• بازدید : 71 views
  • بدون نظر
خريد و دانلود پایان نامه ارتباط بين طيف خروجي و كاواك در ليزر نيمه هادي
دانشگاه آزاد اسلامی- واحد تهران مركزي
رشته فیزیک گرایش جامد
تعداد صفحات:۱۲۰
نوع فايل :WORD


چکیده پایان نامه ارتباط بين طيف خروجي و كاواك در ليزر نيمه هادي :
در این پایان نامه، ساختارهای مختلف لیزر نیمه هادی و خروجی آنها مورد بررسی قرار گرفته است و عوامل موثر بر این خروجی ها همچون جریان آستانه و تلفات اپتیکی بیان شده است. در نهایت با استفاده از طیف های دیود لیزری طول کاواک لیزر محاسبه شده است.

ساختار دیود لیزری از ۵ لایه رونشستی توسط دستگاه LPE تهیه شده است که ضخامت لایة میانی یا لایة فعال برابر ۰۵/۰ میکرون می باشد. چگالی ناخالصی توسط دستگاه SIMS مورد بررسی قرار گرفته است که نشان می دهد چگالی ناخالصی در عرض لایه رونشستی کاملاً یکنواخت است و ضخامت لایه ها از ۸ میکرون تا ۰۵/۰ میکرون به وسیله دستگاه AFM اندازه گیری شده است. شدت جریان آستانه در حدود A/cm2 70 برای تراشه ای به طول و عرض ۲۰۰*۳۰۰ میکرون محاسبه شده است. مدهای ظاهر شده در شدت جریان بالاتر از آستانه، Ith ، کاملاً مشهود است که نشان می دهد دیود ساخته شده پرتو لیزری از خود تابش می کند. در نهایت با استفاده از رابطه  طول کاواک برای طیف‌های به دست آمده محاسبه شده که مقدار ۲۰۶ میکرون به دست آمده است که با مقدار تجربی ۶% خطا وجود دارد.


قسمتی از پایان نامه ارتباط بين طيف خروجي و كاواك در ليزر نيمه هادي :

فصل ۱
مقدمه ای بر لیزر (مبانی لیزر)
مقدمه:

تا سال ۱۹۶۰ اپتیک، صنعت نسبتاً کوچکی را تشکیل می داد که مباحث نسبتاً جامع و تکامل یافته چون ابزارهای نوری، دوربین ها، میکروسکوپ ها، و کاربردهای عملی را در بر می گرفت بعدها لیزر پای بر صحنه نهاد ابتدا لیزر یاقوت، گازی و سپس لیزر تزریقی نیمرسانا اوایل، بصورت اساسی به کاربردهای لیزر دست نیافته بودند اما در مرحله جدیدتر توانستند به امکانات بالقوة لیزر در مخابرات، در پردازش، ذخیره و بازاریابی اطلاعات در جراحی چشم از طریق لیزر، الگوی برش لیزری، برش فولاد با لیزر و استفاده از لیزر در مرحله ای از تولید سوخت هسته ای و دگرگونی های عظیم در مخابرات نوری و …دست یابند

پیدایش تارهای شیشه ای بسیار کم اتلاف باعث شده است که مخابرات لیزر، جایگزین بسیار باارزش برای اتصال های سیمی مطرح شود بطور کلی لیزر تحول عظیمی در زندگی بشر و دنیای اطلاعات و …بر جای گذاشت اهمیت لیزر نیمه هادی، بیشتر بخاطر داشتن ساختار بسیار کوچک و نسبتاً ارزان با قابلیت بسیار زیاد در صنایع مخابرات می‎باشد بسامد نخستین لیزر، یاقوت، در طول موج عبارتست از که کمیت مورد توجه هر مهندس مخابرات است حال اگر فقط ۱% از این بسامد حامل برای پهنای باند اطلاعاتی بکار گرفته شود در این صورت یک کانال مخابراتی فراهم می‎آید که ظرفیت آن دو تا سه مرتبه بزرگی (۱۰۲ تا ۱۰۳) از پهن ترین کانال های موجود بیشتر است

برخی ارتباط های تقویت رادیویی میکروموجی که شرکت مخابرات از آن ها بهره می‎گیرد دارای پهنای باند اطلاعاتی، شامل ۱۰% از بسامدهای حاصل است در نتیجه یک باریکة لیزر می‎تواند تعداد زیادی برنامة تلویزیونی (با پهنای باند MHZ5) و تعداد زیادی مکالمة تلفنی (پهنای باند برای هر مکالمه تلفنی KHZ40) را به صورت همزمان منتقل کند

 

هدف:

هدف از انتخاب این موضوع، لیزر نیمه هادی، از چندین بخش تشکیل یافته است:

۱- لیزر نیمه هادی به خاطر سهولت کاربرد و کارایی وسیع آن در مخابرات از مهمترین نوع لیزرها می‎باشد

۲- توان الکتریکی مصرف شده برای راه اندازی لیزر نیم رسانا بسیار پایین تر از سایز لیزرها می‎باشد چنین لیزری ممکن است با بازده بالای ۵۰% کار کند علت بالا بودن بازده، بخاطر کوچک بودن ابعاد و در نتیجه بالا رفتن چگالی جریان می‎باشد

۳- در لیزر نیمه هادی آینه معمولی، به عنوان فیدبک اپتیکی وجود ندارد در چنین لیزری آینه های لیزری، از برش (کلیو) نمودن ساختار بلوری ایجاد می‎شود

۴- قابلیت کنترل خروجی با استفاده از تغییرات در ساختار نیمه هادی (اعم از ناخالصی ها و گاف نوار و …)

در این مطالعه، سعی شده است تا با بررسی روابط میان پارامترهای مختلف اعم از جریان آستانه، توان خروجی، اثرات موجبری و …بتوان با تقریب خوبی، خروجی مورد نظر در کارهای مختلف را تولید نمود

شباهت و تفاوت لیزر نیمه هادی با سایر لیزرها:

لیزرهای نیمه هادی شبیه سایر لیزرها (لیزر حالت جامد، یاقوت و …) هستند و در آنها تابش گسیلی دارای همدوسی زمانی و مکانی بوده و پرتو لیزری آنها بسیار تک رنگ (پهنای باند کوچک) و از راستاییِ زیادی، برخوردار هستند اما لیزرهای نیمه هادی در بعضی جنبه ها با سایر لیزرها تفاوتهایی دارند از جمله:

۱- در لیزرهای رایج گذارهای کوانتومی بین ترازهای انرژی مجزا صورت می‎گیرد در حالیکه در لیزر نیمه هادی گذارها به خواص نوری مواد بستگی دارند

۲- لیزرهای نیمه هادی بسیار کوچکند بعلاوه از آنجا که ناحیة فعال آنها خیلی نازک است (ضخامت حدود یک میکرون یا کمتر) در نتیجه واگرایی خروجی بطور قابل ملاحظه، از لیزرهای معمول بزرگتر است که این از مشکلات این لیزر محسوب می‎شود

۳- مشخصات بینایی لیزرهای نیمه هادی شدیداً به خواص محیط پیوند (نظیر گاف نوار، و تغییرات ضریب شکست) بستگی دارد

۴- در لیزرهای پیوندی p-nعمل لیزری بسادگی در اثر عبور جریان مستقیم از دیود صورت می‎گیرد و رویهم رفته سیستم کارایی زیادی دارد و مدولاسیون مدها به علت طول عمر کوتاه فوتون در محدودة فرکانس زیاد امکانپذیر می‎باشد که این مدولاسیون توسط جریان تزریقی انجام می‎شود

یکی از ویژگیهای ممتاز لیزر نیمه هادی، که باعث کاربرد آن در مخابرات شده است قابلیت کوپل شدن با سایر ابزارهای اپتیکی از جمله فیبرهای نوری است و دلیل آن کوچکی ابعاد و ساختارش می‎باشد نور تولید شده در لیزر نیمه هادی زمانی قابل استفاده در صنایع مخابرات است که بتوان آنرا در تارهای شیشه ای باریک (فیبرهای نوری به قطر حدوداً چند میکرون) انتقال داد

بطور کلی هدف این است که شخص بتواند با بررسی طیف خروجی، اطلاعاتی راجع به ساختار لیزر، میزان ناخالصی های بکار رفته، در ترکیبات نیمه هادی جریان آستانه و …بدست آورد تا با این طریق بتوان برای هر زمینة کاری لیزر و طول موج خاص را بکار برد

۱-۱- خواص باریکة لیزر:

نور لیزر به علت داشتن چهار ویژگی زیر دارای تمایز با نور معمولی است:

۱- تکفامی ۲- همدوسی ۳- جهتمندی ۴- درخشایی

۱- تکفامی: تنها موج الکترومغناطیسی با فرکانس fکه از رابطة زیر بدست می‎آید تقویت می‎شود:

(چون آرایش دو آینه ای کاواک، تشدیدی ایجاد می‌کند که نوسان تنها در فرکانسهای تشدید این کاواک انجام می پذیرد)

۲- همدوسی: برای هر موج الکترومغناطیسی دو مفهوم مستقل همدوسی می‎توان تعریف کرد:۱- همدوسی زمانی ۲- همدوسی فضایی

برای تعریف همدوسی فضایی دو نقطه P2 , P1را که در لحظه t = 0روی جبهة یک موج الکترومغناطیسی قرار دارند در نظر می گیریم و فرض می کنیم E2(t) , E1(t)میدانهای الکتریکی متناظر در آن دو نقطه باشد بنابر تعریف، اختلاف فاز دو میدان در لحظة صفر است اکنون، اگر این اختلاف در هر لحظه صفر باقی بماند می گوییم بین دو نقطه یک همدوسی کامل برقرار است (و چنانچه برای هر دو نقطة دلخواه جبهة موج الکترومغناطیسی چنین وضعیتی برقرار باشد می گوییم موج دارای همدوسی کامل فضایی است)

حال برای تعریف همدوسی زمانی، میدان الکتریکی موج الکترومغناطیسی را در دو لحظة در نقطه Pدر نظر می گیریم اگر در زمان تأخیر مفروض tاختلاف فاز دو میدان در هر لحظه tیکسان باقی بماند می گوییم در مدت زمان همدوسی زمانی وجود دارد اگر این اختلاف فاز برای هر مقدار t، یکسان باقی بماند گفته می‎شود که موج الکترومغناطیسی دارای همدوسی کامل زمانی است و اگر این امر برای مدت زمان تأخیر صورت گیرد بنحوی که گفته می‎شود موج دارای همدوسی پاره ای زمانی با زمان همدوسی است

۳- جهتمندی: این خاصیت نتیجه مستقیم این امر است که مادة فعال لیزری به شکل زیر در داخل کاواک قرار داده شود در واقع فقط موجی که در امتداد کاواک منتشر می‎شود (یا در امتدادی که خیلی نزدیک به آن است) می‎توان در کاواک دوام بیاورد ابتدا به بررسی همدوس کامل فضایی می‎پردازیم: فرض می‎شود باریکه ای با شدت یکنواخت و جبهة موج تخت روی پرده sکه دارای یک گشودگی است فرود می‎آید طبق اصل هویگنس، جبهة موج در هر صفحه Pدر پشت پرده با برهم نهش موجهای جزئی که از هر نقطه گشودگی گسیل می‎شود بدست می‎آید به علت متناهی بودن اندازه گشودگی، D، باریکه دارای واگرایی محدود است مقدار واگرایی از نظریه پراش بدست می‎آید:

فهرست مطالب پایان نامه ارتباط بین طیف خروجی و کاواک در لیزر نیمه هادی :
    چکیده
    فصل اول : مقدمه ای بر لیزر (مبانی لیزر)
    مقدمه
    هدف
    شباهت و تفاوت لیزر نیمه هادی با سایر لیزر ها
    خواص بار یکه لیزر
    انواع لیزر
    وارونی انبوهی
    پهن شدگی طیفی و انواع آن
    انواع کاواک نوری (فیدبک)
    برهم نهی امواج الکترومغناطیسی
     فصل دوم : لیزر نیمه هادی و انواع ساختار آن
    مواد نیمه هادی
    بازده گسیل خودبخودی
     انواع باز ترکیب
    گاف انرژی و انواع آن
    وارونی انبوهی و روش پمپاژ در لیزر نیمه هادی
    اتصال p- n اولین تحقق لیزر نیمه هادی
    انواع ساختار ها
    ساختار DFB
    تاثیرات دما به طیف گسیلی ساختار ها
    مختصری راجع به بحث نوری
     لیزر های نیمه هادی و دیود های نور گسیل
    جریان آستانه – خروجی
    روش های بهبود و افزایش بازده کوانتومی داخلی
     لزوم اتصالات اهمی
    فصل سوم : طیف خروجی لیزر نیمه هادی و عوامل مؤثر بر آن
    تغییرات چگالی جریان آستانه و فشار هیدروستاتیکی
    واگرایی پرتو خروجی
    خروجی ساختار ها
    محاسبه پهنای طیف در لیزر های نیمه هادی در ساختار های مختلف
    انواع پهنای طیف
    کوک پذیری لیزر نیمه هادی
    روابط و معادلات مهم در تولید و بازترکیب حامل ها
    بهره در حالت پایا و جریان آستانه
    اهمیت کاواک لیزر
    مدهای تولید شده در داخل کاواک
    تفاوت اساسی مدهای طولی و عرضی
     فصل چهارم : بررسی و تحلیل طیف های خروجی (کار های تجربی)
    پیشنهادات و نتایج
    انواع اتصال دیود و طیف خروجی
    ۱-   مشخصه ولتاژ- جریان (V- I)
    ۲-   مشخصه جریان- مقاومت دینامیکی
    ۳-   مشخصه جریان- توان (P- I)
    ۴-   مشخصه جریان- راندمان کوانتومی دیفرانسیلی
    ۵-   مشخصه توان طول موج
    نمودارهای تجربی
    نتایج
    پیشنهادات
    منابع فارسی
    منابع لاتین


فهرست منابع استفاده شده در  پایان نامه ارتباط بین طیف خروجی و کاواک در لیزر نیمه هادی :
۱-    اوراسيو سوولتر- ترجمه: اكبر حريري، حسين گل نبي. اصول ليزر
۲-    ج ويلسون- ج. ف. ب هاوكز. ترجمه: دكتر عباس بهجت. اصول ليزر و كاربردها
۳-    جوزف تامس وردين ترجمه: دكتر محمد كاظم مروج فرشي- دكتر حسين گل نبي الكترونيك ليزر
۴-    رسالة دكتري برق الكترونيك، مدلسازي و شبيه سازي نور در ليزر نيمه هادي عباس ظريفكار- تابستان ۱۳۸۳ دانشگاه تربيت مدرس
۵-    پايان نامه كارشناسي ارشد الكترونيك- شبيه سازي و آناليز يك ليزر نيمه هادي با ساختار Index Guided حسين سالار عابدي پاييز ۱۳۷۷ دانشگاه تربيت مدرس
۶-    پايان نامه كارشناسي ارشد مهندسي برق الكترونيك، آناليز و شبيه سازي ساختار استاتيك ليزر نيمه هادي در سطح گسترده. حميدرضا شيركوهي. تابستان ۱۳۷۶ دانشگاه تربيت مدرس
۷-    پايان نامه كارشناسي ارشد. ليزرهاي GaAs و كاربردهاي آن در مخابرات. محمدعلي صادق‌زاده، دانشگاه اصفهان، ۱۳۶۸
۸-    پايان نامه كارشناسي ارشد، بررسي تحليلي طيف اپتيكي ليزرهاي نيمه هادي. فاطمه وزيري، ۱۳۷۷ دانشگاه تربيت مدرس
۹-    پايان نامه كارشناسي ارشد، بررسي و ساختار ليزري GaAs. ناصر مصلحي ميلان- دانشگاه يزد.

 
Refrence
Books:                 
[1]. Mitsu Fukuda , Reliability and Degradation of semiconductor lasers and LEOS, Boston London 1991.
[2]. Motoichiahtsu, Frequency control of semiconductor lasers. Tokyo institut of technology. 1996.
[3]. Tet Sahiko. Ikegami , shoichi sudo, Yoshihisa sakai , Frequency stabilization of semiconductor laser Diode Boston London 1995.
[4]. Takahiro Numa. Fundamentals of semiconductor lasers. Optical sciences 1993.
Papers:
[5]. Diode lasers and photonic integrated circuids
[6]. N. C. Frateschi. A. P. kanjamalu, and A. F. J. levi Appy phys 66 (15) 1995., polarization of lasing emission in micro disk laser diodes.
[7]. Eur. J. phy. 18 (1997) 63-67. Analysis of light- emission processes in light- emitting diodes and semiconductor lasers.
[8]. Am chinley , AW Parke, GJHughes A Tomi cally clean semiconductor surfaces J. Phy. D: Apply phys 13 (1980)
[9]. A. J. Kent, A. Egan. J. G. Mcinerney , J. r. mloney, Enhanced diffraction limited out put power of tapered gain semiconductor lasers 1999/vol.2. No 13/optics EXPRESS.
[10]. Sugimimyra, A, IEE. J. Quantum Electron vol __ 5 P. 627.  1981
[11]. No Holonyak Jr and S.F. H. H. Dill , Jr. stimulated emission of radiation from GaAs p-n Junction. Apply phys lett 1 (1962)
[12]. M. W. Fleming and A. Mooradian. Fundamental line broadening of single mode (GaAl)As diode ___ lasers. Apply phys. Lett 38  511-513 (1981)
[13]. M. okai and T. Tuchiya , Tunable DFB lasers with ultra – narrow spectral line width. Electron lett 29 , 349- 351 (1993).
[14]. M. Okai, spectral characteristics of distributed feedback semiconductor lasers and their improvements by corrugation- pitch- modulated structure. J Appl. Phys 75, 1-29 (1994).
[15]. M. Okai, T. Tsuchiya. A. Takai , and N. Chinone factors limiting the spectral line width of CPM- MQW- DFB lasers. IEEE photo. Technol lett 4. 526- 528 (1992)
[16]. M. W. Fleming and A. Mooradian , Fundamental Appl. Phys. Lett. 38. 511-513 (1981).
[17]. M. Aoki , K. Uomi, T. Tsuchiya, s. sasaki , M. okai , and N. Chinone , Quantum size effect on longitudinal spatial hole hurning in MQM   shifted DFB lasers. IEEE. J. Quantum Electron 1991.

  • بازدید : 59 views
  • بدون نظر
این فایل در قالب pdfتهیه شده وشامل موارد زیر است:

مکانیک آماری، یکی از مباحث مطرح در فیزیک است که به سیستم‌هایی با تعداد متغیرهای بسیار زیاد می‌پردازد. این متغیرها می‌توانند ذراتی چون اتم‌ها، مولکول‌ها، یا ذرات بنیادی باشند که تعداد آن‌ها می‌تواند هم‌مرتبه با عدد آووگادرو باشد. در این مبحث، با استفاده از خاصیتهای میکروسکوپی این ذرات مانند ساختار اتمی و برهمکنش بین آن‌ها، اطلاعاتی در مورد خواص ماکروسکوپی سیستم مانند فشار، انتروپی و انرژی آزاد گیبس، از طریق محاسبات و روش‌های آماری به دست می‌آید. مثلاً معادله‌های حالت در ترمودینامیک توسط مدل‌های میکروسکوپی-آماری مشتق می‌شوند.
دیدگاه مکانیک آماری
دیدگاه مکانیک آماری میکروسکوپی است. بدین معنی که در این دیدگاه تا حد امکان جزئیات ساختاری سیستمها منظور می‌شود. لذا به علت زیاد بودن تعداد ذرات صحبت به زبان احتمال خواهد بود. مثلا احتمال یافتن ذره در یک سطح انرژی یا تراز انرژی. بطور اصولی می‌توان ذرات را بطور جداگانه انتخاب نموده و صور مختلف آرایشهای آنها را در نظر گرفت. اما چون احتمال مربوط به اشکال مختلف آرایشها اختلاف چندانی ندارند، پس متوسط گیری در این مقوله زیاد بد نمی‌باشد. 
ارتباط مکانیک آماری با ترمودینامیک
ترمودینامیک یک تئوری کلاسیک و قدیمی است. (علم حرکت و گرما Heat and motion). در این علم که دارای دیدگاه ماکروسکوپی است، کلیه سیستمها بدون توجه به ساختار اتمی و با انتصاب کمیات قابل اندازه گیری مثل حجم ، فشار ، آنتالپی ، انرژی داخلی ، دما و آنتروپی مطالعه می‌شود. ترمودینامیک مبتنی بر سه قانون بسیار مهم و البته تجربی است که به قوانین ترمودینامیک معروف هستند و در ترمودینامیک مورد بحث قرار می گیرند.

این علم قادر است روابط بی‌شماری بین کمیات مختلف مثل حجم و تعداد ذرات سیستم (V,N) یا کمیات مکانیکی مانند فشار و انرژی داخلی (U,P) و یا کمیات گرمایی مانند آنتروپی و دما (S,T) برقرار کند. به علاوه این علم قادر است ارتباط بین خواص مشخصه سیستمها ، مثل گرمای ویژه ، تراکم پذیری و تحرک الکترونها را ایجاد نماید. اما این درس نمی‌تواند مقادیر مطلق کمیات مذکور را تعیین کند و این وظیفه مکانیک آماری است که ، علاوه بر رفع این نقص و تأیید مجدد قوانین ترمودینامیکی ، می‌تواند دما را به انرژی ذرات اتصال دهد، تئوری جنبشی گازها Kinetic Theory of Gasses) و آنتروپی را در یک طریق بخصوصی به بی‌نظمی اتصال دهد. (معادله معروف بولتزمن) 
چرا ترمودینامیک به مکانیک آماری منجر می‌شود؟
ترمودینامیک یک درس کلاسیک است و در موارد زیرین نقض می‌شود:


در دماهای پایین: در این حالت خواص کلاسیکی سیستمها از بین رفته و پدیده‌های مشاهده شده ، کوانتومی هستند.

چگالیهای بالا: به عنوان مثال می‌توان به ستارگان نوترونی اشاره کرد. در ستارگانی که جرم آنها اندکی بیشتر از جرم خورشید می‌باشد، ریزش ثقلی تولید جرمی با چگالیهای باور نکردنی می‌نماید. در چنین چگالیهایی ، هسته‌ها نیز می‌شکنند و به صورت مایع نوترونی در می‌آیند.
توابع توزیع اساسی در مکانیک آماری
در مکانیک آماری سه نوع تابع توزیع بر اساس تقسیم بندی ذرات مختلف وجود دارد، که عبارتند از:
توزیع کلاسیک: اگر سیستمی تحت شرایط کلاسیکی باشد، در این صورت ذرات چنین سیستمی کلاسیک تلقی می شوند (ذرات کلاسیکی). این ذرات از تابع توزیع کلاسیک پیروی می‌کنند. اگر یک سیستم ماکروسکوپی با تعداد ذرات N و حجم V در نظر بگیریم، بطوری که سیستم در تعادل گرمایی باشد، به عبارت دیگر فرض کنیم که بین ذرات برهمکنش ضعیفی وجود دارد که قابل صرفنظر کردن است. با این مفروضات تابع توزیع (f(E که بیانگر تعداد ذرات با انرژی معین E از بین N ذره می‌باشد، به صورت زیر حاصل می‌گردد:

f (E) = e -(e-μ)/KT

گونه توزیع ذرات به توزیع کلاسیکی یا توزیع ماکسول_بولتزمن معروف است. در عبارت فوق E بیانگر انرژی ذرات ، T دما ، K ثابت بولتزمن و N پتانسیل شیمیایی است که برابر با تعداد انرژی ذخیره شده در سیستم در اثر تغییر تعداد ذرات می‌باشد.
توزیع فرمی-دیراک: گروه دیگری از ذرات ، فرمیونها هستند. از مشخصه‌های این ذرات می‌توان به داشتن عدد اسپینی نیم فرد (مضرب فرد ۱/۲) و تابع موج نامتقارن اشاره کرد. این ذرات از اصل پائولی پیروی می‌کنند. یعنی در هر حالت کوانتومی بیشتر از یک ذره نمی‌تواند وجود داشته باشد. به عنوان مثال الکترون در زمره ذرات فرمیونی قرار دارد. تابع توزیع حاکم بر این ذرات ، تابع توزیع فرمی-دیراک می‌باشد. به عبارت دیگر ، اگر سیستمی از این ذرات با برهمکنش ضعیف در نظر بگیریم، در این صورت تابع توزیعی که بر اساس آن می‌توان تعداد ذرات با انرژی معین E را در میان N ذره سیستم تعیین کرد، به صورت زیر ارائه می‌گردد:

f (E) = e -(e-μ)/KT + 1

توزیع بوز-انیشتن: گروه سوم و آخرین گروه از ذرات ، ذرات بوزونی هستند. این ذرات دارای عدد اسپین صفر یا صحیح بوده و تابع موج متقارن دارند. ذرات بوزونی برخلاف فرمیونها از اصل پائولی پیروی نمی‌کنند. به عنوان مثال فوتون یک ذره بوزونی است. تابعی که توزیع ذرات بوزونی از آن تبعیت می‌کند، تابع توزیع بوز-انیشتن می‌باشد. به بیان دیگر ، یک سیستم متشکل از ذرات بوزونی با برهمکنش ضعیف در نظر می‌گیریم. حال اگر بخواهیم تعداد ذراتی را که از بین N ذره بوزنی موجود در این سیستم دارای انرژی معین E هستند، پیدا کنیم، باید از رابطه زیر استفاده کنیم:
  • بازدید : 66 views
  • بدون نظر
این فایل در قالب pdfتهیه شده وشامل موارد زیر است:

این فایل برای کسانی که می خواهند در کنکور فیزیک شرکت کنند بسیار مناسب است ومی توانند از این مجموعه کامل استفاده کنند در این فایل به طور اجمالی توضیحاتی درباره انرژِی مکانیکی می دهیم وبقیه موارد در خود فایل موجود می باشد:

مجموع انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی هر جسم نسبت به محیط و نیز می‌توانیم قانون بقای انرژی مکانیکی را مطرح کنیم. انرژی مکانیکی به یکی از انواع متمایز انرژی نسبت به دیگر انواع انرژی مثل انرژی الکترومغناطیسی ، هسته‌ای ، اتمی و یا شیمیایی است. که همیشه با مکان حرکت یا حرکت ماده یا جسم مادی سر و کار دارد. انرژی مکانیکی به دو صورت جنبشی و پتانسیل هستند
قانون پایستگی انرژی مکانیکی

قانونی که بنا به آن ، در هر دستگاه پایستار ، انرژی مکانیکی کل پایسته (ثابت) است. یعنی اگر دستگاهی بدون اصطکاک یا مقاومت هوا باشد، مجموع انرژیهای پتانسیل و جنبشی آن ثابت است. 
سیر تحولی و رشد

با آنکه قضیه کار – انرژی مستقیما از قانون دوم نیوتن بدست می‌آید، اما بد نیست یادآوری شود که مفهوم انرژی در زمان نیوتن هنوز ابداع نشده بود. تقریبا غیر ممکن است که بتوانیم مفهوم انرژی را بدون در نظر گرفتن مفهوم کار ، که رابطه تنگاتنگی با آن دارد به تصویر در آوریم. کار عبارت است از حاصل ضرب نیروی وارد بر بک جسم (ااF) و جابه جایی آن جسم (d) در اینجا ااF مؤلفه‌ای از نیرو است که جابجایی موازی است در شکل نمادین داریم w = f.d یا w = ∫f.dr که در آن w کار انجام شده در این جابجایی است. 
انرژی پتانسیل مکانیکی

اصطلاح انرژی مکانیکی برای توصیف وضعیتی بکار می‌رود که در آن یک جسم یا مقداری جرم بخاطر موقعیت یا مکانش توانایی انجام کار دارد و نمونه‌ای از جسمی که بخاطر مکانش دارای انرژی پتانسیل است نشان داده می‌شود. در این شکل گلوله به جرم m را می‌بینند که درست بالای سر بیضی که گلوله را نگه داشته است ناگهان رها بشود. گلوله روی میخ می‌افتد و آنرا بیشتر در تخته فرو می‌برد. از دیدگاه علمی ، می‌گوییم گلوله قبل از فرو افتادن انرژی پتانسیل گرانشی داشته است.

در اینجا دلیل استفاده از اصطلاح انرژی پتانسیل ، g انرژی پتانسیل به معنی انرژی ذخیره‌ای و بالقوه برای ما روشین می‌شود. انرژی موجود در گلوله تا پیش از رها شدن آشکار شدنی نیست. مقدار انرژی پتانسیل گلوله پیش از این که رها بشود برابر است با mgH ارتفاع گلوله است که از مرکز نقطه تا بالای تخته اندازه گیری می‌شود. در حقیقت کمیت mgH درست همان کاری است که درصورت سقوط گلوله از ارتفاع H ، نیروی گرانی می‌تواند روی گلوله انجام بدهد. 
انرژی پتانسیل گرانشی

با آنکه گلوله پتانسیل انجام کار (یعنی فرو رفتن میخ در تخته) را دارد. اما تا وقتی که به علاوه ، ان انرژی پتانسیل کاری را به دلیل گرانشی می گویند که به محل رها شدن گلوله نیروی وزن mg گلوله شتاب می‌دهد. 
انرژی جنبشی مکانیکی

گلوله همین که شروع به سقوط کرد انرژی جنبشی کسب می‌کند، که در واقع انرژی ناشی از حرکت گلوله است. اکنون انرژی مکانیکی گلوله ناگهان آشکار می‌شود. قطعا هر کس که شاهد سقوط گلوله‌ای سنگین بوده باشد خیلی زود انرژی آنرا حس کرده است. مقدار انرژی جنبشی گلوله برابر است با: mV2/2 که در آن v سرعت گلوله است. البته موقعی که گلوله سقوط می‌کند می‌گوییم انرژی پتانسیل از دست می‌دهد (چون ارتفاعش کم می‌شود) و انرژی جنبشی بدست می‌آورد (چون مداوم سرعتش زیاد می‌شود). 
نکته‌ای در مورد انرژی پتانسیل و جنبشی

یک نکته مهم درباره این دو صورت انرژی این است که مجموع آنها تقریبا ثابت می‌ماند. به این دلیل می‌گوییم تقریبا ثابت که کمی از انرژی گلوله ، در حین سقوط ، بخاطر برخورد با مولکولهای هوا تبدیل به گرما می‌شود (در اجسامی مانند شهاب سنگها که با سرعتهای خیلی زیاد سقوط می‌کنند، مقداری زیاد از انرژی پتانسیل تبدیل به گرما می‌شود). پس در جایی که هوا وجود نداشته باشد مثل سطح کره ماه یا داخل محفظه‌ای خلأ ، می‌توانیم بگوییم که مجموع انرژیهای پتانسیل و جنبشی ثابت می‌ماند. به صورت ریاضی می‌توانیم mgh + 1/2 mv2 = mgH که در آن h عبارت است از ارتفاع گلوله از بالای تخته در لحظه‌ای که سرعتش برابر v می‌شود. در پایان و به ارتباط میان انرژی و کار باز می‌گردیم. 
  • بازدید : 63 views
  • بدون نظر
این فایل رد قالب pdfتهیه شده وشامل موارد زیر است:

مکانیک کوانتومی شاخه‌ای بنیادی از فیزیک نظری است که با پدیده‌های فیزیکی در مقیاس میکروسکوپی سر و کار دارد. در این مقیاس، کُنِش‌های فیزیکی در حد و اندازه‌های ثابت پلانک هستند. بنیادی‌ترین تفاوت مکانیک کوانتومی با مکانیک کلاسیک در قلمرو کوانتومی است که به ذرات در اندازه‌های اتمی و زیراتمی می‌پردازد. مکانیک کوانتومی بنیادی‌تر از مکانیک نیوتنی و الکترومغناطیس کلاسیک است، زیرا در مقیاس‌های اتمی و زیراتمی که این نظریه‌ها با شکست مواجه می‌شوند، می‌تواند با دقت زیادی بسیاری از پدیده‌ها را توصیف کند. مکانیک کوانتومی به همراه نسبیت پایه‌های فیزیک جدید را تشکیل می‌دهند.
واژهٔ کوانتوم (به معنی «بسته» یا «دانه») در مکانیک کوانتومی از اینجا می‌آید که این نظریه به بعضی از کمیت‌های فیزیکی (مانند انرژی یک اتم در حال سکون) تحت شرایط خاص، مقدارهای گسسته‌ای نسبت می‌دهد. پایه‌های مکانیک کوانتومی در نیمهٔ اول قرن بیستم به وسیلهٔ ورنر هایزنبرگ، ماکس پلانک، آلبرت اینشتین، لویی دوبروی، نیلز بور، اروین شرودینگر، ماکس بورن، جان فون نویمان، پاول دیراک، ولفگانگ پاولی و دیگران ساخته شد. بعضی از جنبه‌های بنیادی این نظریه هنوز هم در حال پیشرفت است.

در ابتدای قرن بیستم، کشفیات و تجربه‌های زیادی نشان می‌دادند که در مقیاس اتمی نظریه‌های کلاسیک نمی‌توانند توصیف کاملی از پدیده‌ها ارائه دهند. وجود همین نارسایی‌ها موجب نخستین ایده‌ها و ابداع‌ها در مسیر ایجاد نظریه کوانتومی شدند. بعنوان یکی از مثال‌های بسیار مشهور اگر قرار بود مکانیک نیوتنی و الکترومغناطیس کلاسیک بر رفتار یک اتم حاکم باشند، الکترون‌ها بایستی به سرعت به سمت هسته اتم حرکت کرده و بر روی آن سقوط می‌کردند و در نتیجه اتم‌ها ناپایدار می‌شدند؛ ولی در دنیای واقعی الکترون‌ها در نواحی خاصی دور اتم‌ها باقی می‌مانند و چنین سقوطی مشاهده نمی‌شود. تلاش اولیه برای حل این تناقض توسط نیلز بور با پیشنهاد فرضیه اش دایر بر وجود مدارهای مانا رخ داد، که موفقیت‌هایی هم در توصیف طیف اتم هیدروژن داشت.

پدیدهٔ دیگری که در این مسیر جلب توجه می‌کرد، مطالعه رفتار امواج الکترومغناطیسی مانند نور در برهمکنش با ماده بودند. ماکس پلانک در سال ۱۹۰۰ هنگام مطالعه بر روی تابش جسم سیاه پیشنهاد کرد که برای توصیف صحیح مسئله تابش جسم سیاه، می‌توان انرژی این امواج را به شکل بسته‌های کوچکی (کوانتا یا کوانتوم) در نظر گرفت. آلبرت اینشتین از این فکر بهره برد و نشان داد که امواجی مثل نور را می‌توان با ذره‌ای به نام فوتون که انرژی‌اش به بسامد موج بستگی دارد توصیف کرد. در ادامه، با نظریه دوبروی دایر بر امکان توصیف حرکت ذرات به‌وسیله امواج، این نظریه‌ها به دیدگاهی به نام دوگانگی موج-ذره برای ذرات و امواج الکترومغناطیسی منجر شدند که برطبق آن، ذرات هر دوی رفتارهای موجی و ذره‌ای را از خود نشان می‌دهند.

تلاش‌ها برای تبیین تناقضات و ایجاد رهیافت‌های جدید، منجر به تکوین ساختار جدیدی موسوم به مکانیک کوانتومی شد که توسط دو فرمولبندی جداگانه (که بعداً معلوم شد هم ارزند) موسوم به مکانیک ماتریسی (عمدتا توسط هایزنبرگ) و مکانیک موجی (بیشتر توسط شرودینگر) توصیف می‌شد. بعنوان مثال، ایدهٔ توصیف ذرات با امواج، مولد ابداع مفهوم بسته‌های موجِ همبسته ذرات شد. به نوبهٔ خود، تلاش برای یافتن معادلات حاکم بر تحول زمانی این بسته‌های موج به معادله موج یا معادله شرودینگر منتهی شد.

در تعبیری که توصیف شرودینگر از مکانیک کوانتومی بدست می‌دهد، حالت هر سیستم فیزیکی در هر لحظه به وسیلهٔ یک تابع موج مختلط توصیف می‌شود. چون تابع موج یک کمیت مختلط است، خود مستقیماً مبین یک کمیت فیزیکی نیست، اما با استفاده از این تابع می‌توان احتمال بدست آمدن مقادیر مختلف حاصل از اندازه‌گیری یک کمیت فیزیکی را پیش‌بینی کرد. در حقیقت این احتمال با ضریبی از مربع قدرمطلق تابع موج (که کمیت اخیر حقیقی است) برابر است. به‌عنوان مثال از کاربرد این تابع احتمال، با آن می‌توان احتمال یافتن الکترون در ناحیهٔ خاصی در اطراف هسته در یک زمان مشخص؛ یا احتمال بدست آمدن مقدار خاصی برای کمیت تکانه زاویه‌ای سیستم را محاسبه کرد. یا مثلاً به کمک تابع موج و توزیع احتمال بدست آمده از آن، می‌توان محتمل‌ترین مکان (یا مکان‌های) حضور یک ذره در فضا را یافت (که در مورد الکترون‌های یک اتم گاهی به آن اُربیتال می‌گویند). البته معنی این حرف این نیست که الکترون در تمام ناحیه ناحیه پخش شده‌است، و الکترون در یک ناحیه از فضا یا هست و یا نیست.

در مکانیک کلاسیک پیش بینی تحول زمانی مقادیر کمیت‌ها و اندازه‌گیری مقادیر کمیت‌ها در نظریه با هر دقت دلخواه ممکن است و تنها محدودیت موجود، خطای متعارف آزمایش و آزمایشگر، یا فقدان داده‌های اولیه کافی است. اما در مکانیک کوانتومی فرایند اندازه‌گیری یک محدودیت ذاتی بهمراه خود دارد. در واقع نمی‌توان برخی کمیت‌ها (کمیت‌های مزدوج) را هم‌زمان و با هر دقت دلخواه اندازه‌گیری کرد؛ مانند مکان و تکانه. اندازه‌گیری دقیق‌تر هریک از این کمیت‌ها، منجر به از دست رفتن هرچه بیشتر داده‌های مربوط به کمیت دیگر می‌شود. این مفهوم که به اصل عدم قطعیت هایزنبرگ مشهور است، از مفاهیم بسیار مهم در مکانیک کوانتومی بوده و با مفهوم بنیادین «تأثیر فرایند اندازه‌گیری بر حالت سیستم» که از ابداعات اختصاصی مکانیک کوانتومی (در برابر مکانیک کلاسیک است) همبسته است.

توصیف مکانیک کوانتومی از رفتار سامانه‌های فیزیکی اهمیت زیادی دارد، و بسیاری از شاخه‌های دیگر فیزیک و شیمی از مکانیک کوانتومی به عنوان چهارچوب خود استفاده می‌کنند؛ مانند فیزیک ماده چگال، فیزیک حالت جامد، فیزیک اتمی، فیزیک مولکولی، شیمی محاسباتی، شیمی کوانتومی، فیزیک ذرات بنیادی، و فیزیک هسته‌ای. مکانیک کوانتومی علاوه بر این که دنیای ذرات بسیار ریز را توصیف می‌کند، برای توضیح برخی از پدیده‌های بزرگ‌مقیاس (ماکروسکوپیک) هم کاربرد دارد، مانند ابررسانایی و ابرشاره. همچین کاربردهای وسیعی در حوزه فناوری‌های کاربردی، بر مفاهیم و دستاوردهای مکانیک کوانتومی استوار هستند.
  • بازدید : 78 views
  • بدون نظر
این فایل در قالب pdfتهیه شده وشامل موارد زیر است:

مکانیک کوانتومی شاخه‌ای بنیادی از فیزیک نظری است که با پدیده‌های فیزیکی در مقیاس میکروسکوپی سر و کار دارد. در این مقیاس، کُنِش‌های فیزیکی در حد و اندازه‌های ثابت پلانک هستند. بنیادی‌ترین تفاوت مکانیک کوانتومی با مکانیک کلاسیک در قلمرو کوانتومی است که به ذرات در اندازه‌های اتمی و زیراتمی می‌پردازد. مکانیک کوانتومی بنیادی‌تر از مکانیک نیوتنی و الکترومغناطیس کلاسیک است، زیرا در مقیاس‌های اتمی و زیراتمی که این نظریه‌ها با شکست مواجه می‌شوند، می‌تواند با دقت زیادی بسیاری از پدیده‌ها را توصیف کند. مکانیک کوانتومی به همراه نسبیت پایه‌های فیزیک جدید را تشکیل می‌دهند.
مکانیک کوانتومی که به عنوان نظریه کوانتومی نیز شناخته شده است، شامل نظریه‌ای درباره ماده، تابش الکترومغناطیسی و برهمکنش میان ماده و تابش است
واژهٔ كوانتوم (به معني «بسته» يا «دانه») در مكانيك كوانتومي از اينجا مي‌آيد كه اين نظريه به بعضي از كميت‌هاي فيزيكي (مانند انرژي يك اتم در حال سكون) مقدارهاي گسسته‌اي نسبت مي‌دهد. بسياري از شاخه‌هاي ديگر فيزيك و شيمي از مكانيك كوانتومي به عنوان چهارچوب خود استفاده مي‌كنند؛ مانند فيزيك ماده چگال، فيزيك حالت جامد، فيزيك اتمي، فيزيك مولكولي، شيمي محاسباتي، شيمي كوانتومي، فيزيك ذرات بنيادي، و فيزيك هسته‌اي. پايه‌هاي مكانيك كوانتومي در نيمهٔ اول قرن بيستم به وسيلهٔ ورنر هايزنبرگ، ماكس پلانك، لويي دوبروي، نيلس بور، اروين شرودينگر، ماكس بورن، جان فون نويمان، پاول ديراك، ولفگانگ پاولي و ديگران ساخته شد. بعضي از جنبه‌هاي بنيادي اين نظريه هنوز هم در حال پيشرفت است.

توصيف مكانيك كوانتومي از رفتار سامانه‌هاي فيزيكي اهميت زيادي دارد، زيرا در مقياس اتمي نظريه‌هاي كلاسيك نمي‌توانند توصيف درستي ارائه دهند. مثلاً، اگر قرار بود مكانيك نيوتني و الكترومغناطيس كلاسيك بر رفتار يك اتم حاكم باشند، الكترون‌ها به سرعت به سمت هسته اتم حركت مي‌كردند و به آن برمي‌خوردند. ولي در دنياي واقعي الكترون‌ها در نواحي خاصي دور اتم‌ها باقي مي‌مانند.

در ساختار مكانيك كوانتومي، حالت هر سيستم در هر لحظه به وسيلهٔ يك تابع موج مختلط توصيف مي‌شود (كه در مورد الكترون‌هاي يك اتم گاهي به آن اُربيتال مي‌گويند). با اين ابزار رياضي مي‌توان احتمال نتايج مختلف در آزمايش‌ها را پيش‌بيني كرد. مثلاً با آن مي‌توان احتمال يافتن الكترون را در ناحيهٔ خاصي در اطراف هسته در يك زمان مشخص محاسبه كرد. بر خلاف مكانيك كلاسيك، نمي‌توان هم‌زمان كميت‌هاي مزدوج را، مانند مكان و تكانه، با هر دقتي پيش‌بيني كرد. مثلاً مي‌توان گفت كه الكترون در ناحيهٔ مشخصي از فضا است، ولي مكان دقيق آن را نمي‌توان معلوم كرد. البته معني اين حرف اين نيست كه الكترون در تمام اين ناحيه پخش شده‌است. الكترون در يك ناحيه از فضا يا هست و يا نيست. اين ناتواني در تعيين مكان الكترون را اصل عدم قطعيت هايزنبرگ به طور رياضي بيان مي‌كند.

پديدهٔ ديگري كه منجر به پيدايش مكانيك كوانتومي شد، امواج الكترومغناطيسي مانند نور بودند. ماكس پلانك در سال ۱۹۰۰هنگام مطالعه بر روي تابش جسم سياه كشف كرد كه انرژي اين امواج را مي‌توان به شكل بسته‌هاي كوچكي در نظر گرفت. آلبرت اينشتين از اين فكر بهره برد و نشان داد كه امواجي مثل نور را مي‌توان با ذره‌اي به نام فوتون كه انرژي‌اش به بسامدش بستگي دارد توصيف كرد. اين نظريه‌ها به ديدگاهي به نام دوگانگي موج-ذره بين ذرات زيراتمي و امواج الكترومغناطيسي منجر شد كه در آن ذرات نه موج و نه ذره بودند، بلكه ويژگي‌هاي هر دو را از خود بروز مي‌دادند. مكانيك كوانتومي علاوه بر اين كه دنياي ذرات بسيار ريز را توصيف مي‌كند، براي توضيح برخي از پديده‌هاي بزرگ‌مقياس (ماكروسكوپيك) هم كاربرد دارد، مانند ابررسانايي و ابرشارگي.

مكانيك كوانتومي و فيزيك كلاسيك

اثرات و پديده‌هايي كه در مكانيك كوانتومي و نسبيت پيش‌بيني مي‌شوند، فقط براي اجسام بسيار ريز يا در سرعت‌هاي بسيار بالا آشكار مي‌شوند. تقربياً همهٔ پديده‌هايي كه انسان در زندگي روزمره با آن‌ها سروكار دارد به طور كاملاً دقيقي توسط فيزيك نيوتني قابل پيش‌ بيني است.

در مقادير بسيار كم ماده، يا در انرژي‌هاي بسيار پايين، مكانيك كوانتومي اثرهايي را پيش‌بيني مي‌كند كه فيزيك كلاسيك از پيش‌بيني آن ناتوان است. ولي اگر مقدار ماده يا سطح انرژي را افزايش دهيم، به حدي مي‌رسيم كه مي‌توانيم قوانين فيزيك كلاسيك را بدون اين كه خطاي قابل ملاحظه‌اي مرتكب شده باشيم، براي توصيف پديده‌ها به كار ببريم. به اين «حد» كه در آن قوانين فيزيك كلاسيك (كه معمولاً ساده‌تر هستند) مي‌توانند به جاي مكانيك كوانتومي پديده‌ها را به درستي توصيف كنند، حد كلاسيك گفته مي‌شود.

كوشش براي نظريهٔ وحدت‌يافته

وقتي مي‌خواهيم مكانيك كوانتومي را با نظريهٔ نسبيت عام (كه توصيف‌گر فضا-زمان در حضور گرانش است) تركيب كنيم، به ناسازگاري‌هايي برمي‌خوريم كه اين كار را ناممكن مي‌كند. حل اين ناسازگاري‌ها هدف بزرگ فيزيكدانان قرن بيستم و بيست‌ويكم است. فيزيكدانان بزرگي همچون استيون هاوكينگ در راه رسيدن به نظريهٔ وحدت‌يافتهٔ نهايي تلاش مي‌كنند؛ نظريه‌اي كه نه تنها مدل‌هاي مختلف فيزيك زيراتمي را يكي كند، بلكه چهار نيروي بنيادي طبيعت -نيروي قوي، نيروي ضعيف، الكترومغناطيس و گرانش- را نيز به شكل جلوه‌هاي مختلفي از يك نيرو يا پديده نشان دهد.
مكانيك كوانتومي و زيست‌شناسي
تحقيقات چند موسسه در آمريكا و هلند نشان داده است كه بسياري از فرايندهاي زيستي از مكانيك كوانتومي بهره مي‌برند. قبلا تصور مي‌شد فتوسنتز گياهان فرايندي بر پايه بيوشيمي است اما تحقيقات پروفسور فلمينگ و همكارانش در دانشگاه بركلي و دانشگاه واشنگتن در سنت لوييس به كشف يك مرحله كليدي از فرآيند فوتوسنتز منجر شده كه بر مكانيك كوانتومي استوار است. همچنين پژوهشهاي كريستوفر آلتمن، پژوهشگري از موسسه دانش نانوي كاولي در هلند، حاكي از آن است كه نحوه كاركرد سلولهاي عصبي خصوصا در مغز كه تا مدتها فرايندي بر پايه فعاليتهاي الكتريكي و بيوشيمي پنداشته مي‌شد و محل بحث ساختارگرايان و ماترياليستها و زيستشناسها بود، شامل سيستمهاي كوانتومي بسياري است. اين پژوهشها نشان مي‌دهد كه سلول عصبي يك حلزون دريايي مي‌تواند از نيروهاي كوانتومي براي پردازش اطلاعات استفاده كند. در انسان نيز، فيزيك كوانتومي احتمالا در فرآيند تفكر دخيل است.
  • بازدید : 72 views
  • بدون نظر
این فایل در قالب pdfتهیه شده وشامل موارد زیر است:

این فایل برای افرادی که می خواهند در کنکور فیزیک شرکت کنند بسیار مناسب است واین کتاب به صورت درسنامه می باشد که کلیه موارد این کنکور را واین درس را توضیح داده است ودر این قسمت به مبحث کار وانرژی می پردازیم وبقیه موارد در خود فایل موجود است:

تا بحال در مورد دینامیك بطور مفصل بر حسب نیرو، اندازه حركت و … صحبت كرده‌ایم.
آنچه تا بحال می‌كرده‌ایم چنین بوده است كه نیروی یك عامل طبیعی را بر ذره مورد بحث خود بدست می‌آوردیم (با اندازه‌گیری و …) سپس از روی این نیروی طبیعی، شتاب ذره را بدست می‌آوردیم. آنگاه با دانستن شرایط اولیه مسأله یعنی و حركت ذره را برای زمان‌های بعدی پیش‌بینی می‌كردیم.
اما راه‌ دیگری امكان‌پذیر نیست؟ نمی‌توان جای بردار از كمیت اسكالری استفاده كرد؟ یا اینكه اصلاً را بدست نیاوریم بلكه صرفاً رابطه بین و را بدست آوریم بدون آنكه بخواهیم بدانیم كه هر كدام بر حسب زمان چه مقادیری دارند یعنی كه سرعت وقتی مكان ذره باشد چه برداری می‌شود: در خیلی از مسایل ما به این نیاز داریم و گاهی هم صرفاً همین برایمان مهم است. اگر از روش قدیمی استفاده كنیم می‌بایست و را بر حسب بدست آوریم آنگاه در این بین پارامتر را حذف كنیم تا با هم مستقیم رابطه یابند
سؤالهای مختلفی پیش می‌آید مثلاً این كه آیا فرآیند همواره امكان‌پذیر است؟ در صورتی می‌شود چنین رابطه‌ای را به طور مناسب برقرار دانست كه بعضی خواص ریاضی را و داشته باشند تا حالت تابع داشته باشد یعنی اینكه . ممكن است در دو زمان و ، ها یكی باشند ولی سرعت‌ها فرق كنند. مثلاً وقتی پرتابه‌ای را به سمت بالا پرتاب می‌كنیم اگر موقع رفت در ارتفاعی خاص سرعتش باشد در موقع برگشت در همان ارتفاع سرعتش است و به ازای یك ، ۲ تا داریم. اما جالب اینجاست كه اندازه در هر دو حالت یكسان می‌ماند.

پس شاید بهتر باشد را بدست آوریم یعنی اندازه سرعت را. خواهیم دید كه در خیلی از مسایل این است كه مهم است نه بردار .
نكته دیگر آن كه آیا به ازای همه ها لزوماً وجود دارد. یعنی اصلاً به همه نقاط فضا می‌توان دسترسی یافت؟ این امری است كه قطعاً در یك حركت اتفاق نمی‌افتد زیرا مسیر حركت یك ذره صرفاً منحنی است ولی مجموعه‌ای از تمام حركات ممكن كه از یك نوع نیروی طبیعی نتیجه می‌شوند آیا می‌توانند تمام فضا را بپوشانند و اگر چنین كردند اگر در نقطه‌ای در مسیر همدیگر را قطع كردند آیا لزوماً در دو مسیر اندازه سرعت‌ها یكسان خواهد بود .

اینها سؤالات و موضوعاتی هستند كه ما را به سمت تعاریفی جدید پیش می‌برند. آنكه سعی كنیم یك اثر طبیعی را مثلاً با یك تابع اسكالر نشان دهیم جای آنكه بردار نیروی آن را در فضا مشخص كنیم. خوب ببینیم چه می‌شود؟
کار نيروي متغير
فرمول در صورتي صحيح است که نيروي F مقدار ثابتي باشد و يا اگر 
متغير است مقئار متوسط نيرو برابر F است در حالت کلي کار نيروي متغير مکان F در 
تغيير مکان از تا از رابطه به دست مي آيداگر نمودار نيرو بر
حسب جابجايي معلوم باشد کار انجام شده در هر جابجايي با جمع جبري مساحتهاي سطوح 
محصور بين نمودار نيرو و محور جابجايي برابر است

انرژی جنبشی : 
در بررسی حرکت اجسام معمولا دو نوع انرژی بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرد. انرژی پتانسیل که ناشی از مکان قرار گیری جسم نسبت به سطحی که به عنوان سطح با پتانسیل صفر فرض می‌شود و انرژی جنبشی که هر جسم به دلیل حرکت دارای این نوع انرژی است. یعنی اگر جسمی ثابت باشد، انرژی جنبشی آن صفر خواهد بود. مخصوصا در مواردی که نیروهای موجود در مسئله از نوع پایستار باشند در این صورت انرژی مکانیکی بقا دارد و لذا اگر انرژی جنبشی جسم افزایش پیدا کند، انرژی پتانسیل کاهش می‌یابد و برعکس کاهش انرژی جنبشی با افزایش انرژی پتانسیل همراه است.

قضیه کار و انرژی 
معمولا بیشترین کاربرد انرژی جنبشی در بحث حرکت در قضیه کار و انرژی ظاهر می‌شود. لازم به یادآوری است که هرگاه در اثر اعمال نیرویی ، یک جسم از محل اولیه خود جابجا شود، در این صورت می‌گویند که نیرو بر روی جسم کار انجام می‌دهد. بنابراین قضیه کار و انرژی بیان می‌کند که هرگاه بر روی جسمی کار انجام شود، انرژی جنبشی آن تغییر می‌کند. به عبارت دیگر تغییرات انرژی جنبشی با انجام کار انجام شده بر روی جسم برابر است.

قضیه کار و انرژی قانون جدید و مستقلی از مکانیک کلاسیک نیست. این قضیه برای حل مسائلی مفید است که در آنها کار انجام شده توسط نیروی برایند به راحتی قابل محاسبه است و ما می‌خواهیم سرعت ذره را در مکانهای خاصی پیدا کنیم. آنچه بیشتر اهمیت دارد این واقعیت است که قضیه کار و انرژی نقطه آغازی برای یک تعمیم جامع در علم فیزیک است. چون در بسیاری از موارد بهتر است کار انجام شده توسط هر نیرو را جداگانه محاسبه کرده و نام خاصی برای کار انجام شده توسط هر نیرو قائل شویم. لذا آنچه قبلا در مورد معتبر بودن این قضیه در مواردی که به صورت کار انجام شده توسط نیروی برایند تعبیر می‌کنیم، مشکلی ایجاد نمی‌کند. 
یکای انرژی جنبشی 
انرژی جنبشی یک جسم در حال حرکت با کاری که می‌تواند انجام دهد تا به حال سکون برسد، متناسب است. این نتیجه اعم از این که نیروهای اعمال شده ثابت یا متغیر باشند، صادق است. بنابراین یکای انرژی جنبشی و کار یکسان خواهند بود و انرژی جنبشی مانند کار یک کمیت اسکالر است. انرژی جنبشی گروهی از ذرات صرفا از انرژی جمع اسکالر انرژیهای جنبشی تک تک ذرات آن گروه بدست می‌آید. 
انرژی جنبشی جسم صلب 
معمولا در مورد حرکت جسم صلب به عنوان سیستمی از ذرات ، دو نوع انرژی جنبشی می‌توانیم تعریف کنیم. این دو نوع انرژی که بواسطه نوع حرکت به دو صورت متفاوت می‌تواند وجود داشته باشد. 
انرژی جنبشی انتقالی

گفتیم که انرژی کمیتی اسکالر است. بنابراین در مورد یک سیستم متشکل از چند ذره ، انرژی جنبشی کل برابر با مجموع انرژی جنبشی تک تک ذرات خواهد بود. اما در مورد یک جسم صلب که تعداد ذرات خیلی زیاد است، نقطه‌ای به عنوان مرکز جرم تعریف می‌شود که نماینده کل جسم صلب است. بنابراین انرژی جنبشی انتقالی نیز به صورت نصف حاصلضرب جرم جسم صلب در مجذور سرعت مرکز جرم تعریف می‌شود. 
انرژی جنبشی دورانی

جسم صلبی را در نظر بگیرید که با سرعت زاویه‌ای ω حول محوری که نسبت به یک چارچوب لخت خاص ثابت است، می‌چرخد. هر ذره این جسم در حال دوران مقدار معینی انرژی جنبشی دارد. چون تعداد این ذرات در جسم صلب زیاد است، لذا کمیتی به نام لختی دورانی تعریف می‌شود. لختی دورانی به صورت مجموع جملاتی تعریف می‌شود که هر جمله با حاصل ضرب جرم یک ذره از جسم صلب در مجذور فاصله عمودی ذره از محور دوران برابر است. بنابراین انرژ ی جنبشی دورانی جسم صلب که بخاطر دوران حاصل می‌شود، برابر است با نصف حاصل ضرب لختی دورانی جسم صلب در مجذور سرعت زاویه‌ای.

این رابطه شبیه انرژی جنبشی انتقالی جسم است. یعنی سرعت زاویه‌ای مانسته سرعت خطی است و لختی دورانی مانسته جرم لختی یا جرم انتقالی است. هر چند جرم یک جسم به محل آن بستگی ندارد، ولی لختی دورانی به محوری که جسم حول آن می‌چرخد، بستگی دارد. در واقع می‌توان گفت که انرژی جنبشی دورانی همان انرژی جنبشی انتقالی معمولی تمام اجزای جسم است و نوع جدیدی از انرژی نیست. انرژی جنبشی دورانی در واقع راه مناسبی برای بیان انرژی جنبشی هر جسم صلب در حال دوران است. انرژی جنبشی دورانی جسمی که با سرعت زاویه‌ای معین می‌چرخد، نه تنها به جرم جسم بستگی دارد، بلکه به چگونگی توزیع جرم آن نسبت به محور دوران نیز وابسته است.

کار :
آنچه از واژه کار در اذهان عمومی وجود دارد، با آنچه که در علم فیزیک به عنوان کار تعریف می‌شود، تفاوت دارد. در نظر عامه مردم هرگونه تلاش یا فعالیت را که از طرف یک شخص انجام می‌شود، کار می‌گویند، گو اینکه نتیجه این عمل مثبت ، منفی یا بی‌ نتیجه باشد. اما از نظر علم فیزیک عامل انجام کار نیرو است و تنها در شرایط خاصی که عمل نیرو منجر به جابجایی جسم شود، می‌توان به عمل نیرو واژه کار را اطلاق نمود. بنابراین اگر نیرویی بر یک جسم وارد شده ، ولی نتواند آن را جابجا کند، کار انجام یافته توسط نیرو صفر خواهد بود.

 

به عنوان مثال فرض کنید یک سنگ بسیار بزرگی در یک محل قرار داده شده است. حال از یک فرد خواسته می‌شود که این سنگ بزرگ را جابجا کند. فرد هر چه نیرو وارد می‌کند و به اصطلاح هرچه زور می‌زند، نمی‌تواند سنگ را جابجا کند. در این حالت علم فیزیک می‌گوید که این فرد هیچ کاری انجام نداده است. در صورتی که از نظر عمومی وی کار انجام داده است. لذا واژه کار در علم چیز متفاوت از واژه کار در اذهان عمومی است.

رابطه کار 
فرض کنید که جسمی به جرم m در یک نقطه معین قرار دارد. بر این جسم نیروی ثابت F را به مدت معین t وارد کرده و آن را در راستایی که با امتداد نیرو زاویه حاده θ می‌سازد، به اندزه r جابجا می‌کنیم. در این صورت مقدار کار انجام شده بر روی جسم از رابطه زیر حاصل می‌شود. 
W= F. r= FrCosθ

در رابطه فوق F و r کمیتهای برداری هستند و علامت نقطه در وسط آن بیانگر ضرب نقطه‌ای ، ضرب عددی یا اسکالر است. همچنین W بیانگر کار انجام شده می‌باشد. 
محاسبه یکای کار 
یکای کار را می‌توان از رابطه W=F.r حساب کرد. اگر برای سادگی فرض کنیم که بردار r در راستای بردار F باشد، در این صورت مقدار کار با حاصلضرب معمولی مقادیر عددی دو بردار F و r برابر خواهد بود. یعنی W=Fr خواهد بود. همچنین از مکانیک تحلیلی می‌دانیم که یکای نیرو برابر نیوتن (N) و یکای طول (r) برابر متر (m) است.بنابراین یکای کار برابر Nm خواهد بود. به افتخار ژول این واحد را ژول می‌نامند، یعنی یک ژول کار برابر با یک نیوتن در متر کار است. 
محاسبه کار یک نیروی متغیر

اگر چنانچه نیروی F که عامل انجام دهنده کار است، مقدار ثابتی نباشد، یعنی در طول زمان متغیر باشد، در این صورت باید از یک رابطه انتگرالی برای محاسبه کار استفاده کنیم. در واقع مفهوم این مطلب را می‌توان اینگونه بیان کرد که فاصله جابجایی را به قسمتهای بسیار کوچک dr تقسیم می‌کنیم که در آن F مقداری ثابت است. سپس کار انجام شده در المان dr را محاسبه کرده و آنها را باهم جمع می‌کنیم و این در واقع همان مفهوم انتگرال است. 
اهمیت کار

کار در واقع مفهوم بسیار مهمی است که در علم فیزیک نقش بسیار اساسی بازی می‌کند. به عنوان مثال با استفاده از مفهوم کار می‌توان در مورد یک دستگاه فیزیکی ، کمیتی به نام توان را تعریف کرد. توان عبارتست از کار انجام شده در واحد زمان بر روی دستگاه ، یا اینکه در مکانیک تحلیلی برای توصیف حرکت ذرات از قضیه کار انرژی جنبشی استفاده می‌کنند.
  • بازدید : 80 views
  • بدون نظر
این فایل در قالب pdfتهیه شده وشامل موارد زیر است:

مجموعه حاضر برای درس فیزیک پایه۳ برای داوطلبان کنکور تهیه شده وشامل موارد زیر است:

شنوائی نیز در کنار بینائی، ابزار اصلی ما برای کسب اطلاعات درباره ‌ی محیط است. برای اکثر آدمیان شنوائی ابزار اصلی ارتباط با دیگران و بهره‌مندی از موسیقی است. شنوائی چیزی جز این نیست که تغییرات جزئی در فشار صوت، غشائی را در گوش داخلی به جلو و عقب حرکت دهد.
هوا دارای خاصیت ارتجاعی می‌باشد هنگامی که یک لایه از مولکول‌های هوا به جلو رانده می‌شود، این لایه به نوبه‌ی خود لایه‌ی دیگری را به جلو می ‌راند و خود به حال اول بر می ‌گردد.
لایه جدیدی نیز لایه دیگری را به جلو می ‌راند و به همین ترتیب این عمل بارها و بارها تکرار می ‌گردد تا انرژی به پایان برسد. این جا به‌ جایی مولکول‌ها اگر بیش از ۱۶ مرتبه در ثانیه تکرار می‌گردد صدا به وجود می ‌آید. هر رفت و برگشت لایه هوا یک سیکل نام دارد و تعداد سیکل در ثانیه تواتر یا بسامد یا فرکانس نامیده می‌شود. صدایی که می‌ شنویم یک موج صوتی است. صوت یک موج مکانیکی است که در میان هوا، مایعات و جامدات منتشر می‌شود. امواج صوتی جزء امواج طولی هستند.
این کتاب دارای فصلهای متعددی می باشد که در این جا به امواج صوتی اشاهر می کنیم وبقیه موارد در خود کتاب موجود می باشد
چگونگی ایجاد موج صوتی
منشاء صوت، حرکت یا ارتعاش یک شیء است، مانند زمانی که باد به‌سرعت از لا به‌ لای شاخه ‌های درخت‌ ها می ‌گذرد. وقتی شیئی حرکت می‌کند مولکول‌های هوای مقابل آن هم فشرده می‌شوند. این مولکول‌ها به مولکول‌های دیگر فشار می‌آورند و سپس به ‌جای اول خود باز می‌گردند. بدین ترتیب، اگرچه هر مولکول هوا حرکت چندانی نمی ‌کند، موجی از تغییرات فشار (موج صوتی) در هوا، به حرکت درمی‌ آید. این موج شبیه موجی است که در نتیجه پرتاب سنگی به درون برکه، بر سطح آب ایجاد می‌شود.
وقتی دوشاخه صوتی دیاپازون در حال ارتعاش است به ‌طور متناوب امواجی از تراکم و انبساط هوا ایجاد می ‌کند که شکل سینوسی دارند. چنین صوتی، صوت خالص نامیده می‌شود و می ‌توان آن را برحسب فراوانی و شدت توصیف کرد. اگر دوشاخه صوتی ۱۰۰ ارتعاش در ثانیه داشته باشد، موج صوتی با ۱۰۰ تراکم در ثانیه و با فراوانی ۱۰۰ هرتز، ایجاد خواهد کرد. شدت (یا دامنه) صوت خالص، تابع تفاوت فشار بین قله‌ها و پایه‌های آن است. شکل موجی هر صوت را می ‌توان به یک رشته موج‌های سینوسی با درجات مختلف فراوانی که هر یک دامنه و چرخه متفاوتی دارند، تجزیه کرد.
وقتی این موج‌های سینوسی به ‌هم افزوده شوند شکل موجی اولیه به ‌دست می‌آید. موج صوتی را می‌توان با نمودار مقدار فشار هوا به‌صورت تابعی از زمان نشان داد صوت‌هایی که موج سینوسی دارند صوت‌های خالص نامیده می‌شوند. صوت‌های خالص، در تحلیل شنوائی مهم هستند، زیرا صوت ‌های پیچیده‌تر را می ‌توان به صوت‌های خالص یعنی به چند موج سینوسی متفاوت تجزیه کرد. صوت‌های خالص از چند لحاظ تفاوت ‌هایی با هم دارند، همان تفاوت ‌هایی که تنوع تجربه ما را از صوت‌ها تعیین می ‌کنند. یکی از این تفاوت‌ها مربوط به بسامد صوت است. این بسامد نماینده سرعت حرکت مولکول‌های هوا به جلو و عقب است.
امواج صوتی در جامدات و مایعات
همان‌طور که درون هوا ارتعاشات طولی توأم با تراکم و انبساط منتشر می‌شود، به همان طریق نیز ارتعاشات طولی توأم با تراکم و انبساط در داخل مایعات و جامدات انتشار پیدا می ‌کنند. اگر میله فلزی را برای لحظه کوتاهی در امتداد خودش کشیده و رها کنیم، تراکم و انبساط در طول میله انتشار پیدا خواهد کرد و همین طور اگر نقطه‌ای از جسم جامد را مرتعش سازیم (به عنوان مثال با چکش به گوشه یک قطعه سنگ یا فلز بزنیم) تراکم و انبساط به شکل سطوح کروی در تمام جسم مرتعش منتشر می‌شوند. مخصوصاً نباید چنان کرد که انتشار تراکم و انبساط درون اجسام مختص به ارتعاشات شنیدنی است، بلکه هر نوع ارتعاش با هر فرکانس ممکن است در آن ‌ها انتشار یابد. تنها فرقی که جامدات و مایعات در انتقال صوت با هوا و گاز دارند در زیاد بودن سرعت انتشار صوت در آن ‌هاست.
کاربرد امواج صوت در اکتشاف نفت
از امواج صوتی در اکتشاف نفت در تعیین لایه‌ها و مخزن نفتی استفاده می ‌کنند. اثر امواج را از طریق ژئوفون‌ها می‌ گیرند. منبع ایجاد کننده‌ی موج به دو صورت است:
۱- ویبراتور :
این دستگاه که معمولاً بر روی کامیون‌های مخصوص سوار می‌شود با ایجاد لرزش قوی امواج صوتی را به داخل زمین می‌ فرستد.
۲- دینامیت :
با انفجار دینامیت امواج صوتی به زمین منتقل می‌شوند.
  • بازدید : 71 views
  • بدون نظر
این فایل در قالب pdfتهیه شده وشامل موارد زیر است:

در این مجموعه پس از بیان نکات اصلی درس به حل چند مساله تشریحی پرداخته سپس تست هایی از امتحانات ورودی کارشناسی ارشد رشته  فنوتیک وفیزیک وآزمون های آزمایشی پارسه بیان شده است:

فیزیک نوین(فیزیک جدید یا فیزیک مدرن) به تحولاتی گفته می‌شود که با نظریه‌های نسبیت و فیزیک کوانتومی و کاربرد آنها در درک اتم، هسته اتم و ذرات تشکیل دهنده آن، آرایش اتم‌ها در مولکول‌ها و جامدات و در مقیاس کیهانی، منشأ و تحول عالم شروع شد؛ و در مقابل فیزیک کلاسیک قرار دارد که بر پایه نظریه‌های مکانیک نیوتونی و الکترومغناطیس ماکسولی می‌باشد. هرچه زمان پیش می‌رود، به نظر می‌رسد واژه نوین یا مدرن برای نظریه‌هایی که پایه آن‌ها در سال‌های آغازین سده بیستم میلادی بنا شده‌است، کمتر درخور و سزاوار است. به هر حال، کاربرد این واژه هنوز هم ادامه دارد.

در پایان سده نوزدهم میلادی تصور بر این بود که فیزیک کلاسیک می‌تواند با اطمینان تمام پدیده‌های فیزیکی را توجیه کند و حتی عقیده ماکس پلانک چنین بود که در زمینه فیزیک تمام کشفیات مهم انجام شده‌است؛ اما در آغاز سده بیستم دوره جالب و پرثمری در تاریخ دانش فیزیک پدید آمد؛ در این دوره، دانشمندان در شاخه‌های فیزیک اتمی و فیزیک هسته‌ای دستاوردهای قابل توجهی کسب کردند، که با استفاده از فیزیک کلاسیک توجیه پذیر نبود و معلوم شد که برای سازگار شدن رفتار الکترون‌ها و اتم‌ها با رفتار اشیای عادی اصول و مفاهیم کاملاً نوینی لازم است. نسبیت و مکانیک کوانتومی دو نظریه‌ای بودند که در آغاز سده بیستم از سوی آلبرت انیشتین، ورنر هایزنبرگ و دیگران ابراز شدند و بدین ترتیب، برای غلبه بر نارسایی‌های فیزیک کلاسیک در برخی زمینه‌ها فیزیک نوین به وجود آمد
فیزیک چیست :
     هدف علم هرگز اثبات و « حقایق تغییر ناپذیر » و تثبیت « عقاید قطعی و ابدی » نیست . علم می کوشد گام به گام به واقعیت نزدیکتر شود و به تدریج درهای بسته گنجینه اسرار طبیعت را به روی آدمی بگشاید و پرده های ابهام را یکی پس از دیگری پاره کند ، تا بلکه به قله معرفت « ممکن » تقرب بیشتری حاصل نماید . بدون آنکه در هیچیک از مراحل تکامل خود مدعی بر « صحت کامل و نهایی»   باشد برتراندراسل
     عالی ترین هدف دانشمند فیزیک ، کشف آن قوانین کلی و اساسی است که به صورت منطقی ، می توان با آنها تصویری از جهان ساخت .  آلبرت انیشتین
مقدمه :
 فیزیک مدرن چیست ؟
     نارساییهای فیزیک کلاسیک، تقریبا همزمان با پیشرفتهای سریع آن ظاهر شد و چون دانشمندان با تئوریهای موجود نتوانستند این اشکالات را برطرف کنند به جستجوی کشف علت برآمدند و سرانجام با ابداع تئوریهای جدید ، فیزیک مدرن را پی افکندند اساس فیزیک مدرن بر تئوری نسبیت و تئوری کوانتمی قرار دارد .
فیزیک مدرن شامل چه بخشهایی است ؟
     با تغییراتی که در محدوده عمل هر یک از بخش های فیزیک کلاسیک صورت گرفت و نیز با توجه به پایه های تئوری و کاربردهای جدید ، فیزیک به بخش های جدیدی تقسیم شد .
 این بخش ها عبارتند از :
۱- فیزیک ذرات بنیادی ۲- فیزیک هسته ای ۳- فیزیک اتمی و مولکولی ۴- فیزیک پلاسما و شاره ها
۵- فیزیک حالت جامد ۶- فیزیک ستاره ها و سیاره ها ۷- صوت ۸- اپتیک (نور ) موضوع این تحقیق درباره فیزیک هسته ای است مطالعه هسته اتم نشان می دهد که ذرات سنگین درون هسته (پروتونها و نوترونها) مشابه الکترونها بر روی مدار مشخصی قرار دارند . مطالعه در مشخصات هسته اتم ، عده ذرات تشکیل دهنده هسته انرژی پیوند میان این ذرات ، انرژی هسته ای ، راکتورهای اتمی ، بمب های اتمی و هیدروژنی ، رادیواکتیویته طبیعی و مصنوعی موضوع فیزیک هسته ای است .
ساختار هسته ای :
     از آزمایش رادرفورد درباره بمباران اتم ها توسط ذرات آلفا و آزمایشهای مشابه دیگر در مورد پراکندگی پی بردیم که هسته اتم بسیار کوچک در حدود یک ده هزارم خود اتم است ولی تقریبا تمامی جرم اتم در همین هسته با همه کوچکی متمرکز است معنی این گزاره آنست که چگالی ماده هسته ای بسیار زیاد تقریبا Kg/m 31017*2 است بنابر تحقیقات موزلی هر هسته با عدد اتمی Z  شامل Z  بار مثبت است ، یعنی ، چگالی بار میانگین در ماده هسته ای نیز بسیار بزرگ است – تقریبا ۱۰۲۵ کولن برمترمکعب .
     می دانیم که هسته از پروتون و نوترون هایی تشکیل یافته است اگر نیروی ربایشی دیگری برای نگهداشتن پروتونها در کنار هم وجود نداشت ، نیروی رانشی کولنی بین آنها هسته را از هم می پاشاند این نیروی اضافه را نیروی هسته ای یا نیروی « قوی » می گویند برای دو پروتون مجاور هم در داخل یک هسته ، این نیرو ۱۰۰ بار قویتر از نیروی رانشی کولنی است این نیروی قوی درست به همان صورت که نیروی کولنی بر دینامیک ا لکترونهای اتم حاکم است بر دینامیک پروتونها و نوترونهای هسته‌حاکم است . به علت قدرت بیشتر نیروی قوی انرژی برانگیختگی حالتهای هسته ای خیلی از انرژیهای برانگیختگی حالتهای اتمی بیشترند . اختلاف انرژی بین حالتهای اتمی به یک تا چند ev  می  رسد  ،  در حالی  که اختلاف انرژی بین حالتهای هسته ای به یک تا چند Mev سر می زند . گذر بین حالتهای اتمی به گسیل نور مرئی یا پرتوهای X    منجر   می  شود در حالیکه گذر بین حالتهای هسته ای به گسیل پرتوهایg می انجامد .
     متاسفانه  ،  نیروی قوی را نمی توان با هیچ فرمول ساده ای مانند فرمول (مربوط به قانون کولن یا قانون گرانش نیوتن) توصیف کرد ، رفتار آن به صورت تابعی از فاصله فقط به طور ناقص شناخته شده است در نتیجه ، فیزیکدانان هسته ای نمی توانند حالتهای ایستای مربوط به هسته را از اصول اولیه ، به همان روشی که فیزیکدانان اتمی حالتهای اتم را محاسبه می کنند بدست آورند . در عوض فیزیکدانان هسته ای اغلب به مدلهای نظری برای هسته ،مانند مدل قطره مایع یا مدل پوسته ای تکیه می کنند . این مدلها کاریکاتورهای دنیای حقیقی به شمار می آیند . این مدل ها تصاویری نظری طرحواره ای اند که بخشی از واقعیت را در بر می گیرند و برخی جنبه های ساختار هسته ای را توضیح می دهند ، اما توضیح جامع از همه جنبه های حقیقت از آنها برنمی آید.
ایزوتوپها
     هر گاه جرم اتم های یک نمونه شیمیایی خالص از عنصری را توسط طیف سنج جرمی اندازه گیری کنیم ، پی می بریم که چنین نمونه شیمیایی خالص آمیزه ای از اتم ها با جرم های متفاوت است .اتم هایی را که از نظر شیمیایی یکسانند ولی جرم های متفاوت دارند ایزوتوپ می نامند . مثلا ، نئون دارای دوازده ایزوتوپ با علامتگذاریهایی به این شرح است : Ne16  و Ne17  و Ne18  و Ne19  و Ne20  و Ne21  و Ne22  و Ne23  و Ne24  و Ne25  و Ne26  و Ne27  ، که جرمشان در گستره ۰۳/۱۶ تا۰۱/۲۷ یکای جرم اتمی قرار دارد شاخص بالا در سمت چپ ، عدد جرمی نامیده می شود این عدد برابر جرم بر حسب یکای اتمی است ، که به نزدیکترین عدد صحیح گرد شده است (به عبارت دقیقتر ، این شاخص بالا برابر مجموع تعداد پروتونها و نوترونهای موجود در هسته است ) نمونه های طبیعی نئون شامل آمیزه ای از ایزوتوپهای (۹۲/۹۰% ) Ne20 ، (۲۵۷/۰% )Ne  ۲۱ ،(۸۲/۸% ) Ne 22 است .سایر ایزوتوپهای نئون در طبیعت وجود ندارند ، این ایزوتوپها بسیار ناپایدارند و فقط می توان آنها را بطور مصنوعی و از طریق تبدیل عناصر ، یا «کیمیاگری» هسته ای در راکتورهسته ای یا شتاب دهنده ، تولید کرد . صفت ممیزه مشترک ایزوتوپهای Ne 20 و Ne 22 این است که از میان تمامی عناصر شیمیایی ، نخستین ایزوتوپهای کشف شده به شمار می آیند . این ایزوتوپها را ج . ج . تامسون در سال ۱۹۱۲ یا طیف سنج جرمی شناسایی کرد و اندک زمانی پس از آن ، آستون طی آزمایشهای پردردسر بخش آنها را از هم جدا کرد . دانشمندی بنام چادویک با اندازه گیری انرژی
هسته های خارج شده ، به محاسبه جرم نوترون توفیق یافت . این کشف به پیدایش تصویر جدید هسته انجامید . هسته تشکیل شده است ازZ    پروتون وA-Z نوترون . نوترونها ذراتی ناپایدارند . یک نوترون آزاد بطور خودبخودی در مدت تقریبا ۱۵ دقیقه وا می پاشد ، به یک پروتون تبدیل می شود و یک الکترون و یک پادنوترینو می آفریند n® p+e+
این واکنش را واپاشی b  می نامند زیرا شامل بیرون انداختن یک الکترون ، یا ذره -b است .
اندازه و شکل هسته
     اولین اندازه گیریهای مربوط به ابعاد هسته حاصل کار رادرفورد است ، که پی برد پراکندگی یک ذره توسط یک هسته نسبت به برآورد قانون کولن به ازای مقادیر خیلی کوچک پارامتر برخورد ، اختلاف چشمگیری نشان می دهد . تعبیر رادرفورد به درستی به این ترتیب بود که این انحراف ها ناشی از تماس بین ذره آلفا و هسته است و شعاع تقریبی ۱۵-۱۰*۳ را برای هسته آلومینیوم به دست آورد از زمان رادرفورد تاکنون آزمایشهای پراکندگی جامع فراوانی انجام شده است که طی آنها ثابت شده است که شعاع هسته با متناسب است که در اینجا r0 =1/2 * 10-15  m است .
     جامعترین آزمایشهای پراکندگی در سالهای ۱۹۵۰ توسط هوفستاتر و دستیارانش انجام شد در این آزمایشها نه تنها شعاع هسته را تعیین کردند بلکه چگالی باردر داخل هسته را نیز مورد برسی قرار دادند الکترون برای کاوش چگالی بار داخل هسته بسیار مناسب است زیرا میدان نیروی هسته ای را لمس نمی کند  الکترون تنها نیروی الکتریکی وارد از سوی پروتون را لمس و به آسانی به داخل هسته نفوذ می کند شکل ۱ چگالی بار را برای بعضی هسته های معمولی بصورت تابعی از فاصله شعاعی نشان می دهد
      پراکندگی نوترون و پروتون هم به ساختار داخلی خودشان مربوط است و هم به ساختار هسته بستگی پیدا می کند . فرض کردیم که هسته ها کروی هستند این مطلب  در مورد اغلب هسته ها صادق است ولی بعضی هسته ها بیضی وارند که اختلاف بین قطر بزرکتر و قطر کوچکتر آن به حدود ۲۰% می رسد مثلا در شکل (۲) ایزوتوپ  Lu 176 نشان داده شده است
نیروی « قوی»
     از آنجا که پروتونها در داخل هسته در فاصله کمی از همدیگر قرار دارند ، نیروی رانشی کولنی بین آنها خیلی بزرگ است . برای آنکه هسته در حالت تعادل قرار گیرد این نیرو را باید یک نیروی ربایشی دیگر، نیروی هسته ای یا نیروی « قوی » خنثی کند این نیرو در قویترین حالت خود از نیروی کولنی خیلی قویتر است ، مثلا دو پروتون ، به فاصله به مرکز fm 2 نیروی رانشی کولنی N 6 در حالی که نیروی ربایشی قوی در حدود N 103*2 است ولی نیروی قوی فقط در گستره محدودی قوی است در فواصلی بیشتر ازfm 3 نیروی قوی سریعا به صفر می رسد یکی از جنبه های مهم نیروی قوی ، استقلال آن از بار است : نیروی موثر بین دو نوکلئون از این که آنها دو پروتون ، دو نوترون و یا یک پروتون یا یک نوترون باشند مستقل است جنبه دیگر آن وابستگی به اسپین است نیروی بین دو نوکلئون با اسپین موازی نسبت به نیروی بین دو نوکلئون با اسپین پاد موازی ، قویتر است
     نیروی قوی نیروی چند جسمی است یعنی نیروی بین دو نوکلئون در یک هسته به موقعیت تمام نوکلئونهای مجاوردیگر بستگی دارد ساده ترین سیستمی که می توانیم در آن کنش نیروی قوی را مطالعه کنیم دوترون ، هسته اتم  دوتریم ( H 2 یا D 2 )[1] است که از یک پروتون و یک نوترون مقید به یکدیگر تشکیل شده است
  • بازدید : 74 views
  • بدون نظر
این فایل در قالب pdfتهیه شده وشامل موارد زیر است:

در علوم پایه چگالی را مقدار جرم موجود در واحد حجم ماده می‌دانند.[۱] و آن را با علامت اختصاری ρ نشان می‌دهند که از رابطه ρ=m/V به دست می‌آید. در صورتی که در علوم پیشرفته، این تعریف از چگالی صحیح نیست و دقیقا تعریف جرم واحد حجم یا جرم مخصوص یا همان دانسیته می‌باشد. در علم کل، وزن مخصوص یک ماده به وزن آب هم‌حجم آن را در شرایط استاندارد ، چگالی نسبی می‌گویند و ان را با S نشان می‌دهند.[۲] در رابطهٔ ذکر شده، ρ دانسیته، m جرم جسم و V حجم اشغال شده توسط آن ماده‌است. همچنین، بین چگالی و وزن مخصوص باید تفاوت قائل شد. چگالی مقدار جرم موجود در واحد حجم است، ولی وزن مخصوص به معنی وزن واحد حجم ماده‌است
جرم مخصوص یا دانسیته جرم واحد حجم است. جرم مخصوص را با rho نشان می‌دهند.

برای تعریف جرم مخصوص در یک نقطه، حجم کوچکی در اطراف نقطه در نظر گرفته و جرم سیال را داخل آن حجم تقسیم نموده و حد این نسبت را وقتی تغییرات حجم به اپسیلون میل می‌کند می‌گیریم. درخور ذکر است که اپسیلون در اینجا درست است که واحد بسیار کوچکی است، اما از فاصلهٓ متوسط مولکول‌های جسم، بزرگ‌تر است
یکای اس‌آی برای چگالی:

کیلوگرم بر متر مکعب (kg/m³)
یکاهای متری بیرون از اس‌آی:

کیلوگرم بر لیتر (kg/L). آب عموماً چگالی ۱ kg/L دارد، که یکای مناسبی را فراهم می‌سازد.
کیلوگرم بر دسی‌متر مکعب (kg/dm³)
گرم بر میلی‌لیتر (g/mL)،
گرم بر سانتی‌متر مکعب (g/cc یا g/cm³).
این‌ها از نظر عددی برابرند با kg/L (۱ kg/L = ۱ kg/dm³ = ۱ g/cm³ = ۱ g/mL).

در یکاهای سفارشی ایالات متحده یا یکاهای امپراتوری، یکاهای چگالی این‌ها را هم شامل می‌شود:

اونس بر اینچ مکعب (oz/cu in)
پوند بر اینچ مکعب (lb/cu in)
پوند بر فوت مکعب (lb/cu ft)
پوند بر یارد مکعب (lb/cu yd)
پوند بر گالون (برای آمریکا یا گالون امپراتوری) (lb/gal)
پوند بر بوشل آمریکا (lb/bu)
اسلاگ بر فوت مکعب.
یارد مکعب از یکاهای حجم در دستگاه امپراتوری/دستگاه آمریکایی است (یکاهای غیر اس‌آی غیر متریک) که در ایالات متحده آمریکا، کانادا و بریتانیا کاربرد دارد. هر متر مکعب به صورت حجم مکعبی با اضلاعی به طول یک یارد (۳ پا یا ۳۶ اینچ یا ۰٫۹۱۴۴ متر) تعریف می‌شود.
۱ یارد مکعب معادل است با:

۴۶ ۶۵۶ اینچ مکعب
۲۷ فوت مکعب
≈۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰۰۱۸۳ مایل مکعب
≈۲۱٫۶۹۶۲۱۵۷ باشل امریکا
≈۲۰۱٫۹۷۴ گالون مایع امریکا
≈۴٫۸۰۸۹۰۴۷۶ بشکه
=۰٫۷۶۴۵۵۴۸۵۷۹۸۴ متر مکعب
≈۷۶۴٫۵۵۴۸۵۸ لیتر
≈۷۶۴ ۵۵۴ ۸۵۸ میلی‌متر مکعب
≈۷۶۴ ۵۵۴٫۸۵۸ سانتی‌متر مکعب
≈۰٫۰۰۰۰۰۰۰۰۰۷۶۵ کیلومتر مکعب
  • بازدید : 224 views
  • بدون نظر
سلام خدمت دوستان، محصولی را که مشاهده میکنید پاورپوینت فاز میباشد.  هر فاز توسط مرزهای حقیقی از فازهای مجاور خودش جدا می‌‌شود که در این مرزها خواص بصورت گسسته تغییر می‌کنند.لازم نیست که این بخش قابل تمایز ماده یکپارچه(پیوسته) باشد. مثلاً یک مایع پخش شده در داخل یک مایع دیگر نیز یک سیستم دوفازی به وجود می‌آورد. همگن بودن یک فاز به معنای وجود ترکیب شیمیایی معین و دقیق نیست زیرا تغییر ترکیب (به صورت پیوسته) مثلاً در محلو‌ل‌های مایع یا جامد ویژگی همگن بودن آنها را به هم نمی‌زند. امیدوارم این محصول مورد پسند شما قرار گیرد.

  • بازدید : 77 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۰۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

با سلام گرم خدمت تمام دانشجویان عزیز و گرامی . در این پست دانلود پروژه و پایان نامه کارشناسی ارشد  رشته  فیزیک کیهان شناسی وتغییر نشانگان متریک را دراختیار شما عزیزان قرار داده ایم  . فرمت پایان نامه به صورت ورد word قابل ویرایش هست و قیمت پایان نامه نیز درمقایسه با سایر فروشگاهها بسیار مناسب می باشد

از این پروژه پایان نامه آماده میتوانید در نگارش متن پایان نامه خودتون استفاده کرده و یک پایان نامه خوب رو تحویل استاد دهید
عنوان صفحه 
مقدمه ۱
فصل اول 
كيهانشناسي ۵
كيهانشناسي پيش نسبيتي ۶
كيهانشناسي نسبيتي ۹
     اصل كيهانشناسي ۱۱
     اصل وايل ۱۲
 متريك رابرستون- واكر ۱۳
 مدل فريد من ۱۵
    مشكل افق ۱۸
    مشكل مسطح بودن ۱۹
    مشكل تك قطبي مغناطيسي ۲۰
مدل تورمي ۲۰
فصل دوم 
بررسي تغيير نشانگان متريك ۲۳
شرط معمول بر متريك ۲۴
فرضيات مدل پيشنهادي ۲۵
ارائه مدل و  معادلات ديناميكي ۲۶
پتانسيل ۳۳
بحث و تحليل ۳۹
نمودارها ۴۲
فصل سوم 
كيهانشناسي كوانتومي ۴۵
تاريخچه مختصري از گرانش كوانتومي ۴۷
فرمول بندي هاميلتوني در نسبيت عام ۴۹
    انحناي بيروني ۵۰
    تابع لپس و بردار جابجايي ۵۱
    معادلات گوس- كودازي ۵۴
    هاميلتوني در نسبيت عام ۵۷
كوانتش ۶۲
شرايط مرزي ۶۳
فصل چهارم 
بررسي گذار نشانگان متريك در كيهانشناسي كوانتومي ۶۷
مسيرهاي كلاسيكي ۶۹
حل ۷۲
بسته موج همدوس ۷۸
بدست آوردن ضريب Cl 80
نمودارها ۸۳
ضميمه ۱ ۸۷
ضميمه ۲ ۹۰
منابع ۹۶


توضیحات متن:

کیهانشناسی
در ريگودا  يکی از کتابهای مقدس باستانی هندوستان آمده است:
«در آن زمان (زمانی که جهان هنوز ايجاد نشده بود)، نه چيزی وجود داشت، نه وجودی بود. در آن زمان نه فضايي بود نه آسمان بالايي در آن … مفهوم شب و روز بی‌معنی بود…. چگونه دامنه وجود به وقوع پیوست، چه کسی قادر به توصیف و بیان جزئيات آن است؟ چه کسی به وضوح اينرا می‌داند؟ ….»]۳[ 
اين سئوالات که ۱۵۰۰ سال قبل از ميلاد مسيح مطرح شده‌اند، مشابه سئوالاتی است که کيهانشناسی در طول تاريخ با آن درگير بوده است.
هيچ شاخه‌ای از علم نمی‌تواند بيشتر از کيهانشناسی مدعی باشد که بزرگترين محدوده مطالعه را دارد. مطالعه جهان يعنی مطالعه همه چيزهايي که جهان را شامل می‌شود. بهمين دليل کيهانشناسی بطور ذاتی مورد توجه و جالب است، حتی برای شاعران، فيلسوفان و متفکران علوم ديگر. اما در تعريف امروزيش کيهانشناسی در واقع مطالعه ساختار بزرگ مقياس جهانی است که در فواصل ميليونها ميليون سال نوری  گسترده شده است و مطالعه کيهانشناسی در واقع مطالعه ديناميکی و فيزيکی رفتار ميليونها ميليون کهکشانی است که اين جهان گسترده را پر کرده‌اند و بررسی تحول اين سيستم عظيم در طول ميليونها ميليون سال می‌باشد.
 می‌بايست به اين جهان بزرگ مقياس به عنوان يک کل و سيستمی فيزيکی نگريست که وظيفه ما شناخت قانونهای حاکم بر ديناميک آن است.


کيهانشناسی پيش نسبيتی 
    در زمان ايزاک نيوتن  ، جهان خورشيد مرکزی کوپرنيک- گاليله- کپلر، مورد پذيرش قرار گرفته بود. بشربر سياره‌ای متوسط زندگی می‌کرد که حول ستاره‌ای با اندازه‌ای متوسط می‌چرخيد. ستاره‌ها مفهومی چون خورشيد ما داشتند و موقعيتی ثابت در جهانی ايستا.راه شيری تجمعی از ستاره‌های بی‌رمقی بودند که توسط تلسکوپ گاليله رويت می‌شدند. اما انسان هنوز در منظومه‌ای قرار داشت که مرکز جهان بحساب می‌آمد.
اولين نظريه گرانشی هنگامی مطرح شد که نيوتن کتاب اصول فلسفه طبيعت را در ۱۶۸۷ ميلادی منتشر کرد. با اين نظريه، نيوتن توانست قانونهای تجربی کپلر را توضيح دهد که در آنها سيارات در مدارهايي بيضوی می‌چرخند و خورشيد در يکی از کانونهای آن قرار دارد. اولين موفقيت اين نظريه پيش ‌بينی‌های صحيح در رويت دنباله‌دار هالی بود.]۴[ 
در دوره ما نيز هنوز نظريه گرانشی نيوتن برای توصيف مکانيزم حرکت بسياری از سيارات و ماهواره‌ها کافيست. و در حد غير نسبيتی از نظريه گرانش نسبيتی اینشتين بدست می‌آيد و در اين محدوده همان تبيينی را از کيهانشناسی می‌دهد که گرانش  نسبيتی دارد.
نيوتن، در سال ۱۶۹۱ميلادی بر اساس نظريه‌اش، کيهانشناسی خودش را فرموله کرد. از آنجائيکه همه اجسام جرمدار يکديگر را جذب می‌کنند، يک سيستم محدود از توزيع ستاره‌ها در ناحيه‌ای محدود از فضا، تحت جاذبه خودشان فروپاشيده می‌شوند. اما اين فروپاشی مشاهده نشد. نيوتن درپی جستجوی دليلی برای اين پايداری برآمد.ولی به اشتباه، نتيجه گرفت که خودگرانشی سيستم محدودی از ستاره‌ها که دارای توزيعی يکنواخت در فضايي نامحدودند، توسط جاذبه تعداد کافی از ستاره‌ها در خارج سيستم خنثی می‌شوند. اما تعداد کل ستاره‌ها نمی‌توانست نامحدود باشد چون باعث نامحدود شدن جاذبه‌شان می‌شد و جهان ايستا، ناپايدار می‌گشت. ضمناً بعدها مشخص شد که لايه‌های خارجی ماده تأثيری بر ديناميک درونی آن ندارند.
هم عصر نيوتن،لایبنیتز  نيز، جهان را فضايي مطلق و بي‌نهايت ولی برخلاف نيوتن با تعداد و توزيعی از ستاره‌ها که در همه جای اين فضا نامحدودند، در نظر گرفت که دارای مرز و مرکز است. محدود بودن معادل مرز داشتن و نا‌محدود بودن معادل بی مرزی فرض می‌شد. توماس رايت   در ۱۷۵۰ گفت که همه ستاره‌ها دارای حرکتی مشابهند و مانند سيارات که حول خورشيد می‌گردند، حول يک جسم مانند خورشيد در حال چرخشند و راه شيری را کهکشانی چرخنده فرض کرد. 
        اين تصوير رايت بر امانوئل کانت   تاًثير گذاشت بطوريکه در سال ۱۷۵۵میلادی يک گام جلو رفت و فرض کرد که سحابی‌های پراکنده‌ای که گاليله رصد کرده بود ابر‌هايی از گاز‌های گداخته در کهکشانهای دور هستند. اين دليلی بر همگنی جهان در مقياس کيهانی و تاًثيری بر اصل کيهانشناسی(اصل کوپرنيکی) بحساب می‌آمد. 
 او دليل عدم انقباض سحابيهای راه شيری را نيروی دافعه گرانشی می‌دانست و می‌گفت که شايد اين نيرو در فواصل بزرگ، جاذبه زياد تعداد بي شمار ستاره‌ها را خنثی می‌کند. 
ايده سحابی گازی فشرده اولين مثال از سيستمی غير استاتيک ستاره‌ای بشمار می‌آيد اما در مقياس کيهانی، با جهانی که هنوز ايستاست.
ريمان  در اوايل قرن نوزدهم گفت که جهان می‌بايست محدود و دارای مرز باشد و هندسه فضا را با انحنای مثبت ولی کوچک فرض کرد. بر اساس هندسه ريمانی، آلبرت اينشتين در قرن بيستم، ارتباط بين هندسه فضا و توزيع مادی آنرا بيان کرد. 
لاپلاس  در ۱۸۲۵ نيروی دافعه گرانشی کانت را تکذيب کرد و قانون بقای اندازه حرکت را نشان داد و بر اين اساس گفت كه هيچ سحابی نمی‌تواند به يک نقطه رمبيده شود و ماه نيز  به پايين نمي افتد. 
ميشل  در ۱۷۸۳ با درک درستی از گرانش نيوتنی بيان کرد که ستاره‌ای با جرم و فشردگی بقدر کافی زياد، آنچنان نيروی گرانشی ايجاد می کند که هيچ چيز قادر به گريز از سطح آن نیست. اين اولين اشاره به سياه چاله‌هاست. 
ويليام هرشل   در ۱۷۸۵ با تلسکوپ انعکاسی که اختراعش به نيوتن منسوب شده است، مشاهدات دقيقی از راه شيری انجام داد و نتيجه گرفت که راه شيری يک سيستم ديسکي شکل از ستاره‌هاست.او به اشتباه منظومه شمسی را در مرکز راه شيری در نظر گرفت. کشفيات هرشل مثل سياره اورانوس و ۷۰۰ ستاره دو‌تايی تاًییدی با ارزش از نظريه گرانشی نيوتن در خارج از منظومه شمسی بود. او ۲۵۰ سحابی پراکنده را مشاهده کرد که بعد‌ها معلوم شد ابر‌هايی از گاز‌های گداخته‌اند که به کهکشان ما تعلق دارند. اما اين گاز‌ها از ديسک کهکشان در همه جهات و به طور يکسان می‌گريختند. 
لامبرت  از اين مشاهدات نتيجه گرفت که منظومه شمسی به همراه ساير ستاره‌ها در کهکشان ما حول مرکز کهکشان می‌چرخند. اما علی‌رغم کار‌های کانت و لامبرت تصوير خورشيد مرکزی کهکشان همچنان پا بر جاماند، چراکه موقعيت خورشيد و مشاهدات هرشل نزديک به مرکز کهکشان مشاهده می‌شد. 
شپلی در ۱۹۱۵ تا ۱۹۱۹ با مشاهداتی از توزيع خوشه‌های گوی مانند، نشان داد که مرکز کهکشان راه شيری به هيچ وجه منظومه شمسی نيست و در فاصله‌ای حدود ۳/۲ شعاع کهکشان از مرکز قرار دارد.]۴[ 
هر چند تصوير دنيا مرکزی شکست اما همچنان شپلی کهکشان را مرکز جهان می‌دانست. فواصل کيهانی امروزه با استفاده از روشنايی و درخشش ستاره‌ها اندازه‌گيری می‌شود. در رابطه زير:
            
    درخشش و     روشنايی ستاره و  فاصله آن از ماست.
درخشش در واقع انرژی تابشی در واحد زمان است و روشنايی يا شار تابشی، درخشش بر واحد سطح می‌باشد. 
هابل در ۱۹۲۴ به اين طريق فاصله ۹ کهکشان دور دست را اندازه گرفت. 
نزديک ترين آنها   درآندرومدا  در فاصله    77 و دور‌ترين در فاصله  5 قرار داشتند. اين مشاهدات معلوم ساخت، همانطور که کانت حدس زده بود، سحابی‌ها مار‌پيچی‌اند. سيستمهای ستاره‌ای که در جرم و اندازه با راه شيری قابل مقايسه‌اندوتوزيع فضايی آنها،تاًثيدی بر پذيرش اصل کيهانشناسی در مقياس کيهانی بود. مشاهدات هابل منجر به قانونی به همين نام گشت و در ۱۹۲۹ اين قانون دليلی بر شکست ديد‌گاه ایستا بودن جهان شد.]۳[ 
  • بازدید : 73 views
  • بدون نظر

این مقاله در ۲۱ صفحه می باشد.

در زیر قسمتی از مقدمه قرار گرفته است.مقدمه:

در سال ۱۸۹۵ يك فيزيكدان آلماني به نام ويلهِلم روئنتگن شكل جديدي از پرتو را كشف نمود.وي آن را اشعه‌ي

ايكس ناميد كه برناشناخته بودن آن تاكيد ورزد.اين پرتوي اسرار آميز قابليت عبور از بسياري مواد كه نور مرئي را

جذب مي كنند٬ داشت. همچنين اشعه‌ي ايكس قدرت جداسازي الكترون‌هاي آزاد اتم را دارد. بيش از سال ها٬ اين

خصوصيات استثنايي٬ اشعه‌ي ايكس را در بسياري از زمينه ها مانند پزشكي و تحقيقات در مورد طبيعت اتم مؤثر

ساخت. سرانجام اشعه‌ي ايكس به عنوان شكل ديگري از نور معرفي شد .


عتیقه زیرخاکی گنج