قانون گاوس

در فیزیک قانون گاوس با نام قضیه شار گاوس هم شناخته شده که قانونی است در ارتباط با توزیع بار الکتریکی که پیامد آن میدان الکتریکی است قانون گاوس توضیح میدهد که : شار الکتریکی خروجی از هر سطح محصور متناسب است با بار خالص داخل سطح این قانون توسط کارل فردریک گاوس در سال 1835 فرمولبندی شد ولی در سال 1867 منتشر گشت. این قانون یکی از چهار معادله ماکسول است که اساس الکترودینامیک کلاسیک را تشکیل می دهند، سه تای دیگر عبارت اند از:قانون گاوس برای مغناطیس، قانون القاء فارادی، و قانون آمپر به تصحیح ماکسول. از قانون گاوس می توان برای استخراج قانون کولن استفاده کرد و بالعکس. قانون گاوس معمولاً به فرم انتگرالی زیر بیان می شود:

\oint_S \mathbf{E} \cdot \mathrm{d}\mathbf{A}  = \frac{Q}{\varepsilon_0},

که در آن سمت چپ تساوی انتگرال سطحی است که نشر شار الکتریکی را از سطح بسته S بیان می کند، و سمت راست تساوی بار کل محصور شده در همان سطح S تقسیم بر ثابت الکتریکی است.

قانون گاوس همچنین فرم دیفرانسیلی به شکل زیر دارد:

\nabla \cdot \mathbf{E} = \frac{\rho}{\varepsilon_0}

که در آن E ·  دیورژانس میدان الکتریکی است و ρ چگالی بار است. فرم انتگرالی و دیفرانسیلی با قضیه دیورژانس به هم مرتبط می شوند. هر یک از این اشکال دیفرانسیلی و انتگرالی را می توان به دو فرم دیگر بیان کرد: از دید ارتباط بین میدان الکتریکی E و بار الکتریکی کل، یا از دید جابجایی میدان الکتریکی D و بار الکتریکی آزاد. قانون گاوس تشابه ریاضیاتی زیادی با تعدادی از قوانین فیزیک در سایر زمینه‌ها دارد، مثل قانون گاوس در مغناطیس و قانون گاوس در جاذبه. در واقع، هر " قانون مربع معکوس" را می توان به شکل مشابهی با قانون گاوس فرمولبندی کرد: برای مثال، خود قانون گاوس خود اساسا برابر با مربع معکوس قانون کولن است، و قانون گاوس برای جاذبه اساسا با مربع معکوس قانون جاذبه نیوتون برابر است.

[ویرایش] از دیدگاه بار کل

[ویرایش] فرم انتگرالی

برای حجم V با سطح S ، قانون گاوس بیان می‌کند که

\Phi_{E,S} = \frac{Q}{\varepsilon_0}

که ΦE,S شار الکتریکی در S است، Q بار کل در حجم V است، و ε0 ثابت الکتریکی است. شار الکتریکی از انتگرال گیری روی سطح S بدست می آید:

\oint_S \mathbf{E} \cdot \mathrm{d}\mathbf{A}

که E میدان الکتریکی است و  dA نشانگر برداری از المان بی نهایت کوچک سطح می‌باشد و ( . ) به عنوان ضرب داخلی برداری به کار می رود.

[ویرایش] به کارگیری فرم انتگرالی

اگر میدان الکتریکی همه جا معلوم باشد، قانون گاوس کار را خیلی راحتتر می کند، در اصل، برای یافتن توزیع بار الکتریکی: باری را که در هر ناحیه داده شده می تواند با یکپارچگی میدان الکتریکی و یافتن شار استنباط کرد. با این حال، بیشتر اوقات، این مشکل معکوسی است که باید حل شود: یعنی توزیع بار الکتریکی معلوم است، و میدان الکتریکی باید محاسبه شود. این خیلی مشکل تر است، زمانی که شما شار کل عبوری از سطح را می دانید، که این تقریبا هیچ اطلاعاتی در مورد میدان الکتریکی نمی دهد، که خود می تواند از روی الگوی پیچیده ای خودسرانه وارد و خارج سطح شود.

[ویرایش] فرم دیفرانسیلی

شکل دیفرانسیلی، قانون گاوس بیان می دارد که:

\mathbf{\nabla} \cdot \mathbf{E} = \frac{\rho}{\varepsilon_0}

که · ∇نشان دهنده واگرایی یا همان دیورژانس، E میدان الکتریکی، و ρ چگالی بار کل است، و ε0 ثابت الکتریکی است. این معادله از لحاظ ریاضی بنا به قضیه دیورژانس با فرم انتگرالی معادل است.

[ویرایش] هم ارزی فرم دیفرانسیلی و انتگرالی

فرم‌های دیفرانسیلی و انتگرالی از دیدگاه ریاضی معادل اند، از طریق قضیه دیورژانس. به بیان دقیق تر: فرم انتگرالی قانون گاوس به این صورت است که :

\oint_S \mathbf{E} \cdot \mathrm{d}\mathbf{A} = \frac{Q}{\varepsilon_0}

برای هر سطح بسته S که بار Q را در بر می گیرد. با قضیه دیورژانس، این معادله برابر است با:

\iiint\limits_V \nabla \cdot \mathbf{E} \ \mathrm{d}V = \frac{Q}{\varepsilon_0}

برای هر حجم V که بار Q را در بر می گیرد. با توجه به ارتباط بین بار الکتریکی و چگالی بار، این تساوی معادل است با:

\iiint\limits_V \nabla \cdot \mathbf{E} \ \mathrm{d}V = \iiint\limits_V \frac{\rho}{\varepsilon_0} \ \mathrm{d}V

برای هر حجم V . برای این که این معادله به طور همزمان برای هر حجم ممکن V برقرار باشد، این شرط لازم و کافی است که معادلات زیر انتگرال برابر باشند. بنابراین، این تساوی معادل است با

\nabla \cdot \mathbf{E} = \frac{\rho}{\varepsilon_0}.

پس معادلات دیفرانسیل و انتگرال معادل هستند.


[ویرایش] از دیدگاه بار آزاد

[ویرایش] بار آزاد در مقابل بار مقید

بار الکتریکی که در ساده‌ترین موقعیت‌های کتاب درسی بیان می‌شود در میان بار الکتریکی آزاد طبقه بندی می شود، برای مثال، باری که در الکترواستاتیک جابجا می شود، یا باری که روی صفحه‌های خازن ذخیره می شوند. در عوض بار مقید فقط در مورد چارچوب دی الکتریک بیان می‌شود و موادی که قابلیت قطبی شدن دارند.( تمام مواد تا حدی قابلیت قطبش دارند.) زمانی که موادی این چنین در یک میدان الکتریکی خارجی قرار می گیرند، الکترون‌ها در قید اتم‌های خود می مانند، اما در پاسخ به میدان الکتریکی یک تغییر فاصله میکروسکوپی با اتم خود می دهند، بنابر این الکترون‌های یک سمت بیشتر از سمت دیگر اتم می شود. همه این جابجایی‌های میکروسکوپیک جمع می شوند تا یک شبکه توزیع بار را تشکیل دهند، و این به منزله وجود بار مقید است. همه بارها از دیدگاه میکروسکوپیک اساسا یکسان هستند، اغلب دلایل عملی برای تمایز بین بار مقید و بار آزاد وجود دارد. یکی از دلایل اساس قانون گاوس است،که از لحاظE، در اکثر موارد در معادلات برای محاسبات و استفاده از D باید بار را به صورت بار آزاد در نظر بگیریم.

[ویرایش] فرم انتگرالی

این فرمولبندی از قانون گاوس بیان می دارد که، برای هر حجمV در فضا، با سطح S ، رابطه زیر برقرار است:

\Phi_{D,S} = Q_{\mathrm{free}},\!

که ΦD,S شار جابجایی میدان الکتریکی D از سطح S ، و 'Qfree بار آزادی است که در حجم V قرار دارد. شار ΦD,S مشابه شار میدان الکتریکی ΦE,S که شار E از سطح S است تعریف شده. به ویژه که آن از انتگرال سطح بدست می آید

\Phi_{D,S} = \oint_S \mathbf{D} \cdot \mathrm{d}\mathbf{A}.

[ویرایش] فرم دیفرانسیلی

فرم دیفرانسیلی قانون گاوس، که فقط شامل بارهای آزاد می شود، بیان می دارد:

\mathbf{\nabla} \cdot \mathbf{D} = \rho_{\mathrm{free}}

که D · دیورژانس جابجایی میدان الکتریکی است، و ρfree چگالی بار آزاد می باشد. فرم دیفرانسیلی و فرم انتگرالی از لحاظ ریاضیاتی معادل اند.


[ویرایش] بیان هم ارزی بار کل و بار آزاد

[ویرایش] در مواد خطی

در مواد همگن، ایزوتروپیک، ناپاشنده خطی یک ارتباط ساده و زیبا بین E و D هست:

\varepsilon \mathbf{E} =  \mathbf{D}

که ε ضریب گذر دهی الکتریکی ماده است. تحت این شرایط هنوز یک جفت از فرمول‌های قانون گاوس باقی است:

\Phi_{E,S} = \frac{Q_{\mathrm{free}}}{\varepsilon}
\mathbf{\nabla} \cdot \mathbf{E} = \frac{\rho_{\mathrm{free}}}{\varepsilon}

[ویرایش] ارتباط با قانون کولن

[ویرایش] استخراج قانون گاوس از قانون کولن

قانون گاوس می تواند از قانون کولن استخراج شود،قانون کولن بیان می دارد که میدان الکتریکی حاصل از بار ثابت است:


\mathbf{E}(\mathbf{r}) = \frac{q}{4\pi \epsilon_0} \frac{\mathbf{e_r}}{r^2}

که :er بردار یکه شعاعی است، r شعاع است،:ε0 هم ثابت الکتریکی است، q بار ذره است، که فرض شده در مبدا قرار دارد.

با استفاده از این بیان قانون کولن، ما میدان کل را در فاصله r با استفاده از انتگرال گیری برای جمع تمام میدان‌ها در r از بارهای بی نهایت خورد در فضای s را داریم:

\mathbf{E}(\mathbf{r}) = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \int \frac{\rho(\mathbf{s})(\mathbf{r}-\mathbf{s})}{|\mathbf{r}-\mathbf{s}|^3} d^3 \mathbf{s}

اگر ما از هر دو طرف تساوی دیورژانس بر حسب r بگیریم داریم

\nabla \cdot \left(\frac{\mathbf{s}}{|\mathbf{s}|^3}\right) = 4\pi \delta(\mathbf{s})

که (δ(s تابع دلتای دیراک است، حاصل به شکل زیر بدست می دهد:

\nabla\cdot\mathbf{E}(\mathbf{r}) = \frac{1}{\epsilon_0} \int \rho(\mathbf{s})\ \delta(\mathbf{r}-\mathbf{s})\ d^3 \mathbf{s}

با استفاده از خاصیت غربالگری تابع دلتای دیراک می رسیم به :

\nabla\cdot\mathbf{E}(\mathbf{r}) = \rho(\mathbf{r})/\epsilon_0

که همان فرم دیفرانسیلی قانون گاوس هست، درست همان طور که انتظار داشتیم.

[ویرایش] استخراج قانون کولن از قانون گاوس

به صرف گفتار، قانون کولن را نمی توان از قانون گاوس استخراج کرد چون قانون گاوس هیچ اطلاعاتی در مورد کرل یا تاو E نمی دهد. با این وجود، قانون کولن می تواند از قانون گاوس اثبات شود، بعلاوه، میدان الکتریکی حاصل از بار نقطه ای به شکل کروی متقارن است( این فرض مثل خود قانون کولن است، که وقتی بار ثابت است دقیقا صحت دارد، و وقتی بار در حرکت باشد تقریبا درست است ).

قرار دادن S در فرم انتگرالی قانون گاوس سطح کره ای به دست می دهد به شعاع r، که بار نقطه ای Q در مرکز قرار دارد:

\oint_{S}\mathbf{E}\cdot d\mathbf{A} = Q/\varepsilon_0

با فرض تقارن کروی، حاصل انتگرال مقدار ثابتی می‌شود که می توان از زیر انتگرال خارج کرد، و نتیجه می دهد:

4\pi r^2\hat{\mathbf{r}}\cdot\mathbf{E}(\mathbf{r}) = Q/\varepsilon_0

که \hat{\mathbf{r}} بردار یکه شعاعی است که سمت بار نقطه ای را که در فاصله r هست نشان می دهد، دوباره با استفاده از تقارن کروی، E در راستای شعاعی را به دست می دهد:

\mathbf{E}(\mathbf{r}) = \frac{Q}{4\pi \varepsilon_0}\frac{\hat{\mathbf{r}}}{r^2}

که اساسا معادل قانون کولن می باشد.

 

 

منبع:  http://fa.wikipedia.org

حرکات زمین شدیدتر شده است!

افزایش تعداد قربانیان زلزله های بزرگی مانند آنچه به
تازگی در چین رخ داده است یا زلزله های مرگباری که در هائیتی یا شیلی رخ داد این
تصور را به وجود آورده که حرکات زمین به تازگی شدیدتر شده است. پدیده ای که
دانشمندان نیز به آن اذعان دارند اما آن را پدیده ای غیرطبیعی نمی دانند.



به گزارش خبرگزاری مهر، به گفته متخصصان زمین شناس، فعالیتهای لرزه ای زمین شاید طی
سالهای اخیر نسبت به میانگین طولانی مدتی افزایش یافته باشد اما هنوز پا را فراتر
از محدوده عادی نگذاشته است.



"استفان گائو" ژئوفیزیکدان دانشگاه میسوری معتقد است زمین به نسبت دوره 20 ساله از
اواسط دهه 1970 تا اواسط دهه 1990 طی 15 سال از فعالیت شدیدتری برخوردار بوده است.
به گفته وی دلیل این تشدید فعالیت، شناخته شده نیست اما دلیلی به سادگی تغییرات
طبیعی حرارت در میدانهای فشار در لایه لیتوسفیر زمین می تواند توضیح خوبی برای چنین
زمین لرزه هایی باشد.



اخبار به دست آمده از زمین لرزه چین که در پی زلزله های مهیبی در آمریکا، مکزیک،
هائیتی، شیلی و جزیره "ریوکیو" در ژاپن رخ داده است، نشان می دهد زمین نسبت به دوره
های پیشین خود به شدت فعال شده است. با این حال این میزان به دیدگاه های مختلف نیز
بستگی دارد که به گفته "رامون آروسمیت" از دانشگاه آریزونا از دیدگاه انسانی با
حافظه محدود و ناکامل و اجتماعات رو به گسترش، زلزله ها در حال افزایش بوده و بسیار
رواج یافته اند اما این نمی تواند بر میزان قدرت تغییرات جهانی زمین لرزه ها دلالت
داشته باشد.



انتظار زلزله های بیشتر را داشته باشید



آروسمیت معتقد است با افزایش رو به رشد و سریع جمعیت انسانها و حرکت بشر به سوی
فعالیتهای خطرآفرین، شاهد وقوع پدیده های بیشتری خواهیم بود و زمانی که زمین لرزه
ای در منطقه ای پر جمعیت رخ دهد، اخبار خسارتهای آن به سرعت پراکنده خواهد شد. در
نتیجه میزان جلب توجه به موضوع افزایش یافته و اینگونه به نظر می آید که میزان وقوع
آن پدیده نسبت به قبل افزایش یافته است.



کمیاب ترین پدیده ها هم معمولی اند



به گفته متخصصان زلزله 8.8 ریشتری شیلی در واقع رویدادی سالانه است که لرزه شناسان
در نقطه ای از زمان انتظار آن را دارند، در واقع این زلزله رویدادی است که متخصصان
در انتظار وقوع دیر یا زود آن بودند. هر دو زلزله شیلی و ریوکیو بر روی حلقه آتش رخ
داده اند، منطقه ای که به واسطه اقیانوس آرام احاطه شده است و دیگر صفحه ها به زیر
صفحه های زمین کشیده می شوند.



در حدود 90 درصد از زمین لرزه های جهان در این قوس رخ می دهد. زلزله خیزترین منطقه
پس از حلقه آتش، جایی که پنج تا 6 درصد از زمین لرزه ها در آن رخ می دهند "کمربند
آلپید" نام دارد که از منطقه مدیترانه به سوی شرق کشیده شده است.



زمانی که غیر طبیعی، طبیعی می شود



به گزارش مهر،‌ مجموعه ای از زلزله های مختلف می توانند تنها بخشی از چرخه طبیعی
سیاره ای باشد که به شکلی بحث برانگیز فعال است. "رندی کلر" استاد ژئوفیزیک دانشگاه
اکلاهاما می گوید در صورتی که دقیق شویم می بینیم که وقوع زمین لرزه ها به صورت
جهانی به مناطقی محدود شده است که زلزله در آنها امری رایج به شمار می رود اما این
فرایندی کاملا تصادفی است و از این رو گاه رویداد زلزله از همیشه کمتر و گاه شدیدتر
می شود. اما این معنی خاصی در بر ندارد زیرا در ساختارهای جهانی چنین رویدادهایی با
یکدیگر ارتباط ندارند.



وی می افزاید ما طی سال جاری چند زلزله بیش از حد معمول داشته ایم اما پدیده ای
خارق العاده رخ نداده است. یکی از آنها زلزله ای 6.9 ریشتری در چین بوده است که در
برابر مقیاسهای بزرگتر کاملا ناچیز به شمار می رود. چین به طور کلی درباره تعداد
جانباختگان زمین لرزه ای که به تازگی رخ داده است، به قطعیت نرسیده به ویژه در
مناطقی که از بخشهای شرقی فاصله دارند. در این بخشها بود که کلر و تیمی از محققان
مطالعات لرزه نگاری انجام داده بودند تا دریابند چرا این منطقه به این اندازه در
معرض زمین لرزه قرار دارد. برای مثال در سال 1556 زمین لرزه ای 8 ریشتری در نزدیکی
این منطقه در "شنسی" رخ داد و جان 830 هزار نفر را گرفت.



همچنین در سال 1976 زمین لرزه ای 7.5 ریشتری در تانگشان چین موجب مرگ 255 هزار
انسان شد، منطقه ای که از موقعیت زلزله جدید چین 500 تا هزار مایل به سمت شرق فاصله
دارد.



زلزله چین دور از انتظار نبود



آنچه درباره زلزله اخیر چین متفاوت است این است که این زمین لرزه به جای وقوع در
میان تقاطع صفحات تکتونیکی، بر روی یکی از صفحات تکتونیکی زمین رخ داده است. زمین
لرزه چین در مسیر گسلی در بخش شمال شرقی فلات رخ داده است و دانشمندان قصد دارند
موقعیت دقیق این گسل را تعیین کنند. به کفته کلر این بخش، شمال شرق فلات تبت است که
از ویژگی های فعالیتهای تکتونیکی شدید برخوردار است.



فلات تبت تحت تاثیر فرایندهایی که در اصل به وجود آورنده آن هستند، همچنان ارتفاع
پیدا می کند، فرایندی که همچنان ادامه دارد و در عین حال از جانب نیروهایی دیگر تحت
فشار بوده و در نتیجه گسلهای بزرگی در آن به وجود آمده است. به دلیل وجود فشار بالا
که از سمت هند به آسیا وارد می شود، مجموعه ای از این گسلهای بزرگ شکل گرفته اند که
می توانند دوباره فعال شده و منجر به وقوع زمین لرزه هایی مشابه زمین لرزه اخیر چین
شوند. این گسلهای قدیمی در حدود 100 میلیون سال است که به یک نظم و ترتیب قرار
گرفته اند.



بر اساس گزارش فاکس نیوز، زلزله اخیر چین را می توان به اتوبوسی تشبیه کرد که به
آرامی به ساختمانی برخورد می کند اما راننده همچنان پای خود را بر روی پدال گاز
فشار می دهد و فرایندی مداوم و دائمی را به وجود می آورد.

 

 

 

منبع: www.shayangold.com

سفر به گذشته امکانپذیر است!

فیزیکدانان کوانتوم در موسسه تکنولوژی
ماساچوست MIT معتقدند امکان خلق ماشین زمانی که بتواند بدون ایجاد اثر "پارادوکس
پدربزرگ" بر روی گذشته تاثیر بگذارد وجود دارد.


 به گزارش مهر، دانشمندان برای سالها توانسته
بودند حالت کوانتومی را از جایی به جایی دیگر تله پورت (انتقال ماده یا انرژی
با سرعتی بالاتر از سرعت نور) کنند. اکنون "سث لوید" و گروهی از محققان MIT
اعلام کردند با استفاده از چنین اصولی و با کمک گرفتن از دیگر تاثیرات قدرتمند
کوانتومی که به  Postselection شهرت دارند امکان بازگشت به گذشته وجود خواهد
داشت. به گفته "لوید" امکان کانال زدن از آینده به گذشته برای ذرات و برای
انسانها وجود دارد.



Postselection بخشی حیاتی از دانش در حال تکامل محاسبات رایانه ای کوانتومی به
شمار می رود. در محاسبات سنتی در صورتی که یک کاربر نیاز داشت بداند کدام یک از
متغیرها در یک معادله منجر به پاسخ درست خواهد شد رایانه باید تمامی ترکیبها را
مورد آزمایش قرار می داد تا ترکیب درست را کشف کند. در رایانه های کوانتومی طبق
رفتارهای عجیب و موازی ذرات تحت اتمی، به نظر می آید امکان ساده سازی این روند
به واسطه اجرا کردن همزمان تمامی متغییرهای ممکن و انتخاب ترکیبی که به پاسخ
درست منجر می شود وجود دارد.



پروفسور لوید و تیمش اعلام کردند با ترکیب تله پورت کردن و Postselection می
توان فرایند تله پورت کردن را به صورت وارونه عملی کرد. به این شکل که
Postselection  به کاربر امکان می دهد حالت کوانتومی قابل انتقال را تعیین کرده
و قبل از آغاز تله پورت کردن حالتهای کوانتومی درست را مشخص کند.



بر خلاف دیگر نظریه های تله پورت کردن، این نظریه از مواجهه با پارادوکس
پدربزرگ و یا پارادوکس سفر به گذشته جلوگیری می کند. (درصورتی که بتوانید به
گذشته سفر کنید و به صورت تصادفی پدربزرگ خود را بکشید، تضاد یا پارادوکسی را
ایجاد کرده اید زیرا در آینده هرگز متولد نخواهید شد پس نمی توانید به گذشته
بازگشته و بر روی آن تاثیر بگذارید.) این نظریه در حالتهای ذره ای نیز مشکل
آفرین است زیرا ذرات نیز می توانند به گونه ای گذشته خود را نابود کرده و یا آن
را تغییر دهند.



با این حال به دلیل طبیعت احتمالی دستگاه های کوانتومی به نظر می رسد روشهای "لوید"
از بروز این پارادوکس جلوگیری می کند. هر آنچه به واسطه سفر در زمان به وجود می
آید باید از احتمال محدود رخ دادن برخوردار باشد.



بر اساس گزارش نیوساینتیست، نظریه لوید بسیار بحث برانگیز است. برخی از
فیزیکدانان از آن به عنوان نظریه ای غیر عملی و امکان ناپذیر یاد کرده اند اما
لوید معتقد است این نظریه می تواند درک انسان را از فیزیک بهبود دهد و امیدوار
است نظریه اش بتواند در ارائه فرمولی از نظریه کوانتوم گرانشی موثر واقع شود.

عکس های فیزیکی

physic

 

 

physic

physic

 انیشتین

 

عکس های فیزیکی

physic

 

physic

 

physic

 

physic

 

physic

 

physic

حاغسهز

 

physic

آرتور ادینگتون

آرتور ادینگتون
ادامه نوشته

غیاث‌الدین جمشید کاشانی

غیاث الدین جمشید کاشانی
ادامه نوشته

لاپلاس که بود؟

لاپلاس
ادامه نوشته

حکیم خیام

حکیم خیام
ادامه نوشته

امیلی دوشاتله فیزیک دان بزرگ

امیلی دوشاتله در ۱۷ دسامبر ۱۷۰۶ در فرانسه متولد شد. او یکی از ریاضیدانان، فیزیکدانان و نویسندگان بزرگ فرانسه به‌شمار می‌رود.
پدر او منشی دربار لوئی چهاردهم بود و به‌واسطه این سمتش شرایط خوبی را برای خانواده‌اش فراهم کرده بود.
امیلی از همان دوران کودکی نسبت به کودکان هم‌سن و سالش از هوش و ذکاوت بیشتری برخوردار بود، به‌طوری که در سن ۱۲ سالگی قادر بود به‌راحتی به زبان ایتالیایی، آلمانی، انگلیسی و یونانی صحبت کند.
پس از مدتی، متونی فلسفی و نمایشنامه‌هایی از زبان لاتین و یونانی به فرانسه ترجمه و چاپ کرد.
او در محضر استادان بزرگی، ریاضیات، علوم پایه و ادبیات را آموزش دید.
در سال ۱۷۳۷ مقاله‌ای را در مورد «ماهیت آتش» نوشت که امروزه به‌عنوان ماهیت نور و امواج مادون قرمز شناخته می‌شوند.
در سال‌های آخر زندگی‌اش، مقاله‌ای در مورد ذخیره انرژی نوشت که در زمره کارهای بسیار ارزنده در آن زمان و حتی زمان حال قرار گرفت.
می‌توان گفت تاحدودی کارهایش مقدمه‌ای بر نظریه‌های اینشتین بوده‌اند.
سرانجام این بانوی فرانسوی در ۱۰ سپتامبر ۱۷۴۹ از دنیا رفت.

 

 

منبع: www.vista.ir

فیزیک دینامیک

ادامه نوشته

کار برد های فیزیک

ادامه نوشته

زندگی نامه نیوتون

newton

امروز روز تولد نیوتون دانشمند بزرگ جهان است.

 چکیده ای از زندگی این مرد بزرگ را در ادامه مطلب بخوانید .

ادامه نوشته

ابتکارات ما درنمایشگاه

سلاممممممممممممممممممم بچه ها

بچه ها دبیرفیزیک مون بهمون گفته دست ساخته بسازیم ما هم تا اخر زنگ درباره همین موضوع با هم حرف زدیم منم قراره با گروهمون یه دست ساخته با یه کار نرم افزاری انجام بدم برای همین از شما کمک می خوام اگه  انیمیشن و باور بوینت و... بلدین به من هم بگین ممنونننننننننننننننننننننننننننننننن

هفت شگفتي عظيم در جهان فيزيك

هفت شگفتي عظيم در جهان فيزيك ما به جایی رسیده‌ایم که که بدون حل کردن برخی از مشکلات و مسایل فیزیک، نمی‌توانیم در مورد حقایق و پدیده‌های جالب و شگفت‌انگیز دیگر فیزیکی، اطلاعات بیشتری کسب کنیم. برای درک مفاهیمی مثل خاستگاه و بنیاد جهان هستی، سرنوشت نهایی سیاهچاله‌های فضایی یا امکان سفر در زمان، نیاز داریم که بدانیم جهان هستی چگونه ادامه‌ی حیات می‌دهد... 1
ادامه نوشته

بزرگ ترین تلسکوژ جهان افتتاح شد

 تلسکوپ بزرگ قناری  بزرگترین تلسکوپ جهان واقع در مرتفع ترین قسمت های جزایر قناری برای مطالعه ی دقیق سیاره ها وکهکشان ها وستاره ها در دور ترین نقاط از زمین فعال شده و در اختیار دانشمندان قرارخواهد گرفت.

این تلسکوپ چندی پیش توسط پادشاه خوان کارلوس درجزایر قناری در خاک اسپانیا افتتاح شد که با هزینه ای برابر180 میلیون دلار بنا شده وبه کشور های اسپانیاو مکزیک و دانشگاه فلوریدای ایالات متحده تعلق دارد.

تلسکوپ قناری  با داشتن اینه ی ترکیبی با وسعت 4/10متربه یکی از بزرگ ترین تلسکوپ های کنونی تبدیل شده است سه تلسوپ عظیم دیگر نیظ تا سال 2018 تکمیل خواهند شد.تلسکوپ 30 متری با اینه ای به وسعت 30 متربر فراز اتشفنان ماوناکی در هاوایی وتلسکوپ ماژلان بزرگ با اینه ای 5/24 متری در کوه های لاس کامپاناس در شیلی از جمله ی این تلسکوپ های در دست احداث هستند.تلسکوپ عظیم اروپا که هنوز مکانی برای استقرار ان تعیین نشده است نیز از اینه ای وسیع با ابعاد 42 متر برخور دار خواهد بود.

کشف اتمسفر در سیاره فرا خورشیدی

تلسکوپ فضایی کپلرضمن انجام ماموریت خود برای شناسایی سیره های شبه زمینی موفق شد یکی از نزدیک ترین تصویر ها را ازسیاره ی فرا خورشیدی  HAT-P-7 ثبت کند.

تلسکوپ مدار گرد کپلر ناسا در این سیاره که ورای منظومه ی خورشیدی در حرکت بوده و بر مدار ستاره ی خود در گردش است موفق به ردیابی لایه ی اتمسفری شده است.این سیاره در فاصله هزار سال نوری از زمین قرار گرفته است و در گذشته کشف شده بود.

به گفته ناسا این یافته نشان دهنده ی توانایی بالای این تلسکوپ در انتقال اطلاعات دقیق از دورترین اجرام کیهانی درکهکشان هاست که این توانایی به تدریج باعث می شود دانشمندان  بتوانند سیاره های شبه زمینی خارج از منظومه شمسی را شناسایی کنند.

تلسکوپ کپلر 6 مارس2009 از پایگاه فضایی کیپ کاناورال در فلوریدا به مدار پرتاپ شده و به مدت سه سال به جست وجوی سیاره های شبه زمینی در میان فضا خواهد پرداخت.کپلر با تمرکز بر روی سیاره هایی که ابعادی مشابه ابعاد زمین داشته و از خورشید خود فاصله ی زیادی دارند تلاش دارد سیاره ای جدید را با داشتن نشانه هایی از وجود اب کشف کند.

 

 

منبع:مجله ازمون ۳۶۶

سیارک ها

سیارک ها یا اخترواره ها اجرام کیهانی با اشکالی نا منظم از جنس سنگ یا فلز هستند که به وفور در منظومه شمسی یافت میشوند.مسیر حرکت این جرم های سنگی به دور خورشید بوده و اکثر انها در میان سیاره های مریخ و مشتری قرار گرفته اند.

بسیاری بر این باورند که از این سیاره های خرد می توان استفاده هایمتفاوتی از جمله ساخت و ساز در کره ماه یا استفاده از ذخیره های طبیعی انها داشت.به علاوه سیارک ها از گذشته ها به عنوان اجرامی که می توانند برای سیاره زمین و ساکنانش خطر ساز باشند شناخته می شده اند.

فیزیک چیست؟

فيزيك و زندگي

فيزيك از واژه يوناني physikos به معني « طبيعي» و physis به معني « طبيعت» گرفته شده است. پس فيزيك علم طبيعت است به عبارتي در عرصه علم پديده هاي طبيعي را بررسي مي كند.

علم فيزيك

علم فيزيك رفتار و اثر متقابل ماده و نيرو را مطالعه مي كند.مفاهيم بنيادي پديده هاي طبيعي تحت عنوان قوانين فيزيك مطرح مي شوند.اين قوانين به توسط علوم رياضي فرمول بندي مي شوند به طوريكه قوانين فيزيك و روابط رياضي با هم در توافق بوده و مكمل هم هستند.و دو تايي قادرند كليه پديده هاي فيزيكي را توصيف نمايند.

تاريخچه علم فيزيك

- از روزگاران باستان مردم سعي مي كردند رفتار ماده را بفهمند. و بدانند كه:چرا مواد مختلف خواص متفاوت دارند؟ چرا برخي مواد سنگينترند؟ و... همچنين جهان ، تشكيل زمين و رفتار اجرام آسماني مانند ماه و خورشيد براي همه معما بود.

- قبل از ارسطو تحقيقاتي كه مربوط به فيزيك مي شد ، بيشتر در زمينه نجوم صورت مي گرفت. علت آن در اين بود كه لااقل بعضي از مسائل نجوم معين و محدود بود و به آساني امكان داشت كه آنها را از مسائل فيزيك جدا كنند. در برابر سوالاتي كه پيش مي آمد گاه خرافاتي درست مي كردند، گاه تئوريهايي پيشنهاد مي شد كه بيشتر آنها نادرست بود.

اين تئوريها اغلب برگرفته ازعبارتهاي فلسفي بودند و هرگز بوسيله تجربه و آزمايش تحقيق نمي شدند. و بعضي مواقع نيز جوابهايي داده مي شد كه لااقل بصورت اجمالي و با تقريب كافي بنظر مي رسيد.

- جهان به دو قسمت تقسيم مي شد: جهان تحت فلك قمر و مابقي جهان.مسائل فيزيكي اغلب مربوط به جهان زير ماه بود و مسائل نجومي مربوط به ماه و آن طرف ماه نيز« فيزيك ارسطو» يا بطور صحيحتر« فيزيك مشائي» بود كه در چند كتاب مانند« فيزيك»،« آسمان»،« آثار جوي»،« مكانيك»،« كون و فساد» و حتي« مابعدالطبيعه» ديده مي شد.

- تا اينكه در قرن 17 ، گاليله براي اولين باربه منظور قانوني كردن تئوريهاي فيزيك ، از آزمايش استفاده كرد. او تئوريها را فرمولبندي كرد و چندين نتيجه از ديناميك و اينرسي را با موفقيت آزمايش كرد. پس از گاليله ، اسحاق نيوتن ، قوانين معروف خود «قوانين حركت نيوتن) را ارائه كرد كه به خوبي با تجربه سازگار بودند.

- بدين ترتيب فيزيك جايگاه علمي و عملي خود را يافت و روزبه روز پيشرفت كرد، مباحث آن گسترده تر شد، تا آنجا كه قوانين آن از ريزترين ابعاد اتمي تا وسيعترين ابعاد نجومي را شامل مي شود. اكنون فيزيك مانند زنجيري محكم با بقيه علوم مرتبط است و هنوز هم به سرعت در حال گسترش و پيشرفت مي باشد.

نقش فيزيك در زندگي

- هر فرد بزرگ يا كوچك، درس خوانده يا بيسواد ، شاغل يا بيكار خواه ناخواه با فيزيك زندگي مي كند. عمل ديدن و شنيدن ، عكس العمل در برابراتفاقات ، حفظ تعادل در راه رفتن و... نمونه هايي از امور عادي ولي در عين حال وابسته به فيزيك مي باشند.

- پديده هاي جالب طبيعي نظير رنگين كمان ، سراب ، رعد و برق ، گرفتگي ماه و خورشيد و... همه با فيزيك توجيه مي شوند.

- برنامه هاي راديو ، تلويزيون ، ماهواره ، اينترنت ، تلفن و... با كمك فيزيك مخابره مي شوند.

- با اين نمونه هاي ساده ، مي توان تصور كرد كه اگر فيزيك نبود و اگر روزي قوانين فيزيك بر جهان حاكم نباشند، زندگي و ارتباطات مردم شديدا دچار مشكل مي شود.

فيزيك و ساير علوم

- فيزيك، ديناميك و ساختار دروني اتم ها را توصيف مي كند. و از آنجا كه همه مواد شامل اتم هستند، پس هر علمي كه در ارتباط با ماده باشد، با فيزيك نيز مرتبط خواهد بود. علومي نظير: شيمي ، زيست شناسي ، زمين شناسي ، پزشكي ، دندانپزشكي ، داروسازي ، دامپزشكي ، فيزيولوژي ، راديولوژي ، مهندسي مكانيك ، برق ، الكترونيك ، مهندسي معدن ، معماري ، كشاورزي و ... .

- فيزيك درصنعت ، معدن ، دريانوردي ، هوانوردي و... نيزكاربرد فراوان دارد. اينكه ابزار كار هر شغلي و هر علمي مبتني براستفاده ازقوانين و مواد فيزيكي است، نقش اساسي فيزيك درساير علوم و رشته ها را نمايان مي كند. علاوه برآن استفاده روزافزون از اشعه ليزر در جراحي ها و دندانپزشكي، راديوگرافي با اشعه ايكس در راديولوژي ، جوشكاري صنعتي و... نمونه هايي از كاربردهاي بيشمار فيزيك در علوم ديگرمي باشند.

فيزيك و آينده

با اين روند رو به رشدي كه علم فيزيك در كنار ساير علوم دارد، مي توان اميدوار بود كه در آينده به چراها و چگونگي هاي عالم طبيعت پاسخ داده شود و اين دنياي فيزيك سكوي پرتاب به عالم متا فيزيك باشد.

در آينده شايد فيزيك بتواند ...

- رسيدن به سرعت نور و فراتر از آن را مقدور سازد.

- مثالهاي عجيب نسبيت را عملي كند.

- معماي مثلث برمودا را حل كند.

- واقعيت يوفوها( بشقاب پرنده ها) را مشخص كند.

- به راز وجود يا عدم وجود هوش فرا زميني واقف شود. و...

آلیاژ‌هایی که فراموشی نمی‌گیرند!


نویسنده: محمد علی صاحب الزمانی
دانلود کامل مقاله :
http://www.iranbmemag.com/fa/issue/download.asp?t=tblarticle&f=file&i=918&n=
آلیاژهای حافظه‌دار به توانایی برگشت به شکل یا اندازه اولیه از پیش تعریف شده طی یک چرخه حرارتی اطلاق می‌شود . به عبارت دیگر ، چنانچه در دمای پایین تر از دمای خاتمه تحول مارتنزیتی یک تغییر شکل پلاستیک در آلیاژ حافظه دار ایجاد شود، با افزایش دما تا بالای دمای خاتمه تحول آستنیتی ، آلیاژ قادر به بازیابی شکل اولیه خود خواهد بود.

آلیاژهای حافظه دار شامل گروهی از مواد فلزی هستند که قابلیت بازگشت به شکل اولیه را هنگامی که تحت بار مکانیکی مناسب قرار گیرند دارند. هنگامی که محدودیت در بازیابی شکل وجود دارد، این آلیاژها نیروهای ارتجاعی بالایی را تولید می‌کنند و به دلیل این خاصیت علاقه تکنولوژیکی زیادی برای استفاده از آلیاژ‌های حافظه‌دار در کاربردهای پزشکی و غیر پزشکی وجود دارد، به عبارت دیگر خواص ترمودینامیکی استثنایی آلیاژهای حافظه‌دار، عامل کاربردهای بسیار مهمی در زمینه مهندسی پزشکی شده است.


آلیاژهای حافظه دار به صورت یك طرفه و دو طرفه ساخته می‌شوند. منظور از یك طرفه بودن این است كه این فلزات در یك جهت عملی را انجام می‌دهند و حالت برگشت‌پذیری ندارند. قابلیت آلیاژهای حافظه دار در بازیابی شكل پیش تعیین شده با حرارت دادن بالای دمای تغییر حالت و برگشت به شكل مشخص قبلی با سرد كردن به نام اثر حافظه‌داری دوطرفه خوانده می‌شود.
خانواده آلیاژهای حافظه دار
آلیاژهای حافظه دار مهم عبارتند از :
1-سیستم‌های پایه مس
2- سیستم‌های پایه آهن
3- آلیاژهای طلا-کادمیم
4- آلیاژهای برنج
5- آلیاژهای نیکل- تیتانیم. 
آلیاژهای حافظه‌دار در پزشکی
آلیاژهای حافظه‌دار موادی هستند که پس از اینکه تحت کرنش قرار گرفتند در یک دمای خاص به شکل اصلی خود برمی‌گردند. در فرایند برگشت به شکل به یاد مانده آلیاژ می‌تواند نیروی زیادی تولید کند که جهت تحریک مفید است. این آلیاژها در بیش از 50 سیستم آلیاژی توسعه یافته اند. عمده ترین آلیاژهای حافظه دار که در مصارف پزشکی استفاده می‌شوند عبارتند از:  NiTi (نایتینول)  TiMo,  NiTiMo.

کاربردهای پزشکی آلیاژهای حافظه دار نایتینول
دندان پزشکی (ارتودنسی)
استفاده از آلیاژ حافظه‌دار در ارتودنسی جلوه دیگر از قابلیت‌های آن است. بر خلاف سیم‌های معمول در ارتودنسی كه از جنس فولاد ضد زنگ 8-18 هستند و به صورت منقطع قادر به تنظیم و ترتیب دادن دندان‌ها هستند و بیمار را ملزم به مراجعات زیاد به دندانپزشك می‌سازد؛ سیم‌های ارتودنسی از جنس NiTi به دور از مشكلات فوق، نیروی مداوم و تدریجی به دندان‌ها وارد می‌كند كه این پدیده بر اساس مسطح بودن منحنی باربرداری این آلیاژ در دامنه زیادی از کرنش‌ها است.
سیم‌های ارتودنسی نایتینول با دندان حركت كرده و در یك پهنای زمانی درمان و وضعیت دندان، نیروی ثابتی را اعمال می‌كنند.  كاربردهای دیگر
1-
کاربرد برای درمان بیماری‌های قلبی – عروقی
2- کاربردهای ارتوپدی نایتینول
3- کاربردهای ارتودنسی نایتینول
4- آندوسکوپ‌های فعال و انعطاف پذیر
5- دست مصنوعی
6- عقیم سازی لوله ای
ویژگی‌های آلیاژهای حافظه‌دار نایتینول
1- الاستیسیته‌ی بالا(جایگذاری الاستیک)
2- خاصیت حرارتی برتر(جایگذاری حرارتی)
3- دوام زیاد(مقاومت به تاب و گره)
4- تنش ثابت
5- ممانعت دینامیکی
6- هیسترزیس تنش
7- تنش وابسته به دما
چگونگی اعمال فشار توسط یك بست حافظه دار به شیار شكستگی پس از حرارت دیدن. تصویر پایین نیز تعدادی از اینگونه بست‌ها را نشان می دهد
سازگاری فیزیولوژیك
فولاد ضد زنگ، تیتانیم و فلزت دیگر رابطه خوبی با مواد بیولوژیك ندارند. مقبولیت غیر معمول نایتینول آن را فلزی ساخته است كه از لحاظ مكانیكی مشابهت زیادی با مواد بیولوژیک دارد. این مشابهت فیزیولوژیك، رشد داخلی استخوان و به اشتراك گذاشتن بارها با بافت مجاور را باعث شده و سبب استفاده از این آلیاژ در ایمپلنت‌های هیپ، فاصله اندازهای استخوان بست‌های استخوان و صفحات برای شكستگی جمجمه شده است. كاربرد اخیر بیشتر از آن لحاظ جالب است كه از نایتینول متخلخل كه رشد داخلی بیشتر استخوان را سبب می‌شود، استفاده می‌شود.
سنتز احتراقی یا استفاده از گرمای گداز برای اشتعال، جهت تشكیل نایتینول از نیكل و تیتانیم - نشان داده است كه راهی موثر در تولید اسفنج متخلخل نایتینول است كه دانسیته‌ای از 40 تا 90% دارد. اسفنجی كه دارای خواص سوپرالاستیك و حافظه داری باشد، رشد داخلی استخوان را شتاب می‌بخشد و چسبندگی خوبی را با بافت مجاور ایجاد می‌كند.
زیست سازگاری
زیست سازگاری توانایی ماده در باقی ماندن به صورت بی ضرر از لحاظ بیولوژیک در طی دوره عملکرد خود در درون یک موجود زنده است . این یک فاکتور مهم برای استفاده وسایل حافظه دار در بدن است  یک ماده زیست سازگار نباید واکنش آلرژیک در بدن میزبان ایجاد کند و همچنین نباید در گردش خون یون رها کند. دوره‌ای که بیومواد در بدن انسان می‌ماند مهم ترین وجه مطرح شده در مورد کاربرد آن است.
  عموما زیست سازگاری یک ماده قوی به واکنش آلرژیک بین سطح بیومواد و پاسخ آماسی میزبان بستگی دارد. .وجوه مختلفی در این واکنش‌ها شرکت دارند مثل خصوصیات بیمار ( سلامتی ،سن ، حالت ایمنی بدن و ... ) دارد مثل خصوصیات ماده .آنالیز وجوه مربوطه به زیست سازگاری این آلیاژها توسط اندازه گیری و ارزیابی هر کدام از عناصر نیکل و تیتانیم به صورت جداگانه صورت می گیرد.
نیکل اگر چه برای زندگی لازم است یک عنصر بسیار سمی نیز است. مطالعات نشان داده اند در افرادی که در تماس سیستمیک با نیکل بوده اند مشکلاتی مثل زات الریه، سینوزیت مزمن و ورم غشا مخاط بینی، سرطان ریه و سوراخ بینی، آماس پوست وجود داشته است.
برعکس نیکل ، Ti و ترکیباتش بسیار زیست سازگار هستند . علاوه بر این به خاطر خواص مکانیکی شان اکثرا در ایمپلنت‌های ارتوپدی استفاده می شوند.
به دلیل میزان بالای نیكل در NiTi، از لحاظ تئوری این امكان وجود دارد كه به علت خوردگی، نیكل از ماده، حل شده و سبب تاثیرات نامطلوبی شود؛ به همین خاطر، زیست سازگاری NiTi باید قبل از استفاده مطمئن از آن به عنوان ایمپلنت، به خوبی تایید شده باشد .
مرور این مطلب بیشتر از این لحاظ مهم است كه دانش كمی از زیست سازگاری NiTi در دست است. مقاومت خوردگی آلیاژ وسمیت فلزات تنهایی كه سازنده آلیاژ هستند عوامل اصلی زیست سازگاری هستند. خواص و زیست سازگاری NiTi شاخص‌های ویژه خود را دارد كه متفاوت از تیتانیم یا نیكل تنها است. سمیت موضعی و سیستمیك، اثرات سرطان زایی و جنبه‌های ناقص الخلقه سازی نیكل نیاز به بررسی بیشتر دارند .
پاسخ موضعی بافت، مهم‌ترین جنبه زیست سازگاری است .. زیست سازگاری یك ماده در داخل بدن می‌تواند با آنالیز كردن حضور جمعیت سلولی - با اندازه‌گیری سلولهای استخراج شده از محصول متابولیسمی - یا آنالیز كردن شاخص‌های مورفولوژیک بافت در اطراف ایمپلنت بررسی شود. اگرچه نیكل خالص ایمپلنت شده در داخل ماهیچه، تحریك و نكروز شدید بافت موضعی را سبب می‌شود، زیست سازگاری NiTi در بافت ماهیچه ای، حداقل برابر با آلیاژهای Co-Cr و فولاد ضد زنگ و قابل مقایسه با تیتانیم است .
چنانچه دیده شد، ایمپلنت آلیاژ نایتینول به اندازه كافی با بافت بدن سازگار است و دارای توان بالقوه‌ای به عنوان یك بیومواد با قابلیت های بالای حافظه داری و ارتجاعی بودن است.
منابع :
1) M.Green,D.M.Grant,N.R.Kelly,”Powder Metallurgical Processing of Ni-Ti Shape Memory Alloy”, Powder  Met.,vol.40,No.1,1997
2) J.C.Hey,A,P.Jardine,”Shape Memory NiTi Synthesis From Elemental Powders”,Mater.Sci.Eng.A188,1994 3)  D.G.Morris,M.A.Morris,”NiTi Intermetallic by Mixing,Miling4)  4) “Shape Memory Materials and Hydrides” ,K.Otsuka, Y.Fukai,1994, Elsevier Pub5)5) uerig,A.Pelton, D.Stockel,”An Overview Of Nitinol Medical Applications” Mater.Sci.Eng.A,Vol.273-275,19996) “Shape Memory Alloys”H.Funakabo, 1986,Newyork,Gordon&Breach Pub7) J.S.Benyamin, T.E.Volin,”The Mechanism of Mechanical Alloying”, Met.Trans A, Vol.5,pp1929-1934,Aug 19748) “Solid state synthesis of nanocrystallin and /or amorphous 50Ni-50Ti Alloy”9)  Y.W.Gu,C.W.Goh,l.S.Goi,C.S.Lim,2004,Elsevier Pub.10)  پروژه کارشناسی ارشد درس کاربرد فلزات در پزشکی راضیه خلیفه زاده و ثمین افتخاری دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیر کبیر1385.
منبع : ماهنامه مهندسی پزشکی

چشم خدا

چشم خدا

این عکسها توسط ناسا با تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است این پدیده به چشم خدا معروف است.

سراغاز

به نام خدا

با سلام خدمت همه ی کسانی که اهنگ زندگیشان مانند اونگ در نوسان است.

ما دانش اموزان سال دوم ریاضی در تلاشیم تا بتوانیم قدمی هر چند کوتاه برای زیباتر دیدن فیزیک واشنایی با فیزیکدان بزرگ بر داریم امیدواریم شما نیز در این راه یاریمان کنید.