تبلیغات
علمی - مطالب فیزیک
شنبه 10 مهر 1395  09:37 بعد از ظهر
نوع مطلب: (ملکول ،اتم ،سرعت ،صوت ،فیزیک ،) توسط: Mohammad Sadr

صوت
صوت ریشه در کلمه یونانی فون به معنی ارتعاش دارد . 
صدا یا صوت از انواع انرژی است که از تحرک ذرات ماده بوجود می‌آیند به این گونه که یک ذره با حرکت (برخورد) خود به ذره‌ای دیگر ذرهٔ دیگر را به حرکت درمی‌آورد و به همین ترتیب است که صوت نشر می‌یابد. صدا ارتعاشیست که توسط حس شنوایی انسان درک می‌شود. ما معمولاً اصواتی که درهوا حرکت می‌کنند را می‌شنویم ولی صدا می‌تواند در گاز، مایع و حتی جامدات نیز حرکت کند.
وقتی کسی صحبت می کند هوای داخل ششها از میان دو پرده نازک در نای به تمام تارهای صوتی عبور می کند این دو پرده نازک که مرتعش شده و هوا را جبهه جبهه ( کپه کپه )‌به بیرون می فرستد. در هر ثانیه صدها و گاهی اوقات هزاران جبهه هوا ساخته می شود بطوریکه هوا بین گلو و دهان با مکانیزم لوله ها ی صوتی مرتعش می شود این ارتعش تحت تاثیر چگونگی قرار گرفتن زبان ـ دندانها ـ لب و سایر عوامل قرارمی گیرد .این هوای مرتعش باعث تغییرات جزئی در اطراف شخص صحبت کننده می شود که به آن صوت می گوییم . 
سرعت صوت در جامدات به دلیل تراکم زیاد مولکولها، بیشتر از مایعات و در مایعات نیز بیشتر از گازها است. صوت بر خلاف امواج دیگر مانند نور و گرما فقط در محیطی نشر می‌یابد که ماده وجود داشته باشد و این بدین معناست که اگر بر سطح ماه (که هوایی وجود ندارد) انفجاری روی دهد صدای آن شنیده نخواهدشد. از واحد دسی‌بل نیز برای اندازه‌گیری شدت صوت استفاده می‌کنند. محدودهٔ شنوایی انسان بین ۲۰ تا ۲۰۰۰۰ هرتز می‌باشد.
بهترین روش نمایش ارتعاشات با تغییرات سریع استفاده از دستگاه ‹‹ نوسان نما ›› یا اسیلوسکوپ که شبیه یک تلویزیون هست ، می باشد . 
ویژگی ها:
ویژگیهای صدا عبارتند از بسامد، طول موج، دامنه و سرعت

بسامد و طول موج
بسامد تعداد تغییرات فشار هوا در هر ثانیه در یک نقطهٔ ثابت است که موج صدا در حال گذر از آن می‌باشد. یک چرخهٔ نوسانی ساده در یک ثانیه برابر با یک هرتز است. طول موج برابر فاصلهٔ بین دو قلهٔ متوالی بوده که موج در مدت زمان یک چرخهٔ نوسانی آنرا طی می‌کند.

سرعت صوت
سرعت انتشار صوت بستگی به نوع، دما و فشار محیطی که صوت در آن منتشر می‌شود دارد. در شرایط طبیعی از آنجایی که هوا تقریباً بصورت یک گاز کامل رفتار می‌کند سرعت صوت وابسته به فشار هوا نخواهد بود. در هوای خشک در دمای ۲۰ درجهٔ سانتیگراد سرعت صوت حدوداً ۳۴۳ متر در ثانیه یعنی حدوداً یک متر در هر ۳ هزارم ثانیه است. سرعت صوت همچنین وابسته به بسامد و طول موج است؛ بنابراین یک صوت ۳۴۳ هرتزی طول موج یک متر خواهد داشت.

سرعت صوت فاصله‌ای‌ است که یک موج صوتی در مدت زمان یک ثانیه در یک سیال می‌پیماید. سرعت صوت مشخص می‌کند که این موج در بازهٔ مشخصی از زمان چه مسافتی را طی می‌کند. در هوای خشک و در دمای ۲۰ درجه سانتی‌گراد (۶۸ درجه فارنهایت)، سرعت صوت ۳۴۳٫۲ متر بر ثانیه (۱۱۲۶ فوت بر ثانیه)، ۱۲۳۶ کیلومتر بر ساعت (۷۶۸ مایل بر ساعت) یا به طور تقریبی، یک کیلومتر در سه ثانیه و یا تقریباً یک مایل در پنج ثانیه است. در دینامیک سیالات، سرعت صوت در یک سیال (گاز یا مایع)، به عنوان یک ابزار حساب‌گری نسبی خود سرعت استفاده می‌شود. سرعت یک شیئ (فاصله بر زمان) تقسیم بر سرعت صوت در سیال به عنوان عدد ماخ شناخته می‌شود. اشیایئ که با سرعت بیشتر از یک ماخ حرکت می‌کنند، در سرعت‌های سوپرسونیک حرکت می‌کنند.

سرعت صوت در یک گاز ایده‌آل، مستقل از فرکانس است (این جمله نیاز به ذکر منبع دارد) وتابعی از ریشهٔ دوم دمای مطلق است ولی به فشار یا چگالی آن گاز وابسته نیست. برای گازهای مختلف، سرعت صوت به طور معکوس به ریشه دوم میانگین جرم مولکولی گاز بستگی دارد.

در گفتگوهای مرسوم روزمره، منظور از سرعت صوت، سرعت موج صوتی در سیالِ هوا است. با این حال، سرعت صوت از یک ماده به مادهٔ دیگر متفاوت است. صوت در مایعات و جامدات نامتخلخل سریع‌تر از هوا، حرکت می‌کند. می‌توان گفت سرعت صوت در آب حدود ۴٫۳ برابر (۱۴۸۴ متر بر ثانیه)، و در آهن تقریباً ۱۵ برابر (۵۱۲۰ متر بر ثانیه) سرعت آن در هوای ۲۰ درجه سانتی‌گراد است.

سرعت صوت در فلزات و جامدات، مایعات، درون محیط‌هایی که فشردگی هوای آن‌ها نسبت به محیط آزاد بیشتر است، مناطق سرد و مرطوب و پست تر از دریا، مناطق سرد و مرطوب در کنار دریا، مناطق سرد و مرطوب بالاتر از دریا، مناطق مرطوب بالاتر از دریا نسبت به هوای آزاد در حالت عادی به ترتیب ذکر شده بیشتر است. صوت از محیط‌هایی که مادی نیستند (در آنجا ماده وجود ندارد) نمی‌تواند عبور کند.


منابع: fa.wikipedia.org , danesh.roshd.ir



  

                  




  • آخرین ویرایش:شنبه 10 مهر 1395
  • برچسب ها:صوت ،
نظرات()   
   

ماهواره

اولین ماهواره جهان توسط روسیه

اسپوتنیک-۱ (به روسی به معنی همسفر-۱) نخستین ماهواره فضایی جهان بود که در تاریخ ۱۲ مهر ۱۳۳۶ (۴ اکتبر ۱۹۵۷) توسط اتحاد جماهیر شوروی از پایگاه فضایی بایکونور به مدار زمین پرتاب شد. پرتاب اسپوتنیک-۱ به مدار زمین آغازگر عصر فضا و مسابقه فضایی بود.

این ماهواره که با نام «پی-اس-۱» یا «ماهواره مقدماتی-۱» (به روسی: Простейший Спутник-۱) نیز شناخته می‌شد، به مدت سه ماه با سرعتی برابر ۲۹٬۰۰۰ کیلومتر در ساعت در مدار زمین حرکت می‌کرد و بطور متوسط هر ۹۲ دقیقه یکبار یک مدار کامل را می‌پیمود. سیگنال‌های رادیویی این ماهواره بصورت «بیپ بیپ»های متوالی با فرکانس ۲۰٫۰۰۵ و ۴۰٫۰۰۱ مگاهرتز به زمین مخابره می‌شدند، و توسط گیرنده‌های رادیویی در اقصی نقاط زمین قابل دریافت بودند. پرتاب اسپوتنیک-۱ چه به لحاظ علمی و چه از نظر سیاسی یکی از مهمترین رویدادهای قرن بیستم محسوب می‌شود. مطالعه امواج رادیویی دریافتی از اسپوتنیک در زمین، اطلاعات زیادی را در مورد حرکت امواج رادیویی در یونوسفر برای دانشمندان فراهم آورد. همچنین با اندازه‌گیری کاهش سرعت مداری اسپوتنیک-۱ به خاطر اصطکاک با لایه‌های فوقانی اتمسفرزمین، پژوهشگران برای نخستین بار توانستند چگالی لایه‌های فوقانی اتمسفر زمین را با دقت بالایی تخمین بزنند. مجله نیوساینتیست در مقاله‌ای در سپتامبر ۲۰۰۷، پرتاب اسپوتنیک را به دلیل شتاب دادن به سرمایه‌گذاری‌های بین‌المللی در زمینه دانش و فناوری، به عنوان بزرگترین عامل توسعه دانش در تاریخ بشر برشمرده است.

ارسال پیام‌های رادیویی از ماهواره اسپوتنیک-۱ به مدت ۲۲ روز و تا خالی شدن باتری‌های آن ادامه داشت. سرانجام ماموریت اسپوتنیک-۱ پس از سه ماه و طی مسافتی بیش از ۶۰ میلیون کیلومتر در مدار زمین، در تاریخ ۱۴ دی ۱۳۳۶ (۴ ژانویه ۱۹۵۸) با سقوط آن به جو زمین به پایان رسید و در اثر اصطکاک شدید با اتمسفر سوخت و از بین رفت.

رقابت فضایی

اولین ماهواره مصنوعی، اسپوتنیک ۱ Sputnik  بود که توسط شوروی در ۴ اکتبر ۱۹۵۷ شروع به کار کرد؛ که این باعث به راه افتادن یک رقابت فضایی بینشوروی و آمریکا شدآمریکا نیز اولین ماهواره خود را در ۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ به فضا پرتاب کرد. بزرگترین ماهواره مصنوعی که هم اکنون به دور زمین می‌چرخد ایستگاه بین‌المللی فضایی می‌باشد.

کشورسال پرتابنخستین ماهواره
 اتحاد جماهیر شوروی ( روسیه)۱۹۵۷اسپوتنیک ۱
 ایالات متحده آمریکا۱۹۵۸اکسپلورر ۱
 فرانسه۱۹۶۵آستریکس
 ژاپن۱۹۷۰اسومی
 چین۱۹۷۰دونک فانگ هونگ ۱
 بریتانیا۱۹۷۱پراسپرو ایکس-۳
 هند۱۹۸۰روهینی
 اسرائیل۱۹۸۸اوفک-۱
 اوکراین۱۹۹۵سیچ-۱
 ایران۲۰۰۹امید ۱
 کره شمالی۲۰۱۲اونها

ماهواره امید نخستین ماهواره ایرانی

Omid 0665.jpg

ماهوارهٔ اُمید، نخستین ماهواره ساخت کشور ایران است که تمام تجهیزاتش در سازمان فضایی ایرانطرّاحی و تولید شده‌است. ساخت ماهوارهٔ تحقیقاتی «امید» از ۱۵ اسفند ۱۳۸۴ آغاز گردید و طی ۲ سال آماده انجام تست‌های مشترک شد.

ماهواره «امید» بامداد ۳ فوریه ۲۰۰۹ میلادی (۱۵ بهمن ۱۳۸۷) و در سی‌امین سالگرد پیروزی انقلاب ۱۳۵۷در مدار فضا قرار گرفت.[۵] و در ۵ اردیبهشت ۱۳۸۸ با جو غلیظ مناطق غربی آمریکای جنوبی و اقیانوس آرام برخورد کرد و به کار ۸۲ روزهٔ خود پایان داد.

در سال ۲۰۰۸ میلادی ابتدا ستاد کل نیروهای مسلح ایران اعلام کرد که ماهواره امید با یک «موشک ایرانی» به فضا فرستاده شده‌است اما ساعاتی بعد خبر پرتاپ ماهواره امید تکذیب و تاکید شد که تنها موشک ماهواره بر سفیر امید، که قرار است در آینده ماهواره امید را به فضا منتقل کند، آزمایش شده‌است.

ناسا تایید کرد که این پرتاب موفقیت آمیز بوده‌است. هم‌چنین محمود احمدی‌نژاد، رئیس جمهور سابق ایران گفت «این ماهواره پرتاب شد تا یکتاپرستی و صلح و عدالت را در جهان بگسترد».وزیر امور خارجه منوچهر متکی گفت این ماهواره پرتاب شد تا نیازهای کشور را برآورده سازد و کاملاً برای اهداف صلح آمیز است. منابع ارتش آمریکا خاطرنشان کردند که این پرتاب باعث نگرانی است اما تعادل قدرت را در منطقه تهدید نمی‌کند.

امید دوّمین ماهواره ایران در مدار بود. اولین ماهواره سینا ۱ است که توسط روسیه در سال ۲۰۰۵ ساخته و برای ایران به فضا پرتاب شده‌است.

پیش از ایران هشت کشور؛ شوروی (۱۹۵۷)، ایالات متحده آمریکا (۱۹۵۸)، فرانسه (۱۹۶۵)، ژاپن (۱۹۷۰)،چین (۱۹۷۰)، بریتانیا (۱۹۷۱)، هند (۱۹۸۰) و اسرائیل (۱۹۸۸) مستقلاً موفق به پرتاب ماهواره شده بودند.

مشخصات فنی 

  • نوع ماهواره: مخابراتی
  • ابعاد کلی سازه در حالت بسته:۳۸ در ۳۸ در ۳۸ سانتیمتر
  • وزن: ۲۷ کیلو گرم
  • کنترل حرارات: غیرفعال
  • باند فرکانس: UHF

انواع ماهواره

ماهواره ضد سلاح

ماهواره ضد سلاح، که بعضی مواقع ماهواره‌های کشنده نیز خوانده می‌شوند، ماهواره‌هایی هستند که برای خراب کردن ماهواره‌های دشمن و دیگر سلاح‌های مداری و اهداف دیگر طراحی شده‌اند؛ که آمریکا(در حال تحقیق و توسعه) و روسیه، از این نوع ماهوارهها، در اختیار دارند.

ماهواره‌های ستاره‌شناختی

ماهواره‌های ستاره‌شناختی که برای مشاهده فاصله سیاره‌ها وکهکشان‌ها و دیگر اشیای خارجی فضا، استفاده می‌شود.

ماهواره‌های زیستی

ماهواره‌های زیستی، ماهواره‌هایی هستند که برای حمل ارگانیسم‌های زنده، طراحی شده‌اند. عموماً برای آزمایش‌های علمی استفاده می‌شوند.

ماهواره‌های مخابراتی

ماهواره‌های مخابراتی، ماهواره‌هایی هستند که برای اهداف ارتباط راه دور، در فضا قرار گرفته‌اند. ماهواره‌های مخابراتی مدرن، نوعاً از مدارهای زمین‌همگام، مولنیا (Molniya) و پایین‌زمینی استفاده می‌کنند.

ماهواره‌های مینیاتوری

ماهواره‌های مینیاتوری، ماهواره‌هایی هستند که دارای وزن کم و سایز کوچک، به طور غیر عادی می‌باشند. طبقه‌بندی جدیدی که برای گروه بندی این ماهواره‌ها استفاده می‌شود، عبارت است از:

  • ماهواره‌های کوچک (۵۰۰–۲۰۰ کیلوگرم)
  • ماهواره‌های میکرو (زیر ۲۰۰ کیلوگرم)
  • ماهواره‌های نانو (زیر ۱۰ کیلوگرم)
ماهواره‌های هدایت‌کننده

ماهواره‌هایی هستند که از پخش کردن سیگنال‌های رادیویی استفاده می‌کنند تا دریافت کننده‌های موبایل را در زمین فعال نمایند تا مکان دقیق آن‌ها مشخص شود.

ماهواره‌های اکتشافی

ماهواره‌های مشاهداتی زمین یا ماهواره‌های مخابراتی می‌باشند، که برای کاربردهای نظامی و جاسوسی مستقر شده‌اند.

ماهواره‌های زمین‌شناسی

ماهواره‌های زمین‌شناسی، ماهواره‌هایی هستند که برای نظارت بر محیط، هواشناسی و ساختن نقشه استفاده می‌شوند.

ماهواره‌های تتر

به ماهواره‌هایی که به وسیله یک کابل که به ماهواره‌ای دیگر متصل شوند، تتر (افسار) می‌گویند.

ماهواره‌های هواشناسی

ماهواره‌های هواشناسی، که به طور ابتدایی برای نشان دادن آب و هوای کره زمین به کار می‌روند.




منابع : ویکی پدیا - http://www.iritn.com - http://www.aio.ir - http://edu.tebyan.net




  

                  


نظرات()   
   
پنجشنبه 20 اسفند 1394  04:10 بعد از ظهر

فناوری های سیستمهای فتوولتائیک

سلول فتوولتائیک نور خورشید را مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. اصل مقدماتی در این تکنولوژی پدیده ” فتوالکتریک “ است که اولین بار توسط انیشتین مطرح گردید."فتو"به معنای نور و "ولتائیک" به معنای الکتریسیته می باشد. عنصر اصلی در ساخت سلولهای خورشیدی، نیمه هادیهایی مانند سیلیکون و گالیم آرسناید می باشد. اساس کار سلولهای خورشیدی بر مبنای تئوری الکترونهای مدارات اتم قابل توجیه است.

در سطح خارجی تراز انرژی اتم دو سطح تراز مشخص وجود دارد. سطح تراز ظرفیت اتم(والانس) که در عملیات شیمیایی دخالت دارد و سطح تراز هدایت اتم(لایه هدایت) که در هدایت الکتریکی نقش دارد. همان طور که میدانید هر اتم برای اینکه از تراز ظرفیتی خود به تراز هدایت انتقال یابد، احتیاج به مقدار مشخصی انرژی دارد که به آن انرژی گپ می گویند. علت استفاده از نیمه هادی های هم دقیقا به این خاطر است که این عناصر نیاز به انرژی گپ بسیار پائین دارند تا به تراز هدایت منتقل گردند و با حرارتی کم در حد حرارت محیط می توانند این انرژی را تامین نمایند. در نیمه هادیها با اضافه کردن ناخالصی به کریستال خالص آنها می توان میزان انرژی گپ را بیش از پیش کاهش داد. اگر به سیلیسیم که یک نیمه هادی است فسفر اضافه شود دارای بار منفی و اگر ( بر ) اضافه شود دارای بار مثبت می گردد.

حال اگر به الکترونی که در تراز ظرفیت است انرژی بیش از مقدار انرژی گپ داده شود به تراز هدایت منتقل شده و باعث ایجاد الکترون و حفره ای آزاد می گردد. لذا از همین خاصیت برای ساخت نیمه هادی های نوع N و P استفاده می گردد.

در اثر برخورد نور به سطح نیمه هادی نوع PN و کسب انرژی گپ، حاملهای بار(الکترون  حفره) بوجود آمده که می توانند در داخل نیمه هادی حرکت نموده و تولید الکتریسیته نمایند.

 انرژی خورشیدی 2 1

مواد گوناگونی تاکنون در ساخت سلول های خورشیدی استفاده شده اند که بازده و هزینه-های ساخت متفاوتی دارند. در واقع این سلول ها باید طوری طراحی شوند که بتوانند طول موج های نور خورشید را که به سطح زمین می رسد با بازده بالا به انرژی مفید تبدیل کنند. موادی که برای ساخت سلول های خورشیدی استفاده می شوند را می توان در سه نسل طبقه بندی نمود.

 

نسل اول فنآوریهای فتوولتائیک: سلولهای کریستالی

سیلیکون یکی از فراوان ترین عناصر حال حاضر کره زمین می باشد. این عنصر یک نیمه هادی بسیار مناسب برای استفاده در سیستمهای فتوولتائیک می باشد. سلولهای کریستالی سیلیکون بسته به این که ویفرهای سیلیکونی به چه روش ساخته می شوند به ٢ دسته کلی تقسیم بندی می شوند: مونو کریستال سیلیکونی و پلی کریستال سیلیکونی. دسته دیگر از سلولهای کریستالی شامل گالیم آرسناید می باشد.

 

نسل دوم فنآوریهای فتوولتائیک: سلولهای خورشیدی تین فیلم

پس از بیش از ٢٠ سال تحقیق و توسعه، سلولهای خورشیدی تین فیلم شروع به گسترش نمودند. تین فیلم ها به طور قابل ملاحظه ای در هزینه تولید الکتریسیته نسبت به ویفرهای سیلیکونی کاهش ایجاد نمودند.

سه نوع اصلی سلولهای خورشیدی تین فیلم که در حال حاضر تجاری شده اند شامل:

  • سیلیکونهای آمورف (a-Si  و  a-Si/μc-Si)
  • کادمیوم تلورید (Cd-Te)
  • مس- ایندیم- سلنید (CIS) و مس  ایندیم  گالیم- دیسلنید (CIGS)



انرژی خورشیدی 2 2 

مقایسه ای از ضخامت سیلیکون مورد نیاز در تین فیلم ها و سلولهای کریستالی

 

نسل سوم فنآوریهای فتوولتائیک

فنآوری های این نسل در مرحله پیش از تجاری سازی به سر می برند. فنآوری های نسل سوم به دسته های زیر تقسیم می شوند:

  • CPV
  • سلول های خورشیدی ارگانیک
  • سلول های خورشیدی حساس به رنگ
  • سلول های خورشیدی پلیمری
  • سلول های خورشیدی مبتنی بر کریستال های مایع
منبع: http://www.suna.org.ir/



  

                  


نظرات()   
   
پنجشنبه 23 مهر 1394  12:49 بعد از ظهر

اتم چیست ؟

اتم کوچکترین واحد تشکیل دهنده یک عنصر شیمیایی است که خواص منحصر به فرد آن عنصر را حفظ می‌کند. تعریف دیگری آن را به عنوان کوچکترین واحدی در نظر میگیرد که ماده را میتوان به آن تقسیم کرد بدون اینکه اجزاء بارداری از آن خارج شود. اتم ابری الکترونی، تشکیل‌شده از الکترون‌ها با بار الکتریکی منفی، که هستهٔ اتم را احاطه کرده‌است. هسته نیز خود از پروتون که دارای بار مثبت است و نوترون که از لحاظ الکتریکی خنثی است تشکیل شده است. زمانی که تعداد پروتون‌ها و الکترون‌های اتم با هم برابر هستند اتم از نظر الکتریکی در حالت خنثی یا متعادل قرار دارد در غیر این صورت آن را یون می‌نامند که می‌تواند دارای بار الکتریکی مثبت یا منفی باشد. اتم‌ها با توجه به تعداد پروتون‌ها و نوترون‌های آنها طبقه‌بندی می‌شوند. تعداد پروتون‌های اتم مشخص کننده نوع عنصر شیمیایی و تعداد نوترون‌ها مشخص‌کننده ایزوتوپ عنصر است. 

نظریه فیزیک کوانتم تصویر پیچیده ای از اتم ارائه میدهد و این پیچیدگی دانشمندان را مجبور میکند که جهت توصیف خواص اتم بجای یک تصویر متوسل به تصاویر شهودی متفاوتی از اتم شوند. بعضی وقت ها مناسب است که به الکترون به عنوان یک ذره متحرک به دور هسته نگاه کرد و گاهی مناسب است به آنها عنوان ذراتی که در امواجی با موقعیت ثابت در اطراف هسته (مدار: orbits) توزیع شده اند نگاه کرد. ساختار مدار ها تا حد بسیار زیادی روی رفتار اتم تأثیر گذارده و خواص شیمیایی یک ماده توسط نحوه دسته بندی این مدار ها معین میشود.

ریشه لغوی

این کلمه ، از کلمه یونانی atomos ، غیر قابل تقسیم ، که از a- ، بمعنی غیر و tomos، بمعنی برش ، ساخته شده است. معمولا به معنای اتم‌های شیمیایی یعنی اساسی‌ترین اجزاء مولکول‌ها و مواد ساده می‌باشد.

تاریخچه شناسایی اتم 
اتم - ملكول - ساختار اتم

از مدتها قبل ،انسان می داند كه تمام مواد از ذرات بنیادی یا عناصر شیمیایی ساخته شده اند. از میان این مواد،مثلاً می توان از اكسیژن ،گوگرد ،و آهن نام برد .كوچكترین ذره آهن ،یك اتم آهن و كوچكترین ذره گوگرد ،یك اتم گوگرد نامیده می شود .
آهن خالص فقط دارای اتمهای آهن است و گوگرد خالصل نیز فقط اتمهای گوگرد دارد . اتمها جرمهای گوناگونی دارند .سبكترین آنها اتم هیدوژن است .
اتمهای آهن بسیار سنگینتر از هیدروژن و اتمهای "اورانیم" از اتمهای آهن سنگینترند ،یعنی جرمشان بیشتر ایت .واژه اتم ،از بان یونانی گرفته شده و معنای آن در واقع "ناگسستنی" یا "تقسیم ناپذیر" است .
امروزه ما می دانیم كه امها را هم می توان به اجزاء كوچكتر تقسیم كرد.ولی به هر حال ،اگر مثلاً یك اتم آهن را درهم بشكنیم ،اجزاء شكسته شده ،و دیگر آهن نسیتند و خصوصیات آهن را ندارند به این دلیل است كه در بسیاری از كتابهای شیمی تعریف زیر در باره واژه "اتم" آورده شده است :
"یك اتم كوچكترین سنگ بنای یك عنصرشیمیایی است كه كلیه خصوصیات ویژه آن عنصر را دارا بوده و در صورت تقسیم آن به اجزاء كوچكتر ،این خصوصیات را از دست خواهد داد ".
اتمها در مقایسه با كلیه چیزهایی كه ما در زندگی معمولی خود با آنها برخورد می كنیم ،خیلی خیلی كوچك هستند .قطر یك اتم تقریباً سانتیمتر یا 8 - 10×1 سانتیمتراست . با ذكر یك مثال می توان پی برد كه اتمها چقدر كوچك هستند :

برروی كره زمین تقریباً 5 میلیارد نفر زندگی می كنند. اگر هر نفر را یك اتم حساب كنیم و با این اتمها یك زنجیر بسازیم طول این زنجیر به زحمت 50 سانتیمتر خواهد شد .

مولكول چیست؟ اتمها می توانند برای ایجاد ذرات بزرگنر با یكدیگر پیوند پیدا كنند و به اصطلاح "مولكولها " را تشكیل دهند.به عنوان مثال ،دو اتم اكسیژن با یكدیگر تشكیل یك مولكول اكسیژن را می دهند. در طبیعت اغلب اوقات اتفاق می افتد كه امهای عناصر مختلف به صورت مولكول با یكدیگر اتحاد می یابند .
یكی از معروفترین این اتحادها مولكول آب است . كه ازیك اتم اكسیژن و دو اتم هیدوژن تشكیل شده است . یك مولكول آمونیاك ،یك اتم نیتروژن وسه اتم هیدوژن دارد .
آب و آمونیاك برخلاف اكسیژن و كربن عناصر شیمیایی نیستند بلكه تركیبات شیمیایی از عناصر متقاوت هستند .كوچكترین ذره چنین تركیبی مولكول نامیده می شود .چنانچه یك مولكول آب را تجزیه كنیم خصوصیات آب از دست می رود و فقط ذرات تشكیل دهنده آن یعنی هیدروژن و اكسیژن باقی می مانند كه خصوصیاتی كاملاً متفاوت با آب دراند .
مولكولهانیز مثل اتمها به طرز غیرقابل تصوری كوچك هستند دریك لیوان ـآب معمولی تقریباً 6000000000000000000000000 یا 24 10×6 مولكول آب وجود دارد . اگر این لوان آب را به میزان مساوی بر روی تمام اقیانوسها و دریاهای كره زمین پخش كنیم درهر لیتر از آب دریاها ،چندین هزار مولكول از آب لیوان وجود خواهد داشت . 
ساختار اتم چیست ؟ تقریباً 75سال پیش "ارنست رادر فورد " در انگلستان مطلبی را كشف كرد كه فیزیك اتمی جدید را نبیان گذارد . اما اكنون به این مطلب می پردازیم .این فیزیكدان بریتانیایی یك ورق نازك طلایی را مورد اصابت ذرات آلفا قرار داد تا در ون اتمها را شناسایی كند . 
اگر مواد در یك چنین ورق فلزی بطور متناسب و یكنواخت پخش بودند ذرات آلفا درهمان مسیر پرواز خود به حركت ادامه می دادند،اگر چه در این حالت كمی از سرعت ذرات آلفا كاسته می شد. تمام "ذرات آلفا" تقریباً به همین شكل رفتار كردند .البته تعداد كمی نیز كاملاً از مسیر خود منحرف شدند درست مثل اینكه به یك گلوله كوچك اما خیلی سنگین برخورد كرده باشند "رادرفورد " از این آزمایش چنین نتیجه گیری كرد كه تقریبا تمام جرم اتم طلا در یك هسته بسیار كوچك وناچیز تمركز یافته است .
هسته اتم كشف شده بود.امروز ه ما دقیقاً می دانیم ساختار اتم چیست ."اتم مانندیك منظومه شمسی كوچك است ". در مركز اتم یك هسته بسیار كوچك قرار دارد كه از نظر الكتریكی دارای با ر مثبت است و تقریباً تمام جرم اتم را تشكیل می دهد به دور این هسته ذرات كوچك و بسیار سبكی كه دارای بار الكتریكی منفی هستند یعنی الكترونها در حركت هستند. 
اتمها ی سنگین تر ین فلزات در وقاع دارای "ساختمانی اسفنجی " هستند و تقریبا فقط از فضای خالی تشكیل شده اند اگر هسته اتم را به برزگی یك گیلاس فرض كنیم ،ساختمان اتم با مدارهای اكترونی خود تقریبا به بزرگی "كلیسای دم " در شهر كلن خواهد بود .
قطر هستهه اتم تقریبا برابر سانتیمتر یا 12- 10سانتیمتر می باشد به عبارت دیگر 100میلیارد هسته اتم دركنار هم زنجیری به طول یك میلیمترخواهند ساخت .
ساده ترین اتم هیدروژن است . دراین اتم فقط یك الكترون به دور هسته بسیار كوچكی می گردد . در شرایط عادی این اكترون فقط پنج میلیارددم سانتیمتر یا 9- 10×5 سانتیمتر از هسته فاصله دارد .اما این الكترون می تواند روی مدارهای دور تری نسیت به هسته نیز قرار گیرد و در اینجاست كه متاسفانه و جه تشابه بین اتم و منظومه شمسی از بین می رود .
حركت الكترون فقط روی مدارهای ویژه و معین یا به عبارت دیگر"تراز انرژی " مشخصی امكان پذیر می بادش در حالی كه سیاره ها در هر فاصله دلخواهی از خورشید می توانند حركت كنند مثلا اگریك الكترون از یك مدار داخلی یا به عبارت دیگراز یكتراز پر انرژی تر به یك مدارداخلی یا یك تراز كم انرژی تر منتقل شود مقدار انرژی به شكل یك ذره یا "كوانت نوری " یا "فوتون" رها می وشد چون فقط مدارها یا ترازهای انرژی كاملاً معینی وجود دارد در نتیجه فقط ذره های نوری یا انرژی كاملاً معینی نیز منتشر خواهند شد و به عبارت دیگردرنمودار موجی طول موجهای كاملا معینی پدیدار می شوند كه انسان ار روی آنها می تواند درتمام كیهان یك انم هیدروژن را باز شناسایی كند.
این مطلب برای سایر عناصر شیمیایی نیزصادق است زیر بنای علم "طیف نگاری و طیف شناسی " می باشد كه به كمك آن مثلا می توان تشخیص داد چه نوع اتمهایی در آتمسفر خورشید وجود دارند .
مواد متنوعی که روزانه در آزمایش و تجربه با آن روبه رو هستیم، متشکل از اتم‌های گسسته است. وجود چنین ذراتی برای اولین بار توسط فیلسوفان یونانی مانند دموکریتوس (Democritus) ، لئوسیپوس (Leucippus) و اپیکورینز (Epicureanism) ولی بدون ارائه یک راه حل واقعی برای اثبات آن ، پیشنهاد شد. سپس این مفهوم مسکوت ماند تا زمانیکه در قرن 18 راجر بسکوویچ (Rudjer Boscovich) آنرا احیاء نمود و بعد از آن توسط جان دالتون (John Dalton) در شیمی بکار برده شد.
راجر بوسویچ نظریه خود را بر مبنای مکانیک نیوتنی قرارداد و آنرا در سال 1758 تحت عنوان:
Theoria philosophiae naturalis redacta ad unicam legem virium in natura existentium
چاپ نمود.

براساس نظریه بوسویچ ، اتمها نقاط بی‌اسکلتی هستند که بسته به فاصله آنها از یکدیگر ، نیروهای جذب کننده و دفع کننده بر یکدیگر وارد می‌کنند. جان دالتون از نظریه اتمی برای توضیح چگونگی ترکیب گازها در نسبتهای ساده ، استفاده نمود. در اثر تلاش آمندو آواگادرو (Amendo Avogadro) در قرن 19، دانشمندان توانستند تفاوت میان اتم‌ها و مولکول‌ها را درک نمایند. در عصر مدرن ، اتم‌ها ، بصورت تجربی مشاهده شدند.

اندازه اتم

اتم‌ها ، از طرق ساده ، قابل تفکیک نیستند، اما باور امروزه بر این است که اتم از ذرات کوچکتری تشکیل شده است. قطر یک اتم ، معمولا میان 10pm تا 100pm متفاوت است.

ذرات درونی اتم

در آزمایش‌ها مشخص گردید که اتم‌ها نیز خود از ذرات کوچکتری ساخته شده‌اند. در مرکز یک هسته کوچک مرکزی مثبت متشکل از ذرات هسته‌ای ( پروتون‌ها و نوترون‌ها ) و بقیه اتم فقط از پوسته‌های متموج الکترون تشکیل شده است. معمولا اتم‌های با تعداد مساوی الکترون و پروتون ، از نظر الکتریکی خنثی هستند.

طبقه‌بندی اتم‌ها

اتم‌ها عموما برحسب عدد اتمی که متناسب با تعداد پروتون‌های آن اتم می‌باشد، طبقه‌بندی می‌شوند. برای مثال ، اتم های کربن اتم‌هایی هستند که دارای شش پروتون می‌باشند. تمام اتم‌های با عدد اتمی مشابه ، دارای خصوصیات فیزیکی متنوع یکسان بوده و واکنش شیمیایی یکسان از خود نشان می‌دهند. انواع گوناگون اتم‌ها در جدول تناوبی لیست شده‌اند.
اتم‌های دارای عدد اتمی یکسان اما با جرم اتمی متفاوت (بعلت تعداد متفاوت نوترون‌های آنها) ، ایزوتوپ نامیده می‌شوند.

ساده‌ترین اتم

ساده‌ترین اتم ، اتم هیدروژن است که عدد اتمی یک دارد و دارای یک پروتون و یک الکترون می‌باشد. این اتم در بررسی موضوعات علمی ، خصوصا در اوایل شکل‌گیری نظریه کوانتوم ، بسیار مورد علاقه بوده است.

واکنش شیمیایی اتم‌ها

واکنش شیمیایی اتم‌ها بطور عمده‌ای وابسته به اثرات متقابل میان الکترون‌های آن می‌باشد. خصوصا الکترون‌هایی که در خارجی‌ترین لایه اتمی قرار دارند، به نام الکترون‌های ظرفیتی ، بیشترین اثر را در واکنش‌های شیمیایی نشان می‌دهند. الکترون‌های مرکزی (یعنی آنهایی که در لایه خارجی نیستند) نیز موثر می‌باشند، ولی بعلت وجود بار مثبت هسته اتمی ، نقش ثانوی دارند.

 

پیوند میان اتم‌ها

اتم‌ها تمایل زیادی به تکمیل لایه الکترونی خارجی خود و (یا تخلیه کامل آن) دارند. لایه خارجی هیدروژن و هلیم جای دو الکترون و در همه اتمهای دیگر طرفیت هشت الکترون را دارند. این عمل با استفاده مشترک از الکترونهای اتم‌های مجاور و یا با جدا کردن کامل الکترون‌ها از اتمهای دیگر فراهم می‌شود. هنگامیکه الکترونها در مشارکت اتمها قرار می گیرند، یک پیوند کووالانسی میان دو اتم تشکیل می‌گردد. پیوندهای کووالانسی قویترین نوع پیوندهای اتمی می‌باشند.

یون

هنگامیکه بوسیله اتم ، یک یا چند الکترون از یک اتم دیگر جدا می‌گردد، یون‌ها ایجاد می‌شوند. یون‌ها اتم‌هایی هستند که بعلت عدم تساوی تعداد پروتو ن‌ها و الکترون‌ها ، دارای بار الکتریکی ویژه می‌شوند. یون‌هایی که الکترون‌ها را برمی‌دارند، آنیون (anion) نامیده شده و بار منفی دارند. اتمی که الکترون‌ها را از دست می‌دهد کاتیون (cation) نامیده شده و بار مثبت دارد.

پیوند یونی

کاتیون‌ها و آنیون‌ها به علت نیروی کولمبیک (coulombic) میان بارهای مثبت و منفی ، یکدیگر را جذب می‌نمایند. این جذب پیوند یونی نامیده می‌شود و از پیوند کووالانسی ضعیفتر است

مرز مابین انواع پیوندها

همانطور که بیان گردید، پیوند کوالانسی در حالتی ایجاد میشود که در آن الکترون‌ها بطور یکسان میان اتمها به اشتراک گذارده می‌شوند، درحالیکه پیوند یونی در حالی ایجاد می‌گردد که الکترون‌ها کاملا در انحصار آنیون قرار می‌گیرند. بجز در موارد محدودی از حالتهای خیلی نادر ، هیچکدام از این توصیف‌ها کاملا دقیق نیست. در بیشتر موارد پیوندهای کووالانسی ، الکترون‌ها بطور نامساوی به اشتراک گذارده میشوند، بطوریکه زمان بیشتری را صرف گردش بدور اتم‌های با بار الکتریکی منفی‌تر می‌کنند که منجر به ایجاد پیوند کووالانسی با بعضی از خواص یونی می‌گردد بطور مشابهی ، در پیوندهای یونی ، الکترون‌ها اغلب در مقاطع کوچکی از زمان بدور اتم با بار الکتریکی مثبت‌تر می‌چرخند که باعث ایجاد بعضی از خواص کووالانسی در پیوند یونی می‌گردد.


  

                  


  • آخرین ویرایش:سه شنبه 28 مهر 1394
نظرات()   
   

ابرنواختر

گاهی ستارگان منفجر می شوند، از هم می پاشند و به ابر نواختر(Supernova) تبدیل می شوند. در این مقاله آنچه تاکنون درباره ابرنواختران معلوم شده است توضیح داده میشود و اجرام شگفت انگیزی که پس از انفجار ستاره ای برجای می مانند، شرح داده می شود.

ابرنواختران 

ستارگانی که جرم کم یا متوسط دارند، مراحل نهایی زندگی خود را – به صورت غول های سرخ – به آرامی سپری می کنند، اما ستارگان بسیار پرجرم تر از خورشید به طریقی ظاهرا عجیب می میرند و به اجرامی با ویژگیهای باور نکردنی تبدیل می شوند. انهدام انفجاری ستاره به آنچه ابرنواختر نامیده میشود، می انجامد ( که بسیار نورانی تر از نواختر است) و باقیمانده ستاره را به صورت یک تپ اختر ( پالسار )، یا ستاره نوترونی و یا شاید سیاهچاله برجای می گذارند.

درخشندگی ابرنواختران 

هنگامی که آتش ابرنواختر بر می فروزد، نورانیت ستاره به طور اعجاب آوری افزایش می یابد که بسیار بیشتر از افزایش نورانیت در مورد نواختران است. در حالی که نواختر حداکثر به درخشندگیی می رسد که آن را به یکی از نورانی ترین ستارگان کهکشان بدل می کن ، ابرنواختر به چنان نورانیتی دست می یابد که با مجموع نورانیت های تمام ستارگان یک کهکشان برابری می کند. نورانی ترین ابرنواختران مشاهده شده در کهکشانهای دیگر ، گاه چندین بار نورانی تر از کل کهکشان بوده اند. درخشندگی کل یک ابرنواختر تا مقادیری در حدود یک میلیارد برابر نورانیت خورشید می رسد.

منحنی های نور و طیف

در فواصل نزدیک، تنها معدودی ابرنواختر مشاهده شده، اما در کهکشان های دیگر در بخشهای مختلف کیهان ، صدها ابرنواختر عکسبرداری شده و از این مشاهدات ، دانشی درباره ویژگیهای مختلف آنها به دست آمده است. هنگامی که ابرنواختر منفجر می شود نورانیت آن در خلال یک روز یا بیشتر ، به حداکثر می رسد. طیف ابرنواختر ، در موقع نورانیت حداکثر، بسیار پیچیده است. طیف ابرنواختران ، دست کم دو رده مختلف دارد ، و هردو این رده ها چنان پیچیدگی هایی دارند که اختر شناسان تاکنون نتوانسته اند از روی شواهد طیفی ، ویژگیهای فیزیکی جسم منفجر شونده را دریابند.

تصویری هنری از انفجار یک ستاره

پس از رسیدن ابرنواختر به حداکثر، طیف تغییر می کند و درخشندگی کاهش می یابد. الگوی کاهش درخشندگی در هرکدام از دونوع ابرنواختر متفاوت است. نوعا ، نورانیت به آرامی کاهش می یابد و چند ماه طول نمی کشد که ابرنواختری در یک کهکشان  نزدیک از نظر ناپدید شود. هنوز تجهیزات نوین اخترشناسی برای رصد ابرنواختری در کهکشان خودمان به کار گرفته نشده اند و از این رو ، تاکنون جزئیات فرایند فوران ابرنواختری از نزدیک مشاهده نشده است. به همین دلیل است که ما هیچ اطلاعی از درخشندگی های پیش – انفجاری ابرنواختران نداریم و آن ابرنواخترانی که به اندازه کافی نزدیکند که به خوبی مشاهده می شوند، بسیار پیش تر از مشاهدات تلسکوپی منفجر شده اند.

تصویری از سحابی خرچنگ که به علت انفجار یک ستاره به وجود آمده است

ابرنواختران کهکشانی

نخستین اسناد مربوط به انفجار ابرنواختری در کهکشان ما در سال ۱۰۵۴ میلادی ثبت شده است. اسناد ثبت شده این رویداد به وسیله چینی ها، ژاپنی ها و سرخپوستان آمریکا، همگی نشان می دهند که درخشندگی این اجرام کیهانی به حد کافی زیاد و برای مدتی به هنگام روز نیز قابل مشاهده بوده است. مکان این جرم در آسمان مطابق است با جرم گسترده و عجیبی که سحابی خرچنگ نامیده میشود، بعدها معلوم شد این جرم ابرگازی عظیمی است که در تمام گستره طیف الکترومغناطیسی، از امواج رادیویی گرفته تا پرتوی X و پرتوهای گاما، انرژی شدیدی منتشر می کند. ابرنواختر ثبت شده بعدی در کهکشان ما، ابرنواختر تیکو نامیده میشود که در سال ۱۵۷۲ میلادی روی داد و اخترشناس بزرگ، تیکوبراهه بطور گسترده ای آن را مطالعه کرد. این جرم نیز به قدر کافی نورانی بوده و به هنگام روز نیز دیده می شده است. در سال ۱۶۰۴ ، افتخار رصد ابرنواختر سوم در کهکشان ما ، نصیب کپلر شد. این ابرنواختر گرچه از ابرنواختر تیکو کم فروغتر بود اما از هر جسم ستاره ای در آسمان نورانیتر دیده می شد. آن را ابرنواختر کپلر می نامند.

آهنگ ابرنواختران

از مطالعه آمار ابرنواختران در کهکشانهای دیگر معلوم شده است که در هر کهکشان ، به طور میانگین در هر سال ( یا بیشتر ) یک انفجار ابرنواختری روی میدهد. اینکه ما از سال ۱۶۰۴ تا حال ابرنواختری در کهکشان محلی خود آشکار نکرده ایم ، به احتمال ، عمدتا به آمار مربوط می شود و می توان امید داشت که در آینده نزدیک احتمالا یکی از این اجرام تماشایی را ببینیم.ستاره‌شناسان و دانشمندان ناسا نیز عنوان کردند که در ۵۰ سال آینده، شاهد تولد ابرنواختری و مرگ یک ستاره در کهکشان راه شیری، خواهیم بود و این پدیده  با استفاده از تلسکوپ و اشعه مادون قرمز از زمین قابل رؤیت خواهد بود و پس از مدتها آرامش ۴۰۰ ساله کهکشان ما به پایان خواهد رسید.

این تصویر، باقی مانده ابرنواختر کپلر میباشد، انفجار معروفی که توسط یوهانس کپلر در سال ۱۶۰۴ مشاهده و کشف شد.

بقایای ابرنواختران

ابرنواختران بقایایی مادی برجای می گذارند که قابل مشاهده اند و معمولا در طول موج های رادیویی بسیار واضح دیده می شوند. طیف تابش رادیویی به همان شکل طیف تابش تولید شده در اتم شکن های بزرگ است. فیزیکدانها ، از این اتم شکن ها در مطالعه ویژگیهای ذرات بنیادی استفاده می کنند. این ماشینها، سنکروترون نامیده می شوند و تابشی که در سنکروترون به وسیله دسته ای از ذرات گسیل می شود، تابش سنکروترون نام دارد. نحوه تولید این نور کاملا متفاوت است با نحوه تولید نوری که به طور عادی از اجسام ستاره ای گسیل می شود. تابش سنکروترون، به عوض آن که از حرکت الکترون ها از یک مدار به مدار دیگر در حول هسته اتم تولید شوند ، به توسط الکترون هایی تولید می شوند که با سرعت بسیار زیادی در میدان مغناطیسی می چرخند.

پیش از آنکه تابش سنکروترون شدیدی گسیل شود ، می باید سرعت الکترون ها تقریبا به بزرگی سرعت نور برسد و از ایت رو بدیهی است که تابش های سنکروترون بسیار نورانی حاصل از بقایای ابرنواختران می باید ناشی از رویدادهای بسیار آشوبناک باشند. ویژگی های رادیویی بقایای ابرنواختران در کهکشان ما اخترشناسان را قادر ساخته است تا از روی تابشهای رادیویی آنها ، دهها عدد از این اجسام را تشخیص دهند. این تابش ها ، از روی شکل طیف مشخصه خود ، از دیگر منابع رادیویی قابل تمییز هستند. بسیاری از بقایای ابرنواختارن را تنها می توان از تابش های رادیویی آنها آشکار کرد ، زیرا وجود غبار در سر راه دید ، در بسیاری از موارد ، بخشهای مرعی طیف را تیره می کند. در موارد کمی ، شامل سحابی خرچنگ و ابرنواختر ۱۵۷۲ ( نواختر تیکو ) ، نمودهای اپتیکی کشف شده است.

این تصاویر سیر تکاملی انفجاری عظیم را در ستاره سرخ V838 نمایش می‌دهند.

مدل های نظری ابرنواختران

محاسباتی که در مورد سرنوشت ستاره های غول سرخ بسیار پر جرم تر از خورشید صورت گرفته است، علت انفجار های ابرنواختری را مشخص کرده است. معلوم شده که در اواخر فاز غول سرخی، مغزی کربنی به آرامی می رمبد و سرانجام به دمایی بس بالا می رسد. ستاره های کم جرم تر هرگز به چنین دماهایی نمی رسند ، اما در ستاره های پر جرم ، رسیدن به دمایی تا ۶۰۰ میلیون درجه امکانپذیر است. محاسبات و آزماش ها نشان می دهند که اگر چنین دمایی حاصل شود ، کربن مغز ستاره واکنش همجوشی را همانند همجوشیی که پیشتر هلیوم و هیدروژن داشتند، آغاز می کند و عناصر بازهم سنگینتری  مانند سیلیسوم و منیزیم پدید می آورد. سپس، این همجوشی مغزی را باز هم داغتر می کند و فشار  تولید شده از این انرژی ، موقتا جلوی انقباض مغزی را می گیرد. اما ، پس از دوره ای کوتاه ، کربن مغزی تمام می شود و مغزی به دلیل نبودن هیچ منبع تولید فشار رو به بیرون ، دوباره انقباض را شروع می کند. هنگامی که مغزی بیشتر و بیشتر منقبض شد و به دمای باز هم بیشتری رسید، بار دیگر واکنش های هسته ای دیگری ، مانند سوزاندن سیلیسیوم ، می تواند آغاز شود.

این مراحل متوالی ، تا تولید عناصر سنگین متعددی در مغزی ، ادامه می یابند. فرایند نسبتا سریع روی می دهد و بسته به جرم ستاره در طی تنها چندهزار سال یا کمتر ، سرانجام وقفه ای طبیعی در توالی این مراحل پیش می آید. دلیل توقف نهایی در عنصرسازی، در ماهیت کاملا خاص عنصر آهن نهفته است. برخلاف سابق ، که عنصر های سبکتر شکل می گرفتند و انرژی آزاد می کردند ، شرکت آهن در چنین واکنش هسته ای انرژی آزاد نمی کند بلکه آن را جذب می کند. بنابراین هنگامی که آهن شکل می گیرد ، به عوض تامین انرژی  بیشتری برای مغزی ستاره، انرژی آن را مصرف می کند. از این رو ، آهن عنصر نهایی است و مرحله نهایی را در رمبش مغزی تدارک می بیند. در ویدئوی زیر نحوه ی انفجار ابرنواختری ستارگان شبیه سازی شده است:

[http://www.aparat.com/v/KC5Vr]

به سبب نبودن هیچ منبع انرژی، مغزی آهنی ستاره ابزاری برای جلوگیری از انقباض بیشتر خود ندارد ، مغزی آهنی بر روی خود خراب میشود و این رویداد چنان سریع اتفاق می افتد که در خلال فقط چند ثانیه اندازه آن به ۱۰ تا ۵۰ کیلومتر می رسد. در این نقطه ، چگالی چنان بالا  و دما چنان افزاینده است که حتی عناصر سنگینتر از آهن نیز می توانند تولید شوند ، اما فقط در لحظه هایی بس کوتاه. در واقع ، احتمالا به این دلیل است که می بینیم در طبیعت ، عناصر سنگینتر از آهن بسیار کمیاب تر از عناصر سبکتر از آهن هستند. رمبش مغزی در این زمان چنان شدید صورت می گیرد که در پی خود ، ماده را به همان شدت وامی جهاند و ماده با انرژی گزافی به فضا پرتاب میشود. این همان انفجار است که به صورت فوران ابرنواختری می بینیم . مواد پراکنده شده از آن در فضا ، سرانجام باقیمانده ابرنواختر را تشکیل می دهند.

در خلال انفجار ، کسر بزرگی از جرم کل ستاره و شاید نصف آن ، برای همیشه از ستاره دور میشود. این موارد نهایتا در محیط عمومی میان ستاره ای پراکنده میشوند و با گاز هیدروژن که فراوان ترین گاز میان ستاره ای است ، درهم می آمیزند. از روی این شواهد است که اخترشناسان عقیده دارند بیشتر عناصر سنگین تر از هیدروژن و هلیوم در جریان فوران های ابرنواختری شکل گرفته اند. خورشید و زمین، که حاوی مقادیر قابل توجه ای از چنین عناصر سنگینی هستند، آنها را از انفجار های ابرنواختری کسب کرده اند که در دوره ای از تاریخ کهکشان ما ، پیش از شکل گیری خود خورشید از مواد میان ستاره ای منفجر شده اند. از این رو ، بسیاری از اتم های سازنده زمین در طی رویداد های آشوبناکی که به انفجار ابرنواخترهایی پیشتر از پنج میلیارد سال پیش انجامیده ، شکل گرفته اند.


منبع: بیگ بنگ




  

                  


  • آخرین ویرایش:چهارشنبه 29 مهر 1394
  • برچسب ها:ابرنواتر ،
نظرات()   
   

سیاره چیست؟ و سیارات داخلی و خارجی کدامند؟
 سیاره

 Planets

اجرامی که از ستاره کوچکتر بوده ودور ستارگان می چرخند.این اجرام از خود نوری ندارند.منظومه شمسی دارای هشت سیاره می باشد.سیاراتی که حول ستاره ای غیر از خورشید یافته شوند به سیارات فراخورشیدی معروف هستند.

 

نخستین فرضیات در مورد چگونگی پیدایش سیارات ریشه در افسانه‌ها و داستان‌های قومی و قبیله‌ای در سالیان ماقبل تاریخ دارد. به‌علاوه، تقریبا تمامی ادیان و آیین‌های مذهبی نیز اشاراتی به نحوه خلقت آسمان‌ها و زمین داشته‌اند. اما قرن‌ها بعد، ریاضی‌دانان ومنجمانی همچون کوپرنیک، گالیله و کپلر نخستین افرادی بودند که به جستجو در مورد دلایل علمی پدیده‌های طبیعی از جمله حرکت اجرام سماوی پرداختند. نخستین فرضیه علمی در مورد منشا پیدایش زمین توسط فیلسوف و ریاضی‌دان فرانسوی، رنه دکارت (1650-1596 م) ارائه شد. اما از آنجا که در زمان دکارت هنوز نیوتون و نظریه گرانش وی پا به عرصه وجود نگذاشته بودند، وی در ارائه فرضیه خود هیچ جایی برای نیروی گرانش به عنوان یکی از عوامل اصلی پیدایش سیارات نگذاشته بود. دکارت معتقد بود نیرو از طریق تماس اجسام با یکدیگر از جسمی به جسم دیگر منتقل می‌شود و جهان از ذراتی که مانند گردابی در حال چرخش هستند تشکیل شده است. دکارت در فرضیه خود که در سال 1644 میلادی ارائه کرد عنوان داشت خورشید و سیارات در اثر انقباض و تراکم یکی از همین گرداب‌ها که به طور طبیعی در جهان وجود دارند، تشکیل شده‌اند. درست یک قرن بعد و در سال 1745، دانشمند فرانسوی، جرج لوییس د.بوفون (1788-1707) فرضیه دیگری را مطرح کرد که بر اساس آن سیارات به دنبال تصادم ستاره‌ای که از نزدیکی خورشید عبور می‌کرد با آن به وجود آمده‌اند. وی معتقد بود این برخورد سهمگین آسمانی موجب جدا شدن تکه‌های گازی از هر دو ستاره و تشکیل سیارات در منظومه خورشیدی شده که سپس هر یک در مدارهایی به دور خورشید قرار گرفتند. طی دو قرن بعد، این فرضیه هر چند سال یک بار توسط دانشمندان زمان طرح می‌شد و به تناوب مورد تایید قرار می‌گرفت یا به کلی مردود می‌گشت. اما فرضیه بوفون مشکلات فراوانی داشت: اندازه ستارگان در مقایسه با فواصل میان آنها بسیار ناچیز است و بنابراین تصادم آنها با یکدیگر امری بسیار نادر است. بر اساس مطالعات کیهان‌شناسان، از هنگام شکل‌گیری کهکشان ما در بیش از 10 میلیارد سال پیش تا کنون، تعداد ستارگانی که با یکدیگر برخورد کرده‌اند شاید از تعداد انگشتان یک دست نیز کمتر باشد. از سوی دیگر، ذرات گاز و غباری که بر اساس نظریه بوفون در این تصادم از خورشید و ستاره مهاجم جدا شده بودند آنقدر داغ و با حرارت بالا بودند که امکان تراکم آنها و تشکیل سیارات را به حداقل می‌رساند. با همه این اوصاف، اگر هم سیارات می‌توانستند بر اساس این فرضیه تشکیل شوند، هرگز نمی‌توانستند در مدارهای پایداری به دور خورشید قرار گیرند. فرضیاتی که توسط دکارت و بوفون ارائه شدند، دو تفاوت عمده با یکدیگر دارند و آن ماهیت آنهاست. فرضیه دکارت، فرضیه‌ای تکاملی است که در آن خورشید و سیارات به تدریج و در فرایندی تکاملی به وجود آمده‌اند. اگر فرضیه وی صحیح باشد، ستارگانی که در اطراف آنها سیاراتی وجود دارند باید در جهان به وفور یافت شوند. از طرف دیگر، فرضیه ارائه شده توسط بوفون اتفاقی است که بر اساس آن سیارات به طور تصادفی و در اثر یک اتفاق به وجود می‌آیند. بنابر این فرضیه، منظومه‌های خورشیدی باید بسیار نادر باشند. گرچه فرضیه‌های دکارت و بوفون امروزه مردود اعلام شده‌اند، اما زحمات این دو دانشمند در معطوف ساختن افکار سایر دانشمندان به چگونگی پیدایش سیارات را نباید نادیده گرفت. نظریاتی که در حال حاضر در مورد پیدایش سیارات مورد قبول دانشمندان هستند گرچه با دو فرضیه فوق بسیار متفاوتند اما می‌توان گفت تا حدی تلفیقی از این دو فرضیه‌اند چرا که غالبا نظریاتی تکاملی همراه با وقوع وقایعی تصادفی و نادر هستند. ریشه‌های نظریه کنونی پیدایش سیارات که در ادامه به آن می‌پردازیم را باید نتیجه تحقیقات منجم و ریاضی‌دان فرانسوی، پیر سیمون د.لاپلاس دانست. در سال 1796 وی با تلفیق فرضیه دکارت و قوانین گرانش نیوتون موفق به ارائه مدلی شد که بر اساس آن ابری از ماده در حال چرخش که بر روی نیروی گرانش خود در حال تراکم و مسطح شدن به شکل قرصی از گاز بود را به تصویر کشید و به این ترتیب پایه‌های نظریه کنونی را بنا نهاد. در مدلی که لاپلاس از پیدایش سیارات ارائه کرده بود، بنابر اصل پایداری اندازه حرکت زاویه‌ای، هرچه این قرص چرخان گازی کوچک‌تر می‌شود، سرعت چرخش آن بیشتر می‌گردد. وی معتقد بود هنگامی که این قرص چرخان به بیشترین سرعت خود می‌رسد، شروع به برون‌پاشی لایه‌های خارجی خود می‌کند که این لایه‌ها سرانجام تشکیل حلقه‌هایی از ماده می‌دهند. این فرایند آنقدر ادامه می‌یابد که حلقه‌های متعددی در فواصل مختلف تشکیل می‌شوند و در نهایت با متراکم شدن مواد تشکیل دهنده آن حلقه‌ها، سیاراتی تشکیل می‌شوند که همگی به دور خورشیدی که در مرکز این قرص گازی متولد شده است، در حال چرخشند. این فرضیه که به نظریه سحابی مشهور است بعدها با اندک تغییراتی مورد قبول اکثر دانشمندان قرار گرفت. یکی از اشکالات عمده مدل لاپلاس این بود که خورشید به عنوان مرکز ابری که موجب تشکیل آن و سیارات اطرافش شد دارای بیشترین اندازه حرکت زاویه‌ای بود، حال آنکه بعدها و پس از مطالعه اولیه سیارات و خورشید، دانشمندان دریافتند سیارات منظومه شمسی بیشترین اندازه حرکت زاویه‌ای منظومه را دارا هستند. از آنجا که فرضیه سحابی لاپلاس در توجیه مشکل اندازه حرکت زاویه‌ای اجرام منظومه شمسی با شکست رو به رو شد، توجه دانشمندان در طی یک قرن پس از آن مجددا به نظریه بوفون معطوف گردید

 

.

 

 نظریه سحابی خورشیدی                                                          

 

امروزه می‌دانیم عناصر سنگینی که جهان ما از آنها ساخته شده در دل ستاره‌ها به وجود می‌آیند. از سوی دیگر آخرین نظریه علمی که مورد قبول اغلب اخترشناسان نیز هست، پیدایش سیارات را نتیجه فرایندهای گرانشی هنگام تولد ستارگان می‌داند. بر اساس این نظریه، که نظریه سحابی خورشیدی نامیده می‌شود، سیارات از قرصی از گاز و غبار که در اطراف ستاره‌ای در حال تولد به وجود می‌آید، پدید می‌آیند. هنگامی که ذرات گاز و غبار میان‌ستاره‌ای در مکان‌هایی از کهکشان، مانند بازوهای کهکشان‌های مارپیچی از جمله کهکشان راه شیری، در اثر نیروی گرانش متراکم می‌شوند، ستاره‌ای در مرکز این ابر متولد می‌شود. این ستاره در تمام مراحل تکامل خود توسط ابری از غبار احاطه شده که چرخش ذرات موجود در آن سبب می‌شود قرصی چرخان از غبار در اطراف ستاره در حال تولد تشکیل شود. سرانجام فشار لایه‌های مختلف گازی ستاره سبب بالا رفتن دمای مرکز آن و آغاز همجوشی هسته‌ای شده، دمای سطحی ستاره به سرعت بالا می‌رود. این امر سبب می‌شود لایه‌های غبار که در اطراف ستاره قرصی چرخان تشکیل داده بودند توسط جریان فوتون‌های پر انرژی که موفق به فرار از سطح ستاره شده بودند پراکنده شوند. بر اساس نظریه سحابی خورشیدی، سیارات درون همین قرص چرخان در اطراف ستارگان جوان به وجود می‌آیند. مشاهداتی که در طول موج‌های مختلف به خصوص طول موج فروسرخ انجام گرفته نیز نشان می‌دهند ستارگان جوان پس از آغاز همجوشی هسته‌ای در مرکز خود با سرعتی حدود 200 کیلومتر بر ثانیه این قرص‌های چرخان را از خود رانده، به اطراف پراکنده می‌کنند. فناوری جدید حتی به دانشمندان امکان مشاهده و عکس‌برداری از قرص‌های چرخان غبار در اطراف ستارگان در حال تولد را می‌دهد. منظومه شمسی ما نیز به احتمال فراوان در چنین فرایندی به وجود آمده است.‌ هنگامی که خورشید در اثر تراکم غبار میان‌ستاره‌ای به وجود آمد و فرایند همجوشی هسته‌ای خود را حدود 7/4 میلیارد سال پیش آغاز کرد، فوران فوتون‌ها و ذرات باردار از سطح آن توسط بادهای خورشیدی سبب پراکنده شدن قرص غبار اطرافش شد. پس از پراکنده شدن این قرص چرخان، آنچه باقی ماند مجموعه‌ای از کرات خاکی و گازی در مدارهایی به دور خورشید بود که آنها را سیاره می‌نامیم. درست مانند نظریه‌ای که لاپلاس از پیدایش منظومه شمسی ارائه داده بود، نظریه سحابی خورشیدی نیز با اشکال بزرگی رو به رو است که آن پایین بودن سرعت حرکت زاویه‌ای خورشید در مقایسه با سیارات است. برای درک چنین مساله به ظاهر نامتعارفی باید بررسی کنیم چه چیز موجب کند شدن سرعت چرخش خورشید شده است؟ می دانیم خورشید در هر ثانیه حدود 6/4 میلیون تن از جرم خود را به واسطه همجوشی هسته‌ای از دست می‌دهد. این میزان جرم تبدیل به انرژی شده که ما آن را به صورت نور و گرما احساس می‌کنیم. بر اساس قانون پایداری اندازه حرکت زاویه‌ای، کاهش جرم یک جسم به معنای کند شدن سرعت حرکت زاویه‌ای آن است. بعلاوه، میدان مغناطیسی قوی خورشید تاثیر بسزایی در کاهش سرعت چرخش آن دارد. یکی از راه‌هایی که از طریق آن می‌توان نظریه پیدایش سیارات منظومه شمسی در ابرهای گازی اطراف خورشید را تا حد زیادی اثبات کرد، بررسی شباهت‌های سیارات منظومه خورشیدی ما با یکدیگر است - چرا که اگر تمامی سیارات از یک ابر غبار در اطراف خورشید به وجود آمده باشند، به طور طبیعی باید دارای ویژگی‌های مشترکی نیز باشند.

 

                                             شرایط شکل گیری حیات در سیارات

 

برای اینکه حیات بتواند در سیاره‌ای به وجود آمده و تکامل یابد، آن سیاره باید در کمربند حیات منظومه خود قرار گرفته باشد. به علاوه، چنانچه ستاره میزبان دارای شرایط زیر باشد، احتمال تشکیل و دوام حیات در آن بیشتر است: • سن ستاره باید بیشتر از 3 میلیارد سال باشد: سه میلیارد سال حداقل زمانی است که حیات می‌تواند در طی آن به وجود آمده و تکامل یابد. • جرم آن باید حداکثر 5/1 برابر جرم خورشید باشد: ستارگانی با جرم بالاتر گرچه هیدروژن و هلیوم بیشتری دارند اما ذخیره سوخت خود را با سرعت بیشتری به پایان می‌برند و بنابراین عمر کوتاه‌تری دارند و به همین خاطر، فرصت لازم برای پیدایش و تکامل حیات را فراهم نمی‌کنند - حتی اگر سیاره یا سیاراتی در فاصله مناسبی از چنین ستارگانی قرار گرفته و شرایط خوبی برای ایجاد حیات داشته باشد. • عناصر سنگین موجود در ستاره باید حداقل 40 درصد عناصر موجود در خورشید باشند: سیارات خاکی اطراف ستارگانی که دارای میزان پایینی عناصر سنگین هستند تشکیل نمی‌شوند و تنها سیارات گازی که بر روی آنها امکان حیات وجود ندارد در چنین منظومه‌هایی یافت می‌شوند. البته در سال‌های اخیر منظومه‌های خورشیدی متعددی کشف شده‌اند که یک یا چند شرط بالا را دارا نبودند، اما سیاراتی که در چنین منظومه‌هایی کشف شده‌اند باز هم از نظر دانشمندان شرایط ایجاد حیات را داشته‌اند زیرا در کمربند حیات منظومه خود قرار داشته‌اند. دلیل این امر آن است که بسته به قطر، جرم و نوع ستاره‌ای که در یک منظومه وجود دارد، کمربند حیات آن منظومه گسترده‌تر یا کوچک‌تر می‌شود.(کمربند حیات:

 

کمربند حیات یک منظومه به ناحیه‌ای در اطراف آن اطلاق می‌شود که در آنجا انرژی دریافتی از ستاره نه خیلی زیاد و نه خیلی کم است و بنابراین درجه حرارت سیاره‌ای که در این مکان قرار می‌گیرد برای شکل‌گیری آب مایع در سطح آن مناسب است. بر اساس نظریه سنتی، وجود آب مایع برای شکل‌گیری و دوام حیات ضروری است. اما امروزه دانشمندان کمی محتاطانه‌تر در این رابطه اظهار نظر می‌کنند. اکنون می‌دانیم هر کجا آب مایع پیدا شود، حیات از نوعی که ما در سیاره خود می‌بینیم می‌تواند به وجود آید. بیشتر سیاره شناسان در این زمینه معتقدند پیدا کردن آب مایع نمی‌تواند به طور قطع وجود حیات در سیاره‌ای را به اثبات برساند چرا که هیچ کس هنوز به طور قطع نمی‌داند حیات بر روی زمین چگونه به وجود آمده و آیا اصلا منشا آن خود کره زمین بوده یا خیر؟ اما با این وجود، این دانشمندان معتقدند سیارات خاکی که بر سطح آنها آب مایع وجود دارد و به دور ستارگان رشته اصلی (ستارگانی که در مرکز آنها همجوشی هسته‌ای رخ می‌دهد) می‌گردند، بهترین مکان برای جستجو به دنبال فعالیت‌های زیستی هستند، هر چند این مساله بدان معنا نیست که امکان وجود حیات در سیستم‌های خورشیدی با شرایط متفاوت مورد بررسی قرار نگیرد.)

منبع:www.isa.ir           geographyclass.persianblog.ir




  

                  


نظرات()   
   
دوشنبه 26 مرداد 1394  02:09 بعد از ظهر

سیارات
منظومه شمسی ما از خورشید، هشت سیاره و یك سیاره كوتوله (و ماه هایشان)، یك كمربند سیاركی و بسیاری از ستاره های دنباله دار و شهاب ها تشكیل شده است. خورشید در مركز منظومه شمسی ماست. سیارات، ماه هایشان، سیارک ها، ستاره های دنباله دار و سنگ های دیگر همه دور خورشید می گردند.
نه سیاره ای كه دور خورشید می گردند به ترتیب فاصله از خورشید عبارتند از: عطارد، ناهید، زمین، مریخ، مشتری، زحل، اورانوس، نپتون و پلوتون (یك سیاره كوتوله). 
بزرگ ترین سیاره منظومه شمسی ما مشتری ست. به دنبال آن زحل، اورانوس، نپتون، زمین، ناهید، مریخ، عطارد و در آخر پلوتون ریز قرار دارند. مشتری به قدری بزرگ است كه همه سیارات دیگر را می توان در داخل آن جا داد.

سیارات داخلی، سیارات خارجی تر
سیارات داخلی (سیاراتی كه نزدیك به خورشید دور آن می گردند) كاملاً از سیارات خارجی تر (سیاراتی كه دور از خورشید به دور آن می گردند)، متفاوتند. سیارات داخلی عبارتند از: عطارد، ناهید، زمین و مریخ. این سیارات نسبتاً كوچكند و بیشتر از سنگ تشكیل شده اند و تعداد كمی ماه دارند یا اصلاً ماه ندارند. سیارات خارجی تر عبارتند از: مشتری، زحل، اورانوس، نپتون و پلوتون (یك سیاره كوتوله). آنها اكثراً بسیار بزرگ، اكثراً گازی و حلقه دار هستند و ماه های زیادی دارند (به استثنای پلوتون كه كوچك و سنگی ست و تنها یك ماه بزرگ و دو ماه ریز دارد).
دما روی سیارات
معمولاً هر چه سیارات از خورشید دورتر قرار گرفته باشند، سردترند. تفاوت ها موقعی رخ می دهد كه اثر گلخانه ای یك سیاره را گرم می كند (مثل ناهید) كه با یك جو ضخیم احاطه شده.

تراكم سیارات
سیارات گازی خارجی تر نسبت به سیارات سنگی داخلی تراكم كمتری دارند. 
زمین متراكم ترین سیاره است. زحل كمترین تراكم را دارد. به طوری كه روی آب شناور باقی می ماند.

 جرم سیارات
مشتری سنگین ترین سیاره است. زحل به دنبال آن است. اورانوس، نپتون، زمین، ناهید، مریخ عطارد و پلوتون به ترتیب به دنبال آنها قرار دارند. 

 نیروهای جاذبه روی سیارات
سیاره ای كه سطحش قوی ترین نیروهای جاذبه ای را دارد، مشتری ست. اگرچه زحل، اورانوس و نپتون هم سیارات خیلی سنگینی هستند، نیروهای جاذبه شان در حد نیروی جاذبه زمین است. این به خاطر این است كه نیروی جاذبه ای كه در سطح سیاره بر یك شیء وارد می شود، با جرمش و با معكوس مربع شعاع سیاره تناسب دارد.

 طول یك روز در سیارات
روز مدت زمانی ست كه طول می كشد تا یك سیاره روی محورش (360 درجه) بچرخد. یك روز روی زمین تقریباً 24 ساعت طول می كشد.
سیاره ای با طولانی ترین طول روز ناهید است. یك روز روی ناهید 243 روز زمینی طول می كشد (یك روز روی ناهید بلندتر از سالش است. یك سال روی ناهید فقط 7/224 روز زمینی طول می كشد).
سیاره ای با كوتاه ترین طول روز مشتری ست. یك روز روی مشتری فقط 8/9 ساعت زمینی طول می كشد. موقعی كه شما از زمین به مشتری نگاه می كنید، می توانید بعضی از تغییر شكل هایش را ببینید.

متوسط سرعت حركت در مدار سیارات
سیارات با سرعت های مختلف به دور خورشید می گردند. هر سیاره موقعی كه به خورشید نزدیك تر می شود سرعتش زیاد می شود و موقعی كه از خورشید دور می شود، سرعتش آهسته تر می شود (این قانون دوم حركت سیاره ای كپلر است).

سیارات منظومه شمسی ما 
عطارد – ناهید- زمین- مریخ- مشتری- زحل- اورانوس - نپتون - پلوتون 
سیارات دیگر
در سال 2005 یك شی ء بزرگ فراتر از پلوتون در كمربند كیپر مشاهده شد. 
تعدادی از ستاره شناسان فكر می كنند كه ممكن است سیاره دیگری یا ستاره شریكی با خورشید (برای کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع ستاره ها و در میان آنها ستاره های دوگانه اینجا را کلیک کنید). فراتر از مدار پلوتون در حال گردش به دور خورشید باشد. این ستاره شریك یا سیاره ممكن است (یا ممكن نیست) كه وجود داشته باشد. نظریه وجود این شیء فرضی می گوید كه ممكن است یك شیء كیهانی، شاید یك ستاره كوتوله قهوه ای سرد كه سخت می شود آشكارش كرد (به نام نمیسیس Nemesis)، به وسیله حوزه مغناطیسی خورشید به دام افتاده باشد. این نظریه می گوید كه این شیء وجود دارد چون كه بعضی از مدارهای ستاره های دنباله دار با دور بلند به شكل غیر قابل توضیحی مغشوش می شوند. مدارهای این ستاره های دنباله دار دور، به نظر می رسد كه به وسیله كشش جاذبه ای یك شیء دور در حال گردش به دور خورشید تحت تأثیر قرار گرفته باشند.

خواندنی هایی درباره سیارات
بزرگ ترین سیاره:
مشتری است. همه سیارات منظومه شمسی را می توان داخل مشتری جا داد.

كوچك ترین سیاره: 
 پلوتون است. این سیاره حتی از بسیاری از ماه های سیاره ها از جمله ماه زمین كوچك تر است.
نزدیك ترین سیاره از نظر اندازه به زمین: 
 زهره یا ناهید حدود 95 درصد قطر زمین و 82 درصد جرم زمین را دارد.
سیاره ای كه به نظر می رسد سنگین ترین سیاره است:
مشتری ست. یك فرد 100 پوندی وزنش روی مشتری 254 پوند می شود.

سیاره ای كه به نظر می رسد از همه سبك تر است:
پلوتون است. یك فرد 100 پوندی وزنش در پلوتون نه پوند می شود.
روی عطارد و مریخ وزن یك فرد 100 پوندی فقط 38 پوند است. 

 سیاره ای كه نزدیك تر به زمین دور خورشید می گردد: 
زهره یا ناهید است كه تقریباً وقتی خیلی به زمین نزدیك می شود 38 میلیون كیلومتر از آن فاصله دارد.

سیاره ای كه بلند ترین سال را دارد:
پلوتون است. یك سال روی پلوتون معادل 5/248 سال زمینی است.

 سیاره ای كه كوتاه ترین سال را دارد:
زهره یا ناهید است. طول مدت یك سال روی ناهید فقط 88 روز از یك سال زمینی ست.


سیاره ای كه بلندترین روز را دارد:
ناهید است. یك روز در ناهید 243 روز زمینی ست (یك روز ناهید بلندتر از یك سال آن است. یك سال روی ناهید فقط 7/224 روز زمین است).

سیاره ای با كوتاه ترین روز:
مشتری ست. یك روز در مشتری 8/9 ساعت زمین است. موقعی كه شما از زمین به مشتری نگاه می كنید، می توانید بخشی از تغییر شكل آن را ببینید.

متراكم ترین سیاره:
زمین است.

سیاره ای با كمترین تراكم یا چگالی:
زحل است كه اگر به اندازه كافی آب پیدا شود می تواند رویش شناور شود.
 
بزرگ ترین ماه: 
گانیمد یكی از ماه های مشتری است. این ماه 5262 كیلومتر(3280 مایل) قطر دارد. یعنی بزرگ تر از سیاره های پلوتون و عطارد است و یك سوم زمین قطر دارد. 


دو ماه تنها كه جو دارند:
تیتان یكی از ماه های زحل و تریتون یكی از ماه های نپتون هستند. 
ماه تریتون, بزرگ ترین ماه نپتون  
ماه تیتان, یکی از ماه های زحل
بزرگ ترین توفان:
نقطه قرمز بزرگ روی مشتری كه توفانی با درازای 17000 مایل (28000 كیلومتر) و عرض 9000 مایل (14000 كیلومتر) دارد. این توفان به قدری بزرگ است كه می تواند دو تای زمین را بپیماید. 

سریع ترین بادها: 
روی سطح نپتون است. این بادها سرعتی بیش از 1500 مایل در ساعت (250 كیلومتر در ساعت) دارند. 

بزرگ ترین آتشفشان:
المپوس مانس، بزرگ ترین آتشفشان منظومه شمسی است كه هم اكنون هم خاموش است. این آتشفشان روی مریخ قرار دارد و 17 مایل (27 كیلومتر) بلندی و بیش از 320 مایل (520 كیلومتر) عرض دارد. این آتشفشان 200 سال پیش فوران كرد.



بزرگ ترین چاله برخوردی:
والهالاست كه بر روی كالیستو یكی از ماه های مشتری قرار دارد. والهالا یك قطعه درخشان است كه 600 كیلومتر عرض دارد و حلقه هایی دارد كه تا تقریباً سه هزار كیلومتر در خارج آن ادامه پیدا كرده اند.

 گرم ترین سیاره:
زهره یا ناهید است كه دمایش به 480 درجه سانتی گراد می رسد.

سردترین سیاره: 
پلوتون است كه دمایش به 238- درجه سانتی گراد می رسد.
سردترین شیء اندازه گرفته شده:
تریتون است كه ماه سیاره نپتون است. 

صاف ترین شیء:
اروپا یكی از ماه های مشتری صاف ترین شیء در منظومه شمسی ست. 

غیر عادی ترین مدار:
متعلق به نریید یك ماه سیاره نپتون است.

شیب دارترین مدار از نقطه تلاقی:
پلوتون كه شیب مدارش 15/17درجه از نقطه تلاقی ست.

پهن ترین سیاره:
زحل پهن ترین سیاره در منظومه شمسی ست. تفاوت بین خط استوایش و قطر قطبش تقریباً ده درصد است.

دورترین سیاره از خورشید:
معمولاً پلوتون دورترین سیاره از خورشید است. اما بعضی وقت ها (در طول یك دوره 20 ساله درهر 248 سال زمینی) نپتون دورترین سیاره می شود.

نکاتی درباره سیارات
تقریباً همه سیارات و بعضی از ماه ها جو دارند. جو زمین اصولاً از نیتروژن و اكسیژن تشكیل شده است. ناهید یك جو ضخیم از دی اكسید كربن دارد كه رد پاهایی از گازهان سمی مثل دی اكسید سولفور هم در آن به چشم می خورد. جو دی اكسید كربنی مریخ به شدت باریك است. جو مشتری ، زحل، اورانوس و نپتون در درجه اول از هیدروژن و هلیوم تشكیل شده است. موقعی كه پلوتون به خورشید نزدیك می شود جوش باریك می شود ولی وقتی به مناطق بیرونی مدارش می رسد جوش یخ می زند و به سطح سیاره می رسد. در این وضعیت پلوتون مثل یك شهاب سنگ می شود. 
در منظومه شمسی ما 156 قمر طبیعی (ماه) شناخته شده وجود دارد كه در مدارهایی دور سیارات می گردند. بعضی از این ماه ها جو دارند مثل تیتان, ماه سیاره زحل. بعضی حوزه های مغناطیسی دارند مثل گانیمد (Ganymede) كه ماه مشتری ست. یو (Io ) ماه مشتری از نظر آتشفشانی فعال ترین بدنه را در منظومه شمسی دارد. ممكن است یك اقیانوس زیر پوسته منجمد شده اروپا (europa) یكی از ماه های مشتری وجود داشته باشد. چون تصاویر، حركت صفحات پوسته ای یخی گانیمد ماه دیگر مشتری را از نظر تاریخی نشان می دهد. بعضی از ماه های سیاره ای ممكن است در واقع خرده سیاره هایی باشند كه درجاذبه یك سیاره گرفتار شده باشند. 
از سال 1610 تا سال 1977 همه فكر می كردند كه زحل تنها سیاره ای ست كه حلقه دارد. اما حالا می دانیم كه مشتری، اورانوس و نپتون هم سیستم های حلقه ای دارند. اگرچه مال زحل از دور از همه بزرگ تر به نظر می رسد. اندازه اشیاء موجود در این سیستم های حلقه ای از اندازه گرد و غبار تا تخته سنگ هایی به بزرگی یك خودرو هستند.
بیشتر سیاره ها حوزه های مغناطیسی دارند كه به داخل فضا گسترش پیدا كرده است و جو مغناطیسی دور هر سیاره را تشكیل داده است. این جو مغناطیسی با سیاره می چرخد و تمام اشیایی را كه جارو كرده است هم با آن می چرخد. خورشید یك جو مغناطیسی دارد كه تمام منظومه شمسی را احاطه كرده است.

ستارگان
ستارگان کره‌های سوزانی از گاز می‌‌باشند که بر خلاف سیارات خود منبع نوراند. انرژی ستارگان ناشی از واکنشهای هسته‌ای است. ماده اصلی تشکیل دهنده بیشتر ستارگان هیدروژن است. هیدروژن موجود در ستارگان طی فرآیند همجوشی هسته ای به هلیوم تبدیل می‌شود و در حین این واکنش گرما و نور بسیار زیادی تابش می‌‌یابد.هر ستاره دارای دوره عمر می‌‌باشد که بسته به نوع ستاره متفاوت است. ستارگان حجیم با نور بیشتر و حرارت زیاد عمر کوتاهتری نسبت به ستارگان کم نور و کوچک دارند. پایان عمر هر ستاره بستگی به میزان ذخیره هیدروژن در آن دارد. زمانی که هیدروژن درون ستاره‌ای پایان یابد هلیوم تبدیل به سوخت اصلی می‌‌شود و می‌‌سوزد. سوختن هلیوم سبب ایجاد گرمای بسیار زیادی می‌‌شود که تا آن زمان در ستاره پیش نیامده بوده است. این گرمای زیاد سبب انبساط ستاره می‌‌شود و حجم آن را چند برابر می‌کند. مثلاً اگر زمانی خورشید شروع به سوزاندن هلیوم کند آنقدر انبساط می‌‌یابد که زمین در حجم زیاد آن محو می‌‌شود! این انبساط تا سر حد مریخ ادامه پیدا کرده و سپس متوقف می‌‌شود. مرحلهٔ بعدی بستگی به نوع ستاره دارد. ستارگان عظیم پس از این مرحله آنقدر انبساط یافته‌اند که دیگر نمی‌تواند جاذبه‌ای روی سطوح بیرونی خود داشته باشند. پس از آن این ستارگان منفجر شده و تبدیل به نواختر می‌‌گردند. هرچه ستاره بزرگ‌تر میزان نواختر بزرگ‌تر. غولها تبدیل به ابرنواختر می‌‌گردند. پس از آن این ستاره‌ها بسته به نوع نواختر ادامه عمر می‌‌دهند. نواختران معمولی تبدیل به کوتوله شده و عمری طولانی را آغاز می‌کنند. اما ابر نواختران در خود فرو می‌‌ریزند و ستارگان بسیار کوچک و حجیمی به نام ستارگان نوترونی بوجود می‌‌آورند.این ستارگان عمر طولانی دیگری در پیش خواهند داشت. بعد از آن کوتوله‌ها یا کوتوله‌های سفید تبدیل به کوتوله سیاه شده و تا آخر جهان زندگی خواهند کرد.

منبع: gilane-ma1.blogfa.com



  

                  


  • آخرین ویرایش:یکشنبه 8 شهریور 1394
  • برچسب ها:سیارات ،
نظرات()   
   
یکشنبه 25 مرداد 1394  11:15 قبل از ظهر

منظومه شمسی

منظومه شمسی

منظومه شمسی ما عبارت از خورشید است و هر چیزی كه دور خورشید می گردد. یعنی خورشید، سیارات و ماه هایشان، سیارک ها، ستاره های دنباله دار و شهاب سنگ ها منظومه شمسی ما را تشكیل می دهند. گرد و غبار و تكه یخ هایی كه دور خورشید می گردند هم جزو منظومه شمسی هستند.

 

خورشید یک ستاره است. خورشید بزرگ ترین چیزی است كه در منظومه شمسی ما پیدا شده. همه نور و گرمای سیاره ها از خورشید است. علاوه بر خورشید، زمین و ماه زمین، بسیاری از اشیای موجود در منظومه شمسی نیز بدون تلسكوپ قابل دیدن هستند. سیاره های تیر یا عطارد، زهره یا ناهید، مریخ، مشتری،کیوان یا زحل، سیارك های درخشان، شهاب سنگ ها و بعضی از ستاره های دنباله دار را یتوان بدون تلسكوپ مشاهده کرد. ولی اشیای خیلی بیشتری در منظومه شمسی ما هستند كه آنها را باید با تلسكوپ دید.

 

منظومه شمسی

 

سیاره ها

هشت سیاره ای كه دور خورشید می گردند عبارتند از: زمین، تیر یا عطارد، زهره یا ناهید، مریخ، مشتری (بزرگ ترین سیاره منظومه شمسی ما)، كیوان یا زحل (با حلقه های بزرگی كه دور آن است)، اورانوس و نپتون. تا مدت ها ستاره شناسان پلوتون را هم در زمره سیارات به حساب می آوردند ولی به تازگی آن را سیاره کوتوله در نظر می گیرند. كمربندی از سیارك ها (سیاره هایی با ابعاد كوچك كه از سنگ و فلز ساخته شده اند) نیز وجود دارند كه بین مریخ و مشتری می گردند. براساس قوانین حركت سیاره ای كه به وسیله یوهان كپلر ستاره شناس آلمانی در قرن هفدهم میلادی کشف شد، سیاره ها در مداری بیضی شکل به دور خورشید می گردند.

 

نسبت اندازه های خورشید و سیارات

 

سیاره های داخلی تر و سیاره های خارجی تر

سیاره های داخلی (سیاره هایی كه نزدیك به خورشید به دور آن می گردند) به طور کامل با سیاره های خارجی (سیاره هایی كه دور از خورشید به دور آن می گردند) متفاوتند.

 

- سیاره های داخلی تر عبارتند از:تیر یا عطارد، زهره یا ناهید، زمین و مریخ. سیاره های داخلی بیشتر از سنگ و آهن تشكیل شده اند. آنها به عنوان سیاره های زمین مانند شناخته می شوند چون از نظر اندازه و تركیب تا حدودی مثل زمین هستند. این سیارات تعداد كمی ماه دارند یا اصلاً ماه ندارند. 

 

- سیاره های خارجی تر عبارتند از: مشتری، كیوان یا زحل، اورانوس، نپتون و سیاره کوتوله پلوتون. این اجرام به جز پلوتون جهان های بسیار بزرگی هستند كه با لایه های خارجی ضخیم و گازی محاصره شده اند. تقریباً همه جرم آنها از هیدروژن و هلیوم است. تركیبات آنها هم بیشتر به خورشید شبیه است تا به  زمین. اگر به زیر لایه ها خیارجی گازی و ضخیم آنها دست پیدا كنیم، می بینیم كه آنها در واقع  سیاره های غول آسایی هستند كه سطح خاكی ندارند. فشار ناشی از جو ضخیمی كه آنها را احاطه كرده، سطح زیر جو آنها را به مایع تبدیل كرده هر چند كه ممكن است هسته آنها از سنگ باشد. حلقه های تشكیل شده از گرد و غبار، سنگ و تكه های یخ نیز دور همه این سیاره های غول آسا را محاصره كرده. در میان آنها حلقه های زحل از همه معروف تر است. اما حلقه های باریك تری هم مشتری، اورانوس و نپتون را احاطه كرده اند. سیاره های خارجی تعداد زیادی هم ماه دارند.

 

اجسام كوچك

اشیای كوچك تری هم دور خورشید می گردند كه شامل سیارك ها، شهاب سنگ ها و ستاره های دنباله دار هستند.

- سیارك ها (كه سیارات كوچك هم نامیده می شوند) اشیایی فلزی و سنگی هستند. بیشتر سیارك هایی كه دور خورشید می گردند در كمربند سیاركی بین مریخ و مشتری قرار دارند.

 

- ستاره های دنباله دار، توپ هایی هستند كه بیشتر از سنگ و یخ تشكیل شده اند و دور خورشید می گردند. آنها دنباله ها یا دم های خیلی بلندی دارند.

 

- شهاب سنگ ها قطعاتی تشکیل یافته از فلز یا سنگ هستند كه از سیارك ها كوچك ترند و در میان فضا سفر می كنند. اكثر آنها بسیار ریزند.

 

كمربند كوییپر

در دهه 1990 ستاره شناسان تعدادی شیء سنگی كوچك كشف كردند كه بالاتر از مدار نپتون و پلوتون دور خورشید می گردند. ستاره شناسان عقیده دارند كه در بخش خارجی تر منظومه شمسی، دسته هایی از مواد از جنس سنگ وجود دارد. کمربندی که این اشیاء در آن می گردند، به نامکمربند كوییپر معروف است. کوییپر نام اولین كسی است كه وجود این اشیا را پیش بینی كرد. حتی دانشمندان احتمال می دهند که پلوتون بزرگ ترین شیء كمربند كوییپر باشد.


چرا سیارات داخلی تر و خارجی تر با هم متفاوتند؟

طبق نظریه سحابی بیشتر مواد داخل سحابی به سمت مركز كشیده شدند و خورشید را تشكیل دادند. مطابق این نظریه آتش فشانی در خورشید رخ داد و باد خورشیدی را به وجود آورد. در بخش داخلی منظومه شمسی این باد به قدری قوی بود كه بیشتر مواد سبك تر یعنی هیدروژن و هلیوم را به بخش های خارجی تر منظومه شمسی هل داد. در مناطق خارجی تر منظومه شمسی، باد خورشیدی خیلی ضعیف تر بود در نتیجه هیدروژن و هلیوم خیلی بیشتری روی سیارات خارجی تر باقی ماندند. این مراحل به ما توضیح می دهد كه چرا سیاره های داخلی، كراتی كوچك و سنگی هستند و سیاره های خارجی تر به جز پلوتون توپ های غول آسایی هستند كه تقریباً به طور كامل از هیدروژن و هلیوم تشكیل شده اند.

 

در همه اینها پلوتون یک استثنا است. از زمان كشف پلوتون دردهه 1930 تا به حال همه فكر می كردند پلوتون هم مثل بقیه سیاره ها است. اما حالا ستاره شناسان فكر می كنند شاید پلوتون سیاره نیست. چون شكل خیلی غیر معمولی دارد. پلوتون ماه ندارد. كوچك و خاكی است ولی جرم آن یك پانصدم (500 /1) جرم زمین است. این در حالی است كه در مقایسه با غول های گازی، فاصله پلوتون از خورشید  بیشتر است.


منبع: http://020.ir




  

                  


  • آخرین ویرایش:یکشنبه 8 شهریور 1394
نظرات()   
   
سه شنبه 6 مرداد 1394  11:57 بعد از ظهر

فیبر نوری

فیبر نوری یکی از محیط های انتقال داده با سرعت بالا است . از فیبر نوری در موارد متفاوتی نظیر: شبکه های تلفن شهری و بین شهری ، شبکه های کامپیوتری و اینترنت استفاده می گردد. فیبرنوری رشته ای  از تارهای شیشه ای بوده که هر یک از تارها دارای ضخامتی معادل  تار موی انسان را داشته و از آنان برای انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی استفاده می شود.

مبانی فیبر نوری 
فیبر نوری ، رشته ای   از تارهای بسیار نازک شیشه ای بوده که قطر هر یک از تارها نظیر قطر یک تار موی انسان است . تارهای فوق در کلاف هائی سازماندهی و کابل های نوری را بوجود می آورند. از فیبر نوری بمنظور ارسال سیگنال های نوری در مسافت های طولانی استفاده می شود. 

یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشکیل شده است :

  • هسته (Core) . هسته نازک شیشه ای در مرکز فیبر که سیگنا ل های نوری در آن حرکت می نمایند.

  • روکش (Cladding) . بخش خارجی فیبر بوده که دورتادور هسته را احاطه کرده و باعث برگشت نورمنعکس شده به هسته می گردد.

  • بافر رویه (Buffer Coating) . روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر ، است .

صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هائی سازماندهی شده و کابل های نوری را بوجود می آورند. هر یک از کلاف های فیبر نوری توسط یک روکش هائی با نام Jacket محافظت می گردند.

فیبر های نوری در دو گروه عمده ارائه می گردند:

  • فیبرهای تک حالته (Single-Mode) . بمنظور ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده می شود( نظیر : تلفن )

  • فیبرهای چندحالته (Multi-Mode) . بمنظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده می شود( نظیر : شبکه های کامپیوتری)

فیبرهای تک حالته دارای یک هسته کوچک ( تقریبا" 9 میکرون قطر ) بوده و قادر به ارسال  نور لیزری مادون قرمز ( طول موج از 1300 تا 1550 نانومتر) می باشند. فیبرهای چند حالته دارای هسته بزرگتر ( تقریبا" 5 / 62 میکرون قطر ) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طریق LED می باشند.

ارسال نور در فیبر نوری 
فرض کنید ، قصد داشته باشیم با استفاده از  یک چراغ قوه  یک راهروی بزرگ و مستقیم  را روشن نمائیم . همزمان با روشن نمودن چراغ قوه ، نور مربوطه در طول مسیر مسفقیم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد کرد. با توجه به عدم وجود خم و یا پیچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوه مشکلی وجود نداشته  و چراغ قوه می تواند ( با توجه به نوع آن ) محدوده مورد نظر را روشن کرد. در صورتیکه راهروی فوق دارای خم و یا پیچ باشد ، با چه مشکلی برخورد خواهیم کرد؟ در این حالت می توان از یک آیینه در محل پیچ راهرو استفاده تا باعث انعکاس نور از زاویه مربوطه گردد.در صورتیکه راهروی فوق دارای پیچ های زیادی باشد ، چه کار بایست کرد؟ در چنین حالتی در تمام طول مسیر دیوار راهروی مورد نظر ، می بایست از آیینه استفاده کرد. بدین ترتیب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با یک زاویه خاص)  از نقطه ای به نقطه ای دیگر حرکت کرده ( جهش کرده و طول مسیر راهرو را طی خواهد کرد). عملیات فوق مشابه آنچیزی است که در فیبر نوری انجام می گیرد.
نور، در کابل فیبر نوری از طریق  هسته (نظیر  راهروی مثال ارائه شده )  و توسط جهش های پیوسته با توجه به سطح آبکاری شده ( Cladding) ( مشابه دیوارهای شیشه ای مثال ارائه شده )  حرکت می کند.( مجموع انعکاس  داخلی ) . با توجه به اینکه سطح آبکاری شده ، قادر به جذب نور موجود در هسته نمی باشد ، نور قادر به حرکت در مسافت های طولانی می باشد. برخی از سیگنا ل های نوری بدلیل عدم خلوص شیشه موجود ، ممکن است  دچار نوعی تضعیف در طول هسته گردند. میزان تضعیف سیگنال نوری به درجه خلوص شیشه و طول موج نور انتقالی دارد. ( مثلا" موج با طول 850 نانومتر بین 60 تا 75 درصد در هر کیلومتر ، موج با طول 1300 نانومتر بین 50 تا 60 درصد در هر کیلومتر ، موج با طول 1550 نانومتر بیش از 50 درصد در هر کیلومتر)

سیستم رله فیبر نوری 
بمنظور آگاهی از نحوه استفاده فیبر نوری در سیستم های مخابراتی ، مثالی را دنبال خواهیم کرد که مربوط به یک فیلم سینمائی  و یا مستند در رابطه با جنگ جهانی دوم است . در فیلم فوق دو ناوگان دریائی که بر روی سطح دریا در حال حرکت می باشند ، نیاز به برقراری ارتباط با یکدیگر در یک وضعیت کاملا" بحرانی و توفانی را دارند. یکی از ناوها قصد  ارسال پیام  برای ناو دیگر را دارد.کاپیتان ناو فوق پیامی برای یک ملوان که بر روی عرشه کشتی مستقر است ، ارسال می دارد. ملوان فوق پیام دریافتی را به مجموعه ای از کدهای مورس ( نقطه و فاصله ) ترجمه می نماید. در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از یک نورافکن اقدام به ارسال پیام برای ناو دیگر می نماید. یک ملوان بر روی عرشه کشتی دوم ، کدهای مورس ارسالی را مشاهده می نماید. در ادامه ملوان فوق کدهای فوق را به یک زبان خاص ( مثلا" انگلیسی ) تبدیل و آنها را برای کاپیتان ناو ارسال می دارد.  فرض کنید فاصله دو ناو فوق از یکدیگر بسار زیاد ( هزاران مایل ) بوده و بمنظور برقرای ارتباط بین آنها از یک سیتستم مخابراتی مبتنی بر فیبر نوری استفاده گردد.

سیتستم رله فیبر نوری از عناصر زیر تشکیل شده است :

  • فرستنده . مسئول تولید و رمزنگاری سیگنال های نوری است .

  • فیبر نوری مدیریت سیکنال های نوری در یک مسافت را برعهده می گیرد.

  • بازیاب نوری . بمنظور تقویت سیگنا ل های نوری در مسافت های طولانی استفاده می گردد.

  • دریافت کننده نوری . سیگنا ل های نوری را دریافت و رمزگشائی می نماید.

در ادامه به بررسی هر یک از عناصر فوق خواهیم پرداخت .

فرستنده 
وظیفه فرستنده،  مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو فرستنده پیام است .  فرستنده سیگنال های نوری را دریافت و دستگاه نوری را بمنظور روشن و خاموش شدن در یک دنباله مناسب ( حرکت منسجم ) هدایت می نماید. فرستنده ، از لحاظ  فیزیکی در مجاورت فیبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای یک لنز بمنظور تمرکز نور در فیبر  باشد. لیزرها دارای توان بمراتب بیشتری نسبت به LED می باشند. قیمت آنها نیز در مقایسه با LED بمراتب بیشتر است . متداولترین طول موج سیگنا ل های نوری ، 850 نانومتر ، 1300 نانومتر و 1550 نانومتر است .

بازیاب ( تقویت کننده ) نوری 
همانگونه که قبلا" اشاره گردید ، برخی از سیگنال ها در مواردیکه مسافت ارسال اطلاعات  طولانی بوده ( بیش از یک کیلومتر ) و یا از مواد خالص برای تهیه فیبر نوری ( شیشه ) استفاده نشده باشد ، تضعیف و از بین خواهند رفت . در چنین مواردی و بمنظور تقویت ( بالا بردن ) سیگنا ل های نوری تضعیف شده از یک یا چندین " تقویت کننده نوری " استفاده می گردد.  تقویت کننده نوری از فیبرهای نوری متععدد بهمراه یک روکش خاص (doping) تشکیل می گردند. بخش دوپینگ با استفاده از یک لیزر پمپ می گردد . زمانیکه سیگنال تضعیف شده به روکش دوپینگی می رسد ، انرژی ماحصل از لیزر باعث می گردد که مولکول های دوپینگ شده،  به لیزر تبدیل می گردند. مولکول های دوپینگ شده در ادامه باعث انعکاس یک سیگنال نوری جدید و قویتر با همان خصایص سیگنال ورودی تضعیف شده ، خواهند بود.( تقویت کننده لیزری)

دریافت کننده نوری 
وظیفه دریافت کننده ، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو دریافت کننده پیام است. دستگاه فوق سیگنال های دیجیتالی نوری را اخذ و پس از رمزگشائی ، سیگنا ل های الکتریکی را برای سایر استفاده کنندگان ( کامپیوتر ، تلفن و ... ) ارسال می نماید. دریافت کننده بمنظور تشخیص نور از یک "فتوسل" و یا "فتودیود" استفاده می کند.

مزایای  فیبر نوری 
فیبر نوری در مقایسه با سیم های  های مسی دارای مزایای زیر است :

  • ارزانتر. هزینه چندین کیلومتر کابل نوری نسبت به سیم های  مسی کمتر است .

  • نازک تر. قطر فیبرهای نوری بمراتب کمتر از سیم های  مسی است .

  • ظرفیت بالا . پهنای باند فیبر نوری  بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب  بیشتر از سیم  مسی است .

  • تضعیف ناچیز. تضعیف سیگنال در فیبر نوری بمراتب کمتر از سیم  مسی است .

  • سیگنال های نوری . برخلاف سیگنال های الکتریکی در یک سیم مسی ، سیگنا ل ها ی نوری در یک فیبر تاثیری  بر فیبر دیگر نخواهند داشت .

  • مصرف برق پایین . با توجه به سیگنال ها در فیبر نوری کمتر ضعیف می گردند ، بنابراین می توان از فرستنده هائی با میزان برق مصرفی پایین نسبت به فرستنده های الکتریکی که از ولتاژ بالائی استفاده می نمایند ، استفاده کرد.

  • سیگنال های دیجیتال . فیبر نور ی مناسب بمنظور انتقال  اطلاعات دیجیتالی است .

  • غیر اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الکتریسیته ، امکان بروز آتش سوزی وجود نخواهد داشت .

  • سبک وزن . وزن یک کابل فیبر نوری بمراتب کمتر از کابل مسی (قابل مقایسه)  است.

  • انعطاف پذیر . با توجه به انعظاف پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربین های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند : عکس برداری پزشکی ، لوله کشی و ...استفاده می گردد.

با توجه به مزایای فراوان فیبر نوری ، امروزه از این نوع کابل ها در موارد متفاوتی  استفاده می شود. اکثر شبکه های کامپیوتری و یا مخابرات ازراه دور در مقیاس وسیعی از فیبر نوری استفاده می نمایند.

 

 منبع: www.srco.ir



  

                  


  • آخرین ویرایش:چهارشنبه 7 مرداد 1394
  • برچسب ها:فیبر نوری ،
نظرات()   
   
یکشنبه 4 مرداد 1394  03:44 بعد از ظهر
نوع مطلب: (آموزشی ،فیزیک ،راکت ،دانلود ،) توسط: Mohammad Sadr

دانلود نرم افزار شبیه ساز پرتاب راکت آبی
برای دانلود به ادامه مطلب بروید ...


نظرات()       
  • تعداد کل صفحات :3  
  • 1  
  • 2  
  • 3  
آخرین پست ها