• بازدید : 115 views
  • بدون نظر
این فایل قابل ویرایش می باشد وبه صورت زیر تهیه شده :

کلمه ليزر (LASER) از حروف اول کلمات Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation گرفته شده است
تاریخچه و معرفی :
ليزر مخفف عبارت:  Light Amplification by Stimulated Emission of Radiationمی‌‌باشد. و به معنای تقويت نور توسط تشعشع تحريک شده است. اولين ليزر جهان توسط « تئودور مايمن » اختراع گرديد كه در آن از ياقوت استفاده شده بود. در سال ۱۹۶۲ پروفسور علی جوان, اولين ليزر گازی را به جهانيان معرفی نمود و بعدها نوع سوم و چهارم ليزرها که ليزرهای مايع و نيمه رسانا بودند اختراع شدند. در سال ۱۹۶۷ فرانسويان توسط اشعه ي ليزرِ ايستگاههایِ زمينيشان, دو ماهواره ي خود را در فضا تعقيب کردند
امروزه استفاده از ليزر در صنعت به عنوان جوش آورنده ي فلزات و چاقوی جراحی بدون درد در پزشکی بسيار متداول است.
ليزر آخرين و پيشرفته ترين منبع نوری ماست . به عبارت بهتر ليزر تشعشع توليد شده توسط تقويت کننده های نوری ميباشد که در طيف های مختلف از مادون قرمز تا فوق بنفش آن در پزشکی کاربرد دارد. نور ليزر مادون قرمز و فوق بنفش را با چشم نميتوان ديد. ليزر منبع نوری است که نور بينهايت خالص توليد ميکند . درنور خالص بجای طيفی از طول موجها ، فقط يک طول موج داريم . اگر منشوری را جلوی يک منبع نور معمولی نگه داريم شما ميتوانيد طيفی از رنگها (قرمز-نارنجی-زرد-سبز-آبی-نيلی-بنفش) را که از طرف ديگر منشور خارج ميشود مشاهده نماييد در حاليکه اگر اين منشور را در مقابل نور ليزر بگيريم همان رنگی که وارد منشور ميشود از طرف ديگرش خارج ميشود و ديگر طيفی از نور مشاهده نخواهد شد. 
از مشخصات ديگر نور ليزر همدوسی آن است که در نور معمولی وجود ندارد .امواج نور معمولی درهم وبرهم است ولی امواج نور ليزربا هم بالا و پايين ميروند . به اين خاصيت نور ليزر همدوسی يا کوهرنسی ميگويند.
 
تفاوت پرتو لیزر با نور معمولی 
پرتو لیزر دارای چهار خاصیت مهم است که عبارتند از:
 شدت زیاد ، مستقیم بودن ، تکفامی ‌و همدوسی.
 لیزرها در اشکال گوناگون وجود دارند. ممکن است تصور شود که پرتو لیزر همانند اشعه ایکس ، گاما ، ماورا بنفش و مادون قرمز جایگاهی معین در طیف الکترومغناطیسی را داراست، حال آنکه این پرتو می‌تواند هر کدام از فرکانسهای محدوده طیف نامبرده را در  برگیرد، با این تفاوت که دارای مشخصاتی از قبیل تکفامی، همدوسی و شدت زیاد است.
اینکه چگونه می‌توان پرتو لیزری با فرکانسهای دلخواه را تولید نمود، کار دشواری است که عملا با آن روبرو هستیم. مشکل دیرپا در تابش لیزری، فقدان پوشش گسترده طول موجی در آن است. به دلیل اینکه لیزرها به‌خودی ‌خود فاقد قابلیت تنظیم طول موج هستند، پوشش کل طیف نورانی نیاز به ابزارهای متعدد و جداگانه دارد. 
تکفامی چیست؟
مشخصه بارز نور لیزر و خاصیتی که بیشترین ارتباط را با کاربردهای شیمیایی دارد، تکفامی اساسی آن است. این خاصیت از این حقیقت منشأ می‌گیرند که تمام فوتونها در اثر گذار بین دو تراز انرژی اتمی یا مولکولی مشابه ، نشر می‌شوند و بنابراین تقریبا فرکانسهای دقیقا یکسانی دارند. تعداد کمی از فرکانسها با فواصل اندک از یکدیگر ، ممکن است در عمل لیزر حضور داشته باشند، بطورری که برای رسیدن به تکفامی بهینه باید وسیله اضافی دیگری را برای گزینش فرکانس لیزر تعبیه کرد. معمولا برای این کار از یک نسخه استفاده می‌شود که عنصری اپتیکی است که درون حفره لیزر قرار می‌گیرد و به گونه‌ای تنظیم می‌شود، که تنها یک طول موج معین بتواند بین دو آینه انتهایی ، بطور نامتناهی به جلو و عقب حرکت کند.
همدوسی زمانی و مکانی  لیزر 
همدوسی زمانی فوتونهای نور لیزر به معنی هماهنگی بین آنها از لحاظ وضعیت ارتعاشی (فاز) آنهاست. همدوسی مکانی نور لیزر به معنی هماهنگی بین فوتونهای تشکیل دهنده نور لیزر از لحاظ راستای انتشار آنهاست. به لحاظ همدوسی زمانی که در نور لیزر وجود دارد، قدرت تأثیر گذاری فوتونهای آن در نقطه هدف بسیار بالاتر از نورهای معمولی است؛ زیرا طبق اصل برهمنهی امواج ، به دلیل همفاز بودن این فوتونها میدانهای الکتریکی‌شان مستقیما باهم جمع شده و میدانی قوی را بوجود می‌آورند.
 
تقسیم بندی لیزرها 
طبقه بندی لیزر در حالت کلی:
لیزرها بر اساس آهنگ خروج انرژی از آنها به دو دسته “پیوسته‌کار” و “پالسی” تقسیم ‌بندی می‌شوند. نور لیزرهای پیوسته‌کار بطور پیوسته گسیل می‌شود، ولی نور لیزرهای پالسی در زمانهای کوتاه که به این زمان “دوام پالس” گفته می‌شود ارائه می‌گردد. فاصله زمانی ارائه دو پالس متوالی معمولاً خیلی بیشتر از زمان دوام پالس است. لیزرهای پالسی به‌دلیل اینکه می‌توانند انرژی خود را در زمان کوتاهی ارائه دهند، معمولاً دارای توانهای بالاتری می‌باشند.
لیزرها را براساس حالت ماده لیزر زا هم به لیزرهای حالت جامد ، لیزرهای گازی ، لیزر رزینه ، لیزرهای نیمه‌هادی (دیودهای لیزری)، و لیزرهای الکترون آزاد و…. تقسیم ‌بندی می‌کنند. همچنین ممکن است لیزرها را براساس نوع ماده تشکیل‌دهنده محیط لیزر زایی نیز تقسیم‌بندی کرد. لیزر یاقوت ، لیزر نئودیوم- یگ ، لیزر دی اکسید کربن ، لیزر هلیوم- نئون و انواع لیزرهای دیگر بر این اساس نامگذاری شده‌اند.
معرفی چند نوع از موارد معرفی شده لیزر………
لیزرهای اتمی و یونی:
رده ای از لیزرها که محیط فعال آنها یک گاز است، انواع گسترده ای از وسایل را در بر می گیرد. معمولاً گاز یا تک اتمی است یا اینکه از مولکولهای بسیار ساده تشکیل می شود. مثالهایی از لیزرهای تک اتمی در این بخش مطرح می شوند، در هر دومورد، چون نشر لیزر از وقوع گذارهای نوری در اتمها یا مولکولهای آزاد ناشی می شود، پهنای خط نشر می تواند بسیار کم باشد. معمولاً گاز درون لوله ای  سربسته است و برانگیختگی اولیه با تخلیه الکتریکی انجام می شود، بدین ترتیب دربسیاری از موارد، بخش درونی لیزر شباهتی نمادین به لامپ فلوئورسنت معمولی دارد.
لوله لیزر می تواند از مواد مختلفی تهیه کرد و الزاما نیازی به شفاف بودن آن نیست. متاسفانه معمولاً   فلزات مورد استفاده قرار نمی گیرند، زیرا باعث ایجاد اتصال کوتاه در وسیله می شوند. به طور معمول از سیلیس و همچنین از بریلیم اکسید که برای منابع پر توان با رسانایی گرمایی زیاد مناسب است، استفاده   می شود. داشتن یک لوله لیزری با مخلوطی از دو گاز، که یکی در مرحله دمش و دیگری در نشر لیزر به کار می رود، امری بسیار عادی است معمولاً چنین لیزرهای گازی بسیار اعتماد پذیرند، زیرا برخلاف لیزرهای حالت جامد، در اینجا امکان آسیب گرمایی محیط فعال وجود ندارد و برای مقاصد معمولی، پرمصرفترین لیزرند.
لیزر هلیوم ـ نئون:
لیزر هلیم ـ نئون، نخستین لیزر CW بود که ساخته شد و همچنین نخستین لیزری بود که در ۱۹۶۲، به طور تجاری در دسترس قرار گرفت. محیط فعال، مخلوطی از دو گاز است که در فشار پایین در لوله شیشه ای قرار گرفته اند، فشار جزئی هلیم تقریباً mbar 1 و برای نئون mbar 1/0 است. برانگیختگی اولیه با تخلیه الکتریکی انجام می شود و عمدتا برای برانگیختن اتمهای هلیم دراثر برخورد الکترون به کار می رود. به دنبال آن اتمهای هلیم برانگیخته در فرایند انتقال انرژی در اثر برخورد به اتمهای نئون شرکت می کنند،  چون ترازهای معینی از هلیم و نئون انرژی بسیار نزدیکی دارند، این فرایند اتفاق می افتد، در نتیجه انتقال با کارایی بالایی انجام می شود. چون ترازهای نئون که بدین طریق جمعیت دار میشوند، در بالای پایینترین حالتهای برانگیخته قرار می گیرند، نسبت به این ترازها وارونگی جمعیت رخ می دهد و نشر لیزر امکان پذیر میشود. در اینجا دو نکته را باید خاطر نشان ساخت. نخست، دقت کنید که اسامی معمول حالتها را  نمی توان برای ترازهای انرژی نئون بکاربرد، زیرا جفت شدگی راسل ـ ساندرز در اینجا به کار نمی رود. دوم، هر آرایش الکترونی به چند حالت نزدیک به هم منتهی میشود، ولی تنها آنهایی که مستقیما در لیزر درگیرند، درنمودار نشان داده شده اند. 
در مرحله نشر لیزر، سه طول موج متمایز می تواند ایجاد شود، یک طول موج مرئی با توان درحد میلی وات، در ناحیه قرمز در nm 8/632 و دو طول موج زیر قرمز با توان نسبتا کمتر در ۱۵۲/۱ m m 391/3 ظاهر می شود. واضح است که برای عمل لیزر در هر یک از این طول موجها، تجهیزات اپتیکی زیر قرمز مورد نیاز است. پس از نشر، با درگیر شدن نئون در یک واپاشی غیر تابشی دو مرحله ای به سمت حالت پایه، چرخه ایجاد لیزر کامل می شود. این مرحله شامل گذار به تراز شبه پایدار s  3   p2 ، به دنبال غیر فعالسازی برخوردی در سطح درونی لوله است. برای آنکه لیزر به طور کارآمد عمل کند باید مرحله آخر سریع باشد، به همین دلیل نسبت سطح به حجم لوله لیزر، باید تاحد امکان بزرگ گرفته شود که معمولاً به معنای کوچک کردن قطر لوله است. درعمل لوله ها تنها چند میلی متر قطر دارند. اخیراً از سایر گذارهای بسیار ضعیف برای تولید لیزر هلیم ـ نئون mW 1 که طول موجهای مختلفی از جمله nm 5/543 در سبز نشر می کند استفاده شده است. ویژگی اصلی این لیزر آن است که از هر لیزر سبز دیگری ارزانتر است.
لیزرهای هلیم ـ نئون به طور پیوسته کار می کنند و علی رغم توان خروجی پایین، از دو ویژگی کوچکی و ارزانی نسبی سود می برند. بدین ترتیب می توان آنها را بیش از هر لیزر دیگری در کاربردهای مختلف پیدا کرد. در جایی که توان چندان اهمیتی نداشته باشد، عملیات مبتنی بر پهنای نازک باریکه لیزر، کاربرد اصلی است. انواع پیمایشگرهای نوری که برای کنترل کیفیت و اندازه گیری در صنعت به کار می روند، مثالی ازکاربرد مذکورند. به علاوه پیمایشگرهای هلیم ـ نئون درسیستمهای دیسکهای ویدیویی نوری، وسایل بازخونی رمزهای میله ای در فروشگاهها و تجهیزات بازشناخت نوری حروف، نیز به کار برده     می شوند. چاپ الکترونیکی و همراستاسازی نوری، از جمله سایر کاربردهای این لیزر است. لیزر هلیم ـ کادمیم، نمونه مشابه دیگری است که در آن گذارها در اتمهای آزاد کادمیم به نشر میلی واتی m n 422 در آبی nm 325 در فرابنفش منجر می شود. خط آبی ویژه برای کاربردهای با تفکیک بالا در صنعت چاپ و نشر، بسیار مناسب است.
لیزر آرگون:
لیزر آرگون، معروفترین مثال از خانواده ای از لیزرهای یونی است که در آنها محیط فعال یک گاز بی اثر تک جزئی است. گاز با فشار تقریباً m bar  5/0 ، درون یک لوله پلاسما با سوراخ ۲ تا mm  3 نگه داشته و با تخلیه الکتریکی برانگیخته می شود. اتمهای آرگون یونیده و در اثر برخورد الکترون برانگیخته می شوند. بنا به ماهیت فرایند دمش، چندین حالت برانگیخته یونی جمعیت دار می شوند و   آنهایی که مسئول عمل لیزرند، توسط دو برخورد پی درپی، در حد متوسط جمعیت دار میشوند. برقراری وارونگی جمعیت در بین این حالتها و سایر حالتهای کم انرژیتر، باعث نشر تعدادی طول موج گسسته درگستره ۳۵۰ تا nm 530 می شود دو خط قویتر در ۰ر۴۸۸ و nm 5ر۵۱۴ ظاهرمیشوند. این دوخط در اثر گذار رو به پایین ازحالتهای تک یونیده با آرایش الکترونی   p4  p 3 s  3  به حالت s 4 p 3  s 3  نشر  می شوند. به دنبال آن، واپاشی تابشی مجدد، به حالتهای چندگانه همراه با آرایش یونی p  3  s 3  انجام می شود و چرخه یا توسط الکترون گیراندازی یا برانگیختگی برخوردی مجدد، به پایان می رسد. یونهای دوبار یونیده Al در نشر فرابنفش نزدیک لیزر دخیل اند.
چون چند طول موج با این لیزر ایجاد می شود، معمولاًبرای گزینش یک طول موج خاص برای تقویت،   در بین دو آینه انتهایی، یک سنجه یا منشور پاشنده قرار می دهند. بدین ترتیب طول موجهای خروجی را  می توان با تغییر در راستای آنها تغییر داد. باگزینش یک مد طولی پهنای خط خروجی تنها به اندازهcm 0001ر۰قابل دستیابی است. دمش ترازهای یونی لازم برای عمل لیزر، به ورود انرژی زیاد و پیوسته ای نیاز دارد و کارایی به نسبت پایین وسیله، به معنای آن است که مقدار زیادی انرژی گرمایی باید از دست داده شود. بنابراین، خنک کردن عامل مهمی در طراحی است و گردش آب در پوشش اطراف لوله متداولترین راه حل است، هر چند لیزرهای آرگون CW در گستره مقادیر میلی وات تا حد W 25 است. 
لیزرهای آرگون به نسبت گران و شکننده اند و معمولا طول عمر لوله آنها به ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ ساعت محدود می شود. سایش دیواره های لوله توسط پلاسما که باعث ته نشینی غبار روی پنجره های خروجی بروستر می شود یکی از دلایل اساسی طول عمر محدود لیزرهاست. خود آرگون نیز در اثر یونهایی که جذب دیواره های لوله می شوند، اندک اندک از بین می رود. با وجود این معایب، این گونه لیزرها، در شیمی و فیزیک و به ویژه در قلمرو طیف بینی که در آنجا معمولاً برای دمش لیزرهای رنگینه ای به کار می روند، کاربردهای پژوهشی گسترده ای پیدا کرده اند. همچنین لیزرهای آرگون تاثیر به سزایی در صنعت چاپ و نشر داشته اند و در پزشکی و به ویژه در درمان لیزر چشم، نقش مهم و رو به افزایشی  دارند. نمایشهای بصری و سرگرمی، جنبه دیگری از کاربرد آنهاست که ذکر آن لازم به نظر می رسد. معمولاً در این کاربرد به نسب کم اهمیت ولی به حد کافی عجیب و بدون شک مهیج است که بیشتر  مردم برای نخستین بار نور لیزر را می بینند.
لیزر کریپتون، عضو معروف دیگری از خانواده لیزرهای یونی است. از بسیاری جنبه ها، این لیزر خیلی  شبیه به لیزر آرگون است و در گستره ۳۵۰ تا n  m  800 طول موجهایی نشر می کند، هر چند به دلیل کارایی کمتر، خروجی آن در سطوح توان تا حدی پایینتر ( تا حدودW   5 ) قرار می گیرد. قویترین نشر درطول موج nm 1/647 واقع می شود. در واقع، شباهت زیادی نیازمندیهای فیزیکی و عملکرد بین لیزرهای آرگون و کریپتون، به ما امکان می دهد که لیزری حاوی مخلوطی از این دو گاز بسازیم و  گستره بسیار خوبی از طول موجها راروی تمام طیف مرئی به دست آوریم. این لیزرها، طول موجهای متعددی نشر میکنند که برای کاربردهای زیست پزشکی مناسب اند، خطهای آبی ـ سبز آرگون از ویژگی خاصی برخوردارند، زیرا به شدت توسط یاخته های قرمز خون جذب می شوند.
لیزر بخار مس:
لیزر بخار مس یکی از جدیدترین لیزرهاست که باید تاثیر به سزایی روی بازار لیزر داشته باشد. با وجود این، لیزر مذکور ویژگیهایی دارد که آن را بدل به رقیبی بسیار جالب در برخی کاربردها می کند این    لیزر متعلق به رده لیزرهای بخار فلز است که در آنها گذار در اتمهای آزاد فلز بدون بار، به نشر لیزر منجر می شود.
لیزر مس اصولاً یک سیستم سه ترازی است.   برخورد الکترون به اتمهای مس حالت پایه به برانگیختگی به حالتهای p 2 متعلق به آرایش الکترونیp 4  d3 منجر می شود که گذار از آن به ترازهای پایینی D  با آرایش s4 d3  می تواند انجام شود. بدین ترتیب نشرلیزر درطول موجهای nm5/510 در سبز و nm2/578 در زرد است . برخوردهای بیشتر اتمهای برانگیخته با الکترونها یا دیواره های لوله، به واپاشی بازگشتی به حالت پایه منجر میشود. یکی از مشکلات مربوط به این طرح خاص آن است که برخورد الکترون به اتمهای مس حالت پایه، نه تنها ترازهای p  بلکه ترازهای D مربوط به انتهای پایین گذارهای لیزر را جمعیت دار می کند. لذا امکان برقراری  وارونگی جمعیت بین ترازهای  Pو D وجود ندارد و در نتیجه لیزر به طور طبیعی در مد تپی و معمولاً با فرکانس تکرار تپ تقریباً kHz 5 کار می کند . هرتپ نوعاً ns 30 تداوم دارد و انرژی آن در گستره  میلی ژول است. 
طرح فیزیکی لیزر شامل لوله پلاسما ازجنس آلومین حاوی مس فلزی به صورت قطعه یا منابع دیگر در هر انتهاست. همچنین برای برقراری تخلیه الکتریکی، لوله با گاز نئون در فشار پایین ( تقریباً m   bar 5 ) پر م شود . عبور جریان از درون لوله باعث ایجاد دمای ۱۴۰۰ تا C  1500 میشود که مس را داغ و فشار جزئی از اتمهای Cu به اندازه تقریباً mbar 1|0 ایجاد میکند، سپس این اتمها می توانند به عنوان محیط لیزر دهنده عمل کنند . به تازگی با انجام تغییری در این طرح که دردمای اتاق کار می کند، زمان طولانی   گرم شدن لیزر، درحدود یک ساعت، که یکی از عیبهای اولیه آن بود، برطرف شده است.
نشر تابش مرئی با توانهای خیلی  بالا ( میانگین توان در یک  چرخه کامل نشر تپی و دمش ۱۰ تا W 60 است) و قیمت معمول و کارایی بالا از لحاظ انرژی، مزیتهای اصلی لیزر بخار مس هستند، برای مثال قدرتمندترین لیزر بخار مس W 100، تنهابه اندازه نصف توان ورودی یک لیزر آرگون   W 20 مصرف دارد. کاربرد اصلی لیزر مس، جداسازی ایزوتوپ اورانیم است که هنوز عمدتاً در مرحله تحقیق و توسعه است . همچنین علاقه هایی به استفاده از این لیزر در عکاسی و تمام نگاری و نیز نورپردازی زیر آب وجوددارد ، در اینجا طول موجهای نشری به ویژه برای مینیمم کردن تضعیف مناسب اند. همچنین کاربردهایی در پوست پزشکی دردست بررسی است، زیرا نشر n  m  578 به طرز مفیدی به پیک جذبی هموگلوبین در nm  577 نزدیک است.
لیزر طلا تنها لیزر بخار فلز دیگری است که تا به حال از مرحله پژوهش به مرحله تولید رسیده است و طول موج اصلی nm  628 را با توان چند وات نشر می کند. کارایی زیاد این لیزر برای نور درمانی سرطان به اثبات رسیده 
 
  • بازدید : 49 views
  • بدون نظر

جهان چگونه آغاز شد؟ چنين رويدادي را چگونه مي توان تصور كرد؟ امروز بيشتر دانشمندان بر اين عقيده اند كه قراين خوبي وجود دارد كه نشان مي دهد گذشتة جهان بسيار متفاوت بوده است و همة مادة جهان از انفجاري عظيم نشأت كرده و جهان از آن پس پيوسته انبساط يافته است. در خيال ، زمان را تا انفجار بزرگ به عقب مي بريم و چون به اندازة‌ كافي به عقب باز گرديم ـ يعني به زماني پيش از پيدايش كهكشانها كه جهان بسي كوچكتر از حال بود ـ آنچه مي بينيم گاز سوزاني از اتمها و فوقونها يعني ذرات نور است . چون باز هم به عقب رويم، جهان همچنان انقباض مي يابد، ذرات گاز به يكديگر نزديكتر و در نتيجه برانگيخته تر مي شوند و دمايشان افزايش پيدا مي كند. هر چه بيشتر به عقب رويم، گاز داغتر و سوزانتر مي شود. با افزايش دماي گاز، هر چيز به ذرات تشكيل دهنده اش « ذوب » مي شود. اتمها به الكترونها و هسته ها «ذوب» مي شوند ؛ هسته ها به پروتونها و نوترونهاي سازندة خود تجزيه مي شوند و چون دما باز هم افزايش يابد پروتونها و نوترونها به كواركها و گلوئونهايي تجزيه مي شوند كه آنها را تشكيل داده اند . جهان در بيشترين دماي ممكن متشكل است از آتشگوي آغازيني از همة ذرات بنيادي. امروزه مطالعة جهان آغازين عبارتست از ساختن مدلهايي رياضي براي اين آتشگوي بر اساس نظريه هاي جديد ذرات كوانتومي ( ذرات بنيادي ). وقتي كه در سال ۱۹۶۴ آرنو پنزياس و رابرت ويلسن در آزمايشگاههاي بل در نيوجرزي، اشعة ميكروموجي باقيمانده از انفجار بزرگ را كشف كردند ، اين نظريه سخت تقويت شد. به دنبال اين تأييد تجربي، فيزيكدانان و اختر فيزيكدانان نظري با اطمينان به انجام محاسبات پيچيدة خواص انفجار آغازين پرداختند. آنان با استفاده از قوانين شناخته شدة فيزيك هسته اي محاسبه كردند كه چگونه ممكن است عنصرهاي شيميايي ـ هسته هاي اتمي ـ از آتشگوي آغازيني متشكل از پروتونها و نوترونها بوجود آمده باشد؛ و از روي اين محاسبات، فراواني نسبي عناصر سبك نظير ئيدروژن، هليوم و دوتريوم را پيش بيني كردند . اين پيش بيني ها دقيقاً با فراوانيهائي كه امروزه مشاهده مي شود, وفق مي دهد . فكر انفجار بزرگ از بركت اين پيش بينيهاي موفقيت بار اعتبار زيادي كسب كرد بطوري كه در اوايل دهة ۱۹۷۰ بر نظريه هاي ديگر مربوط به پيدايش جهان چيره شد. چيزي كه به «مدل متعارف انفجار بزرگ سوزان» معروف شده است نشان دهندة‌ توافق نظر عمومي جديدي است دربارة وضع جهان آغازين. فرضية اصلي « مدل متعارف » آن است كه جهان سوزان اوليه به سرعت و بطرزي يكنواخت، در حاليكه دما بطور يكنواخت كاهش پيدا مي كرد، انبساط يافت.  



  • بازدید : 81 views
  • بدون نظر

این مقاله در ۲۵ صفحه می باشد.

در زیر قسمتی از مقدمه قرار گرفته است.

خانواده و دوران کودکی

ایزاک نیوتن که در روز ۲۵ دسامبر ۱۶۴۲ یعنی سال مرگ گالیله متولد شد از خانواده‌ای است که افراد آن کشاورز مستقل و متوسط الحال بودند و مجاور دریا در قریه وولستورپ می‌زیستند. نیوتن قبل از موعد متولد شد و زودرس به دنیا آمد و چنان ضعیف بود که مادر گمان برد او حتی روز اول زندگی را نتواند به پایان برد. پدرش نیز در عین حال اسحق نام داشت و در ۳۰ سالگی و قبل از تولد فرزندش در گذشت. پدرش مردی بوده است ضعیف ، با رفتار غیر عادی ، زودرنج و عصبی مزاج مادرش هانا آیسکاف زنی بود مقتصد ، خانه داری بود صاحب کفایت و صنعتگری با لیاقت آیزاک دوره کودکی شادی نداشت.

  • بازدید : 53 views
  • بدون نظر

دانلود رایگان تحقیق گالوانومتر-دانلود رایگان مقاله گالوانومتر-خرید اینترنتی تحقیق گالوانومتر-دانلود فایل تحقیق گالوانومتر-تحقیق گالوانومتر

این فایل در۶صفحه قابل ویرایش برای شما تهیه شده است وبه موارد زیر می پردازد:
تعریف گالوانومتر،گالوانومترساده،آمپر سنج برای اندازه گیری جریان،ولت سنج برای اندازه گیری ولتاژ
در قسمت بعد به توضیحات کامل تری درباره این موارد خواهیم پرداخت تا شما بیشتر با این فایل آشنا شوید:

تعریف گالوانومتر:


بسته به مقدار جریان اثرهای آن به میزان متفاوت بروز می کنند. بنابر این برای اندازه گیری جریان می توان از هر یک از اثرهای شیمیای ، گرمایی یا مغناطیسی آن استفاده کرد وسایلی که برای اندازه گیری جریان به کار می روند، گالوانومتر نامیده می شود


گالوانومتر ساده:


ساده ترین نوع گالوانومتر با استفاده از اثر گرمایی جریان ساخته شده است. این گالوانومتر دارای دو سیم نازک است که یکی از سیم ها در دو انتهایش ثابتند. و جریان گذرنده از آن اندازه گیری می شود. سیم نازک و محکم دوم دور محور عقربه پیچیده شده است. وسط سیم کشیده اول را به فنر کشیده ای وصل می کنند که سر دیگرش به بدنه گالوانومتر متصل است


بر اثر جریان ، سیم اول گرم و دراز می شود. رشته سیم که توسط فنر کشیده می شود عقربه گالوانومتر را به اندازه زاویه معینی می چرخاند که بستگی به دراز شدن سیم یعنی شدت جریان الکتریکی دارد. صفحه گالوانومتر برای جریان بر حسب آمپر ، میلی آمپر مدرج می شود. در این صورت گالوانومتر آمپرسنج یا میلی آمپر سنج نامیده می شود


آمپرسنج برای اندازه گیری جریان:


برای اندازه گیری جریان گالوانومتر یا آمپرسنج باید طوری اتصال داده شود که جریان کل مدار بتواند از آن عبور کند. برای این منظور باید در نقطه ای مدار را قطع و دو انتهایش را به قطب آمپر سنج وصل کرد. به عبارت دیگر آمپرسنج را باید به طوری متوالی در مدار قرار داد. چون جریان حالت ثابت را اندازه می گیریم. اینکه وسیله را به کدام قسمت از مدار وصل کنیم اهمیتی ندارد در صورتیکه در جریانهای متغییر چنین نیست


ولت سنج برای اندازه گیری ولتاژ:


با استفاده از گالوانومتر نه فقط جریان بلکه ولتاژ را نیز می توان اندازه گرفت. زیرا بنابر قانون اهم این کمیت ها متناسبند. اگر دو کمیت با یکدیگر متناسب باشند با وسیله ای که به طور مناسب مندرج شده باشد می توان هر دو کمیت را اندازه گرفت. مثلاً تاکسی متر که فاصله طی شده را اندازه می گیرد، می توان برحسب کیلومتر مدرج کرد. ولی چون کرایه با فاصله متناسب است، درجات شمارنده را بطور مستقیم به پول پرداختی مدرج می کنند. به طوری که مستقیماً کرایه را نشان می دهد


به همین ترتیب صفحه گالوانومتر را می توان طوری مدرج کرد که بتواند بطور مستقیم هم جریان برحسب آمپر عبور کرده از وسیله و هم ولتاژ دو سر آن را برحسب ولت اندازه بگیرد. بنابر این گالوانومتری که برای جریان مدرج می شود آمپرسنج ، در حالی که وسیله ای که برای ولتاژ مدرج می شود و لت سنج نام دارد


دستگاه ها ی مرکب:


در حالت کلی اگر جریان I از گالوانومتر عبور کند، باید بین قطب های ورودی و خروجی آن ولتاژ معین U وجود داشته باشد. فرض کنید که مقاومت داخلی گالوانومتر یعنی مقاومت قسمت هایی از آن که جریان از آنها عبور می کند، R باشد (برای گالوانومتر ها با مغناطیس دائمی R مجموع تاب و سیم های رابط است، در حالی که برای گالوانومترهای با سیم افروزشی R مجموع مقاومت سیم گرم شده و رابط هاست). 


بنابر قانون اهم U=IR می باشد. پس برای یک گالوانومتر معین ، هر مقدار از جریان با مقدار معینی از ولتاژ در دو سر قطب های آن متناظر است. بنابر این جای قرار گرفتن عقربه می تواند هم جریان و هم ولتاژ را نشان دهد. یعنی دستگاه را می توان هم به عنوان آمپرسنج و هم به عنوان ولت سنج مدرج کرد


چگونگی قراردادن ولت سنج در مدار:


با استفاده از یک ولت سنج مدرج می توان اختلاف پتاسیل الکتریکی بین هر دو نقطه از مدار را اندازه گرفت. مثلا اگر اختلاف پتاسیل دو سر یک لامپ رشته ای را که از چشمه جریانی تغذیه می کند بخواهید اندازه گیری کنید. باید دو سر ولت سنج را به دو سر لامپ ببندید. به عبارتی ولت سنج جهت سنجش اختلاف پتاسیل (ولتاژ) دو نقطه از مدار یا یک عنصری از مدار بصورت موازی در مداز گذاشته می شود


به عبارتی ولتاژ گذرنده از ولت سنج همان ولتاژ تمامی قسمت هایی از مدار است که آرایش موازی با ولت سنج دارد. در صورتیکه در مورد آمپر سنج قرارگیری در مدار بصورت متوالی است. و با اندازه گیری جریان گذرنده از یک تکه از مدار جریان کل مدار را می دهد، که باید با جریان المان مداری اندازه گیری شده ، برابر باشد


مقاومت درونی ولت سنج:


ولت سنج را به جزئی از مدار که ولتاژ دو سر آن باید اندازه گیری شود به طور موازی می بندند. و از این رو جریان معینی ازمدار اصلی از آن می گذرد. پس ازاینکه ولت سنج وصل شد، جریان و ولتاژ درمدار اصلی قدری تغییر می کند. به طوری که حالا مداری متفاوت از رساناها داریم، که شامل رساناهای قبلی و ولت سنج است. مثلا با اتصال ولت سنج با مقاومت Rv به طوری موازی با لامپی که مقاومتش Rb است مقاومت کل مدار بصورت


(R= Rb/(1+Rb/Rv خواهد بود. هر چه مقاومت ولت سنج در مقایسه با مقاومت لامپ بزرگتر باشد، اختلاف بین مقاومت ولت سنج باید تا حد امکان بزرگ اختیار شود. برای این منظور یک مقاومت اضافی را که ممکن است مقاومتش به چند هزار اهم برسد، گاهی به طور متوالی به قسمت اندازه گیر ولت سنج می بندند


مقاومت درونی آمپرسنج:


برخلاف ولت سنج، آمپرسنج همیشه در مدار به طور متوالی بسته می شود اگر مقاومت آمپرسنج Ra و مقاومت مدار Rc باشد، مقاومت کل مدار با آمپرسنج برابر می شود با

(R=Rc(1+Ra/Rc

بنابر این در صورتیکه مقاومت وسیله در مقایسه با مقاومت مدار کوچک باشد بر طبق رابطه اخیر وسیله مقاومت کل مدار را زیاد تغییر نمی دهند. بنابر این مقاومت آمپرسنج ها را خیلی کوچک انتخاب می کنند 

  • بازدید : 67 views
  • بدون نظر

این فایل در ۱۹صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

در سال ۱۹۰۰، “ماکس پلانک” ، نظریه‌ای ابداع کرد که با منحنی‌های تجربی تابش جسم سیاه ، مطابقتی عالی از خود ارائه داد. فرض او این بود که اتمهای جسم سیاه ( ماده‌ای که تمام نورهای تابیده به آن را جذب کند ) ، تنها قادرند نورهایی را گسیل سازند که مقادیر انرژی آنها توسط رابطه hv داده می‌شود
در ادامه برای آشنایی بیشتر شما با این فایل توضیحات بیشتری درباره فایل می دهیم
احتمال و مکانیک کوانتومی 
موضوع احتمال ، یک نقش اساسی را در مکانیک کوانتومی ایفا می‌کند. در مکانیک کوانتومی ، سروکار ما با احتمالاتی است که با متغیر پیوسته‌ای مانند مختصه x درگیرند. صحبت از احتمال پیدا شدن یک ذره در یک نقطه خاص مانند x = 0.5000 حاوی چندان معنایی نیست، زیرا تعداد نقطه‌ها در روی محور x نامتناهی ، ولی تعداد در اندازه گیریهای ما به هر حال متناهی است و از این رو ، احتمال وصول با دقت به ۰٫۵۰۰۰ بی‌نهایت کم خواهد بود.
این است که به جای آن از احتمال یافتن ذره در یک فاصله کوتاه از محور x ، واقع بین x+dx , x صحبت می‌شود که در آن dx یک طول بینهایت کوچک است. طبیعتا احتمال فوق متناسب با فاصله کوچک dx بوده و و برای نواحی مختلف محور x متغیر خواهد بود. بنابراین احتمال اینکه ذره در فاصله مابین x و x+dx پیدا شود، مساوی g(x)dx است که در اینجا (g(x بیانگر نحوه تغییرات احتمال روی محور x است. تابع (g(x چون برابر مقدار احتمال در واحد طول است، لذا چگالی احتمال نامیده می‌شود.
چون احتمالات ، اعداد حقیقی و غیر منفی‌اند، لذا (g(x باید یک تابع حقیقی باشد که همه جا غیر منفی است. تابع موج  می‌تواند هر مقدار منفی و یا مقادیر مختلط را به خود بگیرد و از این نظر به عنوان یک چگالی احتمال محسوب نمی‌شود. مکانیک کوانتومی به عنوان یک اصل می‌پذیرد که چگالی احتمال برابر  است.
زمینه های بروز مکانیک کوانتومی : 
نسبیت و مکانیک کونتوم دو نظریه اساسی قرن بیستم هستند . همچنانکه می دانید در آغاز قرن بیستم تحول عطیمی در فیزیک ایجاد شد. از یکطرف ثابت بودن سرعت نور در تمام دستگاه های مختصات ما را به پذیرش نظریه نسبیت می کند. یعنی پذیرفتن اتساع زمان و انقباض مکان.
همزمان با این مسئله در سال ۱۹۰۷ با مقاله فوتوالکتریک انیشتین مکانیک موانتوم متولد می شود. بعضی ها هم اعتقاد دارند تاریخ پیدایش مکانیک کوانتوم در سال ۱۹۰۰ با نظریه ماکس پلانک در مورد تابش جسم سیاه می باشد .
در یک قرن پیش پلانک روی مسائلی در ارتباط با ویژگی های اساسی حرارت کار می کرد. هنگامی که او در تلاش بود تا ماهیت گرما و نور برخاسته از یک جسم ساده گرم و درخشان «جسم سیاه) را دریابد، متوجه شد که ناگزیر است عقیده ای به ظاهر مسخره را بپذیرد. اینکه انرژی تابشی برخاسته از اجسام نه به صورت پیوسته بلکه در بسته هایی مجزا به اطراف پراکنده می شود. 
درسال ۱۹۰۰، ماكس پلانك فيزيك دان آلماني اعلام کرد كه با فرض يك تشعشع الکترومغناطیسی خفیف (در طول موج يا در فركانس)، منحني فرضی بدست آمده كاملاً با منحني ناشی از آزمايش منطبق خواهد بود. به عبارت دیگر، انرژی اتمی تابان E با فرمول زیر تعریف می شود:
E = n.h.f , n عدد صحیح است , ۶,۶۲ x 10-27 s.erg = h ثابت پلانک , f فرکانس نوسانات اتمی
اين رويداد شروع عصر مكانيك كوانتومي را رقم زد. به دليل اینکه پلانك موفق به تعريف انعكاس جسم سياه شد جايزه نوبل فيزيك را درسال ۱۹۱۸ به خود اختصاص داد.
پلانک هر یک از این بسته ها را یک “کوانتوم” نامید. که واژه ای برگرفته از لاتین و به معنای “چه مقدار” است و در جمع “کوانتا” خوانده می شود. و رابطه ای را روی کاغذ آورد که انرژی آنها را به فرکانس ربط می داد. با این کار او پدر نظریه مکانیک کوانتومی شد. این نظریه شامل قوانینی بود که بر این بسته های انرژی حاکم بودند. و البته به زودی مشخص شد که دامنه نفوذ آنها بسیار فراتر از همین بسته هاست. 
با اينكه منحني فرضی پلانك با منحني ای که عملا از آزمايشات به دست می آمد تطبیق كامل داشت، متأسفانه، براي مدّت حداقل ۵ سال، فرضیه ی او مبتنی بر ماهیّت خفیف تابش اتمی، تا سال۱۹۰۵ و چاپ مقاله ی اینشتین و شرح آن بر فرضیه ی تأثیرات فوتوالکتریک، استقبال چندانی نیافت. با این حال، تئوری پلانک که وجود دو سطح انرژی اتمی خفیف را برای توضیح تشعشع جرم سیاه بیان می کرد، 


تابش جسم سیاه 
هر جسم جامدی کسر یعنی از تابش فرودی بر سطح خود را درمی‌آشامد، بقیه این تابش بازتاب می‌یابد. یک جسم سیاه ایده‌آل به صورت ماده‌ای که تمامی تابش فرودی را ، بدون هیچ بازتابس درمی‌آشامد، تعریف می‌شود
از دیدگاه نظریه کوانتومی ، جسم سیاه عبارت است از ماده‌ای که تعداد بیشماری تراز انرژی کوانتیده (در گستره وسیعی از اختلاف انرژیها) است. بطوری که هر نوترونی که با بسامدی بر آن فرود آید در آشامیده می‌شود. از آنجا که انرژی درآشامیده بوسیله یک ماده دمای آن را افزایش می‌دهد، اگر هیچ انرژی گسیل نشود، یک درآشام کامل یا جسم سیاه ، گسیل کننده کامل نیز هست
اطلاعات اولیه
تمام اجسام در دمای متناهی ، امواج الکترومغناطیسی تابش می‌‌کنند. طیفهای تابشی ناشی از گازهای اتمی ، که در آنها اتمها بسیار از هم دور و فقط بطور ضعیف به هم بر هم کنش می‌کنند، شامل فرکانس‌ها یا طول موجهای گسسته هستند. طیف مولکولها، که علاوه بر گذارهای الکترونی ، با سمعهای ناشی از گذارها دورانی و ارتعاشی همراه هستند، نیز شامل خطوط گسسته‌اند
یک جسم جامد ، از لحاظ تابش یا درآشامی از این هم پیچیده‌تر است، و از بعضی لحاظ می‌توان آن را به عنوان یک مولکول بسیار بزرگ که تعداد درجات آزادی آن متناظر افزایش یافته است، در نظر گرفت. تابش گسیل شده توسط جامد ، با تابش تمام فرکانس‌ها یا طول موج‌ها، شامل یک طیف پیوسته است. بر این اساس به صورت ایده‌آل ماده‌ای تعریف می‌شود که می‌تواند تمام فرکانس‌های طیف الکترومغناطیسی را جذب کند. همین جسم اگر چنانچه گرم شود، باید بتواند تمام فرکانس‌های طیف الکترومغناطیسی را تابش کند
 جسم سیاه تقریبی
کاواکی که حفره بسیار کوچکی در روی آن تعبیه شده است، تقریب بسیار خوبی از جسم سیاه است. هر تابشی مه بر این حفره بتابد، از طریق آن وارد کاواک می‌شود و احتمال بسیار کمی وجود دارد که بلافاصله مجددا باز تابیده شود. در عوض بازتابش، این تابش یا درآشامیده می‌شود یا بطور مکرر در دیواره‌های داخلی جسم سیاه بازتاب می‌یابد. در نتیجه عملا تمامی تابش که از طریق این حفره وارد کاواک می‌شود، در این ظرف درآشامیده می‌شود
حال اگر کاواک مورد نظر را تا دمای مفروضTحرارت دهیم، دیواره‌های درونی آن، با آهنگ یکسان فوتونها را گسیل می‌کنند و درمی‌آشامند. تحت این شرایط می‌توان گفت که تابش الکترومغناطیسی با دیواره‌های داخلی در تعادل گرمایی است. کیرشهف نشان داد که طبق قانون دوم ترمودینامیک تابش داخل کاواک در هر طول موجی باید همسانگرد (یعنی ، شار تابشی مستقل از راستا باشد)، همگن (شار تابشی در تمام نقاط فضا یکسان باشد) بوده و نیز در تمام کاواک‌هایی که دمایشان برابر است یکسان باشد
  • بازدید : 41 views
  • بدون نظر
این فایل در قالب PDFتهیه شده وشامل موارد زیر است:

ابوریحان محمد بن احمد بیرونی (زادهٔ ۱۴ شهریور ۳۵۲، کاث، خوارزم – درگذشتهٔ ۲۲ آذر ۴۲۷، غزنین)، دانشمند بزرگ و ریاضی‌دان، ستاره‌شناس، تقویم‌شناس، انسان‌شناس، هندشناس و تاریخ‌نگار بزرگ ایرانی[۱][۲][۳][۴] سده چهارم و پنجم هجری است. بیرونی را بزرگ‌ترین دانشمند مسلمان و یکی از بزرگ‌ترین دانشمندان ایرانی و همه اعصار می‌دانند.[۵] همین‌طور او را پدر علم انسان‌شناسی و هندشناسی می‌دانند
بیرونی در ۱۴ شهریور ۳۵۲ خورشیدی (۲۹ ذیقعده ۳۶۲ قمری برابر ۵ سپتامبر ۹۷۳ میلادی) در خوارزم که در قلمرو سامانیان بود به دنیا آمد، و زادگاه او که در آن زمان روستای کوچکی بود، «بیرون» نام داشت. مرگش در غزنه در اوان انقلاب سلجوقیان و پادشاهی مسعود بن محمود غزنوی بوده‌است و برخی درگذشت او را در ۲۲ آذر ۴۲۷ خورشیدی (۲۷ جمادی‌الثانی ۴۴۰ قمری برابر ۱۳ دسامبر ۱۰۴۸ میلادی) می‌دانند.
بیرونی دقّت و اصابت نظر خویش را مدیون مطالعات فلسفی بود، امّا او در فلسفه پیرو روش متعارف عهد خویش یعنی آن روش که به وسیله کندی و فارابی و نظایر آنان تحکیم و تدوین شده بود نبود؛ بلکه به باورهای ویژه و روش جداگانه و ایرادات خود بر ارسطو ممتاز است، وی همچنین از آثار فلسفی هندوان کتبی چون «شامل» را به عربی ترجمه نمود.
نام‌وری و شهرت[ویرایش]
دانشنامه علوم چاپ مسکو، ابوریحان را دانشمند همه قرون و اعصار خوانده‌است. در بسیاری از کشورها نام بیرونی را بر دانشگاه‌ها، دانشکده‌ها و تالار کتابخانه‌ها نهاده و لقب «استاد جاوید» به او داده‌اند.

نجوم[ویرایش]
نوشته‌هایی از بیرونی در دست است که به وضوح در آن‌ها از گردشِ زمین به دورِ خودش نام برده می‌شود. در کتابِ «استیعاب الوجوه الممکنة فی صنعة الاسطرلاب» ابوریحان می‌گوید: «از ابو سعید سجزی، اُسطرلابی از نوع واحد و بسط دیدم که از شمالی و جنوبی مرکّب نبود و آن را اسطرلاب زورقی می‌نامید و او را به جهت اختراع آن اسطرلاب تحسین کردم چه اختراع آن متکی بر اصلی است قائم به ذات خود و مبنی بر عقیدهٔ مردمی است که زمین را متحرّک دانسته و حرکت یومی را به زمین نسبت می‌دهند و نه به کرهٔ سماوی. بدون شک این شبهه‌ای است که تحلیلش در نهایتِ دشواری؛ و قولی است که رقع و ابطالش در کمال صعوبت است. مهندسان و علمای هیئت که اعتماد و استناد ایشان بر خطوط مساحیه(= مدارات و نصف النهارات و استوای فلکی و دائرةالبروج) است؛ در نقضِ این شبهه و رد آن عقیدت بسی ناچیز و تهی دست باشند و هرگز دفع آن شبهه را اقامت برهان و تقریر دلیلی نتوانند نمود. زیرا چه حرکت یومی را از زمین بدانند و چه آن را به کرهٔ سماوی نسبت دهند در هر دو حالت به صناعت آنان زیانی نمی‌رسد و اگر نقض این اعتقاد و تحلیل این شبهه امکان‌پذیر باشد موکول به رای فلاسفهٔ طبیعی دان است.»[۷]

ضمناً بیرونی در کتاب «الاسطرلاب» روشی برای محاسبهٔ شعاع زمین ارائه می‌کند (بوسیلهٔ افتِ افق وقتی از ارتفاعات به افق نگاه می‌کنیم). بعدها در کتابِ «قانون مسعودی» ابوریحان عملی کردن این روش توسط خود را گزارش می‌دهد.[۸] اندازه گیریِ او یک درجهٔ سطح زمین را ۵۸ میل بدست آورده‌است که با توجه به اینکه هر میل عربی ۱۹۷۳٫۳ متر است، شعاعِ زمین ۶۵۶۰ کیلومتر (بر حسبِ واحدهایِ امروزی) به دست می‌آید که تا حدِ خوبی به مقدارِ صحیحِ آن نزدیک است.[۹]

خورشیدگرفتگی هشتم آوریل سال ۱۰۱۹ میلادی را در کوههای لغمان (افغانستان کنونی) رصد و بررسی کرد و ماه‌گرفتگی سپتامبر همین سال را در غزنه به زیر مطالعه برد.

دانش فیزیک[ویرایش]
وی اپیکتوگرام یعنی چگال سنج (آلتی برای سنجش وزن مخصوص در فیزیک) را اختراع نمود که با آن وزن مخصوص چیزها تعیین می‌شود.

زیست‌شناسی و تکامل (فرگشت)[ویرایش]
بیرونی در فصل ۴۷ کتاب تحقیق ماللهند تلاش می‌کند که از دید یک طبیعی دان به توضیح این که چرا نزاع‌های مهاباراتا «باید رخ می‌داد» بپردازد. او در آن کتاب به توضیح روندهای طبیعی و از جمله نظرات زیست شناختی مربوط به تکامل (فرگشت) می‌پردازد. برخی از اندیشمندان نظرات بیرونی را با داروینیسم و انتخاب طبیعی قابل قیاس می‌دانند. یکی از این نظرات مشابه با نظریه بنیادین مالتوس درباره عدم تناسب میان نسبت تولید مثل و نیازهای ابتدایی حیات است. بیرونی می‌گوید:

«حیات جهان بستگی به دانه افشانی و زاد و ولد دارد. با گذشت زمان هر دوی این فرایندها افزایش می‌یابند. این افزایش نامحدود است حال آنکه جهان محدود است».
او سپس به این اصل موجودات زنده اشاره می‌کند.

«هنگامی که گروهی از گیاهان یا جانوران دیگر تغییری در ساختمانشان رخ ندهد و گونه ویژه نامیرایی را بوجود آورند، اگر یکایک اعضای این گونه‌ها به جای آنکه تنها به دنیا بیایند و از بین بروند، به زاد و ولد بپردازند و چندین بار، چندین موجود همانند خود را به وجود آورند، به زودی تمام دنیا از همان یک گونه گیاهی یا جانوری پر خواهد گشت و آنها هر قلمرویی که بیابند تسخیر خواهند کرد».
بیرونی سپس به تشریح انتخاب مصنوعی می‌پردازد:

«کشاورز زرع خود را بر می‌گزیند و تا جایی که می‌خواهد به کشت و زرع آن می‌پردازد و آنچه را که نمی‌خواهد ریشه کن می‌کند. جنگل دار شاخه‌هایی که به نظرش برگزیده هستند را نگه می‌دارد و سایر شاخه‌ها را می‌برد. زنبورها افرادی از گروه را که تنها می‌خورند ولی کاری برای کندویشان نمی‌کنند، می‌کشند».
وی سپس نظر خود را در باره طبیعت اعلام می‌کند. با کمی توجه می‌توان دلمشغولی‌های داروین در باره انتخاب طبیعی را در این عبارات بازیافت:

«طبیعت به شیوه‌ای مشابه عمل می‌کند، ولی در تمامی شرایط رویکردش در مورد همه یکسان است. او اجازه نابودی برگ و میوه را می‌دهد و بدین طریق جلوی آنها را برای تولید آنچه هدف نهاییشان است می‌گیرد. طبیعت آنها را نابود می‌کند تا جایی برای دیگران باز نماید».
حکومت‌های هم‌دوره[ویرایش]
در زمان بیرونی، سامانیان بر شمال‌شرقی ایران شامل خراسان بزرگتر و خوارزم به پایتختی بخارا، زیاریان بر گرگان و مازندران و مناطق اطراف، بوئیان بر سایر مناطق ایران تا بغداد، بازماندگان صفاریان بر سیستان و غزنویان بر جنوب ایران خاوری (مناطق مرکزی و جنوبی افغانستان امروز) حکومت می‌کردند و همه آنان مشوق دانش و ادبیات فارسی بودند و سامانیان بیش از دیکران در این راه اهتمام داشتند. بیرونی که در جرجانیه خوارزم نزد ابونصر منصور تحصیل علم کرده بود، مدتی نیز در گرگان زیر پشتیبانی مادی و معنوی زیاریان که مرداویج سر دودمان آنها بود به پژوهش پرداخته بود و پس از آن تا پایان عمر در ایران خاوری آن زمان به پژوهش‌های علمی خود ادامه داد. با این که محمود غزنوی میانه بسیار خوبی با بیرونی نداشت و وسایل کافی برای پژوهش، در اختیار او نبود ولی این دانشمند لحظه‌ای از تلاش برای تکمیل تحقیقات علمی خود دست نکشید.
کتاب‌ها و کارها[ویرایش]
یک طراحی از کتاب فارسی بیرونی. در این نمایه، شماری از گام‌های ماه به تصویر کشیده شده‌است.
بیرونی که بر زبان‌های یونانی، هندی و عربی هم چیره بود، کتب و رسالات بسیار که شمار آنها را بیش از ۱۴۶ گزارش کرده‌اند نوشت که جمع سطور آنها بالغ بر ۱۳ هزار است. او خود در رساله ای که در در‌ بیان موءلفات محمدبن زکریای رازی‌ در‌ ۴۲۷‌ ق به عمر‌ ۶۵‌ سالگی خود نوشت و در‌ آن تألیفات خـود را نیز تـا هـمین سال شرح داد. تعداد کتاب‌هایش را تا ان موقع یکصد‌ و سیزده نسخه شمرده اسـت.[۱۰]

مهم‌ترین آثار او التنجیم در ریاضیات و نجوم، آثار الباقیه در تاریخ و جغرافیا، قانون مسعودی که نوعی دانشنامه‌است و کتاب تحقیق ماللهند درباره اوضاع این سرزمین از تاریخ و جغرافیا تا عادات و رسوم و طبقات اجتماعی آن. بیرونی کتاب دانشنامه خود را به نام سلطان مسعود غزنوی حاکم وقت کرد، ولی هدیه او را که سه بار شتر سکه نقره بود نپذیرفت و به او نوشت که که کتاب را به خاطر خدمت به دانش و گسترش آن نوشته‌است، نه پول.

بیرونی، هم‌دورهٔ بوعلی سینا بود که در اصفهان می‌نشست و با هم مکاتبه و تبادل نظر فکری داشتند.
بیرونی در جریان لشکرکشی‌های محمود غزنوی به هند (پاکستان امروز بخشی از آن است) امکان یافت که به این سرزمین برود، زبان هندی فراگیرد و در باره اوضاع هند پژوهش کند که فراوردهٔ این پژوهش، کتاب «هندشناسی» اوست.

از دیگر آثار وی می‌توان به کتاب الصیدنه فی الطب اشاره کرد که کتابی است در باره گیاهان دارویی و با تصحیح دکتر عباس زریاب خویی منتشر شده‌است.

آثار[ویرایش]
تحقیق ماللهند: موضوع این کتاب مذهب و عادات و رسوم هندوان و نیز گزارشی از سفر به هند است.

قانون مسعودی: کتابی است در نجوم و تقویم شامل یازده بخش. در این کتاب بخشهایی مربوط به مثلثات کروی و نیز زمین و ابعاد آن و خورشید و ماه و سیارات موجود است.

التفهیم لاوایل صناعة التنجیم: این کتاب نیز در نجوم و به فارسی نوشته شده‌است و برای مدت چند قرن متن کتاب درسی برای تعلیم ریاضیات و نجوم بوده‌است.

الجماهر فی معرفة الجواهر: بیرونی این کتاب را به نام ابوالفتح مودود بن مسعود تألیف کرد و موضوع کتاب معرفی مواد معدنی و مخصوصاً جواهرات مختلف است. ابوریحان در این کتاب فلزات را بررسی کرده و نوشته‌است. او نظریّات و گفته‌های دانشمندانی مانند ارسطو اسحاق الکندی را درباره حدود سیصد نوع ماده معدنی ذکر کرده‌است.

وی در این کتاب به شرح فلزها و جواهرهای قاره‌های آسیا، اروپا و آفریقا می‌پردازد و ویژگی‌های فیزیکی ماند بو، رنگ، نرمی و زبری حدود ۳۰۰ نوع کانی و مواد دیگر را شرح می‌دهد و نظریه‌ها و گفتارهای دانشمندان یونانی و اسلامی را دربارهٔ آن‌ها بیان می‌کند.

الصیدنة فی الطب: این کتاب دربارهٔ داروهای گیاهی و خواص و طرز تهیه آن‌ها نوشته شده‌است.

آثار الباقیه عن القرون الخالیه (اثرهای مانده از قرن‌های گذشته): ابوریحان در این کتاب مبدأ تاریخ‌ها و گاه‌شماری اقوام مختلف را مورد بحث و بررسی قرار داده‌است. از جمله این اقوام – ایرانی‌ها – یونانی‌ها – یهودی‌ها – مسیحی‌ها عرب‌های زمان جاهلیت و عرب‌های مسلمان نام برده و درباره اعیاد هر یک به تفصیل سخن گفته‌است. این کتاب را می‌توان نوعی تاریخ ادیان دانست. آثار الباقیه عن القرون الخالیه ابوریحان بیرونی با تصحیح عزیزالله علیزاده توسط نشر فردوس تهران در سال ۱۳۹۰ در ۵۶۰ صفحه همراه با نمایه و واژه نامه منتشر شده است.
استیعاب الوجوه الممکنة فی صنعة الاصطرلاب: در باب ارائهٔ روش‌های مختلف ساخت انواع اسطرلاب است.

ترجمه‌ها[ویرایش]
بیرونی بر اثر سفرهای بسیار به هند به زبان‌های هندی و همچنین سانسکریت چیره بود و کتاب‌های مختلفی را از هندی به عربی ترجمه کرد که عبارتند از: سیدهانتا، الموالید الصغیر، کلب‌یاره.

او همچنین داستان‌هایی را از پارسی به عربی ترجمه کرده‌است. از جمله این داستان‌ها می‌توان شادبهر (حدیث قسیم السرور)، عین الحیات، داستان اورمزدیار و مهریار و همچنین داستان سرخ‌بت و خنگ‌بت (حدیث صنمی البامیان) را نام برد.

در فرهنگ عامه[ویرایش]
دولت جمهوری اسلامی ایران در ژوئن ۲۰۰۹ به عنوان نشانی از پیشرفت علمی صلح‌آمیز ساختمان-مجسمه‌ای به شکل چهارتاقی که ترکیبی از سبک‌های معماری و تزئینات هخامنشی و اسلامی در آن دیده می‌شود را به دفتر سازمان ملل متحد در وین هدیه داد که در محوطهٔ آن در سمت راست ورودی اصلی قرار داده شده‌است. در این چهارتاقی مجسمه‌هایی از چهار فیلسوف ایرانی خیام، ابوریحان بیرونی، زکریا رازی و ابوعلی سینا قرار دارد.[۱۱]
  • بازدید : 56 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۴صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

شیمی فیزیک (Physical chemistry) بخشی از علم شیمی است که در آن ، از اصول و قوانین فیزیکی ، برای حل مسائل شیمیایی استفاده می‌شود. به عبارت دیگر ، هدف از شیمی فیزیک ، فراگیری اصول نظری فیزیک در توجیه پدیده‌های شیمیایی است. برای آشنایی بیشتر با علم شیمی فیزیک ، باید با زیر مجموعه‌های این علم آشنا شویم و اهداف این علم را در دل این زیر مجموعه‌ها بیابیم.
تعیین سمت و سوی واکنش 
ترمودینامیک شیمیایی در عمل ، برقراری چهارچوبی برای تعیین امکان پذیربودن یا خود به خود انجام شدن تحولی فیزیکی یا شیمیایی معین است. به عنوان مثال ، ممکن است به حصول معیاری جهت تعیین امکان پذیر بودن تغییری از یک فاز به فاز دیگر بطور خود به خود مانند تبدیل گرافیت به الماس یا با تعیین سمت و سوی خود به خود انجام شدن واکنشی زیستی که در سلول اتفاق می‌افتد، نظر داشته باشیم.

در حلاجی این نوع مسائل ، چند مفهوم نظری و چند تابع ریاضی دیگر بر مبنای قوانین اول و دوم ترمودینامیک و برحسب توابع انرژی گیبس ابداع شده‌اند که شیوه‌های توانمندی برای دستیابی به پاسخ آن مسائل ، در اختیار قرار داده‌اند. 

تعادل 

پس از تعیین شدن سمت و سوی تحولی طبیعی ، ممکن است علم بر میزبان پیشرفت آن تا رسیدن به تعادل نیز مورد توجه باشد. به عنوان نمونه ، ممکن است حداکثر راندمان تحولی صنعتی یا قابلیت انحلال دی‌اکسید کربن موجود در هوا ، در آبهای طبیعی یا تعیین غلظت تعادلی گروهی از متابولیتها ( Metabolites ) در یک سلول مورد نظر باشد. روشهای ترمودینامیکی ، روابط ریاضی لازم برای محاسبه و تخمین چنین کمیت‌هایی را بدست می‌دهد.

گرچه هدف اصلی در ترمودینامیک شیمیایی ، تجزیه و تحلیل در بررسی امکان خود به خود انجام شدن یک تحول و تعادل می‌باشد، ولی علاوه بر آن ، روشهای ترمودینامیکی به بسیاری از مسائل دیگر نیز قابل تعمیم هستند. مطالعه تعادلهای فاز ، چه در سیستم‌های ایده آل و چه در غیر آن ، پایه و اساس کار برای کاربرد هوشمندانه روشهای استخراج ، تقطیر و تبلور به عملیات متالوژی و درک گونه‌های کانی‌ها در سیستم‌های زمین‌ شناسی می‌باشد. 
تغییرات انرژی 

همین طور ، تغییرات انرژی ، همراه با تحولی فیزیکی یا شیمیایی ، چه به صورت کار و چه به صورت گرما مورد توجه جدی قرار دارند؛ این تحول ممکن است احتراق یک سوخت ، شکافت هسته اورانیوم یا انتقال یک متابولیت در بستر گرادیان غلظت باشد.

مفاهیم و روشهای ترمودینامیکی ، نگرشی قوی برای درک چنان مسائلی را فراهم می آورد که در شیمی فیزیک مورد بررسی قرار می‌گیرند. 

الکتروشیمی 
تمام واکنش‌های شیمیایی ، اساسا ماهیت الکتریکی دارند؛ زیرا الکترونها ، در تمام انواع پیوندهای شیمیایی (به راههای گوناگون) دخالت دارد. اما الکتروشیمی ، بیش ار هر چیز بررسی پدیده های اکسایش- کاهش (Oxidation – Reduction) است. روابط بین تغییر شیمیایی و انرژی الکتریکی ، هم از لحاظ نظری و هم از لحاظ عملی حائز اهمیت است.

از واکنش‌های شیمیایی می‌توان برای تولید انرژی الکتریکی استفاده کرد، (در سلولهایی که “سلولها یا پیلهای ولتایی” یا “سلولهای گالوانی” نامیده می‌شوند) و انرژی الکتریکی را می‌توان برای تبادلات شیمیایی بکار برد (در سلولهای الکترولیتی). علاوه بر این، مطالعه فرایندهای الکتروشیمیایی منجر به فهم و تنظیم قواعد آن گونی از پدیده های اکسایش- کاهش که خارج از این گونه سلولها یا پیلها روی می دهد نیز می‌شود. 

سینتیک شیمیایی (Chemical Kinetic) 

سینتیک شیمیایی عبارت از بررسی سرعت واکنش‌های شیمیایی است. سرعت یک واکنش شیمیایی را عوامل معدودی کنترل می‌کنند. بررسی این عوامل ، راههایی را نشان می‌دهد که در طی آنها ، مواد واکنش‌دهنده به محصول واکنش تبدیل می‌شوند. توضیح تفضیلی مسیر انجام واکنش بر مبنای رفتار اتم‌ها ، مولکول‌ها و یون‌ها را “مکانیسم واکنش” می‌نامیم.

در ترمودینامیک و الکتروشیمی ، کارها پیش‌بینی انجام واکنش بود؛ اما مشاهدات صنعتی ، نتایج ترمودینامیک شیمیایی را به نظر تایید نمی‌کند. در این حالت نبایستی فکر کنیم که پیش بینی ترمودینامیک اشتباه بوده است؛ چون ترمودینامیک کاری با میزان پیشرفت واکنش و نحوه انجام فرایندها ندارد. نظر به اهمیت انجام فرایندها از نظر بهره زمانی ، لازم است که عامل زمان در بررسی فرایندها وارد شود.

به عنوان مثال ، کاتالیزورهای بخصوصی به نام “آنزیم‌ها” در تعیین این که کدام واکنش در سیستمهای زیستی با سرعت قابل ملاحظه به راه بیافتد، عواملی مهم هستند. مثلا مولکول “تری فسفات آدنوزین” (Adnosine triphosphate) از لحاظ ترمودینامیکی در محلولهای آبی ناپایدار بوده و باید هیدرولیز گردیده و به “دی فسفات آدنوزین” و یک فسفات معدنی تجزیه شود. در صورتی که این واکنش در غیاب آنزیمی ویژه ، “آدنوزین تری فسفاتاز” ، بسیار کند می‌باشد.

در واقع همین کنترل ترمودینامیکی سمت و سوی واکنش‌ها به همراه کنترل سرعت آنها توسط آنزیمهاست که موجودیت سیستمی با تعادل بسیار ظریف ، یعنی سلول زنده را مقدور می‌سازد. بیشتر واکنش‌های شیمیایی طی مکانیسمهای چند مرحله‌ای صورت می‌گیرند. هرگز نمی‌توان اطمینان داشت که یک مکانیسم پیشنهاد شده ، بیانگر واقعیت باشد. مکانیسم واکنشها تنها حدس و گمانهایی بر اساس بررسیهای سینتیکی‌اند. 

ارتباط شیمی فیزیک با سایر علوم 

همانطور که عنوان شد و از نام شیمی فیزیک پیداست، این علم ، مسائل و پدیده‌های شیمیایی را با اصول و قوانین فیزیک توجیه می‌کند و ارتباط تنگاتنگی میان شیمی و فیزیک برقرار می‌کند. علاوه بر آن ، روابط بسیار پیچیده شیمیایی با زبان ریاضی ، مرتب و طبقه‌بندی شده و قابل فهم می‌گردد. بسیاری از پدیده‌های زیستی مانند سوخت و ساز مواد غذایی در سلولهای بدن با علم شیمی فیزیک توجیه می‌شود و این ، ارتباط شیمی فیزیک را با زیست شناسی و به تبع آن پزشکی بیان می‌کند.

بسیاری از پدیده های طبیعی که به صورت خود به خودی انجام می‌گیرد، همانند تبدیل خود به خودی الماس به گرافیت ، با علم شیمی فیزیک توجیه می‌شود. 
کاربردهای شیمی فیزیک

ارتباط شیمی فیزیک با سایر علوم ، کاربردهای اقتصادی و اجتماعی این علم را بیان می‌کند. به عنوان مثال ، با مطالعه الکتروشیمی ، به پایه و اساس پدیده‌های طبیعی مانند خوردگی فلزات پی برده و می‌توان از ضررهای اقتصادی و اجتماعی چنین پدیده‌هایی جلوگیری کرده و یا این پدیده‌ها را به مسیری مفید برای جامعه سوق داد. علاوه بر آن ، کاربرد قوانین ترمودینامیک مانند “نقطه اتکیتک” در جلوگیری از ضررهای جانی و مالی پدیده‌های طبیعی مانند یخ بندان بعد از بارش برف ، بسیار مفید می‌باشد (مخلوط کردن برف و نمک بر اساس نقطه اتکیتک(.

فراموش نکنیم که تمامی باطری‌ها و پیلهایی که وسایل زندگی ما با نیروی آنها بکار گرفته می‌شوند، براساس قوانین شیمی فیزیک ساخته شده‌اند.
  • بازدید : 45 views
  • بدون نظر
دانلود رایگان کتاب سیر تحول ستارگان در حوزه علم فیزیک-خرید اینترنتی کتاب سیر تحول ستارگان در حوزه علم فیزیک-دانلود رایگان مقاله سیر تحول ستارگان در حوزه علم فیزیک-کتاب سیر تحول ستارگان در حوزه علم فیزیک
این فایل در۲۲۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وبه موارد زیر می پردازد:
این فایل برای افرادی که به فیزیک علاقه دارند بسیار مناسب است ودر باره چگونگی پیدایش ستارگان بحث هایی را مطرح می کند ودرباره سیر تحول ورشد ستارگان صحبت میکند برای آشنایی بیشتر شما با فایل به توضیحات تکمیلی توجه فرمایید.

جهان چگونه آغاز شد؟ چنين رويدادي را چگونه مي توان تصور كرد؟ امروز بيشتر دانشمندان بر اين عقيده اند كه قراين خوبي وجود دارد كه نشان مي دهد گذشتة جهان بسيار متفاوت بوده است و همة مادة جهان از انفجاري عظيم نشأت كرده و جهان از آن پس پيوسته انبساط يافته است.

در خيال ، زمان را تا انفجار بزرگ به عقب مي بريم و چون به اندازة‌ كافي به عقب باز گرديم ـ يعني به زماني پيش از پيدايش كهكشانها كه جهان بسي كوچكتر از حال بود ـ آنچه مي بينيم گاز سوزاني از اتمها و فوقونها يعني ذرات نور است . چون باز هم به عقب رويم، جهان همچنان انقباض مي يابد، ذرات گاز به يكديگر نزديكتر و در نتيجه برانگيخته تر مي شوند و دمايشان افزايش پيدا مي كند. هر چه بيشتر به عقب رويم، گاز داغتر و سوزانتر مي شود[۱]. با افزايش دماي گاز، هر چيز به ذرات تشكيل دهنده اش « ذوب » مي شود. اتمها به الكترونها و هسته ها «ذوب[۲]» مي شوند ؛ هسته ها به پروتونها و نوترونهاي سازندة خود تجزيه مي شوند و چون دما باز هم افزايش يابد پروتونها و نوترونها به كواركها و گلوئونهايي تجزيه مي شوند كه آنها را تشكيل داده اند . جهان در بيشترين دماي ممكن متشكل است از آتشگوي آغازيني از همة ذرات بنيادي. امروزه مطالعة جهان آغازين عبارتست از ساختن مدلهايي رياضي براي اين آتشگوي بر اساس نظريه هاي جديد ذرات كوانتومي ( ذرات بنيادي ). وقتي كه در سال ۱۹۶۴ آرنو پنزياس و رابرت ويلسن در آزمايشگاههاي بل در نيوجرزي، اشعة ميكروموجي باقيمانده از انفجار بزرگ را كشف كردند ، اين نظريه سخت تقويت شد. به دنبال اين تأييد تجربي، فيزيكدانان و اختر فيزيكدانان نظري با اطمينان به انجام محاسبات پيچيدة خواص انفجار آغازين پرداختند. آنان با استفاده از قوانين شناخته شدة فيزيك هسته اي محاسبه كردند كه چگونه ممكن است عنصرهاي شيميايي ـ هسته هاي اتمي ـ از آتشگوي آغازيني متشكل از پروتونها و نوترونها بوجود آمده باشد؛ و از روي اين محاسبات، فراواني نسبي عناصر سبك نظير ئيدروژن، هليوم و دوتريوم را پيش بيني كردند . اين پيش بيني ها دقيقاً با فراوانيهائي كه امروزه مشاهده مي شود, وفق مي دهد . فكر انفجار بزرگ[۳] از بركت اين پيش بينيهاي موفقيت بار اعتبار زيادي كسب كرد بطوري كه در اوايل دهة ۱۹۷۰ بر نظريه هاي ديگر مربوط به پيدايش جهان چيره شد. چيزي كه به «مدل متعارف انفجار بزرگ سوزان» معروف شده است نشان دهندة‌ توافق نظر عمومي جديدي است دربارة وضع جهان آغازين. فرضية اصلي « مدل متعارف » آن است كه جهان سوزان اوليه به سرعت و بطرزي يكنواخت، در حاليكه دما بطور يكنواخت كاهش پيدا مي كرد، انبساط يافت.

هر نظرية موفق معمولاً ديدگاهي تازه را مي گشايد و مسائل جديدي را بهمراه مي آورد؛ نظرية انفجار بزرگ نيز از اين قاعده مستثني نيست. دو مسألة چالش طلبي كه اين نظريه مطرح مي كند عبارتند از «مسأله عليت» و«مسأله تخت بودن فضا».

مسأله عليت اين است كه جهان به اندازه اي بزرگ است كه نواحي بسيار دور از هم آن نمي توانند با يكديگر مرتبط باشند، يعني بطور فيزيكي با هم به كنش متقابل بپردازند، حتي اگر چنين ارتباطي با سرعت نور ـ بيشترين سرعت ممكن ـ انجام گيرد. اگر جهان ۱۰ تا ۱۵ بيليون سال پيش (بيشتر تخمينها در اين حدودند) بوجود آمده باشد، نور يا هر نوع وسيلة ارتباط ديگر در اين مدت نمي تواند مسافت بين دو كهكشان را كه فرضاً بيست ميليون سال نوري ـ رقمي بزرگتر از سن جهان ـ از هم فاصله دارند بپيمايد. و اگر قسمتهاي مختلف جهان مرئي كنوني نتوانند با هم كنش متقابل داشته باشند، پس چرا اين قدر به هم شبيهند؟ منظور از شباهت اين است: در هر امتداد كه بنگريم مي بينيم كه دماي زمينة ميكروموجي يكي است و به هر جا كه نگاه كنيم كهكشانهايي را مي بينيم كه با وجود تفاوتهاي اندك، اساساً مانند يكديگرند.

دومين مشكل مدل متعارف انفجار بزرگ، يعني مسأله تخت بودن فضا، اين است كه چرا در زمان حاضر فضاي جهان در مقياسهاي بزرگ تا اين حد تخت و مسطح است. بنا بر نظرية نسبيت عمومي[۴] اينشتاين، فضا مي تواند خم شود، و اين نكته را آزمايش در همسايگي خورشيد تأييد كرده است. اما در پهنه هاي وسيعتر، مانند فضاي ميان كهكشانها، انحناي فضايي بقدري كم است كه آن را نمي توان رديابي كرد. حتي در مقياس مجموعه هاي كهكشاني نيز فضا را مي توان به تقريب خوب يك فضاي تخت اقليدسي عادي دانست. ولي بنابر افكار متداول در فيزيك نظري و كيهانشناسي، تخت بودن فضا چيزي است فوق العاده نامحتمل و در نتيجه فهم علت آن دشوار است. بسيار محتملتر آن است كه جهان چنان پيچ و تاب يابد و فضايي چنان خميده را بوجود آورد كه به آنچه ديده مي شود شباهتي نداشته باشد .

اينها مسائلي نيست كه ماية‌  نگراني بيشتر مردم شود، اما اسباب ناراحتي اخترفيزيكدان و كيهانشناس را فراهم مي آورد . آلن گوث، فيزيكداني نظري ، كه اكنون در ام . آي . تي است ، به سال ۱۹۸۱ در نظريه اي كه آن را «جهان متورم» ناميد ، پاسخي براي اين سؤالها پيشنهاد كرد. نظرية گوث را به حق مي توان اولين انديشة نو كيهانشناسي در چند دهة اخير دانست .

بنا بر نظرية گوث، تكامل جهان آغازين ـكه گهگاه جهان روياني نيز ناميده مي شودـ انبساطي يكنواخت در گازي سوزان و متشكل از ذرات، نبود. بلكه حالت جهان، در حاليكه هنوز آتشگويي بود، دستخوش تغيير و تحولي بنيادي شد، تحولي كه يك تغيير حالت [۵] ناميده مي شود. بعد از اين تغيير حالت بود كه جهان، در حالت متعارفي انفجار بزرگ سوزان، با انبساطي نسبتاً يكنواخت قرار گرفت. اما پيش از اين تغيير حالت، جهان در حالتي بود كاملاً متفاوت موسوم به «حالت متورم » . جهان در اين دوران تورم ، دچار انبساطي عظيم شد .

اگر وجود حالت متورم را در زماني كه دماي جهان يك ميليون بيليون درجة كلوين بود بپذيريم، مي توانيم مسألة عليت را به صورت زير حل كنيم . در حالت متورم همة نواحي جهان مرئي كنوني ، حتي كهكشانهايي كه اكنون ۲۰ ميليون سال نوري از هم فاصله دارند ، مي توانستند از طريق علايم نوري با هم مرتبط باشند . البته جهان در آن زما مانند امروز نبود . كهكشانها وجود نداشتند ، ولي افت و خيزهاي كوچكي كه در اين گاز ذرات وجود داشت بر يكديگر اثر مي كردند و همين افت و خيزها بودند كه رشد كردند و كهكشانها را بوجود آوردند . پس از تغيير حالت مفروض گوث پيوند اين افت و خيزها با يكديگر از هم گسست و ديگر ارتباط آنها با هم از دوردست به ما مي رسد ، آن افت و خيزهاي ـ كه اكنون كهكشان شده اند ـ‌ با ما تماس حاصل مي كنند .

وجود يك حالت متورم در گذشته اين نكته را نيز توضيح مي دهد كه چرا در حال حاضر هندسة بزرگ مقياس جهان اينقدر تخت است . نظرية متعارف انفجار بزرگ ، شرايطي را در جهان آغازين فرض مي كند كه تختي كنوني جهان عملاً ناممكن بنظر مي رسد . اما فرض تورم گوث، پيوند ميان روال كنوني جهان و شرايط اوليه اي را كه براي جهان در نظر مي گيريم ، از ميان برمي دارد . مطابق نظر گوث هر قدر هم كه در يك مدل ، جهان آغازين ـ ففط يك ميليونيم ثانية پس از آغاز ـ « به دقت تنظيم شود » . حاصل نهايي جهاني است از لحاظ فضايي تخت ، مشروط بر آنكه در ابتدا تورم بزرگ اقتصادي توسل جست ، تورمي نه ده برابر ، بلكه بيليونها برابر . در اين صورت ديگر فرقي نمي كند كه مردم در آغاز تورم غني بوده اند يا فقير . پول همه بي ارزش مي شود و هر كس بي چون و چرا ورشكسته است .

گرچه فرض جهان متورم گوث مسائل عليت و تخت بودن فضا را حل كرد ، ولي خود مانند نظرية انفجار بزرگ[۶] گرفتار مسأله ايست ( كه گوث هم از آن اطلاع دارد ) . اين مسأله به جزئيات تغيير حالت مربوط مي شود . يعني به آن دگرگوني شديدي كه براي حالت آتشگوي فرض مي شود ، يا به عبارت ديگر به چگونگي گذر جهان از حالت متورم به حالت نامتعارف انفجار بزرگ . آنچه واقع شد اين است كه تغيير حالت از طريق تكوين و تشكيل حبابهاصورت گرفت .

كتري پر از آبي را روي اجاقي داغ تصور كنيد . با گرم شدن آب ، حبابهاي بخار در كتري تشكيل مي شود و پس از چندي آب شروع به جوشيدن مي كند . گذر از مايع به گاز تغيير حالتي نظير تغيير حالت گوث است . در داخل حباب يك حالت وجود دارد ( حالت بخار در مورد آب و « حالت انفجار بزرگ » در مورد جهان ) و در بيرون حباب حالتي ديگر ( حالت مايع در مورد آب و « حالت متورم » در فرضيه گوث ) . با تشكيل حبابهاي حالت انفجار بزرگ در حالت متورم ، اين حبابها با يكديگر برخورد مي كنند و ديري نمي گذرد كه حالت درون حباب ـ حالت انفجار بزرگ ـ سرتاسر فضا را فرا مي گيرد ، درست مانند موقعي كه بگذاريم آب بجوشد و سرانجام تماماً تبديل به بخار شود . اما اين برداشت از تغيير حالت موجب درد سر گوث شد . اگر جهان كنوني حاصل آن همه برخوردهاي قهرآميز حبابهاي اوليه بشمار رود، بايد بسي ناهمگنتر از آنچه مشاهده مي شود باشد . بنابراين مدل گوث به ظاهر ناموفق است .

آ. لينده فيزيكدان شوروي و دو فيزيكدان آمريكايي به نامهاي آندر آس آلبرخت و پاول اشتاينهارت از دانشگاه پنسيلوانيا به نجات اين مدل كمر بستند . آنان نشان دادند كه اگر حالت متورم بقدر كافي دوام آورد ، برخوردهاي مزاحم و چندگانة حبابها صورت نخواهد پذيرفت و تنها يك حباب بزرگ تنها از حالت انفجار بزرگ در داخل حالت متورم بجا خواهد ماند . اگر حرف اين نظريه دانان درست باشد، جهان ما آن يك حباب بزرگ است و ما اكنون در داخل آن زندگي مي كنيم .

با آنكه نظريه گوث مسائل عليت و تخت بودن فضا را حل مي كند ، ولي سؤال بنيادي تر همچنان باقي است . پيش از حالت تورم چه بود ؟ اين سؤال ما را به پرسشي باز مي گرداند كه در آغاز كرديم : اين روند چگونه آغاز شد ؟ و اين سؤالي است كه ذهن افراد عادي را هم مي آزارد . دانشمندان به تازگي در آن چنگ انداخته اند و سناريويي كه ارائه شده اين است : جهان ، يعني آتشگوي انفجار بزرگ ، از هيچ ـ يعني از يك خلاء ـ نشأت كرد . چگونه چنين چيزي ممكن است؟

براي پاسخ دادن به اين سؤال نخست بايد ديد كه فيزيكدانان از هيچ ـ يعني از خلاء ـ چه برداشتي دارند . مطابق نظريه هاي جديد ، خلاء همان هيچ نيست بلكه آكنده از ذراتي كوانتومي است كه ميان بود و نبود نوسان مي كنند . اين ذرات خرد ، در كسري از ثانيه بوجود مي آيند و بي  درنگ يكديگر را نابود مي كنند و چيزي بجا نمي گذارند . خلاء به اين معني مانند سطح اقيانوس است . چون از نزديك نظر شود پر از موج است ، ولي از فاصله اي دورتر ، مثلاً از فراز يك هواپيماي جت ، صاف و بي حركت مي نمايد . همينطور هر خلاء چون از دور ديده شود يكدست و تهي به چشم مي آيد ، اما چون از نزديك و با وسايل خاص بازرسي شود آكنده از ذرات ريز كوانتومي به نظر خواهد رسيد .

يك راه ممكن براي پيدايش جهان از خلاء اين است كه يكي از امواج اقيانوس خلاء ، بجاي آنكه به هيچي و نابودي فرو افتد ، پيوسته رشد كند . برخي از فيزيكدانان نظري بر اين باورند كه اين امر در صورتي امكانپذير خواهد بود كه گرانش به حساب آيد . گرانش به صورت تقويت كنندة آن موجي عمل مي كند كه در آغاز بسيار خرد است ، و آن را تا حد آتشگوي تمام عياري رشد مي دهد كه مي تواند به جهاني در حالت متورم تبديل شود.

تبيين محتمل ديگري از آفرينش جهان از يك خلاء اين است كه « خلاء » اولية‌ جهان ناپايدار بوده است . مطابق اين حدس ، خلاء اوليه ، خلائي واقعي ـ يعني پائينترين حالت انرژي ـ نبود بلكه      « خلائي دروغين » ‌بود . قوانين نظرية كوانتومي ايجاب مي كند كه چنين خلاء دروغيني به خلائي راستين تلاشي يابد ـ تلاشي قهرآميزي كه با ايجاد ذره هاي بسيار همراه است . بدين طريق تلاشي[۷] يك خلاء دروغين منشأ جهان را ـ منشأ آتشگوي آغازين را كه هر چيز ديگر از آن پديد آمد ـ توضيح مي دهد .

چنين انديشه هايي دربارة منشأ جهان ، بي اندازه نظر پردازانه اند و فعلاً هيچ راهي نيست كه صحت و سقم آنها را باز نمايد . احتمالاً بايد آنها را حدس و گمان خواند . ولي حدسهايي معقول كه چارچوب فيزيك كنوني ما آنها را مجاز مي شمارد ، و فيزيكدانان و اختر فيزيكدانان نظري بسياري پشتيبانشان هستند . از سوي ديگر بعضي از دانشمندان بر اين نظرند كه ما هرگز به پاسخ اين قبيل سؤالهاي نهايي دست نخواهيم يافت و چنين استدلال مي كنند كه چون آغاز عالم ، رويدادي مشاهده ناپذير است پس در حوزة علم تجربي نمي گنجند . برخي ديگر معتقدند كه در آغاز فضا و زمان چنان آكنده از پيچ و تاب بود كه دسترسي به قوانين مبين اين رويداد ميسر نيست . شايد مفهوم قانون فيزيكي خود در اينجا بي معني شود .

برخي اين نظرها را ناپخته و بدبينانه مي دانند . هنوز خيلي زود است كه دربارة توانايي آدمي به درك منشأ جهان نظر نهايي را اعلام كنيم . فيزيك معاصر امكاناتي را در برابر فهميدن مي گشايد كه در گذشته به تصور هم نمي گنجد . برخي ديگر معتقدند كه در آغاز فضا و زمان چنان آكنده از پيچ و تاب بود كه دسترسي به قوانين مبين اين رويداد ميسر نيست . شايد مفهوم قانون فيزيكي خود در اينجا بي معني شود .




  • بازدید : 60 views
  • بدون نظر

دانلود رایگان تحقیق بررسی سیر تحولات ستارگان-خرید یانترنتی تحقیق بررسی سیر تحولات ستارگان-دانلود رایگان پایان نامه سیر تولات ستارگان-تحقیق بررسی سیر تحولات ستارگان

این فایل در ۱۷۰صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

  • بازدید : 55 views
  • بدون نظر

خرید اینترنتی تحقیق پروفسور محمود حسابی-دانلود رایگان تحقیق پروفسور محمود حسابی-دانلود رایگان مقاله پروفسور محمود حسابی-دانلود فایل تحقیق پروفسور محمود حسابی

این فایل در ۴صفحه قابل ویرایش درباره زندگی این شخصیت بزرگ پرداخته است وشامل موارد زیر است:
زنده ياد دكتر محمود حسابي(۱۳۷۱ ۱۲۸۱) فيزيكدان ايراني، در تهران زاده شد . پدر و مادرش از مردم تفرش بودند. خانواده او به كارهاي دولتي و سياسي اشتغال داشتند و آثار خدمات آباداني مانند قنات و مسجد از جد ايشان در تهران موجود است

محمود چهار ساله بود كه پدربزرگش سفير ايران در عراق شد و همراه خانواده اش به بغداد رفت. پس از دو سال توقف در آن شهر با خانواده به دمشق رفتند و سال بعد به بيروت منتقل شدند. تحصيلات ابتدايي را در هفت سالگي در مدرسه فرانسوي بيروت آغاز كرد و در آن جا با زبان فرانسه آشنا شد. تحصيلات متوسطه خود را در كالج امريكايي بيروت گذراند و در سال ۱۲۹۹ شمسي ايسانس ادبيات و علوم خود را از دانشگاه امريكايي بيروت گرفت. در ۱۹ سالگي درجه ي مهندسي راه و ساختمان را از دانشكده*ي مهندسي بيروت دريافت كرد و بخشي از برنامه آموزشي پزشكي دانشگاه بيروت را نيز گذراند.

در ۱۳۰۳ پس از اخذ دانشنامه هاي ستاره شناسي و نجوم و زيست شناسي از دانشگاه امريكايي بيروت عازم فرانسه شد. در سال ۱۳۰۴ درجه ي مهندسي برق را از دانشكده ي برق (اكول سوپريور دو الكتريسيته) و در ۱۳۰۵ مدرك تحصيلات معدن مدرسه ي عالي معدن پاريس را دريافت كرد. تحصيلات رسمي دكتر حسابي در سال ۱۳۰۶ با اخذ درجه ي دكتراي فيزيك از دانشگاه سوربن فرانسه خاتمه يافت.

او در مدت تحصيل خود زبان هاي عربي، انگليسي، فرانسه و آلماني را آموخته بود به طوري كه مي توانست از نوشته هاي علمي و فني آن ها به خوبي استفاده كند . در ضمن تحصيل رسمي در چند رشته ورزشي از جمله شنا موفقيت هايي كسب كرد.

بازگشت به ايران

دكتر حسابي در سال ۱۳۰۶ به ايران بازگشت و در وزارت فوايد عامه (وزارت راه و ترابري) به عنوان مهندس راه سازي به استخدام دولت درآمد. يك سال بعد مدرسه ي مهندسي وزارت به كوشش او تأسيس شد و بخشي از تدوين       نظام نامه آن را خود به عهده گرفت. در همين سال نقشه ي ساختماني راه ساحلي سراسري ميان بندرهاي خليج فارس، از بوشهر تا بندر لنگه را تهيه كرد.

در سال ۱۳۰۷ به سبب افزايش مدرسه*هاي متوسطه و احتياج به معلم براي تدريس در آن ها ، دارالمعلمين عالي را تأسيس شد . دكتر حسابي در قسمت علمي اين مؤسسه در رشته ي فيزيك و شيمي به تدريس فيزيك پرداخت. دارالمعلمين عالي در سال ۱۳۲۱ به دانش*سرا تغيير نام يافت و دكتر حسابي همچنان به تدريس در آن مؤسسه تربيتي مشغول بود.

در سال ۱۳۱۳ دانشگاه تهران را با همكاري جمعي از فرهنگ پروران تأسيس كرد و دانشكده فني را بنيان نهاد و مدت دو سال رياست دانشكده ي فني و تدريس در آن را برعهده داشت. پس از مدتي دانشكده علوم دانشگاه تهران را بنيان نهاد. رياست اين دانشكده از ۱۳۲۱ تا ۱۳۲۷ و از ۱۳۳۰ تا ۱۳۳۶ به عهده ايشان بود. از آغاز كار دانشكده علوم تدريس بعضي از درس هاي فيزيك را عهده دار بود تا آن كه شاگرداني كه خود تربيت كرده بود به مقام استادي رسيدند و ايشان فقط به تدريس اپتيك پرداختند.

آثار و خدمات

دكتر حسابي كه در يك خانواده با فرهنگ ايراني و مسلمان تربيت شده بود، با فرهنگ مغرب زمين نيز آشنا شد و توانست با شايستگي از امكانات موجود استفاده كند و خود را پرورش دهد و آن گاه توانايي هاي خود را در جهت سازندگي به كار گيرد. آثار و خدمات دكتر حسابي در عمر طولاني و مؤثرشان عبارت از تربيت مستقيم چند هزار مهندس، استاد و دبير فيزيك، پايه گذاري چند نهاد علمي و فني، تأليف و انتشار چندين كتاب و مقاله ي علمي.

سراسر زندگي دكتر محمود حسابي در جريان آموزش و پرورش كشور بود. او بيش از شصت سال به آموزش فيزيك اشتغال داشت. نكته سنجي ، واقع نگري ، ژرف نگري علمي و تعمق و تفكر علمي را در جامعه علمي ما پايه گذاري كرد. او به كار معلمي خود عشق مي ورزيد و هيچ گاه از جستجو و كاوش باز نمي ايستاد. دكتر حسابي در كلاس هاي خود فقط مفاهيم علمي را انتقال نمي داد بلكه كوشش مي كرد كه در دانشجويان عشق و علاقه به علم آموزي و كاوشگري به وجود آيد و مهارت هاي لازم را كسب نمايند.

در سال ۱۳۶۶ در كنگره ي شصت سال فيزيك كه به مناسبت بزرگداشت استاد برپا شد از خدمات ايشان به عنوان پدر فيزيك ايران قدرداني شد. از كارهاي مهم او، نخستين نقشه برداري از راه ساحلي سراسري بندرهاي ميان خليج فارس، نخستين راه تهران به شمشك، ساختن نخستين راديو در كشور، بنيانگذاري مؤسسه ي ژئوفيزيك، تأسيس سازمان انرژي اتمي، ايجاد نخستين دستگاه هواشناسي، پايه گذاري انجمن موسيقي ايران، عضويت در تأسيس فرهنگستان زبان ايران، تدوين قانون تأسيس دانشگاه، تشكيل مؤسسه استاندارد، پايه گذاري نخستين مدرسه ي عشاير در ايران در لرستان، پايه گذاري مرکز مخابرات اسد آباد، تاسيس نخستين مرکز مدرن تعقيب ماهواره در شيراز، نصب و راه اندازي نخستين دستگاه راديولوژي در ايران، تاسيس نخستين بيمارستان خصوصي در تهران به نام بيمارستان گوهرشاد، تاسيس مرکز عدسي سازي در دانشكده علوم تهران و ايجاد نخستين رصدخانه*ي جديد در ايران از كارهاي اوست.

  • بازدید : 42 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

در قرن ۱۹ ابتدا يوهان دوبراينر خواص مجموعه اي از عناصر را به صورت ۳ تايي مورد بررسي قرار داد.سپس جان نيولندز قانون ۸ تايي خود را تنظيم و ارائه کرد.طبقه بندي نوين تناوبي عناصر از کايوليوس لوتامير به ويژه مندليف نشات ميگيرد.هنري موزلي توانست بر پايه طيف خطي پرتو ايکس هر عنصر عدد اتمي صحيح آن را تعيين کند.بنا بر اين توانست مشکل عناصري را که بر اساس وزن اتمي در جاي درست خود قرار نميگرفتند حل کند
در سال  ۱۸۷۱ ديمتري ايثوانوويچ مندليف (۱۹۰۷- ۱۸۳۴) دانشمند نابغه روسي طرح جدول تناوبي خود را مطرح نمود.جدول تناوبي مندليف بر پايه ويژگي هاي شيميايي و فيزيکي ۶۳ عنصر کشف شده تا آن زمان استوار بود. قبل از مندليف دانشمنداني چون دوبرنير، نيولندز و مي ير نيز سعي كرده بودند تا عنصرهاي كشف شده را به صورتي طبقه بندي نمايند كه از روي موقعيت آنها در جدول تناوبي بتوان خواص شان را پيشگويي نمود. اما دسته بندي مندليف به دليل ابتكاراتي كه مندليف در تهيه آن بكار برده بود بسيار موفق تر از ساير دسته بندي ها بود.
مندليف با بررسي عناصر مختلف متوجه شد كه يك نظام و الگوي مشخص در تكرار تناوبي خواص عناصر وجود دارد. اين نظام كه بر پايه آن گفته مي شد، هرگاه عنصرها را بر اساس افزايش جرم اتمي مرتب نماييم، خواص شيميايي و فيزيكي آن ها به طور تناوبي تكرار مي شود، اساس طبقه بندي مندليف گرديد. 
مندليف در تنظيم جدول خود از دو اصل زير استفاده نمود:
۱- عنصرها برحسب افزايش تدريجي جرم اتمي آن ها در رديف هايي كنار يكديگر قرار مي گيرند.
۲- عنصرهايي كه در يك گروه قرار مي گيرند، بايد خواص مشابهي داشته باشند.
وي در مواردي مجبور شد برخي از خانه هاي جدول تناوبي خود را خالي بگذارد، تا ساير عناصر با خواص مشابه در يك گروه قرار بگيرند. در توجيه اين مسئله مندليف معتقد بود كه هنوز تعدادي از عناصر كشف نشده اند. او خواص اين عناصر را پيش از كشف آنها پيش بيني نمود و همين مسئله ساير دانشمندان را در كشف اين عناصر مشتاق كرد. از جمله عناصري كه مندليف جاي آنها را خالي گذاشت مي توان به عناصري با عدد جرمي ۴۴، ۶۸و ۷۲ اشاره كرد، كه بعدها اين عناصر كشف شده و باعث شهرت و اعتبار هرچه بيشتر مندليف شدند.
  • بازدید : 57 views
  • بدون نظر
این فایل در ۷صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

آيا ميتوان اين علم را در چند جمله معرفي كرد ؟ بدون شك معرفي علوم پايه بخصوص علم رياضي كه ما در همه علوم است، كار بسيار دشواري است. زيرا اين علم از يك سو ذهني و تجريدي و از سوي ديگر عملي ميباشد و در نتيجه يك تعريف بايد كلي باشد تا بتواند تمام ابعاد دانش رياضي را در بر بگيرد .براي مثال « آندروگليسون» رياضي دان آمريكايي در معرفي اين علم مي گويد:«رياضيات علم نظم است و موضوع آن يافتن ، توصيف و درك نظمي است كه در وضعيتهاي ظاهراََ پيچيده نهفته است و ابزارهاي اصولي اين علم ، مفاههيمي هستند كه ما را قادر ميسازند تا اين نظم را توصيف كنيم.»
دكتر ديبايي استاد رياضي دانشگاه تربيت معلم تهران نيز در معرفي اين علم ميگويد: 
« علم رياضي، قانونمند كردن تجربيات طبييعي است كه در گياهان و بقيه مخلوقات مشاهده ميكنيم.علم رياضيات اين تجربيات را دسته بندي وقانونمند كرده وهمچنين توسعه ميدهد.»
رياضيات علم نظم است و موضوع آن يافتن، توصيف و درک نظمي است که در وضعيت‌هاي ظاهرا پيچيده‌ نهفته است و ابزارهاي اصولي اين علم ، مفاهيمي هستند که ما را قادر مي‌سازند تا اين نظم را توصيف کنيم» . 
دکتر ديبايي استاد رياضي دانشگاه تربيت معلم تهران نيز در معرفي اين علم مي‌گويد: 
«علم رياضي، قانونمند کردن تجربيات طبيعي است که در گياهان و بقيه مخلوقات مشاهده مي‌کنيم . علوم رياضيات اين تجربيات را دسته‌بندي و قانونمند کرده و همچنين توسعه مي‌دهند.»
دکتر رياضي استاد رياضي نيز در معرفي اين علم مي‌گويد: «رياضيات علم مدل‌دهي به ساير علوم است. يعني زبان مشترک نظريات علمي ساير علوم ، علم رياضي مي‌باشد و امروزه اگر علمي را نتوان به زبان رياضي بيان کرد، علم نمي‌باشد.»
رياضيات بر خلاف تصور بعضي از افراد يکسري فرمول و قواعد نيست که هميشه و در همه‌جا بتوان از آن استفاده کرد بلکه رياضيات درست فهميدن صورت مساله و درست فکر کردن براي رسيدن به جواب است و براي به دست آوردن اين توانايي ، دانشجو بايد صبر و پشتکار لازم را داشته باشد تا بتواند حتي به مدت چندين ساعت در مورد يک مساله رياضي فکر کرده و در نهايت با ابتکار و خلاقيت آن را حل کند.
كاربرد انواع شاخه هاي رياضي در رشته هاي مختلف
ریاضیات محض بیشتر به قضایا و استدلالها ، منطق موجود در آنها و چگونگی اثباتشان می‌پردازد اما در ریاضیات کاربردی چگونه استفاده کردن و به کارگرفتن قضایا، آموزش داده می‌شود، به عبارت دیگر در این شاخه، کاربرد ریاضیات در مسائل موجود در جامعه بیان می‌گردد» 
«وقتی صحبت از ریاضی محض می‌شود نباید تصور کرد که تنها باید در گوشه‌ای نشست و به حل مسائل ریاضی پرداخت بلکه این علم ، بخصوص در مدارج بالا، ارتباط نزدیکی با طبیعت دارد به عبارت دیگر ایده‌های ریاضی از ذهن پژوهشگران نمی‌روید بلکه ریاضیدانها غالبا الهام خود را از طبیعت می‌گیرند و به قول «ژان باپتیت فوریه» ریاضیدان مشهور قرن نوزدهم فرانسه «تعمق در طبیعت، پربارترین منابع اکتشافات ریاضی است.» 
عموما ریاضیات کاربردی به شاخه‌ای از ریاضی گفته می‌شود که کاربرد علمی مشخصی داشته باشد برای مثال در اقتصاد، کامپیوتر، برق ،‌ فیزیک و یا آمار و احتمال کاربرد داشته باشد و ریاضی محض نیز به شاخه‌ای گفته می‌شود که به نظریه‌پردازی ریاضی می‌پردازد اما باید توجه داشت که امروزه این دو گرایش آن‌چنان در هم ادغام شده‌اندکه مرزی را نمی‌توان بین آنها مشخص کرد. 
كاربرد رياضي در مهندسي برق
انرژي اگر بنيادي ترين ركن اقتصاد نباشد، يكي از اركان اصلي آن به شمار مي آيد و در اين ميان برق به عنوان عالي ترين نوع انرژي جايگاه ويژه اي دارد. تا جايي كه در دنياي امروز ميزان توليد و مصرف اين انرژي در شاخه توليد، شاخص رشد اقتصادي جوامع و در شاخه خانگي و عمومي يكي از معيارهاي سنجش رفاه محسوب مي شود.دانش آموختگان اين رشته مي توانند در زمينه هاي طراحي، ساخت، بهره برداري، نظارت، نگهداري، مديريت و هدايت عمليات سيستم ها عمل نمايند.
گاه یک تئوری کاملا محض وارد مرحله کاربردی شده و چون در عمل با مشکل روبرو می‌شود، بار دیگر به حوزه تئوری برمی‌گردد و در نهایت پس از رفع نقایص، دوباره وارد مرحله کاربردی می‌شود. یعنی یک تعامل و ارتباط دوجانبه‌ای بین ریاضی کاربردی و محض وجود دارد و هریک از این دو شاخه، از تجربیات شاخه دیگر به بهترین نحو استفاده می‌کند و به همین دلیل یک ریاضیدان موفق باید از هر دو شاخه اطلاع داشته باشد. مهندسی برق بر دو پایه فیزیک و ریاضیات تکیه نموده و ضمن امتزاج مناسب آنها با فنون مهندسی، کاربرد وسیعی در علوم و تکنولوژی یافته است. رشته مهندسی برق به واسطه ماهیت فراگیر خود، هر روز شاخه های جدیدتری از صنعت را گسترش داده و روش های نوینی را پیش روی می گشاید. خودکارسازی، تولید وانتقال انرژی، ماشین های محاسب و پردازش گرهای الکترونیکی، ارتباطات زمینی، سنجش  پزشکی، ابزار الکترونیک هواپیمایی و رادارها تنها برخی از زمینه های کاربردی هستند که در قلمرو مهندسی برق قرار دارند. مهندسی برق با وجود آن که از فنون جدید مهندسی است، در اندکی بیش از یک قرن سابقه خود، وسیع ترین کاربردها را در میان رشته های مهندسی یافته و امروزه کمتر ابزار، قطعه یا سیستمی را می توان یافت که فاقد قطعات الکتریکی یا الکترونیکی باشد.
كند و كاو در مهندسي برق
“يكي از بهترين تعريف هايي كه از مهندسي برق شده است، اين است كه محور اصلي فعاليت هاي مهندسي برق، تبديل يك سيگنال به سيگنال ديگر است. كه البته اين سيگنال ممكن است شكل موج ولتاژ يا شكل موج جريان و يا تركيب ديجيتالي يك بخش از اطلاعات باشد.
با نگاهی اجمالی به صنعت در می‌یابیم که در ابتدا ( از رنسانس تا قرن بیستم) تمام ابزارها و صنایع، مکانیکی بوده اند و مهندسی عموما به طراحی و ساخت این وسایل مکانیکی اطلاق می‌شد؛ اما با به کارگیری الکتریسیته در صنایع، از حجم ابزارها و دستگاه‌ها کاسته شد و صنایع پیچیده تر شد. رشته ی برق در آغاز با مکانیک همراه بود و الکترومکانیک خوانده می‌شد؛ اما با رشد و پیشرفت چشم گیر، این رشته راه خود را از مکانیک جدا کرد و به عنوان رشته ای مستقل مطرح شد. به جرأت می‌توان ادعا کرد که علم و صنعت پیشرو در نیم قرن اخیر، رشته ی مهندسی برق بوده است. با توجه به وسعت صنعت برق و پیشرفت زیاد آن، این رشته خود به چند گرایش تقسیم شده است. کامپیوتر به عنوان وسیله ای الکترونیکی، از مصنوعات و تولیدات رشته ی برق است. در گذشته، مسایل مربوط به کامپیوتر در رشته ی برق مطرح می‌شد؛ اما با گسترش و تعمیق روز افزون آن، اینک از رشته ی برق جدا شده و به عنوان رشته ای مستقل مطرح است. رشته ی برق در مقطع کارشناسی به چهار گرایش: مخابرات، کنترل، قدرت و الکترونیک تقسیم می‌شود.
هدف:
يكي از بهترين تعريف هايي كه از مهندسي برق شده است، اين است كه محور اصلي فعاليت هاي مهندسي برق، تبديل يك سيگنال به سيگنال ديگر است. كه البته اين سيگنال ممكن است شكل موج ولتاژ يا شكل موج جريان و يا تركيب ديجيتالي يك بخش از اطلاعات باشد. مهندسي برق داراي چهار گرايش است كه در زير بطور اجمالي به بررسي آنها مي پردازيم.
مهندسي برق- الكترونيك:
الكترونيك علمي است كه به بررسي حركت الكترون در دوره گاز، خلاء و يا نيمه رسانا و اثرات و كاربردهاي آن مي پردازد. با توجه به اين تعريف، مهندس الكترونيك در زمينه ساخت قطعات الكترونيك و كاربرد آن در مدارها، فعاليت مي كند. به عبارت ديگر، زمينه فعاليت مهندسي الكترونيك را مي توان به دو شاخه اصلي “ساخت قطعه و كاربرد مداري قطعه” و “طراحي مدار” تقسيم كرد. 
مهندسي برق- مخابرات:
يكي از بهترين تعريف هايي كه از مهندسي برق شده است، اين است كه محور اصلي فعاليت هاي مهندسي برق، تبديل يك سيگنال به سيگنال ديگر است. كه البته اين سيگنال ممكن است شكل موج ولتاژ يا شكل موج جريان و يا تركيب ديجيتالي يك بخش از اطلاعات باشد. مهندسي برق داراي چهار گرايش است كه در زير بطور اجمالي به بررسي آنها مي پردازيم و در قسمت معرفي گرايشها به تفصيل در مورد هر كدام صحبت خواهم كرد.
مهندسي برق- كنترل:
كنترل، در پيشرفت علم نقش ارزنده اي را ايفا مي كند و علاوه بر نقش كليدي در فضاپيماها و هدايت موشكها و هواپيما، به صورت بخش اصلي و مهمي از فرايندهاي صنعتي و توليدي نيز درآمده است. به كمك اين علم مي توان به عملكرد بهينه سيستمهاي پويا، بهبود كيفيت و ارزانتر شدن فرآورده ها، گسترش ميزان توليد، ماشيني كردن بسياري از عمليات تكراري و خسته كننده دستي و نظاير آن دست يافت. هدف سيستم كنترل عبارت است از كنترل خروجيها به روش معين به كمك وروديها از طريق اجزاي سيستم كنترل كه مي تواند شامل اجزاي الكتريكي، مكانيك و شيميايي به تناسب نوع سيستم كنترل باشد.
ماهيت:
انرژي اگر بنيادي ترين ركن اقتصاد نباشد، يكي از اركان اصلي آن به شمار مي آيد و در اين ميان برق به عنوان عالي ترين نوع انرژي جايگاه ويژه اي دارد. تا جايي كه در دنياي امروز ميزان توليد و مصرف اين انرژي در شاخه توليد، شاخص رشد اقتصادي جوامع و در شاخه خانگي و عمومي يكي از معيارهاي سنجش رفاه محسوب مي شود. دانش آموختگان اين رشته مي توانند در زمينه هاي طراحي، ساخت، بهره برداري، نظارت، نگهداري، مديريت و هدايت عمليات سيستم ها عمل نمايند. 
آينده شغلي، بازار كار، درآمد:
رشته مهندسي برق در مقطع كارشناسي داراي “امروزه با توسعه صنايع كوچك و بزرگ در كشور، فرصت هاي شغلي زيادي براي مهندسين برق فراهم شده است و اگر مي بينيم كه با اين وجود بعضي از فارغ التحصيلان اين رشته بيكار هستند، به دليل اين است كه اين افراد يا فقط در تهران دنبال كار مي گردند و يا در دوران تحصيل به جاي يادگيري عميق دروس و در نتيجه كسب توانايي هاي لازم، تنها واحدهاي درسي خود را گذرانده اند. همچنين يك مهندس خوب بايد، كارآفرين باشد يعني به دنبال استخدام در موسسه يا وزارتخانه اي نباشد بلكه به ياري آگاهي هاي خود، نيازهاي فني و صنعتي كشور را يافته و با طراحي سيستم ها و مدارهاي خاصي اين نيازها را برطرف سازد. كاري كه بعضي از فارغ التحصيلان ما انجام داده و خوشبختانه موفق نيز بوده اند.” 
ميزان تأثير رياضي و فيزيك در مهندسي برق
“مهندسي برق نيز مانند مابقي رشته هاي مهندسي بر مفاهيم فيزيكي و اصول رياضيات استوار است و هر چه دانشجويان بهتر اين مفاهيم را درك كنند، مي توانند مهندس بهتري باشند. در اين ميان گرايش الكترونيك وابستگي شديدي به فيزيك بخصوص فيزيك الكترونيك و فيزيك نيمه هادي ها دارد. در گرايش مخابرات نيز درس فيزيك اهميت بسياري دارد زيرا دروس اصلي اين رشته بخصوص در شاخه ميدان شامل الكترومغناطيس و امواج مي شود.” داشتن ضريب هوشي بالا و تسلط كافي بر رياضيات، فيزيك و زبان خارجي از ضرورتهاي ورود به اين رشته است.

عتیقه زیرخاکی گنج