fizichooshmand

اجرام آسمانی

fizic — Sun, 07 Sep 2008 21:25:10 GMT

مقدمه

فضا از کهکشانها ، منظومه‌ها ، ستارگان ، سیارات و بسیاری اجرام آسمانی دیگر انباشته شده است. عجایب و عظمت آنها به مراتب از تمامی دیگر پدیده‌های آفرینش بیشتر است. کهکشانها و ستارگان و بطور کلی پدیده‌های آسمانی انبوهی که عجیب و غریب می‌نماید وجود دارند، که پاره‌ای از آنها بوسیله دانشمندان شناسایی شده‌اند. مانند: کوتوله‌های سفید ، ستارگان نوترونی ، ستارگان هیپرونی ، کوازارها و دنباله دارها و سیاه چاله‌ها و ... .

در فضای قابل رویت برای ماده میلیاردها کهکشان جداگانه وجود دارد که بزرگترین آنها نظیر راه شیری و نزدیکترین کهکشان به نام اندرومیدا یا به قول عبدالرحمن صوفی امراة المسلسله که فاصله آن از ما تقریبا 1.5 میلیون سال نوری و قطر زاویه‌ای ان 3.5 درجه و قطر خطی‌اش در حدود 100 هزار سال نوری است و دارای تقریبا یکصد میلیارد ستاره است. هر کهکشان مجموعه‌ای از میلیاردها ستاره است که بعضی از آنها از خورشید بزرگتر و بعضی دیگر بطور قابل توجهی کوچکتر.

عکس مرگ ستارگان از لحظه مرگ و ظهور دوباره آنها

fizic — Wed, 03 Sep 2008 14:30:02 GMT

مرگ خورشید

fizic — Wed, 03 Sep 2008 14:24:02 GMT

آیا ستاره‌ها زنده‌اند؟!

ستاره شناسان ستاره‌ها را مانند موجودات زنده می‌دانند که مراحل تولد ، زندگی و مرگ را در طول عمر خود می‌گذرانند. این مراحل که برای انسان حدود چند ده سال طول می‌کشد. در مورد ستاره‌ها از چند میلیون تا چند میلیارد سال متغیر است. یک ستاره پس از تولد و گذران عمر ، وارد مرحله مرگ و پایان موجودیت می‌شود. خورشید ما هم که یک ستاره است، از این قاعده مستثنی نیست.

غول سرخ خورشید

ذخایر هیدروژن خورشید به ما این وعده را می‌دهد که تا حدود 5 میلیارد سال دیگر دغدغه‌ای نداشته باشیم. خورشید تقریبا بصورت امروزی ، ستاره‌ای زرد که به اندازه قرص ماه دیده می‌شود، خواهد بود. ولی 5 میلیارد سال بعد بیشتر هیدروژن موجود در هسته خورشید ، گداخته شده و صرف تهیه هلیوم می‌شود. در آن زمان جاذبه باعث انقباض هسته شده و فشار و دمای آن را افزایش خواهد داد. هیدروژن شروع به سوختن در پوسته اطراف هسته خواهد کرد.

انرژی حاصل از همجوشی هسته‌ای در پوسته ، باعث انبساط لایه‌های خارجی خواهد شد، تا اینکه خورشید تبدیل به یک غول سرخ شود. هلیوم هم به کربن و اکسیژن تبدیل خواهد شد.

خورشید کوتوله

وقتی خورشید منبسط می‌شود تا تبدیل به یک غول سرخ شود ، قطرش حدود 150 برابر بزرگتر می‌شود (بدلیل همین افزایش حجم است که غول نامیده می‌شود). با افزایش حجم ، دمای سطح خورشید به آرامی کاهش می‌یابد و گازهای منبسط شده و داغ حرارت خود را از دست می‌دهند. رنگ خورشید از زرد به نارنجی و سپس قرمز تغییر می‌کند. بخاطر بزرگتر شدن سطح خورشید ، درخشندگی آن هزار برابر افزایش یافته و نور بیشتری ساطع می‌کند.

خورشید مدت 100 میلیون سال را به شکل یک غول سرخ سپری خواهد کرد، سپس لایه‌های سست بیرونی از آن جدا خواهند شد. سرانجام خورشید به شکل یک کوتوله سفید باقی مانده و به تدریج از بین خواهد رفت.

زمین سوگوار

در مراحل پایانی عمر خورشید ، هنگامی که این ستاره به غول سرخ تبدیل می‌شود، از آسمان آبی گرفته تا سایه رنگهای سپیده و شامگاه ، کلیه پدیده‌های جوی ، عمیقا تحت تأثیر قرار می‌گیرند. زمین سرد نمی‌شود بلکه برعکس افزایش ‌مساحت خورشید ، کاهش دما را جبران می‌کند و دما از حد معمول هم بسیار فراتر می‌رود. تمام موجودات زنده از بین می‌روند و زمین در غم از دست دادن آنها و خورشید به سوگ می‌نشیند.
با افزایش دما یخ پهنه‌های قطبی شروع به ذوب شدن می‌کنند. سطح اقیانوسها بالا می‌آیند و لایه ضخیمی از ابر ایجاد می‌کنند که برای مدتی خورشید را پنهان می‌کند. این ابرها تقابل اقلیمی میان قطبها و استوا را از بین می‌برند. نوعی جنگل آمازون داغ و مرطوب سراسر زمین را می‌پوشاند. سپس جو زمین شروع به تبخیر شدن می‌کند. گیاهان خشک شعله‌ور می‌شوند. شعله‌های آتش با استفاده از اکسیژن باقیمانده ، همه مواد آلی موجود را مصرف می‌کند. طبیعتی شبیه به ماه کنونی پدید می‌آید.
در صخره سنگهای قاره‌ای و اعماق حوزه‌هایی که تبخیر شده‌اند، حاکمیت عصر معادن بار دیگر جایگاهی را که در نخستین سالهای عمر سیاره داشت، باز می‌یابد. پس از گذشت چند صد هزار سال ، خود صخره نیز شروع به ذوب شدن می‌کند. زیر آبشاری از حرارت سرخ ، امواج گدازه های فروزان از کوهها سرازیر و در اعماق اقیانوسهای کهن جمع می‌شوند. خورشید سرخ به گسترش خود ادامه می‌دهد و باد نیرومند ستاره‌ای به بیرون می‌فرستد.

سیارات عطارد و زهره تحت تأثیر آن به آرامی تبخیر می‌شوند. این توفان شدید مواد آنها را جارو کرده و به صورت امواج متلاطمی از بخار به هوا می‌فرستد. از این ماده رقیق ممکن است سحابیهای جدید شکل گرفته و در میان آنها ستارگان و منظومه‌های سیاره‌ای جدید پدیدار شوند.

چرا دو چشم داریم؟

fizic — Fri, 29 Aug 2008 22:00:18 GMT

نگاه اجمالی

ممکن است یک نفر از خود بپرسد: چرا دو چشم داریم؟ در صورتی که با یک چشم هم قادر به دیدن اجسام هستیم.

در این مورد پاسخ چنین است: با یک چشم فقط دو بعدی می‌توان دید، در حالی که سه بعدی دیدن فقط با دو چشم ممکن است.

نوعی آزمایش برای دو چشم داشتن انسان

یک فنجان شیشه‌ای یا چینی که دارای نقش و نگار ، یا فرورفتگی و برجستگی باشد، روی میز بگذارید و چند جسم کوچک مثلا سکه‌های مختلف ، دور آن قرار دهید. سپس از فاصله 2 متری به آنها نگاه کنید. اما نه با دو چشم ، بلکه ابتدا چپ خود را ببندید و فقط با چشم راست به آنها نگاه کنید. سپس فقط با چشم چپ به آنها نگاه کنید. اگر دقت نمایید، متوجه خواهید شد تصویری که در چشم راست شما تشکیل می‌گردد، با تصویری که در چشم چپ شما تشکیل می‌گردد، فرق دارد، یعنی در تصویر مربوط به چشم راست قسمتهایی وجود دارد که تصویر حاصل در چشم چپ آنها را ندارد و در تصویر چشم چپ هم همین طور.

اما وقتی با دو چشم به این منظره نگاه می‌کنیم، تصویر کامل است و مشخصات هر دو تصویر را به تنهایی دارد و شما سه بعدی بودن جسم را احساس می‌کنید. همچنین با یک چشم می‌توان عمق صحنه را مشخص کرد. از طرف دیگر وقتی هر یک از دو چشم شما منظره متفاوتی از یک صحنه به مغز می‌فرستد. مغز از تلفیق آن دو ، علاوه بر سه بعدی کردن آن ، فاصله جسم را نیز مشخص می‌کند.

مقایسه دوربین عکاسی با چشم

عکسی که با یک دوربین عکاسی برداشته می‌شود، نظیر تصویر تشکیل شده در یک چشم است. به این جهت که عمق آن به خوبی مشخص نیست، اما اگر از یک منظره در یک لحظه دو عکس بردارند و دوربینهای عکاسی هنگام برداشتن عکس در وضعیت دو چشم قرار گیرند، عکسهای حاصل نظیر دو تصویری خواهند بود که یکی در چشم راست و دیگری در چشم چپ تشکیل شده است.

اگر تصاویر را در دستگاه ساده‌ای قرار دهیم و بوسیله دیوارهای کوچکی آنها را از هم جدا کنیم تا تصویر برداشته شده با دوربین راست حتما در چشم راست و دیگری حتما در چشم چپ بیفتد. وقتی چشمها این دو تصویر متفاوت را به مغز مخابره می‌کنند، از تلفیق آنها مغز احساس سه بعدی خواهد کرد. دستگاه ساده‌ای که این کار را انجام می‌دهد، استریواسکوپ نام دارد.

تقسیم بندی ذرات ناپایدار

fizic — Fri, 29 Aug 2008 21:48:52 GMT

ذرات ناپایدار به دو گروه به صورت زیر تقسیم می‌شوند:

یک دسته از آن شامل ذرات سنگینتر از الکترون ولی سبکتر از پروتون است که مزون (Meson) نام دارند.
گروه دیگر شامل ذرات سنگینتر از پروتون است که هیپرون (Hyperon) خوانده می‌شوند. هیپرونها فقط به ذرات هسته‌ای از جمله پروتونها و نوترونها تجزیه می‌شوند.

ساختار فیزیک ذرات بنیادی

fizic — Fri, 29 Aug 2008 21:28:32 GMT

از بازتاب و پخش این فیزیک امواج برای اندازه گیری ذرات داخل هسته استفاده می‌شود. اگر الکترونی تا انرژی یک یا دو هزار میلیون الکترون ولت شتاب یابد طول موج الکترون چندین مرتبه کوچکتر از قطر ذرات هسته‌ای می‌شود. این فیزیک امواج تحقیق ساختمان پروتونها و نوترونها را ممکن می‌سازد. از روزی که دانشمندان به یک توپخانه اتمی قوی مسلح شدند، ذرات جدید اتمی یکی پس از دیگری کشف گردید.

انرژی معادل با یک میلیون الکترون ولت موجب کشف الکترون مثبتی به نام پوزیترون شد. شتاب دهنده‌هایی با صدها میلیون الکترون ولت تهیه مصنوعی مزونها را ممکن ساخت. مزونها اولین بار در پرتوهای کیهانی کشف شدند. توسعه شتاب دهنده‌های با انرژی بسیار زیاد موجب کشف ضد ذرات گردید. ضد ذرات تشکیل دهندگان اصلی ضد ماده می‌باشد که عمده‌ترین انها عبارتند از: ضد پروتون ، ضد نوترون و غیره.

بسیاری از ذرات کشف شده ، ذرات ناپایدارند آنها پس از یک دوره زمانی بسیار کوتاه تجزیه شده و به تعدادی ذرات کوچکتر و پایدارتر تبدیل می‌شود این ذرات کوچکتر پایدارتر شامل: الکترونها ، نوترونها ، اشعه گاما و یا نوترینوها می‌باشند.

ذرات ناپایدار ممکن است به ضد ذرات معادل خود که اصولا پایدارترند ، تبدیل می‌گردند.

همانگونه تا بحال معلوم شده هیچ یک از ذرات بنیادی شناخته شده نمی‌توانند به اجزاء کوچکتر شکسته شوند. آنها همگی به نام ذرات بنیادی معرفی شده است به همین دلیل نشان می‌دهد که ساختمانی ندارند.

دیدگاه موجی ذرات

fizic — Fri, 29 Aug 2008 21:27:10 GMT

دوبروی (De Broglie) کشف کرد که هر چه ذرات سریعتر حرکت کنند خواص موجی بیشتری از خود نشان می‌دهد. پس از این کشف تهیه نوعی میکروسکوپ الکترونی ممکن گردید که در آنها الکترون با انرژی 100Kev شتاب داده می‌شد. این میکروسکوپ رویت اجسام با قطر چند انگستروم را میسر می‌سازد. که هر آنگستروم برابر ^8-10 سانتیمتر می‌باشد. مطابق نظریه دوبروی هر چه ذرات سنگینتر بوده و سریعتر حرکت کند ، طول موج معادل آن کوتاهتر خواهد بود. این مطالب نشان می‌دهد اگر الکترونی تا انرژی چند صد میلیون الکترون ولت شتاب داده شود، طول موجش آنقدر کوچک می‌شود که متناسب با اندازه ذرات هسته‌ای شده و می‌تواند برای بررسی ساختمان هسته اتمی بکار رود.

بررسی ساختمان ذرات بنیادی

fizic — Fri, 29 Aug 2008 21:21:58 GMT

این روش بر اساس پدیده آشنای نوری قرار داشت. هر چه ماده مورد مشاهده کوچکتر باشد طول موج نور تابانده شده به این ماده بایستی کوتاهتر گردد. اگر طول موج نور از طول جسم بزرگتر باشد موج به آسانی از اطراف جسم عبور کرده و چیزی دیده نمی‌شود. و اگر از طول جسم کوچکتر باشد موج منعکس شده بازتاب نور و جسم روشن شده و قابل رویت می‌گردد.

بررسی پدیده‌های شامل ذرات بنیادی با فیزیک هسته‌ای

fizic — Fri, 29 Aug 2008 21:21:06 GMT

کوشش برای شکستن یا خرد کردن یک ذره بنیادی در صورت امکان و تبدیل آن به اجزاء تشکیل دهنده‌اش ، اگر اجزاء تشکیل دهنده‌ای داشته باشد. برای این منظور ذرات مشابه دیگر را با سرعتهای حتی المقدور نزدیک به سرعت نور شتاب داده و این گلوله‌های شتاب دار را به ذرات بنیادی موجود در اتمهای دیگر برخورد می‌دهند. برای مثال برای بمباران هیدروژن یونیزه شده (یعنی پروتون) از پروتونهای شتابدار یا برای بمباران پروتون و ذرات آلفا از پروتون و ذرات آلفای دیگر استفاده گردد.
انرژی لازم برای این عمل فقط می‌تواند به کمک شتاب دهنده‌های قوی ذرات باردار فراهم شود تولید ذرات باردار شتابدار برای دسترسی به انرژیهای دهها میلیون و بالاخره دهها هزار میلیون الکترون ولت زمانی یک کار بزرگ تلقی می‌شد.

ذرات بنیادی

fizic — Fri, 29 Aug 2008 21:20:11 GMT

امروزه مدت زیادی نگذشته که ثابت شده تمامی مواد از مولکولها ، مولکولها هم از اتمها ، اتمها از هسته‌ها و الکترونها و هسته‌ها از پروتونها و نوترونها تشکیل شده‌اند اما پروتونها و نوترونها والکترونها از چه چیزی ترکیب یافته‌اند؟ این ذزات ، ذرات بنیادی یعنی ذرات غیر قابل تجزیه نام دارند. با فرض اینکه تجزیه بیشتر آنها باعث می‌شود که به ذرات دیگری تبدیل شود.

در اواخر قرن بیستم دانشمندان درباره ساختمان پنهانی ذرات بنیادی به یک مطالعه سیستماتیک و مداوم پرداختند. این مطالعه ابتدا از نوکلئونها (اجزای هسته) یعنی پروتونها و نوترونها شروع شد. عموما در فیزیک هسته‌ای این کار می‌توانست در دو خط اصلی ادامه یابد.