انسانهای نخستین بواسطه نور خورشید پوست حیوانات و گیاهان خوردنی را خشک کنند. همچنین در زمان غارنشینی، محل زندگیشان را رو به آفتاب قرار می دادند، تا در ماه های سرد زمستان گرم بمانند.اما از نور خورشید استفاده های دیگری هم می توان کرد.

Telephone کلمه ای ترکیبی از دو کلمهTele به معنای راه دور و Phone به معنای صوت می باشد، به این ترتیب ارتباط صوتی از راه دور، با عنوان Telephone، مطرح شد، زمانی که تلفن اختراع نشده بود بشر برای ارتباط با فواصل دورتر از شیوه هایی مانند ایجاد دود، صدای طبل، کبوترهای نامه رسان و ... استفاده می کرد که البته برای فواصل طولانی کارایی نداشت.

در قدیم انتقال پیام و رساندن خبر از شهری به شهر دیگر هفته ها و ماه ها وقت می گرفت، چون پیام رسان می بایست پیاده یا سوار بر اسب به طرف مقصد حرکت می کرد.دوره هخامنشیان تحولی در کار پیام رسانی ایجاد شد و نوعی پست سریع شکل گرفت که آن را "برید" نامیدند. ایرانیان به این ترتیب که برای اعلام خبرها و پیام های بسیار مهم و فوری، یک بلندی، مثلاً کوه یا تپه آتش بزرگی برمی افروختند، به طوری که شعله و دود آن از فاصله بسیار دور قابل دیدن باشد و با خاموش و روشن کردن مکرر آتش، طبق فرمول خاص به عوامل خود در سوی دیگر اطلاعاتی می دادند.

کره ماه از زمانی که گالیله آن را برای اولین بار با تلسکوپ نظاره کرد تا به امروز سالهای زیادی را پشت سر گذاشته است، کاوشگرهای بدون سرنشین زیادی در مدار آن چرخیده و بر روی آن فرود آمده اند، 12 فضانورد بر روی آن راه رفته اند و نمونه هایی از خاک و سنگ آن به زمین آورده شده است. با وجود مطالعات فراوانی که تا کنون بر روی ماه انجام گرفته، نزدیکترین همسایه زمین همچنان معمایی بزرگ به شمار می رود. نحوه شکل گیری ماه، میدان مغناطیسی و گرانشی آن، میزان آب موجود در پوست و عمق کره، امکان شکل گیری حیات و ... همه سوالاتی هستند که اگرچه سعی شده است به آن ها جواب داده شود اما ابهامات بسیاری همچنان در مورد آن ها وجود دارد.

فشار به صورت نیروی وارد بر واحد سطح تعریف می شود. با یک نیروی معین، می توان فشار زیادی به سطح کوچکی وارد کرد یا برعکس.

تمام قطعه های هیدرولیکی (که با نیروی محرکه آب کار می کنند) بر پایه ی اصل پاسکال برای وارد کردن نیروی زیاد استوارند. پاسکال، این اصل بنیادی را کشف کرد:

رصدخانه ديناميک خورشيد (SDO) ناسا که 11 فوريه 2010 پرتاب شد از زماني که به مدار خود رسيده است با کمک سه چشم پيشرفته شروع به تهيه تصاويري استثنايي از خودنماييهاي ستاره مادر زمين تهيه مي کند. به گزارش خبرگزاي مهر، در اين روزها گروههايي از لکه هاي خورشيد در فتوسفر (لايه خارجى بسيار داغ اتمسفر خورشيد) ظاهر  شده اند.

با پر کردن کاسه ای از آب ذره بین و عدسی بسازید. در حدود سال 1700 میلادی از تنگ های آب برای متمرکز کردن نور شمع برای انجام کارهای دستی ظریف مانند توربافی استفاده می شد. افراد می دانستند که اگر شیشه های پر از آب در طاقچه یک پنجره گشوده قرار گیرد، بطری با متمرکز کردن نور خورشید در یک نقطه داغ موجب آتش سوزی می شود.

آیا تاكنون در هنگام شب به آسمان نگاه كرده اید؟ ستارگان چگونه به نظر می رسند؟ چرا ستاره ها به نظر در حال چشمك زدن می آیند؟

رومر اولین كسی است كه تلاش كرد سرعت نور را اندازه بگیرد و ( تا حدودی ) در این امر موفق بود. پس از وی تا كنون بیش از ١٠٠ نفر حداقل ١٦٣ بار سرعت نور را اندازه گرفته اند.  ٣٠٠ سال پس از اولین تلاش برای اندازه گیری سرعت نور ، مشخص شد كه سرعت نور برابر  متر بر ثانیه است. البته این مقدار ، سرعت نور در خلاء است كه عموماً با مقدار ٣٠٠٠٠٠ كیلومتر در ثانیه تقریب زده می شود.

شما تمام عمر خویش را در این سیاره سپری نموده اید، اما چقدر در مورد زمین زیر پای خویش می دانید؟ شاید حقایق زیادی در مورد زمین در ذهن تان هم اکنون خطور کند، ولی ما در اینجا 10 واقعیت دیگر را برای شما معرفی می کنیم، شاید برایتان تازه باشد.

سوخت های فسیلی به طور کلی سه دسته اند: زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی. هر سه دسته چندین صد هزار سال قبل، حتی پیش از ظهور دایناسورها، شروع به شکل گیری کرده اند به همین خاطر است که به آن ها سوخت های فسیلی می گویند. دوره ای که این سوخت ها شروع به شکل گیری کردند را دوره ی «کربنی فروس» (Carboniferous) (یعنی ذغال خیز) می گویند که بخشی از دوران پالئوزوییک بوده است. «کربنی فروس» نام خود را از کربن که مهم ترین عنصر تشکیل دهنده ی ذغال سنگ و دیگر سوخت های فسیلی است. 

شکستن دیوار صوتی یعنی چه؟

برای توضیح درباره آنچه هنگام شکستن دیوار صوتی روی می دهد ، ابتدا باید به صوت به چشم موجی با سرعت انتشار محدود نگاه کرد.همه شما با اثرات ناشی از محدود و نسبتا کم بودن سرعت صوت آشنایی دارید؛ بازتاب صدا در کوه ، تاخیر زمانی در شنیدن صدای بلندگوهایی که یک چیز را پخش می کنند و شنیدن صدای رعد پس از دیدن برق.

در سطح دریا و دمای 22درجه ، امواج صوتی با سرعت 345متر بر ثانیه یا 1240کیلومتر در ساعت منتشر می شوند. هر چه دما و فشار کاهش یابد، سرعت صوت کم می شود، به طوری که برای هواپیمایی در ارتفاع 35هزار پایی - جایی که دما 54- درجه است سرعت صوت به 295متر در ثانیه یا 1060کیلومتر در ساعت می رسد.

حالا یک منبع صوتی را تصور کنید که یک پالس در ثانیه در فضا پخش می کند. این پالسها را می توان به صورت پوسته های کروی از هوای پرفشار که با سرعت صوت بزرگ می شوند و صوت را منتشر می کنند تصور کرد (درست مانند دایره های ایجاد شده در سطح آب پس از پرتاب یک سنگ) به این کره ها جبهه های موج می گوییم .

اگر چشمه ساکن باشد ، این کره ها، مانند دایره های آب هم مرکز خواهند بود ؛ اما اگر منبع شروع به حرکت کند، این کره ها را در جهت حرکتش جابه جا خواهد کرد. به طوری که فاصله کره ها از هم در یک طرف (در جهت حرکت) کمتر و در طرف مقابل بیشتر خواهد شد. (با رسم شکل این مطلب را خواهید دید). مقدار این جابه جایی بستگی به سرعت منبع نسبت به سرعت انتشار صوت دارد. هر چه سرعت منبع بیشتر باشد، به جبهه های موجی که در هر لحظه تولید می کند، نزدیکتر شده و بنابراین فاصله جبهه ها در مقابل منبع کمتر و کمتر می شود، تا این که در سرعت صوت ، منبع به موج صوتی خود می رسد و با آن حرکت می کند.

به طوری که جبهه های کروی امواج تولید شده همگی مقابل منبع انباشته می شوند. (مثل حلقه های تودرتو با شعاعهای مختلف که در یک نقطه بر هم مماسند). از نظر فیزیکی جبهه های موج نشاندهنده تغییرات فشار هوا هستند و همین تغییرات فشار است که گوش ما آن را به صورت صدا می شنود.

حالا تصور کنید همه این جبهه های موج پرفشار جلوی یک هواپیما که با سرعتی در آستانه سرعت صوت حرکت می کند جمع شود. در این صورت جبهه ها همدیگر را تقویت می کنند و یک موج فشار با دامنه بسیار زیاد تشکیل می دهند.

این موج ، نیروی مقاومت هوا را زیاد می کند و باعث کاهش نیروی بالابر و دشواری کنترل هواپیما می شود. وقتی سرعت هواپیما با افزایش توان از سرعت صوت پیشی می گیرد، از این سد و دیوار صوتی عبور می کند و به اصطلاح دیوار صوتی را می شکند.

در این حالت موج ، دامنه تشکیل شده که به آن shock wave گفته می شود در هوا منتشر می شود و به زمین می رسد. شدت موج رسیده به زمین به ارتفاع هواپیما و اندازه آن بستگی دارد.

اگر هواپیما به قدر کافی به زمین نزدیک باشد موج فشار می تواند آنقدر قوی باشد که باعث شکستن شیشه ها، تخریب ساختمان های سست و یا کاهش شنوایی افراد شود.

شکستن دیوار صوتی یا گذشتن از سرعت صوت ، اولین بار در 14اکتبر 1947 و به وسیله چاک بیگر، خلبان نیروی هوایی امریکا با هواپیمای -X1 که به همین منظور ساخته شده بود اتفاق افتاد. امروزه بیشتر هواپیماهای جنگنده براحتی از سرعت صوت می گذرند، به طوری که سرعت بعضی مانند SR71 به 3600کیلومتر در ساعت 3برابر سرعت صوت می رسد. اما تصویر بالا به شما امکان می دهد که این پدیده صوتی را ببینید! این تصویر که به وسیله جان گی در جولای 1999 گرفته شده است ، یک فروند هواپیمای F18 هورنت را در حال عبور از دیوار صوتی بر فراز اقیانوس آرام نشان می دهد. اشتباه نکنید. ابر سفید رنگ صدا نیست .

در اطراف بالهای هواپیما بخصوص در شرایط پرواز صوتی ، مناطق کم فشار فراوانی ایجاد می شود. اگر هوا بخار آب زیاد داشته باشد، فشار هوای پایین ، آب موجود در هوا را متراکم می کند و باعث ایجاد ابری از بخار در اطراف آن می شود. وقتی هواپیما از دیوار صوتی عبور می کند، هوا به طور موضعی با shock wave آشفته و بخار ناپدید می شود. جان گی عکس را در لحظه ای که صدای غرش را شنید ، درست پیش از ناپدید شدن ابر ، گرفته است.

منبع: تبیان

صدا

صوت یک موج مکانیکی است که در فضای مادی منتشر می شود .انتشار موج باانتقال انرژی همراه است که از طریق ایجاد یک حرکت نوسانی در مولکول ها انجام می شود.مکانیزم شنیدن در انسان هم یه همین ترتیب است. موجی که در هواست  به پردۀ صماخ گوش فشار می آورد و ما می توانیم صدا را بشنویم. تعداد دفعاتی که موج در یک ثانیه به پرده ی صماخ فشار می آ ورد، فرکانس صدا نامیده می شود. صداهایی که اغلب می شنویم یک فرکانس معین ندارند و ترکیبی از چند فرکانس هستند. در این درس امکان تولید چندین فرکانس و فرکانس های ترکیبی و شنیدن آن ها را دارید.

 ۱ : درباره صدا

برای این که بفهمید صدا چیست ، نگاهی به نقطه های قرمز پائین بیندازید و تصور کنید این نقطه ها آدم هایی هستند که شانه به شانه ی هم ایستاده اند و شما دارید از بالا به آن ها نگاه می کنید . چیزی که از بالا می بینید ، سرِ آدم هاست . اگر نفر اول ناگهان به سمت راست خودش ، یعنی به نفر دومی فشار بیاورد ، چه اتفاقی می افتد؟ عکس اول  ترتیب چینش آن را به شما نشان می دهد:

 و عکس زیر انیمیشنی است که حرکت آن ها را پشت سر هم نشان می هد.

نفر اول که به نفر دومی ضربه می زند، "چرخه ی واکنش" به وجود می آید، چون همه  آدمها به هم خیلی نزدیک هستند. ۱ ، ۲ را هل می دهد، وقتی ۱ آرام گرفت، ۲ ، ۳ را هل می دهد. وقتی ۲ آرام گرفت، ۳ ، ۴ را هل می دهد و همین طور تا آخر. این حرکت چیزی شبیه "حرکت موجی یا موج مکزیکی" طرفداران تیم ورزشی در استادیوم است. " هل دادن " ظاهراً حرکتی به سمت راست دارد، حرکتی در امتداد خط آدم ها.

آیا "موج " این حرکت را ایجاد می کند؟ موج از اولین نفر (که اولین بار هل داده شده ) شروع می شود و به سمت راست می رود، تا انتهای خط آدم ها. وقتی آخرین نفر آرام می گیرد، موج متوقف و تمام می شود.

ارتباط این مطالب با مبحث "صدا چیست؟" خب، تصور کنید نقطه های قرمز مولکول های هوا هستند، و موج می تواند مدت بیشتری در هوا پخش شود....

 ۲ : اصوات : موج منبسط می شود.

در این جا موجی با دو جهت داریم. تصور کنید نقاط قرمز، در تصویر اول مولکول های هوا هستند.

عکس دوم نشان می دهد که  ناگهان نقطه زرد مرکزی منبسط می شود و دوباره به حالت اول بر می گردد. این نقطه به هنگام انبساط، مولکول های هوا را، که کاملاً آن را احاطه کرده اند، فشار می دهد. در این لحظه است که "موج" ایجاد می شود. 

 اگر این اتفاق را به دقت نگاه کنید، متوجه تشکیل موج می شوید، زیرا یک مولکول هوا فشار را می گیرد و به مولکول بعدی خود منتقل می کند. وقتی مولکول هوا به حالت اول بر می گردد، موج از آن رد می شود.

بسیار خب، بالاخره "صدا چیست، و ما چگونه می شنویم؟ " ...

 3: چگونه می شنویم

یک بار دیگر ، تصور کنید نقطه های قرمز مولکول های هوا هستند. یک گوش هم در همین نزدیکی قرار دارد. نقطه زرد منبسط می شود و بعد به حالت اول برمی گردد و به این ترتیب موجی در مولکول های هوا ایجاد می شود. عکس دوم را مشاهده کنید.

عکس دوم انیمیشن آن را نشان می دهد تا ببینید چه اتفاقی روی می دهد.

صدا، موجی در هواست که به درون گوش فشار داده می شود، مخصوصاً روی پرده ی صماخ. وقتی مجموعه ای از این موج ها روی پرده ی صماخ فشار داده شوند، تُن صدا شنیده می شود. تعداد دفعاتی که موج در یک ثانیه به پرده ی صماخ فشار می آ ورد، فرکانس صدا نامیده می شود. فرکانس صدا را با هرتز اندازه گیری می کنند (که نماد علمی آن Hz است).

 ۴: تن های صاف بنوازید.

اینجا لینک هایی به شما معرفی می شود که در آن ها شما می توانید تن صاف صدا(یا تنها یک موج) را بشنوید. ما فایل هایmp3 ساخته ایم که در آن ها تن های صاف صدا را گذاشته ایم. وقتی دارید به یک تن گوش می دهید، به خاطر داشته باشید، بلندگوی کامپیوتر شما دارد مولکول های هوا را که نزدیک بلندگو است، هل می دهد. این مولکول ها هم، مولکول های بعدی نزدیک خود را هل می دهند و همین طور ادامه پیدا می کند تا هوای پرده ی صماخ شما هم فشار داده می شود، حالا شما صدا را می شنوید. 

 ۵: صداهای ترکیبی

ثابت شده که هوا این قابلیت را دارد که نه تنها از یک موج (تن صاف)، بلکه موج های بی شماری را در یک لحظه عبور دهد. یعنی تن های صاف مختلفی می توانند با هم ترکیب شوند و همزمان با جریان هوا فرستاده شوند. موسیقی، صحبت و صدای اضافی (نویز) به این ترتیب ایجاد می شود.

در اینجا دو لینک که در هر یک از آن ها دو صدای ترکیبی وجود دارد، معرفی می شود. می توانید صداها  را به طور مجزا  بشنوید؟

 یک صدای 100 هرتز و یک صدای 500 هرتز هم زمان با هم پخش می شوند.

یک صدای 500 هرتز و یک صدای 1000 هرتز هم زمان با هم  پخش می شوند.

 اگر روی صداهای زیر کلیک کنید، صدای آشنایی می شنوید. شرکت تلفن، از ترکیب های خاصی از تن ها استفاده می‏کند تا شما متوجه شوید که کلید تلفن تان را فشار داده اید. در واقع اگر گوشی تلفن را (قسمتی را که در آن صحبت می کنید) مقابل بلندگوی کامپیوترتان بگیرید و این صداها را پخش کنید، به تلفن کلک زده اید چون فکر می کند شما واقعاً ارقام مطابق را فشار داده اید.

 صداهای 687 و 1209 هرتز 

شرکت تلفن، طوری برنامه ریزی کرده که وقتی کلید رقم 1 را فشار می دهید، ترکیبی از تن 687 هرتزی و 1209 هرتزی را بشنوید. (یادتان باشد، Hz همان هرتز است که معادل تعداد موج ها در یک ثانیه است.)

صداهای 687 و 1336 هرتز 

صداهای 687 و 1477 هرتز

منبع: تبیان

تغییر حالت مواد

همه مواد می توانند از یک حالت به حالت دیگر تغییر کنند. این تغییر ممکن است به دمای خیلی کم یا فشار بالا نیاز داشته باشد، اما بالاخره می تواند انجام شود. تغییر فاز با رسیدن به چند نقطه خاص روی می دهد. مثلاً بعضی اوقات یک مایع می خواهد به جامد تبدیل شود. در این حالت دانشمندان از نقطه ای استفاده می کنند که نقطه انجماد نامیده می شود تا اندازه بگیرند که مایع کی (یعنی در چه دمایی) به جامد تبدیل می شود. عوامل فیزیکی ای وجود دارند که می توانند نقطه انجماد را تغییر دهند.

فشار یکی از آن عوامل است. زمانی که فشار اطراف یک ماده بالا می رود، نقطه انجماد هم بالا می رود. یعنی یخ زدن ماده در فشار بالاتر آسان تر است. زمانی که محیط سردتر می شود، بیشتر جامدات اندازه کوچک تری پیدا می کنند. البته بعضی از جامدات هستند که بزرگ تر می شوند یا انبساط پیدا می کنند اما اغلب آن ها کوچک تر می شوند.

حال فرض کنید شما یک جامد هستید. شما یک تکه یخ هستید که می خواهید به مایع تبدیل شوید. شما به انرژی نیاز دارید. اتم ها در یک مایع نسبت به اتم ها در یک جامد انرژی بیشتری دارند. ساده ترین انرژی اطراف شما احتمالاً گرما است.

یک دمای جادویی برای خیلی از مواد وجود دارد که به آن نقطه ذوب می گویند. زمانی که یک جامد به این درجه حرارت (نقطه ذوب) برسد می تواند به مایع تبدیل شود. برای آب، دمای محیط باید مقداری بیشتر از 0 درجه سیلسیوس باشد. اگر شما نمک، شکر یا چوب بودید نقطه ذوب شما بالاتر از آب بود.

عکس این مطلب نیز درست است اگر شما یک گاز باشید، نیاز دارید که مقداری از انرژی اتم های در حال حرکتتان را  از دست بدهید. برای این کار باید فشار اطرافتان کم شود. وقتی که فشار کم می شود، انرژی از اتم های گاز بیرون کشیده و کم خواهد شد. زمانی که شما به دمای نقطه میعان می رسید، دیگر مایع می شوید. اگر شما بخار یک قابلمه در حال جوشیدن باشید و با دیوار قابلمه برخورد کنید، دیوار آن قدر سرد است که شما را سریعاً به مایع تبدیل می کند.

در آخر، فرض کنید که شما یک گاز هستید. با خودتان می گویید: ام م م م. من می خواهم به پلاسما تبدیل شوم. آن ها خیلی بامزه اند! به عنوان یک گاز، شما در نیمه راه تبدیل شدن هستید. اما هنوز باید تعدادی از الکترون های اتم های خودتان را از دست بدهید. در نهایت شما بسته های کوچک باردار مثبت و منفی در کنار هم خواهید شد.

زمانی که اتم ها به تعداد برابر هستند، بار کلی پلاسما تقریبا خنثی است چون دسته بارهای منفی اثر دسته بارهای مثبت را خنثی می کنند. پلاسما از گازی ساخته می شود که مقدار زیادی انرژی به داخل آن فشار داده شده است. این انرژی اضافی باعث می شود اتم های خنثی به اتم های باردار مثبت و منفی و الکترون های آزاد شکسته شود. در آخر سر  آن ها به یک توپ بزرگ گازی، تبدیل می شوند.

منبع:تبیان

۱۰حقیقت شگفت انگیز و عجیب علم فیزیک

۱۰ حقیقت شگفت انگیز علم فیزیک با کمک تعدادی از کاربران توئیتر انتخاب شده و با همکاری یک کیهان شناس تشریح شده است. خورشید می توانست از موز ساخته شده باشد، تقریبا همه جهان گم شده است و سیاهچاله ها سیاه نیستند سه نمونه از این حقایق شگفت انگیز هستند.

به گزارش خبرگزاری مهر، فیزیک بدون شک علمی شگفت انگیز است، ذراتی که وجود ندارند در احتمالات به حساب می آیند، و زمان متناسب با سرعت حرکت شیئی تغییر می کند. نشریه تلگراف  ۱۰پدیده عجیب از این عجایب در علم فیزیک را با کمک تعدادی از کاربران توئیتر و کیهان شناسی به نام مارکوس چاون ارائه کرده است که در ادامه ارائه خواهد شد.

خورشید می توانست از موز ساخته شده باشد

خورشید بسیار پر حرارت است زیرا وزن چند میلیارد میلیارد میلیارد تنی آن گرانش عظیمی به وجود می آورد که در نتیجه هسته ستاره را تحت فشاری غیر قابل تصور گذاشته و در نتیجه فشار بالا حرارت فوق العاده تولید می کند. در صورتی که به جای گاز هیدروژن از میلیاردها میلیارد میلیارد تن موز استفاده می شد نیز همان میزان فشار و در نتیجه همان مقدار حرارت در خورشید به وجود می آمد. با این حال با افزایش حرارت، اتمها با بخشهای مختلف ساختار ستاره ای برخورد کرده و انرژی اتمی را به وجود می آورند که در اینجا تفاوت میان حضور هیدروژن و موز در ساختار خورشید آشکار خواهد شد.

تمام ماده ای که نسل بشر را به وجود آورده است در یک حبه قند جا می گیرد

 اتمها 99.9999999999999 درصد فضای خالی هستند و به همین دلیل در صورتی که تمامی اتمها را به گونه ای به هم بفشاریم که فضای خالی میان آنها از بین برود، یک قاشق چای خوری یا حجمی برابر یک حبه قند از این ماده در حدود پنج میلیارد تن وزن خواهد داشت، وزنی 10 برابر مجموع وزن تمامی انسانهایی که در حال حاضر در جهان حضور دارند. این در واقع همان پدیده ای است که در ستاره های نوترونی رخ می دهد و وزن آنها را تا حد غیر قابل باوری افزایش می دهد.

آنچه آینده است می تواند آنچه گذشته بوده است را تغییر دهد

شگفتی جهان کوانتوم به اثبات رسیده است، آزمایش دو جداره که نور را در دو حالت موج و ذره به اثبات می رساند به اندازه کافی عجیب و غیر قابل تصور هست. به خصوص زمانی که اعلام شود مشاهده نور می تواند آن را از موج به ذره و یا برعکس تبدیل کند. اما پدیده های عجیبتر این جهان پس از آزمایش جان ویلر فیزیکدان در سال 1978 خود را نمایان کرد. آزمایش وی نشان داد مشاهده یک ذره در حال می تواند سرنوشت ذره مشابه دیگری در گذشته را متحول سازد. طبق آزمایش دو جداره در صورتی که هر یک از پرتوهای نوری خارج شده از یکی از شکافهای صفحه آزمایش را مشاهده کنید، در واقع پرتو را مجبور کرده اید خصوصیات ذره ای به خود بگیرد و اگر به هدف برخورد پرتو چشم بدوزید خصوصیت موج گونه به پرتو نور بخشیده اید. اما در صورتی که پس از عبور پرتو نور از شکاف به مسیری که از آن ناشی شده است چشم بدوزید آنگاه است که پرتو نور می تواند در هر دوحالت شکل بگیرد. به بیانی دیگر زمان حال بر گذشته پرتو نوری تاثیر گذاشته است. این آزمایش در آزمایشگاه تنها چند صد هزارم ثانیه به طول می انجامد اما در مشاهده نورهای ناشی از ستاره های دوردست نیز صدق می کند. در واقع مشاهده اکنون ستاره های دوردست می تواند گذشته چند هزار یا میلیون ساله آنها را تغییر دهد.

تقریبا همه جهان گم شده است

می توان به جرات گفت در حدود ۱۰۰ میلیارد کهکشان در جهان هستی وجود دارد که هر یک از آنها از ۱۰ میلیون تا ۱۰ تریلیون ستاره را در خود گنجانده اند. خورشید زمین در مقایسه با این ستاره های یکی از کوچکترین و ضعیفترین ستاره ها به شمار می رود و حتی می توان نام کوتوله زرد رنگ را بر روی آن گذاشت. در واقع در جهان هستی مقادیر ترسناک و عظیمی از ماده مرئی وجود دارد که انسان تنها قادر به مشاهده دو درصد از آن است. وجود این حجم ماده به واسطه نیروی گرانش آنها پیش بینی می شود و ماده تاریک نیز که مقدار آن ۶ برابر جرم ماده مرئی تخمین زده می شود، نیز بخش نامرئی جهان را تشکیل داده است. به گزارش مهر، وجود انرژی تاریک به عنوان بخشی دیگر از جهان که در واقع مابقی جهان را تشکیل داده است، موضوع را پیچیده تر خواهد کرد، انرژی که با گسترش سریع جهان در ارتباط است و به همراه ماده تاریک همچنان ناشناخته باقی مانده است.

جسم می تواند سریعتر از نور حرکت کند و نور همیشه بسیار سریع حرکت نمی کند

 سرعت نور در خلا ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ساعت است با این حال نور همیشه در خلا حرکت نمی کند. برای مثال نور در آب با سرعتی یک سوم سرعت گفته شده حرکت می کند. در واکنشهای اتمی برخی از ذرات به سرعتهای بسیار بالایی دست پیدا می کنند که بخشی از سرعت نور است و در صورتی که از میان رابطی که سرعت نور را خواهد کاست عبور کنند، در واقع می توانند سریعتر از نور حرکت کنند. چنین پدیده ای درخششی آبی رنگ از خود به وجود می آورد که به "تشعشعات شرنکوف" شهرت داشته و با بمبهای صوتی قابل مقایسه است. کمترین سرعتی که تا کنون برای نور به ثبت رسیده است ۱۷ متر بر ثانیه یا ۶۱ کیلومتر بر ساعت بوده که به واسطه عبور از میان روبیدیوم منجمد با حرارتی برابر صفر مطلق ایجاد شده است. در این حرارت این ماده حالتی به نام میعان "بوز- انشتین" را تجربه می کند.

تعداد نامحدودی نویسنده مطلب را نوشته و تعداد نامحدودی خواننده آن را می خوانند

بر اساس مدلهای استاندارد کیهان شناسی جهان مرئی با تمامی میلیاردها کهکشان و تریلیون تریلیون ستاره هایش تنها یکی از بی نهایت جهانهایی است که مانند حبابهای صابون در یک اسفنج در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. به دلیل بی نهایت بودن آنها می توان هر تاریخچه ممکنی را برایشان در نظر گرفت. اما تعداد تاریخچه های ممکن برای این جهانها متناهی است زیرا تعداد محدودی پدیده و تعداد محدودی نتیجه در بر داشته اند. تعداد این پدیده ها بسیار زیاد اما متناهی است پس همین پدیده عینی و کنونی که نویسنده این مطلب را نوشته و شما آن را می خوانید، باید بی نهایت بار در زمان رخ داده باشد. شگفت انگیز تر از آن این است که بدانیم نزدیکترین همتای ما در چه فاصله ای از ما قرار گرفته است. این فاصله عددی برابر ۱۰ به توان ۱۰به توان ۲۸ متر تخمین زده شده است که در صورت علاقمندی به محاسبه آن می توانید از عدد یک و ۱۰میلیارد میلیارد میلیارد صفر در برابر آن استفاده کنید!

سیاهچاله ها سیاه نیستند

 به طور حتم سیاهچاله ها بسیار تاریکند اما سیاه نیستند زیرا این پدیده ها درخشان بوده و به آرامی نور خود را در تمامی طیفهای نوری از جمله نور مرئی به اطراف منتشر می کنند. این تشعشعات که "تشعشعات هاوکینگ" نام دارد نور خود و جرم سیاهچاله ها را به تدریج کاهش داده و  با از دست دادن منبع جرم سیاهچاله ها تبخیر می شوند. به گزارش مهر، سیاهچاله های کوچک در مقایسه با جرمشان و نسبت به سیاهچاله های بزرگتر با سرعتی بالاتر از خود نور منتشر می کنند و بر همین اساس در صورتی که برخورد دهنده بزرگ هادرون بر اساس برخی نظریه ها از خود میکروسیاهچاله هایی تولید کند، آنها به سرعت تبخیر خواهند شد و دانشمندان پس از آن قادر خواهند بود بقایای تابشهای آنها را مشاهده کنند.

تصور بنیادین از جهان مسئول گذشته، حال و آینده آن نیست

بر اساس نظریه نسبیت خصوصی چیزی به نام اکنون، گذشته یا آینده وجود ندارد و قالبهای زمانی به یکدیگر وابسته اند زیرا همه هستی در سرعتی برابر در حرکت است. درصورتی که انسان با سرعتی کاملا متفاوت در حرکت بود شاهد پیر شدن زودهنگام یکی از نزدیکان و یا دیر پیر شدن وی نسبت به دیگران می بود.

ذره ای در اینجا می تواند به صورت آنی بر روی ذره ای در آن طرف جهان تاثیر بگذارد

 زمانی که یک الکترون همتای ضد ماده خود یا پوزیترون را ملاقات می کند، هر در درخشش کوچکی از انرژی خنثی می شده و دو فوتون از این برخورد متولد می شوند. ذرات ساب اتمیکی مانند فوتونها یا کوارکها از ویژگی به نام اسپین برخوردارند که به مفهوم چرخش است، اما این ذرات در واقع حرکت چرخشی ندارند اما به گونه ای رفتار می کنند که انگار در حال چرخشند. جهت اسپین فوتونها در زمان تولد در برابر یکدیگر بوده و در نتیجه خنثی می شوند. با توجه به رفتارهای غیر قابل پیشبینی کوانتومی گفتن اینکه کدام فوتون در مسیر چپگرد و کدام یک در مسیر راستگرد حرکت خواهد داشت غیر ممکن است و در واقع تا زمانی که یکی از آنها مشاهده نشود، هر دو در هر دو جهت حرکت خواهند داشت اما به محض اینکه یکی از آنها مشاهده شود جهت راست یا چپگرد را به خود گرفته و به هر جهتی که حرکت کند، همتایش در مسیر متضاد آن حرکت خواهد کرد. این واقعیتی است که در آزمایشها به اثبات رسیده است.

هرچه سریعتر حرکت کنید سنگینتر می شوید

 در صورتی که بسیار سریع بدوید به صورت لحظه ای و نه دائم، سنگین وزن خواهید شد. سرعت نور مرز سرعت در جهان است در این صورت زمانی که جسمی با سرعتی نزدیک به نور در حرکت است و شما به آن نیرویی وارد کنید، به سرعت آن نخواهید افزود بلکه تنها به آن انرژی اضافی وارد کرده اید که این انرژی باید در جایی قرار بگیرد. بهترین مکان برای قرارگیری این انرژی جرم جسم است. بر اساس قانون نسبیت جرم و انرژی با یکدیگر برابرند پس هر چه انرژی وارد شده بیشتر باشد جرم افزایش پیدا خواهد کرد. البته این افزایش وزن در انسان قابل چشم پوشی بوده و درعین حال غیر قابل انکار است.

 منبع:  www.tebyan.net

الکتریسیته ساکن

چه چیز باعث شوک الکتریکی می شود؟

شما مدتی روی فرش راه رفته اید. به دستگیره ی در می رسید و ناگهان.... ویزززززز! و به شما شوک وارد می شود.

یا در زمستان به خانه بر می گردید و کلاه پشمی تان را از سر بر می دارید و... پووووف! همه ی موهایتان در هوا راست می شوند. چه اتفاقی افتاده و چرا اغلب این اتفاق ها در زمستان می افتد؟ پاسخ الکتریسیته ساکن است. برای اینکه بدانیم الکتریسیته ساکن چیست، باید در مورد طبیعت ماده، قدری بیشتر بدانیم. به عبارتی باید به این پرسش پاسخ دهیم که "چیزهای اطراف ما از چه ساخته شده اند؟"

همه چیز از اتم ساخته شده است.

یک حلقه از طلای خالص را مجسم کنید. آن را در ذهن خود به دو قسمت تقسیم کنید و نیمی از آن را کنار بگذارید. این کار را همین طور ادامه دهید و ادامه دهید. به زودی قطعه بسیار کوچکی خواهید داشت که برای دیدنش نیاز به میکروسکوپ دارید. این قطعه ممکن است بسیار بسیار بسیار کوچک باشد اما هنوز یک قطعه از طلاست. اگر بتوانید عمل تقسیم کردن به ذرات کوچکتر و کوچکتر را ادامه دهید، در نهایت به کوچکترین ذره ممکن از طلا می رسید که "اتم" نام دارد. اگر اتم را به ذره های کوچکتر تقسیم کنید، ذره های حاصل شده دیگر از جنس طلا نخواهند بود.

همه چیز در اطراف ما از اتم تشکیل شده است. دانشمندان تا امروز تنها 115 نوع اتم مختلف کشف کرده اند. هرچه در اطراف ماست از ترکیبات مختلف این اتم ها ساخته شده است.

اجزای اتم

پس اتم ها از چه چیز ساخته شده اند؟ در مرکز هر اتمی "هسته" قرار دارد. هسته شامل دو نوع ذره ی متفاوت است که "پروتون" و "نوترون" نامیده می شوند. ذرات کوچک دیگری به نام الکترون به دور هسته می چرخند.

تعداد الکترون ها، پروتون ها و نوترون های 115 نوع اتمِ شناخته شده با هم متفاوت است و به همین خاطر هر نوع اتم را می توان در میان اتم های دیگر شناسایی کرد.

داخل هر اتم را می توان به منظومه شمسی تشبیه کرد. هسته اتم در مرکز قرار دارد، مانند خورشید که در مرکز منظومه شمسی است و الکترون ها مانند سیاره ها به دور مرکز (هسته ی اتم) در گردش هستند. درست مانند منظومه ی شمسی، هسته ی اتم نسبت به الکترون ها بسیار بزرگ است. داخل اتم به طور عمده فضای خالی است و الکترون ها فاصله بسیار زیادی از هسته دارند. (البته توجه کنید که تمام اندازه ها نسبت به ابعاد هسته و اتم سنجیده می شود.)

تصویری که از اتم تا به اینجا ساختیم خیلی دقیق نیست، با این حال می توانیم از آن استفاده کنیم تا درباره الکتریسیته ساکن بیشتر بدانیم.

بارهای الکتریکی

روتون، نوترون و الکترون با هم تفاوت زیادی دارند و هر کدام خواص و ویژگی های خاص خودشان را دارند. یکی از این ویژگی ها، "بار الکتریکی" است. پروتون ها خاصیتی دارند که ما به آن "بار مثبت" (+) می گوییم و الکترون ها  "بار منفی" (-) دارند. نوترون ها بار الکتریکی ندارند و به اصطلاح خنثی هستند.

مقدار بار یک پروتون درست به اندازه ی بار الکترون است و تنها علامت بارها با هم متفاوت است. پس اگر در یک اتم تعداد پروتون ها با تعداد الکترون ها برابر باشد، آن اتم هیچ بار خالصی ندارد و خنثی است.

الکترون ها می توانند حرکت کنند.

پروتون ها و نوترون ها در هسته ی اتم به هم فشرده اند. معمولاً هسته اتم ثابت است و جابجا نمی شود اما برخی از الکترون های اتم که از هسته دورند می توانند از مدار خودشان خارج شوند. مثلاً می توانند از یک اتم به اتم دیگر بروند. اتمی که الکترون هایش را از دست داده، بار مثبت اش (تعداد پروتون هایش) از بار منفی اش (تعداد الکترون هایش) بیشتر است. پس کل اتم بار مثبت دارد. برعکس اتمی که الکترون به دست آورده، بار منفی اش بیشتر از بار مثبت اش است. این اتم بار منفی دارد. اتمی که بار دارد، (چه بار مثبت و چه بار منفی)، "یون" نامیده می شود.

در بعضی از مواد، اتم ها الکترون ها را محکم نگه می دارند و اجازه جدا شدن به آن ها نمی دهند. این مواد "نارسانا" نام دارند. پلاستیک، شیشه، پارچه و هوای خشک، نارسانا های خوبی هستند.

برعکس، در بعضی از مواد، اتم ها به الکترون ها اجازه ورود و خروج می دهند. در این مواد الکترون ها مدام در حرکتند. به این مواد "رسانا" می گوییم. اغلب فلزات رساناهای خوبی هستند.

چطور می توانیم الکترون ها را از جایی به جایی منتقل کنیم؟ یک راه متداول برای این کار این است که دو جسم را به هم مالش بدهیم. اگر آنها از جنس های متفاوت و هر دو عایق باشند، الکترون ها از یک جسم به جسم دیگر منتقل می شوند. هر چقدر دو جسم را بیشتر به هم بساییم، بار الکتریکی بیشتری از یکی به دیگری منتقل می شود و در آن تجمع می کند. (دانشمندان معتقدند که مالش و یا اصطکاک نیست که باعث انتقال الکترون ها از جسمی به جسم دیگر می شود. بلکه به سادگی این تماس دو ماده ی متفاوت است که باعث انتقال الکترون می شود. با سائیدن دو ماده، سطح تماس آن ها با هم افزایش پیدا می کند و این کار جابجایی الکترون ها را راحت تر می کند.)

الکتریسیته ساکن، مساوی نبودن بارهای مثبت و منفی در یک جسم است.

جاذبه بارهای مخالف

حالا خواهیم دید که بارهای مثبت و منفی رفتارهای جالبی از خودشان نشان می دهند. آیا تا به حال شنیده اید که "آدم ها با خصوصیات اخلاقی مخالف، همدیگر را جذب می کنند."؟ در مورد یون ها این موضوع حقیقت دارد. دو جسم با بارهای مخالف (یک جسم با بار مثبت و دیگری با بار منفی) همدیگر را جذب می کنند. یعنی به سمت هم کشیده می شوند. برعکس، دو جسم با بارهای همنام (دو جسم با بار مثبت و یا دو جسم با بار منفی) همدیگر را دفع می کنند، یعنی از هم دور می شوند.

                                           بار های مخالف همدیگر را جذب می کنند.

                                           بار های مشابه همدیگر را دفع می کنند.

یک جسم باردار حتی می تواند اجسام خنثی را هم جذب کند. تا به حال درباره این که چگونه یک بادکنک به دیوار می چسبد، فکر کرده اید؟ اگر بادکنکی را با ساییدن به موهای خود باردار کنید، الکترون اضافه به دست می آورد و بار منفی خواهد داشت. نزدیک کردن بادکنک باردار به یک جسم خنثی (مثل دیوار) باعث حرکت الکترون های آن جسم می شود. اگر جسم خنثی رسانا باشد، الکترون های زیادی به راحتی به سمت دیگر آن حرکت می کنند و تا جای ممکن از بادکنک (که بار منفی دارد) دور می شوند. اما اگر جسم خنثی نارسانا باشد، الکترونها در اتم ها و مولکول ها کمی خود را به سمت دیگر جابجا می کنند و تا جایی که اتم اجازه می دهد، از بادکنک دور می شوند. در هر دو صورت (جسم خنثی رسانا باشد یا نارسانا) بارهای مثبت در مجاورت بادکنک بیشتر از بارهای منفی است. می دانیم که بارهای مخالف همدیگر را جذب می کنند. پس بادکنک باردار به جسم خنثی (مثلاً دیوار) می چسبد. (و تا وقتی که الکترونهای روی بادکنک به دیوار یا هوا منتقل نشده اند و بادکنک هنوز باردار است، به دیوار چسبیده می ماند.) اجسام خنثی و اجسام با بار مثبت هم به همین طریق همدیگر را جذب می کنند. آیا می توانید آن را به همین شیوه توضیح دهید؟

و حالا ببینیم که این اطلاعات چه ارتباطی با جرقه بین دست ما و دستگیره در دارد و چطور راست شدن موهای ما را هنگام برداشتن کلاه پشمی توضیح می دهد.

پاسخ این است که هنگامی که روی فرش راه می روید، الکترون ها از فرش به بدن شما منتقل می شوند. حالا شما بار الکتریکی اضافه در خود جمع کرده اید. دستگیره در را لمس می کنید و ... ویز! دستگیره در یک رسانا است. الکترون های اضافی بدن شما به راحتی به آن منتقل می شوند و این انتقال الکترون ها باعث ایجاد جرقه بین دست شما و دستگیره در می شود.

وقتی کلاه پشمی را از سرتان بر می دارید، کلاه به موهای سرتان مالیده می شود. الکترونها از موهای شما به کلاه منتقل می شود. حالا هر تار موی شما بار مثبت دارد. به یاد بیاورید که اشیاء با بارهای همنام همدیگر را دفع می کنند. بنابراین موها تلاش می کنند تا جای ممکن از هم دور شوند. پس راست می ایستند. در این حالت بیشترین فاصله را از هم پیدا می کنند.

ما اکثراً در زمستان با پدیده هایی که به الکتریسیته ی ساکن مربوط می شوند روبرو می شویم. زیرا در تابستان هوا بسیار مرطوب تر از زمستان است. از آن جایی که آب رسانا است، رطوبت موجود در هوا کمک می کند تا اجسام باردار سریع تر بار خود را تخلیه کنند (به هوا منتقل کنند) و در نتیجه بار الکتریکی زیادی در آن ها تجمع نمی کند.

سری تریبو الکتریک

وقتی دو ماده مختلف را به هم می ساییم، کدام یک بار مثبت پیدا می کند و کدام یک بار منفی؟ دانشمندان با توجه به توانایی مواد در از دست دادن یا به دست آوردن الکترون، آن ها را رده بندی کرده اند. این رده بندی را "سری تریبو الکتریک" می نامند. فهرست کوچکی از مواد در دسترس در زیر آورده شده اند. در شرایط آرمانی اگر دو ماده به هم ساییده شوند، ماده ای که در لیست، در مکان بالاتری قرار دارد، الکترون از دست می دهد و بار مثبت پیدا می کند. می توانید با مواد زیر این موضوع را آزمایش کنید:

1. دست شما
2. لیوان (شیشه)
3. موی شما
4. نایلون
5. پشم
6. خز
7. ابریشم
8. کاغذ
9. کتان (پارچه ی نخی)
10. پاک کن سفت
11. پلی استر

قانون پایستگی بار

وقتی ما چیزی را با الکتریسیته ساکن باردار کنیم، هیچ الکترونی "تولید نمی شود" و یا "از بین نمی رود". همین طور پروتون جدیدی به وجود نمی آید و ناپدید نمی شود. در عمل باردار کردن اجسام، تنها الکترونها از مکانی به مکان دیگر حرکت می کنند و منتقل می شوند. بار الکتریکی خالص، در کل ثابت می ماند. به این موضوع "قانون پایستگی بار الکتریکی" می گویند.

قانون کولن

اجسام باردار در اطراف خود یک میدان نیروی الکتریکی نامرئی ایجاد می کنند. شدت این نیرو بستگی به مسایل زیادی دارد مثلاً اندازه بار دو جسم باردار یا فاصله دو جسم و یا شکل اجسام باردار. این باعث پیچیده شدن موضوع می شود. برای ساده کردن شرایط می توانیم فرض کنیم که به جای "اجسام باردار" ، "نقاط باردار" داریم. یعنی ابعاد جسم بارداری که در نظر می گیریم، خیلی خیلی کوچکتر از فاصله بین آنها باشد. به طوری که هر جسم برای جسم دیگر تقریباً مثل یک نقطه باردار عمل کند.

اولین بار "چارلز کولن" در دهه ی 1780 میلادی، نیروی الکتریکی را توصیف کرد. او پی برد که نیروی الکتریکی بین دو جسم باردار و نقطه ای، رابطه  مستقیم با ضرب بارهایشان دارد. یعنی  که q1 و q2 اندازه بارهای نقطه ای هستند. هر چقدر بارهای نقطه ای بیشتر باشند، نیروی الکتریکی بینشان هم بزرگتر است. از طرف دیگر این نیرو با مجذور فاصله بارهای نقطه ای نسبت عکس دارد. یعنیکه d فاصله ی بین بارهای نقطه ای است. هر چقدر فاصله ی بارها بیشتر باشد، نیروی الکتریکی بین آن ها ضعیف تر است.

به طورکلی می توان نوشت. در این رابطه k ضریب تناسب است و اندازه آن به ماده ای بستگی دارد که دو بار را از هم جدا می کند.

با دو برابر شدن فاصله، نیروی الکتریکی،  4/1 نیروی اولیه می شود.

با دو برابر شدن هر یک از بارها، نیروی الکتریکی، 4 برابر نیروی اولیه می شود.

مترجم: سحر حمیدی

 منبع: www.tebyan.net