آذرخش هاي گلوله اي

:گروهي از محققان توانسته اند به دستورالعمل ساده اي براي ساخت کره هاي نوراني در شرايط آزمايشگاهي دست يابند و به اين ترتيب به اين معماي شگفت انگيز درباره چگونگي تشکيل آذرخش ها پاسخ دهند. هزاران نفر از مردم در طول زندگي خود اين پديده طبيعي را تجربه کرده اند. آذرخش گلوله اي در حقيقت يک گوي نوراني است که گاهي هنگام توفان هاي شديد مي توان آن را مشاهده کرد. اين گوي تقريبا به اندازه يک گريپ فروت است و چند دقيقه يا ثانيه به طول مي انجامد که گاهي در فاصله بسيار نزديک به سطح زمين در حال حرکت است و بيشتر پيش از رسيدن به زمين ناپديد مي شود. در گزارشي اعلام شده است که در ايالت ارگان امريکا يک آذرخش گلوله اي خانه اي را به آتش کشيد و پس از راه يافتن به زيرزمين اين خانه سبب از بين رفتن اجسام موجود در اين زيرزمين شد. حال آن که در گزارشي ديگر آمده است ، گوي درخشان مشابهي پيش از ناپديدشدن ، بيش از 20 دفعه به سر يک معلم روسي برخورد کرد. برخي معتقدند آذرخش ها از ذرات يونيزه شده سيال تشکيل شده اند که به وسيله ميدان مغناطيسي در کنار هم قرار گرفته اند. بر اساس نظريات گروهي ديگر از محققان ، اين اجسام هنگام برخورد صاعقه با خاک ايجاد مي شوند. پس از اين برخورد سيليس موجود در خاک به بخار سيليکون خالص تبديل شده و با سرد شدن بخار سيليکون اين ماده پس از تقطير به صورت ذرات معلق در اطرافي يک گوي داراي بار الکتريکي محصور مي شود و در سطح آن متمرکز خواهد شد. اين گوي در نتيجه اتصال مجدد سيليکون با اکسيژن مي درخشد. براي آزمايش اين فرضيه ، ورقه هاي نازک سيليکون به ضخامت 350 ميکرومتر در ميان دو الکترود قرار گرفت و جريان هايي تا 140 آمپر در آنها ايجاد شد. سپس در مدت زمان چند ثانيه الکترودها را تا حدودي از سيليکون ها جدا کردند و به اين ترتيب قوسي الکتريکي ايجاد شد که سيليکون را تبخير کرد. از اين قوس ، ذرات نوراني سيليکون خارج مي شد و گاهي گويهايي به اندازه يک توپ پينگ پنگ تشکيل مي شود که تا 8 ثانيه باقي مي ماند. از سطح تيره اين گويها بخارهايي خارج مي شود که سبب حرکت آنها در جهات مختلف مي شود. محققان برآورد کرده اند، دماي اين گويها حدود 700 درجه سانتيگراد است که مي تواند يک جسم پلاستيکي را ذوب کند. در آزمايش هايي که پيش از اين موفق به ايجاد آذرخش هاي گلوله اي در شرايط آزمايشگاهي شده بودند از ريزموجها استفاده شد و تنها يک هزارم ثانيه پس از خاموش شدن امواج ، اين گويها نيز ناپديد شدند. اين در حالي است که مدت زمان بقاي اين آذرخش ها صدها برابر آزمايشات قبلي است. محققان در تلاشند واکنشهاي شيميايي موثر در تشکيل اين اجرام و همچنين جايگزيني مواد ديگر مانند فلزات خالص به جاي سيليکون را مورد بررسي قرار دهند. منبع : جا م جم

مشاهده ي نوسان نوترينويي

نوترينوها به سه طعم متفاوتند. نوترينوي الكتروني، موؤوني و تآوني، اما مي توان از تركيب اينها هم نوترينو بوجود آورد! (كه اين باعث وجود نوسانات نوترينو از يك حالت به ديگري مي شود.)

علاوه بر اجرام آسماني، راكتورهاي زميني هم آنها را مي توانند توليد كنند. در كل راكتورهاي هسته اي چيزهاي زيادي مي سازند: گرما، برق، ميله هاي بي رمق سوخت و نوترينوها. نوترينوهاي توليد شده در راكتورها (يا بعبارت دقيقتر پاد نوترينوهاي الكتروني) نتيجه ي شكافت هسته اي درون قلب راكتور هستند. اما تعدادي از پادنوترينوهاي الكتروني كه به يكباره از راكتور خارج شده و به داخل زمين فرو مي روند، يكي از گسترده ترين پديده ها در تمام فيزيك را بنام توانايي وجود داشتن بسانِ يك تركيب از چندين وجود ديگر را بروز مي دهند. به اين معني كه، يك نوترينو مي تواند حقيقتا تركيبي از چندين (حداقل سه) نوترينو در قالب يكي باشد. در طول مسير حركت يك نوترينوي نوعي زير زمين، مي بينيم كه در جايي علائم نوترينوي الكتروني ظاهر مي شود، اما بعد از مدتي به شكل نوترينوي موؤوني تغيير ماهيت مي دهد.

نوسان ماهيت نوترينو


آشكارساز سينتيلاتور مايع پادنوترينوي كاميوكا ”كاملند“ KamLAND* اين حالت عجيب غريب از وجود داشتن نوترينوها را چند روز پيش توانست نشان دهد.

دستگاه ”كاملند“، (كه بطور ساده مي توان گفت يك مخزن غول پيكر از مايعي نور-فعال است كه بوسيله تعداد زيادي فوتوتيوب زيرنظر گرفته شده است)، بدنبال برهم كنشي بود كه در آن يك نوترينوي ورودي به يك پروتون ضربه اي بزند و دوتايي پوزيترون-نوتروينو ،كه قابل رديابيست، بوجود مي آيد. با توجه به قوانين فيزيك در قلب راكتورها، توان راكتورهاي مورد استفاده در ژاپن و كره، فواصل مجموعه ي راكتور-آشكارساز و مدت زمان آزمايش (حدود 45 روز) انتظار ميرفت كه 86 مورد از اين دست واكنشهاي واقعي مشاهده شوند، اما فقط 54 تا رخ داد. پژوهشگران نتيجه گرفتند كه بعضي از پديده ها بواسطه ي ناپديد شدن نوترينو قابل انجام نبودند. يعني احتمالا ماهيت نوترينوها در بين راه عوض شده است.

”كاملند“ در آزمايشگاه زيرزميني تويوما در ژاپن قرار دارد. اين دستگاه عملا تلسكوپيست كه كهكشانها را در آسمان نمي كاود، بلكه به درون قشري از خاك زميني زل زده و بدنبال نوترينوهاي بيرون زده از داخل مجموعه ي 69 راكتور در ژاپن و كره است.

اين نتيجه، تأييد محكمي براي پژوهش نوسانات نوترينوهاي خورشيدي كه بزرگ آشكارسازهايي چون كاميوكانده Kamiokande (در ژاپن) و مشاهده گر نوترينوي سادبري SNO (در كانادا) انجام دادند، نمي باشد، به يك دليل ساده كه ”كاملند“ پادنوترينو را بجاي نوترينو بررسي كرده است.

”كاملند“ با اين كارش، خدمت بزرگي به تحقيق نظري تقسيم پذير بودن هويت نوترينو كرد.

منبع:
Eguchi et al., paper submitted to Physical Review Letters

major-physics

برنامه های نجومی

یکی از پیشرفته ترین برنامه های شبیه ساز برای رصد ماه و عوارض سطحی آن (دره ها ، در یا ها ،کوه ها و)به همراه لیبراسون ، مناسب برای محاسبات رؤیت هلال ماه و...

حجم :11.4 مگابایت دانلود نرم افزار

نرم افزاری شبیه ساز برای پیش بینی زمان گذر ماهواره ها و ایستگاه فضایی بین المللی،مناسب برای منجمان آماتور.

حجم : 6.73 مگابایتدانلود نرم افزار

ماموریت سه بعدی سیاره سرخ، یک بازی بسیار جذاب فضایی برای کودکان

حجم : 3.18 مگابایت دانلود بازی

کتاب فارسی انوشه انصاری : از آغاز تا پایان سفر

دانلودکتاب

منبع: solid state physics

سرمايش مغناطيسي با افزايش مغناطيدگي

شكل جديدي از سرمايش مغناطيسي با مولكولهاي كوچك حلقوي شكل پديد آمد.
يكي از راههاي معمول سرمايش نمونه اي از ذرات اينست كه انرژي اضافه به محيط اطراف داده شود. راه ديگر براي چاييدن (chilling) اتمها كه با استفاده از چگاليدن بوز-انشتين صورت مي پذيرد، اينست كه بگذاريم اتمهاي داغتر از سيستم در بروند. در راه بعدي يعني سرمايش مغناطيسي هم از اسپين اتمها استفاده مي شود. اگر اسپينها را بصورت كامل يك سيستم بي دررو (از لحاظ گرمايي) در نظر بگيريم، با كاهش قدرت ميدانهاي مغناطيسي بكار رفته روي ماده، اسپينها بطور بي دررو ”سرد“ مي شوند. سپس مقداري از جنب و جوش و حرارت حركتهاي اتمي مولكولها به اسپينها منتقل مي شود و اين باعث سردشدن مولكولها مي شود.
اين ”نامغناطيدگي بي دررو adiabatic demagnetization“ بطور معمول در آزمايشگاههاي دماي پايين براي رسيدن به دماهايي حدود ميلي كلوين استفاده مي شود كه اين دما براي مطالعه ي هليوم 3 لازم است. اين قانون براي اسپين هسته ي اتمها هم استفاده مي شود و با اين شيوه مي توان در هسته ها مي توان به حدود دمايي 50 نانوكلوين در مس رسيد.
اينك فيزيكدانان دانشگاه ايرلانگن-نورنبورگ Erlangen-Nurnburg در آلمان براي اولينبار توانستند كاري بكنند كه با افزايش ميدان مغناطيسي بكار رفته روي مواد دماي آن پايين بيايد. اين ”مغناطيدگي بي دررو“ با استفاده از ”چرخهاي آهني ferric wheels“ (مولكولهاي حلقوي شكلي كه شش اتم آهن و كمي ناخالصي بشكل زير در خود دارد صورت پذيرفت.

شكل مولكولهاي چرخ آهني با ساختار NaFe₆ يا triethanolamin₆. در اين شكل مولكولهاي Fe⁺³ با رنگ قرمز نمايش داده شده اند، Na⁺ برنگ نارنجي، O با آبي ، N با سبز، C با زرد و اتمهاي H از قلم افتاده اند. عهده دار خاصيت مغناطيسي مولكول در واقع يونهاي Fe هستند.
منبع عكس: http://www.aip.org/mgr/png/2002/170.htm

پژوهشي اينچنين كه در آن برهمكنش بين اسپين و مولكول و همدوسي بين حالتها در طول زمان وجود دارد مي تواند براي علم كامپيوترهاي كوانتومي مفيد باشد.

لپ تاپ های ویژه المپیک 2008 Lenovo معرفی شد

لنووو لپتاپ های ویژه المپیک سال 2008 چین را معرفی کرد. این لپ تاپ های ویژه المپیک که در نگاه اول بسیار جذاب به نظر می آیند دارای ترکیب رنگ قرمز و مشکی هستند که کاملا مشابه مشعل المپیک 2008 است. توضیح اینکه دولت چین طراحی مشعل المپیک 2008 را هم به عهده Lenovo قرار داده بود. هنوز اطلاعات زیادی راجه به مشخصات سخت افزاری این لپتاپ ها ارائه نشده است اما جزئیات اولیه نشان میدهد که این کامپیوتر ها مجهز به LCD 12.1 اینچی XGA و پردازشگر اینتل Core 2 Duo هستند. در مورد قیمت این طرح هوشمندانه چیزی گفته نشده ولی میتوان با اطمینان این انتظار را داشت که مورد توجه بسیاری قرار خواهد گرفت.
منبع :www.narenji.ir

ربات با چرخشهايي شبيه مار

DAPWin حاصل تلاش انجمن رباتیک ایالت متحده آمریکاست. این یک ربات است که بر اساس ایده خزیدن مار بر روی سطوح طراحی شده است. مجموعه عظیم از موتور های کوچک و چرخ دنده ها و مارپیچ های موجود در پیکره این ربات چرخش در زوایا و مسیر های متفاوت را برای آن امکانپذیر می سازد.عکس بالا مجمو عه ای از 8 سروو موتور به همراه چرخ دنده ها و سیم بندی هایی ست که مسیر حرکت و چگونگی چرخش آن به کمک یک میکرو کنترولر برنامه ریزی شده است. DAPWin در مسابقه Robocup 2007 توانست نشان بهترین طراحی را به خود اختصاص دهد.

منبع :www.narenji.ir

تعریف واقعی نور چیست؟

تعریف دقیقی برای نور وجود ندارد، جسم شناخته شده یا مدل مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد. ولی لازم نیست فهم هر چیز بر شباهت مبتنی باشد. نظریه الکترومغناطیسی و نظریه کوانتومی با هم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می‌کنند که تمام پدیده‌های نوری را توجیه می‌‌کنند.

نظریه ماکسول درباره انتشار نور و بحث می‌‌کند در حالیکه نظریه کوانتومی بر هم کنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می‌‌دهد ازآمیختن این دو نظریه ،نظریه جامعی که کوانتوم الکترو دینامیک نام دارد،شکل می‌‌گیرد. چون نظریه‌های الکترو مغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده‌های مربوط به تابش بسیاری از پدیده‌های دیگر را نیز تشریح می‌کنند منصفانه می‌‌توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است. سرشت نور کاملاً شناخته شده است اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست؟
گسترده طول موجی نور
نور گستره طول موجی وسیعی دارد چون با نور مرئی کار می‌‌کنیم اغلب تصاویر و محاسبات در این ناحیه از گستره الکترومغناطیسی انجام می‌‌گیرد امّا روش‌های مورد بحث می‌‌تواند در تمام ناحیه الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار گیرند. ناحیه نور مرئی بر حسب طول موج از حدود 400 نانومتر (آبی) تا 700 نانومتر (قرمز) گسترده است که در وسط آن طول موج 555 نانومتر (نور زرد) که چشم انسان بیشترین حساسیت را نسبت به آن دارد یک ناحیه پیوسته که ناحیه مرئی را در بر می‌‌گیرد و تا فروسرخ دور گسترش می‌‌یابد. خواص نور و نحوه تولید سرعت نور در محیط‌های مختلف متفاوت است که بیشترین آن در خلاء و یا بطور تقریبی در هوا است در داخل ماده به پارامترهای متفاوتی بر حسب حالت و خواص الکترومغناطیسی ماده وابسته است. به‌وسیله کاواک جسم سیاه می‌‌توان تمام ناحیه طول موجی نور را تولید نمود. در طبیعت در طول موج‌های مختلف مشاهده شده امّا مشهورترین آن نور سفید است که یک نور مرکبی از سایر طول موج هاست. تک طول موج‌ها آن را به‌وسیله لامپ‌های تخلیه الکتریکی که معرف طیف‌های اتمی موادی هستند که داخلشان تعبیه شده می‌‌توان تولید کرد.
ماهیت‌های متفاوت نور

ماهیت ذره‌ای
ایزاک نیوتن در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت: پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌‌شوند. احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیط‌های همگن به نظر می‌‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌‌شوند که این امر را قانون می‌‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است.


ماهیت موجی
هم‌زمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629)طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با به کاربردن امواج اصلی و موجک‌های ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی اند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.


= ماهیت الکترومغناطیس === ماهیت‌های متفاوت نور

ماهیت ذره‌ای
ایزاک نیوتن در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت: پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌‌شوند. احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیط‌های همگن به نظر می‌‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌‌شوند که این امر را قانون می‌‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است.


ماهیت موجی
هم‌زمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629)طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با به کاربردن امواج اصلی و موجک‌های ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی اند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.

ماهیت‌های متفاوت نور ==
ماهیت ذره‌ای
ایزاک نیوتن در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت: پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌‌شوند. احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیط‌های همگن به نظر می‌‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌‌شوند که این امر را قانون می‌‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است.


ماهیت موجی
هم‌زمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629)طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با به کاربردن امواج اصلی و موجک‌های ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی اند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.


= ماهیت الکترومغناطیس === ماهیت‌های متفاوت نور

ماهیت ذره‌ای
ایزاک نیوتن در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت: پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌‌شوند. احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیط‌های همگن به نظر می‌‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌‌شوند که این امر را قانون می‌‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است.


ماهیت موجی
هم‌زمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629)طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با به کاربردن امواج اصلی و موجک‌های ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی اند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.

ماهیت الکترومغناطیس
بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ما امروزه می‌‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌‌شود. گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی، تابش فروسرخ نور مرئی از قرمز تا بنفش، تابش فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می‌‌باشد.

ماهیت کوانتومی نور
طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام "فوتون" انجام می‌‌گیرد.


بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ما امروزه می‌‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌‌شود. گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی، تابش فروسرخ نور مرئی از قرمز تا بنفش، تابش فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می‌‌باشد.


ماهیت کوانتومی نور
طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام "فوتون" انجام می‌‌گيرد ماهیت الکترومغناطیس
بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ما امروزه می‌‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌‌شود. گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی، تابش فروسرخ نور مرئی از قرمز تا بنفش، تابش فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می‌‌باشد.

ماهیت کوانتومی نور
طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام "فوتون" انجام می‌‌گیرد.


بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ما امروزه می‌‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌‌شود. گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی، تابش فروسرخ نور مرئی از قرمز تا بنفش، تابش فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می‌‌باشد.

ماهیت کوانتومی نور
طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام "فوتون" انجام می‌‌گیرد.


نظریه مکملی
نظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتون و هویگنس است. بنابرین گفته می‌‌شود که نور خاصیت دو گانه‌ای دارد بر خی از پدیده‌ها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آن را نشان می‌‌دهد و برخی دیکر مانند پدیده فتوالکتریک، پدیده کامپتون و ... با خاصیت ذره‌ای نور قابل توضیح هستند.

پرتوهای دیگر
برای این بخش از این مقاله منبعی نیامده‌است. لازم است بر طبق شیوه‌نامهٔ ارجاع به منابع منبعی برای آن ذکر شود.
فروسرخ:پرتو فروسرخ یا مادون قرمز تابشی است الکترومغناطیسی با طول موجی طولانی تر از نور مرئی اما کوتاهتر از تابش ریزموج. از آنجا که سرخ، رنگ نور مرئی با درازترین طول موج را تشکیل می‌دهد به این پرتو، فروسرخ یعنی پایین تر از سرخ می‌گویند.تابش فروسرخ طول موجی میان ۷۰۰ nm و ۱ mm دارد. گاما:با توجه به اینکه اشعه گاما دارای تشعشع الکترومغناطیسی است، آن فاقد بار و جرم سکون است. اشعه گاما موجب برهمکنشهای کولنی نمی‌گردد و لذا آنها برخلاف ذرات باردار بطور پیوسته انرژی از دست نمی‌دهند. معمولاً اشعه گاما تنها یک یا چند برهمکنش اتفاقی با الکترونها یا هسته‌های اتم‌های ماده جذب کننده احساس می‌کند. در این برهمکنش‌ها اشعه گاما یا بطور کامل ناپدید می‌‌گردد یا انرژی آن بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌یابد. اشعه گاما دارای بردهای مجزا نیست، به جای آن، شدت یک باری که اشعه گاما بطور پیوسته با عبور آن از میان ماده مطابق قانون نمایی جذب کاهش می‌یابد.فروپاشی گاما در فروپاشی گاما، هنگامی که یک هسته تحت گذارهایی از حالات برانگیخته بالاتر به حالات برانگیخته پایین‌تر یا حالت پایه آن می‌رود، تشعشع الکترومغناطیسی منتشر می‌گردد. معادله عمومی فروپاشی گاما بصورت زیر است:

AZX*-------->AZX + γ

که در آنX و X* به ترتیب نشان دهنده حالت پایه (غیر برانگیخته) و حالت با انرژی بالاتر است. قابل ذکر است که این فروپاشی با هیچ گونه تغییر در عدد جرمی (A) و عدد اتمی (Z) همراه نیست.

حالت برانگیخته هسته و حالت با انرژی پایین حاصل شده در اثر نشر پرتو گاما، فقط زمانی به عنوان ایزومر هسته‌ای در نظر گرفته می‌شود که نیمه عمر حالت برانگیخته به اندازه‌ای طولانی باشد که بتوان آن را به سادگی اندازه گیری نمود. زمانی که این حالت وجود داشته باشد، فروپاشی گاما به عنوان یک گذار ایزومری توصیف می‌گردد. اصطلاحات حالت نیمه پایدار یا حالت برانگیخته برای توصیف گونه‌ها در حالات انرژی بالاتر از حالت پایه نیز به کار می‌رود.

حالتهای فروپاشی گاما نشر اشعه گامای خالص: در این حالت فروپاشی گاما، اشعه گامای منتشر شده به‌وسیله یک هسته از یک فرآیند فروپاشی گاما برای کلیه گذارها بین ترازهای انرژی که محدوده انرژی آن معمولاً از 2 کیلو الکترون ولت تا 7 میلیون الکترون ولت است، تک انرژی است. این انرژیهای گذارها بین حالت کوانتومی هسته بسیار نزدیک هستند. مقدار کمی از انرژی پس زنی هسته با هسته دختر (هسته نهایی) همراه است، ولی این انرژی معمولاً نسبت به انرژی اشعه گاما بسیار کوچک بوده و می‌توان از آن صرفنظر کرد.


حالت فروپاشی بصورت تبدیل داخلی: در این حالت فروپاشی، هسته برانگیخته با انتقال انرژی خود به یک الکترون اربیتال برانگیخته می‌گردد، که سپس آن الکترون از اتم دفع می‌شود. اشعه گاما منتشر نمی‌شود. بلکه محصولات این فروپاشی هسته در حالت انرژی پایین یا پایه، الکترونهای اوژه، اشعه ایکس و الکترونهای تبدیل داخلی است. الکترونهای تبدیل داخلی تک انرژی هستند. انرژی آنها معادل انرژی گذار ترازهای هسته‌ای درگیر منهای انرژی پیوندی الکترون اتمی است.

با توجه به اینکه فروپاشی تبدیل داخلی منجر به ایجاد یک محل خالی در اربیتال اتمی می‌شود، در نتیجه فرآیندهای نشر اشعه ایکس و نشر الکترون اوژه نیز رخ خواهد داد.


حالت فروپاشی بصورت جفت: برای گذارهای هسته‌ای با انرژی‌های بزرگ‌تر از 1.02 میلیون الکترون ولت تولید جفت اگر چه غیر معمول است اما یک حالت فروپاشی محسوب می‌شود. در این فرآیند، انرژی گذرا ابتدا برای بوجود آمدن یک جفت الکترون – پوزیترون و سپس برای دفع آنها از هسته بکار می‌رود.

انرژی جنبشی کل داده شده به جفت معادل اختلاف بین انرژی گذار و 1.02 میلیون الکترون ولت مورد نیاز برای تولید جفت است. پوزیترون تولید شده در این فرآیند نابود خواهد شد.

نویسنده : fatima sh

برگرفته از سایت هوپا

ابرشاره ی ابررسانا

تحت ِ فشار و دمای بالا به نظر می رسه که هيدروژن ابررسانا ميشه. يعنی الکتريسيته را بدون مقاومت عبور می ده. اما ممکنه که «همزمان» مايعی بشه که بدون ِ اصطکاک جاری ميشه (يعنی ميشه ابرشاره).

تحت فشار بالا (در حد ميليون اتمسفر)؛ مثل شرايط داخل سياره ی مشتری؛ هيدروژن تبديل به فلز ِ مايع می شه و اگه دمای کمی بالای صفر مطلق باشه اين مايع ِ فلزی تبديل به ابررسانا می شه. علاوه بر ابررسانايی ِ الکترونی؛ در حول و حوش دمای صفر حالت ِ ابررسانايی پروتونی هم می تونه بيرون بزنه. حالتهای الکترونی و پروتونی ممکنه دست بدست ِ هم بـِدن و ابررسانا يی رو بسازن که در اون الکترون و پروتون به نوعی حرکت می کنن که حرکت ِ بی اصطکاک ِ جرمها رو بوجود بياد و هيچ بار الکتريکی هم حرکت نکنه.

آسل ِ سودبو Asle Sudbø از دانشگاه علم و صنعت ِ ترُندهيم Trondheim در نروژ با همکاری دو فيزيک پيشه ی دانشگاه کورنل اخيرا ويژگی های جديدی از اين «حالت ِ ابرشاره ی ابررسانا» و همچنين دو حالت ِ «ابررسانای نا-ابرشاره» و «حالت ِ ابرشاره ی نا-ابررسانا» را پيش بينی کرد. آنها با شبيه سازی تشخيص دادند که همه ی اين ۳ حالت ِ هليوم همزمان با هم تشکيل می شود که جدايی ِ اين حالتها با دما و ميدان مغناطيسی خارجی هستند.

يک ميدان مغناطيسی می تواند ابررساناها را به حالت ِ پنير ِ سوئيسی ببرد Swiss cheese که در آن حالت اين ميدان مغناطيسی خارجی به داخل ِ لوله هايی از ماده ی نا-ابررسانا نفوذ می کند. اين تيوبهای نا-ابررسانا را خطهای گردابی Vortex می نامند. دور ِ اين خطها الکترونها می چرخند.

در هليم مايعی که ابررسانای ابرشاره است؛ در دماهای پائين؛ خطهای گردابی ِ الکترون و پروتون با هم برخورد می کنند و يک شبکه ی ثابت fixed lattice تشکیل می دهند.

وقتی هيدروژن رو گرم می کنين بسته به قدرت ِ ميدان مغناطيسی دو چيز رخ ميده. در ميدان مغناطيسی ضعيف با گرم کردن گردابه های پروتونی از گردابه های الکترونی جدا ميشن. اين جدايی باعث ميشه که ابررسانايی خراب بشه و فقط ابرشارگی بمونه. اگر دما بسشتر بشه دو نوع خط ِ گردابی در هم می پيچن اما ديگه اين گردابه های مرکب روی شبکه ی ثابت ديگه نمی مونن و آزادانه حرکت می کنن که بهش ميگن «مايع ِ گردابه».

در اين حالت ديگه ماده بررسانا نيست چون جريان ِ الکتريکی تيوبهای شار مغناطيسی رو حرکت ميدن که باعث ميشه انرژی صرف بشه. مثل اينکه مقاومتی درون ماده بوجود بياد. اما هنوز ماده ابرشاره هست.

ابر درگير Super tangle خطهای گردابی الکترونی (آبی) و پروتونی (قرمز) بالا: این گردابه ها در شبکه ای محدود هستن. در شرايط ِ خاصی (شکل بالا) می تونن هم ابرشاره و هم ابررسانا تشکيل بدن. اما وقتی دما بالا ميره (شکل پايين) کم کم ابرشارگی و بعد ابررسانايی از دست ميره و در دمای بحرانی ميشه مايع معمولی.

ديويد سیپرلی David Ceperly از دانشگاه ايلينويز در Urbana-Champaign گفت: «اين فاز ِ ابرشاره ی ابررسانا ميتونه خيلی جالب باشه» اما شک دارم تو آزمايشگاه بشه حقيقتا ديدش. سوال اصلی اينه که آيا هيدروژن تو اون دما يخ ميزنه يا مايع باقی می مونه. محاسبات ِ کامپيوتری ديويد ميگه که يخ می زنه و اون مايع ِ گردابی و ... رخ نمی ده.

سودبو ميگه که به زودی آزمايش ميگه که ميشه اين حالت ِ ابرشاره ی ابررسانا رو ديد يا نه.

ديويد ليندلی

ترجمه: محمد ح. انصاری

منابع:

[1] K. Moulopoulos and N.W. Ashcroft, "Generalized Coulomb Pairing in the Condensed State," Phys. Rev. Lett. 66, 2915 (1991).
[2] E. Babaev, A. Sudbø, and N.W. Ashcroft, "A Superconductor to Superfluid Phase Transition in Liquid Metallic Hydrogen," Nature (London) 431, 666 (2004).
[3] E. Babaev, A. Sudbø, and N.W. Ashcroft, "Observability of a Projected New State of Matter: A Metallic Superfluid," Phys. Rev. Lett. 95, 105301 (2005).
[4] S. A. Bonev, E. Schwegler, T. Ogitsu, and G. Galli, "A Quantum Fluid of Metallic Hydrogen Suggested by First-Principles Calculations," Nature (London) 431, 669 (2004).

ويديو
گردابه های رقصان Dancing Vortices
در اين شبيه سازی گردابه های الکترونی (آبی) و گردابه های پروتونی (قرمز) در دمای کم و قشار بالا داخل هيليوم تشکيل ميشن. اولش فاز ابررسانای ابرشاره است. بعدش که دما زياد ميشه گردابه ها شروع به حرکت می کنن و از جای ثابتشون در شبکه جدا شده و کم کم بالاخره حالت ِ طبيعی مايع پيش مياد.MPEG 29.5 MB
MPEG 19.9 MB

نخستين فضاپيماي ناسا براي مطالعه ابرهاي يخي به فضا پرتاب شد

نخستين فضاپيماي ناسا براي مطالعه ابرهاي اسرارآميزي كه در ‪ ۵۰‬مايلي بالاي سطح زمين شناور هستند به فضا پرتاب شد.

به گزارش پايگاه اينترنتي آسوشيتدپرس، ابرهاي درخشان در شب كه اطراف مناطق قطبي جمع مي‌شوند و تنها در شب ديده مي‌شوند، در سال‌هاي اخير بيشتر و روشن‌تر شده‌اند.

اين ابرها اغلب در ماه‌هاي فصل تابستان و در عرض جغرافيايي ميان ‪۵۰‬ و ‪ ۶۰‬درجه شمال و جنوب استوا ديده مي‌شوند.

دانشمندان از اين تغييرات متحير شده‌اند اما برخي حدس مي‌زنند كه اين تغييرات مي‌تواند ناشي از تغييرات آب و هواي جهان باشد.

اين فضا پيما كه مدت دو سال به اين پديده جوي كه ابرهاي يخي نيز خوانده مي‌شود، مي‌پردازند و تلاش مي‌كند به سوال‌هاي اساسي مانند نحوه شكل‌گيري اين ابرها و اينكه آيا گرم شدن هواي جهان در نتيجه فعاليت‌هاي انساني عامل تغييرات جديد در اين ابرهاست، پاسخ دهد.

اين فضا پيما ‪ AIM‬مخفف "‪ "Aeromomy of Ice in the Mesosphere‬ناميده شده است.

فضا پيماي ياد شده كه توسط يك راكت "پگاسوس"(به معناي اسب بالدار) به فضا پرتاب شد به فضاي بالاي اقيانوس آرام رفت و در مدار حدود ‪ ۳۷۰‬مايلي بالاي زمين قرار گرفت.

‪ AIM‬در جريان اين ماموريت ‪ ۱۴۰‬ميليون دلاري از اين ابرها كه در ارتفاعات بالايي قرار دارند عكسبرداري مي‌كند و اندازه، فشار هوا، درجه حرارت و رطوبت آنها را اندازه مي‌گيرد.

ابرهاي يخي براي اولين بار در دهه ‪ ۱۸۸۰‬اندكي پس از يك انفجار آتش‌فشاني بزرگ در جزيره "كراكاتوا" در اندونزي كشف شدند.

از دهه ‪ ۱۹۸۰‬ماهواره‌هاي مستقر در فضا بطور دوره‌اي اين ابرها را مشاهده كرده‌اند اما فضاپيماي ‪ AIM‬اولين فضاپيمايي است كه كاملا به مطالعه اين ابرها اختصاص داده شده است.

فيزيك ذرات بنيادي

امروزه مدت زيادي نگذشته كه ثابت شده تمامي مواد از مولكول ها، مولكول ها هم از اتم ها، اتم ها از هسته ها و الكترون ها و هسته ها از پروتون ها و نوترون ها تشكيل شده اند اما پروتون ها و نوترون ها والكترون ها از چه چيزي تركيب يافته اند؟ اين ذزات ، ذرات بنيادي يعني ذرات غير قابل تجزيه نام دارند. با فرض اينكه تجزيه بيشتر آنها باعث مي شود كه به ذرات ديگري تبديل شود.

تاريخچه

در اواخر قرن بيستم دانشمندان درباره ساختمان پنهاني ذرات بنيادي به يك مطالعه سيستماتيك و مداوم پرداختند. اين مطالعه ابتدا از نوكلئون ها (اجزاي هسته ) يعني پروتون ها و نوترون ها شروع شد. عموما در فيزيك هسته اي اين كار مي توانست دردوخط اصلي ادامه يابد.

بررسي پديده هاي شامل ذرات بنيادي با فيزيك هسته اي

كوشش براي شكستن يا خرد كردن يك ذره بنيادي در صورت امكان و تبديل آن به اجزا تشكيل دهنده اش اگر اجزا تشكيل دهنده اي داشته باشد. براي اين منظور ذرات مشابه ديگر را با سرعت هاي حتي المقدور نزديك به سرعت نور شتاب داده و اين گلوله هاي شتاب دار را به ذرات بنيادي موجود در اتم هاي ديگر برخورد مي دهند. براي مثال براي بمباران هيدروژن يونيزه شده (يعني پروتون) از پروتون هاي شتابدار يا براي بمباران پروتون و ذرات آلفا از پروتون و ذرات آلفا ي ديگر استفاده گردد.

انرژي لازم براي اين عمل فقط مي تواند به كمك شتابدهنده هاي قوي ذرات باردار فراهم شود توليد ذرات باردار شتابدار براي دسترسي به انرژي هاي دهها ميليون و بالاخره دهها هزار ميليون الكترون ولت زماني يك كار بزرگ تلقي مي شد.

بررسي ساختمان ذرات بنيادي

اين روش بر اساس پديده آشناي نوري قرار داشت. هر چه ماده مورد مشاهده كوچكتر باشد طول موج نور تابانده شده به اين ماده بايستي كوتاهتر گردد. اگر طول موج نور از طول جسم بزرگتر باشد موج به آساني از اطراف جسم عبور كرده و چيزي ديده نمي شود. و اگر از طول جسم كوچكتر باشد موج منعكس شده بازتاب نور) و جسم روشن شده و قابل رويت مي گردد.

ديدگاه موجي ذرات

دوبروي (De Broglie) كشف كرد كه هر چه ذرات سريعتر حركت كنند خواص موجي بيشتري از خود نشان مي دهد. پس از اين كشف تهيه نوعي ميكروسكوپ الكتروني ممكن گرديد كه در آنها الكترون با انرژي 100Kev شتاب داده مي شد. اين ميكروسكوپ رويت اجسام با قطر چند انگستروم را ميسر مي سازد. كه هر آنگستروم برابر 8- ^ 10 سانتيمتر مي باشد.

مطابق نظريه دوبروي هرچه ذرات سنگين تر بوده و سريعتر حركت كند ، طول موج معادل آن كوتاهتر خواهد بود. اين مطالب نشان مي دهد اگر الكتروني تا انرژي چند صد ميليون الكترون ولت شتاب داده شود طول موجش آنقدر كوچك مي شود كه متناسب با اندازه ذرات هسته اي شده و مي تواند براي بررسي ساختمان هسته اتمي بكار رود.

ساختار فيزيك ذرات بنيادي

- از بازتاب و پخش اين فيزيك امواج براي اندازه گيري ذرات داخل هسته استفاده مي شود. اگر الكتروني تا انرژي يك يا دو هزار ميليون الكترون ولت شتاب يابد طول موج الكترون چندين مرتبه كوچكتر از قطر ذرات هسته اي مي شود. اين فيزيك امواج تحقيق ساختمان پروتون هاو نوترون ها را ممكن مي سازد از روزي كه دانشمندان به يك "توپخانه اتمي قوي" مسلح شدند.ذرات جديد اتمي يكي پس از ديگري كشف گرديد.

- انرژي معادل با يك ميليون الكترون ولت موجب كشف الكترون مثبتي به نام پوزيترون شد. شتاب دهنده هايي با صدها ميليون الكترون ولت تهيه مصنوعي مزون ها را ممكن ساخت. مزون ها اولين بار در پرتوهاي كيهاني كشف شدند.توسعه شتابدهنده هاي با انرژي بسيار زياد موجب كشف ضد ذرات گرديد.ضد ذرات تشكيل دهندگان اصلي ضد ماه مي باشد كه عمده ترين انها عبارتند از: ضد پروتون ، ضد نوترون و غيره.

- بسياري از ذرات كشف شده ، ذرات ناپايدارند آنها پس از يك دوره زماني بسيار كوتاه تجزيه شده و به تعدادي ذرات كوچكتر و پايدارتر تبديل مي شود اين ذرات كوچكتر پايدارتر شامل : الكترون ها ، نوترون ها ، اشعه گاما و يا نوترينو ها مي باشند.

- ذرات ناپايدار ممكن است به ضد ذرات معادل خود كه اصولا پايدارترند ، تبديل مي گردند.

- همانگونه تا بحال معلوم شده هيچيك از ذرات بنيادي شناخته شده نمي توانند به اجزا كوچكتر شكسته شوند. آنها همگي به نام ذرات بنيادي معرفي شده است به همين دليل نشان مي دهد كه ساختماني ندارند.

تقسيم بندي ذرات ناپايدار :

ذرات ناپايدار بدو گروه به صورت زير تقسيم مي شوند:

- يك دسته از آن شامل ذرات سنگين تر از الكترون ولي سبك تر از پروتون است كه مزون (Meson) نام دارند.

- گروه ديگر شامل ذرات سنگين تر از پروتون است كه هيپرون(Hyperon) خوانده مي شوند. هيپرون ها فقط به ذرات هسته اي از جمله پروتون ها و نوترون ها تجزيه مي شوند.

منبع : دانشنامه رشد

در جستجوي زمان موهومي

منبع / نويسنده : www.sharghnewspaper.com

استفن هاوكينگ - ترجمه سليمان فرهاديان

پس از سال 1985 كم كم مشخص شد كه تئورى تار (ريسمان) تصوير كاملى نيست. اول آن كه مشخص شد كه تارها فقط يك عضو از دسته وسيعى از موضوعاتى هستند كه مى توان آنها را به بيش از يك بعد گسترش داد. پال تونسند كه همانند من يكى از اعضاى بخش رياضى كاربردى و فيزيك نظرى در كمبريج است و بسيارى از پژوهش هاى بنيادى اين حوزه را انجام داده است، نام پ-برين را براى آنها برگزيده است. هرپ-برين در جهت داراى طول است. بنابراين يك برين با تار است و برين با يك سطح يا غشا و به همين ترتيب تا آخر. به نظر مى رسد كه هيچ دليلى وجود ندارد كه تار هاى با را بر ساير مقدار هاى ممكن ترجيح دهيم. در عوض بايد اصل موكراسى را بپذيريم: تمام تارها به طور برابر ايجاد شده اند.

تمام تارها را مى توان به عنوان راه حل هايى براى معادلات نظريه هاى ابرگرانش در 10 يا 11 بعد در نظر گرفت. هر چند كه ابعاد 10 گانه يا 11 گانه با فضا زمانى كه درك مى كنيم، چندان شباهتى ندارد؛ اما در توجيه اين نكته گفته مى شود كه 6 يا 7 بعد ديگر چنان پيچ خورده و كوچك شده اند كه متوجه وجود آنها نمى شويم و فقط ? بعد باقيمانده را كه بزرگ و تقريباً مسطح هستند، درك مى كنيم.

لازم است يادآور شوم كه شخصاً از پذيرفتن ابعاد بالاتر چندان خرسند نبوده ام. اما از آنجا كه اثبات گرا هستم، پرسش «آيا ابعاد بالاتر واقعاً وجود دارند؟» بى معنى است. فقط مى توان پرسيد آيا مدل هاى رياضياتى با ابعاد بالاتر توصيف مناسبى از جهان ارائه مى دهد يا خير. ما تاكنون مشاهداتى نداشتيم كه براى تفسير آنها به وجود ابعاد بالاتر نيازى باشد. با اين همه اين احتمال وجود دارد كه اين ابعاد را در برخورد دهنده بزرگ هادرون كه در ژنو قرار دارد، مشاهده كنيم. اما آنچه كه بسيارى از افراد و از جمله مرا متقاعد ساخته است كه مدل هاى با ابعاد بالاتر را جدى تلقى كنند، آن است كه شبكه اى از ارتباط هاى غيرمنتظره كه دوگانگى ناميده مى شود، در اين مدل ها وجود دارد. اين دوگانگى ها نشان مى دهد كه مدل ها اصولاً معادل يكديگرند، به عبارت ديگر اين مدل ها جنبه هاى مختلف يك نظريه بنيادى هستند، كه نظريه ام-تئوري نام گرفته است.

اگر وجود اين شبكه از دو گانگى ها را نشانه اى از حركت در مسير صحيح ندانيم، تقريباً مثل آن است كه فكر كنيم خداوند فسيل ها را در صخره ها قرار داده است تا داروين در مورد تكامل حيات گمراه شود. اين دوگانگى ها نشان مى دهد كه 5 نظريه ابرتار مبانى فيزيكى يكسانى را بيان مى كند و از لحاظ فيزيكى معادل ابرگرانش است. نمى توان گفت كه ابر تارها بنيادى تر از گرانش است يا برعكس، ابر گرانش بنيادى تر از ابرتار. بلكه اين نظريه ها بيان هاى متفاوتى از يك نظريه بنيادى است كه هركدام از آنها براى محاسبه در موقعيت هاى مختلف مفيد واقع مى شوند. نظريه هاى تار براى محاسبه حوادثى كه هنگام برخورد چند ذره با انرژى بالا و تفرق آنها روى مى دهد، مناسب است زيرا فاقد بى نهايت ها است. با اين همه اين نظريه براى توصيف چگونگى تابدار شدن جهان به وسيله انرژى تعداد زيادى ذره يا تشكيل حالت محدود مثل سياهچاله فايده چندانى ندارد. براى چنين وضعيت هايى به ابر گرانش نياز است كه اصولاً از نظريه فضا زمان خميده اينشتين همراه با بعضى موضوع هاى ديگر تشكيل شده است. اين تصويرى از عمده مطالبى است كه پس از اين در مورد آنها صحبت خواهم كرد.

مناسب است براى تشريح اينكه چگونه تئورى كوآنتوم به زمان و فضا شكل مى دهد، ايده زمان موهومى را بيان كنيم. شايد به نظر برسد زمان موهومى برگرفته از داستان هاى علمى تخيلى باشد، اما زمان موهومى در رياضيات مفهومى كاملاً تعريف شده است: زمان موهومى زمانى است كه با اعداد موهومى سنجش مى شود. مى توان اعداد حقيقى معمولى همانند 1، 2، 5/3- و غيره را به صورت مكانشان روى خطى كه از چپ به راست امتداد دارد در نظر گرفت: صفر در وسط خط، اعداد حقيقى مثبت در سمت راست و اعداد منفى حقيقى در سمت چپ قرار دارند.

اعداد موهومى را مى توان به صورت مكانشان روى خط عمود در نظر گرفت: صفر باز هم در وسط خط قرار دارد، اعداد موهومى مثبت رو به بالا و اعداد موهومى منفى رو به پايين ترسيم مى شود. بنابراين اعداد موهومى را مى توان به صورت نوع جديدى از اعداد، عمود بر اعداد حقيقى معمولى در نظر گرفت. از آنجايى كه اين اعداد ساختارى رياضياتى هستند لازم نيست كه به طور فيزيكى تحقق يابند، هيچكس نمى تواند به تعداد عدد موهومى پرتقال داشته باشد يا صاحب يك كارت اعتبارى با صورت حساب اعداد موهومى باشد.

ممكن است كسى فكر كند كه اين گفته ها به اين معنى است كه اعداد موهومى فقط يك بازى رياضى است كه با دنياى واقعى كارى ندارد. با اين همه از ديدگاه فلسفه اثبات گرا نمى توان تعيين كرد كه چه چيزى واقعى است. تنها كارى كه مى توانيم انجام دهيم اين است كه دريابيم كدام مدل هاى رياضى جهانى را كه در آن زندگى مى كنيم، توصيف مى كند. معلوم مى شود كه مدل رياضياتى شامل زمان موهومى نه تنها آثارى را كه پيش از اين مشاهده كرديم، پيش گويى مى كند، بلكه آثارى را پيش گويى مى كند كه تاكنون نتوانسته ايم اندازه گيرى كنيم، ولى به دلايل ديگر، آنها را باور داشتيم. پس چه چيز واقعى و چه چيز موهومى است؟ آيا اين دو فقط در ذهن ما متمايز از يكديگرند؟

نظريه نسبيت عام كلاسيك (يعنى غير كوآنتومى) اينشتين زمان واقعى را با سه بعد ديگر فضا ادغام مى كند تا فضا زمان چهار بعدى را به وجود آورد.اما جهت زمان واقعى با سه جهت ديگر زمان تفاوت داشت؛ خط جهانى يا تاريخ يك ناظر در زمان واقعى هميشه افزايش مى يابد (به عبارت ديگر زمان هميشه از گذشته به سوى آينده حركت مى كند.) ولى سه بعد ديگر فضا هم مى توانند كاهش يابند و هم افزايش به عبارت ديگر مى توان در فضا تغيير جهت داد اما نمى توان در خلاف جهت زمان حركت كرد.

از طرف ديگر، از آنجايى كه زمان موهومى عمود بر زمان واقعى است، همانند جهت فضايى چهارم رفتار مى كند و بنابراين زمان موهومى مى تواند شامل احتمال هايى بيش از مسير راه آهن زمان واقعى باشد كه داراى آغاز و پايان است يا روى يك مسير بسته حركت مى كند. با توجه به اين مفهوم موهومى است كه مى گوييم زمان داراى شكل است.

مقاومت

مقاومت چیست؟ مقاومت ها اجزایی هستند که مقاومت مدار را زیاد می کنند . آنها از موادی با هدایت کم و در اندازه ها و شکل های متنوع ساخته شده اند .

مقاومت الکتریکی

عبور جریان الکتریکی از هادی ها از بسیاری جهات شبیه عبور گاز از یک لوله است . اگر این لوله پر از پشم فلزی یا ماده مختلتی باشد ، این شباهت ها بیشتر می شود . اتم های نشکیل دهنده سیم هادی از عبور الکترون ها جلوگیری می کنند ، همانطور که الیاف پشم فلزی مانع عبور مولکولهای گاز می شوند . حال می خواهیم ببینیم که مقاومت هادی ها به غیر از جنس فلز به چه عواملی دیگری بستگی دارد .

تاثیر سطح مقطع بر مقاومت الکتریکی

مقاومت هر جسمی به الکترونهای آزاد آن بستگی دارد . می دانید که واحد شدت الکتریکی آمپر ( A ) است . یک آمپر یعنی این که 6/28ضرب در 10 به توان 18 الکترون آزاد در هر ثانیه از هر نقطه سیم عبور می کند . پس یک هادی خوب باید به مقدار کافی الکترون آزاد داشته باشد تا جریان الکتریکی با چندین آمپر بتواند از آن عبور کند .

بنا بر این طبق شکل هرگاه پهنای فلز افزایش یابد ، در حقیقت سطح مقطع زیادتر و در نتیجه ، مقاومت کم تر می شود . پس سطح مقطع عکس مقاومت عمل می کند

تاثیر طول هادی بر مقاونت الکتریکی

شاید تصور کنیئ که با افزایش طول هادی عبور جریان راحت تر می شود ولی چنین نیست . اگر چه در یک قطعه مسیبلند تر تعداد بیشتری الکنرون آزاد وجود دارد ولی الکترونهای آزاد اضافی در طول سیم ، در اندازه گیری جریان الکتریکیداخل نمی شود . در واقع هر طول معین از هادی ، مقدار معینی مقاومت دارد و هر چه سیم طویل تر باشد ، مقاومت بیتر می شود .

تغییرات مقاومت به طول سیم

نکته : تغییر طول و سطح مقطع به میزان دو برابر مقاومت را تغییر نمی دهد

اندازه گیری مقاومت الکتریکی در مدار

مدارهای الکتریکی به دو نوع بسته می شوند : سری یا موازی

اندازه گیری مقاومت الکتریکی در مدارسری :

در مدار سری همانگونه که از نامش پیدا است مقاومت ها به دنبال هم بسته شده اند پس باید تمامی مقدار آنها را با هم جمع کرد

اندازه گیری مقاومت الکتریکی در مدار موازی :

در مدار موازی باید حاصل ضرب تمام مقاومت ها را تقسیم بر مجموع مقاومت ها کرد .

کاربرد مقاومت های الکتریکی

مقاومت های اهمی برای اضافه کردن مقاومت مدارهای الکتریکی به کار می روند . در حقیقت ، آنها اجسامی هستند که در مقابل عبور جریان مقاومت زیادی از خود نشان می دهند . موادی که غالباٌ در مقاومت ها به کار می روند عبارتند از کربن ، آلیاژ مخصوص از فلزاتی از قبیل نیکروم ، کنستانتان و منگانان . مقاومت اهمی را طوری به مدار می بندیم که جریان همان طور که از بار الکتریکی و منبع ولتاژ عبور می کند ، از آن هم بگذرد . در این صورت مقاومت کل مدار مجموع مقاومت های بار الکتریکی ، منبع ولتاژ ، سیم های رابط و مقاومت اهمی است . توجه داشته باشید که فقط با اضافه کردن یک مقاومت اهمی مناسب به مدار می توان مقاومت کل مدار را به اندازه ی دلخواه تغییر داد .

انواع مقامت ها

1- مقاومت های ترکیبی

2- مقاومت های سیم پیچی

3- مقاومت های لایه ای

طبقه بندی مقاومت های از نظر نوع کار

1- مقاومت های ثابت : مقاومت های ثابت دو سیم رابط دارند که به دو انتهای مقاومت متصل است . اصولا مقدار این نوع مقاومت های ثابت است ولی بعضی از آنها دارای مقاومتهای متفاوتی هستند . این مقاومت ها به دو دسته ی الف - مقاومت ها زبانه دار و ب - مقاومتهای قابل تنظیم تقسیم می شوند .

الف) مقاومت های زبانه دار : در این نوع مقاومت ها علاوه بر دو سیم انتهایی ، سر سیم های دیگری بین دو سر مقاومت وجود دارد . با اتصال ترمینال های مختلف به مدار مقاومت های متفاوتی حاصل می شود . هر یک از این مقاومت ها دارای مقاومت ثابتی هستند .

ب) مقاومت های قابل تنظیم : دیدید که مقاومت های ثابت قابلیت انعطاف ندارند ، زیرا مقاومتشان کاملا تعیین شده و مقدار آن تغییر نا پذیر است . مقاومت های زبانه دار تا حدودی قابلت انعطاف دارند ، چون بیش از یک مقدار مقاومت می توان از آنها بدست آورد . با وجود این تعداد مقاومت هایی را که می توان از آنها بدست آورد به 3 یا 4 محدود می شود . آنچه اغلب مورد نیاز است ، مقاومتی است که بوسیله آن بتوان حدود معینی از مقاومت را از 0 تا 1 حد اکثر بدست آورد . این مقاومت ها طوری ساخته نشده اند که بتوان آنها را پیوسته تغییر داد . در واقع ، هنگام نصب این مقاومت ها در مدار، آنها را روی مقاومت دلخواه تنظیم کرده و سپس با همان مقاومت در مدار کار می کنند .

2- مقاومت های متغییر : در بسیاری از وسایل الکتریکی مقدار بعضی از مقاومتها باید پیوسته تغییر کند ، پیچ ولوم رادیو ، کنترل کننده روشنایی تلویزیون از آن جمله اند . مقاومتهای متغیر مقاومتهایی هستند که پیوسته می توان مقدار آنها را تغییر داد .

به آن دسته از مقاومت هاي متغير ، " وابسته " گفته مي شود که به وسيله عواملي از قبيل نور ، حرارت ، ولتاژ و ... مقدار مقاومتشان تغيير کند . اين مقاومت ها انواع مختلفي دارد که عبارت اند از :

الف- مقاومتهاي تابع حرارت THERMISTOR (Tehrmally sensitive resistor):

مقدار اهم اين مقاومت ها تابع حرارت است . يعني ، در اثر حرارت ميزان مقاومتشان تغيير مي کند. مقاومت هاي حرارتي را تحت عنوان " ترميستور" مي شناسيم . در اين مقاومت ها تغييرات مقدار مقاومت نسبت به تغييرات دما خطي نيست. از اين مقاومت ها در مدارهابه صورت حس کننده(Sensor) هاي حرارتي در مسير دستگاه هاي الکتريکي نظير موتورهاي الکتريکي ، کوره ها ، سيستم هاي تهويه و تبريد استفاده مي شود . به طور کلي ترميستورها در مداراتي که دما را اندازه گيري يا کنترل مي کنند به کار مي روند و در دو نوع ساخته مي شوند . 1- ترميستور با ضريب حرارتي مثبت (PTC): که با افزايش دما مقدار مقاومت آن افزايش مي يابد . و 2- ترميستور با ضريب حرارتي منفي (NTC) : که با افزايش دما مقدار مقاومتش کاهش مي يابد .

ب- مقاومت هاي تابع نور LDR(Light Dependent Resistor):

مقدار مقاومت تابع نور تابع تغييرات شدت نور تابيده شده به سطح آن است. مقاومت تابع نور در فضاي تاريک داراي مقاومت خيلي زياد (در حد مگا اهم ) و در روشنايي داراي مقاومت کم ( در حد کيلو يا اهم ) است . مقاومت هاي LDR را " فتو رزيستور " هم مي نامند . براي اينکه نور روي عنصر مقاومتي فتورزيستور اثر گذارد معمولا سطح ظاهري آن را با شيشه يا پلاستيک شفاف مي پوشانند . از اين مقاومت در مدارات الکترونيکي به عنوان تشخيص دهنده ي نور (نور سنج ) استفاده مي شود . از جمله کاربردهاي اين مقاومت استفاده ي آن در دوربين هاي عکاسي و کليدهاي نوري و چشم هاي الکترونيکي است .

ج- مقاومت هاي تابع ولتاژ VDR ( Voltage Dependent Resistor ) : مقاومت هاي تابع ولتاژ ، مقاومت هايي هستند که متناسب با تغيير ولتاژ ، مقاومت آنها تغيير مي کند تا همواره ولتاژ يکساني در مدار وجود داشته باشد . مقاومت VDR را تحت عنوان " واريستور " نيز مي شناسند . مقدار اهم اين مقاومت ها با ولتاژ رابطه ي معکوس دارد . يعني با افزايش ولتاژ مقدار اهم آنها کاهش مي يابد . واريستورها به پلاريته ي ولتاژ اعمال شده وابسته نيستند که اين خود مزيتي براي اين نوع مقاومت ها محسوب مي شود ، زيرا براي استفاده در مدارات AC بسيار مناسب هستند. از جمله کاربرهاي اين مقاومت ها عبارتند از : 1- تثبيت کنندهاي ولتاژ 2- حفاظت مدارها در مقابل اضافه ولتاژها در لحظات قطع و وصل کليد .

د-مقاومت هاي تابع ميدان مغناطيسيMDR(Magnetic Dependen Resistor):

مقاومت هاي تابع ميدان به مقاومت هايي گفته مي شود که به سبب اثر ميدان مغناطيسي بر آنها مقدار اهمشان تغيير مي کند . در ساخت اين مقاومت ها از نيمه هادي هايي استفاده شده که داراي ضريب حرارتي منفي هستند. به همين دليل در صورت افزايش دما مقدار مقاومت آن ها کاهش مي يابد .

نحوه تعیین مقدار مقاومت ها از روی کد رنگی :

رنگ اولین نوار نشان دهنده اولین عدد صحیح مقدار مقاومت است و رنگ دومین نوار نشان دهنده دومین عدد صحیح مقدار مقاومت است . رنگ سومین نوار نشان دهنده ضریب مقاومت است . رنگ نوار چهارم حدود خطا ( تلرانس ) را معین می کند .

دانلود تولبار وبلاگ

با رفتن به این سایت میتوانید تولبار وبلاگ ما را دانلود نمائید:

دانلود

فيزيك نظري مشكلات و راه حل ها

نوشته : حسين جوادي
روش استقرايي و ديفرانسيلي:
جهان بيني علمي در فيزيك نظري با كارهاي گاليله آغاز شد. هرچند كه تلاشهاي گاليله زيربناي فيزيك را تشكيل داد، اما اين تلاشها ريشه در نگرشهاي جديد به پديده هاي فيزيكي داشت كه مهمترين آنها را مي توان در آثار برونو و كپلر مشاهده كرد. برونو به طرز ماهرانه اي در آثار خود تشريح كرد كه همه ي ستارگان جهان نظير خورشيد هستند. كپلر با ارائه سه قانون خود نشان داد كه حركت سيارات قانونمند است و يك نظم منطقي در حركت، دوره تناوب و مسير آنها وجود دارد.

گاليله آزمايشهاي زيادي انجام داد تا بتواند حركت اجسام را در يكسري قوانين كلي خلاصه كند. در اين ميان آزمايش سطح شيبدار گاليله از همه مشهورتر است. اما نمي توان تاثير نگرش گاليله را در پيشرفت علم به اين آزمايشها خلاصه كرد. در حقيقت گاليله نوعي نگرش منطقي به پديده هاي فيزيكي داشت كه تا آن زمان بي سابقه بود. اين نگرش زيربناي روش استقرايي را در فيزيك تشكيل داد و بتدريج به ساير علوم گسترش يافت.

هرچند آزمايشهاي گاليله از نظر كمي و كيفي با آزمايشهاي امروزي قابل مقايسه نيست، اما آزمايشهاي بسيار پيچيده و پيشرفته امروزي نيز از همان قاعده ي نگرش استقرايي گاليله پيروي مي كنند. به اين ترتيب گاليله زير ساخت فيزيك را ايجاد كرد و نحوه ي برخورد علمي با طبيعت را نشان داد. اما نتيجه ي اين تلاشها به صورت تشريحي بيان مي شد.

سالها بعد نيوتن نتايج به دست آمده توسط گاليله را فرمول بندي و در قالب يكسري معادلات رياضي ارائه كرد و ساختار فيزيك كلاسيك را مدون ساخت. قانون جهاني گرانش نيوتن دست آورد بزرگي بود. نيوتن براي توجيه پديده هاي فيزيكي " نگرش ديفرانسيلي" را جايگزين روش انتگرالي كرد. در روش انتگرالي همواره نتايج مورد نظر است. در حاليكه در نگرش ديفرانسيلي تحليل روند رسيدن به نتايج مورد بحث قرار مي گيرد و جواب هاي خاص را مي توان از ان به دست اورد. به عنوان مثال قوانين كپلر را با قانون جهاني گرانش نيوتن مقايسه كنيد. در قوانين كپلر نمي توان دوره ي گردش يك سياره را از روي دوره ي گردش سياره ي ديگر استخراج كرد. علاوه بر آن هر سه قانون كپلر مستقل از هم هستند. در حاليكه در قانون نيوتن مي توان دوره گردش همه ي سيارات به دور خورشيد را به دست آورد.

بنابراين مي توان گفت گاليله روش استقرايي را به وجود آورد و نيوتن روش ديفرانسيلي را ابداع كرد. لذا تاثير تلاشهاي گاليله و نيوتن در پيشرفت علوم ممتاز و غير قابل انكار و در عين حال بي نظير است.

مشكلات قوانين نيوتن

هنگاميكه نيوتن قوانين حركت و قانون جهاني جاذبه را ارائه كرد، اين قوانين از نظر منطقي با اشكالات جدي همراه بود. قانون دوم نيوتن تا سرعتهاي نامتناهي را پيشگويي مي كرد كه با تجربه سازگار نيست. قانون دوم به صورت F=ma ارائه شده است كه طبق آن نيروي وارد شده به جسم مي تواند تا بي نهايت سرعت آن افزايش دهد. اين امر با مشاهدات تجربي قابل تطبيق نيست. مشكل بعدي كنش از راه دور بود. يعني اثر نيروي جاذبه با سرعت نامتناهي منتقل مي شد. تاثير از راه دور همواره مورد انتقاد قرار قرار داشت.

اما مهمترين مشكل قوانين نيوتن در قانون جهاني جاذبه وي بود و خود نيوتن نيز متوجه آن شده بود.

نيوتن دريافت كه بر اثر قانون جاذبه او، ستاركان بايد يكديگر را جذب كنند و بنابراين اصلاً به نظر نمي رسد كه ساكن باشند. نيوتن در سال 1692 طي نامه اي به ريچارد بنتلي نوشت "كه اكر تعداد ستارگان جهان بينهايت نباشد، و اين ستارگان در ناحيه اي از فضا پراكنده باشند، همگي به يكديگر برخورد خواهند كرد. اما اكر تعداد نامحدودي ستاره در فضاي بيكران به طور كمابش يكسان پراكنده باشند، نقطه مركزي در كار نخواهد بود تا همه بسوي آن كشيده شوند و بنابراين جهان در هم نخواهد ريخت."

اين برداشت نيز با يك اشكال اساسي مواجه شد. بنظر سيليجر طبق نظريه نيوتن تعداد خطوط نيرو كه از بينهايت آمده و به يك جسم مي رسد با جرم آن جسم متناسب است. حال اكر جهان نامتناهي باشد و همه ي اجسام با جسم مزبور در كنش متقابل باشند، شدت جاذبه وارد بر آن بينهايت خواهد شد.

مشكل بعدي قانون جاذبه نيوتن اين است كه طبق اين قانون يك جسم به طور نامحدود مي تواند ساير اجسام را جذب كرده و رشد كند، يعني جرم يك جسم مي تواند تا بينهايت افزايش يابد. اين نيز با تجربه تطبيق نمي كند، زيرا وجود جسمي با جرم بينهايت مشاهده نشده است.

مشكل بعدي قوانين نيوتن در مورد دستكاه مرجع مطلق بود. همچنان كه مي دانيم حركت يك جسم نسبي است، وقتي سخن از جسم در حال حركت است، نخست بايد ديد نسبت به چه جسمي يا در واقع در كدام چارچوب در حركت است. دستگاه هاي مقايسه اي در فيزيك داراي اهميت بسياري هستند. قوانين نيوتن نسبت به دستگاه مطلق مطرح شده بود. يعني در جهان يك چارچوب مرجع مطلق وجود داشت كه حركت همه اجسام نسبت به آن قابل سنجش بود. در واقع همه ي اجسام در اين چارچوب مطلق كه آن را "اتر" مي ناميدند در حركت بودند. يعني ناظر مي توانست از حركت نسبي دو جسم سخن صحبت كند يا مي توانست حركت مطلق آن را مورد توجه قرار دهد.

براين اساس مايكلسون تصميم داشت سرعت زمين را نسبت به دستگاه مطلق "اتر" به دست آورد. مايكلسون يك دستگاه تداخل سنج اختراع كرد و در سال 1880 تلاش كرد طي يك آزمايش سرعت مطلق زمين را نسبت به دستگاه مطلق "اتر" به دست آورد. نتيجه آزمايش منفي بود. (براي بحث كامل در اين مورد به كتابهاي فيزيك بنيادي مراجعه كنيد.) با آنكه آزمايش بارها و بارها تكرار شد، اما نتيجه منفي بود. هرچند مايكلسون از اين آزمايش نتيجه ي مورد نظرش به دست نياورد، اما به خاطر اختراع دستگاه تداخل سنج خود، بعدها برنده جايزه نوبل شد.

نسبيت خاص

براي توجيه علت شكست آزمايش مايكلسون نظريه هاي بسياري ارائه شد تا سرانجام اينشتين در سال 1905 نسبيت خاص را مطرح كرد. نسبيت خاص شامل دو اصل زير است:

1 - قوانين فيزيك در تمام دستگاه هاي لخت يكسان است و هيچ دستگاه مرجع مطلقي در جهان وجود ندارد.

2 - سرعت نور در فضاي تهي و در تمام دستگاه هاي لخت ثابت است.

در نسبيت سرعت نور، حد سرعت ها است، يعني هيچ جسمي نمي تواند با سرعت نور حركت كند يا به آن برسد.

نتيجه اين بود كه قانون دوم نيوتن بايد تصحيح مي شد. طبق نسبيت جرم جسم تابع سرعت آن است، يعني با افزايش سرعت، جرم نيز افزايش مي يابد وهر جسمي كه بخواهد با سرعت نور حركت كند بايد داراي جرم بينهايت باشد. لذا قانون دوم نيوتن بصورت زير تصيح شد.

F=dp/dt=d(mv)/dt=vdm/dt+mdv/dt

m=m0/(1-v^2/c^2)^1/2

بنابر اين جرم تابع سرعت است و با افزايش سرعت، جرم نيز افزايش مي يابد. هنگاميكه سرعت جسم به سمت سرعت نور ميل كند، جرم به سمت بينهايت ميل خواهد كرد و عملاً هيچ نيرويي نمي تواند به آن شتاب دهد.

از طرف ديگر طبق نسبيت جرم و انرژي هم ارز هستند، يعني جرم جسم را مي توان بصورت محتواي انرژي آن مورد ارزيابي قرار داد. بنابراين انرژي داراي جرم است. اما در نسبيت نور از كوانتومهاي انرژي تشكيل مي شود كه آن را فوتون مي نامند و با سرعت نور حركت مي كند. اين سئوال مطرح شد كه اكر انرژي داراي جرم است و فوتون نيز حامل انرژي است كه با سرعت نور حركت مي كند، پس چرا جرم آن بينهايت نيست؟

پاسخ نسبيت به اين سئوال اين بود كه جرم حالت سكون فوتون صفر است. در حاليكه رابطه ي جرم نسبيتي در مورد جرم حالت سكون غير صفر بر قرار است. لذا در نسبيت با دو نوع ذرات سروكار داريم، ذراتي كه داراي جرم حالت سكون غير صفر هستند نظير الكترون وذراتي كه داراي جرم حالت سكون صفر هستند مانند فوتون. در نسبيت تنها ذراتي مي توانند با سرعت نور حركت كنند كه جرم حالت سكون آنها صفر باشد.

مشكل نسبيت خاص در اين است كه جرم نسبيتي آن (جرم بينهايت) مانند سرعت بينهايت در مكانيك كلاسيك با تجربه تطبيق نمي كند. يعني هيچ نمونه ي تجربي كه با جرم بينهايت نسبيت تطبيق كند وجود ندارد.

علاوه بر آن در نسبيت و حتي در مكانيك كوانتوم توضيحي وجود ندارد كه نحوه ي توليد فوتون را با سرعت نور توضيح بدهد. و چرا فوتون در حالت سكون يافت نمي شود. آيا فوتون از ذرات ديگري تشكيل شده است؟ اگر جواب منفي است اين سئوال مطرح مي شود كه فوتون هاي مختلف با يك ديگر چه اختلافي دارند؟ در حاليكه همه ي فوتون ها با انرژي متفاوت با سرعت نور حركت مي كنند. آزمايش نشان داده است كه فوتون در برخورد با ساير ذرات قسمتي از انرژي خود را از دست مي دهد. حال اين سئوال مطرح مي شود كه فرض كنيم فوتون شامل ذرات ديگري نيست، اين را بايد توضيح داد وقتي قسمتي از آن جدا مي شود و باز هم داراي همان خواص اوليه است ولي با انرژي كمتر؟ يعني فوتون قابل تقسيم است، هر ذره ي قابل تقسيمي بايد شامل زير ذره باشد.

واقعيت اين است كه فوتون در شرايط نور توليد مي شود و اجزاي تشكيل دهنده آن نيز بايستي با همان سرعت نور حركت كنند و حالت سكون فوتون يعني تجزيه ي آن به اجزاي تشكيل دهنده اش.

از طرفي مي دانيم جرم و انرژي هم ارز هستند، آيا اين منطقي است كه مي توان سرعت جرم را تغيير داد اما سرعت انرژي ثابت است؟

نسبيت عام:

نسبيت خاص داراي يك محدوديت اساسي بود. اين محدوديت ناشي از آن بود كه رويدادهاي فيزيكي را در دستگاه هاي لخت مورد بررسي قرار مي داد، در حاليكه در جهان واقعي دستگاه ها شتاب دار هستند. هرچند مي توان در بر رسي برخي رويداد ها به دستگاه هاي لخت بسنده كرد، اما اين دستگاه ها براي بررسي تمام رويدادها ناتوان هستند.

اينشتين در سال 1915 نسبيت عام را ارائه كرد و نسبيت خاص به عنوان حالت خاصي از نسبيت عام در آمد.

نسبيت عام بر اساس اصل هم ارزي تدوين شد.

اصل هم ارزي:

قوانين فيزيك در يك ميدان جاذبه يكنواخت و در يك دستگاه كه با شتاب ثابت حركت مي كند، يكسان هستند.

به عنوان: فرض كنيم يك دستگاه مقايسه اي با شتاب ثابت در حركت است. مشاهدات در اين دستگاه نظير مشاهدات در يك ميدان گرانشي يكنواخت است در صورتي كه شدت ميدان گرانشي برابر شتاب دستگاه باشد، يعني:

a=g

باشد، در اين صورت مشاهدات يكسان خواهد بود.

مهمترين دستاورد نسبيت عام توجيه مدار عطارد بود. بررسي هاي نجومي نشان داده بود كه نقطه حضيض عطارد جابه جا مي شود. بيش ار يكصد سال بود كه فيزيكدانان متوجه ان شده بودند، اما نمي توانستند با قوانين نيوتن توجيه كنند. اما نسبيت عام توانست أن را توجيه كند. بنا بر نسبيت، گرانش اثر هندسي جرم بر فضاي اطراف خود است. كه فضا-زمان ناميده مي شود. يعني جرم فضاي اطراف خود را خميده مي كند و مسير نور در اطراف آن خط مستقيم نيست، بلكه منحني است. در سال 1919 انحناي فضا را اهنگام كسوب كامل خورشيد با نوري كه از طرف ستاره ي مورد نظري به سوي زمين در حركت بود و از كنار خورشيد مي گذشت مورد تحقيق قرار دادند كه با پيشگويي نسبيت تطبيق مي كرد. اين موفقيت بسيار بزرگي براي نسبيت بود. از آن زمان به بعد توجه به ساختار هندسي و خواص توپولوژيك فضا بررسي واقعيت هاي فيز يكي را به حاشيه راند.

مضافاً اين كه گرانش را از فهرست نيروهاي اساسي طبيعت در فيزيك نظري حذف كرد. مشكلات اساسي نسبيت را مي توان به صورت زير فهرست كرد: 1- مشكل نسبيت با مكانيك كوانتوم- مكانيك كوانتوم ساختار ريز و كوانتومي كميت ها و واكنش متقابل آنها را مورد بررسي قرار مي دهد. به عبارت ديگر نگرش مكانيك كوانتوم بر مبناي كوانتومي شكل گرفته است. در اين زمينه تا جايي پيش رفته كه حتي اندازه حركت و برخي ديگر از كميتها را كوانتومي معرفي مي كند. اين نتايج بر مبناي يكسري شواهد تجربي مطرح شده و قابل پذيرش است. علاوه بر آن تلاشهاي زيادي انجام مي شود پديده هاي بزرگ جهان را با قوانين شناخته شده در مكانيك كوانتوم توجيه كنند. حال به نسبيت توجه كنيد كه فضا-زمان را پيوسته در نظر مي گيرد. بنابراين نسبيت با مكانيك كوانتوم ناسازگار است.

تلاشهاي زيادي انجام شده تا به طريقي يك همانگي منطقي و قابل قبول بين نسبيت و مكانيك كوانتوم ايحاد شود. در اين مورد كارهاي ديراك شايان توجه است كه مكانيك كوانتوم نسبيتي را پايه گذاري كرد و آن را توسعه داد. اما در مورد نسبيت عام موفقيت چنداني نصيب فيزيكدانان نشده است. 2- پيچيدگي و عدم وجود تفاهم در نسبيت- پيچيدگي نسبيت موجب شده كه تفاهم منطقي بين فيزيكدانان در مورد نتايج و پيشگويي هاي نسبيت وجود نداشته باشد. به عبارت ديگر نسبيت شديداً قابل تفسير است. اين تفاسيرگاهي چنان متناقض هستند كه حتي فيزيكدان بزرگي نظير استفان هاوكينگ نظر خود را تغيير داد. البته اين براداشتهاي متفاوت از نسبيت ناشي از گذشت زمان نيست، بلكه از آغاز حتي براي خود اينشتين كه نسبيت را مطرح كرد وجود داشت. به عنوان مثال: اينشتين از سال 1917 شروع به تدوين يك نظريه قابل تعميم به عالم يرد.

وي با مشكلات حل نشدني رياضي برخورد كرد. به همين دليل در معادلات گرانش عبارت مشهور " پارامتر عالم " را وارد كرد. ملاحظات وي در اين موضوع بر دو فرضيه مبتني بود. 1- ماده داراي چگالي متوسطي در فضاست كه در همه جا ثابت و مخالف صفر است. 2- بزرگي " شعاع " فضا به زمان بستگي ندارد. در سال 1922 فريدمان نشان داد كه اگر از فرضيه دوم چشم پوشي شود، مي توان فرضيه اول را حفظ كرد بي آنكه در معادلات به پارامتر عالم نيازي باشد. فريدمان بر اين اساس يك معادله ي ديفرانسيل به صورت زير ارائه كرد: (dR/dt)^2 - C/R+K=0 در واقع سالها قبل از كشف هابل در مورد انبساط فضا، فريدمان دقيقاً كشفيات او را پيش بيني كرده بود. معادله ي فريدمان معادله ي اصلي كيهان شناخت نيوتني است و بدون تغيير در نظريه نسبيت عام نيز صادق است.

اينشتين بر همه نتايج به دست آمده توسط فريدمان اعتراض كرد و مقاله اي نيز در اين باب انتشار داد. سپس حقايق را در فرضيه فريدمان ديد و با شجاعت كم نظيري طي نامه اي كه براي سردبير مجله آلماني فرستاد به اشتباه خود در محاسباتش اعتراف كرد. بيشتر مشيلات نسبيت ناشي از خواصي است كه به علت وجود ماده براي فضا قايل مي شوند. كه در آن هندسه جاي فيزيك را مي گيرد. زماني پوانكاره گفته بود كه اگر مشاهدات ما نشان دهد كه فضا نااقلبدسي است، فيزيكدانان مي توانند فضاي اقليدسي را قبول كرده و نيروهاي جديدي وارد نظريه هاي خود كنند. اما نسبيت چنين نكرد و ماهيت پديده هاي فيزيكي را به دست فراموشي سپرد. هرچند پديده هاي فيزيكي را بدون ابزار محاسباتي، اعم از جبري و هندسي نمي توان توجيه كرد، اما فيزيك نه هندسه است و نه جبر، فيزيك، فيزيك است وبس!!! 3- مشكل گرانش نيوتني در نسبيت همچنان باقي است- در نسبيت فضا-زمان داراي انحناست. هرچه ماده بيشتر و چگالتر باشد، انحناي فضا بيشتر است.

سئوال اين است كه اين انحناي فضا تا كجا مي انجامد؟ در نسبيت انحناي فضا مي تواند چنان تابيده شود كه حجم به صفر برسد. براي آنكه ماده بتواند چنان بر فضا اثر بگذارد كه حجم به صفر برسد، بايد جرم به سمت بي نهايت ميل كند. يعني نسبيت نتوانست مشكل قانون گرانش را در مورد تراكم ماده در فضا حل كند، علاوه بر آن بر مشكل افزود. زيرا قانون نيوتن مي پذيرد كه ماده تا بي نهايت مي تواند متمركز شود، اما حجم صفر با آن سازگار نيست. اما نسبيت علاوه بر آن كه مي پذيرد ماده مي تواند تا بي نهايت متراكم شود، پيشگويي مي كند كه حجم آن نيز به صفر مي رسد.

چه بايد كرد؟

1 - مشاهدات تجربي نشان مي دهد كه قانون جهاني گرانش نيوتن (يا حجم صفر نسبيت) بايد مجدداً مورد بررسي قرار گيرد.

2 - قانون دوم نيوتن نياز به برسي مجدد دارد، اما نه به گونه كه افزايش جرم (انرژي) را تا بي نهايت بپذيرد. جرم-انرژي بينهايت در نسبيت مانند سرعت بي نهايت در م كانيك نيوتني غير واقعي و با مشاهدات تجربي ناسازگار است.

3 - ساختار هندسي فضا تابع چگالي ماده است كه از نيروي گرانش آن ايجاد مي شود. به عبارت ديگر اين نيروي گرانش است كه ساختار هندسي فضا را شكل مي دهد، نه شكل هندسي فضا موجب ايجاد پديده اي مي شود كه ما آن را گرانش مي ناميم. در واقع گرانش نه تنها يك نيروي اساسي است، بلكه منشاء توليد انرژي است.

4 - در ساختار كلان حهان همان قانوني حاكم است كه در كوچكترين واحدهاي كميت هاي طبيعت حاكم است. يعني قوانين جهان ميكروسكپي را مي توان به جهان ماكروسپي تعميم داد.

نتيجه: مكانيك كلاسيك، مكانيك كوانتوم و نسبيت را بايد همزمان مورد بررسي مجدد قرار داد و اين كاري است كه:

Theory of CPH آن را انجام داده است.

ديرك و مكانيك كوانتوم نسبيتي -Paul Adrien Maurice Dirac

رياضي دان و فيزيك دان بريتانيايي (1983-1902)
Paul Adrien Maurice Dirac
فيزيك مكانيك كوانتوم 1933
ديرك، فرزند مردي از اهالي سوئيس، در بريستول انگلستان چشم به جهان گشود. پس از فارغ التحصيلي در مهندسي برق از دانشگاه بريستول در سن 19 سالگي به يك باره خود را بيكار يافت. و چون نتوانست كاري پيدا كند، تقاضاي عضويت در دانشگاه كمبريج را كرد و پذيرفته شد. كمتر از ده سال به دريافت جايزه نوبل، براي سهم مهمي كه در تاسيس مكانيك كوانتومي داشت، نائل آمد. او در 1926 از دانشگاه كمبريج درجه دكترا گرفت و پس از چندي به مقام استادي رياضي آن دانشگاه دست يافت و تا هنگام بازنشستگي اش در 1969 مقامش را حفظ كرد. و در 1961 استاد فيزيك دانشگاه فلوريدا شد.

ديرك نمونه اي بود از دانشمندي كناره گير، و هنوز هم چنين است، در حالي كه دوست داشت با همكاران و رفقاي خود درباره مسافرتش به شرق يا هر موضوع ديگري صحبت كند، ترجيح مي داد كه بررسي هايش را به تنهايي انجام دهد.

بازديدي كه وي از دانشگاه گوتينگن به عمل آورد، به علت پيش آمدن مسئله معماآميزي بود كه فكر رياضيدانان و فيزيكدانان را به خود مشغول داشته بود. راه حل غيرعادي كه ديرك براي حل آن مسئله يافت، مهارت وي را در ورزش هاي سريع ذهني نشان مي داد.

ديرك از ميان تمامي كشفيات رياضي خود، به خصوص به يكي از آنها مي باليد كه اتفاقا آن يكي هيچ سهمي در شهرت و معروفيت وي نداشته است. وي ضمن صحبت با همسر يكي از اعضاي دانشكده به شال گردني كه آن زن مي بافت چشم دوخته بود. پس از فراغت از كار مطالعاتي سعي كرد حركت سريع سوزن بافندگي را در دست هاي آن زن در ذهن خود مجسم كند و به اين نتيجه رسيد كه از طريق ديگري هم مي توان سوزن را به كار برد. شتابان نزد آن خانم رفت تا كشف خود را به او بگويد: ولي معلوم شد كه اين طريقه را هم قرن هاست كه خانم ها مي دانند.

اما اگر اين كشف را از دست داد در عوض سهم مهمي در تاسيس نظريه نسبيتي كوانتوم داشت. مكانيك موجي كه در آن زمان چند سالي بيش از عمرش نگذشته بود، ابتدا توسط شرودينگر در مورد حركت عادي (غيرنسبيتي) بيان شد يعني در مورد حركت ذراتي با سرعت هاي كمتر نسبت به سرعت نور. فيزيكدانان نظري در تلاش بودند كه اين دو نظريه مهم را به يكديگر پيوند دهند؛ نظريه نسبيت و نظريه كوانتوم. گذشته از اين، معادله موجي شرودينگر الكترون را همچون نقطه اي در نظر مي گرفت و هرگونه تلاش براي آنكه معادله به الكترون گرداني تعلق گيرد كه داراي خواص يك مغناطيس كوچك باشد به نتيجه رضايت بخشي نرسيده بود.

در يادداشت معروفي كه به سال 1930 انتشار يافت، ديرك معادله جديدي را بيان كرد كه اكنون به نام خود او خوانده مي شود. و به وسيله آن با يك تير دو نشان زد. اين معادله در مورد تمام وسايل نسبيتي صدق مي كرد و به الكترون نيز، صرف نظر از سرعت حركت آن تعلق مي گرفت. و در ضمن اين نتيجه از آن حاصل مي شود كه الكترون بايد به صورت فرفره مغناطيسي شده كوچكي رفتار كند. معادله نسبيتي موجي ديرك پيچيده تر از آن است كه بتوان در اين مختصر بدان پرداخت. اما بي ترديد كاملا درست است.

ولي معادله ديرك، با تمام حسني كه داشت، فورا به اشكالاتي بسيار جدي منجر شد و علتش همان توفيقي بود كه در پيوند دادن نسبيت و كوانتوم به دست آورده بود. بنا بر نظريه نسبيت، الكترون ها فقط مايلند كه از يك تراز انرژي به تراز ديگر بجهند، و در اين جهش، انرژي خود را به شكل كوانتوم هاي نور صادر كنند، چرا نبايد بتوانند از تراز پرانرژي به ترازهاي كم انرژي بجهند. تنها راهي كه ديرك به وسيله آن اين اشكال را مورد بحث قرار داد اين بود كه فرض كرد تمام حالات انرژي منفي را الكترون هايي با بار منفي پر كرده اند و الكترون هايي كه در حالت انرژي مثبت هستند بنا بر «اصل اخراج پاولي» مجاز نيستند كه به حالات پايين بيايند. البته به اين مفهوم كه خلا ديگر خلا نيست و پر شده از الكترون هايي با بار منفي كه در هر سو و با هر سرعت در حركتند. در واقع هم هر واحد حجم خلاء بايد محتوي تعداد بي شماري از اين ذرات باشد.

در سال كه فيزيكدان آمريكايي، كارل اندرسن، الكترون هاي پرانرژي موجود در رگبارهاي اشعه كيهاني را در يك «اتاق ابري» پي جويي مي كرد، با تعجب مشاهده كرد كه عكس ها انحراف نيمي از الكترون ها را به يك سو نشان مي دهد، حال آنكه نيم ديگر به سوي مخالف انحراف يافته اند. بنابراين مخلوطي به نسبت ?0 درصد از الكترون هايي با بار مثبت و ?0 درصد از الكترون هايي با بار منفي وجود داشته است كه هر دو داراي يك جرم بوده اند، الكترون هاي مثبت سوراخ هايي در اقيانوس پيشنهادي ديرك بوده اند كه نتوانسته اند به مقام پروتون ها برسند. اما به سهم خود، همچون ذراتي نمايان شده اند. آزمايش هايي كه با الكترون هاي مثبت، كه اغلب آنها را پوزيترون مي نامند، انجام گرفت همه پيش گويي هاي متكي بر نظر ديرك را كاملا تاييد مي كند. ديرك در نخستين ويرايش از اثر كلاسيك خود با عنوان «اصول مكانيك كوانتوم» را منتشر ساخت و در جايزه نوبل فيزيك با شرودينگر سهيم شد.

کنترل سرعت واکنش‌های شیمیایی با لیزر

فیزیکدان‌های کانادایی برای نخستین بار از نور لیزر به عنوان یک کاتالیست برای کنترل واکنش‌های شیمیایی استفاده کردند. به گزارش سرویس «فن‌آوری» خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، این روش‌ می‌تواند ابزاری مناسب برای دستکاری خواص مواد در سطح مولکولی باشد.
هنگامی که شیمیدان‌ها به طور سنتی از نور لیزر برای کنترل واکنش‌ها استفاده می‌کنند، مقداری از این نور توسط مولکول‌های هدف جذب می‌گردد، البته این فرآیند، امری ناخواسته و دائمی است.
در این روش جدید که (DSC)‌Dynamic Stark Control نامیده می‌شود، هیچ نوری جذب نمی‌شود و همین امر نیز باعث شده تا این روش شبیه به کاتالیست‌های شیمیایی سنتی باشد.
این روش توسط آلبرت استولو و همکارانش در مؤسسه Ottawa’s Steacie توسعه یافته است و در آن از میدان الکتریکی وابسته به پالس‌ لیزری فوق‌سریع برای اصلاح سطوح انرژی مولکولی که چگونگی واکنش را مشخص می‌کند؛ استفاده کرده‌اند.
در واقع کاتالیست‌های سنتی معمول نیز که تا حد زیادی شیمیایی هستند به منظور اصلاح نتایج واکنش شیمیایی در سطوح انرژی مولکولی تغییر ایجاد می‌کنند اما این دسته از کاتالیست‌ها به راحتی قابل توسعه و طراحی نیستند. اما DSC از طریق پالس‌های لیزری فوق سریع عمل کرده و می‌تواند برای واکنش‌های خاص نیز طراحی شود.
استولو همچنین توضیح داده است که این دسته از کاتالیست‌ها به شیمیدان‌ها اجازه خواهند داد تا سطوح انرژی را در مقیاس‌های زمانی مشابه با زمان انجام یک واکنش تنظیم کنند. بدین ترتیب می‌توان گفت DSC می‌تواند تحولی عظیم در کاتالیست‌ها ایجاد کند.

او می‌گوید: با دستیابی به توانایی به کارگیری اختیاری نیروهای الکتریکی برای مولکول‌های در حال واکنش و همچنین تنظیم دینامیکی آنها در مقیاس‌های زمانی، می‌توان دیدگاه جدیدی نسبت به طبیعت نیروهای الکتریکی‌ که واکنش‌های شیمیایی را تحت تأثیر قرار می‌دهند، به دست آورد.

طبق گفته‌های استولو، DSC به زودی جزء مهمی از جعبه ابزار کنترل کوانتومی، برای دستکاری مواد در سطح مولکولی، خواهد شد. او معتقد است DSC می‌تواند به منظور کنترل کلید‌های مولکولی در سیستم‌های کوانتومی اطلاعات، بهبود تصاویر نوری، تک سلولی‌ها و یا حتی انجام عمل‌های جراحی تک سلولی‌ها در مقیاس مولکولی، به کار رود.

به گزارش ایسنا از ستاد ویژه توسعه فن‌آوری نانو، استولو و همکارانش از پالس لیزر مادون قرمز با دوره تناوب 150 فمتوثانیه برای مولکول‌های IBr استفاده کردند، این امر باعث تجزیه آن به برم و ید شد. اتم‌های برم دارای دو حالت اتمی متفاوت می‌باشند که محققان پس از استفاده از پالس لیزری تغییرات نسبتاً زیادی در این دو حالت اتمی مشاهده کردند.

در این روش، به دلیل پایین‌تر بودن شدت پالس‌های اعمال شده از آستانه یونیزه شدن مولکول‌ها هیچ نور لیزری جذب نمی‌کنند.

مواد سازنده عدسی عینک

امروزه در بیشتر کشورهای پیشرفته چیزی حدود 95 در صد عدسیهای عینک از مواد پلاستیکی ساخته می شود پلاستیک بدلیل سبکی و ایمنی ذاتی آن بطور کلی جایگزین شیشه شده و عنوان نخستین انتخاب برای مواد عدسیهای عینک را بخود اختصاص داده است مقدار اندکی استفاده از شیشه بطور کلی مربوط به شیشه های دارای ضریب انکساری بالا (بالاتر از 1.8)و همچنین عدسیهای فتوکرومیک با ویژگیهای خاص مانند شیشه های CPF شرکت corning می گردد
اطلاعاتی که بطور معمول در مورد مواد عدسیهای عینک منتشر می شود عبارتند از :
1-ضریب انکسار
2- دانسیته
3-عدد Abbe
4- UV cut off point
اگر ضریب انکسار ماده ای مشخص باشد دو مورد دیگر از ویژگیهای مواد سازنده عینک مانند عامل تغییر انحناء( CVF) و انعکاس از سطح آن ماده را که با ρ نشان داده می شود را می توان بدست آورد
ضریب انکساری : ضریب انکساری نسبت سرعت یک طول موج مشخص نور در هوا به سرعت همان طول موج نور در محیط منکسر کننده نور می باشد.

در حال حاضر در بریتانیا و آمریکا ضریب انکساری بر اساس طول موج خط d هلیم ( با طول موج nm587.56)اندازه گیری می شود در حالیکه در قاره اروپا بر اساس خط eجیوه (با طول موج nm546.07)اندازه گیری می شود
توجه کنید که میزان ضریب انکساری با خط e جیوه بیشتر از d هلیم می باشد بنابراین وقتی که میزان ضریب انکسارماده ای بر حسب خط e جیوه داده می شود بنظر می رسد که آن ماده ضریب انکساری بیشتری دارد.

ممكن است گاهي وقتها لازم باشد تا بدانيم چه ميزان تغيير در حجم و ضخامت يك عدسي خاص وقتي كه به جاي شيشه استاندارد كرون از ماده ديگري استفاده شود روي خواهد داد اين اطلاعات را از CVF مي توان بدست آورد CVFامكان مقايسه مستقيم ضخامت عدسيهاي ساخته شده از مواد مختلف با شيشه استاندارد كرون را فراهم مي آوردبراي مثال ماده اي با ضريب انكسار 1.70 داراي CVF=0.75 مي باشد كه اين بدين مفهوم مي باشد كه در صورت جايگزيني اين ماده بجاي شيشه كرون كاهشي معادل 25%در ضخامت عدسي روي خواهد داد.
يكي از استفاده هاي مهم CVF تبديل قدرت عدسي كه قرار است ساخته شود به معادل آن از جنس كرون است و اين كار بسادگي با ضرب قدرت عدسي در CVFآن ماده امكان پذير مي باشد براي مثال فرض كنيد ما مي خواهيم يك عدسي 10.00-ديوپتر را از ماده اي به ضريب انكسار 1.70 داشته باشيم معادل همين عدسي از جنس شيشه كرون ازضرب 10.00 × 0.75 كه مساوي 7.50-مي شود بدست مي آيد به عبارت ديگر استفاده از ماده اي به ضريب شكست 1.70 عدسي اي به قدرت 10.00-ايجاد مي كند كه از نظر ساير مشخصات شبيه يك عدسي به قدرت 7.50- از جنس كرون مي باشد.
ماده اي به ضريب شكست 1.60 داراي CVF=0.87 مي باشد . بنابراين ما انتظار داريم كه در صورت ساختن عدسي اي از اين ماده 13 %كاهش در ضخامت داشته باشيم و يك عدسي 10.00- ديوپتر از اين ماده مشابه يك عدسي به قدرت 8.75-از شيشه كرون مي باشد CVFيك ماده در واقع نسبت انكسار شيشه كرون به انكسار توسط آن ماده خاص مي باشد ( n-1 ) /0.523 و در واقع انحناءبدست آمده براي آن قدرت خاص از جنس شيشه كرون را با انحناءشيشه همان قدرت وقتي كه از جنس ماده مورد نظر ساخته شود را با هم مقايسه مي كند
عدسيهاي ساخته شده از مواد پلاستيكي با CR39 مقايسه مي گردند
يك استفاده عملي ديگر CVF تعيين ميزان تقريبي ضريب انكساري يك عدسي ناشناخته است كه بعدا در باره آن بحث خواهيم كرد.

دانسيته:
دانسيته يك ماده مشخص كننده ميزان سنگيني آن ماده مي باشد و مقايسه دانسيته موادمختلف مي تواند تغييرات احتمالي را كه ممكن است در اثر استفاده از يك ماده خاص در ساخت عدسي مورد نظر ما روي دهد را بيان مي كند دانسيته معمولا بر حسب گرم وزن يك سانتي متر مكعب از هر ماده بيان مي گردد دانسيته عدسيهايي كه از مواد داراي ضريب انكساري بالا ساخته مي شوند بيشتر از دانسيته شيشه كرون است اما براي مقايسه وزن عدسيهاي ساخته شده از مواد مختلف لازم است تا حجم را نيز در نظر بگيريم براي مثال اگر دانسيته ماده اي 3.0 ذكر شود اين بدين مفهوم است كه اين ماده 20%سنگين تر از شيشه كرون است
بطور كلي در صورتي كه كاهش ايجاد شده در حجم (كه از رويCVF مشخص مي گردد)بيشتر از افزايش دانسيته باشد عدسي نهايي ساخته شده از شيشه كرون سنگين تر نخواهد بود براي مثال يك شیشه CVFباضریب شكست 1.802 حدود 0.63 است كه نشاندهنده اين است كه 35%كاهش حجم در مقايسه با شيشه كرون وجود خواهد داشت اما دانسيته اين ماده 3.7 است كه به مفهوم اين است كه اين ماده 48%سنگين تر از شيشه كرون در واحد حجم مي باشد ما مي توانيم پيش بيني كنيم كه شيشه داراي ضريب انكسار 1.802 چيزي حدود 15% سنگين تر از معادل آن كه از شيشه كرون ساخته شده است مي باشد.