• بازدید : 60 views
  • بدون نظر
این فایل در قالب pdfتهیه شده وشامل موارد زیر است:

دانش آموزان ضمن انجام فعالیت هاي مختلف با اثرات گرما بر روي مواد در سه حالت
(جامد و مایع و گاز ) بیش تر آشنا می شوند و پی می برند که گرما علاوه بر ایجاد
تغییرات در حالت ماده ، باعث تغییر حجم مواد نیز می گردد.
می دانند: « گرما و مواد » آن چه دانش آموزان در مورد
سال او ل: همه ي جاها و همه ي چیزها به یک اندازه گرم نمی شوند . گرما در انجام
بسیاري از کارها به ما کمک می کند.
سال دو م: بیش تر چیزهایی که در اطراف ماست ماده است . مواد به صورت جامد،
مایع و گاز هستند . مواد مختلف، داراي جرم و حجم متفاوت هستند . از دماسنج براي
اندازه گیري سردي و گرمی هوا استفاده می شود.
سال سوم: مواد اگر به اندازه ي کافی گرم یا سرد شوند تغییر حالت می دهند؛ انجماد،
تبخیر و ذوب از این مواردند.
انبساط گرمایی:
به تجربه ثابت شده است که بیش تر مواد بر اثر افزایش دما منبسط می شوند . هر
جسمی که گرم شود در جهتی منبسط می گردد که فاصله مولکول ها و ذره هاي آن از
یک دیگر افزایش می یابد . وقتی یک میله ي فولادي گرم می شود نه تن ها طول آن
بلکه قطر میله و در نتیجه حجم آن افزایش می یابد.
انبساط گرمایی، همه ابعاد جسم را به تناسب افزایش می دهد . اگر یک ورقه ي فلزي
مربع شکل که داراي یک سوراخ است گرم شود، مساحت مربع و مساحت سوراخ داخل
آن هر دو به یک نسبت افزایش می یابد . در برخی موارد انبساط و انقباض گرمایی می
تواند مشکل آفرین باشد، مثلاً در نظر نگرفتن فاصله ي لازم براي انبساط گرمایی ریل
هاي راه آهن، باعث کج شدن خطوط راه آهن و ایجاد اشکال در حرکت قطارها در ریل
می شود.
استثناء در انبساط و انقباض آ ب: انبساط و انقباض بعضی مواد مثل آب به طور
استثناء با سایر مواد متفاوت است . آب در دماهاي بالاتر از ۴ درجه سانتی گراد در اثر
افزایش دما، مانند مایعات دیگر منبسط می شود اما بین صفر درجه و تا ۴ درجه سانتی
گراد برعکس عمل می کند، با کم شدن دما به جاي منقبض شدن من بسط شده و
حجم آن زیاد می شود، در نتیجه چگالی آن نسبت به آب کمتر شده و سبک می شود
و روي آب قرار می گیرد.
اگر این استثناء نبود آب دریاها و اقیانوس ها از کف یخ می زد و براي جانوران دریایی
مشکل آفرین می شد.
دماسنج: دما (میزان گرمی و سردي ) را اندازه می گیرد . اس اس ساختمان بعضی از
دماسنج ها این است که جیوه یا الکل در اثر گرم شدن منبسط می شود .هرچه دما
بالاتر باشد مایع درون مخزن دماسنج بیش تر انبساط می یابد و حجم مایعی که وارد
لوله ي باریک متصل به مخزن می شود بیش تر خواهد شد . تراز بالاي مایع در لوله ي
دماسنج ، دما را مشخص می کند.
بعضی دماسنج ها الکتریکی اند و عنصر گرم شوند ظریفی دارند که با سیم هایی به
عنصر اندازه گیر متصل است . با تغییر دما جریانی که از عنصر گرم شدنی به عنصر
اندازه گیر می رود تغییر می کند . در صنعت از دماسنج الکتریکی زیادي استفاده می
شود . یکی از مزای اي مهم آن این است که عنصر اندازه گیر را می توان به خوبی از
عنصر گرم شدنی دور نگاه داشت . عنصر اندازه گیر اغلب عدد دما را روي یک صفحه ي
نمایشگر به صورت ارقام (دیجیتالی) نشان می دهد . اولین دماسنج را گالیله در ۱۵۹۲
نامیده م ی شود . در این دماسنج از انبساط « دمانما » یا « ترموسکوپ » اختراع کرد که
آب براي اندازه گیري دما استفاده می شد.
دما: دما میزان گرمی یا سردي هر چیز را مشخص می کند و با گرما تفاوت دارد . گرما
یک شکلی از انرژي است اما دما معیار مقایسه ي انرژي گرمایی است . دماي یک جرقه
ي آتش از دماي یک فنجان چاي بیش تر است، اما چون جرم چاي داخل فنجان بیش
تر است، گرماي بیش تري در خود دارد . براي سنجش دما از دماسنج استفاده می کنند.
٥
دماسنج ها درجه بندي شده اند و اعداد میزان گرمی یا سردي را مشخص می کنند .
درجه بندي سلسیوس (که سانتی گراد نامیده می شود) در اغلب کشورها رایج است. در
این درجه بندي فاصله عدد صفر (نقطه ي انجماد آب ) تا ۱۰۰ (نقطه ي جوش آب ) را
به صد درجه تقسیم کرده اند و هر کدام را یک درجه سلسیوس یا سانتی گراد می
خوانند.

  • بازدید : 45 views
  • بدون نظر
دانلود رایگان تحقیق ویژگی های ماده-خرید اینترنتی تحقیق ویژگی های ماده-دانلود رایگان مقاله ویژگی های ماده-تحقیق ویژگی های ماده

این فایل در ۱۱صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:
در مدرسه با سه شکل ماده آشنا میشویم: گاز، مایع و جامد. ولی این‌ها نیمی از حالات ماده اند. شش شکل ماده وجود دارد: جامد، مایع، گاز، پلاسما، ماده چگال باس-اینشتین و حالت تازه کشف‌شده: ماده چگال فرمیونی. تمام دانش‌آموزان راهنمایی خصوصیات حالات معمول ماده روی زمین را می‌شناسند. مواد جامد در برابر تغییر شکل مقاومت می‌کنند، آنها سفت و گاهی شکننده اند
حالت چهارم ماده، پلاسما، شبیه گاز است و از اتم‌هایی تشکیل شده‌است که تمام یا تعدادی از الکترون‌های خود را از دست داده‌اند (یونیده شده‌اند). بیشتر ماده جهان در حالت پلاسماست، مثل خورشید که از پلاسما تشکیل شده‌است. پلاسما اغلب بسیار گرم است و می‌توان آن را در میدان‌های مغناطیسی به دام انداخت. 
حالت پنجم با نام ماده چگال بوز-اینشتین (Bose-Einstein condensate) که در سال ۱۹۹۵ کشف شد، در اثر سرد شدن ذراتی به نام بوزون‌ها (Bosons) تا دما‌هایی بسیار پایین پدید می‌آید. بوزون‌های سرد در هم فرومی‌روند و ابر ذره‌ای که رفتاری بیشتر شبیه یک موج دارد تا ذره‌ای معمولی شکل می‌گیرد. ماده چگال بوز-اینشتین شکننده‌است و سرعت عبور نور در آن بسیار کم است. 
حالت تازه هم ماده چگال فرمیونی (Fermionic condensate) است. دبورا جین (Deborah Jin) از دانشگاه کلورادو که گروهش در اواخر پاییز سال ۱۳۸۲ موفق به کشف این شکل تازه ماده شده‌است، می‌گوید: وقتی شکل جدیدی از ماده روبرو می‌شوید باید زمانی را صرف شناخت ویژگی‌هایش کنید. آنها این ماده تازه را با سرد کردن ابری از پانصدهزار اتم پتاسیم – ۴۰ تا دمایی کمتر از یک میلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق پدیدآوردند. این اتم‌ها در چنین دمایی بدون گران‌روی جریان می‌یابند و این نشانه ظهور ماده‌ای جدید بود. در دما‌های پایین‌تر چه اتفاقی می‌افتد؟ هنوز نمی‌دانیم. 
ماده چگال فرمیونی بسیار شبیه ماده چگال بوز-اینشتین (BEC) است. ذرلت بنیادی و اتمها در طبیعت می نوانند به شکل بوزون یا فرمیون باشند. یکی از تفاوتهای اساسی میان آنها حالتهای کوانتومی مجلز برای ذرلت است. تعداد زیلدی بوزون می توانند در یک حالت کوانتومی باشند ، مثلا انرژی ، اسپین و … آنها یکی باشد ، اما مطابق اصل طرد پائولی دو فرمیون نمی توانند همزمان حالتهای کوانتومی یکسان داشته باشند. برای همین مثلا در آرایش اتمی ، للکترونها که فرمیون هستند نمی توانند همگی در یک تراز انرژی قرار گیرند.در هر اربیتال تنها دو الکترون که اسپینهای متفاوت داشته باشند جا می گیرد و الکترونهای بعدی باید یه اربیتال دیگری با انرژی بالاتر بروند. 
ینابراین اگر فرمیونها را سرد کنیم و انرژی آنها را بگیریم ، ابتدا پایینترین تراز انرژی پر می شود ، اما ذره بعدی باید به ترازی با انرژی بالاتر برود. وجود ماده چگال فرمیونی همانند ماده چگال یوز- اینشتین سالها قبل پیش بینی شده و خواص آن محاسبه شده بود ، اما رسیدن به دمای نزدیک به صفر مطلق که برای تشکیل این شکل ماده لازم است تا کنون ممکن نشده بود. هر دو از فرورفتن اتم‌ها در دماهایی بسیار پایین ساخته‌می‌شوند. اتم‌های BEC بوزون اند و اتم‌های ماده چگال فرمیونی، فرمیون. اما این‌ها به چه معنی اند؟ 
بوزون‌ها می توانند همگی در یک تراز انرژی قرارگیرند. به طور کلی اگر تعداد الکترون + پروتون + نوترون اتمی عددی زوج باشد، آن اتم یک بوزون است. مثلا اتم‌های سدیم معمولی بوزون ‌اند و می‌توانند به حالت فاز چگال بوز-اینشتین ادغام شوند. 
اما فرمیون‌ها مطابق اصل طرد پائولی نمی‌توانند در یک حالت کوآنتومی هم ادغام شوند. هر اتمی که تعداد الکترون‌ها + پروتون‌ها + نوترون‌هایش عددی فرد باشد، مثل پتاسیم – ۴۰ یک فرمیون است. 
گروه جین برای مقابله با خواص ادغام‌ناپذیری فرمیون‌ها از تأثیر میدان مغناطیسی بر آنها استفاده‌کردند. میدان مغناطیسی سبب می‌شود ) فرمیونهای تنها جفت شوند. قدرت این پیوند را میدان مغناطیسی تعیین می‌کند. 
جفت‌های اتم‌های پتاسیم برخی از خواص فرمیونیشان را حفظ می‌کنند، ولی کمی شبیه بوزون‌ها عمل خواهند‌کرد. 
یک جفت فرمیون می‌تواند در جفت دیگری ادغام شود – و جفت تازه در جفتی دیگر …- تا سرانجام ماده چگال فرمیونی شکل‌گیرد. 
در اثر این پدیده، گران‌روی (Viscosity) ماده به وجود آمده باید بسیار کم باشد.
مشابه این پدیده را در ابررسانایی می‌بینیم. در یک ابررسانا، جفت‌های الکترون (الکترون‌ها فرمیون اند) می‌توانند بدون هیچ مقاومتی جریان یابند. متأسفانه مطالعه و دسترسی به ابررسانا‌ها بسیار مشکل است. گرم‌ترین ابررسانای امروزی باید در دمای ۱۳۵- درجه سانتیگیراد عمل می‌کند و این بزرگ‌ترین مشکل برای مطالعه و استفاده از آنهاست. قدرت جفت‌شدن شگفت‌انگیز در حالت جدید، دانشمندان را امیدوار کرده‌است که بتوانند از یافته‌های خود درباره حالت تازه ماده، برای تولید ابررساناها در دمای اتاق استفاده‌کنند.
ابررساناها کاربردهای فراوانی در علوم و فن‌آوری فضایی دارند. برای مثال ژیروسکوپ‌هایی که برای هدایت فضاپیما‌ها در مدار استفاده می‌شوند، با آهن‌ربا‌های ابررسانا بسیار دقیق‌تر کارمی‌کنند. همچنین چون ابررسانا‌ها می‌توانند حامل جریان‌های بیشتر در اندازه‌های کوچکتری نسبت به یک سیم مسی باشند، حجم موتورهایی که از آنها ساخته‌می‌شود ۴ تا ۶ برابر کوچک‌تر از موتورهای امروزی فضاپیماها خواهدبود.

ويژگي هاي ماده: 
هر ماده از ذره هاي بسيار كوچكي بنام مولكول تشكيل شده است اين مولكولها به هم چسبيده نيستند و فاصله نسبتاً بزرگي بين آنها وجود دارد. مولكولها هميشه در حال حركتند بر هم نيرو وارد مي كنند. 
انديشه اوليه تئوري مولكول مربوط به هر نوعي است رابرت براوان نيز و پايه عقايد بر نوعي آزمايشاتي را انجام داد از جمله در يك ليوان شيشه اي پر از آب يك قطره جوهر ريخته و حركت جوهر را بررسي كرد. اين حركت نامنظم و زيگ زاك و در هم و برهم مولكولي را حركت براوني گويند. 
در این مقاله قصد داریم شما را با هر ۳ حالت دیگر ماده و ویژگی های آنها آشنا کنیم. ۱۴- پلاسما
حالت چهارم ماده پلاسما ,شبیه گاز است و از اتمهایی تشکیل شده است که تمام یا تعدادی از الکترون های خود را از دست داده اند (یونیده شده اند ) 
بیشتر مواد جهان در حالت پلاسما هستند مانند خورشید که از پلاسما تشکیل شده است. پلاسما اغلب بسیار گرم است و می توان آن را در میدان مغناطیسی به دام انداخت.
اما در تعریفی کلی از پلاسما باید گفت که ؛ پلاسما حالت چهارمی از ماده است که دانش امروزی نتوانسته آنها را جزو سه حالت دیگر پندارد و مجبور شده آنرا حالت مستقلی به حساب آورد. این ماده با ماهیت محیط یونیزه ، ترکیبی از یونهای مثبت و الکترون با غلظت معین میباشد که مقدار الکترونها و یونهای مثبت در یک محیط پلاسما تقریبا برابر است و حالت پلاسمای مواد ، تقریبا حالت شبه خنثایی دارد. پدیدههای طبیعی زیادی از جمله آتش ، خورشید ، ستارگان و غیره در رده حالت پلاسمایی ماده قرار میگیرند.
پلاسما شبیه به گاز است، ولی مرکب از ذرات باردار متحرکی به نام یون است. یونها بشدت تحت تاثیر نیروهای الکتریکی و مغناطیسی قرار میگیرند. مواد طبیعی در حالت پلاسما عبارتند از انواع شعله ، بخش خارجی جو زمین ، اتمسفر ستارگان ، بسیاری از مواد موجود در فضای سحابی و بخشی از دم ستاره دنباله دار و شفقهای قطبی شمالی که نمایش خیره کننده ای از حالت پلاسمایی ماده است که در میدان مغناطیسی جریان مییابد
بد نیست بدانید که دانش امروزی حالات دیگری از جمله برهمکنش ضعیف و قوی هسته ای را نیز در دسته بندیها بعنوان حالات پنجم و ششم ماده بحساب میآورد که از این حالات در توجیه خواص نوکلئونهای هسته ، نیروهای هسته ای ، واکنش های هسته ای و در کل ((فیزیک ذرات بنیادی)) استفاده میشود.
۵-چگال بوز – انیشتن
حالت پنجم با نام ماده چگال بوز-انیشتن(Booze-Einstein condensate)  که در سال ۱۹۹۵ کشف شد، در اثر سرد شدن ذراتی به نام بوزونها (Bosons)تا دماهایی بسیار پایین پدید میآید. بوزونهای سرد در هم فرومیروند و ابر ذره هایی که رفتاری بیشتر شبیه یک موج دارد تا ذره های معمولی ، شکل میگیرد. ماده چگال بوز-انیشتن شکننده است و سرعت عبور نور در آن بسیار کم است.
۶-چگال فرمیونی
حالت تازه ماده چگال فرمیونی (Fermionic condensate) است. “دبورا جین” (Deborah Jin) از دانشگاه کلورادو که گروهش در اواخر پاییز ۱۳۸۲ ، موفق به کشف این شکل تازه ماده شده است، میگوید”: وقتی با شکل جدیدی از ماده روبرو میشوید، باید زمانی را صرف شناخت ویژگیهایش کنید. آنها این ماده تازه را با سرد کردن ابری از پانصدهزار اتم پتاسیم با جرم اتمی ۴۰ تا دمایی کمتر از یک میلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق پدیدآوردند. این اتمها در چنین دمایی بدون گرانروی جریان مییابند و این ، نشانه ظهور ماده ای جدید بود.
در این حالت اتمهای پتاسیم بدون آنکه چسبندگی میان آنها وجود داشته باشد ، بصورت مایع جریان یافتند . حالت چگالیده فرمیونی تا حدی شبیه چگالش بوز- اینشتین است .
هر دو حالت از اتمهایی تشکیل شده اند که این اتم ها در دمای پایین به هم می پیوندند و جسم واحدی را تشکیل می دهند . در چگالش بوز- اینشتین اتم ها از نوع بوزون هستند در حالیکه در چگالش فرمیونی اتم ها فرمیون هستند.
تفاوت میان بوزون ها و فرمیونها چیست ؟
رفتار بوزون ها به گونه ای است که تمایل دارند با هم پیوند برقرار کنند و به هم متصل شوند . یک اتم در صورتی که حاصل جمع تعداد الکترون ، پروتون و نوترون هایش زوج باشد، بوزون است . بعنوان مثال اتمهای سدیم بوزون هستند زیرا اتمهای سدیم در حالت عادی یازده الکترون ، یازده پروتون و دوازده نوترون دارند که حاصل جمع آنها عدد زوج ۳۴ می شود . بنابراین اتمهای سدیم این قابلیت را دارند که در دماهای پایین به هم متصل شوند و حالت چگالیده بوز- اینشتین را پدید اورند اما از طرف دیگر فرمین ها منزوی هستند . این ذرات طبق اصل طرد پائولی هنگامی که در یک حالت کوانتومی قرار می گیرند همدیگر را دفع می کنند و اگر ذره ای در یک حالت کوانتومی خاص قرار گیرد مانع از آن می شود که ذره دیگری هم بتواند به آن حالت دسترسی یابد 

عتیقه زیرخاکی گنج