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.

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 .

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.

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

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؟

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

علم فیزیک در هستی (قسمت اول - مرز آب شور و شیرین )

مرز دو آب

اقیانوس شناسان به تازگی کشف کرده اند که وقتی دو دریا به هم می رسند با یک دیگر ترکیب نمی شوند آب دو دریای همسایه به دلیل وجود نیروی کشش سطحی ترکیب نمی شوند.آب دریاهای مختلف غلظت های متفاوتی با هم دارند.و کشش سطحی ایجاد می کنند گویی که دیواره نازکی بین آن دو برپا شده است.در اقیانوس اطلس جریان آب شیرینی وجود دارد که آن را گلف استیریم می نامند این جریان عظیم از سواحل آمریکای مرکزی حرکت می کند و سراسر اروپا را طی می کند و به سواحل اروپای شمالی می رسد.عرض این جریان 150 کیلومتر و عمقش حدود 800 متر و سرعتش 160 کیلومتر می باشد.و حرارت آن با آبهای اطرافش 10 تا 15 درجه تفاوت دارد و در آنجا هزاران کیلومتر آب وجود دارد که با آبهای اطراف خود مخلوط نمی شوند.و در آنها موجودات زنده هم زندگی می کنند.   

 

آنچه در فیزیک می خوانیم!

علوم پایه	علوم کاربردی	گرایش ها	موضوعات ویژه	علوم مرتبط
اپتیک هندسی	آکوستیک	دبیری فیزیک	اصطلاحات رایج فیزیک	الکترونیک
الکتریسیته	اپتیک	ژئو فیزیک	اورانیوم آری سلاح نه!	برق
الکترومغناطیس	اختر فیزیک	فیزیک دریا	برنامه فیزیک	بیوفیزیک
ترمودینامیک	انرژی	فیزیک پزشکی	تاریخ علم فیزیک	پزشکی
ثابت‌های بنیادی فیزیک	اندازه گیری	گرایش آماری	خواص مغناطیسی زمین	رادیولوژی
ریاضی فیزیک	فیزیک امواج	گرایش اتمی و مولکولی	جدال فیزیک و متافیزیک	ریاضی
دستگاه بین المللی یکا	فیزیک خلا	گرایش پلاسما	جهانهای موازی	زلزله شناسی
فلسفه علم	فیزیک انرژی بالا	گرایش فتونیک	چشم انداز فناوری نانو الکترونیک	زمین شناسی
فیزیک اتمی	فیزیک الکترونیک	گرایش حالت جامد و الکترونیک	دانشمندان فیزیک	زیست شناسی
فیزیک ذرات بنیادی	فیزیک پلاسما	گرایش نجوم و اختر فیزیک	سیاهچاله	شیمی
فیزیک مواد	فیزیک حالت جامد	گرایش فیزیک نظری	عمر زمین	شیمی فیزیک
فیزیک نوین	فیزیک رادیو	گرایش ذرات بنیادی	علم	طراحی صنعتی
قوانین بقای فیزیک	فیزیک زلزله شناسی	گرایش لیزر	علم فیزیک	عمران
گرانش	فیزیک شتابدهنده	گرایش ماده چگال	کامپیوتر کوانتومی	فیزیولوژی
مغناطیس	فیزیک فضا	گرایش هسته ای	مثلث برمودا	گرافیک
مکانیک آماری	فیزیک قطعات نوری	گرایش هواشناسی	مرگ خورشید	رایانه
مکانیک سیالات	فیزیک لیزر	مهندسی سیستم	تکنولوژی نانو	کشاورزی
مکانیک کلاسیک	فیزیک محاسباتی	مهندسی مواد	فیزیک یونانی	مخابرات
مکانیک کوانتومی	فیزیک محیط زیست	مهندسی هسته‌ای	هوش فرازمینی	معدن
نجوم	فیزیک هسته‌ای	فیزیک هوا فضا	سرگرمیهای فیزیک	معماری
نسبیت	کاربرد رایانه در فیزیک		متافیزیک	مکانیک
نظریه اختلال	کیهان شناسی		بشقاب پرنده‌ها
نظریه برخورد	آشکارسازی ذرات		نقد و بررسی کتب دبیرستان
مکانیک تحلیلی			عمر زمین
سینماتیک حرکت			مجله علوم پایه
دینامیک حرکت			فیزیک هسته‌ای برای همه
سایت : رشد	سایت : رشد	سایت : رشد	سایت : رشد	سایت : رشد

نسبیت عام چیست و به چه کار مى آید؟

نوشته: احمد شریعتى
پیش بینى هاى نسبیت خاص
نسبیت خاص پیش بینى هایى مى کند که براى ما بسیار عجیبند. مثلاً اینکه ساعت هاى متحرک کندتر کار مى کنند، خط کش هاى متحرک کوتاه ترند. یا اینکه ممکن است مقدارى جرم به انرژى تبدیل شود (E=mc2) . تمام پیش بینى هاى نسبیت خاص با دقت بسیار آزموده شده اند و امروزه تقریباً هیچ فیزیک پیشه مطرحى هیچ شکى درباره درست بودن نسبیت خاص ندارد. انگیزه اینشتین از پرداختن نسبیت خاص آشتى دادن نظریه الکتریسیته و مغناطیس مکسول با اصل نسبیت گالیله بود. در واقع نسبیت خاص کامل شده نسبیت گالیله اى است. از سال 1905 به این طرف همه فیزیک پیشه ها متقاعد شده اند که هر نظریه فیزیکى اى باید با نسبیت خاص سازگار باشد.

تونل زنی کوانتومی

تخته سنگ بزرگی را در نظر بگیرید که به ته دره ای سقوط کرده و مدت هاست که در همان جا مانده است. چقدر تعجب می کنید اگر ببینید تخته سنگ بطور خود به خود انرژی گرفته و ناگهان شروع به بالا رفتن از دامنه دره کرده و در نهایت با خروج از دره به آن سوی دامنه کوه بغلتد. شاید باور کردنی نباشد اما مشابه چنین رویدادی به طور طبیعی به وفور در دنیای اسرار آمیز کوانتومی رخ میدهد!            

         

در فیزیک کلاسیک تخته سنگ  از بالای تپه عبور داده می شود اما در فیزیک کوانتوم برای عبور تخته سنگ میان تپه تونل زنی صورت می گیرد.

در این پدیده که اصطلاحا « تونل زنی کوانتومی » نامیده می شود یک ذره کوانتومی که پشت یک سد پتانسیل گیر افتاده و از نگاه فیزیک کلاسیک ، انرژی و امکان لازم برای عبور از مانع مزبور ندارد ممکن است براساس رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ بتواند بطور موقت انرژی گرفته و ناگهان از مانع یا سد مقابل خود عبور کند و آن سوی آن برود. براساس معادله شرودینگر هر چه ارتفاع و عرض این مانع کمتر باشد احتمال عبور ذره مزبور از میان آن بیشتر خواهد بود.
وجود پدیده اسرار آمیز تونل زنی کوانتومی برای نخستین بار در سال 1927 میلادی توسط یک فیزیکدان آلمانی بنام فردریک هاند کشف شد. هنوز یک سال بیشتر از این کشف مهم نگذشته بود که فیزیکدان دیگری بنام جرج گاموف موفق شد بر مبنای همین پدیده شگفت انگیز معمای چگونگی گسیل ذرات آلفا از هسته های رادیواکتیو پرتو زا را حل کند. محاسبات گاموف نشان می داد که چگونه ذرانت آلفا به رغم نداشتن انرژی لازم برای رسیدن به قله سد پتانسل هسته اتمی می توانند با تونل زدن از میان این سد پتانسیل، از درون هسته اتمی فرار کرده و به بیرون هسته پرتاب شوند.
با گذشت زمان و با پیشرفت صورت گرفته در فیزیک هسته ای، فیزیک اتمی و فیزیک حالت جامد مشخص شد که پدیده تونل زنی کوانتومی در عرصه های بسیار مختلف و متعددی – از واکنش های گرما هسته ای در قلب خورشید و سایر ستارگان گرفته تا برخی پدیده های مرتبط با ابر رسانایی در جامدات- نقش ایفا می کند. در سال 1958 میلادی یک فیزیکدان ژاپنی بنام لئو ازاکی یک نوع دیود بنام « دیود تونلی » را که بر مبنای پدیده تونل زنی الکترون ها در نیمه رساناها کار می کرد در مرکز تحقیقات شرکت سونی ژاپن اختراع کرد. این دیود به واسطه عملکرد بسیار سریع خود از وقوع پدیده تونل زنی کوانتومی در نقطه اتصال دو سیم ابر رسانا پرده برداشت. در این پدیده شگفت انگیز، بدون اعمال هیچ ولتاژ خارجی، یک جریان الکتریکی دائمی در مدار ابررسانای مزبور ایجاد می شود. اتصادلات جوزفسون در ساخت دستگاه های اندازه گیری بسیار دقیق میدان های مغناطیسی کاربرد دارند. به مناسبت این دستاوردهای مهم مبتنی بر پدیده تونل زنی کوانتومی ، ازاکی و جوزفسون مشترکا جایزه نوبل سال 1973 فیزیک را دریافت کردند.

البته شگفتی پدیده تونل زنی کوانتومی به همین جا ختم نمی شود؛ چرا که بعنوان مثال در اوایل دهه 1980 میلادی پژوهشگران IBM با استفاده از همین پدیده ، میکروسکوپ ویژه ای را ساختند که امکان مشاهده تک تک اتم ها را برای بشر فراهم کرد. اما شگفت انگیز تر از همه اینها کشف فیزیکدانی بنام توماس هارتمن در مورد پدیده تونل زنی کوانتومی است. هارتمن در سال 1962 کشف کرد که تونل زنی ذرات کوانتومی از میان یک سد پتانسل- فارغ از پهنای این سد – همواره بطور لحظه ای و آنی صورت می گیرد و این بدان معناست که ذرات کوانتومی حین تونل زدن حتی مرز حیرت انگیز سرعت نور زا هم می شکنند!