دوتلسکوپ اشعه ایکس توانستند بلعیدن قسمتی از ستاره را توسط یک سیا هچاله

به منجمان ودنیا نشان دهند                                        شنبه، 16 اسفند، 1382

مخاطبان دانش آموزان سال اول و دوم دبیرستان

                     James Prescott JouleDecember 24, 1818 – October 11, 1889)

 دستگاه فوق برای اولین بار توسط ژول راه اندازی    گردید ویبا اسفاده  ازقانون بقای انرژی  و واحد کالری را برای محاسبه گرما معرفی نمود:

درشکل بالاوقتی وزنه در ارتفاع   قرار دارد انرژی جنبشی پره های تیغه و آب صفر است  ووزنه تنها داری انرژی پتانسیل میباشد   وقتی وزنه پایین آمد پره های تیغه میچرخند و بین لایه های آب اصطکاک تولید میشود  که سبب بالا رفتن دمای آب و ظرف و پره های  تیغه میگردد با پایین آمدن وزنه انرژی پتانسیل وزنه به انرژی جنبشی و درونی ودر نهایت پس از ساکن شدن وزنه در انتهای مسیر میتوان گفت تمام انرژی پتانسیل به انرژی درونی تبدیل شده است . ژول  با درنظر گرفتن مقدار گرمای مصرف شده برای تیغه ها و ظرف و با تکرار آزمایش با شرایط مختلف نتیجه گرفت که اگر بخواهد دمای آب     خا لص 14.5 درجه سلسیوس را یک درجه سانتیگراد افزایش دهد باید توسط وزنه فوق 4.18 ژول کار انجام گیرد   .

و ی بعدها کالری را بعنوان واحدی  معادل مکا نیکی گرما معرفی نمودند..

البته  برای آب های با دماهای غیراز  14.5 درجه این مقدار انرژی مکانیکی اندکی کمتر خواهد بود و واحد فوق بطور استاندارد   تعریف گردیده است  

این هم یک واحد انگلیسی برای گرما: 

       1 British thermal unit (Btu) = amount of heat needed to raise the temperature of 1 lb of water by 1^oF (from 63 ^oF to 64 ^oF). => 1 Btu = 252 cal = 0.252 Cal

مخاطبان : دانش آموزان پیش دانشگاهی رشته ریاضی فیزیک فصل 4 

: فیزیک کلاسیک برای توضیح رسانش الکتریکی اجسام، ساده ترین  مدل جسم جامد را ارائه نمود یعنی  نظریه الکترون –آزادرسانا  را، طبق این مدل اگر دریک جسم جامد الکترون ها مقید به هسته باشند آن جسم نارسانا   و اگر بتوان براحتی الکترون هارا از جسم جدا کرد آن جسم رسانا است.

نظریه نواری :در این نظریه فرض شده است که اتمها در مجاورت هم قرار دارند وبه جای یک اتم مجموعه ای از اتمها مورد بررسی قرار میگیرد و بدین ترتیب یک الکترون نه تنها تحت تاثیر هسته اتم خود است بلکه تحت تاثیر هسته اتمهای مجاور خود نیز است به همین دلیل ترازهای انرژی برای یک جسم جامد علاوه بر داشتن خصوصیات ترازهای انرژی یک اتم منفرد دارای یک خصوصیت دیگر ،آن هم داشتن نوار های انرژی می باشد. هرگاه نمودار انرژیِ الکترون  بر حسب فاصله اتمی یک جسم جامد را رسم کنیم خواهیم دید :

-  وقتی فاصله بین اتمها زیاد است درست مانند زمانی الکترون برای اتم منفرد بررسی میشد ، الکترونها در مدار معین (2 یا 3 یا.....) روی ترازهای  مجزا درفاصله های معین قرار میگیرندکه دارای انرژی معین هستند.

-با کاهش فاصله بین اتمها، ترازها در لایه معین پهن شده به یکدیگر نزدیک می شوندوتشکیل نوارانرژِی  میدهند.

- وقتی فاصله بین اتمها بسیار کم میشود در نوار انرژِی شکاف ایجاد شده و به دو نوار مجزا تبد یل میگردد . به فاصله بین دو نوار که  درآن هیچ تراز انرژی دیده نمیشودو الکترونی نیزوجود ندارد  Gap  گاف ممنوعه(پرش ناگهانی) گفته میشود.و ترازهای پراز الکترون وارد در نوارظرفیت  قرار میگیرند و ترازهای خالی یا نیمه پر در نوار رسانش.

مقایسه اجسام  رسانا- نا  رسانا- نیمه رسانا  با استفاده از مدل ساختار نواری:

 الف) -ساختار نواری جسم رسانا :

خصوصیت اصلی تمام رساناها این است که  در نوار رسانش جسم رسانا بخش نیمه پر وجود دارد

بنابراین الکترونهای این نوار (الکترونهای رسانش ) با دریافت انرژی توسط برانگیختگی گرمایی یا

انرژی الکتریکی ، براحتی گذار درون نواری انجام میدهند و از تراز پایین به تراز بالاتر میروند .یعنی

شارش بار (جریان  ). وچون برای گذار بین نواری انرژی زیاد احتیاج است حتی با برقراری اختلاف

 پتانسیل در دوسر رسانا این نوع گذار رخ نمیدهدو الکترونهای ظرفیت نقشی در رسانش الکتریکی

 ندارند.

ب ) ساختار نواری جسم نیم رسانا :  در نوار رسانش جسم نیم رسانا بخش خالی وجود دارد وگاف انرژی در این جسم بسیار کوچک است(1الکترون ولت) و با کمترین برانگیختگی گرمایی (  دمای اتاق ) یا اعمال میدان الکتریکی خارجی، الکترونها ی ظرفیت از نوارظرفیت به نوار رسانش گذار بین نواری انجام میدهند  و هر چقدر دما بیشتر باشد تعداد بیشتری از الکترونها گذار را انجام میدهند  میتوان گفت در نیم رسانا هر دو نوار در رسانش سهم دارند 

پ) ساختار نواری جسم نارسانا :در نوار رسانش جسم نا رسانا بخش خالی وجود دارد وگاف  انرژی بین دو نوار رسانش و نوار ظرفیت بسیار بزرگ است(5الکترون ولت) بطوریکه باایجاد میدان الکتریکی نیز نمی توان گذار الکترو نی را ازنوار ظرفیت به نواررسانش داشت و بین ترتیب هرگز نمی توان یک نارسانا را رسانا نمود. 

مسیر حرکت یک سیارک در مدار زمین

سیارکها  هزارن صخره  فضایی هستند که بروی کمربندی مابین مریخ و مشتری قرار دارند و قطرشان از یک کیلومتر تا دو کیلومتر است .

گریز از مرکز بعضی ها بزرگ است و به طرف مدارمریخ منحرف میشوند وبعضی ها هم که گریز از مرکز کوچکتر دارند وارد مدارزمین وحتی زهره و عطاردمیشوند .                                                               

ناسا این سیارکها را شناسایی وگذارش میکندبعنوان مثال پارسال  سیارکی به نام xp 2004حدود ساعت 4:44 (گرینویچ )از نزدیکی زمین در نقطه ای عمود برآمریکای شمالی عبور نمود  سیارک فوق یکی از صدها سیارکی است که پس ازگذشت یک دوره مشخص  ازنزدیکی زمین عبور مینماید مردم ساحل غربی آمریکامیتوانند  این صخره فضایی را ببینند که در حال حاضر در حدود 269000 مایل  از زمین فاصله دارد و بگفته  ستاره شناسان خطر برخورد آن با زمین وجود ندارد .

پهنای این سیارک 5/. مایل بود  یعنی به اندازه یک کوه متوسط. به هرحال سیارکها از این جهت مورد توجه دانشمندان هستند که برخورد سیارکها با زمین میتواند بسیار فاجعه آمیز باشد بطوریکه بعصی از دانشمندان یکی از علل اصلی انقراض دایناسورها را برخورد یک سیارک عظیم با زمین میدانند .

در حال حاضر سیارکی به نام 2002ان تی 7 که دو کیلومتر عرض دارد  توجه دانشمندان را جلب کرده است عده ای معتقد بودند که این سیارک در اول فوریه سال  2019 به زمین برخورد میکند وعده ای هم با محاسبه نشان دادند که این برخورد غیر محتمل است هر چند بعضی از دانشمندان میگویندبا توجه به بررسی حرکت این سیارک برخورد این سیارک در سال 2060 است ولی باز عده ای دیگر آن را رد میکنند بدیهی است که برای جلوگیری از احتمال باید راهکارهایی را ارائه داد از جمله این راهها ساخت راکت بعنوان یک  یدک کش جاذبه ای است که میتواندبروی سیارک  بنشیند و مسیرش را تغییر دهد

راستی اگر ناگهان از رادیو اعلام کنند که سیارکی عظیم به سوی زمین در حرکت است و ساعتی دیگر زمینی که بر رویش ایستاده ا یم منفجر خواهد شد چه احساسی خواهید داشت؟

http://science.nasa.gov/headlines/y2006/09jun_moonlets.htm

http://www.newsnet5.com/news/9459757/detail.html

www.bbc.com