سفارش تبلیغ
صبا ویژن
آنکه بیندیشد از فرجام [بد] دور گردد . [امام علی علیه السلام]
فیزیکدان جوان
 
 RSS |خانه |ارتباط با من| درباره من|پارسی بلاگ
»» پراش نور

 

 

وقتی جسم کدری میان یک پرده و یک چشمه نقطه‌ای نور قرار گیرد، سایه‌ای پیچیده متشکل از نواحی روشن و تاریک ایجاد می‌شود. این اثر به آسانی قابل روئیت است، اما یک چشمه نسبتا قوی ضروری است. لامپی با شدت زیاد که از یک سوراخ کوچک می‌درخشد، این کار را به خوبی انجام می‌دهد. اگر به نقش سایه حاصل از یک قلم ، تحت روشنایی یک چشمه نقطه‌ای نگاه کنید یک ناحیه روشن غیر معمولی در کناره خواهید دید.

حتی نواری با روشنایی ضعیف در وسط این سایه تشکیل می‌شود. به سایه‌ای که توسط دستتان در امتداد نور خورشید ایجاد می‌شود، نگاهی دقیق بیندازید. معمولا پراش مربوط به موانع شفاف مورد نظر قرار نمی‌گیرد. هر چند اگر در شب رانندگی کرده باشید، در حالیکه چند قطره باران بر روی شیشه عینکتان نشسته باشد، فریزهای روشن و تاریک را مشاهده خواهید کرد.

تاریخچه

اولین مطالعه تفضیلی منتشر شده درباره انحراف نور از مسیر مستقیم توسط فرانسسیکو گریمالدی در قرن هفدهم انجام گرفت و آن را پراشه نامید.

انواع پراش

پراش فرانهوفر

فرض کنید که یک مانع کدر حاوی یک روزنه کوچک داریم که امواج تخت حاصل از یک چشمه نقطه‌ای شکل خیلی دور (S) ، آن را روشن کرده است. صفحه مشاهده ، پرده‌ای است موازات با مانع کدر ، دورتر بودن صفحه مشاهده به آرامی باعث تغییر پیوسته در فریزها می‌شود. در فاصله خیلی دور از مانع نقش تصویر شده بطور قابل ملاحظه‌ای پخش خواهد شد. بطوری که به روزنه واقعی بی‌شباهت است و یا شباهت اندکی با آن خواهد داشت. از آنجا به بعد حرکت دادن پرده تنها اندازه نقش پراش را تغییر می‌دهد ولی شکل آن را بدون تغییر می‌گذارد. این پراش را فرانهوفر یا پراش میدان- دور می‌گویند.

- پراش فرنهوفر تک شکاف

در این نمونه شکاف مستطیل شکل که پهنای کوچک و طول چند سانتی متردارد، در مقابل منبع نور قرار می‌گیرد. پرتوهای نور بعد از عبور از شکاف بر روی پرده تشکیل تصویر می‌دهند، که قسمت مرکزی در مقایسه با کناره‌ها شدت بیشتری دارد. نقش‌های پراش در اطراف این ناحیه بوضوح دیده می‌شود و ضمن اینکه شدت نور با دور شدن از ناحیه مرکزی کاهش ی‌یابد، نوارهای تاریک در بین نوارهای روشن قابل روئیت است.

- شکاف دوگانه

در این نمونه مانع کدر که در مقابل نور قرار می‌گیرد از دو شکاف مستطیل شکل موازی تشکیل شده است. هر روزنه به خودی خود همان نقش پراش تک شکافی را روی پرده دید ایجاد خواهد کرد. در هر نقطه روی پرده سهم‌های مربوط به این دو شکاف روی هم می‌افتد. گرچه دامنه هر کدام از آنها اساسا باید باهم مساوی باشد، ممکن است اختلاف فاز قابل توجهی پیدا کنند. در داخل قله مرکزی پراش وجود خواهد داشت. ممکن است یک بیشینه تداخل و یک کمینه پراش با یک مقدار از (زاویه انحراف از قسمت مرکزی) متناظر باشند. در چنین حالتی نوری وجود ندارد، که در آن موقعیت دقیق در تداخل شرکت کند و قله حذف شده را مرتبه گم شده می‌نامند.

پراش فرنل

فرض کنید یک مانع کدر حاوی روزنه کوچک که اموج تخت حاصل از یک چشمه نقطه‌ای شکل خیلی دور (S) ، آن را روشن کرده است. در این حالت صفحه مشاهده پرده‌ای موازی با مانع است. در این شرایط یک تصویر از روزنه بر روی پرده می‌افتد، که علی‌رغم وجود برخی فریزهای جزئی در اطراف محیط آن ، به روشنی قابل تشخیص است. بتدریج که صفحه مشاهده از مانع دور می‌شود، تصویر روزنه گر چه هنوز به راحتی قابل تشخیص است، هرچه شکل مشخص‌تری به خود می‌گیرد، و این در حالی است که فریزها نمایانتر می‌شوند. این پدیده مشاهده شده پراش فرنل یا میدان- نزدیک نامیده می‌شود.

اصل بابینه

دو پرده پراشان را مکمل می‌گویند، هرگاه نواحی شفاف روی یک پرده با نواحی کدر پرده دیگر و بر عکس متناظر باشند. وقتی که دو پرده مکمل روی هم بیافتند، آشکار است که ترکیب آنها کاملا کدر است.

توری پراش

آرایه‌ای تکراری از عناصر پراشان ، نظیر روزنه‌ها یا موانعی که اثر آنها ایجاد تغییرات متناوبی در فاز ، دامنه یا هر دوی آنها در یک موج خروجی است، یک توری پراش نامیده می‌شود. غالبا توریهای تخت تراشه‌ای ، یا شیارهایی تقریبا مستطیلی چنان سوار می‌شوند که بردار انتشار فرودی تقریبا بر هر یک از وجوه شیارها عمود باشند.


نوشته های دیگران ()
نویسنده متن فوق: » بلالی ( پنج شنبه 85/2/7 :: ساعت 7:21 عصر )
»» چرا جهان این قدر در تلاش است که نابود نشود ؟

چرا جهان این قدر در تلاش است که نابود نشود ؟





جواب این سوال را تا به حال هیچ دانشمند و یا فیلسوفی نیافته است. حتی هاوکینگ دانشمند و اختر شناس بزرگ در جواب به آن گفته است :«اگرجواب این سوال را بدانم مطمئناً به سوال های دیگری خواهم رسید که آغازگرکشف نظریه ی همه چیز) Theory of every thing) و رسیدن به قله های ناممکن فیزیک و تمام علوم دیگر است.» از نظریه ی همه چیز گفتیم ، حتماً محتوای این نظریه ی جدید که هنوز کامل نشده برای شما مبهم است. پس در این مقاله به بحث و بررسی درباره ارکان سازنده ی این نظریه خواهیم پرداخت. نظریه ای که شاید انسان بتواند با داشتن آن فکر خدا را درباره ی کائنات و جهان آفرینش بخواند و خود را به بینهایت نزدیک تر سازد. به عبارت دیگر تلاش ما بیان مفاهیمی است که انسان برای یافتن سرنوشت ویا گذشته ی خویش به آن هااحتیاج دارد .

بهتر است قبل ازبررسی پایه ای این نظریه با چند مفهوم وعبارت آشنا شویم:

1- سیاهچاله ها یا ستاره های رمبیده شده (Blackholes): یک سیاهچاله یک جرم متراکم و یک ستاره ی مرده است که در آن گرانش به حدی شدید است که حتی نور نیز نمی تواند از آن بگریزد، پس یک سیاه چاله دیده نمی شود .

2- انفجار بزرگ( (Big Bang: نظریه ای که می گوید جهان در ابتدا یک گوی آتشین بسیار داغ بوده که منفجر شده و ماده وانرژی و...را بوجود آورده است تا جهان بصورتی که امروزه می بینیم در آید این نظریه در قرن نوزدهم میلادی توسط هوگان ارائه شد.

3- مکانیک کوانتومی( Quantum mechanics): سال ها پیش تصور می شد که کوچک ترین اجزای تشکیل دهنده ی ماده، اتم ها هستند ولی بعدها کشف شد که در اتم نیز هسته ای وجود دارد که الکترون ها به دورآن چرخش می کنند و همین طور خود هسته از ذرات کوچک تری به نام نوکلئون تشکیل شده و هر یک از نوکلئون ها نیز باز از ذرات کوچک تری به نام کوارک ها تشکیل یافته اند که بار و وزن هسته اتم را مشخص می کنند . کوارک ها یکی از ذرات بنیادین هستند که بعد از انفجار بزرگ بوجود آمدند.کوارک ها دارای شش نوع هستند که هسته اتم فقط از دو نوع اول آنها یعنی up , down تشکیل یافته است.

4- نیروهای بنیادین یا اولیه :بین ذرات بنیادین چهارنوع نیروعمل می کند که عبارتند از:

الف) نیروی پر قدرت کوارک :این نیرو از جدا شدن بیش از حد کوارک های داخل هسته از یکدیگر و یا حتی از پرت شدن آنها به خارج جلوگیری می کند ، نیروی پر قدرت کوارک از طریق ذرات مبادله کننده(گلوئون)انتقال می یابد که بین کوارک ها در پروازهستند .

ب) نیروی الکترومغناطیسی : یک ذره دارای بارمنفی به وسیله یک ذره ی منفی دیگر دفع و به سوی یک ذره با بارمثبت جذب می شود این نیرو توسط فوتون ها مبادله می شود .

پ) نیروی ضعیف : این نیرودربین ذرات بدون بار(خنثی)ودرفواصل خیلی نزدیک برقراراست و باعث رادیواکتیویته می شود که نوعی از آنرا رادیواکتیویته ی بتا می نامند وذره ی پیام رسان این نیرو«ویکون»نام دارد.

ت) نیروی گرانش : یکی از چهار نیروی طبیعت که ضعیف ترین آنهاست . گرانی،همیشه جذب می کند،هیچ گاه دفع نمی کندومی تواند تا فواصل بسیاردور،تاثیرداشته باشد.همچنین ذره ی پیام رسان این نیرو«گراویتون»نام دارد که تاکنون بطور مستقیم مشاهده نشده است.

انرژی تاریک (Dark energy ):

یکی ازنظریه هایی که ما را دررسیدن به «نظریه ی همه چیز» یاری می کند،نظریه ی اینشتین درمورد مجموعه ایست که سبب انبساط جهان می شود.این مجموعه (منظورماده وانرژی)حدود 95 درصد ماده وانرژی جهان را تشکیل می دهد.

ازاین مجموعه ی 95 درصدی،30درصد ماده ی تاریک (Dark matter)و65درصد انرژی تاریک (Dark energy)است که عامل شتاب داربودن انبساط و بی نظمی جهان می باشد.همچنین سیاهچاله ها نیز نوعی ماده تاریک محسوب می شوند. نظریه پردازان انرژی تاریک یا نیروی ضد جاذبه معتقدند که: این نیرو در طول زمان می تواند نیرومندتر یا ضعیف تر شود.این نیرو یا سرانجام دنیا را در یک لحظه از هم می پاشاند،یا درآینده ی دوررفته رفته آن را خاموش می کند.این آینده ی دور10 میلیارد سال با زمان حال فاصله دارد.اگراین نیروخود به خود ازمیان برود،جاذبه باردیگربر گیتی مستولی می شود و جهان خود به خود فرومی پاشد.این نیرومدت هاست که وجود دارد وتغییر آن بسیارکند وآرام است.

یکی از کیهان شناسان به نام دکتر"ریس"می گوید:«هرگونه تحول تسریع کننده،که به قدرتمند شدن این انرژی تاریک منجرشود تا30میلیارد سال دیگرروی نخواهد داد.»هم چنین برخی محاسبات دانشمندان درباره ی قدرت این انرژی به یک عدد واحد رسیده است که نام آن را«»wگذاشته اند.این عدد درحقیقت نسبت میان فشاروتراکم این انرژی تاریک است.یکی ازعجیب ترین خصوصیات این انرژی مرموزاین است که برخلاف ماده یا انرژی معمولی چگالی آن با انبساط فضا کاهش نمی یابد و شواهد زیادی حکایت ازآن دارد که همیشه دارای چگالی ثابتی است.به این ترتیب با انبساط جهان چگالی مواد معمولی رفته رفته کمتر می شودوحتی نسبتی کمتراز5 درصد را به خود اختصاص خواهد داد ولی درصد انرژی تاریک روبه ازدیاد خواهد گذاشت.

امید است با ادامه ی کاردانشمندان در آینده ی نزدیک هیجان انگیزترین راز علم حل شود.

فرضیه سفردرزمان: یکی ازجالب ترین افکاربشر،ایده ی جابجایی دربعد زمان است.اینشتین با ارائه ی نظریه ی نسبیت خاص خود نشان داد که این کار از نظرتئوری شدنی است،برطبق این نظریه اگرشیئی به سرعت نورنزدیک شود،گذشت زمان برایش آهسته تر صورت می گیرد.بنابراین اگر بشود با سرعت بیش از سرعت نور حرکت کرد زمان به عقب بر می گردد.مانع اصلی این است که اگرجسمی به سرعت نور نزدیک شود جرم نسبی آن به بی نهایت میل می کند لذا نمی شود شتابی بیش از سرعت نور پیدا کرد. اما شاید روزی هم این مشکل حل شود!

دانشمندان براین عقیده هستندکه این کاربه کمک یک پدیده ی طبیعی صورت می گیرد.دراین خصوص سه پدیده مدنظراست:

(سیاهچاله های دوار ، کرم چاله هاوریسمان های کیهانی )



سیاهچاله های دوار:سیاهچاله ها بر دو نوع اند ، دوار و غیر دوار ، سیاهچاله های غیردوار دارای انتهای نقطه مانند هستند ، در آن جا هر جسمی که به حفره مکش شده باشد نابود می شود ، اما

سیاهچاله های دوار دارای انتهایی قاعده دار به شکل حلقه هستند که مانند یک قیف واقعی انتهایشان بازاست،همچنین فقط این نوع سیاهچاله است که می تواند سکوی پرتاب به آینده یا گذشته باشد.انتهای قیف به یک قیف دیگر به اسم سفیدچاله(White hole) می رسد که درست عکس آن عمل می کند.یعنی هر جسمی را به شدت به بیرون پرتاب می کند.ازهمین جاست که می توانیم پا به زمان هاوجهان های دیگربگذاریم.



کرمچاله ها(Worm holes): یک سکوی دیگر گذر از زمان است که می تواند درعرض چند ساعت ماراچندین سال نوری جابجا کند.فرض کنید دونفردوطرف یک ملافه راگرفته ومی کشنداگر یک توپ تنیس برروی ملافه قرار دهیم یک انحنا درسطح ملافه به سمت توپ ایجادمی شود.



یک تیله روی این ملافه قرار دهیم به سمت چاله ای که توپ ایجاد کرده است می رود.

این نظر اینشتین است که کرات آسمانی در فضا و انحنا ایجاد می کنند ،درست مثل همان توپ روی ملافه. حالا فرض کنیم فضا به صورت یک لایه ی دوبعدی روی یک محورتاشده باشد وبین نیمه بالاوپایین آن خالی باشدودوجرم هم اندازه درقسمت بالا وپائین مقابل هم قرارگیردآن وقت حفره ای که هردو ایجاد می کنند می توانند به هم دیگررسیده وایجاد یک تونل کند0مثل این که یک میانبردرزمان ومکان ایجاد شده باشد به این تونل کرمچاله می گویند.



حال سوالی پیش می آید که اگرما می توانستیم به گذشته سفرکنیم.زمانی که هنوزبه دنیانیامده بودیم وپدربزرگ خودرامی کشتیم پس چگونه ماوجود داریم این یک پارادوکس است ونقیض خودش دردرونش است ولی باید گفت راه حلی نیزبرای این موضوع پیداشده است واین راه حل نظریه ی جهان های موازی است.طبق این نظریه امکان داردچندین جهان وجود داشته باشد،که مشابه جهان ماست اما ترتیب وقایع درآنهافرق می کند.پس وقتی به عقب برمیگردیم دریک جهان دیگروجود داریم نه درجهانی که درآن هستیم.همچنین می توان گفت که این نظریه تقریبا همجهت ومنطبق با نظریه استیفن هاوکینگ درباره ی جهان های نوزاد است که بیانگر این است که غیرازجهان ما جهان های دیگری نیزوجود دارند که ازطریق راه هائی به هم متصلند.

نظریه ریسمانهای کیهانی یا ابر ریسمان:

یکی ازبرترین موفقیت های علم درقرن بیستم این است که درسطح پایه،قوانین فیزیک به دو فرمول خلاصه شدند:

1-تئوری گرانش اینشتن:که فضاهای بسیاربزرگ راتوصیف می کند.مثلاکهکشانها، سیاهچاله ها وانفجار بزرگ.

2-تئوری کوانتومی:که فضاهای بسیارکوچک راتوصیف می کند0مثلاجهان کوچک ذرات زیر اتمی والکترومغناطیس0

یکی از بزرگترین طنزهای طبیعت کیهان شناسی اتحاداین دوفرمول است که واقعاگیج کننده به نظرمی رسد وحتی بزرگترین فیزیکدانان جهان مثل اینشتین وهایزنبرگ نتوانستند ازعهده ی آن برآیند،خوشبختانه مایک تئوری مناسب برای اتحاداین دونیروداریم (در حقیقت این تنها تئوری است و دیگرتئوری هابه تناقض رسیده اند ) که ابر ریسمان نامیده می شود که به سادگی دستگاه گرانشی را با تئوری الکترومغناطیس که برای حل مشکلات کرمچاله های کوانتومی لازم است،متحد می کند.

تئوری ابرریسمان قوانین مبهم فیزیک کوانتومی رابافرض این که ذرات زیراتمی درحقیقت ارتعاشی از یک رشته کوچک هستند توضیح می دهد،ارتعاش یک رشته ویالون سبب ایجاد یک نت می شود،همچنین ارتعاش یک ابرریسمان سبب ایجاد ذرات موجود درطبیعت می شود. بنابراین جهان یک سمفونی ازریسمان های درحال ارتعاش است و توضیح بیشتراین که یک ریسمان که درزمان حرکت می کند باعث انحنای فضای اطرافش می شود که سیاهچاله،کرمچاله ودیگرجوابهای مرموزاینیشتن رامی سازد ودریک کلام، تئوری ریسمان،تئوری اینیشتن وکوانتوم فیزیک را با یک نتیجه ی منطقی متحد می کند.

همچنین باید دانست،که این ذرات زیراتمی که سازنده ی تارهای این ویالون هستندآن قدرکوچک هستند طوری که اگرهسته ی اتم هیدروژن راشهرتهران فرض کنیم اندازه این ذرات اتمی درداخل این شهراست به عبارتی دیگراین ذره 18-^10برابریک اتم است.

ادوارد ویتن ازموسسه ی تحصیلی پیشرفته در پرینستون ادعاکرده است: «تئوری ابرریسمان تئوری قرن بیست ویکم است که تصادفادرقرن بیستم کشف شده است وهنوز ریاضیات موردنیازقرن بیست ویکم برای حل سیاهچاله های کوانتمی کشف نشده است.»تا اینجا به تلاش های انجام شده و نظریه های ارائه شده برای رسیدن به نظریه کلی «همه چیز» پرداختیم.در پایان بهتراست شناخت دقیق تری نیز از خود نظریه درحیطه ی فیزیک داشته باشیم:

این نظریه :

ـ باید مدلی به ما بدهد که بین نیروها وذرات،یگانگی ایجاد کند.

ـ باید به این سوال پاسخ دهد که«شرایط مرزی»چیست؟ شرایطی که دراولین لحظه،قبل ازآن که هیچ زمانی بگذرد وجود داشته است.

ـ باید امکان چند انتخاب را بدهد.باید محدود کننده باشد.به عنوان مثال،باید دقیقاً پیشگویی کند که چند نوع ذره وجود دارد. اگرحق انتخاب هایی راباقی می گذارد،بایداین واقعیت را به نحوی توضیح دهد که این، جهانی است که ما داریم،نه جهانی که با آن اندک تفاوتی دارد.

ـ باید تعداد کمی اجزای اختیاری داشته باشد ، هاوکینگ نظریه ای دارد به نام سوراخ کرم 4که

میتواند به این معنی باشد که ما هیچ گاه نظریه ای بدون اجزای اختیاری نخواهیم داشت با این حال ، ترجیح می دهیم که برای پاسخ ها نباید نگاه زیرچشمی بسیارمکرری به جهان واقعی داشته باشیم، شگفت آن که نظریه ی«همه چیز»ممکن است یک جزءاختیاری باشد.

ـ باید جهانی،مثل جهانی راکه مشاهده می کنیم،پیشگویی کند یابه طورقانع کننده ای توضیح دهد که چرا اختلافی وجود دارد.یک نظریه «همه چیز»بایدراهی بیابد تادرقیاس با آنچه مامشاهده می کنیم، ایستادگی کند.

ـ باید ساده باشد و درهمان حال،امکان پیچیدگی های عظیم رابدهد.

ـ بایدمعمای ترکیب نظریه ی نسبیت عام اینیشتن (نظریه ای که معمولاباآن گرانی راتوضیح می دهیم)ومکانیک کوانتومی(نظریه ای که معمولابه هنگام بحث درباره ی سه نیروی دیگربه کار می بریم)راحل کند.

منبع : www.nasir.persiangig.com/ph.htm

 


نوشته های دیگران ()
نویسنده متن فوق: » بلالی ( پنج شنبه 85/2/7 :: ساعت 7:17 عصر )
»» قطب نما

قطب نما

طرز کار قطب نما

عقربه قطب نما هنگام باز نمودن درب آن ، آزاد شده و حول محور خود می‌چرخد و سپس به علت نیروی مغناطیسی کره زمین همیشه در یک جهت معین که همان قطب شمال مغناطیسی است می‌استد و آن را به ما نشان می‌دهد.

عقربه مذکور هیچگاه اشتباه نمی‌کند مگر آنکه در نزدیکی اشیای آهنی یا فولادی و یا کابلی قرار گرفته باشد . بنابراین ، هنگام استفاده از قطب نما بایستی مطمئن شویم که از اشیای انحراف دهنده آن ، بطور کلی دور است.

کاربردهای قطب نما

به کمک قطب نما می‌توانیم گرای مغناطیسی کلیه امتدادهای مورد نظر را اندازه گرفته و با در دست داشتن گرای مغناطیسی یک امتداد ، جهت یابی بکنیم .

در کشتی ها و هواپیماها برای جهت یابی از آن استفاده می‌شود.

در صنایع نظامی کاربرد وسیعی دارد از جمله دیده‌بان‌ها در مناطق عملیاتی به کمک آن جهت یابی می‌کنند.

در صنایع مخابرات ، کارهای پژوهشی و ساختمان قبله نماها به کار برده می شود.

قطب نمای پیشرفته

قطب نماهای پیشرفته که بیشتر در صنایع مخابرات و امور نظامی به کار برده می‌شوند، مجهز به سلول‌های شب نما می‌باشند که حتی در تاریکی شب عمل جهت نمایی را صورت دهند. این نوع قطب نماها در دوربین‌های دو چشمی نظامی ، تانک‌ها ، نفربرها و حتی در ساختمان برخی خودروهای پیشرفته نیز به کار می رود .

از قطب نماهای پیشرفته در اندازه گیری طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی محل نیز استفاده می‌کنند که در نقشه خوانی ، پیاده سازی عملیات نظامی ، دیده بانی در مناطق جنگی و ... نقش تعیین کننده دارند.

 

 
 www.hupaa.com


نوشته های دیگران ()
نویسنده متن فوق: » بلالی ( پنج شنبه 85/2/7 :: ساعت 7:15 عصر )
»» فهرست

فهرست مطالبی که در صفحه های بعداین مجموعه خواهید یافت

       انرژی هسته ای                    

      معرفی فیزیکدان مسلمان                                    

          بمب اتم                                                       

     زندگی نامه                                                               

  سرگرمی با فیزیک                                                                         

     یک سوال                                                                      

یک تشکر گرم !                                                                                               



نوشته های دیگران ()
نویسنده متن فوق: » بلالی ( سه شنبه 85/2/5 :: ساعت 6:14 عصر )
»» معرفی فیزیکدان مسلمان

 

ابن‌هیثم از بزرگترین دانشمندان اسلامی است، به خصوص در نورشناسی مقامی ارجمند دارد. شماره‌ی تألیف‌های او را در ریاضی و فیزیک و اخترشناسی، حدود صد کتاب و رساله می‌دانند که متأسفانه قسمت عمده‌ی آن‌ها از میان رفته است. وی را به خاطر آزمایش‌های دقیقی که درباره‌ی نور انجام داده است، مرد روش علمی نیز نامیده‌اند.

زندگی‌نامه

ابوعلی حسن‌بن‌حسن (یا حسین) بن الهیثم، فیزیکدان و ریاضیدان و اخترشناس و پزشک عالی قدر اسلامی، به سال 354 هجری، برابر 965 میلادی، در بصره متولد شد. چون به علم شهرت یافت، الحاکم بامرالله علوی خلیفه‌ی فاطمی مصر مشتاق دیدار او شد و ابن‌هیثم سفر آغاز کرد. وقتی که به مصر وارد شد، خلیفه تا مسافتی از قاهره در موضعی به نام خندق به استقبالش شتافت.

ابن‌هیثم، پس از اندک توقفی، خواست تا آنچه را درباره‌ی‌ آب نیل اندیشیده بود به عمل درآورد. او مدت‌ها در این اندیشه بود که اگر در ناحیه‌ی آسوان سدی بسته شود، آب نیل تنظیم شود و از زیادی و کاستی باز ایستد. بدین تصور راه سرچشمه‌ی نیل پیش گرفت. چون به آثار باستانی مصر، با آن همه عظمت و صنعت رسید، باخود اندیشید که اگر این کار شدنی بود معماران و مهندسانی آن‌چنان از انجام آن غفلت نمی‌کردند. بنابراین، در عزم او سستی پدید آمد و به قاهره بازگشت.

پس از چندی از خلیفه بیمناک شد و برای این که از خشم او در امان ماند چندی خود را به دیوانگی زد، تا آن‌گاه که الحاکم وفات یافت و او نیز بار دیگر خرد خویش آشکار کرد. ابن‌هیثم در سال 430 هجری، برابر 1039 میلادی، در قاهره دیده از جهان فروبست.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

من به جست و جوی معدن حقیقت پرداختم و برای رسیدن به آن به انواع نظریه‌ها و باورها و دانش‌های الهی روی آوردم، اما به مطلب چشمگیری نرسیدم و روشی برای به دست آوردن حقیقت و راهی برای دست یافتن به بینش یقینی در آن‌ها نیافتم. در نهایت، متوجه شدم که به حقیقت نخواهم رسید مگر از راه دیدگاه‌هایی که ماده‌ی آن‌ها را امور حسی و صورت و شکل آن‌ها را امور عقلانی تشکیل می‌دهد.

گفتاری از ابن هیثم

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 

کتاب المناظر

المناظر معروف‌ترین اثر ابن‌هیثم است که نسخه‌های خطی متعددی از آن در کتابخانه‌های جهان، از جمله کتابخانه‌ی استانبول در ترکیه، موجود است1. ابن هیثم در این کتاب علاوه بر مباحث نورشناختی، به هواشناسی، فیزیولوژی و پرسپکتو نقاشی نیز پرداخته است. وی در این کتاب نخستین تعبیر سیستماتیک پدیده‌های فیزیکی از نظر تجربی و ریاضی را مورد بحث قرار داده است.

ابن‌هیثم با این اثر خود بنیان نورشناسی قدیم را، که متکی بر کتاب مناظر اقلیدس(یعنی Opticae ) و آثار علمی ارسطو ( Meteorologica ) و کارهای ارشیمدس و بطلمیوس بود، دگرگون کرد و آن را به صورت علم بسیار منظم و مشخصی درآورد. وی بحث کامل ریاضی را با نمونه‌های تصوری عالی فیزیکی و تجربه‌های دقیق با هم ترکیب کرد.

پس از ابن‌هیثم، این کتاب در عالم اسلامی در بوته‌ی فراموشی مانده بود، تا این‌که کمال‌الدین فارسی، ریاضیدان و فیزیکدان ایرانی، در قرن هفتم هجری، به وسیله‌ی استاد خود، قطب‌الدین شیرازی، با آن آشنا شد و کتاب تنقیح ‌المناظر ‌لذوی ‌الابصار ‌و‌ البصائر را در شرح آن نوشت.

کمال‌الدین هفت مقاله‌ی کتاب المناظر ابن‌هیثم را به همین ترتیب و با روش ‌قال، اقول تفسیر کرده است؛ یعنی، مطالب کتاب ابن‌هیثم را با قال و مطالبی که خود نوشته، با اقول نمایانده است. کمال‌الدین علاوه بر تنقیح و تفسیر هفت مقاله‌ی مذکور، در پایان کتاب تنقیح‌المناظر یک خاتمه و یک ذیل و سه ملحق از خود افزوده است.

از کتاب تنقیح‌المناظر نسخه‌های خطی در ایران و نیز در کتابخانه‌های جهان موجود است. این کتاب در 1348 ـ 1347 قمری، در حیدرآباد دکن، در دو جلد چاپ شده است2.

مقدمه‌ای که کمال‌الدین فارسی بر این کتاب نوشته از نظر تاریخی حائز اهمیت است. از این نظر قسمتی از این مقدمه را در این‌جا می‌آوریم.

کمال‌الدین می‌گوید: « … مدتی کوشش تمام داشتم که در امر مناظره تحقیق کنم و سخت دلبسته‌ی بازشناختن چگونگی رؤیت تصاویر اشیاء با چشم بودم و مخصوصاً بیشتر توجه به انعطاف (= انکسار نور) داشتم، چه دیدنی‌ها را در آب و از پشت بلور به اشکال شگفت‌انگیزی می‌دیدم، مخالف با آنچه مستقیماً در هوا می‌دیدم و آنچه در پی یافتن آن بودم، از کتاب مناظر اقلیدس به دست نمی‌آمد …

پس بر این مقدمه مدتی درنگ کردم و به آن پرداختم و احکامی درباره رؤیت از طریق انعطاف به دست آوردم که همه آنها با آنچه محسوس است مخالف است. آنگاه حیرت من فزونی یافت و به محضر عالی (منظور محضر قطب‌الدین شیرازی) مراجعه کردم و داستان را باز گفتم …

حضرتش، که پیوسته اقبال یار و توفیق مددکارش باد، به برآوردن حاجت من اقبال کرد، لختی اندیشید و گفت که در کودکی در بعضی از کتابخانه‌های فارسی کتابی در مناظر منسوب به ابن‌هیثم، در دو جلد بزرگ، دیده‌ام و شاید آنچه در پی آن می‌گردی در آن باشد و بر من است که، گرچه در ثریا باشد، آن را به دست آورم …

تقدیر موافق شد و تیرهای همت مستقیم به هدف رسید و نسخه کتاب به خط ابن‌هیثم از شهر دورستی به دست افتاد. مرا خواست و کتاب را به من داد. از فواید و لطایف و غرایب مستند به آزمایش‌های درست و تجربه‌های به دست آمده از آلات هندسی و رصدی و استدلال‌های ترکیب یافته از مقدمات صحیح که در آن یافتم، سردی یقین بردلم فرو ریخت … 3 ».

مصطفی نظیف بیک محقق مصری، مباحث کتاب المناظر ابن‌هیثم را از دیدگاه فیزیکی مورد تحقیق قرار داده و کتاب جامعی در دو جلد نوشته است. این کتاب بررسی فاضلانه‌ای است مبتنی بر مطالعه‌ی متون خطی کتاب المناظر و متن چاپی کتاب المناظر چاپ حیدرآباد.

المناظر در غرب

کتاب المناظر ابن‌هیثم در مغرب زمین به نام گنجینه‌ی نورشناسی به لاتین ترجمه شد. ریسنر (F.Risner) این ترجمه را در سال 1572 میلادی درشهر بال همراه ترجمه‌ای درباره‌ی شفق از ابن‌هیثم منتشر کرد4. ترجمه‌ی لاتین المناظر ابن‌هیثم در اروپا در همه‌ی محققانی که در علم نور کار می‌کرده‌اند، از جمله ویتلو (Witelo) ، پکهام (Peckam) ، راجر بیکن (Roger Bacon) و کپلر، در قرن هفدهم مؤثر افتاد.

راجر بیکن در کتاب خود (Perspectiva) بارها از ابن‌هیثم با نام الحسن (Alhazen) نام برده و به گفته‌ها و نظریه‌های او از کتاب المناظر استناد جسته است. تأثیر کتاب المناظر ابن‌هیثم را می‌توان در کتاب« Perspectiva Communis » پکهام و کتاب « Opticae libri decem » ویتلو و خلاصه در پژوهش‌های نورشناسی کپلر و دکارت و فرما مشاهده کرد.

زیبک H.Siebeck محقق آلمانی برای نخستین بار درباره‌ی روانشناسی کتاب المناظر ابن‌هیثم تحقیقاتی کرد و در سلسله مقاله‌هایی تحت عنوان: «روانشناسی در قرون وسطی» سعی کرده است ارزش کار ابن‌هیثم را در این زمینه از روی ترجمه‌ی لاتین المناظر روشن کند. باور H.Bauer نیز تحت عنوان روانشناسی ابن‌هیثم بر اساس کتاب المناظر کوشش کرده است تا کار ابن‌هیثم را از دیدگاه روانشناسی تجربی مورد نقد و بازبینی قرار دهد.

دی‌بور DeBoer T.J در کتاب «تاریخ فلسفه در اسلام، جنبه‌ی فلسفی کتاب مناظر ابن‌هیثم را مورد بررسی قرار داده است. آقای دکتر رضا شاپوریان نیز مقاله‌ای درباره‌ی ارزش کتاب المناظر ابن‌هیثم به آلمانی نوشته است9.

آثار دیگر ابن‌هیثم

1- فی المکان. 3- فی مسئله عددیه 4- فی شکل بنی موسی 5- فی‌اصول المساحه 6- رساله فی شرح مصادرات اقلیدس 5 7- فی‌کیفیات الاظلال6. 8- مقاله فی الهاله و قوس قزح 9- ضوء القمر7. 10- مقاله فی مساحه المجسم المکافی8، 11- مقاله فی الهاله و قوس قزح، 12- مقاله فی‌المرایا المحرقه بالدوائر9، 13- سمت ‌القبله بالحساب10، 14- فی المرایا المحرقه بالقطوع11، 15- مقاله فی الضوء12، 16- مقاله فی المعلومات13، 17- مقاله فی تربیع الدائره14، 18- فی‌المجره15،19- اضواء الکواکب16، 20- قول‌فی استخراج مقدمه ضلع‌المسبع17، 21- قول‌فی قسمت الخط الذی استعمله ارشمیدس فی کتاب الکره و الاستوانه18، 22- مقاله فی استخراج ارتفاع القطب علی غایه التحقیق19، 23- مقاله فی الکره المحرقه20، 23- صورت الکسوف21، 24- قول فی مسئله الهندسیه22،25- مسائل التلافی23، 26- الاثار علیه یری فی وجه القمر 24، 27- الشکوک علی بطلمیوس25،28- هیئت العالم26، 29- رساله فی معرفت الاشکال القائمه27،30- خواص المثلث، 31- حساب‌المعاملات، 32- فی مراکز الاثقال28،33- مساحه الکره، 34- مقاله فی‌الاشکال الهلالیه، 35- الرخامات الافقیه29، 36- فی علم البنکام30، 37- کتاب فی اوسع الاشکال المجسمه و فی اوسع الاشکال المسطحه، 38- کتاب فی استخراج ضلع المعکب، 39- مقاله فی الجزء الذی لایتجزا، 40- کتاب جمعت فیه الاصول و الهندسیه و العددیه، من کتاب اقلیدس و ابولونیوس، 41- مقاله فی استخراج نصف‌النهار علی غایه التحقیق،42- اختلاف مناظر القمر، 43- التنبیه علی مافی الرصد من الغلط، 44- حرکه القمر، 45- حل شکوک المجسطی، 46- استخراج خط نصف‌النهار، بظل واحد، 47- مقاله فی ابعاد الاجرام اسماویه و اقدار اعظامها و غیرها، 48- حل شکوک حرکات الالتفات، 49- مقاله فیب الاثر الذی یری فی القمر، 50- کتاب البرهان علی مایراء الفلکیون فی احکام النجوم، 51- فی استخراج ما بین بلدین فی البعد بجهه الامور الهندسیه، 52- فی اجرات الحضور و الابنیه بجمیع الاشکال الهندسیه، 53- کتاب تلخیص مقالات ابولونیوس فی مقاطع ‌المخروطات، 54- مقاله فی الحساب الهندی، 55- رساله فی‌برهان الکشل الذی قدمه ارخمیدس فی قسمه الزوایا الی ثلاثه اقسام متساویه، 56- فی‌انتزاغ البرهان علی ان القطع الزائد و الخطان اللذان لایلتقیان (یقربان) ابداً و لایلنقیان حل شکوک مجسمات کتاب اقلیدس، 57- فی‌التحلیل و الترکیب الهندسی علی جهه التمثیل للمتعلمین.

علاوه بر این مقاله‌ها و رساله‌ها و کتاب‌هایی که ذکر کردیم ابن‌هیثم آثار دیگری در سایر رشته‌ها از جمله پزشکی و فلسفه دارد.

کشف‌های علمی ابن‌هیثم

1) نخستین اصل دینامیک

ابن هیثم در پژوهش‌های خود دربارهِ حرکت اجرام سماوی و نیز در علم ایست‌شناختی به کشف اصلی در دینامیک نایل آمد که از آن به نام اصل جبر یا اصل لختی(اینرسی) یاد می‌شود و آن چنین است که اگر نقطه‌ای مادی لخت باشد یعنی تحت تأثیر هیچ نیرویی واقع نشود، اگر ساکن است همواره ساکن می‌ماند و اگر در حال حرکت است، حرکتش مستقیم ‌الخط و یکنواخت خواهد بود. 31 البته، در کشف این اصل ابن‌سینا نیز، که معاصر ابن‌هیثم بود، سهیم است، زیرا او نیز با برهان‌های فلسفی صحت این عمل را مستدل کرده است.

باید متوجه بود که پیشینیان حرکت را به دو نوع تقسیم می‌کردند: بالطبع و قسری. حرکت قسری ناشی از اعمال نیرویی خارجی بر جسم است، نیرویی خارجی موجب می‌شود که جسم به طور کمی و کیفی حرکتی جز آنچه به اقتضای طبع خواهد داشت پیدا کند. حرکت بالطبع حرکتی است که مقتضای طبیعت جسم صورت می‌گیرد. فی‌المثل حرکت سنگی را در نظر می‌گیریم که اگر رهایش کنیم به حکم طبیعت ذاتی (البته به عقیده‌ی پیشینیان) به پایین حرکت می‌کند، ولی اگر بخواهیم کاری کنیم که به سوی بالا حرکت کند باید ضربه ای بر آن وارد کنیم. پس از آن‌که ضربه وارد کنیم، به تناسب نیرویی که بر اثر آن ضربه وارد می‌شود، و تناسب موانع و عواقبی که در کار است، آن سنگ مقداری مسافت به سوی بالا می‌پیماید، ولی در نهایت امر برمی‌گردد.

از این مثال دو مسئله اساسی مطرح می‌شود که مباحثه‌های فلاسفه نیز ازهمین جا ناشی می‌گردد. مسئله‌ی نخست اینکه عامل بالابرنده چیست؟ هر حرکت نیازمند به محرک است، آنگاه که سنگ رو به پایین حرکت می‌کند عامل تحرک سنگ، طبیعت و یا میل طبیعی سنگ است، پس یک نیرویی درونی سنگ را به حرکت درمی‌آورد. ولی آن‌گاه که به سوی بالا می‌رود عامل محرک چیست؟

از نظر ارسطو، برای اینکه جسم حرکت داشته باشد، باید همواره نیرو، یعنی عامل محرک از متحرک محال است. در توجیه عامل در حرکت قسری سنگ چنان معتقد بود که با اعمال ضربه به سنگ موجی در جهت آن ضربه در هوای مجاور پیدا می‌شود و سنگ در هوا مجموع حکم جسم واحد متصلی را پیدا می‌کند. پس هوا سنگ را از جلو به سوی خود می‌کشد، و یا برعکس، هوا می‌ماند و سنگ می‌رود. ولی هوایی که می ماند نقش مقاومت را در مقابل سنگ ایفا می‌کند، یعنی هوا سنگ را از پشت سر می‌راند. تبیین ارسطو برای حرکت پرتابه‌ها ذهن دانشمندان فلاسفه را ارضا و اقناع نمی‌کرد.

ابن‌هیثم ابن‌سینا نظریه‌دیگری درست در مقابل نظریه ارسطو ابراز کرده و بر این عقیده بودند که ضربه‌ی وارده موجب پیدایش یک میل برخلاف طبیعی و در جهت موافق ضربه‌ی در جسم می‌شود و آنچه سنگ را بالا می‌برد همان پل و کشش و فشار است که محصول ضربه است.

مسئله دوم مربوط به عدم دوام حرکات بود. چرا سنگ در مثال بالا پس از مدتی به بالا می‌رود و به تدریج حرکتش کندتر می‌شود جایی که در یک نقطه لحظه‌ای درنگ می‌شد و سپس به سوی زمین باز می‌گردد؟ آیا این است که عایق و مانعی در کار است؟ وقتی مقاومت هوا مانع حرکت است یا علت‌های دیگری در کار است. ابن‌هیثم و ابن‌سینا این علت را ناشی از مقاومت هوا می‌دانستند، یعنی اگر مقاومتی در کار نباشد، سنگ حرکت خود را تا ابد حفظ خواهد کرد، اگر چه این حرکت قسری یعنی در خلاف جهت حرکت طبیعی آن جسم باشد.

ابن‌سینا این مطلب را در قالب جمله کوتاهی بیان کرده و می‌گوید:« اگر تصادم هوا نمی‌بود، سنگ پرتاب شده تا سطح فلک به حرکت خود ادامه می‌داد.32» تعبیری که ابن‌هیثم و ابن‌سینا در مورد حرکت قسری کرده‌اند منتهی به اصل جبر و یا اصل لختی می‌شود که هفت قرن بعد با آزمایش‌های عدیده‌ای توسط گالیله و نیوتن تأیید گردید.

2) نظریه‌ی موجی انتشار نور

پیش از پرداختن به اصل مطلب لازم است به نکاتی درباره ماهیت نور اشاره شود. نورچیست؟ موج است یا ذره؟این مشکل به عنوان مسئله‌ی پیچیده‌ای در قرون هفدهم و هجدهم مورد بحث دانشمندان برجسته‌ی مغرب زمین بود. این دو چشم‌انداز همزمان در فیزیک کلاسیک ظاهر شدند و دوران سختی را سپری کردند. نیوتن که از نظریه‌ی ذره‌ای نور دفاع می‌کرد، معتقد بود که اجسام درخشان چشمه‌ای از ذرات نور هستند.

هم‌زمان با او، هویگنس (C. Huygens) تابش نور را نتیجه‌ی پخش موج در اتر پیرامون آن‌ها می‌پنداشت. مناقشه‌ها و مباحثی بین طرفداران این دو نظریه برای مدتی بیش از یک‌صد سال در گرفت. سرانجام در اوایل قرن نوزدهم نظریه‌ی موجی نور با آزمایش‌ها و تجربه‌های بسیار، که توسط یانگ (T. Young) و فرنل (Fresnel) انجام شد، تأیید گردید. نظریه‌ی الکترومغناطیسی امواج نورانی، که به وسیله‌ی ماکسول (Maxwell) ارائه شد، خود شاهدی بر نظریه‌ی موجی نور بود.

ولی هنوز پنجاه سال نگذشته بود که نظریه‌ی ذره‌ای دیگر بار نیروی تازه گرفت. زیرا پدیده‌ی فتوالکتریک (Photoelectric effect) که نظریه‌ی ‌ موجی از تفسیر آن عاجز بود، به کمک نظریه‌ی ذره‌ای به روش شگفت‌انگیزی تعبیر شد. به تدریج فیزیکدان‌ها متقاعد شدند که برای نور مشابهتی بین انتشار به صورت امواج و انتقال به وسیله‌ی حرکت مشهود است که می‌توان باکمک آن نور را به صورت دوگانگی موجی یا ذره‌ای تعبیر کرد.

هویگنس، برای اینکه ثابت کند که نور جسم نیست، به تشبیه نور به آتش پرداخته و از این تشابه و تطبیق برای ارائه‌ی نظریه‌ی خود استمداد جسته است و می‌گوید: «نور از جنس آتش است، چه در زندگی روزانه می‌بینیم که نور از آتش به وجود آمده و به آتش هم می‌تواند تبدیل شود، زیرا اگر نور را به آینه‌ی مقعری بتابانیم در یک نقطه جمع شده، اجسام را می‌سوزاند33»

ابن‌هیثم همین مطلب را چند قرن قبل از هوینگس عنوان می‌کند و می‌نویسد: «نوری که از جسم نورانی خارج می‌شود، در ذات از جنس آتش است، زیرا اگر نور خورشید را به آینه‌ی مقعری بتابانیم حرارت آن در یک نقطه جمع می‌شود و اگر در این نقطه جسم قابل احتراقی موجود باشد، آن را می‌سوزاند و نیز اگر نور آفتاب مدتی در هوا به جسم دیگری بتابد آن را گرم می‌کند34».

هویگنس در مورد انتشار نور می‌گوید: « آتش و شعله، که عامل تولید نور هستند، بدون شک دارای حرکت‌های سریعی هستند، و این حرکت‌ها در محیط مادی، که مجاور جسم نورانی قرار دارد، تأثیر کرده آن را به حرکت درمی‌آورد و این حرکت از جزوی به جزو دیگر ماده‌ی موجود در فضا انتقال یافته و به این ترتیب نور انتشار پیدا می‌کند. بنابراین انتشار نور شبیه به انتشار صوت است، زیرا انتشار صوت نیز به واسطه‌ی انتقال حرکت از جزوی به جزو دیگر هوا صورت می‌گیرد35».

ابن‌هیثم نظریه‌ای مشابه با این نظریه برای انتشار نور پیشنهاد می‌دهد و چنین می‌نویسد: «طرز انتشار نور در محیط شفافی که مجاور با منبع نور می‌باشد این‌طور است که نور از هر یکی از نقاط جسم نورانی به‌طور خطوط مستقیم ولی در امتداد کروی منتشر می‌گردد، تا جایی که پایان یابد و دیگر قادر به انتشار نباشد و مقصود از امتداد این است که جزو مجاور منبع نور شبیه به خود جسم نورانی می‌شود و حکم منبع نور را پیدا کند و جزوی که بلافاصله پس از آن قرار گرفته شبیه به جزو اول می‌شود، به همین ترتیب این عمل ادامه دارد تا کم‌کم نور محو شود و یا به جسم کدری جذب گردد36».

اصل نظریه موجی نور بر مبنای همین گفته‌ی ابن‌هیثم قرار گرفته است، بدین معنی که هر جا منبع نور قرار گرفته باشد، اجزای مجاور آن شبیه به خود منبع نور می‌شود و آن‌ها را می‌توان به منزله‌ی یک منبع نور مستقل فرض کرد. همچنین اجزایی که بلافاصله پس از آن‌ها قرار گرفته‌اند باز شبیه به اجزای پشین می‌شوند و به همین ترتیب هر نقطه از فضا را می‌توان مرکز کره‌هایی تصور کرد، که اشعه‌ی نورانی اشعه‌ی این کره‌ها را تشکیل می‌دهند و همین‌طور هر جزوی جزو بعدی را در امتداد اشعه‌ی کره تحت تأثیر قرار می‌دهد تا وقتی که نور محو شود، یا به جسم کدری جذب گردد.

3) انتشار نور به خط مستقیم

یکی از اصول مهم مبحث نور، انتشار نور به خط مستقیم است، مشروط بر این که محیط انتشار متجانس باشد. مقصود از محیط متجانس محیطی است که از لحاظ شفافیت یکسان و متشابه باشد. در این صورت نور به خط مستقیم منتشر می‌شود. برای مثال، نور خورشید که به زمین می‌آید، از قشرهای مختلف به چگالی مختلف می‌گذرد. بنابراین محیط انتشار دیگر حکم محیط شفاف متجانس و متشابه را نخواهد داشت .

ابن‌هیثم به این اصل مهم نیز توجه می‌کند و چنین می‌گوید:«نور به خط مستقیم سیر می‌کند، به شرط این که محیط انتشار همه جا از حیث شفافیت متشابه باشد37». وی حرکت نور را به خط مستقیم چنین تشریح می‌کند: «در خانه تاریکی که فضای آن را غبار و یا دود احاطه کرده است، هر گاه از روزنه در یا سوراخ نور به آن‌جا بتابد ملاحظه‌ می‌شود که نور از آن سوراخ تا محلی که نور افتاده خط مستقیم‌الخط پیدا کرده است38

ابن‌هیثم به همین بسنده نمی‌کند، بلکه به منظور تشخیص حرکت مستقیم‌ نور به تجربه‌ای می‌پردازد که مشابه آن چند قرن پس از وی توسط بازن (Basin) فیزیکدان فرانسوی انجام شد.



نوشته های دیگران ()
نویسنده متن فوق: » بلالی ( سه شنبه 85/2/5 :: ساعت 5:43 عصر )
»» انرژی هسته ای

شما احتمالاً در کتابهای تاریخ خوانده‌اید که بمب هسته‌ای در جنگ جهانی دوم توسط آمریکا علیه ژاپن بکار رفت و ممکن است فیلم‌هایی را دیده باشید که در آنها بمب‌های هسته‌ای منفجر می‌شوند. درحالیکه در اخبار می‌شنوید، برخی کشورها راجع به خلع سلاح اتمی با یکدیگر گفتگو می‌کنند، کشورهایی مثل هند و پاکستان سلاح‌های اتمی خود را توسعه می‌دهند.




ما دیده‌ایم که این وسایل چه نیروی مخرب خارق‌العاده‌ای دارند، ولی آنها واقعاً چگونه کار می‌کنند؟ در این بخش خواهید آموخت که بمب هسته‌ای چگونه تولید می‌شود و پس از یک انفجار هسته‌ای چه اتفاقی می‌افتد؟

فیزیک هسته‌ای

انرژی هسته‌ای به 2 روش تولید می‌شود:

1- شکافت هسته‌ای: در این روش هسته یک اتم توسط یک نوترون به دو بخش کوچکتر تقسیم می‌شود. در این روش غالباً از عنصر اورانیوم استفاده می‌شود.

2- گداخت هسته‌ای: در این روش که در سطح خورشید هم اجرا می‌شود، معمولاً هیدروژن‌ها با برخورد به یکدیگر تبدیل به هلیوم می‌شوند و در این تبدیل، انرژی بسیار زیادی بصورت نور و گرما تولید می‌شود.

در شکل زیر نمونه ای از شکافت هسته اتم اورانیوم نمایش داده شده است:





و در شکل زیر گداخت هسته‌ای اتم‌های هیدروژن و تبدیل آنها به هلیوم 3 و الکترون آزاد نمایش داده شده است:





طراحی بمب‌های هسته‌ای:

برای تولید بمب هسته‌ای، به یک سوخت شکافت‌پذیر یا گداخت‌پذیر، یک وسیله راه‌انداز و روشی که اجازه دهد تا قبل از اینکه بمب خاموش شود، کل سوخت شکافته یا گداخته شود نیاز است.

بمب‌های اولیه با روش شکافت هسته‌ای و بمب‌های قویتر بعدی با روش گداخت هسته‌ای تولید شدند. ما در این بخش دو نمونه از بمب های ساخته شده را بررسی می کنیم:

بمب‌ شکافت هسته‌ای :
1- بمب‌ هسته‌ای (پسر کوچک) که روی شهر هیروشیما و در سال 1945 منفجر شد.
2- بمب هسته‌ای (مرد چاق) که روی شهر ناکازاکی و در سال 1945 منفجر شد.

بمب گداخت هسته‌ای : 1- بمب گداخت هسته‌ای که در ایسلند بصورت آزمایشی در سال 1952 منفجر شد.

بمب‌های شکافت هسته‌ای:
بمب‌های شکافت هسته‌ای از یک عنصر شبیه اورانیوم 235 برای انفجار هسته‌ای استفاده می‌کنند. این عنصر از معدود عناصری است که جهت ایجاد انرژی بمب هسته‌ای استفاده می‌شود. این عنصر خاصیت جالبی دارد: هرگاه یک نوترون آزاد با هسته این عنصر برخورد کند ، هسته به سرعت نوترون را جذب می‌کند و اتم به سرعت متلاشی می‌شود. نوترون‌های آزاد شده از متلاشی شدن اتم ، هسته‌های دیگر را متلاشی می‌کنند.

زمان برخورد و متلاشی شدن این هسته‌ها بسیار کوتاه است (کمتر از میلیاردم ثانیه ! ) هنگامی که یک هسته متلاشی می‌شود، مقدار زیادی گرما و تشعشع گاما آزاد می‌کند.
مقدار انرژی موجود در یک پوند اورانیوم معادل یک میلیون گالن بنزین است!
در طراحی بمب‌های شکافت هسته‌ای، اغلب از دو شیوه استفاده می‌شود:

روش رها کردن گلوله:
در این روش یک گلوله حاوی اورانیوم 235 بالای یک گوی حاوی اورانیوم (حول دستگاه مولد نوترون) قرار دارد.
هنگامی که این بمب به زمین اصابت می‌کند، رویدادهای زیر اتفاق می‌افتد:
1- مواد منفجره پشت گلوله منفجر می‌شوند و گلوله به پائین می‌افتد.
2- گلوله به کره برخورد می‌کند و واکنش شکافت هسته‌ای رخ می‌دهد.
3- بمب منفجر می‌شود.
در بمب هیروشیما از این روش استفاده شده بود. نحوه انفجار این بمب در شکل زیر نمایش داده شده است:





روش انفجار از داخل:
در این روش که انفجار در داخل گوی صورت می‌گیرد، پلونیم 239 قابل انفجار توسط یک گوی حاوی اورانیوم 238 احاطه شده است.
هنگامی که مواد منفجره داخلی آتش گرفت رویدادهای زیر اتفاق می‌افتد:
1- مواد منفجره روشن می‌شوند و یک موج ضربه‌ای ایجاد می‌کنند.
2- موج ضربه‌ای، پلوتونیم را به داخل کره می‌فرستد.
3- هسته مرکزی منفجر می‌شود و واکنش شکافت هسته‌ای رخ می‌دهد.
4- بمب منفجر می‌شود.
بمبی که در ناکازاکی منفجر شد، از این شیوه استفاده کرده بود. نحوه انفجار این بمب، در شکل زیر نمایش داده شده است.





بمب‌ گداخت هسته‌ای: بمب‌های شکافت هسته‌ای، چندان قوی نبودند!
بمب‌های گداخت هسته‌ای ، بمب های حرارتی هم نامیده می‌شوند و در ضمن بازدهی و قدرت تخریب بیشتری هم دارند. دوتریوم و تریتیوم که سوخت این نوع بمب به شمار می‌روند، هردو به شکل گاز هستند و بنابراین امکان ذخیره‌سازی آنها مشکل است. این عناصر باید در دمای بالا، تحت فشار زیاد قرار گیرند تا عمل همجوشی هسته‌ای در آنها صورت بگیرد. در این شیوه ایجاد یک انفجار شکافت هسته‌ای در داخل، حرارت و فشار زیادی تولید می‌کند و انفجار گداخت هسته‌ای شکل می‌گیرد.در طراحی بمبی که در ایسلند بصورت آزمایشی منفجر شد، از این شیوه استفاده شده بود. در شکل زیر نحوه انفجار نمایش داده شده است.





اثر بمب‌های هسته‌ای:
انفجار یک بمب هسته‌ای روی یک شهر پرجمعیت خسارات وسیعی به بار می آورد . درجه خسارت به فاصله از مرکز انفجار بمب که کانون انفجار نامیده می‌شود بستگی دارد.
زیانهای ناشی از انفجار بمب هسته‌ای عبارتند از :
- موج شدید گرما که همه چیز را می‌سوزاند.
- فشار موج ضربه‌ای که ساختمان‌ها و تاسیسات را کاملاً تخریب می‌کند.
- تشعشعات رادیواکتیویته که باعث سرطان می‌شود.
- بارش رادیواکتیو (ابری از ذرات رادیواکتیو که بصورت غبار و توده سنگ‌های متراکم به زمین برمی‌گردد)

درکانون زلزله، همه‌چیز تحت دمای 300 میلیون درجه سانتی‌گراد تبخیر می‌شود! در خارج از کانون زلزله، اغلب تلفات به خاطر سوزش ایجادشده توسط گرماست و بخاطر فشار حاصل از موج انفجار ساختمانها و تاسیسات خراب می‌شوند. در بلندمدت، ابرهای رادیواکتیو توسط باد در مناطق دور ریزش می‌کند و باعث آلوده شدن موجودات، آب و محیط زندگی می‌‌شود.

دانشمندان با بررسی اثرات مواد رادیواکتیو روی بازماندگان بمباران ناکازاکی و هیروشیما دریافتند که این مواد باعث: ایجاد تهوع، آب‌مروارید چشم، ریزش مو و کم‌شدن تولید خون در بدن می‌شود. در موارد حادتر، مواد رادیواکتیو باعث ایجاد سرطان و نازایی هم می‌شوند. سلاح‌های اتمی دارای نیروی مخرب باورنکردنی هستند، به همین دلیل دولتها سعی دارند تا بر دستیابی صحیح به این تکنولوژی نظارت داشته باشند تا دیگر اتفاقی بدتر از انفجارهای ناکازاکی و هیروشیما رخ ندهد.

 

نویسنده:بلالی



نوشته های دیگران ()
نویسنده متن فوق: » بلالی ( سه شنبه 85/2/5 :: ساعت 5:32 عصر )
»» زندگی نامه

پروفسور محمود حسابی

دکتر محمود حسابی چهره برجسته علم و فرهنگ معاصر و بنیانگذار فیزیک نوین ایران در سال ۱۲۸۱ ه.ش. در تهران متولد شد و پس از مهاجرت به بیروت تحصیلات ابتدایی را با تنگدستی و مرارتهای غربت آغاز کرد. در منزل نیز قرآن کریم- گلستان و بوستان و..... را نزد مادر فرا گرفت. وی در چند رشته ورزشی به ویژه شنا نیز مهارت یافت.
مرحوم حسابی در بیروت موفق به کسب لیسانس ادبیات- مهندسی راه و ساختمان- دانشنامه بیولوژی (زیست شناسی) گردید. سپس به فرانسه رفت و بعد از اخذ مدرک مهندسی برق و مهندسی معدن با درجه دکترای فیزیک از دانشگاه سوربن پاریس به ایران بازگشت. وی به چهار زبان فرانسه- انگلیسی- آلمانی و عربی تسلط کامل داشت و با برخی زبانها دیگر نیز آشنا بود. دکتر حسابی تلاش وافری در تاسیس مراکز علمی داشت که برجسته ترین آنها تاسیس دانشگاه تهران در زمان ۱۳۱۳ بود. تاکنون ۲۳ مقاله- رساله و کتاب از ایشان چاپ شده است که در برگیرنده زمینه های مخلتف به ویژه فیزیک مدرن میباشد.
تئوری ((بینهایت بودن ذرات)) این دانشمند ایرانی در میان فیزیکدانان جهان شناخته شده است و بزرگترین نشان علمی کشور فرانسه به همین مناسبت به اهداء شد.
پروفسور محمود حسابی در دوازدهم شهریور ماه ۱۳۷۱ پس از یک عمر تلاش و تحقیق علمی دار فانی را وداع گفت و به رحمت ایزدی پیوست.

از ابتدا تا پایان تمامی تحصیلات عالیه در میان همشاگردیها که از کشورهای مختلف بودند. رتبه نخست را حائز گردیدند، در منزل نیز قرآن کریم، گلستان و بوستان سعدی، غزلیات حافظ و منشات قائم مقام را نزد مادرشان خانم گوهرشاد حسابی آموختند.
در نخستین تابستانی که مصادف با جنگ جهانی اول بود زبان انگلیسی را به تنهایی فراگرفتند، در چند رشته ورزشی کسب موفقیت نمودند، در شنا دارای دیپلم نجات غریق شدند.
با موسیقی سنتی ایران و موسیقی کلاسیک غربی به خوبی آشنا بودند و درآموختن ویولون و پیانو تبحر داشتند.

پرفسور محمود حسابی مدارج عالی تحصیلی را بدین شرح طی نمودند:

لیسانس ادبیات سال 1920 از دانشگاه آمریکایی بیروت در 17 سالگی، مهندسی راه و ساختمان سال 1922 در 19 سالگی، دروس پزشکی از دانشگاه آمریکایی بیروت، دانشنامه ریاضی، نجوم و ستاره شناسی، دانشنامه بیولوژی (زیست شناسی)، مهندسی برق سال 1925 از دانشکده برق اکول سوپریورد والکتریسیته پاریس، مدرک مهندسی معدن (پاریس)، دکترای فیزیک از دانشگاه سوربن پاریس سال 1927.
استاد دکتر محمود حسابی چهار زبان زنده دنیا فرانسه، انگلیسی، آلمانی و عربی را برای ومطالعه و صحبت مورد استفاده قرار می دادند.
همچنین به زبانهای سانسکریت، یونانی، و لاتین، پهلوی، اوستا، ترکی و ایتالیایی اشراف داشتند و آن را در تحقیقات علمی خود بخصوص در امر واژه گزینی زبان فارسی بکار می بردند. دکتر محمود حسابی در طول عمر گرانمایه خود مصدر مشاغل و خدمات علمی و فرهنگی متعددی بودند. تاسیس مراکز علمی نظیر مدرسه مهندسی وزارت راه، دارالمعلمین عالی، و دانشسرای عالی، نوشتن قانون دانشگاه، تاسیس دانشگاه تهران و بنیاگذاری دانشکده های فنی و علوم از برجسته ترین خدمات فرهنگی ایشان می باشد
داشتن چند هزار دانشجو، فعالیت در دو نسل کاری و تربیت 7 نسل استاد، شاخص عمده این بزرگ مرد است.

از مشاغل واقدامات مهم استاد:

اولین نقشه برداری از راه ساحلی سراسری بنادر میان خلیج فارس، اولین راه تهران به شمشک، ساخت اولین رادیو در کشور، ماموریت خلع ید شرکت ملی نفت انگلیس، اولین رئیس هیئت مدیره و مدیر عامل شرکت ملی نفت ایران، وزیر فرهنگ در دولت دکتر محمد مصدق، ریاست و استادی در دانشکده های فنی و علوم دانشگاه تهران و تدریس در دانشگاه تا سن 90 سالگی از ویژگیهای این استاد است. همچنین بنیانگذاری مؤسسه ژئوفیزیک، تاسیس سازمان انرژی اتمی، ایجاد اولین ایستگاه هواشناسی، پایه گذاری انجمن موسیقی ایران، تشکیل فرهنگستان زبان ایران، تدوین قانون و تشکیل مؤسسه استاندارد، تاسیس اولین بیمارستان خصوصی ایران، گوهر شاد ( به نام مادرشان)، بنیانگذاری مرکز مخابرات اسدآباد، تعیین ساعت ایران، نصب و راه اندازی اولین دستگاه رادیولوژی در ایران، پایه گذاری اولین مدرسه عشایری در ایران ( لرستان )، ایجاد اولین رصد خانه نوین در ایران ( تعقیب ماهواره ها)، نمایانگر گوشه دیگری از خدمات پرفسور حسابی به کشور می باشد.
در زمینه تحقیق علمی تاکنون 23مقاله رساله و کتاب به وسیله استاد چاپ شده است که در برگیرنده زمینه های مختلف بوپژه فیزیک مدرن، واژه های علمی، زبان فارسی و مباحث علمی گوناگون می باشد.
تئوری بینهایت بودن ذرات این دانشمند ایرانی در میان فیزیکدانان جهان شناخته شده است. نشان کومان دوردولالژیون دونور بزرگترین نشان علمی کشور فرانسه به همین مناسبت به ایشان اهداء گردید.
طی سالها تحقیق و مطالعات علمی در دانشگاههای معتبر عالم با دانشمندان بزرگ جهان نظیر پرفسور اینشتین، شرودینگر، بورن، فرمی و چندین فیزیکدان دیگر و همچنین علمای بزرگ مانند راسل و آندره ژید همکاری و تبادل نظر نموده ایشان تنها ایرانی شاگرد پروفسور آلبرت اینشتین بودند.
در سال 1366 در کنگره 60 سال فیزیک ایران که به مناسبت بزرگداشت استاد برگزار شد ازخدمات دکترحسابی به عنوان پدر فیزیک ایران قدردانی به عمل آمد. باشد تا جوانان را ه این دانشمند گرانقدر وانسان والا را بپویند.

مراجع: از کتابهای دوره پیش دانشگاهی ریاضی و فیزیک



نوشته های دیگران ()
نویسنده متن فوق: » بلالی ( دوشنبه 85/2/4 :: ساعت 3:29 عصر )
»» سر گرمی

سر گرمی

یه روز یه نیوتن می گن با لوبیا جمله بساز. می گه : کوچولو بیا

(معمای جازبه)

یک روز نیو تن زیر درخت سیب نشسته بود که یک دفه یک اتفاق تاریخی رخ داد اگه گفتی چی بود

نیو تن به خواب رفت اون قدر به خواب رفت رفت رفت تا رفت واما این سیب بود که با خوردن به کله این اقا نیروی جازبه کشف شد

از ان روز وقتی که همسرش او را برای کار های مسخره اش بیرون می انداخت زیر درخت سیب میرفت و هم می خوابید وهم نهار سرد نمی شد.

وزن جزم

 

وزن جسمی روی زمین ۱۰ نیوتن است. اگر این جسم را به فضا برده و بخواهیم به آن شتاب یک متر بر مجذور ثانیه بدهیم،چند نیوتن نیرو باید وارد کنیم ؟


1-21-310-0-4-در فضای نیم توان به جسم شتاب دارد.


دانش آموزانی که در پاسخ شک دارند حتما متن پایین را مطالعه بفرمایند!

وزن هر جسم عبارت است از نیروی جاذبه ای که زمین به آن وارد میکند. وزن چون از نوع نیروست،کمیتی است برداری.

جهت این بردار همان جهت نیروی گرانشی ، یعنی به طرف مرکز زمین است . بزرگی وزن بر حسب یکای نیرو یعنی نیوتن بیان میشود.
وقتی جسمی به جرم m

آزادانه (در خلا) سقوط میکند،شتاب آن برابر شتاب گرانش (g ) ونیروی وارد بر آن (w ) برابر وزن خودش است .

اگر از قانون دوم نیوتن (F=ma ) ، برای جسمی که آزادانه سقوط میکند استفاده کنیم خواهیم داشت :w=mg . کهw و g بردارهایی هستند که جهتشان متوجه مرکز زمین است.
برای اینکه از سقوط جسمی جلو گیری کنیم باید نیرویی که بزرگی آن برابر بزرگی w و جهت آن به طرف بالاست به آن وارد کنیم ، به گونه ای که برایند نیروهای وارد بر جسم صفر شود.

وقتی جسمی از فنری آ ویزان است و به حال تعادل قرار دارد ، کشش فنر این نیرو را تامین میکند.
گفتیم وزن هر جسم ، یعنی نیرویی که زمین به طرف پایین بر جسم وارد میکند،

یک کمیت برداری است.

جرم جسم یک کمیت نرده ای است. رابطه میان وزن وجرم به صورت w=mg است.

چون g از یک نقطه زمین به نقطه دیگر آن تغییر میکند، w یعنی وزن جسمی به جرم m در مکانهای مختلف متفاوت است.

بنابر این یک کیلو گرم جرم در محلی که g برابر ۸/۹ متر بر مجذور ثانیه است،۸/۹ نیوتن ( ۸/۹= ۸/۹*۱= w )و درمحلی که g

برابر ۷۸/۹ متر بر مجذور ثانیه است،۷۸/۹ نیوتن وزن دارد. در نتیجه بر خلاف جرم که خاصیت ذاتی جسم است (و همیشه ثابت)،وزن یک جسم به محل

آن نسبت به مرکز زمین بستگی دارد.در نقاط مختلف روی زمین ترازوهای فنری (نیرو سنج ها )،

مقادیر متفاوت و ترازوهای شاهین دار، مقادیر یکسانی را نشان میدهند.(زیرا نیرو سنج وزن را نشان میدهد ولی ترازوی شاهین دار جرم را)
در نواحیی از فضا که نیروی گرانش (نیرویی که از طرف زمین بر اجسام وارد میشود(همان وزن) ) وجود ندارد،وزن یک جسم صفر است،

در حالی که اثرهای لختی و در نتیجه جرم جسم نسبت به مقدار آن در روی زمین بدون تغییر می ماند.در یک سفینه فضایی بلند کردن

یک قطعه سربی بزرگ کار ساده ای است(w=0 ) ولی اگر فضا نورد به این قطعه لگد بزند همچنان به پایش ضربه وارد میشود(زیرا m مخالف صفر است).
برای شتاب دادن به یک جسم در فضا ،همان اندازه نیرو لازم است که برای شتاب دادن آن در امتداد یک سطح افقی بدون اصطکاک در روی زمین

.زیرا جرم جسم همه جا یکسان است. اما برای نگه داشتن یک جسم در سطح زمین ، نیروی بسیار بیشتری از نیروی لازم برای نگه داشتن آن در فضا مورد نیاز است .

زیرا در فضا وزن صفر است ولی در روی زمین چنین نیست..



دانش آموزان عزیز متوانید نظرات، پیشنهادات و سولات خود را با کلیک کردن روی < نظردیگران> مطرح بفرمایید تا به آنها پاسخ داده شود

نوشته شده توسط: بلالی..



نوشته های دیگران ()
نویسنده متن فوق: » بلالی ( دوشنبه 85/2/4 :: ساعت 3:24 عصر )
»» یک سوال باحال

 

ضریب شکسته آب1/33وضریب شکسته شیشه 52/1میبا شد اگر سرعت نور در اب 225000kl/mباشد سرعت نور

                                           در شیشه چه قدر خواهد بود؟

*از کسانی که مایلند به این سوال جواب دهندچه درست چه غلط بسیا رمتشکریم*



نوشته های دیگران ()
نویسنده متن فوق: » بلالی ( دوشنبه 85/2/4 :: ساعت 3:21 عصر )
»» یک تشکرگرم

 

با عرض ادب و احترام به معلم فرایخته اقای علی رضا سعیدی دبیر مدرسه نمونه مردمی البرز شهرستان

رودان این جانب از نمایندگی دانش اموزان اول 102 از زحمات شما کمال تشکر را دارا ایم.

سجاد بلالی دانش آموز اول کد 102



نوشته های دیگران ()
نویسنده متن فوق: » بلالی ( دوشنبه 85/2/4 :: ساعت 3:19 عصر )
»» لیست کل یادداشت های این وبلاگ

بیشتر بیاموزیم
[عناوین آرشیوشده]

>> بازدید امروز: 2
>> بازدید دیروز: 5
>> مجموع بازدیدها: 6217
» درباره من

فیزیکدان جوان
بلالی
بسمه تعالی باعرض سلام خدمت شما دانش آموزان ودانش پروران گرامی فیزیکدان جوان شمارا دعوت به دیدن این وبلاگ مینماید از حضور شما متشکریم نویسنده:فیزیک دان جوان

» فهرست موضوعی یادداشت ها
دانستنی ها[11] .
» آرشیو مطالب
بهار 1385

» لوگوی وبلاگ


» لینک دوستان

» صفحات اختصاصی

» طراح قالب