سیگما

فضا

«استفان هاوکینگ»، فیزیکدان مشهور و با مزه جهانی که معرف حضور همه خوانندگان عزیز هست. این عزیز اخیرا هشدار داده است که نژاد انسان برای ادامه زندگی دنبال جای دیگری در فضا باشدچون ظرف یک قرن آینده نسل بشر، باید در فضا به حیات خود ادامه دهد.دکتر گفته من مهندسم و به شما می گویم که تهدیداتی که متوجه وجود بشر است مثل جنگ، تمام شدن منابع خوراکی و انرژی و انفجار جمعیت به این معنا است که انسان با خطر بزرگتری نسبت به گذشته رو به رو است.

آقای هاوکینگ در مصاحبه ای با وب سایت بیگ تینک گفته همین چند صد سال آینده ممکن است کلک بشریت کنده شود، با این حساب فعلا فکر به هزار سال و میلیون سال بعد را بی خیال شوید.به نظر استاد تنها فرصت ما برای بقای بلند مدت هم پیدا کردن راه های نجات بخش بر روی سیاره زمین نیست، بلکه بشر باید به فکر فرار از کره زمین باشد.

جالب است که همین آقای هاوکینگ اوایل سال جاری میلادی هشدار داده بود که اکتشافات فضایی ممکن است کاملا بی خطر نباشد. ما بالاخره نفهمیدیم که باید روی همین زمین بمانیم و یک خاکی روی سرمان بکنیم یا دنبال این باشیم ببینیم در فضا کجا می شود زندگی کرد و با فضایی ها تماس بگیریم که برویم پیش آنها. امیدوارم استاد هاوکینگ در سخنرانی بعدی کمی روشنگری بنمایند و نوری به تاریکخانه ذهن ما جاهلان بیفشانند.

تازه آقای هاوکینگ خبر ندارد که ما برای هر فرزند جدیدی که به دنیا بیاید یک میلیون تومان می گیریم و تصمیم داریم در سال های آینده هم با پولش خانه سازی کنیم. شما فکر کردی با این حرف ها کسی یک میلیون را ول می کند می آید برود فضا، دنبال جای جدید بگردد؟
 

البته ما خودمان هم از اول به این قضیه جاذبه مشکوک بودیم. خب اکتشافی که در اثر خوابیدن زیر درخت و برخورد سیب توی کله آدم حاصل شود، می شود هم حدس زد که چندان کشف  محکمی نخواهد بود و بالاخره یک جای کار همه چیز را به باد خواهد داد (با اغراق البته).

حالا هم یک دانشمند خیلی توپ پیدا شده و گفته جاذبه توهم است و این ها همش خواب و خیال است! این ریاضی دان هلندی_آمریکایی با برگزاری یک سری کنفرانس، دنیای آکادمیک را کلاَ ترکانده و گفته نیوتون اشتباه کرده و قانون جاذبه تنها یک توهم است.

خبرگزاری مهر نوشته این فیزیکدان و ریاضی دان 48 ساله هلندی_آمریکایی که«اریک ورلیند» نام دارد با ادعای بسیار شگفت انگیزش، تئوری جاذبه را که یکی از مهم ترین قوانین فیزیک است به چالش کشیده.البته به نوشته این خبر گزاری، اریک خان اولین دانشمندی نیست که قانون جاذبه نیوتون را به بحث کسیده است.

در حقیقت دانشمندان دیگری هم در گذشته تردید هایی را نسبت به این قانون نشان داده بودند اما اکنون این فیزیکدان با اشاره به داستان کودکانه «لباس پادشاه» تأکید کرد:«پادشاه برهنه است. از مدت ها قبل همه می دانستند که جاذبه وجود ندارد اما اکنون لحظه ای رسیده است که باید آن را داد بزنیم.»

به گفته این دانشمند:«جاذبه چیزی نیست جز اثر بصری یک علت نامرئی که در یک سطح واقعیت عمیق تر از ظاهر عمل می کند» (که ما کلا چیزی از آن سر در نیاوردیم ولی چون با جاذبه حال نمی کنیم به نظرمان جمله اش خیلی با حال است!) بر اساس گزارش نیویورک تایمز، تئوری ورلیند می گوید:«جاذبه وجود ندارد. تمام آن یک توهم است. جاذبه چیزی نیست جز شکلی از بی نظمی، یک عارضه جانبی از یک تمایل طبیعی به سمت آشفتگی.»(که باز هم ما نفهمیدیم ولی بازم دمش گرم).

مهر نوشته تابستان گذشته در حالی که ورلیند برای تعطیلات به جنوب فرانسه رفته بود یک دزد لپ تاپ، کلید های خانه و پاسپورت وی را به سرقت برد. این دانشمند تعریف کرد:«مجبور شدم یک هفته بیش تر در آنجا بمانم و در این یک هفته به تئوری نیوتون فکر کردم و دریافتم که نیروی جاذبه تنها شکلی از بی نظمی و یا یک عارضه جانبی از تمایل طبیعی بشر به سمت آشفتگی است.تصور کنید که در یک روز گرم و شرجی موهای شما فر می خورد، این تنها به این دلیل است که موهای شما راه های بیشتری برای پیچ خوردن در اختیار دارند تا صاف ماندن و بنابراین به سمت فر شدن می روند.بله، پادشاه برهنه است. این را همه می دانستیم ، اکنون زمان آن رسیده که ان را با صدای بلند فریاد بزنیم.»

ما که اصولا معتقدیم نه فقط قانون جاذبه بلکه این ماجرای جدول عناصر طبیعی و سرعت نور و آنتروپی و مدارهای اتمی و قطب مثبت و منفی و و خلاصه همه این قوانین فیزیکی و شیمیایی الکلی هستند و برای این که ما برویم سر کلاس و معلم تحقیرمان کند، اختراع شده اند و حالا وقت آن است که ووووزلا بزنیم و بگوییم که پادشاه برهنه است! و حالا همه با هم: نابود باد تمام معادلات ریاضی و قوانین فیزیکی. زنده باد تعطیلی حتی در گرمای 20 درجه.هورا،هورا،هورا

منبع:مجله دانستنیها

توضیح دبیر المپیاد فیزیک:

این مطلب به عنوان طنز از نظر ما و البته جدی از دید خبرگزاری مذکور اینجا قرار داده شده و بهانه ای است هم برای ارائه ی دیدگاه های مختلف و هم توصیح مطالب مفید:

1. نیوتن هیچ اشتباهی مرتکب نشده و در واقع این دانشمند بزرگ به مساله ای بسیار عمیق پی برد و تاکنون هم فقط نسبیت و ترکیب بندی جدید نظریه ی گرانش شکلی دقیق تر از آن را ارائه کرده اند. نسبیت عام نشان داد که باید به شکلی دیگر درباره ی نیروها در ابعاد بزرگ فکر کرد و نظریه ی میدان ها توانست این کار را دقیق تر انجام دهد. مکانیک کلاسیک البته چنین آشفتگی هایی را جزیی طبیعت می داند و باید هم چنین باشد که میدان حالت اختلالی پیدا می کند. یعنی مثلاً مسیر جرمی بنا به اختلالات گرانشی یا فضا-زمان دچار تغییراتی می شود.

2. آینشتاین کسی بود یافته ها و زحمات دیگران را جمع بندی کرد و دیدگاه نوینی از فیزیک ارائه کرد.

3. پاراگراف آخر را باید هم مجله ی ساده نویس اینچنین بنویسد و نکته ی مهم اینکه طبیعت طوری رفتار می کند که ما باید با ریاضیات و فیزیک آن را توصیف کنیم و فناوری و صنعت تماماَ با فیزیک و زبان آن یعنی ریاضیات جلو می  رود.

فشار خون

این عدد g دارد چه می گوید؟

 این رابطه را شاید بار ها دیده باشید اما آیا تا به حال به این فکر کرده اید که این رابطه از کجا آمده است؟ اصل رابطه قانون جهانی گرانش نیوتون به شکل زیر است:

F=G.(M.m)/(R)²

F: نیروی گرانش یا جاذبه

G: ثابت گرانش

M:جرم جسم اول

m :جرم جسم دوم

r :فاصله دو جسم از یکدیگر

اما چگونه این رابطه به شکل F=mg در آمده است؟ اگر رابطه را به شکل زیر باز نویسی کنیم، خواهیم داشت:

F=m.(G.M)/(R²) , g=(G.M)/(R²) = F=mg

دقت کنید که خودمان قرار داد بستیم یک رابطه را به صورت g خلاصه نویسی کنیم. ثابت گرانش 6/674.10^-11(G)نیوتون متر مربع بر مجذور کیلو گرم، شعاع زمین، 6371 کیلومتر و جرم زمین 5/9736.10²⁴ کیلو گرم است. اگر عدد ها را در رابطه بالای خودمان جایگزین کنیم به عدد تقریبی g₀=9/80 همخوانی دارد.این بدان معناست که اگر ما مقاومت هوا را در نظر نگیریم، سرعت سقوط جسم آزاد در هر ثانیه بر سطح زمین،9/80 متر در هر ثانیه افزایش می یابد.

رابطه f=mg تا چه ارتفاعی از سطح زمین درست جواب می دهد؟

این رابطه را برای سطح زمین استفاده کردیم. حالا اگر بر فراز قله اورست در 8850 متری سطح آب دریا ها برویم، متوجه می شویم که 0/28 در صد (28 ده هزارم) از شتاب گرانشی کم شده است. اما اگر از سطح زمین رفته و رفته دور تر شویم این شتاب گرانشی با انحنایی به شکل نمودار شماره 1 کم می شود. می بینیم که تا ارتفاع 250 کیلومتری افزایش ارتفاع تغییر چندانی روی گرانش ایجاد نمی کند که بخواهد برای ما محسوس باشد.

آیا نیروی گرانش در ایستگاه بین المللی فضایی صفر است؟

این اشتباهی همگانی است. بسیاری از مردم فکر می کنند که شتاب گرانشی در ایستگاه بین المللی فضایی صفر است. اما در حقیقت این گونه نیست. ارتفاع ارتفاع ایستگاه فضایی بین المللی، بین 344 تا 355 کیلومتری سطح زمین (آمار تقریبی ار ابتدای سال 1388 تا به امروز) است.

همان طور که در تصویر پیشین دیدیم، شتاب گرانشی در این ارتفاع به 0/9 مقدار خود می رسد و شتاب گرانشی در ایستگاه فضایی بین المللی، تفتوت چندانی با سطح زمین ندارد. اما پس چرا فضا نوردان در ایستگاه فضایی بین المللی معلقند؟ ایستگاه فضایی بین المللی با سرعت تقریبی 7/7 کیلومتر بر ثانیه به دور زمین (یک دور کامل در91 دقیقه) می گردد.

همین گردش کافی است تا تا نیروی گرانش در نقش نیروی مرکز گرا (نیروی جانب مرکز)عمل کند.به عبارت ساده تر، گرانش فقط کمک می کند تا ایستگاه فضایی و اجسام داخل آن با توجه به سرعت گردش بالای خود به سوی دیگری پرت نشوند و در کل برآیند نیرو ها نزدیک به صفر می شود.این گونه است که با صفر شدن بر آیند نیرو ها در فضاف فضا نوردان در ایستگاه فضایی بین المللی معلق می شوند و نه به سبب صفر بودن نیروی گرانشی زمین در این ارتفاع.

نیروی گرانش در لایه های زیرین زمین چگونه است؟ایا در مرکز زمین شتاب گرانشی بی نهایت است؟

اگر زمین به طور کامل، یک کره همگن و یکنواخت تو پر و با چگالی سراسر یکسانی بود، رفته رفته از شتاب گرانشی کاسته می شد تا این که در مرکز زمین به صفر می رسید. علت آن هم این بود که وقتی به درون زمین می رویم، ما در میان لایه های مواد قرار گرفتیم، پس از یک سو به درون کشیده می شویم و از یک سو به میزان اندکی به بیرون تا اینکه در مرکز زمین بر آیند همه نیرو های وارده و شتاب گرانشی صفر می شد.اما می دانیم که توزیع مواد در لایه های مختلف زمین متفاوت است.زمین از لایه های پوسته،گوشته و هسته تشکیل شده است. به همین سبب تغییرات شتاب گرانشی در ژرفای زمین به شکل شماره 2 در می آید.

باز هم بر خلاف آن چه که فکر می کنیم،شتاب گرانشی در مرکز زمین بی نهایت نیست بلکه روی کاغذ صفر است. البته یادمان باشد درست است که در مرکز زمین شتاب گرانشی صفر است ولی فشار در هسته زمین از هر سو بسیار زیاد است. تصور کنید چهار نفر شما را از چهار طرف،هم زمان و با یک نیرو هل بدهند. شما حرکتی نخواهید داشت ولی از هر سو فشار زیادی را متحمل خواهید شد. اگر باور ندارید می توانید تجربه کنید.

سرعت گریز چیست؟چگونه می شود از دست گرانش زمین خلاص شد؟

سرعت گریز در فیزیک، سرعتی است که در آن سرعتف مجموع انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل گرانشی جسم صفر می شود. با برابر قرار دادن رابطه انرژی جنبشی و پتانسیل یک جسم، یه راحتی می توان به رابطه سرعت گریز رسید.(محاسبات در زیر انجام شده.) با عدد گذاری شعاع و جرم زمین(یا شعاع و شتاب گرانشی زمین در رابطه دوم)به دست می آوریم که سرعت گریز زمین برابر است با 11/2 کیلومتر بر ثانیه. سرعت گریز زمین، یه این معنی است که اگر بخواهیم فقط با یک سرعت اولیه از زمین و میدان گرانش آن خارج شویم، باید یه سرعت 11/2 متر بر ثانیه رسیده باشیم. باز هم اشتباه مرسوسی وجود دارد که خیلی ها فکر می کنند، هر فضا پیمایی برای رسیدن به فضا باید بر سرعت گریز غلبه کند، که صحیح نیست. علت آن هم این است که برای محاسبه سرعت گریز، فقط انرژی جنبشی اولیه در هنگام آغاز حرکت را در نظر گرفتیم اما فضا پیما ها برای سفر به فضا حین حرکت هم انرژی تولید می کنند، پس نیاز نیست الزاما به سرعت گریز برسند. به طور مثال بالاترین سرعت شاتل ها 7/6 کیلومتر بر ثانیه است ولی به ایستگاه فضایی بین المللی سفر می کنند و به آن ملحق می شوند.

V= √2G.M/R

V: سرعت گریز

G: ثابت گرانش

M:جرم زمین

r : فاصله دو جسم از یکدیگر

سرعت گریز در باقی اجرام آسمانی به چه صورت است؟ چرا سیاهچاله نور را می بلعد؟

با توجه به رابطه بالا می توانیم سرعت گریز را در سیارات مختلف محاسبه کنیم.

با توجه به جرم سیارات دیگر، یک فضا پیما حتی با سرعت اولیه خود اگر بتواند از چنگ گرانش زمین نجات پیدا کند در گیر و دار گرانش خورشید می افتد و انرژی بالایی را باید صرف این بکند که از گرانش خورشید رهایی یابد. سیاه چاله ها، اجرام بسیار پر جرم و چگالی هستند که سرعت گریز آنها حتی بیش تر از سرعت نور است. به همین سبب اسم آنها را سیاه چاله گذاشتند چون نور نیز در دام جاذبه آنها می افتد.

شتاب گرانشی بر سطح اجرام آسمانی دیگر چگونه است؟

حال فکر کنید شما بر سطح یک سیاره ایستاده اید. به طور میانگین فاصله شما از مرکز این سیاره یا کره همیشه ثابت است، پس اجازه بدهید ببینیم شتاب گرانشی یا همان آهنگ افزایش سرعت در هر ثانیه روی سطح سیارات مختلف چه خواهد بود؟

*برای سیارات گازی (مشتری، کیوان، اورانوس و نپتون) سطح به صورت قرار دادی به فاصله ای گفته می شود که جو این سیارات قابل تمیز دادن با لایه های پایینی آنهاست.

**این مقدار، مقدار گرد شده گرانی سطحی استاندارد (980665 متر بر مجذور ثانیه است) است. گرانی سطحی استاندارد(g)، شتاب گرانشی جسم در نزدیکی سطح زمین بدون در نظر گیری مقاومت هواست.

منبع:مجله دانستنیها

امواج دريا

تغيير شكل را در شكل  بالا مي‌بينيد كه البته فقط يك طول‌موج مشخص را نشان مي‌دهد ولي قله موج با افزايش طول‌موج باريك‌تر و شيبدارتر مي‌شود.باسكام نتايج تجربي تحقيق روي امواج آب را چنين اعلام كرد: نسبت 1 به 7 براي ارتفاع قله به طول‌موج بيشينه‌ بوده و زاويه‌ي 120 درجه‌اي كمينه زاويه‌ براي قله است. در چنين حالتي قله‌هاي موج ناپايدار هستند. فرورفتگي موج با اين نسبت 1 به 7 قله تا قله با طول‌موج قابل مقايسه است.

وقتي موج‌ها به سمت ساحل حركت مي‌كنند، آب‌هاي سطحي‌تر سرعت‌شان كاهش مي‌يابد و طول‌موجشان كوتاه‌تر مي‌شود و ارتفاع قله‌ها افزايش مي‌يابد. قله‌ي موج‌ها ناپايدارتر و حركت‌شان زير آب سريع‌تر مي‌شود و به اين صورت در حركت رو به جلو موج مي‌شكند.

ویژگی‌های بی‌پایان کربن

آکادمی سلطنتی علوم کشور سوئد تصمیم گرفته است تا جایزه نوبل فیزیک 2010 را به «کنستانتین نووسلف» از دانشگاه منچستر و «آندره گیم» از دانشگاه انگلستان اهدا کنند.این جایزه به خاطر آزمایش های دوران ساز درباره گرافن دو بعدی به ایشان اهدا شد. «آندره گیم» و «کنستانتین نووسلف» در آزمایش خود نشان دادند که اتم های کربن با شکل های تخت و مسطحی دارای خواص خارق العاده دارند که در دنیای فیزیک کوانتوم دارای ویژگیهای استثنایی است.

گرافن که یکی از شکلهای کربن است، یکی از مواد تازه و نو یافته می باشد. گرافن با وجود نازک ترین ماده محکم ترین ماده نیز به حساب می آید. از دیگر ویژگیهای گرافن می توان به رسانای جریان برق آن اشاره کرد.گرافن ماده ای شفاف و هم چنین رسانای حرارت نیز می باشد.یکی دیگر از خواص خارق العاده گرافن اینست که آن چنان چگال است حتی هلیم نیز نمی تواند از میان آن بگذرد.

 «گیم» و «نووسلف» گرافن را از تکه های گرانیت استخراج کردند.گرانیت همان ماده معمول مصرفی در ساخت نوک مدادهاست. آین دو در آزمایشات خود با وسایلی همچون نوار چسب، ورقه هایی از کربن به قطر یک اتم تولید کردند. آنها این آزمایش را در عصری انجام دادند که اینکه مواد بلوری با چنین ضخامتی پایدار باشند باور کردنی و شدنی نبود.با این وجود امروزه فیزیکدانان با گرافن توانایی این را دارند که مواد تازه دوبعدی را با خواص منحصر به فردی را بررسی کنند.دستیابی به گرافن انجام آزمایشهای جدید را ممکن ساخت و باعث توجه دوباره به پدیده های فیزیک کوانتوم شد. این ابداع باعث شد تا کاربردهای علمی بسیار متنوعی پیدا شوند که از جمله آنها باید به تولید مواد جدید و لوازم الکترونیک ابتکاری اشاره کرد.به گفته کارشناسان ترانزیستورهای گرافن در مقایسه با ترانزیستورهای سیلیکونی امروزی دارای سرعت بالاتری هستند و نتیجه آن تولید کامپیوترهای کارآمدتر است.

از دیگر خواص گرافن به شفاف و رسانا بودن آن اشاره کردیم که همین خاصیت باعث شده تا گرافن ماده مناسبی برای ساخت صفحه نمایش لمسی شفاف، پنل های سبک و حتی سلول های خورشیدی به شمار آید. یکی دیگر از کاراییهای گرافن می توان به به این اشاره کرد که هنگامی که آن را با پلاستیک مخلوط  کنیم، به رسانای الکتریسیته تبدیل می شودو در عین حال مقامومت دمایی آن نیز افزایش می یابد. و از لحاظ مکانیکی مقاوم می شود. این مواد پلاستیکی در تولید محصولات نازک و کش سان و بسیار سبک کابرد دارند که برخلاف این خواص بسیار قوی هم هستند. این ویژگی منحصر به فرد مواد چند سازه (کامپوزیت) می تواند در آینده در ساخت بدنه ماهواره ها، هواپیماها و خودروها قابل استفاده باشند.

 برندگان جایزه نوبل فیزیک امسال مدت های زیادی با هم همکاری کردند. گیم، 51 ساله ملیت هلندی دارد و نووسلوف 36 ساله هم شهروند انگلیس و هم شهروند روسیه است. هر دوی آنها در روسیه به دنیا آمده‌اند، و کارشان در فیزیک را از همان جا آغاز کردند.آنها پیش از نقل مکان به انگلیس با یکدیگر در هلند کار می‌کردند، و در آنجا بود که در سال 2004 جدا کردن گرافن را گزارش کردند.
نووسلوف که جوان‌ترین برنده جایزه نوبل از سال 1973 است، جایزه‌ای که معمولا به دانشمندانی داده می‌شود که ده ها سال تجربه دارند. جوانترین برنده جایزه نوبل لاورنس براگ، است که در سال 1915 در 25 سالگی با پدرش ویلیام براگ به طور مشترک برنده جایزه نوبل فیزیک شد.

امواج غول آسا

 7 فوريه 1933 افسران ناو شوروي سابق بلندترين موج اقيانوس كه تاكنون ديده شده را در شمال پاسيفيك گزارش دادند. موج يبه ارتفاع 34 متر با تناوب  14.8 ثانيه و طول موح 342 متر اندازه گيري شد. سرعت موج با استفاده از حد طول موج در آب‌هاي عميق 23 متربرثانيه محاسبه شد. توان موج 17000 كيلووات بود.

خدمه مشاهدات خود را بيان كردند و محاسباتي انجام شد با ابزاري كه داشتند و نسبت به طول 148 متري كشتي و طول موج آن، موج به اندازه‌ي يك كوه بود ولي اتفاقي براي كشتي نيفتاد. منتهي كشتي‌هاي بزرگ اتفاقاً در اين مورد مسأله دارند و امكان صدمه‌ديدگي ‌آنها وجود دارد.

 

 

 آسمان آبي

 آسمان آبي