همين طور كه در معادله ميبينيد اگر جرم كره زياد و شعاع ان كم شود سرعت گريز ان بسيار زياد ميشود.براي مثال سرعت گريز براي يك شئ در كره اي كه جرم ان 3 برابر خورشيد و شعاع تنها 10 كيلو متر باشد, تقريبا برابر سرعت نور است.

[Borna66]

http://pnu-club.com/imported/mising.jpg
- حالتهاي ماده تمام دانش‌آموزان راهنمايي خصوصيات حالات معمول ماده روي زمين را مي‌شناسند. مواد جامد در برابر تغيير شکل مقاومت مي‌کنند، آنها سفت و گاهي شکننده اند. مايع‌ها جاري مي‌شوند و به سختي متراکم مي‌گردند و شکل ظرف خود را مي‌گيرند. گاز‌ها کم چگال‌تر اند و ساده‌تر متراکم مي‌شوند و نه‌تنها شکل ظرف محتويشان را مي‌گيرند، بلکه آن‌قدر منبسط مي‌شوند تا کاملا آن را پر کنند.
حالت چهارم ماده، پلاسما، شبيه گاز است و از اتم‌هايي تشکيل شده‌است که تمام يا تعدادي از الکترون‌هاي خود را از دست داده‌اند (يونيده شده‌اند). بيشتر ماده جهان در حالت پلاسماست، مثل خورشيد که از پلاسما تشکيل شده‌است. پلاسما اغلب بسيار گرم است و مي‌توان آن را در ميدان‌هاي مغناطيسي به دام انداخت.
حالت پنجم با نام ماده چگال بوز-اينشتين (Bose-Einstein condensate) که در سال ۱۹۹۵ کشف شد، در اثر سرد شدن ذراتي به نام بوزون‌ها (Bosons) تا دما‌هايي بسيار پايين پديد مي‌آيد. بوزون‌هاي سرد در هم فرومي‌روند و ابر ذره‌اي که رفتاري بيشتر شبيه يک موج دارد تا ذره‌اي معمولي شکل مي‌گيرد. ماده چگال بوز-اينشتين شکننده‌است و سرعت عبور نور در آن بسيار کم است.

[Borna66]

- گرم‌ترين ابررساناي امروزي بايد در دماي ۱۳۵- درجه سانتيگيراد عمل مي‌کند و اين بزرگ‌ترين مشکل براي مطالعه و استفاده از آنهاست. ابررساناها کاربردهاي فراواني در علوم و فن‌آوري فضايي دارند. براي مثال ژيروسکوپ‌هايي که براي هدايت فضاپيما‌ها در مدار استفاده مي‌شوند، با آهن‌ربا‌هاي ابررسانا بسيار دقيق‌تر کارمي‌کنند. همچنين چون ابررسانا‌ها مي‌توانند حامل جريان‌هاي بيشتر در اندازه‌هاي کوچکتري نسبت به يک سيم مسي باشند، حجم موتورهايي که از آنها ساخته‌مي‌شود ۴ تا ۶ برابر کوچک‌تر از موتورهاي امروزي فضاپيماها خواهدبود.
- ايا ميدانستيد که اب داغ زود تر از اب سرد يخ ميزند!
- پلاسما چيست؟ : پلاسما گازی است که اکثر مولکولهای آن یونیزه شده باشد . واژه ی پلاسما به گاز یونیزه شده ای اطلاق می شود که همه یا بخش قابل توجهی از اتمهای آن یک یا چندالکترون شان را از دست داده باشند وبه یونهای مثبت تبدیل شده اند. یا به گاز به شدت یونیزه شده ای که تعداد الکترونهای آزاد آن تقریباً برابر با تعداد یونهای مثبت آن باشد پلاسما گفته میشود.
عموماً پلاسما را می توان مخلوطی از سه جزء در نظر گرفت:
1) الکترونهای آزاد 2) یونهای مثبت 3) اتمهای خنثی
به علت باردار بودن ذرات آن وتفاوت ویژگی های آن با ویژگی های گاز, پلاسما را گاهی حالت چهارم ماده می گویند, زیرا از درجه حرارت 10000 درجه به بالا جزو فرا وان ترین حالت ماده در جهان است. خورشید و ستارگان نمونه های بسیار بزرگی از پلاسمای داغ هستند . طبقه ی فوقانی جو هم از پلاسما تشکیل شده است به این علت آن را یونوسفر(Ionospher), نامگذاری کرده اند. کاربرد عمده ی پلاسما در تولید برق وصنایع ,از جمله صنایع فضایی است. البته در مدارات الکترونیک هم میتوان جایگزین خوبی برای سیستمهای دیجیتال در نظر گرفت از کاربرد های دیگرآن درتولید صفحه نمایش پلاسما گازی Gas Plasma Monitor)) درصنعت رایانه و تلویزیون است و زمینه ی کاربرد آن در تکنولوژی انتقال اطلاعات به طور کامل مورد مطالعه و بررسی است .
- ايا ميدانستيد که يک گروه 75 نفری ارکسترا قابليت اين رو دارند که قدرت لازم برای روشن کردن يک لامپ معمولی رو بوجود بياورند(از نظر صدا).اين در حالی است 2 ميليون ادم بايد با صدای معمولی حرف بزنند تا بتونند يک لامپ 50 واتی رو روشن نگه دارند. (فرمول:قدرت مساوی است با شدت ضربدر محيط کره)
- تئوری کوانتوم: اولين گام به سوى تئورى كوانتوم در سال ۱۹۰۰ برداشته شد، در آن زمان ماكس پلانك (M.Plank) مقيم برلين كشف كرد تابش هاى ساطع شده از يك جسم كه تا دماى سرخ گرم شده است، فقط وقتى قابل تفسير است كه نور به صورت بسته هاى مجزايى كه كوانتا (Quanta) ناميده مى شود، جذب يا نشر شود. اينشتين در سال ۱۹۰۵ كه در اداره ثبت اختراعات مشغول به كار بود، مقاله اى تحول آفرين نگاشت و در آن نشان داد كه فرضيه كوانتوم پلانك مى تواند پديده فتوالكتريك را تشريح كند. در اين پديده بعضى فلزات هنگام برخورد نور، از خود الكترون نشر مى كنند. اين پديده اساس آشكارسازهاى جديد نور و دوربين هاى تلويزيونى است و به خاطر همين پژوهش است كه اينشتين جايزه نوبل فيزيك را از آن خود ساخت.
- نانولوله‌ها خواص بسيار جالبي دارند. شايد باور نكنيد اما اين ساختارهاي كربني 100 برابر قويتر از فولادند! در عين حال، وزن آنها يك ششم وزن فولاد است. يعني نسبت استحكام به وزن در اين مواد 600 برابر بيشتر از فولاد است.اين مواد ميتوانند عايق، نيمه هادي و يا هادي باشند!

[Borna66]

http://pnu-club.com/imported/mising.jpg

[Borna66]

- از كجا مي دانيم دماي مركز خورشيد چقدر است؟

http://pnu-club.com/imported/mising.jpg
هر چند کسي به مرکز خورشيد دسترسي ندارد، اما با استفاده از اصل تعادل فشار هيدرواستاتيکي مي توان به طور غيرمستقيم دماي اين منطقه را تخمين زد.اين اصل مي گويد فشار رو به مرکز ناشي از گرانش خورشيد بايد با فشار رو به بيرون ايجاد شده به وسيله گازهاي داغ هسته آن برابر باشد وگرنه خورشيد بايد در اثر اضافه فشار، منبسط يا منقبض شود؛ اما مي دانيم که اين طور نيست. به عبارت دقيق تر، با دانستن حجم چگالي خورشيد مي توانيم فشار ناشي از گرانش در مرکز آن را حساب کنيم چيزي حدود 300 ميليارد اتمسفر از طرف ديگر چون دما مستقيما با فشار يک گاز مرتبط است ، مي توانيم محاسبه کنيم که براي خنثي کردن اين فشار درونسو، مرکز خورشيد چقدر بايد داغ باشد.از اين راه ، دماي مرکز خورشيد، چيزي حدود 15 ميليون درجه سلسيوس به دست مي آيد که 2500 برابر دماي سطح آن است.البته در دهه اخير با ابداع روشي به نام لرزه نگاري خورشيدي ، امکان اندازه گيري مستقيم اين دما به دست آمده است.به عبارت ديگر همان طور که با ثبت و بررسي امواج لرزه اي پوسته زمين ، مي توانيم اطلاعاتي از درون آن به دست بياوريم ، لرزشها و نوسان هاي سطح خورشيد (خورشيد لرزه ها!) نيز، چيزهايي از درون آن به ما مي گويند. چيزهايي که اتفاقا تا حدود زيادي با نتايج اصل تعادل فشار همخواني دارد.
__________________

[Borna66]

- رومر اولين كسي است كه تلاش كرد سرعت نور را اندازه بگيرد و (تا حدودي) در اين امر موفق بود. پس از وي تا كنون بيش از ١٠٠ نفر حداقل ١٦٣ بار سرعت نور را اندازه گرفته اند . ٣٠٠ سال پس از اولين تلاش براي اندازه گيري سرعت نور ، مشخص شد كه سرعت نور برابر 299792458 متر بر ثانيه است. البته اين مقدار ، سرعت نور در خلاء است كه عموماً با مقدار ٣٠٠٠٠٠ كيلومتر در ثانيه تقريب زده مي شود .
- آيا مي دانستيد بيشترين سرعتي كه يك جسم مي تواند در اثر سقوط آزاد داشته باشد حدود ۱۲۰ مايل در ساعت است و ديگر از اين سرعت تجاوز نمي كند. ( اصطكاك هوا )

- MRI

MRI=magnetic resonance imaging
يکی از بهترين تکنيکهادر دنيای پزشکی در تشخيص بيماريها استفاده از تصويربرداری تشديد مغناطيسی(MRI)است که بوسيله ان پزشکان می توانند اطلاعات مفيدی ار درون اندامهای انسان بدست اورند پديده تشديد مغناطيسی اولين بار تو سط دو فيزيکدان بنامهای فليکس بلاچ و ادوارد پارکل بطور جداگانه کشف گرديد با اين کشف انها در سال ۱۹۵۲ مفتخر به دريافت جايزه نوبل گرديدند سرانجام در سال ۱۹۷۰ دکترريموند دامادين به اين فکر افتاد که از فراوانی اب در بدن برای تصوير برداری به روش تشديد مغناطيسی استفاده کند در اين روش بدن تحت تابش يک ميدان مغناطيسی قوی قرار می گيرد از انجايی که هر قسمت از اندامها به ميزان معينی اب دارند بديهی است که به همان نسبت هم داری اتم هيدرژن می باشند که يک دوقطبی مغناطيسی است بنابراين وقتی اين دوقطبيها تحت تاثيرميدان مغناطيسی قرار گيرد تقريبا در يک جهت بخط خواهد شد که اگر در اين حالت به بدن امواج راديويی با فرکانس معين بتابانيم سبب توليد يک جريان الکتريکی توسط هيدروژن خواهد شد که می توان با يک تقويت کننده وکامپيوتر تصويری از ان ناحيه معين بوجود اورد

[Borna66]

- اسب بخار واحد توان است اگر دستگاهي بتواند باری به وزن 75 کيلوگرم را، در مدت يک ثانيه ، بي اندازه يک متر بالا ببرد، قدرت آن يک اسب بخار است ، که معادل پانصد و پنجاه فوت پوند در ثانيه ، و 735 وات ميباشد کلمه اسب بخار را جميز وات انگليسي برای اولين بار به کار برده است معروف است ، که او برای بررسي قدرت اسب ، تجربه هايي در مورد بارکشي با بهترين اسبهای آن زمان انجام داه است نتيجه ای که از اين آزمايشها عايد او شد، اين بود : يک اسب خوب مي تواند در هر دقيقه 33000 فوت پوند کار انجام بدهد، که به هر ثانيه اش پانصد و پنجاه فوت پوند ميرسد قبل از آن کسي از قدرت اسب خبری نداشت .
- ايا ميدانستيد كه سرعت گريز سرعتي است كه يك شئ بايد داشته باشد تا بتواند از سح يك جرم بزرگ ﴿سياره﴾ بگريزد.اين سرعت را ميتوان توسط اين معادله بدست اورد:

M جرم سياره , r شعاع ان و g ثايت جهاني جاذبه است.اين سرعت براي كره زمين تقريبا برابر است با 1.2 * 10<4 متر بر ثانيه ﴿توجه , اين سرعت به جرم شئ بستگي ندارد﴾ همين طور كه در معادله ميبينيد اگر جرم كره زياد و شعاع ان كم شود سرعت گريز ان بسيار زياد ميشود.براي مثال سرعت گريز براي يك شئ در كره اي كه جرم ان 3 برابر خورشيد و شعاع تنها 10 كيلو متر باشد, تقريبا برابر سرعت نور است.
- الكترون معناي يوناني كهربا است كهربا ماده اي است كه در مالش به پارچه پشمي باردار شده و خرده هاي كوچك كاه را جذب مي كنداين ربايش بعلت نيرويي مرموز اتفاق مي افتد كه يونانيان آن را الكتريسيته ناميده اند.
- ايا ميدانستيد نور ميتواند دور کره ی زمين (خط استوا) را 7.5 بار در 1 ثانيه طی کند.

[Borna66]

- ضريب ثابت جهاني گرانش G اولين بار توسط چه كسي محاسبه شد؟ روش كار ؟
60 سال پس از مرگ نيوتن، هنري كاونديش قانون گرانش را از طريق آزمايش و به كمك يك ترازوي دوار در آزمايشگاه تحقيق كرد. در اين آزمايش مقدار عددي ثابت گرانش بدست آمد. او دو گلوله ي كوك به دو سر يك ميله جوش زد طوري كه تعادل وزني برقرار شود. سپس وسط ميله را پيدا كرد و به يك رشته نخ بلند آويخت. اين وسيله را براي محافظت از باد درون يك حباب در بسته قرار داد. دو گلوله بسيار سنگين هم خارج از شيشه روي صفحه اي دوار قرار داد طوري كه گلوله هاي بزرگ بدون تماس با شيشه بدور شيشه مي چرخيدند. كم كم ميله ي داخل شيشه بر اثر گرانش بين گلوله ها شروع به چرخش مي كند. با استفاده از ميزان چرخش گوله هاي كوچك در داخل شيشه، كاونديش ثابت گرانش را اندازه گيري كرد و نتيجه اين شد: G = 6. 67 * 10-11 Nm2/kg2
- روش كار اراتوستن براي محاسبه شعاع زمين
اراتوستن سر كتابدار موزه اسكندريه ، نخستين كسي بود كه اندازه زمين را محاسبه كرد . وي متوجه شد كه در ظهر روز تابستاني آفتاب تابستاني ، ستونهاي عمودي در سيرن (اسوان امروز ) هيچ سايه اي نمي اندازد اما همان وقت در اسكندريه در شمال سيرن ستوان عمودي عقربه ساعت خورشيدي سايه مي اندازد . با اندازه گيري طول سايه و ارتفاع ستون ، وي تعيين كرد كه فاصله اسكندريه با سمت الراس ، 7.2 درجه است و از آنجايي كه اين رقم حدود يك پنجاهم 360 درجه است پس محيط زمين بايد پنجاه برابر فاصله اسكندريه و سيرن باشد . سپس محيط زمين به دست آمد و به اين ترتيب قطر زمين به دست مي آيد كه فقط 150 كيلومتر با ميزان فعلي تفاوت دارد.
- به طور متوسط از هر 1020 متر مکعب فضا در دنيا , تنها يک متر مکعب حاوی ماده است.
- ايا ميدانستيد که ميشود اب را در يک ليوان کاغذی بجوش اورد. (بدون سوختن ليوان)
- ايا ميدانستيد كه اگر يك انسان سوراخي به مركز زمين و از انطرف تا طرف ديگر زمين بكند و انگاه يك تكه سنگ درون ان سوراخ بياندازد , سرعت سنگ با رسيدن به مركز زمين زياد ميشود و با گذشتن از مركز زمين سرعتش كم ميشود و اين تا ابد بين دو سر سوراخ اتفاق خواهد افتاد ﴿البته كه اين يك نظريه است و نميتواند واقعيت داشته باشد﴾

[Borna66]

- آيا مي دانيد داستان اشعه ايكس (x) بيشتر از يكصد سال پيش آغاز شد؟ درنيمه سده ي نزدهم مردي به نام هاينريش گايسلر كشف كرد كه اگر لوله اي كه فاقد هواست تحت ولتاژ بالا تخليه ي الكتريكي شود نورهاي زيبايي درون لوله توليد خواهد شد. مدتي پس از آن ويليلم كروس اثبات كرد كه علت درخشندگي ذرات الكتريكي است. پس از آن هاينريش هرتز نشان داد كه اين اشعه مي تواند از لايه هاي نازك طلا و يا پلاتين عبور كند. شاگرد وي به نام لنارد پنجره هايي از مواد ساخت بطوري كه اشعه توانست از راه پنجره باز لوله خارج شود. اكنون به كشف اشعه ايكس مي پردازيم :
در سال 1895 ويلهم رونتگن با يكي از اين لوله ها كه بدون پنجره بود آزمايشي انجام مي داد وي متوجه شد كه بلورهاي نزديك لوله درخشيدند. جون او مي دانست اشعه اي كه قبلا كشف شد (اشعه كاتدي ) از شيشه عبور نمي كند تا چنين اثري داشته باشد. گمان برد بايد نوع ديگري از اشعه وجود داشته باشد. چون اين اشعه نامرئي كه از نور و اشعه ديگر بسيار متفاوت بود قابل تشريح نبود. آن را اشعه ايكس ( به معني اشعه مجهول ) ناميد. بعد ها دانشمندان آن را اشعه رونتگن نام نهادند و اكنون نيز اين نام را بسياري از دانشمندان به كار مي برند. اشعه ايكس در لوله ي اشعه ايكس و بدين روش توليد مي شود :
1- هواي درون لوله بايد به مقداري زيادي تخليه شود.
2- دو قطب الكتريكي در دو سر لوله تعبيه مي كنند
3- يكي از قطب ها به شدت جريان مثبت و آن ديگري به جريان منفي وصل مي شود
4- الكترون ها ميان دو قطب حركت مي كنند
5- بيشترين مقدار انرژي الكترو نها به گرما تبديل مي شود ولي بخشي هم به اشعه ايكس تبديل مي شود.
اشعه ايكس مي تواند از جامدات عبور كند چون طول موج آن بسيار كوتاه است هر چه طول موج اشعه كوتاهتر باشد قدرت نفوذ آن در اشيا بيشتر است.

[Borna66]

ايا ميدانستيد طبق تئوري ريسمان جهان قبل از Big Bang داراي 10 بعد بودهاست.اما طبق M-theoryكه نسبت به تئوري ريسمان جديدتر و كاملتراست و در واقع ان را در برميگيرد جهان داراي 11 بعده است .
- اگردر بعدصفر یانقطه حرکتی درطول بوجود اید بعد اول یا خط ایجادمیشود و اگردرخط حرکتی در عرض بوجود ایدسطح یا بعد دوم ایجاد میشود حال اگر سطح حرکتی درارتفاع داشته باشدبعد سوم یا حجم بوجود میاید و از حرکت هر سه بعد(حجم)طول زمان بوجود میاید و اگرعرض زمان را پیدا(ایجاد)کنیم در ان واحد میتوانیم دردو مکان مختلف باشیم و اگرارتفاع زمان را هم بفهمیم میتوانیم در زمان حرکت کنیم. طبق تئوري جديدي كه چند دهه بيشتر از عمرش نمي گذره و به تئوري "ابر ريسمان" معروفه قبل ازمهبانگ يا Big Bang كائنات بطور اصلي در ده بعد وجود داشت .اما چون در دو بعد بي ثبات بود ،به دو قطعه شكسته شد.كه يكي از اين كائنات چهار بعديه و اون يكي كائنات به اندازه باور نكردني(حدود 100ميليون بار كوچكتر از هسته اتم) كوچيكه؟
- وقتي ما در ساحل ايستاده ايم اگر به افق نگاه كنيم فاصله اي را ميتوانيم ببينيم (تا قوص زمين):
فاصله اي كه شما ميتوانيد در ساحل ببينيد، كاملاً به قد و بلندي بالاي خود شما بستگي دارد. ( اگر ساحل را هم تراز با تراز دريا ( = صفر ) بدانيم. امّا چون شعاع زمين بسيار بسيار بزرگ است، و خميدگي آن بسيار كم ميباشد،همان قد يك انسان هم كافي است كه بتواند مسافت بزرگي را ببيند. براي تجسم بهتر، يك كمان يا دايره بكشيد و يك انسان را ( مثلاً بصورت يك فلش رو به بالا ) و از سر اين انسان، خط مماس بر كمان رسم كنيد. اكنون ميتوانيد با محسبات هندسي، محل تماس اين خط مماس را ، با در دست داشتن شعاع كمان R و بلندي انسان h بدست بياوريد.

http://pnu-club.com/imported/mising.jpg
اين فاصله ئ d همان مسافتي است كه شما ميبينيد و در اينجا ميتوان كمان را هم مساوي درازاي خط مماس گرفت، چون اختلاف در درجات پايين مثلثاتي بسيار كم است. ( من شكل را براي فهم بهتر، به نسبت راستين قد انسان و شعاع زمين نكشيدم )يعني اگر شعاع زمين را ٦٤٠۰ كيلومتر و قد آدم را دو متر بگيريم، كمابيش تا ٥٠٠٠ متر را ميتوان ديد. يك بچه ئ يك متري كمابيش ٣٥٠٠ متر را ميبيند و يك مورچه بيست سانت!
-اثبات فرمول E = MC2
قصه از اونجا شروع ميشه كه تبديلهاي گاليله ميره زيره سؤال و تبديل لورنتس معتبر ميشه. گاليله مي گفت ارتباط دو تا دستگاه مختصات , يكي متحرك و يكي ساكن اينجوريه كه اگه محل جسمي توي دستگاه ساكن در بيست سانتي مبدا باشه، توي دستگاه دوم كه با سرعت v حركت ميكنه مختصات اين نقطه متحركه و به زمان بستگي پيدا مي كنه كه چي باشه. يعني:
x'=x+v.t
خوب منطقيه. اما غلطه. لورنتس بهترش رو گفت. او گفت در دستگاه متحرك مختصات ميشه:
x'=(x-vt)/(1+v^2/c^2)^.5
حالا اين چي هست كافيه بدونين اگه سرعت رو محدود كنيم به يه سرعت نهايي به اندازه ي سرعت ِنور و اونو از بي نهايت شدن بازداريم نهايتا چنين رابطه اي بدست مياد بين دستگاه مختصات سرعت دار و بي سرعت. جالب اينه كه زمان توي دستگاه متحرك هم تغيير ميكنه و كندتر و تندتر ميشه. يعني :
t'=(t+x/v)/(1-v^2/c^2)^.5
اگه 'x را به 't تقسيم كنيم سرعت جسمي كه در دستگاه متحرك خودش داره يه حركت جدايي مي كنه رو به نسبت سرعت همون جسم توي دستگاه ساكن پيدا مي كنيم. از اونجا ميشه به پايستگي تكانه پرداخت و بعد به رابطه ي e=mc2 رسيد.