برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

بیشتر ماده هایی که ما درعـــالم می شناسیم ، ستاره هـــا ، سحابی ها ، سیارات وغبارهـــای
مــــیان ستاره ای و . . . . از پروتون ها و نوترون ها ساخته شده اند . تا مـدت ها گمان
براین بــودکه این ذرارت ( پروتون . نوترون و الکترون ) ذرات بنیادی سازنده عـــالم هستند ونمی توان آنــهارا به اجزای کوچکتــری تقسیم
کرد . ایــن باور هنوز در مورد الکترون وجـود دارد . اما تبدیل پروتون و نوترون به
یکدیگر دربرخی واکنش های هسته ای وآزمایش هـای پیشرفـته تــری که درشتاب دهنده هــای ذرات بنیادی انجام شد ، نشان دادکه
آنـها از ذرات سازنده کوچکتـری به نام کوارک ساخته شده اند . البته کوارک هـانیزانواع مختلفی
دارند . تـا کنون شش نوع کـوارک شناخته شـــده است که با اسامی جالبی نـامگذاری شده انــد: بالا وپایین (up,down) ،افسون وشگفت (charm,strange) وسر و ته (top,dottom) . انتخاب ایـــن اسامی معنی خاصی ندارد ،
چــون کـوارک هــا نه بالا و پایین دارنــد ونه سر وته ! پروتون هــا ونوترون هـا از
دو کـوارک اول ساخـته می شونـد. دو کوارک
d ویک کوارک u پروتون رامی سازنـد. دوکوارک u و یـک کوارکd نـــوترون را می سازنــد . بــرای
نـــگه داشتن کوارک هـا کنار یکدیگرچسب مخصوصی لازم است . این وظیفه به عهده ذرات دیــگری است که گلوئون نام دارنـد . درحالت طبیعی
نمی تـوان کوارک هـا را بـه صورت آزاد و مـنفرد یافت . بیشتر مـاده موجــود درعــالم
از کوارک هــا ساخته شده است . ایــن کوارک ها درگروهای سه تایی دربسته ای از جنس گلوئون ها مقید شده انـد . اما در مـرکز یک ستاره
نوترونی بی انـدازه چگال ممکن است نوترون ها آن چنان فشرده شونـد که ساختارشان درهم
بشکند و ماده به دریایی ازکوارک های آزاد وگلوئون ها و الکترونها تبدیل شود. حروف u و d کوارک های اولیه در نوترون و پروتون و s کوارک دیگری است که دراین
تبد یل وتحت فشار زیاد به وجـود آمده است. e الکترون و g گلوئون است . اما اگر چگالی و فشارآن قـدرزیاد باشدکه ساختار پروتون هـا و
نوترون هـا درهـم بشکند . شاید ماده جدیدی خلق شودکه دیگر ساختارشناخته شده قبلی ماده را ندارد . دیگرنمی توان از ذره یا ذرات به صورت
مشخص نام برد ، چرا که ماده به دریای یکپارچه ای از کوارک ها ، الکترون ها وگلوئون ها
تبد یل شده است . چگالی این مـاده از چگالی هستهء اتـم هـاکه شامل پروتون ها ونوترون هـای مجزاست ، بسیار بیشتر است و خاصیت های آن نیز
با خواص ماده معمولی بسیار متفاوت خواهد بود . دانشمندان این ماده جدید را ماده
کوارکی یا "ماده شگفت" نامیده‌اند . ماده شگفت ممکن است پایدارترین شکل ممکن
ماده باشد . تا کنون این عنوان به هسته اتم آهن اطلاق می شد که نقطه پایانی واکنش های هسته ای در مرکز ستاره های سنگین و پر جرم است . اگر
چنین باشد ، پس ازساخته شدن ماده شگفت ، برای نگهداری آن به همین شکل فشرده نیازی
به گرانش نخواهد بود . برخی نظریه پردازان معتقد ند این ماده بسیار چگال می تواند هر شکل دیگری از ماده راکه با آن برخوردکند درهم
بشکند وتبدیل به ماده شگفت کند . اما جای نگرانی نیست ، چــرا که حتی اگرایــن اتفاق
بیفتد ، سرعت انجام آن بسیار کم است . به هرحال اگر کمی ماده شگفت روی زمین یا خورشید بریزد ، به سرعت به سمت مرکز می رود و در همان جا
باقی می ماند ، بدون اینکه آسیبی به محیط اطراف وارد کند . فیزیکدانان ذرات بنیادی
نیز امیدوارند بتوانند با استفاده از شتاب دهنده نسبیتی آزمایش بروکهاون در مدت بسیار کوتاهی کوارک وگلوئون های آزاد ایجاد کنند (که
البته این وضعیت بسیار ناپایدار است). آسمان بالای سر ما و اجرام گوناگونی که در این فضای
بی انتها قرار دارند آزمایشگاهی طبیعی در اختیار اختر شناسان قرار داده اند تا بتوانند گاهی فیزیکدان ها را پشت سر بگذارند و خیلی سریعتر

از آزمایشگاه های زمینی به نتیجه برسند.



نظریه کوانتومی

در سالهای پایانی سده ی نوزدهم میلادی دانشمندان پدیده هایی را مشاهده کردند که دیگر با فیزیک کلاسیک قابل توجیه نبودند. امروزه به مجموعه ی نظریه ها و قانون هایی که به توجیه این پدیده ها می پردازد. فیزیک جدید (یا نوین) می گویند. شالوده ی فیزیک جدید را نظریه های «نسبیت» و «کوانتوامی» تشکیل می دهد. نظریه ی نسبیت مربوط به مطالعه ی پدیده ها در سرعتهای بسیار زیاد و نزدیک به سرعت نور است و نظریه کوانتومی به مطالعه ی پدیده ها در مقیاس های بسیار کوچک مانند مولکوها ، اتم ها و ذره های زیر - اتمی می پردازد.


نظریه ی نسبیت را برای اولین بار انیشتین عرضه کرد. نظریه کوانتوامی نتیجه پژوهش های فیزیکدانان بسیاری از جمله پلانک، انیشتین، بور، شرودینگر و .... بوده است.
تابش از سطح اجسام :

اجسام در دماهای بالا از سطح خود نور مرئی گسیل می کنند. از سطح همه ی اجسام در هر دمایی موج های الکترو مغناطیسی گسیل می شوند. گسیل موج های الکترومغناطیسی از سطح اجسام را تابش گرمایی می نامند. این تابش را می توان به رنگ های مختلف تجزیه کرد و طیف آن را به دست آورد. اگر بین طول موج هایی که در یک طیف وجود دارد فاصله ای نباشد آن طیف را طیف پیوسته می گوییم.

آزمایش نشان می دهد که تابش گسیل شده از هر جسم به دمای آن و برخی خصوصیات سطح آن بستگی دارد و در آن همه ی طول موج ها از فروسرخ، مرئی و فرابنفش به صورت یک طیف پیوسته وجود دارد.

اجسام در دمای معمولی مثل دمای اتاق یا کمی بالاتر موج هایی در ناحیه فروسرخ گسیل می کنند. اما وقتی دمای جسم به اندازه کافی بالا رود از آن نور قرمز رنگ و در دمای بالاتر حتی نور سفید رنگ گسیل می شود.
ضریب جذب

نسبت مقدار انرژی تابشی جذب شده توسط هر جسم به انرژی تابش فرودی را جذب کند، جسم سیاه نام دارد یعنی برای جسم سیاه می باشد. (برای همه طول موج ها)
شدت تابشی

شدت تابشی یک جسم برابر است با مقدار کل انرژی موج های الکترومغناطیسی که درباره زمانی یک ثانیه از واحد سطح آن جسم گسیل می شود.

هر چه ضریب جذب جسم بالاتر باشد، شدت تابشی آن نیز بالاتر خواهد بود پس جسم سیاه دارای بالاترین شدت تابش در هر دمایی است جسم سیاه بهترین گسیلنده ی موج های الکترومغناطیسی و بهترین جذب کننده ی این موج هاست.
تابندگی

مقدار تابش گسیل شده را با کمیتی به نام تابندگی مشخص می کنند. تابندگی یک جسم در هر طول موج برابر است با مقدار انرژی موج های الکترومغناطیسی با طول مج های بین و که در واحد زمان از واحد سطح جسم گسیل می شود.

هر چه دمای جسم سیاه بیشتر باشد، تابندگی جسم سیاه بیشتر خواهد بود. هر چه بسامد موج گسیل شده بشتر باشد، تابندگی بیشتر خواهد بود. هر چه طول موج موج گسیل شده بیشتر باشد تابندگی کمتر خواهد بود.
ناتوانی فیزیکی کلاسیک در توجیه نظری تابش جسم:









یکی از ناسازگاری های بین نتایج محاسبات مبتنی بر فیزیک کلاسیک و نتیجه های تجربی، آن است که محاسبه های کلاسیکی پیش بینی می کنند که مقدار انرژی تابشی گسیل شده با طول موج بسیار کوتاه باید نامتناهی باشد. اما همانطور که در نمودار تجربی می بینید مقدار این انرژی بسیار کوچک است.



نظریه ی پلانک درباره تابش بر این فرض استوار بود که «انرژی تابشی جسم کوانتوامی است

تعریف کمیت کوانتوامی


کمیت های گسسته کمیت هایی هستند که فقط می توانند مقادیر خاصی را اختیار کنند. در فیزیک به این کمیت ها «کمیت های کوانتوامی» می گویند. کمیت کوانتوامی فقط می تواند مضرب درستی از یک مقدار پایه ی مشخص را اختیار کند. کمتری مقدار یک کمیت کوانتوامی را مقدار پایه یا «کوانتوم» آن کمیت می نامند.
نظریه پلانک درباره تابش

بنابر نظریه ی پلانک مقدار انرژی که جسم به صورت موج های الکترومغناطیسی گسیل می کند. همواره مضرب درستی از یک مقدار پایه است و این مقدار پایه به بسامد موج الکترومغناطیسی بستگی دارد.

n یک عدد صحیح مثبت ، h ثابت پلانک و بسامد موج و E انرژی موج الکترومغناطیسی است. مقدار و یا می باشد.

مقدار کوانتوم انرژی تابشی گسیل شده با بسامد است و n تعداد کوانتوم ها (عدد کوانتوامی) است.
فوتون و پدیده ی فوتو الکتریک

وقتی نوری با طول موج بسیار کوتاه - مانند نور فرابنفش - به کلاهک فلزی یک برق نمای باردار منفی می تابد، باعث تخلیه ی برق نما می شود. این تخلیه ی الکتریکی، به دلیل جدا شدن الکترون ها از سطح کلاهک فلزی روی می دهد. این پدیده یعنی جداشدن الکترون ها از سطح یک فلز توسط تاباندن نور به آن را پدیده ی فوتو الکتریک و الکترون های گسیل شده از سطح فلز را فوتو الکترون می نامند.

در دستگاه زیر دو الکترود فلزی Aو B در یک محفظه ای خلاء قرار دارند و از بیرون به یک منبع ولتاژ قابل تنظیم متصل شده اند. الکترود A در مقابل یک چشمه ی نور تکفام (تک بسامد) قرار دارد.







هر گاه پرتوی تک بسامدی را (فرابنفش) به الکترود A بتابانیم، در مدار جریان الکتریکی مشاهده می شود.

وجود این جریان را به این صورت تفسیر می کنیم که تاباندن نور باعث جدا شدن فوتو الکترون ها از سطح A و گسیل آنها شده است. اگر این الکترون ها انرژی جنبشی کافی داشته باشند، به الکترود B می رسند و جریان برقرار می شود.

با تغییر دادن ولتاژ V می توان منحنی تغییرات جریان I بر حسب V را به دست آورد.







این نمودار نشان می دهد که با افزایش ولتاژ V تعداد بیشتری از فوتو الکترون ها به سمت B کشیده می شوند و جریان زیاد می شود، تا جائیکه الکترود B تمام فوتو الکترود B تمام فوتو الکترون ها را می گیرد و مقدار V دیگر زیاد نمی شود.

برای مقدارهای منفی V ( یعنی وقتی الکترود B به پایانه ی منفی منبع ولتاژ متصل شده است) جهت جریان عوض نمی شود، با کاهش V جریان کاهش می یابد تا اینکه به ازای یک ولتاژ V.- جریان صفر می شود که به آن ولتاژ متوقف کننده می گویند و به ازای مقادیر کمتر از -v. هیچ فوتوالکترونی به B نمی رسد.

مقدار ولتاژ متوقف کننده به شدت پرتوی ورودی بستگی ندارد و به بسامد نور فرودی و جنس الکترود A بستگی دارد.
ناتوانی فیزیک کلاسیک در تفسیر پدیده ی فوتوالکتریک

فیزیک کلاسیک در تفسیر نتیجه های تجربی مربوط به پدیده ی فوتوالکتریک با دو شکل رو به رو شد.

1- بنابراین قانون های فیزیک کلاسیک ، با افزایش شدت نور فرودی با الکترود A، و در نتیجه افزایش میدان الکتریکی مربوط به موج الکترو مغناطیسی ، می توانیم Kmax (بیشینه انرژی جنبشی الکترون) را افزایش دهیم. در حالی که در منحنی ها دیدیم که V. و در نتیجه Kmax مستقل از شدت نوری است که بر الکترود می تابد.

2- اگر شدت نور برای گسیل فوتو الکترون ها از الکترود A کافی باشد، اثر فوتوالکتریک باید در هر بسامدی رخ دهد. در حالی که دیدیم اگر بسامد نوری که بر A فرود می آید کمتر از بسامد قطع باشد، اثر فوتوالکتریک رخ نمی دهد


http://www.fizix.mihanblog.com/page/4

عکس زیبایی از آخرین شفق قطبی


 

شامگاه گذشته، طوفان قدرتمند ذرات بارداری که 3 روز پیش در اثر فوران خورشید رهسپار زمین شده بود . . . 


برای دیدن عکس بزرگ و با کیفیت اینجا کلیک کنید
شامگاه گذشته، طوفان قدرتمند ذرات بارداری که 3 روز پیش در اثر فوران خورشید رهسپار زمین شده بود، به زمین رسید و این شفق قطبی زیبا را در مدار شمالی زمین پدید آورد. هوای نیمه‌ابری و دریای آرام نروژ هم به زیبایی این چشم‌انداز افزوده است. 

شفق قطبی وقتی پدید می‌آید که ذرات باردار پرانرژی خورشید که با سرعت چند صد کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کنند، میدان مغناطیسی زمین را تحت تاثیر قرار می‌دهند و با حرکت در میدان مغناطیسی، در مدار قطبی زمین وارد جو می‌شوند. ذرات خورشیدی، انرژی خود را به مولکول‌های هوا منتقل می‌کنند و آن‌ها را به نورافشانی وادار می‌کنند.

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :