فیزیک و سایر

تبليغات

فیزیک و سایر

مزارع اسمانی

The city’s sewer would

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

مزارع اسمانی

1.مزارع در اسمان

مرکز شهر منهتن در آمريکا، جايي براي کشاورزي پيدا نمي کنيد، اما تا دلتان بخواهد کافي شاپ، فروشگاه ها و سوپرمارکت هاي پر زرق و برق ديده مي شود. اما تصور کنيد در چنين نقطه اي از جهان محصولات کشاورزي طبيعي در بهترين شرايط اقليمي رشد کنند. دانشمندان دانشگاه کلمبيا ايده اي استثنايي ارايه کرده اند که هر ذهني را به خود مشغول مي کند. چشم انداز آنها به آينده آن است که به زودي در افق مرئي نيويورک و ساير شهرهاي آمريکا، آسمان خراش هاي جديدي ديده مي شوند: مزارع کشاورزي عمودي. طرح کلي اين ايده بسيار ساده است. تصور کنيد ساختماني در 30 طبقه با ديوارهاي شيشه اي که در راس آنها يک صفحه خورشيدي غول پيکر خودنمايي مي کند. هر يک از اين طبقات تخت هايي غول پيکر براي گياهان کشاورزي هستند که در حقيقت چون مزارع کشاورزي طبقه بندي شده، مورد استفاده قرار مي گيرند. حال تصور کنيد که سيستم آبياري اين مزرعه چگونه خواهد بود؟ شايد آنچه که در مزرعه عمودي بيش از هر چيز به نظر خارق العاده آيد، سيستم آبياري فوق مدرن آن باشد. بر اساس اين ايده منحصر به فرد، تمامي محصولات کشاورزي و حتي دام هاي کوچک در محيطي تحت کنترل در شلوغ ترين مکاني که بتوان تصور آن را کرد رشد خواهند يافت. تحقق اين ايده به معناي آن است که هيچ هزينه انتقال و آلودگي هاي زيست محيطي ناشي از پرورش و حمل و نقل محصولات کشاورزي وجود نخواهد داشت. تمامي اين پروژه زاييده تصور منحصر به فرد پرفسور «ديک دپومير» از دانشگاه کلمبياست. او و دانشجويانش با بررسي فناوري هاي فعلي به اين نتيجه رسيده اند که مي توان مزارع کشاورزي و پرورش دام را در آسمان بنا کرد. اين ايده از هر نظر تحسين برانگيز است. پرفسور دپومير مي گويد: اين مزرعه امکاني را فراهم مي کند که طي آن برخي مزارع فعلي کشاورزي به جنگل تبديل شده و اين خبر خوشي براي فعالان برنامه هاي ضد گرمايش زمين است. انرژي مورد نياز در اين پروژه عظيم از صفحه خورشيدي بزرگي حاصل مي شود، با اين حال کوره هاي سوزاندن بقاياي گياهان نيز در نظر گرفته شده است تا از آنها به عنوان منبع سوختي نيز استفاده شود. نکته جالب تر آن است که تمام آب به کار رفته در اين پروژه بازيافت مي شود. اکنون همه چيز براي ساخت اين مجموعه بي نظير آماده است و تنها يک مورد باقي مي ماند: پول براي ساخت.

سیستم های بدون خاک که به هیدروپونیک معروف است به طور دائم نیازمند تغذیه شدن به وسیله ی موار غذایی بوده و تانک های پرورش ماهی نیازمند تخلیه دائمی آب های آلوده هستند با جفـت و جور کردن این دو سیستم و ایجاد سیستم اکواپونیک نقطه ضعف هر دو سیستم تبدیل به نقطه قوت می شود چون آب های ضایعاتی و خروجی از تانک تغذیه ماهی ها تبدیل به کود برای گیاهان شده و همزمان گیاهان آب های آلوده را پاک می کنند . این سیستم انتقال اتوماتیک تسمه ای توسظ شرکتی به نام ارگانیتک ایجاد شده که تخصص آن اتوماسیون کشاورزی و سیستم های مربوط به آن بوده و همین شرکت توانسته این سیستم ها را ارتقا دهد

البته نیاد فراموش کرد که تمام گیاهان واکنش هوبی نسبت به روش های هیدرونیک نشان نمی دهند . به طور مثال گیاهانی مانند سیب زمینی و مرکبات نیازمند ان هستند که ریشه خود را در یک عامل واسطه ای مانند خاک یا الیاف قرار دهند و به همین منظور یک شرکت کانادای به نام باغ امگا موفق به انجام این عمل شده است در این سیستم که همانند یک چرخ و فلک حرکت می کند در حالی که محور اصلیی عمودی است و به این سیستم رشد می گویند گیاهان در سینی هایی سوراخ دار که در ان گرانول های سنگ میکا قرار دارد رشد می کنند نحوه ی قرار گرفتن ان ها در واگن های سیلندری شکلی اسن که در کنار یکدیکر قرار دارند که چرخش دوره ای منظمی داشته ودر هر مرحله از چرخش ردیف مشخصی از گیاهان را در محفظه ای که انباشته از مواد غذایی است و مورد نیاز گیاه بوده قرار می دهند

گیاهان نیازی به آن ندارند که میلیون ها هاگ بگذارند تا خود را به سیکل رشد هیدروپونیک سازگار کنند لذا گیاه شناسان می بایست اقدام به انتخاب باکتری ها و نژاد هایی کنند که بهترین واکنش را نشان می دهند سایر دانشمندان نیز وظیفه دارند باغ امیختن کود های شیمیایی مخصوص برای گیاهان ان ها را دارای مواد غذایی مانند سلنیوم و روی کنند که برای جیره غذایی انسان لازم است از ان جایی که وجود چند حشره و یا پاتوژن به راحتی می تواند گیاهان را در مزارع از بین ببرد لذا زارعین در همگام ورود به ساختمان می بایست لباس های مخصوص به تن کرده و از دالان های هوای مخصوص عبور کنند دانشمندان گیاهان را با باکتری ها مخصوص پوشانده اند که در هنگام بروز بیماری یا افت با تغییر رگ به زارعین هشدار می دهند .

پرورش دام در چنین مزارعی غیر مولد است و فقط 3 در صد از انرژی مورد استفاده برای رشد دام تبدیل به گوشت و پروتئین مورد مصرف انسان می گردد به جای آن دانشمندان اقدام به کشت تکه های بزرگی در ازمایشگاهی از سلول های اصلی مرغ خوک و گاو که با استفاده از جیره غذایی شامل آب گلوکوز و پروتئین های طبیعی رشد کرده اند نموده اند برای آن که طعم و بافت گوشت در چنین شرایطی به صورت اصلی آن قابل حصول باشد یا حداقل بسیار نزدیک به آن باشد محققین با استفاده از شوک های الکتریکی ماهیچه ها را تحریک می کنند درچنینن سیستمی به وجود آوردن یک تکه بزرگ از گوشت شبیه استیک بسیار پیچیده و دشوار بوده اما تولید تکه های گوشت مرغ و سوسیس به راحتی قابل انجام است مزارع عمودی چیزی بیش ار یک کارخانه تولیدی بوده انها می توانند به عنوان یک زیر ساخت برای بازسازی سیکل منابع طبیعی شهر نیز باشند واضح ترین ان تولید انرژی و اب در زیر زمین برج بوده که در انجا کلیه ضایعات تبدیل می کردنن سیستم فاضلاب شهری را میتوان به چنین مزارعی انتقال داد جایی که فضولات توسط یک ماشین به گرم شده و حرارت داده می شود. تحت فشار قرار مگرفته و ان ها را به قطعات تشکیل دهنده یعنی کربن و اب تبدیل میکند ان چه که خارج می شود اب و جسم جامیدی شبیه به ذغال سنگ بوده که برای سوخت توربین بخار مورد استفاده برای تولید انرژی قرار می گیرند باقی فاضلاب توسط مواد شیمیایی از بین بردن باکتری ها پاک سازی شده و طی یک فرایند مخصوص تبدیل به خاک سطحی می شود بعد از عبور از یک فیلتر مورد استفاده کشاورزی و یا شرب قرا می گیرند دو واقع تمامی ضایعات زراعت در چنین مزارعی مورد استفاده باری تولید کود و گاز متان قرار می گیرد

منابع: سایت بی بی سی

ماهنامه نوآور

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

گرانش

گرانش، نیروی جاذبه ایست که بین همه اجرام، به خاطر جرمشان، وجود دارد. جرم یک جسم، مقدار ماده آن است. به دلیل وجود گرانش، جرمی که در نزدیک زمین قرار گیرد به سمت سطح این سیاره سقوط می کند. جرمی که در سطح زمین است نیز نیرویی به سمت پائین را به دلیل گرانش تجربه می کند. ما این نیرو را در بدن خود به شکل وزن تجربه می کنیم. گرانش، گازهای تشکیل دهنده خورشید را در کنار هم نگاه می دارد و باعث می شود سیارات در مدار خود به دور خورشید قرار داشته باشند.
مردم، قرنها در مورد گرانش دچار اشتباه بودند. در سال ۳۰۰ قبل از میلاد مسیح، فیلسوف و دانشمند یونانی، ارسطو، بر اساس یک باور اشتباه فکر می کرد که اجرام سنگین سریعتر از اجرام سبک سقوط می کنند. این باور تا اوایل ۱۶۰۰ میلادی همچنان در بین مردم پابرجا بود تا اینکه دانشمند ایتالیایی، گالیله این باور را اصلاح نمود. گالیله گفت که شتاب همه اجرام به هنگام سقوط با هم برابر است مگر اینکه مقاومت هوا یا نیروهای دیگری بر آن تاثیر بگذارد. شتاب یک جرم، مقدار تغییر در سرعت آن جرم است. بنابراین اگر یک جرم سنگین و یک جرم سبک را همزمان با هم از یک ارتفاع پرتاب کنیم در یک زمان به زمین می رسند.
● قوانین گرانش نیوتونی
ستاره شناسان در گذشته توانستند حرکات ماه و سیارات بر فراز آسمان را اندازه گیری کنند. با این حال تا اوایل سال ۱۶۰۰، هیچیک نتوانستند به درستی این حرکات را توضیح دهند. در آن زمان، ایزاک نیوتون دانشمند انگلیسی، ارتباطی را بین حرکات اجرام سماوی و نیروی جاذبه زمین توصیف نمود.
در سال ۱۶۶۵، زمانیکه نیوتون ۲۳ ساله بود، سقوط یک سیب این سوال را در ذهن او ایجاد کرد که نیروی گرانش زمین تا چه فاصله ای تاثیر گذار است. نیوتون کشف خود را در سال ۱۶۸۷ به نام "ریشه های ریاضی در فلسفه طبیعت " تشریح نمود. نیوتون به کمک قوانین حرکت سیارات که توسط ستاره شناس آلمانی یوهانس کپلر کشف شده بود، نشان داد که چگونه نیروی گرانش خورشید با افزایش فاصله کاهش می یابد. او سپس فرض کرد که گرانش زمین نیز به روشی مشابه در فواصل دور کاهش می یابد. نیوتون می دانست که گرانش زمین، ماه را در مدار خود قرار داده است و مقدار گرانش زمین در آن فاصله را اندازه گیری کرد. او به کمک فرض خود، بزرگی گرانش در سطح زمین را به دست آورد. عدد به دست آمده، بزرگی همان نیرویی بود که سیب را به زمین کشاند.
قانون گرانش نیوتون می گوید که نیروی گرانش بین دو جرم ارتباط مستقیم با جرم آن دو دارد. یعنی هر چه جرم آنها بیشتر باشد، نیروی گرانش بین آن دو بیشتر است. این قانون همچنین می گوید که نیروی گرانش بین دو جرم ارتباط عکس با فاصله بین دو جرم به توان دو دارد. برای مثال اگر فاصله بین دو جرم دو برابر شود، نیروی گرانش بین آنها یک چهارم می شود. فرمول قانون نیوتون به صورت F=m۱m۲/d۲ می باشد که در آن F نیروی گرانش بین دو جرم، m۱ و m۲ مقدار مواد دو جرم و d۲ فاصله بین دو جرم به توان دو است.
تا اوایل ۱۹۰۰، دانشمندان تنها یک حرکت را مشاهده کرده بودند که بر اساس قانون نیوتون قابل توضیح نبود و آن جابجایی کوچکی در مدار عطارد به دور خورشید بود. مدار عطارد، مانند مدار دیگر سیارات بیضی شکل است. خورشید درست وسط این بیضی قرار ندارد. به همین دلیل یک نقطه در این مدار نسبت به دیگر نقاط آن به خورشید نزدیکتر است. اما مکان این نقطه در هر بار گردش سیاره به دور خورشید اندکی تغییر می کند. دانشمندان به این جابجایی، سبقت سیاره می گویند. دانشمندان از قانون نیوتون برای محاسبه این جابجایی استفاده کردند اما نتیجه معادله با آنچه که مشاهده می شود اندکی متفاوت است.
● تئوری گرانش انیشتین
در سال ۱۹۱۵، آلبرت انیشتین، فیزیکدان متولد آلمان، تئوری فضا-زمان-گرانش یا تئوری نسبیت عام را معرفی کرد. تئوری انیشتین طرز فکر دانشمندان به گرانش را به کلی دگرگون کرد. البته این تئوری، قانون نیوتون را رد نکرد بلکه آنرا گسترش داد. در بیشتر موارد، نتیجه ای که از تئوری نسبیت حاصل می شد، اندکی با نتیجه به دست آمده از قانون نیوتون متفاوت بود. برای مثال، انیشتین از تئوری خود برای اندازه گیری سبقت مداری سیاره عطارد استفاده کرد و نتیجه به دست آمده درست برابر با مشاهدات بود. این نخستین آزمون برای تائید تئوری نسبیت عام به حساب آمد.
تئوری انیشتین بر اساس دو چیز استوار بود. اول، ماهیتی به نام فضا-زمان و دوم قانونی که به نام اصل هم ارزی شناخته می شود.
▪ فضا-زمان
در ریاضیات پیچیده نسبیت، زمان و فضا از هم جدا نیستند. در عوض، فیزیکدانان به مجموعه ای از زمان و فضای سه بعدی شامل طول، عرض و ارتفاع، فضا-زمان می گویند. انیشتین چنین بیان کرد که ماده و انرژی می توانند با ایجاد انحنا در فضا-زمان، شکل آنرا تغییر دهند و گرانش در واقع تاثیر این انحنا در فضا-زمان می باشد.
اصل هم ارزی می گوید که تاثیرات گرانش و تاثیرات شتاب با هم برابرند. برای درک این اصل، تجسم کنید که شما در سفینه ای هستید که به هیچ جرم آسمانی نزدیک نیست. بنابراین سفینه شما تحت تاثیر هیچ گونه نیروی گرانشی قرار ندارد. فرض کنید که سفینه شما به سمت جلو می رود اما شتاب ندارد. به بیانی دیگر، سفینه شما با سرعتی ثابت و در جهتی ثابت حرکت می کند. اگر شما توپی را بیرون بگیرید و رها کنید، توپ سقوط نخواهد کرد. در عوض، در کنار شما معلق خواهد ماند.
اما فرض کنید که سفینه شما با افزایش سرعت، شتاب بگیرد. در این هنگام توپ ناگهان به سمت پائین سفینه سقوط خواهد کرد دقیقا مانند زمانیکه تحت تاثیر گرانش قرار بگیرد.
● پیش بینی های نسبیت عام
از زمانیکه محاسبه سبقت مداری عطارد، تئوری نسبیت را تائید نمود، مشاهدات زیادی برای بررسی پیش بینی های تئوری نسبیت انجام گرفت. برخی از نمونه ها عبارتند از: انحراف پرتوهای نور و امواج رادیویی، وجود امواج گرانش و سیاه چاله ها و گسترش کائنات.
● انحراف پرتوهای نور
تئوری انیشتین پیش بینی می کرد که گرانش می تواند مسیر پرتوهای نور را هنگامیکه از نزدیک یک جرم سنگین عبور می کنند دچار انحراف کند. انحراف به این دلیل به وجود می آید که اجرام، فضا-زمان را دچار انحنا می کنند. خورشید به قدری سنگین هست که بتواند پرتوهای نور را منحرف نماید و دانشمندان در سال ۱۹۱۹، در حین یک کسوف کامل توانستند این پیش بینی را تائید کنند.
● ایجاد انحراف و کاستن از سرعت امواج رادیویی
این تئوری همچنین پیش بینی کرد که خورشید امواج رادیویی را منحرف کرده و سرعت آنها را کاهش می دهد. دانشمندان با اندازه گیری انحرافی که خورشید در امواج رادیویی ارسال شده توسط کوازارها (اجرام بسیار بسیار قدرتمند که در مرکز برخی کهکشانها قرار دارند) ایجاد می کند این پیش بینی را نیز تائید کردند.
محققین تاخیر امواجی که از کنار خورشید عبور می کردند را با ارسال سیگنالهایی بین زمین و فضاپیمای وایکینگ که در سال ۱۹۷۶ به مریخ رسید، اندازه گیری کردند. آن اندازه گیریها همچنان یکی از پر ارزش ترین تائیدیه های تئوری نسبیت به حساب می آیند.
● امواج گرانشی
تئوری نسبیت نشان داد که اجرام سنگینی که به دور یکدیگر در چرخشند، امواجی را به نام امواج گرانشی منتشر می کنند. از سال ۱۹۷۴، دانشمندان حضور این امواج را به طور غیر مستقیم با مشاهده اجرامی به نام تپ اختر دوتایی تائید کرده اند. تپ اختر دوتایی نوعی ستاره نوترونی است که با سرعت بسیار زیاد به دور جرمی مشابه خود اما کوچکتر و غیر قابل مشاهده می چرخد. ستاره نوترونی متشکل از سلولهای نوترون، ذره ای که به طورمعمول تنها در هسته اتمها یافت می شود، می باشد.
یک تپ اختر ، دو موج رادیویی را در دو جهت مخالف هم منتشر می کند. با چرخش ستاره حول محور خود، موجها مانند پرتوهای نور یک نورافکن در فضا پخش می شوند. اگر یکی از این امواج رادیویی به زمین برسد، تلسکوپهای رادیویی این موج را به صورت یک سری پالس دریافت می کنند. با مشاهده دقیقتر تغییرات پالسهای یک تپ اختر دوتایی، دانشمندان می توانند دوره مداری (زمانیکه دو ستاره یک دور کامل در مدار خود می زنند) آن را تخمین بزنند.
مشاهدات تپ اختر دوتایی PSR ۱۹۱۳+۱۶ نشان داد که دوره مداری آن کاهش می یابد و ستاره شناسان این مقدار کاهش را اندازه گیری کرد. دانشمندان همچنین از معادلات نسبیت عام برای محاسبه مقدار کاهش دوره مداری، در صورت انتشار امواج گرانشی، استفاده کردند. مقدار محاسبه شده دقیقا برابر با مقدار اندازه گیری شده بود.
● سیاهچاله ها
تئوری انیشتین حضور اجرامی به نام سیاهچاله ها را پیش بینی کرد. سیاهچاله منطقه ای در فضا است که نیروی گرانش آن اجازه گریز به هیچ چیز حتی پرتوهای نور را نمی دهد. محققان مدارک مستدلی در دست دارند که نشان می دهد اغلب ستارگان سنگین در نهایت به سیاهچاله تبدیل می شوند و بیشتر کهکشانها دارای یک سیاهچاله عظیم الجثه در مرکز خود می باشند.
● گسترش کائنات
انیشتین در سال ۱۹۱۷، مقاله نسبیت عام را که مطالعه ای بر کل کیهان بود ارائه نمود. بر اساس این تئوری، کائنات یا در حال گسترش است و یا در حال انقباض. در آن سال دانشمندان مدارک قاطعی برای پذیرفتن هیچ یک از آن دو حالت در دست نداشتند. انیشتین برای پیشگیری از بروز مخالفت دیگران با تئوری نسبیت عام، عاملی به نام ثابت کیهانی را به تئوری خود افزود. ثابت کیهانی، دفع هر ذره در فضا توسط ذرات اطرافش، برای پیشگیری از انقباض جهان می باشد.
بالاخره در سال ۱۹۲۹، ستاره شناس آمریکایی ادوین هابل (Edwin Hubble) کشف کرد که کهکشانهای دوردست در حال دور شدن از زمین می باشند و هر چه فاصله کهکشان از زمین بیشتر است سرعت دور شدن آن نیز بیشتر است. کشف هابل نشان داد که دنیا در حال انبساط است. در پی این اکتشاف و تائید آن توسط مشاهدات ستاره شناسان دیگر، انیشتین ثابت کیهانی را از تئوری خود حذف نمود و آن را بزرگترین اشتباه خود توصیف کرد.
کشف گسترش کائنات به همراه مشاهدات دیگر، منجر به شکل گیری تئوری منشا کائنات یعنی تئوری بیگ بنگ یا مهبانگ شد. بر اساس این تئوری، جهان در پس یک انفجار مهیب آغاز شده است. در آغاز، کل جهانی که ما امروز در این ابعاد و اندازه می بینیم، به کوچکی یک تیله بوده است. سپس مواد شروع به گسترش کرده و این گستردگی تا به امروز ادامه یافته است.
● انرژی تاریک
گرچه انیشتین ثابت کیهانی را بزرگترین اشتباه خود خواند اما شاید این عامل یکی از بزرگترین دستاوردهای مطالعات او باشد. اندازه گیریهایی که در سال ۱۹۹۸ گزارش شدند نشان می دهند که جهان با سرعت بیشتر و بیشتری رو به گسترش است. به علاوه، سرعت گسترش همانطور که در نسبیت عام با ثابت کیهانی محاسبه شده بود، افزایش یافته است.
تا قبل از انتشار گزارشات، ستاره شناسان همگی فکر می کردند که از سرعت گسترش به دلیل وجود گرانش بین کهکشانها، کاسته شده است. اندازه گیریها نشان دادند که انفجارهای ابر نواختر در کهکشانهای دور دست، کم نور تر از آن هستند که انتظار می رود بنابراین کهکشانها دورتر از آن هستند که ما تصور می کنیم. اما این کهکشانها فقط در صورتی می توانند چنین فاصله دوری از ما داشته باشند که افزایش سرعت گسترش از گذشته آغاز شده باشد.
ستاره شناسان به این نتیجه دست یافته اند که افزایش سرعت گسترش کائنات وابسته به عاملی است که بر خلاف گرانش عمل می کند. این عامل ممکن است ثابت کیهانی و یا چیزی به نام انرژی تاریک باشد. دانشمندان هنوز به یک تئوری برای وجود انرژی تاریک نرسیده اند اما آنها می دانند که چقدر از آن احتمالا در دنیا وجود دارد. مقدار انرژی تاریک کائنات حدودا دو برابر مقدار ماده در آن است.
ماده در جهان شامل دو نوع است: ماده مرئی و ماده اسرار آمیزی به نام ماده تاریک. دانشمندان از ترکیب بندی ماده تاریک بی اطلاعند. اما اندازه گیریهای حرکت ستارگان و ابرهای گاز در کهکشانها دانشمندان را وادار به باور نمودن وجود چنین ماده ای کرده است. این اندازه گیریها نشان داده اند که جرم کهکشانها چندین بار بیشتر از جرم اجرام مرئی در آنها است. همه این مشاهدات بیانگر این هستند که مقدار ماده تاریک در کائنات ۳۰ برابر ماده مرئی در آن است.
● گرانش و سن جهان
مشاهدات دیگری که انجام گرفته اند نشان دادند که تئوری نسبیت عام در همه جای کائنات کاربرد دارد. کیهان شناسان عمر جهان را به کمک معادلات نسبیت عام، میزان سرعت گسترش جهان و مقدار تخمینی ماده و انرژی تاریک محاسبه کردند. مقدار محاسبه شده، حدودا ۱۴ بیلیون سال، با نتایج به دست آمده توسط دو روش دیگر محاسبه عمر جهان یعنی محاسبه بر اساس تکامل ستارگان و محاسبه بر اساس نیمه عمر رادیواکتیو ستارگان پیر، همخوانی داشت.
● تکامل ستارگان
همراه با رشد و تکامل ستاره، دمای سطحی و نورانیت آن به روش کاملا شناخته شده ای تغییر می کند. ستاره شناسان می توانند با اندازه گیری دمای سطحی و نورانیت یک ستاره، سن آن را تشخیص دهند. با بهره گیری از این روش، پیر ترین ستاره ای که تا کنون ستاره شناسان پیدا کرده اند حدود ۱۳ بیلیون سال عمر دارد.
نیمه عمر رادیو اکتیو بر اساس این واقعیت است که عناصر شیمیایی مشخص، دچار تجزیه رادیواکتیو می شوند. در تجزیه رادیواکتیو، یک ایزوتوپ از یک عنصر به ایزوتوپ عنصری دیگر تبدیل می شود. ایزوتوپ های رادیواکتیو با سرعت مشخص و شناخته شده ای تجزیه می شوند.
در سال ۲۰۰۱، دانشمندانی که در شیلی، با تلسکوپ بزرگ رصدخانه اروپای جنوبی کار می کردند، با تکنیک نیمه عمر رادیواکتیو، ستاره ای پیر در کهکشان راه شیری را مورد مطالعه قرار دادند. محققان اورانیوم ۲۳۸ که شامل ۹۲ پروتون و ۱۴۶ نوترون است را بررسی کردند. دانشمندان می دانستند که آن ستاره در زمان شکل گیری شامل چه مقدار اورانیوم بوده است. آنها مقدار اورانیوم فعلی آن را اندازه گیری کردند. آنان با استفاده از اطلاعات به دست آمده و محاسبات، عمر این ستاره را به دست آوردند. به احتمال خیلی زیاد آن ستاره ۵/۱۲ بیلیون سال عمر دارد، بنابراین عمر جهان احتمالا از آن بیشتر است. محاسبه عمر چندین ستاره پیر دیگر نیز تقریبا به همین نتیجه ختم شد.

منبع:

Primack, Joel R. "Gravitation." World Book Online Reference Center. ۲۰۰۴. World Book, Inc.
ترجمه: لنا سجادیفر
منبع مقاله : NASA WorldBook
VMR-PCR

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

امواج

به هر آشفتگی در محیط که در فضا یا فضازمان منتشر می‌شود و اغلب حامل انرژی است موج می‌گویند. اگر این آشفتگی در میدان‌های الکترومغناطیسی باشد، آن را موج الکترومغناطیسی می‌نامند. در امواج الکترومغناطیسی میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی به طور عمود بر یکدیگر نوسان می‌کنند و با سرعت نور انتشار پیدا می‌کنند. نور و امواج رادیویی از این نوع هستند.

امواج مکانیکی امواجی ساده‌تر هستند، که مشهورترین آنها امواج صوت، امواج زلزله و امواج آب است.

موج‌ها به دو دسته امواج طولی و امواج عرضی تقسیم می‌شوند. در امواج طولی، سرعت انتشار موج موازی با حرکت نوسانی آن است، در حالی که، در امواج عرضی این سرعت عمود بر آن است. امواج الکترو مغناطیسی از نوع امواج عرضی هستند.

تعاریف:

توافق بر روی یک تعریف واحد برای واژه موج چیزی است که امکان ندارد. یک ارتعاش یا لرزش (ویبراسیون) را می توان به صورت یک حرکت به عقب و جلو پیرامون نقطهٔ m در اطراف یک مقدار مرجع تعریف نمود. با وجود این، تعریف مشخصات کافی برای موج که باعث کیفیت بخشیدن به آن می شود موضوعی قابل انعطاف است. این اصطلاح اغلب به طور ذاتی به صورت انتقال نوسانات در فضا مطرح می شود که با حرکت شی که فضا را پر کرده یا اشغال نموده در ارتباط نیست. در یک موج انرژی یک ارتعاش عبارتست ازانرژی شی که دارد از منبع به فرم یک اغتشاش و نوسان در داخل محیطی که آن را احاطه کرده یا در پیرامون آن است دور می شود (هال 1980). با وجود این، این حرکت در مورد یک موج ساکن و ایستاده، مسئله برانگیز است. برای مثال، یک موج روی یک طناب یا نخ که انرژی در آن به طور مساوی در هر دو جهت منتشر می شود یا برای امواج الکترومغناطیسی یا امواج نوری در خلا، جاییکه مفهوم محیط واسطه ای دیگر قابل کاربرد نیست.

به خاطر چنین دلایلی نظریهٔ موج بیان کننده یک شاخه خاص از فیزیک است، که به خواص موج مستقل از آنکه منشا فیزیکی آن چه چیزی باشد وابسته است (استراوسکی و پتاپو،1999). این خاصیت منحصر بفرد که با مستقل بودن از منشا فیزیکی و با تکیه بسیار روی منشا در موقعی که یک مورد خاص از یک فرآیند موجی را در نظر می گیریم همراه می گردد.

مثال: آکوستیک از اوپتیک متمایز می گردد. به این صورت که امواج صوتی دارای منشا مکانیکی، بیشتر از امواج الکترومغناطیسی در موقع انتقال انرژی لرزشی یا ارتعاشی به انرژی مکانیکی تبدیل می شوند. مفاهیمی از قبیل جرم، گشتاور، اینرسی، یا خاصیت کشسانی (ارتجاعی) موقع شرح دادن آکوستیک بسیار مهم هستند. (برخلاف اوپتیک هنگام بررسی فرآیندهای موجی). این تفاوت در منشا باعث ایجاد مشخصات موجی خاص متفاوت از محیطی که با آن سر و کار داریم می شود . (به عنوان مثال، در موارد مربوط به هوا: فشار تابش موج های تلاطمی و... . در موارد جامد(اجسام صلب): امواج نور، تجزیه نور و ...) خواص دیگر،اگر چه آنها هم معمولاً از طریق منشا مشخص می شوند، ممکن است به تمام امواج تعمیم داده شود. به عنوان مثال،با توجه به آنهایی که بر اساس منشا مکانیکی پایه گذاری شده اندمی توان اغتشاشاتی در فضابرای امواج آکوستیک بر حسب زمان انجام داد اگر وفقط اگر وسیله مورد بحث بسیار سخت و یا بسیار نرم و انعطاف پذیر نباشد . اگر تمام اجزای تشکیل دهنده وسیله به صورت محکم به یکدیگر متصل شده باشند، تمام اجزای آن به شکل یک جسم واحد و بدون هیچ گونه تاخیری در انتقال نوسان، به ارتعاش در می آیند. که در این صورت هیچ حرکت موجی نخواهیم داشت. از سوی دیگر، اگر تمامی اجزا مستقل از یکدیگر بودند، هیچ انتقال ارتعاشی وجود نداشت. عبارات مذکور در بالا با فرض آنکه موج به هیچ منشا نیاز نداشته باشد بی معنی خواهد بود،اگر چه آنهاویژگی که از خود بروز می دهندمستقل از منشا آنها باشد: در طول یک موج، فاز یک ارتعاش (مکان و موقعیتی که در داخل سیکل نوسان اشغال کرده ) برای نقاط مجاور متفاوت می با شد و علت آن نیز این است که نوسان در زمان های متمایز به این نقاط می رسد. به صورت مشابه، پردازش فرآیند های موج که از مطالعه درباره پدیده های موجی با سرچشمه هایی متفاوت با سر چشمه امواج صوتی حاصل می شود می تواند برای فهم هر چه بیشتر پدیده های صوتی بسیار با اهمیت باشد. یک مثال مناسب از این نمونه، قاعده تداخل یانگ می باشد ( یانگ،1802 ) این اصل برای اولین بار در تحقیقات یانگ پیرامون نور مطرح شد و هنوز نیز می تواند مطابق تعدادی از مفاهیم خاص دیگر ( برای مثال ،پخش شدن صوت توسط صدا ) موضوعی پژوهشی در مطالعه صوت باشد.

ویژگی‌ها:

امواج متناوب توسط فاکتورهای اوج (بالاترین نقاط در امواج) و پایین ترین نقاط توصیف می شوند و البته ممکن است گاهی بر اساس طولی یا عرضی طبقه بندی گردند. امواج عرضی به امواجی اطلاق می شود که دارای ارتعاش هایی عمود بر جهت و انتشار موج باشند. مانند امواج طناب و امواج الکترومغناطیسی. امواج طولی دسته ای از امواج هستندکه در جریان انتشار موج دارای نوسانات موازی هستند مانند بیشتر امواج صوتی. زمانی یک شی بر روی موج یک آبگیر به بالا و پایین برود، حرکت بر روی یک مسیر دوار را تجربه می کند زیرا این امواج، امواج عرضی یا سینوسی نمی با شند.

A=در آب های عمیق

B=در آب های کم عمق

1=عبور موج

2=اوج

3=افت

ریز موج ها روی سطح برکه در حقیقت ترکیب طولی و عرضی امواج هستند. بنابراین نقاط روی سطح، مسیر دایره ای را دنبال می کنند ونقاطی که روی سطح قرار می گیرنداز این مسیر دایره ای تبعیت می کنند.تمام امواج می توانند موارد زیر را تجربه کنند:

موج مستقیم از طریق برخورد با سطح منعکس کننده تغییر می یابند = انعکاس

موج مستقیم از طریق مداخله یک شی جدید تغییر می یا بند = انعکاس

خم شدن امواج مانند تاثیر متقابل آنها در برابر موانعی است که در مسیرشان وجود دارد = پراش بیشترین شناخت طول موج روی حالت پرش شی است.

موقعیت دو موج که با هم برخورد می کنند =تداخل

موجی که با بسامد شکسته می شود = انتشار

حرکات موج نوری در مسیر مستقیم – خطوط انتشار

یک موج اگر بتواند فقط در مسیر مستقیم نوسان کند دوگانگی می یابد. دوگانگی عرضی موج حاکی از نوسان مستقیم آن است و عمود برجهت حرکت است. امواج طولی مانند امواج صوتی دوگانگی بروز نمی دهند زیرا این امواج نوسان مستقیم در طول حرکت دارند و با فیلتر پولازیزه گر پولاریزه می شوند.

مثال: امواج سطح اقیانوس که با صخره ها برخورد می کنند. امواج سطح اقیانوس که پرتلاطم هستند در میان آب منتشر می شوند. امواج رادیو یی، ریز موج ها، مادون قرمز، امواج مرئی، فرابنفش، پرتو x و پرتو گاما از پرتو افکنی پرتوهای الکترومغناطیسی ساخته شده اند. در این شرایط انتشار بدون وجود محیط در میان خلأ ممکن است. این امواج الکترومغناطیس در 299 و 792 و 458 متر بر ثانیه در خلأ حرکت می کنند.

توصیف ریاضی:

یک موج با دامنه ثابت است.

شکل و نمایشی از یک موج (منحنی آبی رنگ که خیلی سریع تغییر می کند) و پوشش آن (منحنی قرمزکه با سرعت آهسته تری تغییر می کند)

به عقیده ریاضیدانان ساده ترین یا اساسی ترین موج،امواج هارمونیک سینوسی است که آن را با $f (x, t) = A sin(ω t - k x)),$ توصیف می کند. که A دامنه موج است یعنی بیشترین مقدار بی نظمی در طول نوسان موج (بیشترین فاصله از بلندترین نقطه اوج تا تعادل در یک نمونه کامل،یعنی ماکزیمم مسافت قایم بین مبدأ و موج.) واحد دامنه به نوع موج بستگی دارد. موج هایی که روی طناب هستند دامنه شان به صورت یک بعد بیان می شود. امواج صوتی مانند فشار (پاسکال) و امواج الکترومغناطیس مانند دامنه ای از میدان الکتریکی (ولت / متر)بیان می شوند. دامنه ممکن است ثابت باشد (در این شرایط موج یا cw هست یا موج ثابت) یا ممکن است با زمان و موقعیت تغییر کند. فرم متغیر دامنه، موج پوششی نامیده می شود.

طول موج ( اشاره به $λ$ ) مسافت بین دو قله متوالی (یا یک فرورفتگی و برجستگی) است. معمولا واحد آن متر است و همچنین با نانومتربرای طیف الکترومغناطیس بخش نوری بیان می شود. یک تعداد موج K می تواند با طول موج به هم ربط داده شود. امواج را می توان به وسیله حرکت هارمونیک نشان داد. دوره T، زمان برای یک نوسان کامل موج است.

$k = \frac{2 \pi}{\lambda}. \,$

بسامد f (که با $ν$ نشان می دهند) تعداد دوره هایی است که در واحد زمان انجام می دهند (برای مثال یک ثانیه) و آن با هرتز اندازه گیری می شود.

$f=\frac{1}{T}. \,$

بسامد ودوره عکس یکدیگرند.

بسامد زاویه ای $ω$ بیان کننده بسامد از نظر رادیان است و بستگی به بسامد دارد. بسامد زاویه ای با بسامد از طریق رابطه زیر ارتباط دارد:

$\omega = 2 \pi f = \frac{2 \pi}{T}. \,$

دو نوع سرعت وجود دارد که امواج را به هم پیوند می دهد. اولین سرعت سرعت انتشار موج است که توسط $v_p = \frac{\omega}{k} = {\lambda}f.$ بیان می شود و دومین، سرعت گروهی است که سرعت متغیری در شکل های متنوع موج ایجاد می کند. این سرعت می تواند به موج منتقل شود. و با فرمول زیر ارائه می شود:

$v_g = \frac{\partial \omega}{\partial k}. \,$

معادله موج

مقالهٔ اصلی: معادلهٔ موج

معادله دیفرنسیال موج به صورت زیر نوشته می‌شود.

$\frac{1}{c^2}\frac{\partial^2 u}{\partial t^2} = \nabla^2 u,$

در اینجا $c$ سرعت انتشار موج می‌باشد. جواب این معادله (در حالت یک‌بعدی) به صورت زیر است ( $A$ دامنه موج است.):

$u(x,t) = A\sin (kx - \omega t + \phi)\,$

$k$ عدد موج، $ω$ سرعت زاویه‌ای، $λ$ طول موج، $φ$ فاز، $T$ دوره تناوب و $f$ بسامد حرکت نوسانی نام دارند.

$\omega = \frac{2\pi}{T} = 2\pi f\quad,\quad k=\frac{2\pi}{\lambda}\quad,\quad c = \frac{\lambda}{T}$

معادله موج یک معادله دیفرانسیلی است که در هر زمان، تحول موج هارمونیک را توصیف می کند . معادله موج فرم متفاوتی دارد و تا اندازه ای بستگی به این دارد که موج چگونه منتقل می شود و معمولا از طریق حرکت به دست می آید. توجه به دامنه موج یعنی حر کت پایین طناب در طول محورx و متغیر u (که معمولاً وابسته به x وt ) $\frac{1}{v^2}\frac{\partial^2 u}{\partial t^2}=\frac{\partial^2 u}{\partial x^2} \,$ معادله موج در سه بعد است که با فرمول زیر بیان می شود.

$\frac{1}{v^2}\frac{\partial^2 u}{\partial t^2} = \nabla^2 u. \,$ که $\nabla^2$ به صورت معادله لاپلاسی می باشد.

سرعت v هم به شکل موج و هم به محیطی که موج از طریق آن منتقل می شود بستگی دارد . یک راه حل کلی برای معادله موج در یک بعد تو سط دی–آلبرت داده شده است. که به این صورت است: $u(x,t)=F(x-vt)+G(x+vt). \,$

این راه حل را می توان به صورت دو پالس که در جهات مخالف حرکت می کنند( F در جهت x و G در خلاف جهت x)در نظر گرفت. اگر مادر معادله بالابه جای x ، xوy وz جایگزین کنیم آن وقت ما انتشار موج در سه بعد را تو صیف می کنیم. معادله شرودینگر رفتار موج گونه ذرات را در مکانیک توصیف می کند. راه حل هایی برای این معادله، عبارتند از توابع موجی که می توانند به شرح سرانجام احتمالی ذرات بپردازند . موج ساده یا متحرک که گاهی موج پیش رو نیز نامیده می شود، اختلالی است که با دو عامل زمان t و مسافت z تغییر می کند. که با فرمول زیر ارائه می شود. $y(z,t) = A(z, t)\sin (kz - \omega t + \phi), \,$

جایی که (A(z,t پوشش دامنه ای که برای موج داریم و K تعداد موج و $φ$ نمایانگر فاز موج است. سرعت فاز v_p این موج توسط $v_p = \frac{\omega}{k}= \lambda f, \,$ نشان داده می شود. ( $λ$ نمایانگر طول موج است.

امواج ایستاده

مقالهٔ اصلی: امواج ساکن

موج ایستاده در وضعیت ساکن

نقاط قرمز نمایانگر گره های موج هستند. موج ایستاده که با عنوان موج ساکن نیز شناخته می شود موجی است که در وضعیت ثابت باقی می ماند. این پدیده زمانی اتفاق می افتد که وسیله ای در مسیری خلاف جهت موج در حرکت باشد و یا این موج می تواند در نتیجه تداخل دو موج از دو سوی متفاوت ایجاد شود. مجموع دو موج منتشر شده از سوی مقابل هم (با دامنه و بسامد یکسان) یک موج ایستاده را به وجود می آورد. به طور عادی، موج ایستاده زمانی تولید می شود که انتشار موج دورتر از مانع باشد. بنابراین، علت انعکاس موج وجود یک موج مخالف است. به عنوان مثال، زمانی که تار ویولن جابه جا می شود امواج طولی منتشر می شوند تا جایی که تار در جایش محکم قرار گیرد. بالاتر از جایی که موج بر می گردد در خرک و مهره دو موج در فاز مخالف هم هستند و یکدیگر را دفع می کنند در نتیجه یک گره تولید می شود. در وسط راه، بین دو گره یک شکم تولید می شود جایی که دو موج از سوی مقابل هم منتشر می شوند موج ها روی هم افزایش می یابند و عضو بیشینه می شوند و به طور معمول انرژی برای انتشار موج نمی ماند.

از نگاه دیگر:

لرزش طبیعی اکوسیتیک، تشدید کننده هلم هولتز و دریچه لوله صوتی.

انتشار میان طناب

سرعت موج در حال حرکت در امتداد یک تار مرتعش شونده به طور مستقیم متناسب با ریشه دوم کشش تار به چگالی خطی (μ)است:

$v=\sqrt{\frac{T}{\mu}}. \,$

منبع: ویکی پدیا

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: سایر مطالب مربوط به بخش های دیگر فیزیک |

تولد وبلاگ

من چه قد نسبت به وبلاگم لطف دارم از تولدش ۹ روز می گذره من یک تبریک خشک و خالی هم بهش نگفتم اخی دلم براش هلاک شد پر پر چه قد بدبخت تازه چند قرنه توش اپ نکردم زیاده ولی خو خیلی هم نگذشته نمی خواد پروش کنم حالا از اینا بگذریم وبلاگ در اینده یک چیزی میشه قدیم ندیما تولده گذشتت مبارک

هورا

تولد تولد تولدت مبارک مبارک مبارک تولدتت مبارک خوب بسته وبلاگ حوصله ندارم کار دارم پس فعلا بای بای

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: چرت و پرت ، عکس ، سوتی هر چرت دیگه |

هر کسی که در یک روز گرم تابستانی، با پای برهنه در یک پارکینگ روباز قدم زده است می داند که آسفالت ماده ی بسیار خوبی برای جذب گرمای خورشید است. تیم پژوهشی مؤسسه ی پلی تکنیک وُرسستر (WPI)، ماساچوست امریکا، روشی جدید کشف کرده اند که از ویژگی جذب گرمای خورشید توسط آسفالت به عنوان یک منبع انرژی استفاده می کند.

به گزارش خبرگزاری برق، الکترونیک و کامپیوتر ایران (الکترونیوز) و به نقل از ساینس دیلی، پژوهشگران در حال توسعه ی یک سیستم جمع کننده ی خورشیدی می باشند که می تواند جاده ها و پارکینگ ها را به منابع ارزان قیمت الکتریکی و همچنین منابع آب داغ تبدیل کند. این پژوهش توسط رجیب مالک، استادیار مهندسی زیست و راه و ساختمان سرپرستی می شود. گفتنی است این پژوهش بنا به درخواست مایکل هیولن، مدیر شرکت نووُتِک واقع در اکتون ماساچوست، صورت گرفته است. وی همچنین در مورد مفهوم استفاده از گرمای جذب شده توسط پیاده روها یک ثبت اختراع به انجام رسانده است.

نتایج این پژوهش در 18 آگوست توسط بائو لیانگ چِن، دانشجوی دکترای WPI و عضو این تیم پژوهشی، در نشست سالانه ی International Society for Asphalt Pavements واقع در شهر زوریخ ارائه خواهد شد. این نشست با هدف ارزیابی پتانسیل موجود برای تبدیل گرمای آسفالت به یک منبع انرژی کارامد برگزار خواهد شد. پژوهش صورت گرفته نه تنها به این موضوع می پردازد که آسفالت یک جمع کننده ی خوب برای انرژی خورشیدی است بلکه در نظر دارد به بررسی بهترین راه برای ساخت جاده ها و پارکینگ ها برای حداکثر کردن ویژگی جذب گرما بپردازد.

رجیب مالک گفت: "آسفالت مزایای زیادی به عنوان یک گرد آورنده ی انرژی خورشیدی دارد. برخلاف سلول های خورشیدی-الکتریکی سنتی، آسفالت حتی بعد از غروب خورشید نیز گرم باقی می ماند و می تواند انرژی تولید کند. علاوه بر این، هم اکنون جاده ها و پارکینگ های فراوانی وجود دارند که مجهز به تولید انرژی هستند و بنابراین نیازی به پیدا کردن زمین های اضافی برای انجام این کار نیست. آسفالت جاده ها و پارکینگ ها هر 10 تا 12 سال عوض می شود و لذا می توان تجهیز کردن آن ها به عنوان گرد آورنده ی انرژی خورشیدی را در این زمان ها انجام داد. استخراج گرما از آسفالت می تواند آن را خنک کرده و پدیده ی شهری «heat island» را کاهش دهد. نهایتاً، برخلاف برخی سیستم های ذخیره ی انرژی خورشیدی که مسقف هستند و برای بعضی افراد خوشایند نیست، جمع کننده های انرژی خورشیدی در جاده ها و پارکینگ ها در معرض دید نیستند."

مالک و تیم پژوهشی اش که شامل سَنخا بومویک از دانشگاه MIT شهر دارتموث نیز می باشد، در مورد پتانسیل تولید انرژی آسفالت با استفاده از مدل های کامپیوتری و با انجام آزمایش هایی در مقیاس های کوچک و بزرگ مطالعه و تحقیق کردند. این آزمایش ها بر روی قالب هایی از آسفالت انجام شدند و این در صورتی بود که ترموکوپل هایی برای اندازه گیری نفوذ گرما در آسفالت و همچنین لوله های مسی برای اندازه گیری این که تا چه اندازه این گرما می تواند به آب جاری منتقل شود، در سیستم انرژی آسفالت جاسازی شده بودند. آبی که به وسیله ی سیستم انرژی آسفالت گرم شده، می تواند در ساختمان ها یا در فرایندهای صنعتی استفاده شود و همچنین می توان این آب گرم را از طریق یک ژنراتور ترموالکتریکی، به جریان برق تبدیل نمود.

در آزمایشگاه، قالب های کوچک آسفالت به عنوان شبیه سازی نور آفتاب، در معرض نور لامپ های هالوژنه قرار گرفتند. قالب های بزرگ تر در بیرون کار گذاشته شدند تا در معرض شرایط محیطی واقعی تر، شامل نور مستقیم آفتاب و باد، قرار بگیرند. نتایج آزمایش ها نشان دادند که آسفالت میزان قابل توجهی گرما جذب می کند و این که بالاترین دماها تنها در چند سانتی متر زیر سطح آسفالت یافت شدند و آن جا همان مکانی است که یک مبدل گرما می تواند کار گذاشته شود تا بیشترین مقدار انرژی را از آسفالت دریافت کند. پژوهشگران طی آزمایش هایی که با ترکیب های مختلف آسفالت انجام شدند، دریافتند که اضافه نمودن سنگدانه هایی مانند سنگ شنی محتوی کوارتز، می تواند میزان جذب گرما را به طور قابل توجهی افزایش دهد. همچنین می توان با به کار بردن نوع خاصی رنگ، بازتاب نور آفتاب از آسفالت را کاهش داد.

سرانجام مالک خاطر نشان کرد تیم پژوهشی به این نتیجه رسید که تبدیل موفقیت آمیز آسفالت به یک مبدل انرژی مؤثر، در آینده جای لوله های مسی را که در آزمایش ها از آن ها استفاده شد، خواهند گرفت. گفتنی است این لوله های مسی دارای یک مبدل گرمای کارامد و با طراحی ویژه ای بود که بیشترین میزان گرمای جذب شده توسط آسفالت را دریافت می کرد. مالک بیان داشت: "نتایج اولیه ی ما، در آینده بستری مناسب برای منابع انرژی تجدیدپذیر و غیر آلاینده، برای کشور فراهم خواهد کرد. و در تمام این مدت این منبع درست زیر پاهای ما قرار گرفته بود."

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: گرما و ترمودینامیک |

سيستم گرمايش خورشيدي غيرفعال

مقدمه

انرژي غير فعال خورشيدي مي‌تواند باعث كاهش هزينه‌هاي جانبي و بدست‌آوري گرما در دفاتر و ساختمانها شود بگونه‌اي كه نياز به جاي خاص نداشته و راحتي و آسايش محلي را نيز سلب نمي‌نمايد. ذخيره گرما، كنترل نيروي خورشيدي بصورت موثر، و سايبانها از اجزاي مهم سيستم گرمايش خورشيدي غير فعال در يك ساختمان مي‌باشند. استراتژي بكارگيري سيستم گرمايش خورشيدي معمولا مي‌بايست همراه با ديگر موارد ذخيره‌ساز انرژي، نظير چگونگي نوردهي، سيستم تهويه و خنك‌سازي، مورد توجه قرار گيرد.
با وجود آنكه، نياز گرمايي يك ساختمان اداري بصورت متوسط مي‌باشد، معمولا گرم نمودن يك ساختمان در صبح قبل از آنكه ديوارهاي آن گرم شود ضروري مي‌باشد. انرژي بدست آمده خورشيدي را مي‌توان براي اين منظور مورد استفاده قرار داد، و بدين صورت نياز به ادوات گرمايش جانبي كاهش خواهد يافت...

شرايط لازم جهت استفاده از گرمايش غير فعال
1- ميزان انرژي بدست آمده از محدود‌ه‌هاي خاص تجاوز نمي‌كند.
2- آب و هواي ناحيه‌اي كه در آن ساختمان مورد نظر وجود دارد خود بعنوان يكي از ملزومات بدست‌آوري گرماي فضايي بشمار مي‌آيد.
3- تابش خورشيدي موجود باشد...

معمولا گفته مي‌شود كه انرژي خورشيدي براي مواردي نظير روشنايي، تامين برق كامپيوتر در ساختمانهاي تجاري غير ضروري و زائد مي‌باشد. با اين وجود، برخي از مطالعات نشان داده است كه چنين اظهاراتي غلو بوده و درست نمي‌باشد. موارد اندازه‌گيري شده نشان مي‌دهد كه برق و ادوات آن معمولا در موارد كمتر از آنچه تصور مي‌شود به كار مي‌آيد. بسياري از مدلهاي جديد استفاده از برق مي‌توانند در زمان عدم استفاده مصرف برق را پايين آورند. علاوه بر اين، مصرف الكتريسيته به هنگامي كه نور خورشيد در روز وجود داشته باشد، به ميزان قابل توجهي كاهش مي‌يابد. نياز براي مصرف الكتريسيته بصورت كاراتر موارد جديدي را در استفاده از انرژي خورشيدي، بصورت نور خورشيد در روز، و همچنين منابع گرماي فضايي عنوان نموده است...

آب و هواي ناحيه‌اي كه در آن ساختمان مورد نظر وجود دارد خود بعنوان يكي از ملزومات بدست‌آوري گرماي فضايي بشمار مي‌آيد. ساختمانهاي اداري در كشورهاي كه داراي آب و هواي گرم مي‌باشند داراي نياز به يك سيستم گرمايش كمتري در مقايسه با كشورهاي كه داراي آب و هواي سردتر هستند مي‌باشند. با اين وجود،‌حتي در نواحي گرم ممكن است استفاده از منابع گرمايي در غياب بده خورشيدي ضروري باشد. شبيه‌سازيها در خصوص يك ساختمان مدرن اداري، داراي عايق‌بندي مناسب بوده و از آخرين تكنولوژي بهره مي‌برد. ما اين موارد را در چارچوب IEA گرماي خورشيدي و و خنك‌سازي XI به انجام رسانديم. براي اين شبيه‌سازيها از اطلاعات آب و هوايي اسلو، زوريخ و روم استفاده گرديد. با وجود آنكه ساختمانها در اين مناطق به ميزان زيادي عايق‌كاري گرديده بود باز به بده يا محصول خورشيدي به ميزان 6 الي 32% نياز بود(برحسب منطقه و زمان سال). چنانچه ساختمان در روم بود، ميزان بده خورشيدي براي گرم كردن آن كافي مي‌نمود. در اسلو، بيشترين ميزان بده خورشيدي در مارس حاصل مي‌گردد. اين ماهها براي زوريخ فوريه و براي روم ژانويه مي‌باشد...

تغييرات تعادل انرژي ساختمان از ساعت به ساعت و ماه به ماه در طول سال. جدول 1/2 نشان‌دهنده كل مجموع ميزان انرژي مصرف شده در ماه(kWh) براي يك دفتر 54 m2 بسمت جنوب در لندن مي‌باشد. اين اطلاعات براساس مدل انرژي استفاده شده براي منحنيهاي ارائه اطلاعات در روش LT بوده كه يك روش دستي براساس روش رياضي پيچيده مي‌باشد. اين روش به راحتي مي‌تواند ابزاري را براي ساختمانهاي غير مسكوني طراحي نمايد. اين ابزار بوسيله گروه معماري اروپا توسعه داده شد و ستونهاي 1و2و3و4 به ترتيب معرف گرمايش، سرمايش و نور و كل مصرف مي باشند...

تجمع

به هنگامي كه تابش خورشيدي برروي يك عنصر شفاف مي‌تابد، اين عنصر نور خورشيد را انعكاس داده و يا آنكه بصورت جزئي آنرا جذب مي‌نمايد . مقدار جذب شده سپس بصورت موج بزرگ تابشي بر روي جداره عنصر شفاف بازتابيده مي‌شود...

مسير و شيب پنجره‌ها

ميزان موجود بودن تابش خورشيدي به يك سطح مشخص برحسب ميزان تابش و شيب آن مي‌باشد...

نيروي انتقال خورشيدي

كل انتقال انرژي، و بنابراين بده‌هاي خورشيدي به سمت عنصر شيشه‌اي برحسب خصيصه‌هاي نوري، ضخامت و تعداد لايه‌هاي مواد شيشه‌اي بكار رفته مي‌باشد...

نسبت بكار بردن شيشه

با وجود آنكه شيشه انرژي خورشيدي را پشتيباني مي‌نمايد، بعنوان يك ماده ضعيف براي مصارف عايق‌كاري شناخته شده است. بطور مثال، شيشه دو جداره 10 برابر داراي خاصيت رساناي گرمايي بيشتري در مقايسه با ديوار ايزوله مات مي‌باشد. ميزان از دست رفتن گرما بوسيله پنجره به هنگامي كه سطح پنجره افزايش مي‌يابد، تا آنكه بتواند ميزان بيشتري از نور خورشيد را جذب كند، بيشتر خواهد بود...

مقايسه مصرف انرژي

مصرف در يك روز آفتابي بصورت kWh محاسبه گرديده است. مقادير مثبت معرف نياز به گرما و منفي معرف نياز به سرما مي‌باشد. در كليه موارد مصرف براي موقعيتهاي كه هيچگونه تهويه مطبوع و يا محافظت از خورشيد وجود ندارد محاسبه گرديده است...

گرم نمايي قبلي هواي تهويه

هواي تهويه را مي‌توان در صورتي كه هوا در فضاهاي تجمعي جمع گرديده باشد و يا در معرض تابش خورشيدي قرار گرفته باشد را بصورت گرمايش از قبل در آورد...

آتريا

هماهنگي يك اتريوم در ساختمان اداري مي‌توان بوسيله گرماي قبلي توسط تهويه مطبوع باعث ذخيره انرژي گردد. اتريوم يا فضاي خورشيدي، بعنوان يك مفهوم، ممكن است، علاوه بر ميزان بده‌هاي خورشيدي چنانچه رو به جنوب قرار گرفته باشد، بعنوان يك نوآوري فضاي باز تلقي گردد كه مهياكننده نور طبيعي و تهويه مطبوع در ساختمان اصلي باشد. كليه اين عملكردها ممكن است در ذخيره انرژي سهم داشته باشد...

نوع شيشه‌كاري و سطح عايق

چنانچه آتريوم گرم نشود، مي‌بايست با گرم كردن قبلي آن توسط سيستم تهويه مطبوع دو جداره اقدام نمود...

پيكربندي شيشه‌‌ها

بيشترين آترياها داراي پوشش شيشه‌اي در تقريبا كل سطح بيروني خود مي‌باشند. بيشتر اين شيشه‌ها داراي شيب بوده تا آنكه حالت سه گوشي، لچكي يا شيرواني را بوجود آورند. اين نوع پيكربندي شيشه باعث بدست آوردن انرژي خورشيدي از سراسر آسمان مي‌گردد و بدينوسيله نور داخل آتريوم را حتي به هنگام تابش كم خورشيدي تامين مي‌نمايد...

ظرفيت گرمايي

شبيه‌سازيهاي رايانه‌اي يك ساختمان با يك آتريوم خطي جهت دسترسي به تاثير افزايش توده در يك محدوده متوسط در كليه شرايط آب و هوايي مورد استفاده قرار گرفت. جايگزيني ساختار داراي چارچوب چوبي با بلوكهاي بتوني باعث كاهش بسيار كمي در نياز به گرما در آتريوم و يا نواحي مجاور و در هر يك از مناطق مطالعه شده(معمولا كمتر از 1%) گشته است...

ذخيره

هدف از ذخيره گرمايي نگهداري گرما مازاد بر احتياج كنوني و رهاسازي آن به هنگام احتياج مي‌باشد. تابش خورشيدي كه به ماده‌اي مي‌تابد بوسيله آن جذب گرديده سپس به گرما تبديل شده و در اجرام آن ذخيره‌ مي‌گردد. پس از آن اين ماده بوسيله رسانا بتدريج گرم شده و گرماي آن انتشار مي‌يابد...

ذخيره گرمايي در دفاتر اداري

ذخيره انرژي خورشيدي در ساختمانهاي اداري جهت كاهش گرماي بيش از حد و بهترين استفاده بده‌هاي غير فعال خورشيدي مهم مي‌باشد...

ذخيره بده‌هاي خورشيدي غير فعال

نيازمنديهاي ذخيره گرمايي در دفاتر(جائيكه مي‌توان تنظيم ترموستات را براي ساعت 18 به منظور استفاده از گرما بكار برد) با نيازمنديهاي گرمايي ساختمانهاي مسكوني متفاوت مي‌باشد(جائيكه ترموستات ممكن است تا ساعت 22 عمل ننمايد)...

كاهش گرماي زياد

اينترسي همچنين در طي تابستان و يا در طي دوره‌هاي اوج گرم مي‌تواند بسيار مفيد باشد. موارد مهم آن نه تنها برحسب ذخيره بيشتر گرمايي و بنابراين كاهش پيكهاي دما مي‌باشد، بلكه، باعث تهويه مطبوع در شب نيز خواهد شد...

سيستمهاي ديوار توده‌اي

ديوار توده‌اي يك مفهوم خورشيدي غيرفعال مي‌باشد كه بطور همزمان 3 تابع مختلف را پوشش مي‌دهد...

پنجره‌هاي داخلي در ديوار توده

پنجره‌هاي داخلي در ديوار توده اجازه مي‌دهد تا نور مستقيم خورشيد و بده‌هاي خورشيدي در بين توده نماي خارجي نفوذ نمايد. با اين وجود، ناحيه موثر و حجم ذخيره كاهش مي‌يابد...

ديوار توده منفذدار(ديوار ترومبي)

به هنگامي كه توده ديوار داراي منافذ طبيعي يا مكانيكي باشد، انرژي خورشيدي سريعتر و با كارايي بيشتري به ساختمان منتقل مي‌شود...

ادوات سايبان

محافظت خورشيدي قابل حمل در جلوي ديوار اجازه كنترل سيستم جهت ممانعت از گرماي زياد در روزهاي گرم و كاهش از دست رفتن گرما را در شب مي‌دهد. محافظت خورشيدي قابل حمل هزينه‌هاي كلي را افزايش مي‌دهد، اما براي راحتي لازم است...

ديوار توده ايزوله شده

در مورد ديوار توده منفذدار(ديوار ترومبي)، ديوار ممكن است جهت كاهش از دست رفتن گرما ايزوله گردد. توده ذخيره فعال تنها توده در قسمت بيروني مواد ايزوله مي‌باشد،

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: گرما و ترمودینامیک |

مدل سازی اتلاف گرمای سیستم گرمایش کف با استفاده از یک مدل دو بعدی متصل به زمین

گزارش حاضر، یک مدل شبیه سازی دوبعدی از اتلاف گرما و حرارت را توسط یک ورقه روی پایه، برای سیستم حرارتی کفی، معرفی می کند. وظیفه این سیستم مدل سازی تأثیر آرایش و شکل کف پی ساختمان در کارایی سیستم گرمایش است. این مدل می تواند برای طراحی خانه های دارای پتانسیل مناسب برای سیستم حرارتی کف با توجه به اتلاف گرما از طریق شکل و ترکیب کف و پی ساختمان، استفاده شود.
بررسی ها نشان می دهد که برای یافتن میزان دقیق اتلاف گرما به زمین، مدل متحرک سیستم کف مهم است اما مهمتر از آن، تأثیر بسزایی است که پی ساختمان در اتلاف انرژی ساختمان ها که توسط سیستم حرارت کفی گرم می شوند، دارد. نتیجه این مدل سازی می تواند در طراحی خانه هایی با سیستم حرارتی کفی لحاظ گردد.

مدل شبیه سازی انرژی ساختمان
مدل سازی اتلاف گرمای سیستم گرمایش کف می تواند در یک مدل شبیه سازی شرایط حرارتی یک اتاق با گرمایش کف استفاده شود. بدین منظور مدل انتقال گرما را با خصوصیات مواد ثابت و پایدار مد نظر می گیرند. دیوارها، سقف، کف و پنجره ها با استفاده از یک متر حجمی کنترل محدود با یک طرح تهویه مجازی، مدل سازی می شوند. در این مدل، سیستم تهویه یک سیستم متعادل ساده است که دارای بازیافت گرما می باشد. اطلاعات آب و هوای ساعت به ساعت (اندازه گیری شده یا از یک طرح منبع سالانه) نیز به عنوان ورودی استفاده می شود.
بدین ترتیب، مدل در یک برنامه شبیه سازی با مدل هایی برای دیوارها،( شامل توضیح داخلی تشعشعات خورشیدی)، سقف، کف، تهویه، اتاق و اطلاعات آب و هوا با نام FHSim برای شبیه سازی گرمکن کف، بکار گرفته می شود. با استفاده از این برنامه، گرمکن کف، می تواند جزئیات به مصرف انرژی و اتلاف گرما به زمین را مشخص سازد.
پیش بینی دقیق جریان گرما و حرارت نشان دهندۀ این مطلب است که ساختمان های بزرگ می توانند به خوبی بعنوان مدل قرار داده شوند که این کار بر پایه ویژگی بعد آنها استوار می باشد. علاوه بر این بهتر است که شبیه سازی دینامیکی حرارت در لوله های گرمکن کف برای محاسبۀ دقیق اتلاف گرما به زمین، در صورتیکه هم میانگین دقیق و هم ماکزیمم جریان گرما نیاز باشد، استفاده گردد. معمولاً مقدار متوسط حرارت کف گرم شده نیاز است. اما تخمین این مقدار دشوار می باشد زیرا این مقدار به لیست طویلی از فاکتورها وابسته است که شامل میزان مصرف انرژی خانه و مقاومت حرارتی بین سیستم گرمایی کف واتاق می باشد که حتی اشتباهات کوچک در این تخمین باعث ایجاد تفاوت های بزرگ در اتلاف گرمای پیش بینی شده به زمین می گردد. مدل استفاده شده در این مقاله می تواند برای مدل سازی تأثیر پی و ساختمان کف در مصرف انرژی و اتلاف گرما به زمین توسط اتصال مدل کف به یک اتاق سنجیده و استفاده شود. با استفاده از این مدل جامع، شبیه سازی دینامیکی اتاق و سیستم گرمایی کف قابل اجرا می باشد. در این مدل تأثیر عایق در ساختمان کف و پی در مصرف انرژی خانه مهم نشان داده شده است. اما اِشکال مدل این است که کند بوده و به تعداد داده های زیادی نیازمند است. در هر حال این مدل می تواند به عنوان گامی به طرف اجرای سیستم های گرمکن کف قلمداد گردد.

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

پردازش اطلاعات به وسيله گرما

بتازگی فیزیکدانان سنگاپوری نوع سومی از رایانه ها را طرح ریزی کرده اند که می تواند با استفاده از گرمای حمل شده به وسیله «فونون ها (phonon)» عملیات مشابهی را انجام دهد و روش جدیدی در پردازش اطلاعات به وجود آورد.در فرآیندپردازش اطلاعات ، همواره گرما به عنوان فاکتوری بدون استفاده و مضر مدنظر بوده است.

با استفاده از این روش می توان گرما را تحت کنترل درآورد و از آن استفاده کرد.

به گزارش بخش خبر تراشه از جام جم، محققان تخمین زدند که چگونه گیت های منطقی حرارتی (گرمایی) را برای استفاده در رایانه های فونونیک آینده بسازند. گیت های منطقی یکی از عناصر اصلی رایانه ها هستند که عملیاتی را روی یک یا چند داده منطقی ورودی انجام داده و یک خروجی منطقی تولید می کنند. خروجی و ورودی با ولتاژهای مختلف نشان داده می شود. در گیت منطقی حرارتی ، ورودی و خروجی با دماهای مختلف نشان داده می شود. عنصر کلیدی این گیت ها، ترانزیستور گرمایی است که شبیه به ترانزیستورهای اثر میدانی (FET) کار می کند و یک سال قبل از سوی گروه ساخته شد. این ترانزیستور مشتکل از 2ترمینال است که به شکل ضعیفی به هم جفت ، بعلاوه بر یک ترمینال کنترلی ثالث و مانند دیگر مدلسازی ها از حمام گرما که نوعی جهش مولکولی یا اتمی است برای تولید گرما استفاده شد. برای هدایت گرما نیاز به قدرت خارجی زیاد نیست و هرگونه اختلاف دما منجر به هدایت گرما می شود. در این مدل ، گرما از طریق ارتعاش شبکه هدایت می شود. زمانی که طیف ارتعاشی 2ترمینال ترکیب شود، همپوشانی آنها جریان گرما را تعیین می کند. به عنوان مثال زمانی که همپوشانی انجام می شود ، گرما براحتی بین ترمینال ها عبور می کند و بیانگر حالت on می شود و زمانی که همپوشانی بین 2طیف انجام نمی شود یا خیلی ضعیف باشد، بیانگر حالت off است.

مقاومت حرارتی تفاضلی منفی NDTR که در نتیجه تطابق یا عدم تطابق طیف ارتعاشی ذرات واسط ترمینال ها به وجود می آید، حالت on یا off را باثبات کرده و عمل گیت حرارتی را ممکن می کند. محققان برآورد کردند که چگونه ترکیب ترانزیستورهای حرارتی می تواند برای ساختن گیت های حرارتی مختلف مثل تکرارکننده سیگنال استفاده شود. تکرارکننده ، سیگنال گرمای ورودی را به رقم تبدیل می کند بنابراین زمانی که دما بالاتر یا پایین تر از ارزش بحرانی است ، خروجی on یا off است و حالت میانی وجود ندارد. با اتصال چندین ترانزیستور حرارتی به هم ، محققان به حالت مطلوب و ایده آل نزدیک شدند. در کنار تکرارکننده ، آنها برآورد کردند که گیت NOT و همچنین گیت های AND و OR را با همین ترانزیستورها می توان ساخت.

از آنجایی که این مدل بسادگی امکان ایجاد گیت های منطقی حرارتی را نشان داد ، محققان می گویند تحقق تجربی ابزارهایی در مقیاس نانو ، دور از دسترس نخواهد بود.آنها همچنین خاطرنشان کردند که دیگر ابزارهای حرارتی مثل یکسوکننده حرارتی نیمه هادی در آینده نزدیک مدلسازی خواهد شد.یکی از مزایای رایانه های فونونیک این است که احتیاج به مصرف الکتریسته بالا نیست و ما می توانیم گرمای مازاد به وجود آمده را برای انجام کارهای مفید استفاده کنیم.

دیگر مزیت روش این است که بشر قادر خواهد بود به صورت عاقلانه گرما را کنترل و استفاده کند و از این راه انرژی زیادی را ذخیره کند.

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: گرما و ترمودینامیک |

پمپ گرما

همراه با صنعتي شدن جامعه، مقدار سوخت فسيلي مصرفي به سرعت افزايش يافته و اثرات مخرب آن بر محيط زيست وارد گرديد. از طرفي مهمترين عامل در ايجاد سرمايش و تهويه مطبوع برق مي‌باشد. با وجود استفاده از انرژي هسته اي در برخي از کشورها، سوخت هاي فسيلي نظير ذغال سنگ و نفت از جمله منابع اصلي انرژي براي تأمين برق به شمار مي روند. بنابراين در حال حاضر كاهش انتشار آلودگي هاي زيست محيطي با حذف منابع طبيعي از اهميت زيادي برخوردار است.
ترکيبات CFC مورد استفاده در کاربردهاي سرمايشي مختلف، منجر به تخريب لايه ازن و گرم شدن کره زمين و نهايتاً تغيير وضعيت آب و هوا در دهه هاي گذشته شده اند. از اين رو کاهش مصرف سوخت هاي فسيلي و همچنين ترکيبات CFC ضروري بوده و در اين رابطه بررسي‌هاي زيست محيطي داراي اهميت ويژه اي مي‌باشد. شرکت گسترش گازهاي برودتي پارسيان با آگاهي کامل از اين مسأله در راستاي توسعه مبردهاي جديد سازگار با محيط زيست و سيستم هاي پمپ گرما با بازدهي مطلوب (به کمک اين مبردها) گام برداشته كه مسلماً منفعت بشري و حفاظت از زمين را در بر خواهد داشت.

اصول عملکرد پمپ گرما

روند

آژانس بين‌المللي انرژي (IEA) مرکز تحقيقات پمپ گرما (با وب سايت www.heatpumpcentre.org) را ايجاد نمود. در اين مركز بررسي‌هاي مرتبط با تکنولوژي پمپ گرما انجام گرفته و اطلاعات مربوط به محصول موجود است.
جدول زير تعداد پمپ‌هاي گرماي فروخته شده در سال 1999 و تعداد پيش‌بيني شده براي فروش آن در سال 2010 را نشان مي‌دهد. اين تصاوير از موسسه اروپايي پمپ گرما (با وب سايت www.ehpa.org) در ماه مارس سال 2001 استخراج شده‌اند.

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: گرما و ترمودینامیک |

توجه توجه

با تفکرات بسیار به این نتیجه رسیدم که وبلاگم فقط در رابطه با مبحث گرما و ترمودینامیک باشه چون می خوام یک مقاله وحشتناک فقط در رابطه با گرما بدم ژس اگر مطلبه دیگری در رابطه با فیزیک می خواهید وقت هدر نکیند تو وبم

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

تصادفی نیست که نیمه اول سده نوزدهم شاهد پیشرفت‌های فراوان و رشد بینش‌های عمیق درباره ماهیت‌های گرما بودیم. در اواخر سده هژدهم انقلاب صنعتی از انگلستان به قاره اروپا و آن سوی اقیانوس اطلس گسترش یافت.

پیش از سال ۱۸۳۰ تصور می‌کردند که گرما و خواص گرمایی مواد با پدیده‌های مکانیکی الکتریکی ومغناطیسی ارتباطی ندارند. بنا بر نظریهٔ کالریک که در آن زمان رایج بود. مقدار گرمای هر جسم متناسب با مقداری از سیال کالریک بود که در جسم وجود داشت یعنی هر چه مقدار سیال کالریک آن نیز بیشتر بود انبساط گرمایی را که از پدیده‌های آشنا به شمار می‌آمد این طور توجیه می‌کردند که برای پذیرش سیال کالریک اضافی فضایی بیشتر لازم است. هر چند دادن گرما به جسم هیچ تغییر قابل اندازه گیری در جرم آن ایجاد نمی‌کرد و این امر را با معضل روبرو کرده بود اما هواداران این نظریه برای حل مشکل می‌گفتند که کالریک یک سیال است (سنجش ناپذیر) یا (آذرین) یعنی سیالی بدون جرم است.

هرچند که نظریه کالریک را پیش از پایان نیمه اول قرن نوزدهم کنار گذاشتند. میراث آن واحد گرما، یعنی کالری هنوز هم کاربرد فراوانی دارد.

این واقعیت که ماشین بخار، با استفاده از گرمای ناشی از سوختن چوب یا زغال سنگ کار مکانیکی انجام می‌دهند.

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: گرما و ترمودینامیک |

سلام ولادت امام علی مبارک

ولی روز پدر مبارک نباشه

یک ذره منت کشی خوب حالا که خیلی اسرار دارین روز پدر و مرد هم مبارک

ااا

قبول نیست روز زن رو قبلا تبریک نگفتم خوب پس روز زن و مادر هم مبارک

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: چرت و پرت ، عکس ، سوتی هر چرت دیگه |

لیزرها الکترون های ازاد

آخرین نوع لیزر که بدان می پردازیم، با تمام انواعی که تا به حال بررسی کردیم تفاوت اساسی دارد. در این لیزر، محیط فعال به سادگی تنها از باریکه ای ازالکترونهای آزاد تشکیل شده است و در اثر افزایش و کاهش شتاب این الکترونها درمیدان مغناطیسی، گذارهای نوری که عمل لیزر مبتنی بر آنهاست،‌انجام می شوند. این لیزرشامل عبور باریکه ای از الکترونهای بسیار پر انرژی حاصل از یک شتابدهنده از بین قطبهای تعدادی آهنربا با قطبیت متناوب است که به فواصل منظم از هم قرار دارند. نوعاً الکترونها به انرژیی در گستره ۱۰ تا MeV ۱۰ نیاز دارند و فاصله آهنرباها باید چند سانتی متر باشد. در نتیجه، الکترونها مرتباً در راستای عمود بر حرکت شتاب می گیرند و آن را از دست می دهند و همان طور که ملاحظه می شود یک مسیر نوسانی ایجاد می شود. به همین علت معمولاً‌ به این آهنرباها عنوان آهنرباهای تکان دهنده اطلاق می شود. اثر این فرایند، ایجاد نشر تابش ترمزی ( برمزاشترالونگ ) درطول محور لیزر است که سپس بین آینه های موازی به دام می افتد و طبق روش معمول باعث برانگیزش بیشتر نشر می شود.
طول موج نور نشر شده از لیزر الکترون آزاد، توسط انرژی الکترونها و فاصله بین آهنرباها، تعیین می شود. الکترونهای پرانرژی در کسر قابل ملاحظه ای از سرعت نور حرکت می کنند که می توان آن را با پارامتر f مشخص کرد، این پارامتر نمایانگر نسبت انرژی کل نسبیتی به انرژی جرم در حال سکون آنهاست. اگر فاصله آهنرباها را با d نشان دهیم، آنگاه طول موج نشر لیزر توسط فرمول ساده زیر به دست می آید:
l= d/۲ f
چون انرژی الکترونهای خروجی از شتابدهنده می تواند به طور پیوسته تغییر کند، باز هم لیزری با توانایی کوک پذیری خواهیم داشت.
با وجود این برخلاف لیزر رنگینه ای، در اصل هیچ محدودیتی در کوک پذیری در گستره زیر قرمز، مرئی و فرابنفش طیف الکترومغناطیسی وجود ندارد. به علاوه، این نوع لیزر قادر به ایجاد توانهای متوسط زیاد و کارایی معقولی است. برای مثال وسیله ای در آزمایشگاه پژوهشی نیروی دریایی امریکا، قادر است تپهای MW ۷۵ تابش mm ۴ را با کارایی تقریباً ۶% ایجاد کند. با این حال، به طور معمول کارایی نورمرئی و فرابنفش به مراتب کمتر است و تلاشهای پژوهشی زیادی در راستای حل این مسئله در حال انجام است.نه تنها از لحاظ نیازمندیهای توان بالا و حجم زیاد یک شتاب دهنده الکترون مناسب بلکه به دلایل بسیاری، لیزر الکترون آزاد به طور تجاری تولید نمی شود و احتمالاً‌ در این ایام جزء ابزار پژوهشی بسیار تخصصی باقی خواهد ماند. با وجود این، در کاربردهایی که تابش کوک پذیر در توانهای خیلی زیاد مورد نیاز است، لیزر الکترون آزاد کارایی خود را به اثبات خواهد رساند.

منبع:PRIN.IR

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

سلام من به شدت خوشحالم

قالب قبلیم همونی که خیلی دوسش داشتم دوباره یافتمش

البته می دونم خیلی ها از این قالب بدشون می یاد ولی من خیلی دوسش دارم سادس

خوب من خوشحالی خودمو اعلام کردم

سعی می کنم بیشتر اپ کنم

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: چرت و پرت ، عکس ، سوتی هر چرت دیگه |

انتقال گرما به وسیله ی نانو سیالات

سيستم‌هاي خنک کننده، يکي از مهم‌ترين دغدغه‌هاي کارخانه‌ها و صنايع و هر جايي است که به نوعي با انتقال گرما روبه‌رو می‌‌‌‌‌‌‌باشد. در اين شرايط استفاده از سيستم‌هاي خنک‌کننده پيشرفته و بهينه، کاري اجتناب‌ناپذير است. بهينه‌سازي سيستم‌هاي انتقال حرارت موجود، در اکثر مواقع به وسيله افزايش سطح آنها صورت مي‌گيرد که همواره باعث افزايش حجم و اندازه اين دستگاه‌ها مي‌شود؛ لذا براي غلبه‌ بر اين مشکل، به خنک کننده‌هاي جديد و مؤثر نياز است و نانو سيالات به عنوان راهکاري جديد در اين زمينه مطرح شده‌اند.
نانوسيالات به علت افزايش قابل توجه خواص حرارتي، توجه بسياري از دانشمندان را در سال‌هاي اخير به خود جلب کرده است، به عنوان مثال مقدار کمي (حدود يک درصد حجمي) از نانوذرات مس يا نانولوله‌هاي کربني در اتيلن گليکول يا روغن به ترتيب افزايش 40 و 150 درصدي در هدايت حرارتي اين سيالات ايجاد مي‌کند؛ در حالي که براي رسيدن به چنين افزايشي در سوسپانسيون‌هاي معمولي، به غلظت‌هاي بالاتر از ده درصد از ذرات احتياج است.
البته از سوسپانسيون نانوذرات فلزي، در ديگر زمينه‌ها از جمله صنايع دارويي و درمان سرطان نيز استفاده شده است.

تصاوير ميکروسکوپی از نانو سيال مس (چپ)،
نانو ذرات اکسيد مس (وسط)
ذرات کلوئيدي طلاسرب (راست)

انتقال حرارت در سيالات ساکن
خواص استثنايي نانوسيالات شامل هدايت حرارتي بيشتر نسبت به سوسپانسيون‌هاي معمولي، رابطه غيرخطي بين هدايت وغلظت مواد جامد و بستگي شديد هدايت به دما است. اين خواص استثنايي، به همراه پايداري، روش تهيه نسبتاً آسان و ويسکوزيته یا گرانروی قابل قبول باعث شده تا اين سيالات به عنوان يکي از مناسب‌ترين و قوي‌ترين انتخاب‌ها در زمينه سيالات خنک کننده مطرح شوند. بيشترين تحقيقات روي هدايت حرارتي نانوسيالات، در زمينه سيالات حاوي نانوذرات اکسيد فلزي انجام شده است یکی از اين پژوهش ها افزايش 30 درصدي هدايت حرارتي را با اضافه کردن 3/4 درصد حجمي آلومينا به آب نشان می‌‌‌‌‌‌‌دهد. البته در يک پژوهش مشابه ديگر، محققان به افزايش 15 درصدي هدايت گرمایی را براي همين نوع نانوسيال با همين درصد حجمي دست یافتند که مشخص شد تفاوت اين نتايج ناشي از تفاوت در اندازه نانوذرات به‌کار رفته در اين دو تحقيق بوده است. قطر متوسط ذرات آلوميناي بکاررفته در آزمايش اول 13نانومتر و در آزمايش دوم 33 نانومتر بوده است.

خلاصه
خواص استثنايي نانوسيالات شامل هدايت حرارتي بيشتر نسبت به سوسپانسيون‌هاي معمولي، رابطة غيرخطي بين هدايت و غلظت مواد جامد و بستگي شديد هدايت به دما است.
خواص استثنايي، به همراه پايداري، روش تهية نسبتاً آسان و ويسکوزيتة قابل قبول باعث شده تا نانوسيالات به عنوان يکي از مناسب‌ترين و قوي‌ترين انتخاب‌ها در زمينة سيالات خنک کننده مطرح شوند.
مقدار کمي (حدود يک درصد حجمي) از نانوذرات مس يا نانولوله‌هاي کربني در اتيلن گليکول يا روغن به ترتيب افزايش 40 و 150 درصدي در هدايت حرارتي اين سيالات ايجاد مي‌کند.

اصل اين مقاله در ماهنامه شماره 109 فناوری نانو به چاپ رسيده است

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: گرما و ترمودینامیک |

سلام امروز می خواستم اپ کنم ولی نشد به علت بعضی موارد ها خودشه اولیش همینه

ندا

زندگی مو خراب کرد باعث شد اپ نکم ولی نگران نباشید عجله نکنید صبر کنید چای شهرزاد دم بکشد اونوقت من اپ می کنم

کدوم بانک ؟

ملت

تازه

یخچالمون امرسانه زیبا و جارار پس دلتون بسوزه

با تشکر

شیر مامان تا ۶ ماه دررره تنها غذای منو درره تامن بشم ۶ ساله شیرم ادامه داره نه شیر خشک نه شیشه شیر کاکائو همیشه

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: چرت و پرت ، عکس ، سوتی هر چرت دیگه |

نظرتون راجب گرما چیه ؟ هر نظری دارین منعکس کنید

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: چرت و پرت ، عکس ، سوتی هر چرت دیگه |

یک سوتی

تصمیم گرفتم یک سوتی از خودمو بنویسم هنگام مطالعه ی شیمی برای امتحان حالا دقت داشته باشید. به نوع سوتی قسمتی از کتاب نوشته :

برای نمونه، ببینیم با سوزاندن ۱۲ گرم اوکتان ...

خوب تصور میکنین من ببینیم رو چی خوندم

خوندم ببینیُم دو ساعت داشتم فکر می کرد م می گفتم بابا ما که تو جدول تناوبی ببینیُم نداریم باز دو ساعت دیگه رفتم جدول تناوبی باز کردم دونبال بیبنیُم بگرد

ممگه پیدا می شد انگار نه انگار افسرده دپرشن واینا بودم می گفتم این عنصر دیگه چیه بابا بیبینیم دیگه چیه بعد از ساعت ها فهمید که این ببینیم می باشد نه ببینیُم .

عجب که اینطور بود دیگه

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: چرت و پرت ، عکس ، سوتی هر چرت دیگه |

http://parmidasoft.blogfa.com/

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: چرت و پرت ، عکس ، سوتی هر چرت دیگه |

http://www.neginpars.com/domain.php

http://www.pouyasazan.org/hosting.asp

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

نکته ی مهم

تو تابستون می خوام سایتش بکنم خیلی برنامه دارم براش حالا کسی هست

بخواد همکاری کند؟

سایتم در رابطه با فیزیک می خواد باشه

مخاطباش دبیرستانی ها
موضوع هاشم
1. ارائه مقاله
2. معرفی کتاب
3.ارائه جزوه
4. گزارشکار ازمایشگاه فیزیک
5. اخبار جدیداز اکتشافات و اختراعات
6.اطلاع رساتی در رابطه با همایش های مربوط به فیزیک
7. ارائه ی نمونه سوال امتحانی ( فیزیک )
دیگه همینا
البته اگه بشه چون در حال حاضر مقدار زیادی پالس منفی می فرستن که عمرا نمی تونی این وب سایت رو بزنی.
ولی باید بشه. دیگه

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

قالبم چطوره ؟

قبلی بهتر نبود؟

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

من افسرده شدم قالب قبلی مو دیگه نمی ده به خاطر یک اشتباه چرت قالب یک وب دیگه رو عوض می کردم قالب این یکی عوض می شد بعد من می گفتم این چشه چرا قالبش عوض نمی شه

همین دیگه من قالب قبلی مو می خوام

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

یک نظر بدین

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

یعنی چی خوب یک نظرم اینجا پدید نیومده

خوب مثل امروز افسرده میشم دپرشن حاد می گیرم

اپ نمی کنم.

دیگه

بای بای

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

سلام چرت گفتم اپ می کنم.

بابا امتحان که نیست الافی می باشد ، ۱۰ تا دونه امتحان ۳۱ روز وقت خوب الافی دیگه

نکته دیگه اینکه

دعا کینین که من امتحان ریاضی رو پاس بشم فقط همین . دیگه باشه بعدا اپ میکنم

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: |

چند نکته ی مهم

۱. امتحانا شروع می شود و من اپ نمی کنم البته تا بعد از امتحان ها که تقریبا می شه حدودا ۳۰ خرداد

۲. تولدم مبارک تولدم مبارک

اینکه ۲۹ تولدمه تولدم مبارک همه تولدم مبارک

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: چرت و پرت ، عکس ، سوتی هر چرت دیگه |

رنگ‌هاي برّاق سوسک مي‌تواند در فناوري جديد نور مؤثر باشد

در بررسي رنگ‌هاي سبز و قرمز برّاق انواعي از سوسک سرگين- غلتان، دانشمندان دريافته‌اند که طيف بازتابي غيرعادي آن‌ها ناشي از نقص‌هايي در ساختار لايه‌ي خارجي، يا پوسته‌ي سخت آن‌هاست؛ شناخت چگونگي توليد رنگ‌هاي براق توسط اين ساختار مي‌تواند به دانشمندان کمک کند تا بازتابنده‌هاي نانومتري کايرالی را براي استفاده در فناوري‌هاي نمايش دادن و ليزر در آينده طراحي کنند.

در حالي که بيش از 30000 نوع مختلف سوسک سرگين غلتان در سراسر جهان وجود دارد، نمونه‌هاي مورد بررسي از نوع خاصي بودند که عمدتاً در جنوب افريقا پيدا مي‌شود. در اوايل سال‌هاي 1900، دانشمندان متوجه شدند که اين نوع سوسک نورکاملاً چپگرد ( با قطبش دايره‌اي چپگرد) و بدون هيچ مؤلفه‌اي از نور راستگرد- را باز مي‌تاباند که تنها مثال شناخته شده‌ي اين پديده در طبيعت است.

در دهه‌ها بعد، دانشمندان علت اين رجحان نامتقارن را کشف کردند. پوسته‌ي سوسک از تعداد زيادي لايه‌ي متشکل از رشته‌هاي مويين تشکيل شده است که موازي هم قرار دارند، که باعث مي‌شوند نور با قطبش در امتداد رشته‌ها را ترجيح دهند. هر لايه نسبت به لايه‌ي بالاتر از خود اندکي چرخيده است که باعث تشکيل توده‌اي مارپيچي مي‌شود که به طرف چپ مي‌چرخد. اين ترتيب قرار گرفتن لايه‌ها نور با قطبش دايره‌اي چپگرد را باز مي‌تاباند، که با شکل مارپيچي موجي که به طرف چپ مي‌چرخد بيان مي‌شود.

يوهان برنيک مي‌گويد : اين که چرا طبيعت به سوسک سرگين- غلتان اين ويژگي را داده است که فقط نور چپگرد را باز بتابانند پرسش دشواري است. رنگ‌آميزي حشرات معمولاً نوعي سازش بين قابليت استثار و کوشش در جهت يافتن جفت است. در برخي موارد (معمولاً براي زرد، سياه و سرخ)، اين رنگ هشداري به شکار گران در جهت سمّي بودن آن‌هاست. احساس من اين است که اين سوسک‌هاي سرگين- غلتان مي‌کوشند تا باپهن‌تر کردن نوار بازتاب خود را قابل رؤيت‌تر سازند. با اين همه اين ايده هنوز به صورت کامل به اثبات نرسيده است.

دانشمندان ديگر عضو اين گروه بررسي توضيح دادند که چرا اين سوسک‌هاي سرگين- غلتان فوق‌العاده برّاق داراي طيف بازتابي هستند که قله‌هاي آن با طيف‌هاي هموار و کم‌تر برّاق ساير سوسک‌ها تفاوت دارد.

برنيک مي‌گويد: « از ناسازگاري‌ بين محاسبه‌ها و طيف‌هاي اندازه‌گيري شده و محاسبه‌هاي مبتني بر ساختار کايرال کامل ، فکر مي‌‌کنيم چيزي در ساختار آن‌ها « غلط » است. آزمون و خطا کشف کرده‌ايم که مي‌توان با فرض وجود نقص‌هايي در سازمان لايه‌هاي طيف‌ها را با تقريبي خوب شبيه‌سازي کرد. فقط وقتي فهميديم که بايد دقيقاً دنبال چه چيزي بگرديم، متوجه شديم که شگرد کار سوسک‌ها چيست».

با تاباندن نور به لايه‌هاي خارجي و تحليل نور بازتابيده، دانشمندان متوجه شدند که مدوله شدن عميق طيف‌ها قله‌هاي خوش تعريفي را به وجود مي‌آورد که نشان‌گر وجود اختلال‌هايي در لايه‌هاي مارپيچي پوسته‌ي خارجي است.

با يک ميکروسکوپ الکتروني روبشي، اين گروه نقص جالب توجهي را يافته‌اند. گرچه در نگاه اول به نظر مي‌رسد که لايه‌هاي متشکل از تارهاي چويين داراي فاصله‌هاي مساوي هستند، اما دانشمندان نقطه‌اي را شناسايي کردند که در آن فاصله‌ي لايه‌ها ناگهان در حدود 10% در سطح ميکروسکوپي تغيير مي‌کند. با توجه به مدل دانشمندان، اين جهش ناگهاني نوار بازتابي را چهار برابر چيزي که از يک توده‌ي مارپيچي کامل به دست مي‌آيد پهن مي‌کند.

همين‌طور، اين دانشمندان کشف کردند که چرا بعضي از اين سوسک‌ها قرمزند و بعضي سبز. با فرض اين که هر دو نوع از يک ماده ساخته شده باشند، تنها تفاوت ناشي از اختلاف ضخامت لايه‌‌ي خارجي است. همين‌طور، رنگ‌هاي مختلف در يک سوسک- مانند لبه‌هاي سبز در يک سوسک قرمز، يا لبه‌هاي آبي يک سوسک سبز- وقتي به وجود مي‌آيد که زاويه‌ي تابش افزايش يابد.

برنيک مي‌گويد: « فکر مي‌کنيم نمونه‌ي سبز، احتمالاً به علت شرايط خشک‌تر، کُندتر رشد مي‌کند» نمونه‌هاي قرمز بيش‌تر در نواحي مرطوب‌تر ( و سبزتر) يافت مي‌شوند که در آن‌جا باسرعت بيش‌تري رشد و لايه‌هاي ضخيم‌تري را توليد مي‌کنند. اين موضوع با ايده‌هاي قابل مشاهده‌تر شدن آن‌ها سازگار است.»

دانشمندان مي‌گويند شناخت اين‌که چگونه مهندسي » ناکامل» طبيعت ويژگي‌هاي اپتيکي سوسک سرگين- غلتان را بهبود مي‌بخشد مي‌تواند به کاربردهايي در فناوري نمايش دادن و ليزز بينجامد.

به گفته‌ي برنيک «‌کاربردهاي ممکن اين نوع مهندسي نقص» مي‌تواند بازتابنده‌‌هاي ليزر با نوار پهن براي ليزرهاي نيم‌رسانا و صافي‌هاي داراي نوار باريکي باشد که گاهي در طيف سنجي براي شناسايي و طبقه‌بندي مواد وکاني‌ها به کار مي‌روند.»

ترجمه : دکتر منیژه رهبر

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: اخبار فیزیکی و مطالب جالب فیزیکی |

لیزر ویروس ها را درون خون منفجر می کند

يك گروه پژوهشي متشكل از يك پدر و پسر كه در آزمايشگاه‌‌هاي مختلف كار مي‌كنند روش جديدي را براي پاك‌كردن خون از ويروس‌ها پيدا كرده‌اند. در اين روش كه نويد بخش ضدعفوني كردن خون براي انتقال آن است از يك باريكه ليزر كم توان استفاده مي‌شود كه تپ آن فقط كسري از ثانيه تداوم دارد.

شاوي وي ديويد دزن[1] كه دانشجوي دانشگاه جان هاپكينز است مي‌گويد كه اين فكر در يك قدم زدن در پارك با پدرش به وجود آمد. دزن كه پژوهشگر ايمن‌شناسي در آزمايشگاه تي. سي.وو[2] در مركز سرطان كيمل در هاپكينز است در جست‌وجوي روش جديدي براي خلاص شدن از دست عامل‌هاي بيماري‌زاي خطرناك مانند ويروس‌هاي HIV و هپاتيت C است. او مي‌گويد كه روش‌هاي جديد استفاده از پرتوهاي UV و راديوايزوتوپ‌ها ردي از اجزاي جهش يافته يا آسيب‌ديده در خون به جا مي‌گذارد.

استفاده از ارتعاش‌هاي فراصوتي براي نابودكردن ويروس‌ها يك راه ممكن است، اما پدرش كونگ – تون – دزن[3] كه متخصص ليزر در دانشگاه ايالتي آريزوناست فكر بهتري داشت: ليزرها، برخلاف امواج فراصوتي مي‌توانند در آب جذب‌كننده‌ي انرژي اطراف ويروس‌ها نفوذ كرده و عامل‌هاي بيماري‌زا را به ارتعاش درآورند.

پژوهشگران، ليزر كم تواني را با تپ‌هايي به مدت 100 فمتو ثانيه (^13-10 ثانيه) به طرف لوله‌هاي شيشه‌اي نشانه گرفتند كه حاوي ويروس‌هايي در آب نمك رقيق بود كه باكتري‌ها را عفوني مي‌كند و باكترپوپاگاز هم خوانده مي‌شود. مقدار ويروس‌ واگيردار در هر مكعب پس از ليزر درماني 100 تا 1000 برابر كاهش يافت. دزن جران گفت: «آزمايش را چند بار تكرار كردم تا خود را متقاعد سازم كه ليزر به خوبي كار كرده است.»

ليزر مورد استفاده‌ي آن‌ها با ليزر نور مرئي كه باريكه‌ي پيوسته‌‌اي را گسيل مي‌كند تفاوت دارد. اين ليزر تپ سريعي را گسيل مي‌دارد و سپس استراحت مي‌كند تا محلول اطراف ويروس خنك شود. اين موضوع آسيب‌گرمايي به اجزاي مختلف خون را به طور قابل ملاحظه‌اي كم مي‌كند.

با توجه به اين مطلب كه ارتعاش پوسته‌ي خارجي ويروس را از بين مي‌برد دانشمندان دريافتند كه ليزر كم توان آن‌ها ويروس‌ها را به صورت گزينشي از بين مي‌برد اما به سلول‌هاي اطراف آن آسيب نمي‌رساند، در حالي كه باريكه‌هاي قوي‌تر تقريباً همه چيز را از بين مي‌برد.

اين پدر و پسر گمان مي‌كنند كه ارتعاش‌هاي ليزر مي‌تواند ويروس‌هاي مقاوم به داروها و ويروس‌هاي حساس را به يك ميزان از بين ببرد.

وو مي‌گويد «روشي كه دانشجويم ابداع كرده است را مي‌توان بالقوه براي انتقال محصولات خوني كه با ليزر ضدعفوني شده‌اند در جهت كنترل بيماري‌هاي مسري به كار برد.»

اين دانشجويان نتيجه‌هاي كار خود را در شماره 13 ژوييه جورنال او فيزيك: ماده‌ي چگال چاپ كرده‌اند. آن‌ها مطالعات خود را با استفاده از ويروس‌هاي مختلف ارائه خواهند داد. وو مي‌گويد: «گمان مي‌كنيم كه اين كار روي ويروس‌هاي باكتريايي‌ نويد بخش است، اما آزمون واقعي با عامل‌هاي بيماري‌زايي چون HIV و هپاتيت خواهد بود.»

ترجمه : دکتر منیژه رهبر

نوشته شده توسط شادی | لینک ثابت | موضوع: اخبار فیزیکی و مطالب جالب فیزیکی |