سايت انيميشن هاي فيزيک

 

 

رنگین کمان همراه با طوفان

 

کتاب های درسی باید عوض شود

کتابهای درسی باید دوباره نوشته شوند

نویسنده آسمان   

۰۴ اسفند ۱۳۸۶

حدود 75 سال است که در کتابهای درسی می خوانیم: مقاومت به جنس، طول و ضخامت رسانا بستگی دارد. در 5 فوریۀ 1980 ثابت شد که دیگر این بیان معتبر نیست. در این روز، کلاوس فون کلیتسینگ این بخش از دانش کتاب درسی را رد کرد. این کشف به طور اساسی جدید است. و به همین سبب جایزۀ نوبل فیزیک در سال 1985 به کلیتسینگ اهدا شده است.
گویی مقیاسها از مقابل چشمان فیزیکدان برداشته شده بودند: مقاومت الکتریکی یک ثابت طبیعی با سادگی ابتدایی است. مقاومت الکتریکی مستقل از جنس و تأثیرات خارجی است و نه به شکل خطی - چنانکه قبلاً فرض میشد - بلکه با پرشهای کوانتومی افزایش می یابد؛ یعنی، به همان شکلی که تابش در گامهایی کوچک منتشر می کند. کشف فون کلیتسینگ ابتدایی به نظر می رسد؛ و به عنوان «اثر هال کوانتومی شده» اندازه گیریهای دقیق و باور نکردنی را ممکن می سازد. این پدیده «اثر فون کلیتسینگ» نام گرفته، و در یک لحظه، کاشف را به شهرت جهانی رسانده است: کلاوس فون کلیتسینگ برندۀ جایزۀ نوبل فیزیک سال 1985 نخستین فیزیکدان آلمانی است که بعد از 22 سال این جایزۀ علمی را دریافت می کند. کشف او همانند یک الهام ناگهانی به نظر می آید؛ در آزمایشگاه مغناطیس در گرنوبل فرانسه ، همه چیز به یک باره - در نیمۀ شب - بر او آشکار شد. امّا این کشف ابتدا به ساکن نبود. کلیتسینگ از نسل جدید دانشمندان سخت کوش است که ، اگر لازم باشد ، ساعت 2 بامداد نیز در گیر کار می شوند. او می گوید «کار سرگرمی من است.» خانوادۀ  کلیتسینگ - همسرش رناته، دو پسر و یک دخترش - اورا از زیاد نمی بینند. دانشمند ، در ره هدفش زجر را برخود روا می داد اما هیچگاه زجر دیده به نظر نمی رسد. در حالی که در تلویزیون در بارۀ کوانتومها و دما های پایین گپ می زد آسوده بود. امّا زمینه ای که او بر گزیده است - فیزیک حالت جامد - به درد پخش مستقیم تلویزیون نمی خورد. پژوهش او ظریفترین ساختارها ، مثلاً بلورها ، را در بر میگیرد . واینجا باید تعیین می شد که جریان الکتریکی در این ساختار ها چگونه رفتار می کند . فون کلیتسینگ، متعصب در دقّت ، همیشه از بی نظمیهایی که در منحنیهای تجربی برای ثبت رابطۀ بین میدانهای مغناطیسی و مقاومت الکتریکی دیده می شد منزجر بود. او سالها بود که به طور منظّم در این باره پژوهش می کرد. در آزمایشگاه پژوهشی گرنوبل ، که نیروی میدان مغناطیسی 200،000 برابر قویتر از نیروی گرانش زمین می توان تولید کرد، او راه حل این مسئله مرموز را یافت. آنچه اکنون به عنوان «اثر هال کوانتومی شده» وارد کتابهای درسی شده در هلیوم مایع و در دمای منهای 269 درجۀ سلسیوس خود را نشان داد.
استاد برندۀ جایزه هنوز در برابر مردم عامی سردر گم براین عقیده است که او فقط نیمی از آنچه را که کشف کرده است می فهمد و تا ارزیابی دقیق نتایج آن راهی دراز در پیش است. کشف او محتملاً به ساختن کامپیوتر های سریعتر و کاراتر ، و قطعاً به ابزار سنجش دقیقتر ، مثلاً در ساختن هواپیما ها، منجر خواهد شد . هم اینک، این کشف برای دوایر اوزان و مقادیر به عنوان یک واحد اندازه گیری ساده و قابل اتکا برای مقاومت الکتریکی سودمندی خود را نشان داده است. و دانش آموزان در درسهای فیزیک خود وقتی که از اهم صحبت می کنند خواهند توانست منظور خود را خلاصه تر بیان کنند

منبع

نتیجه مسابقه پیام شماره1 اعلام شد

نتیجه مسابقه پیام شماره1 اعلام شد

1 بهمن 1386  

از جواب های برتر به قید قرعه اسامی زیر انتخاب شده است:

بیرجند: سحر مؤذنی و فرزانه ابوالحسن نژاد از دبیرستان فرزانگان

سربیشه:محمدرضا نوجوان از دبیرستان سید پیام یعقوبی درح

بشرویه:طیبه حلاجیان از دبیرستان الزهرا ارسک و محبوبه هراتی از مرکز پیش دانشگاهی ولایت

 

منبع

چرا رنگ آسمان آبي است؟

چرا رنگ آسمان آبي است؟

به نظر نيوتن رنگهاي ظاهري اجسام طبيعي بستگي به اين دارد كه از آنها چه رنگي شديدتر منعكس يا به سوي بيننده پراكنده مي شود . به طور كلي ، شيوه ساده اي وجود ندارد كه براساس ساختار سطح تركيب شيميايي و مانند آنها پيش بيني كنيم كه آن ماده چه رنگهايي را منعكس يا پراكنده مي كند. با اين همه ، علت آبي بودن رنگ آسمان را با استدلال ساده اي مي توان توضيح داد. همان طور كه تامس يانگ با آزمايش نشان داد، طول موجهاي گوناگون نور رنگهاي متفاوت دارند، طول موج نور را با واحد نانومتر يا با واحد آنگستروم مي سنجند. دامنه طيف قابل رؤيت براي آدمي nm 400 براي نور بنفش تا حدود nm 700 براي نور قرمز است. مانع هاي كوچك مي توانند انرژي يك موج فرودي را در همه جهتها پراكنده كنند، و مقدار پراكندگي بستگي به طول موج دارد. به عنوان يك قاعده كلي، هر چه طول موج در مقايسه با اندازه مانع بزرگتر باشد، موج به وسيله مانع كمتر پراكنده مي شود. براي ذراتي كوچكتر از يك طول موج، مقدار پراكندگي نور با عكس توان چهارم طول موج تغيـــيــر مي كند. مثلاً ، طول‌موج نور قرمز در حدود دو برابر طول موج نور آبي است. بنابراين پراكندگي نور قرمز در حدود يك شانزدهم پراكندگي نور آبي است. اكنون مي توانيد بفهميد كه چرا رنگ آسمان آبي است. نور خورشيد به وسيله مولكولها و ذرات گرد و غبار موجود در آسمان ، كه معمولاً در مقايسه با طول موجهاي نور مرئي بسيار كوچكند، پراكنده مي شود. به اين ترتيب، نور طول موجهاي كوتاه (نور آبي) بسيار شديدتر از نور طول موجهاي بلندتر به وسيله اين ذرات پراكنده مي شوند. وقتي كه به آسمان صاف نگاه مي كنيم ، بيشتر اين نور پراكنده شده است كه به چشم ما مي رسد. دامنه طول موجهاي كوتاه پراكنده شده (وحساسيت چشم آدمي به رنگ) منجر به احساس رنگ آبي مي شود. از سوي ديگر، فرض مي كنيم كه در يك روز مه آلود به آسمان نگاه مي كنيم. در اين صورت ، نور آبي باريكه اي كه به چشم ما مي رسد به طور كامل پراكنده شده است ، در حالي كه طول موجهاي بلندتر پراكنده نشده اند. بنابراين، احساس مي كنيم كه رنگ خورشيد متمايل به قرمز شده است. اگر آسمان جوي نداشت، آسمان سياه به نظر مي‌رسيد، و ستارگان در روز ديده مي شدند. در واقع از ارتفاع Km 16 به بالا، كه در آنجا جو زمين بسيار رقيق مي شود، همان طوري كه فضانوردان دريافته اند ، آسمان سياه به نظر مي رسد و ستارگان در روز ديده مي شوند. گاهي هوا داراي ذرات گرد و غبار يا قطره هاي آبي به بزرگي طول موج نور مرئي است. اگر چنين باشد، رنگهايي جز رنگ آبي ممكن است به شدت پراكنده شوند. مثلاً، كيفيت رنگي آسمان با بخار آب موجود در جو زمين تغيير مي كند. روزهايي كه هوا صاف و خشك است، آسمان آبي تر از روزهايي است كه رطوبت هوا زياد است. آسمان نيلگون ايتاليا و يونان ، كه قرن‌ها الهام‌بخش شاعران و نقاشان بوده است، به سبب خشكي استثنايي هواي اين سرزمينهاست. مه آبي ـ خاكستري رنگي كه گاهي شهرهاي بزرگ را مي‌پوشاند بيشتر به سبب ذراتي است كه از موتورهاي درون‌سوز (اتومبيلها ، كاميونها) و كارخانه هاي صنعتي منتشر شده اند. موتور اتومبيل، حتي وقتي كه در حالت خلاص كار مي كند، در هر ثانيه بيشتر از 100 ميليارد ذره منتشر مي كند. بيشتر اين ذره ها نامرئي هستند و اندازه آنها در حدود m 0/000001 است . چنين ذره هايي كالبدي براي تجمع گازها ، مايعات و ذرات جامد ديـگــــــر مي‌شوند. اين ذره هاي بزرگتر سبب پراكندگي نور و تيرگي هوا مي شوند. گرانش بر اين ذره ها تا وقتي كه بر اثر تجمع مواد بيشتر در اطراف آنها خيلي بزرگ نشده اند چندان تأثيري ندارد. اين ذرات اگر بر اثر باران و برف مكرر شسته نشوند ممكن است ماهها در جو زمين بمانند. تأثير چنين ابرهاي غبارآلودي بر آب و هوا و بر سلامتي آدمي بسيار مهم است.

منبع