معادله شرودینگر

 

 

معادله شرودینگر، معادله ای است که چگونگی تغییر حالت کوانتومی یک سامانه فیزیکی با زمان را توصیف می کند. این معادله در اواخر سال ۱۹۲۵ فرمول بندی شد و در سال ۱۹۲۶ توسط فیزیکدان اتریشی اروین شرودینگر منتشر گردید.در مکانیک کلاسیک، معادله حرکت، قانون دوم نیوتن است و فرمولبندی های معادل آن، معادله اویلر-لاگرانژ و معادله هامیلتون هستند. در همه این فرمول بندی ها، برای حل حرکت یک سیستم مکانیکی و پیشگویی ریاضی اینکه سامانه در هر زمان پس از شرایط و پیکربندی های اولیه چه حالتی خواهد داشت، استفاده می شوند. در مکانیک کوانتومی مشابه قانون دوم نیوتن، معادله شرودینگر برای یک سامانه کوانتومی (معمولاً اتم ها، مولکولها، ذرات ریز اتمی (آزاد، بسته، موضعی) ) است. این معادله یک معادله جبری ساده نیست ولی (عموماً) یک معادله دیفرانسیل جزئی خطی است. معادله دیفرانسیل شامل تابع موج برای سیستم است که حالت کوانتومی یا بردار حالت نیز نامیده می شود.در تفسیر استاندارد از مکانیک کوانتومی، تابع موج کاملترین توضیحی است که می توان در مورد یک سامانه فیزیکی داد. راه حل های معادله شرودینگر نه تنها سامانه های مولکولی، اتمی و ریز اتمی را توصیف می کند بلکه سیستم های ماکروسکوپی، حتی کل جهان را نیز توصیف می کند. همانند قانون دوم نیوتن، معادله شرودینگر از لحاظ ریاضی می تواند به فرمولبندی های دیگر از جمله مکانیک ماتریسی ورنر هایزنبرگ و فرمولبندی انتگرال سطحی زیمان تبدیل شود. همچنین همانند قانون دوم نیوتون، معادله شرودینگر زمان را به طریقی توصیف می کند که برای نظریه های نسبیتی مناسب نیست. مشکلی که در مکانیک ماتریسی به اندازه کافی شدید نیست و در فرمولبندی انتگرال سطحی به طور کامل حضور ندارد.

ادامه مطلب...
۱۲ بهمن ۹۳ ، ۱۵:۳۲ ۳ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
مهدی حیدری
چهارشنبه, ۸ بهمن ۱۳۹۳، ۰۴:۵۷ ب.ظ مهدی حیدری
فوتون

فوتون

بنا به نظریه کوانتومی ، امواج به ظاهر پیوسته الکترومغناطیسی ، کوانتیده‌اند و از کوانتومهای گسسته‌ای به نام فوتون تشکیل شده‌اند که هر فوتون دارای انرژی مشخصی است که مقدار آن فقط به فرکانس بستگی دارد.

 

تصویر

 

مقدمه

این تعارض جوهر مانای ذره گونه که با انتشار موج - ذره رخ می‌دهد، نظریه کوانتوم توصیف عینی یابد، آنگاه می‌توانیم موقعیتهای آن را در لحظات پی در پی مشخص و مسیر آن را معین کنیم. اما ذراتی که مسیرهای مشخصی را طی می‌کنند، مشخصه نقش تداخلی موج گونه آنها را برای هر نوع ماده‌ای که واقعا قابل مشاهده باشد، ایجاد نمی‌کند. در آزمایشگاه ، این نقشها همچون نقشی از تیک تاکهای آرایه‌ای از آشکار سازها مشاهده می‌شود. تمهیدات مستند نظریه کوانتومی این نقشها را بوسیله یک تابع موج در فرمالیزم ریاضی آن نظریه بوجود می‌آورد.

این تابع موج احتمال آشکار سازی یک تیک تاک را توصیف می‌کند و چشم به راه یک شیء "حقیقی" نیست. بنابراین ، نظریه کوانتومی با نفی اینکه "موج" یا "ذره" "حقیقی" هستند، مسأله موج - ذره را حل می‌کند. به علاوه ، نظریه کوانتومی با آنچه که از معانی متعارف و رسمی آنها برداشت می‌شود. مفهوم ماده گاهی موج و گاهی ذره است را ندارد.

ادامه مطلب...
۰۸ بهمن ۹۳ ، ۱۶:۵۷ ۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
مهدی حیدری

پدیده فتو ولتائیک

پدیده فوتوالکتریک که برای اولین بار توسط آلبرت انیشتین شرح داده شد، بر اساس این پدیده وقتی که یک کوانتوم انرژی نوری یعنی یک فوتون در یک ماده نفوذ می کند، این احتمال وجود دارد که بوسیله الکترون جذب شود و الکترون انتقال پیدامی کند.

اخیراً دانشمندان سلولهای خورشیدی ساخته‌اند، وقتی که امواج الکترو مغناطیسی خورشید بر روی آن می‌تابد، جفت ماده‌ها (الکترون و پوزیترون) یعنی در نوار گاف نیم رسانا به تعداد زیاد تولید می‌شود (تولید زوج). در نتیجه برهمکنشهای فیزیکی بین ذرات صورت می‌گیرد که نهایتاً منجر به یک پیل خورشیدی می‌شود.

 

تصویر

 

مواد سازنده سلولهای خورشیدی

ماده‌ای که سلولهای خورشیدی از آنها ساخته می‌شود سیلیکون و آرسینورگالیم هستند. سلولهایی که از سیلیکون ساخته می‌شوند از لحاظ تئوری بازده ماکزیمم حدود 22 درصد دارند. ولی بازده عملی آن حدود 15 تا 18 درصد است. در صورتی که بازده سلولهایی که از آرسینورگالیم ساخته می‌شود بازده عملی آنها بیشتر از 20 درصد است.

ادامه مطلب...
۰۸ بهمن ۹۳ ، ۱۶:۵۲ ۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
مهدی حیدری

آزمایش یانگ

دید کلی

اسحاق نیوتن نور را متشکل از ذرات ریزی می‌دانست که از منبع نور جدا می‌شوند، یعنی او برای نور خاصیت ذره‌ای قائل بود. در همان زمان ، هویگنس نور را موجی فرض می‌کرد که از منبع نور به اطراف منتشر می‌شود. با آنکه پدیده‌هایی وجود داشت که با نظریه ذره‌ای سازگار نبود، ولی سیطره علمی اسحاق نیوتن چنان بود که کسی با آن مخالفت نمی‌کرد و کسی نظریه هویگنس را قبول نداشت. تا اینکه در اوایل قرن نوزدهم یانگ و فرنل هر کدام با آزمایشهایی موجی بودن نور را ثابت کردند.

آزمایشهایی در مورد تداخل و پراش تنها با فرض موجی بودن نور توجیه می‌شوند. امروزه نظر بر این است که نور ماهیت دوگانه‌ای دارد، گاهی بصورت ذره عمل می‌کند و گاهی خاصیت موجی از خود نشان می‌دهد.

ادامه مطلب...
۰۸ بهمن ۹۳ ، ۱۶:۴۰ ۰ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
مهدی حیدری

ابررسانایی چیست ؟

ابررسانایی پدیده‌ای است که در دماهای بسیار پایین برای برخی از مواد رخ می‌دهد. در حالت ابررسانایی مقاومت الکتریکی ماده صفر می‌شود و ماده خاصیت دیامغناطیس کامل پیدا می‌کند، یعنی میدان مغناطیسی را از درون خود طرد می‌کند. طرد میدان مغناطیسی تنها تفاوت اصلی ابررسانا با رسانای کامل است، زیرا در رسانای کامل انتظار می‌رود میدان مغناطیسی ثابت بماند، در حالی که در ابررسانا میدان مغناطیسی همواره صفر است.

ادامه مطلب...
۰۷ بهمن ۹۳ ، ۱۵:۳۱ ۱ نظر موافقین ۱ مخالفین ۰
مهدی حیدری
سه شنبه, ۷ بهمن ۱۳۹۳، ۰۳:۲۸ ب.ظ مهدی حیدری
سرعت نور، چالش ها و نظریه ها

سرعت نور، چالش ها و نظریه ها

مقدمه

نور و مسائل مربوط به آن همواره یکی از مباحث مهم و مورد توجه فیزیکدانان بوده و هست. نحستین تلاش های علمی در این زمینه از زمان گالیله آغاز شد. وی به اتفاق همکارش برای اندازه گیری سرعت نور اقدام کردند. روش کار به این طریق بود که همکار گالیله در حالیکه فانوسی در دست داشت بالای تپه ای ایستاده بود و گالیله بالای تپه ای دیگر. هر دو با خود فانوسی داشتند که روی آن را پوشانده بودند. دستیار وی به مجرد آنکه نور گالیله را می دید، با برداشتن پرده از روی فانوس خود به گالیله علامت می داد. گالیله این آزمایش را با فواصل بیشتر و بیشتر تکرار کرد، اما نتوانست اختلاف زمانی بین برداشتن پرده از روی فانوس خود و دستیارش به دست آورد و سرانجام گفت که سرعت نور خیلی زیاد است .

ادامه مطلب...
۰۷ بهمن ۹۳ ، ۱۵:۲۸ ۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
مهدی حیدری
سه شنبه, ۷ بهمن ۱۳۹۳، ۰۳:۲۶ ب.ظ مهدی حیدری
بار - رنگ و مغناطیس - رنگ

بار - رنگ و مغناطیس - رنگ

فوتون بسته انرژی در حال دوران است. همچنین میدانهای الکتریکی و مغناطیسی (الکترومغناطیسی) اطراف یک پرتو نوری ازنوع میدانهای الکترومغناطیسی استاتیک نست. میدان الکترومغناطیسی که توسط یک فوتون ایجاد می شود، بسیار قوی تر از میدان گرانشی آمیخته با آن است. افزون بر آن تا کنون مشخص نشده که انرژی میدان گرانشی فوتون استاتیک است یا نوسانی می باشد. همچنین هنوز شناخته نشده که این دو میدانی میدان الکترومغناطیسی و گرانشی چگونه توسط فوتون تولید می شود و چرا تا این اندازه اختلاف دارند. این یک معمای حل نشده فیزیک است.

ادامه مطلب...
۰۷ بهمن ۹۳ ، ۱۵:۲۶ ۱ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
مهدی حیدری
سه شنبه, ۷ بهمن ۱۳۹۳، ۰۳:۰۰ ب.ظ مهدی حیدری
تصاویرجالب از ارتباط فیزیک و معماری

تصاویرجالب از ارتباط فیزیک و معماری

 

 

                      

Sky SOHO

در شانگهای(پنج پروژه معماری برتر چین توسط گروه معماری زاها حدید)

 

                    

 

ساختمان اوپنهایم

گروهی از محققان دانشگاه‌های گلاسکو با همکاری دانشگاه هریوت‌وات در جریان یک آزمایش موفق به کاهش سرعت فوتون های نور شدند.

سرعت فوتونی که از دستگاهی ویژه عبور داده شد، کندتر از فوتونی بود که در فضای معمول حرکت می‌کرد

به گزارش بیگ بنگ به نقل از BBC، آنها در آزمایش خود فوتون‌ها -ذرات تشکیل‌دهنده نور- را از یک دستگاه ویژه عبور دادند. این دستگاه به گونه‌ای طراحی شده است که باعث تغییر شکل فوتون‌ها می‌شود و سرعت آنها را به کمتر از سرعت پذیرفته‌شده و ثابت نور می‌رساند. فوتون‌هایی که سرعتشان در این آزمایش کاهش یافته بود، حتی بعد از عبور از دستگاه و وقتی به فضای آزاد وارد شدند، همچنان با سرعت (کند) جدید حرکت کرده‌اند.

سرعت نور در خلاء میزانی ثابت و نزدیک به ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه است. این سرعت هنگام عبور از موادی مثل آب یا شیشه کند می‌شود، اما به محض خروج از این مواد، دوباره به سرعت اصلی خود بازمی‌گردد. یا دست‌کم، تا قبل از این آزمایش، چنین رفتاری داشت. دو سال و نیم پیش، پژوهشگران در پی آن برآمدند که بررسی کنند آیا می‌شود نور را کند کرد و سرعت انتشار آن را در همان سطح کم نگه داشت یا خیر.

دکتر ژاکلین رومرو، دکتر دنیل جیووانی و همکارانشان در یک آزمایشگاه در دانشگاه گلاسکو وسیله‌ای را ساختند که می‌تواند بر سرعت فوتون ها تاثیر بگذارد. در این آزمایش، آنها فوتون‌ها را به صورت جفت و در کنار هم شتاب دادند: یکی از فوتون‌ها در شرایط معمولی و دیگری، از مسیر دستگاه ویژه‌ای که ساخته شده بود. در مرحله بعد و با بررسی نتیجه آزمایش، مشخص شد فوتونی که از دستگاه ویژه عبور داده شده بود، تغییر شکل داده و با سرعتی کمتر از سرعت معمول نور حرکت کرده است.

در گام بعدی محققان قصد دارند برای نخستین‌بار سرعت نور را در شرایط خلأ کند کنند.گفته می‌شود که نتایج این پژوهش می‌تواند دید پژوهشگران نسبت به نور را تغییر دهد. نتایج این تحقیق در نشریه علمی ساینس اکسپرس منتشر شده است.

- See more at: http://www.hupaa.com/20150125064841003/%D8%AF%D8%A7%D9%86%D8%B4%D9%85%D9%86%D8%AF%D8%A7%D9%86-%D8%B3%D8%B1%D8%B9%D8%AA-%D9%86%D9%88%D8%B1-%D8%B1%D8%A7-%DA%A9%D8%A7%D9%87%D8%B4-%D8%AF%D8%A7%D8%AF%D9%86%D8%AF#sthash.d6y4nSTg.dpuf
۰۷ بهمن ۹۳ ، ۱۵:۰۰ ۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
مهدی حیدری

فیزیک شتابدهنده

دستیابی به انرژی بالا یکی از آرزوهای فیزیکدانان ، شیمیدانان ، دانشمندان طب و ... و حتی با وجود امکان دست رسی به انرژی بالا هنوز هم تلاشها برای فراهم آوردن انرژیها بالاتر ادامه دارد زیرا انرژی بالا در شناخت و بررسی جهان ریز (مثل سیستمهای اتمی) و جهان بزرگ (مثل کهکشانها) و در کشف پدیده‌های موجود در این جهانها با ایجاد تسهیلات فراوان موثر واقع می شود. آیا در تشخیص فرد خاصی در انبوه جمعیت ، مثلا دانش آموزان یک دبستان ، از راه دور به زحمت افتاده اید؟

ادامه مطلب...
۰۶ بهمن ۹۳ ، ۱۶:۵۳ ۰ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
مهدی حیدری
شنبه, ۴ بهمن ۱۳۹۳، ۰۹:۰۳ ب.ظ مهدی حیدری
کیسه هوای اتومبیل و حسگر خازنی

کیسه هوای اتومبیل و حسگر خازنی

سیستم کیسه هوا یکی از جدیدترین سیستمهایی است که در اکثر خودروهایی که استاندارد های جهانی را رعایت می نمایند به کار می رود کیسه هوا نقش بسیاری در تصادفات بازی می نماید در حال حاضر کمربند ایمنی کمربند سفت کن و کیسه هوا موثرترین سیستمهای محافظت در هنگام تصادف شدید به شمار می روند وقتی سرعت اتومبیل از 40 کیلومتر در ساعت بیشتر باشد کمربند به تنهایی کافی نیست تحقیقات پس از حوادث رانندگی نشان داده است که در 68 درصد موارد کیسه هوا سطح خوبی را تامین می کند بر اساس بررسی های به عمل امده پیش بینی می شود که اگر  خودروها در سرتاسر جهان به کیسه هوا مجهز شوند تعدا د مقتولان حوداث رانندگی در هر سال بیش از 50000 نفر کاهش می یابد روشی که امروزه برای ساخت کیسه هوا متداولتر است مجتمع کردن اجزای لازم به صورت یک واحد است بدین ترتیب مقدار سیمکشی و اتصالات کاهش و اعتماد پذیری سیستم افزایش می یابد نوعی  سیستم پایش را نیز باید در کیسه هوا تعبیه کرد زیرا این کیسه را نمی توان امتحان کرد و اصولا فقط  یک بار کار می کند

ادامه مطلب...
۰۴ بهمن ۹۳ ، ۲۱:۰۳ ۴۴ نظر موافقین ۰ مخالفین ۰
مهدی حیدری