1. سیم نول چیست و چه وظیفه ای دارد؟

نول جاییست که الکترون وجود ندارد پس اگر جایی الکترون باشد فاز، و نبود آن نول است .. اگر یادمان باشد جریان(حرکت الکترونها) همیشه زمانی است که الکترون از ولتاژ بیشتر( پتانسیل بالاتر) به سمت ولتاژ پایینتر حرکت می کنند.در حقیقت جریان وقتی برقرار می گردد که الکترونها مسیری برای حرکت داشته باشند و این مسیر با ایجاد اختلاف پتانسیل حاصل می گردد. در نتیجه اگر شما جایی فاز داشته باشید و بخواهید مثلا لامپی را روشن کنید باید سر دیگر لامپ به ولتاژ پایینتر و یا ولتاژ مبنا(مثلا زمین که دارای ولتاژ صفر بوده و همه ولتاژها نسبت به آن سنجیده می شود وصل کنید. در نتیجه همان مسیر برگشت فاز یا نول حاصل می گردد.

ادامه نوشته

قدیمی ترین پدیده جهان کشف شد

اخترشناسان معتقدند موفق به مشاهده قدیمی ترین پدیده ای شده اند که تاکنون در جهان هستی دیده شده است: کهکشانی دور دور متعلق به زمانهای بسیار بسیار گذشته.

به گزارش خبرگزاری مهر، تصویر این کهکشان که در میان تصاویر منتشر شده از تلسکوپ هابل پنهان شده بود در ابتدا لکه ای کوچک و نورانی دیده می شد که اخترشناسان اروپایی اکنون آن را کهکشانی متعلق به 13.1 میلیارد سال پیش می دانند، زمانی که جهان بسیار جوان بوده و تنها 600 میلیون سال سن داشته است. چنین خصوصیاتی این لکه درخشان را به قدیمی ترین و دورافتاده ترین کهکشان در جهان هستی تبدیل خواهد کرد.

به گفته "متیو لنرت" از رصدخانه پاریس به دلیل قدمت بالای این کهکشان، آنچه دیده می شود فرم اولیه کهکشان نیست و در حال حاضر این کهکشان با همسایگان خود ترکیب شده است.

"ریچارد الیس" از موسسه تکنولوژی کالیفرنیا که نقشی در این کشف نداشته است می گوید: ما در حال نگریستن به جهان هستیم در زمانی که تنها یک بیستم سن کنونی اش را داشته است. در مقیاس انسانی می توان گفت در حال نگریستن سن چهار سالگی از کل طول عمر یک فرد بالغ هستیم.

ادامه نوشته

از سحابی ها چه می دانیم ...؟

از سحابی ها چه می دانیم ...؟

بی شک تاکنون عکسهای رنگین آسمانی را دیده اید. عکس هایی که در نگاه اول هنرنمایی و قدرت تخیل خیره کننده یک نقاش را تداعی میکنند. اما به راستی این نقاشیهای زیبا چیستند.

بسیاری از این نقاشی های زیبا رنگهای واقعی در کیهان ما هستند. در واقع سحابی ها توده ابرهایی رقیق از گرد و غبار و گازی از جنس هیدروژن میباشند که به واسطه ستارگان اطراف خود رنگهای گوناگونی به خود میدهند.

سحابی ها هم محل تولد و زایش ستارگان نو هستند که اغلب ستارگان متولد شده در آنان به شکل خوشه ای شکل میگیرند و گاهی هم در بیشتر موارد با یک انفجار محل پایان عمر و به نوعی گورستان ستارگان میشوند و این چرخش را ادامه میدهند.

خیلی از آنان را میتوان با کمی تبهر به کمک یک ابزار کوچک در آسمان تماشا کرد اما سحابی ای مانند سحابی بزرگ جبار یا M42 در زمستان و یا سحابی معروف مرداب یا M8 را در تابستان میتوان به دور از آلودگی نوری شهرها حتی با چشم غیر مصلح نیز تماشا کرد.

دانشمندان بزرگی نظیر عبدالرحمن صوفی و ... تا حدی کم این اجرام غیر ستاره ای (سحابی ها) را شناسایی میکردند و پس از آن با اختراع تلسکوپ اخترشناسان تعداد بیشتری از این توده های مه آلود را در آسمان مشاهده کردند و آنها را سحابی "به معنای ابر" که در زبان لاتین بانام "Nebula" خوانده میشود نامیدند.

با پیشرفت ایزارهای رصدی و تلسکوپ های نوین و جدید و فوق العاده بهتر نسبت به ابزارهای گذشته ستاره شناسان دریافتند که برخی ازاین به اصطلاح سحابی ها در واقع خوشه های ستاره ای یا کهکشانهای دور دست در فراسوی راه شیری (راه کاهکشان) هستند و در چنین مواردی مانند همین نام گذاری غلط برروی سایر اجرام به نام سحابی – نام سحابی به اشتباه مورد استفاده قرار می گرفته است.

با این حال اجرام "ابرهای گاز و غبار" پخش شده ی دربین ستارگان راه شیری (کهکشان خودمان) سحابی های واقعی ای هستند که از تجمع گازهای هیدروژنی و غبار درخشان و ابر مانند تشکیل شده اند که غالبا دارای شکل نامنظمی هستند.

تنها در کهکشان راه شیری ما چیزی در حدود هزاران سحابی کشف شده است که در بین آنان بیش از هزار سحابی سیاره نما شناسایی شده است که سحابی های سیاره نما به نوعی گورستان ستارگان میباشند و نمونه ی بارز این گورستانهای ستاره ای سحابی سیاره نمای اسکیمو یا NGC2392 با قدر 8 در صورت فلکی جوزا ویا دوپیکر است.

به طور کلی سحابی ها به سه دسته تقسیم میشوند :

1- سحابی نشری 2- سحابی بازتابی 3- سحابی تاریک

سحابی نشری :

سحابی هایی هستند که از برانگیخته شدن اتم های هیدروژن و اکسیژن داخلشان نور را گسیل و تابش میکنند و دارای یک یا چندین ستاره بسیار سوزان اند که معمولا به رنگ قرمز هستند.

"مثال بسیار خوبی از یک سحابی نشری سحابی بزرگ جبار است."

سحابی بازتابی :

اگر ستاره ها دمایی سردتر داشته و چگالی گازها در سحابی بیشتر یاشد آن ذرات گاز و غبار (سحابی) دیگر از خودش نور گسیل نمیکند،بلکه نور ستاره ی درون خودش را به ما بازتاب میکند و به رنگ آن ستاره ای که نورش را به ما بازتاب میکند در می آید. برای مثال اگر آن ستاره آبی رنگ باشد،آن سحابی نیز با رنگ آبی در آسمان می درخشد.

"مثال بسیار خوبی از سحابی های بازتابی،سحابی مادری است که ستاره های خوشه ی پروین (ثریا) را در برگرفته است."

سحابی تاریک :

ابری از گرد و غبار و گاز هیدروژن است که به علت نزدیک نبودن ستاره ای در مجاورت و اطراف آن،این ابر مه آلود (سحابی) نوری را از خودش عبور نمیدهد و به نوعی در فضای بین اطراف سحابی های تابان درخشنده ای که در همسایگی خود دارد به سختی دیده میشود.

به طور کلی مشاهده ی سحابی های تاریک فقط درصورتی ممکن است که در مقابل سحابی های نشری یا بازتابی قرار گیرند که در غیر این صورت چون این جرم بصورت یک جسم تاریک در فضا پراکنده است،هیچ چیز در آنجا دیده نمیشود و حس میشودکه چیزی در آنجا نیست !

"مثال برجسته ای از سحابی های تاریک،سحابی سراسب در صورت فلکی جبار است که به واسطه ی نور سحابی نشری جبار قابل مشاهده است."

سحابی سیاره نما :

جدا از این سه گروه اصلی،برخی از سحابی ها از ستاره هایی مانند خورشید تشکیل میشوند که خود در لیست سحابیهای نشری قرار میگیرند.

ستاره هایی همانند خسحابی 57M در صورت فلکی چنگ رومی(شلیاق) و یا سحابی اسکیمو در صورت فلکی جوزا(دوپیکر) است.ورشید که در پایان عمر خود،یعنی در مرحله ی غول سرخی،لایه های بیرونی جو خود را بصورت ابرهایی در فضا می پراکنند و هنگامی که از فاصله زدور به آنها نگاه میکنیم،درون تلسکوپ شکل و شمایل آنها مانند قرص سیاره ها نمایان میشود.

"مثال بسیار خوبی از سحابی های سیاره نما

گرانش

http://up.98ia.com/viewer.php?file=hj446k1tqx83yvro9pr.jpg"> src="http://up.98ia.com/images/hj446k1tqx83yvro9pr_thumb.jpg" border="0" alt="hj446k1tqx83yvro9pr.jpg" />

از دیر باز دست کم از زمان یونانیان، همواره دو مسئله مورد توجه بود:

1. تمایل اجسام به سقوط به طرف زمین هنگام رها شدن.

2. حرکات سیارات ، از جمله خورشید و ماه که در آن زمان سیاره محسوب می‌شدند.

ادامه نوشته

عجایب اعادا در ریاضی

 

 

1×1= 1
11×11=121
111×111=12321
1111×1111=1234321
11111×11111=123454321
111111×111111=12345654321
1111111×1111111=1234567654321
11111111×1111111=123456787654321
111111111×1111111=12345678987654321

عدد عجیب 

عدد: 142857,عدد عجیب

 

اگر عدد مذکور را در دو ضرب کنیم، حاصل: 285714 میشود!-به ارزش مکانی 14 توجه کنید.

اگر این عدد را در سه ضرب کنیم حاصل: 428571 میشود!-به ارزش مکانی 1 توجه کنید.

ادامه نوشته

سودوکو

سودوکو

تاريخچه:
سودوکو يا سادوکو  مخفف عبارت ژاپني “Suuji wa dokushin ni kagiru”  به معني عدد هاي بي تکرار است و نوعي جدول اعداد است که امروزه يکي از سرگرمي هاي رايج در کشورهاي مختلف جهان بشمار مي آيد. سودوکو فقط يکي از نامهاي اين بازي است. در آمريکا اين بازي به نام “number place “مشهور است. گفته مي شود که اين بازي ريشه در چين باستان دارد و در قرن ?? ميلادي به اتريش برده شد و بعد از آن به بقيه اروپا و آمريکا راه پيدا کرده، بعد از گذشت زمان هاي طولاني در دهه ي?? ميلادي در مجله هاي تفريحي ظاهر شد. اما در جايي ديگر نيز آمده است که نخستين جدول سودوکو را يک رياضيدان اروپايي در قرن هجدهم طراحي کرده است .
در سالهاي گذشته اين جدول کاربرد عمومي خود را براي سرگرمي  پيدا کرده و خيلي ها را  به خود معتاد کرده است.  اين روزها سودوکو سرگرمي بسياري از مردم جهان شده است، کتاب هاي مجموعه اين جدول ها نيز در نشريات کشورهاي مختلف به چاپ مي رسد و بسياري از روزنامه هاي مترويي در کشور هاي غربي جدول سودوکو را در صفحات سرگرمي خود گنجانده اند. ميزان محبوبيت اين بازي رو به گسترش به ميزاني است که نسخه هاي نرم افزاري اين بازي براي تلفن هاي همراه رواج پيدا کرده و حتي مسابقه هاي تلويزيوني حل سودوکو در کوتاه ترين زمان ممکن به راه افتاده است. اين بازي در نمايشگاه بين المللي بازي و سرگرمي آلمان به عنوان محبوب ترين و پرطرفدارترين بازي شناخته شده است و همچنين قانون بسيار ساده و روشني دارد.

ادامه نوشته

شماره تلفن خود را با ماشین حساب بدست آورید!

تا حالا به ای فکر کردید که یک سری جمع و تفریق ساده و بازی با اعدا چقدر می تونه جالب باشه و معمولا تولید روندی که بتواند منجر به تولید یک عدد خاص شود همواره مورد بحث و کنکاش بوده است و این مطلب نیز نمونه ای از یکی از روش های تولید اعداد از پیش تعیین شده است .

روش اجرا :

۱٫هفت رقم شماره ی تلفن خود را در نظربگیرید.
۲٫حالا سه رقم اول آن را وارد ماشین حساب کنید.یعنی اگر تلفن شما ۱۲۳۴۵۶۷ باشد ۱۲۳ را در ماشین حساب وارد کنید.
۳٫حالا این سه رقم را در ۸۰ ضرب کنید و حاصل را با ۱ جمع کنید.
۴٫عدد به دست آمده را در ۲۵۰ ضرب کنید.
۵٫حالا چهار رقم پایانی تلفن خود رابا عدد به دست آمده جمع کنید. یک بار دیگر چهار رقم پایانی شماره ی خود را با آن جمع کنید.
۶٫عدد ۲۵۰ را از حاصل به دست آمده کم کنید.
۷٫حالا حاصل را تقسیم بر ۲ کنید.
حالا این شماره برای شما آشنا نیست؟!

انواع مكانيك در فيزيك (كلاسيك-نوين-لاگرانژي

كانيك كلاسيك يكي از قديميترين و آشناترين شاخه‌هاي فيزيك است. اين شاخه با اجسام در حال سكون و حركت ، و شرايط سكون و حركت آنها تحت تاثير نيروهاي داخلي و خارجي ، سرو‌ كار دارد. قوانين مكانيك به تمام گستره اجسام ، اعم از ميكروسكوپي يا ماكروسكوپي، از قبيل الكترونها در اتمها و سيارات در فضا يا حتي به كهكشانها در بخش‌هاي دور دست جهان اعمال مي‌شود.

ادامه نوشته

همه چيز درباره زمان

روشنايي روز-صرفه جويي در زمان :

طي جنگ جهاني اول در بريتانيا و آمريكا ساعت ها را يك ساعت از زمان استاندارد جلوتر كشيدند . دليل اين كار استفاده از روشنايي روز براي كار و صرفه جويي در مصرف برق بود . جلو كشيدن ساعت براي افراد بسيار راحت تر است تا اين كه يك ساعت زودتر سر كار حاضر شوند . در بريتانيا هنوز در ماه هاي تابستان از ساعت تابستاني كه يك ساعت جلوتر از ساعت گرينويچ است استفاده مي شود . دولت روزي را كه بايد ساعت ها جلو يا عقب كشيده شود تعيين مي كند.

 

 

پيكان زمان :

هنگامي كه انسان مي كوشيد تا جاذبه ي گرانشي را با مكانيك كوآنتوم يكي كند بايد نظريه ي «زمان موهومي » را نيز در آن دخالت مي داد . زمان موهومي راستا و جهت هاي قابل تشخيصي در فضا ندارد . اگر كسي بتواند بر حسب زمان موهومي بسمت شمال برود الزاما بايد بتواند به عقب برگشته و از جنوب سر درآورد ، به همين نحو اگر كسي بر حسب زمان موهومي بتواند به سمت جلو برود الزاما بايد بتواند عقبگرد كرده و بسوي عقب برود . اين به معني آن است كه در زمان موهومي بين سمت هاي پس و پيش تفاوت مهمي وجود ندارد . از سوي ديگر ، همانطور كه همه مي دانيم ، در « زمان حقيقي » بين سمت هاي جلو و عقب اختلاف فاحشي موجود است . قوانين علم بين گذشته و آينده تمايزي بوجود نمي آورد . با وجود اين هنوز هم در زندگي معمولي ، بين راستاهاي سمت جلو و سمت عقب در زمان حقيقي اختلاف بزرگي موجود است . براي توضيح بيشتر ليواني را در نظر آوريد كه از روي ميز بر كف زمين بيفتد و تكه تكه شود . اگر شما فيلمي از اين واقعه برداشته و به نمايش بگذاريد خواهيد ديد كه قطعات ليوان به ناگاه روي زمين جمع شده و به صورت ليوان سالم و كاملي در آمده و بر روي ميز پس مي جهد . حتي اگر شما از جريان هم قبلا اطلاعي نداشته باشيد باز مي توانستيد به سادگي بگوييد كه فيلم به عقب برگشته است زيرا چنين ماجرايي هرگز در زندگي معمولي سابقه ندارد . توضيحي كه مي توان به اين پرسش داده مي شود كه چرا جمع و جور شدن تكه هاي ليوان از كف زمين و پس پرش آن بر روي ميز به حقيقت نمي پيوندد و ما آن را نمي بينيم اين است كه چنين چيزي مخالف قانون دوم ترموديناميك است . اين قانون گوياي آن است كه پيوسته در هر سيستم بسته مقدار بي نظمي يا انتروپي نسبت به زمان افزايش مي يابد . به عبارت ديگر اين حالت شكلي از قانون مرفي مي باشد كه مي گويد :« اشياء هميشه تمايل به كجروي دارند ! » ليوان سالمي كه بر روي ميز قرار گرفته است نمايانگر حالتي از نظم غايي است ، ولي ليوان شكسته اي كه بر كف زمين پراكنده شده است نمودار حالتي از بي نظمي است . افزايش بي نظمي يا انتروپي نسبت به زمان ، مثالي است از آنچه پيكان زمان ناميده مي شود و چيزي است كه گذشته را از آينده متمايز ساخته و سمت و جهتي به زمان مي دهد . دستكم سه پيكان مختلف از زمان وجود دارند كه عبارتند از : 1- پيكان ترموديناميك زمان و آن سويي از زمان است كه در آن بي نظمي يا انتروپي افزايش مي يابد .     2- پيكان روانشناختي زمان و آن سويي است كه ما گذشت زمان را در آن احساس مي كنيم  و جهتي كه ما گذشته را به ياد مي آوريم و نه آينده را .   3- پيكان كيهان شناسي زمان و آن سويي از زمان است كه كيهان در آن جهت بجاي انقباض در حال انبساط است .

 

 

نسبيت انيشتين :

 انيشتين نشان داد كه ثابت بودن سرعت نور توام با فرمول بندي دقيق تعاريف و اندازه گيريهاي مربوط به مفاهيم بنيادي طول ، زمان و جرم چگونه در بررسي سرعت هاي نزديك به سرعت نور به نتايج شگفت آوري منجر مي شود . نتايج اساسي كشف انيشتين چنين است : اگر جسمي سرعت بگيرد و به سرعت نور نزديك شود زمان اندازه گيري شده به وسيله ي ناظر ساكن با زمان اندازه گيري شده توسط شخصي كه با آن جسم حركت مي كند متفاوت مي شود . براي مثال اگر اتومبيلي بتواند با سرعت مثلا 90% سرعت نور حركت كند ناظر ساكن در كنار جاده احساس مي كند كه ساعت نصب شده بر روي اتومبيل درست كار نمي كند . چرا كه به نظر او اين ساعت عقب مي ماند . اما در اصل اين ساعت نيست كه كند مي شود بلكه خود زمان كند مي شود و اگر راننده خود زمان را اندازه گيري كند چيزي عجيب يا غير عادي در ساعت خود نمي بيند . با وجود اين هنگامي كه اتومبيل به نقطه ي آغاز حركت بازگردد و متوقف شود راننده ي آن ( بسته به اينكه چه مدتي در سفر بوده است ) از ناظري كه ساكن بوده است چند دقيقه جوان تر خواهد بود .    اثر شگفت آور ديگر به طول جسمي كه با سرعت نزديك به سرعت نور حركت مي كند مربوط مي شود . در همان مثال پيشين كه اتومبيل مسابقه اي ما با سرعت 90 % سرعت نور حركت مي كند ناظر ساكن با كمال تعجب مي بيند كه طول اتومبيل كوتاهتر مي شود و به نصف طول معمولي آن مي رسد ، اتومبيل پهن تر نيز ديده مي شود ، اما طول آن در راستاي حركت به طور قابل ملاحظه اي كاهش مي يابد . البته راننده اتومبيل هيچ چيز غير عادي را احساس نمي كند . فيزيكدانان ، اين اثر انقباض نسبيتي طول را نيز در آزمايشگاه اندازه گيري كرده اند . سومين اثر به جرم مربوط است . انيشتين نشان داد كه جرم جسم متحرك از نظر ناظر ساكن به سرعت حركت آن بستگي دارد . براي مثال اگر وزن اتومبيلي 500 كيلوگرم باشد هنگامي كه سرعت اتومبيل به 90 % سرعت نور برسد وزن آن نيز دو برابر مي شود و به 1000 كيلوگرم مي رسد.اتساع زمان :   اثري كه نظريه خاص ‌نسبيت ‌ پيشگوئي كرده است . ناظري گذشت زمان t را با ساعتي اندازه مي‌گيرد كه در سفر با خود همراه دارد. ناظر ديگري كه با سرعت v نسبت به ناظر اول حركت ميكند ساعت مشابهي همراه دارد.به نظر ناظر اولي خواهد رسيد كه بر ساعت ناظر دوم زمان    سپري خواهد شد( C ‌سرعت نور‌ است ). اين اثر فقط در ‌سرعتهاي نسبيتي‌ نمايان مي‌شود و فقط در حركات بعضي ‌موئون‌ها، كه عمري دارزتر از سرعت هاي نسبيتي دارند، مشهود شده است . اتساع زمان ناشي از گراني زمين بسيار كوچك است  : ساعتي كه روي سطح زمين جاي دارد در قياس با ساعتي كه بسيار بالاتر از اين سطح باشد ، تنها 1 در 10⁹ عقب مي افتد . اما حتي اين اثر هاي كوچك در محدوده ي دقت ساعت هاي اتمي بسيار دقيق هستند . در 1972 دانشمندان رصد خانه ي نيروي دريايي آمريكا با حمل ساعت هاي اتمي قابل حمل به ارتفاع حدود m10000 و مقايسه ي آنها با ساعت هاي همساني در روي زمين اتساع گرانشي زمان را ثابت كردند . ساعت ها را جت هاي شركت هاي هوايي بازرگاني حمل مي كردند .- آزمايندگان تنها براي سفر دور دنيا با پان آمريكن ، تي دبليو اي و هواپيمايي آمريكا بليت خريدند . يكي سفر دور زمين به سوي شرق و يكي به سوي غرب داشتند و هر سفر حدود سه روز طول كشيد كه دو روز آن در آسمان گذشت . چهار ساعت باريكه ي سزيم را در اين سفر همراه بردند . مقايسه ي مداوم اين ساعت هاي مسافر حفاظي بود در مقابل جهش هاي ناگهاني كوچك كه گهگاهي در ساعت هاي سزيم اتفاق مي افتد . هنگامي كه ساعت در سفر به زمين آورده شده و با ساعت رصد خانه ي نيروي دريايي آمريكا در شهر واشنگتن مقايسه شدند معلوم شد كه حدود   ^7-10× 5/1s  جلو افتادند .  از اصل نسبيت فهميديم كه ساعتي كه نسبت به يك چارچوب مرجع لخت در حركت است ، در مقايسه ي با ساعت هاي ساكن در آن چارچوب مرجع كند تر كار مي كند .ضريب اتساع زمان  هنگامي كه سرعت به سرعت نور نزديك مي شود به بي نهايت ميل مي كند . كند شدن آهنگ گذر زمان براي همه ي فرايند هاي فيزيكي صورت مي گيرد – فرآيندهاي اتمي ، هسته اي ، زيست -شناسي و ... . در سرعت هاي كم ، اثر اتساع زمان ناچيز است اما در سرعت هاي قابل مقايسه با سرعت نور ، كاملا بزرگ مي شود .در واپاشي ذرات بنيادي كم عمر ، اثرات بسيار جدي اتساع زمان مشاهده شده است . براي مثال ذرات موئون داراي نيم عمر متوسطي در حدودs  ^6-10×2/2  هستند . اما اگر موئون ها با سرعت زياد در آزمايشگاه حركت كنند آنگاه فرآيندهاي دروني كه واپاشي را ايجاد مي كنند ، كند خواهند شد و همان طور كه ساعت هاي آزمايشگاه قضاوت مي كنند ، موئون ها زمان طولاني تري زندگي مي كنند . در تجارب دقيق تر كه در آزمايشگاه شتابدهنده ي سازمان اروپايي تحقيقات هسته اي ترتيب داده شد ، ديده شده است كه موئون هايي با تندي 94/99% سرعت نور داراي نيم عمر متوسطي هستند كه 29 برابر بيشتر از نيم عمر موئون هاي ساكن است . در سرعت هاي روزمره اثر اتساع زمان بي اندازه كوچك است .  

محاسبه رابطه اتساع زماني :

فرض كنيد چارچوب با سرعت ثابت a نسبت به چارچوب S در امتداد محور x در حال حركت است. ناظر واقع در مبدا چارچوب كه با نشان مي‌‌دهيم، نوري را كه از چشمه‌اي به آينه‌اي كه بالاي سر اوست، مي‌‌تاباند. فاصله آينه از شخص برابر d است و مدت زمان لازم براي رفت و برگشت نور برابر 'Δt است و لذا چون نور حركت رفت و برگشت انجام مي‌‌دهد، لذا طول مسير برابر 2d است. فاصله زماني مذكور برابر Δt'=2d/C خواهد بود كه C سرعت نور است.اما زمان لازم براي رفت و برگشت مذكور در چارچوب S ، وقتي اندازه گيري مي‌‌شود، مقدار ديگري را بدست مي‌‌دهد كه آن را با Δt مشخص مي‌‌كنيم. در اين مدت چشمه نسبت به S مسافت uΔt را طي كرده است و طول مسير رفت و بر گشت برابر 2d نبوده، بلكه برابر 2 است و لذا خواهيم داشت:

از طرف ديگر بر اساس اصول نسبيت خاص بايد سرعت نور براي هر دو ناظر يكسان باشد. بنابراين بعد از كمي ‌محاسبات رياضي مي‌‌توانيم رابطه بين Δt و 'Δt را به صورت زير بيان كنيم:

      كه رابطه ي اتساع زمان به اين شكل در مي آيد :

يك مثال : اگر جسمي با سرعت 80 كيلومتر در ساعت حركت كند اتساع زمان چقدر است ؟

       ابتدا بايد سرعت نور را كه بر حسب كيلوتر بر ثانيه است به كيلومتر بر ساعت تبديل كنيم . سپس اعداد را جاگذاري كرده و حل مي كنيم.( هر دو سرعت با يك مقياس)

 

  

 

يعني يك ثانيه تبديل به حدود 99/0ثانيه تبديل شده و زمان به اندازه 01/0 ثانيه كند گشته .

 نتايج اتساع زماني :

براي دو رويداد كه در يك نقطه از فضا واقع در چارچوب به فاصله 'Δt رخ داده‌اند، ∆t فاصله زماني اين دو رويداد در S را مي‌‌توان از رابطه فوق حساب كرد. چون مخرج كسر كوچكتر از يك است (سرعت نور بالاترين سرعت است) لذا∆t همواره بزرگتر از 'Δt خواهد بود. لذا اگر ناظر در S آهنگ كاركرد ساعتي ساكن در را نيز اندازه بگيرد، آهنگ كاركرد اين ساعت از نظر ناظر S از آهنگ كاركردي كه براي آن در مشاهده مي‌‌شود، كندتر خواهد بود. اين اثر را اتساع زماني مي‌‌گويند. بنابراين ملاحظه مي‌‌شود كه دو رويدادي كه در يك چارچوب همزمان هستند، در چارچوب ديگر همزمان نيستند

آيا اتساع زمان در زندگي روزمره قابل مشاهده است؟ :

اتساع زمان را در زندگي روزمره نمي‌‌توان احساس كرد، چون سرعتهايي كه ما با آنها سر و كار داريم، به مراتب كمتر از سرعت انتشار نور هستند و لذا به راحتي مشاهده مي‌‌شود كه در چنين سرعتهايي مسئله اتساع زمان كاملا منتفي است. چون براي مشاهده اتساع زماني در اين مورد به يك ساعت اتمي ‌با دقتي در حدود 13-^10 نياز داريم. البته لازم به ذكر است كه با قرار دادن ساعتهاي اتمي ‌‌در هواپيماهاي جت اين نتايج اثبات شده است و فقط در حد تئوري و نظريه نيست و از نظر تجربي نيز به تائيد رسيده است.دانشمندان با تحقيق در مورد تاثير اتساع زمان بر طول عمر افراد متوجه شده اند

كه افراد ورزشكار (حتي آنهايي كه فقط پياده روي مي‌‌كنند) حدود كسر بسيار كوچكي از ثانيه بيشتر از ساير افراد عمر مي‌‌كنند و كوچكي اين كسر به دليل سرعت كمي (نسبت به سرعت نور) است كه آنها نسبت به ديگران دارند.

 ايجاد انحنا در بافت فضا - زمان در اثر اجسام مدور:

 دانشمندان ناسا اعلام كردند براي اولين بار توانسته اند به شواهد مستقيمي مبني بر تأثير گذاري اجسام مدور مانند زمين بر بافت فضا- زمان پيرامون خود دست پيدا كنند. اين دانشمندان با اندازه گيري انجام شده توانسته اند انحناي ناشي از كشيده شدن بافت فضا توسط چرخش زمين را اندازه گيري كنند و نتيجه آن نظريه نسبيت عام انشتين را تأييد مي كند. به گزارش خبرگزاري رويتر , يكبار ديگر نظريه انيشتين اثبات شد. دانشمندان در واشنگتن گفتند ماهواره هايي كه به ميزان كمي از مدار خود خارج شده اند نشان مي دهند كه زمين با چرخش خود بر بافت فضا- زمان تأثير مي گذارد. آنها گفتند اين اولين بار است كه بطور مستقيم اين موضوع اندازه گيري شده است و يك جنبه بسيار مهم نظريه نسبيت عام آلبرت انيشتين را اثبات مي كند. بنا به اين نظريه گردش محوري اجسام در « بافت » تشكيل شده از سه بعد فضا و بعد چهارم زمان , انحنا به وجود مي آورد. مايكل سالامون فيزيك دان ناسا در واشنگتن گفت با گردش زمين به دور خود در واقع بافت فضا- زمان را به سمت خود مي كشد. هر چه به زمين نزديكتر مي شويم اين انحنا بيشتر مي شود. سالامون در مصاحبه تلفني به خبرنگاران گفت « انحناي فضا- زمان تا كنون هرگز بصورت مستقيم مشاهده نشده بود.
« اين اولين بار است كه شواهد مستقيمي در مورد ايجاد انحنا در بافت فضا- زمان در اثر اجسام مدور بدست مي آيد.» اريكاس پالويس از مركز مشترك تكنولوژي سيستم زمين در ناسا و دانشگاه مريلند با همكاران خود مشاهده كردند هنگامي كه دو ماهواره در دور زمين به چرخش در مي آيند در اثر كشش ايجاد شده در فضا جابجا مي شوند. پالويس گفت « ما فاصله زمين تا ماهواره را با دقت سانتيمتر اندازه گرفته ايم. اين تحقيقات در نشريه طبيعت گزارش شده است. ماهواره لاگئوس 1 متعلق به ناسا و ماهوار لاگئوس 2 كه مشتركاً متعلق به ناسا و سازمان فضايي ايتاليا است هر دو مجموعه اي ساخته شده از فلز است كه تعداد زيادي منعكس كننده روي آنها وجود دارد. منعكس كننده ها رديابي و اندازه گيري آنها از زمين را ساده مي كند.
مدارهاي اين ماهواره ها به گونه اي تنظيم شده اند كه در جابجايي به مثابه ژيروسكوپ چرخشي عمل خواهند كرد. نظريه انيشتين پيش بيني مي كند كه يك جسم مدور در فضاي نزديك خود انحناء بوجود مي آورد و باعث جابجايي جزئي در محور ژيروسكوپ ها مي شود. پالويس گفت نمي شود ثابت كرد كه نيروي ديگري بر ماهواره ها تأثير نمي گذارد اما اين نامحتمل است. او گفت نيرويي كه طبق نسبيت عام تأثير گذارد بايستي بسيار زيرك باشد. وي ما تمامي نيروهايي كه مي شناخته ايم را حذف كرده ايم. پالويس اين تأثير گذاري را به تأثير چرخاندن يك قاشق در يك ظرف عسل تشبيه كرده است. او گفت به همين صورت چرخش زمين بافت فضا- زمان اطراف خود را مي كشد. اين مدار ماهواره هاي نزديك زمين را نيز تغيير مي دهد.

 

سفر در زمان:

يكي از جالبترين افكار بشر، ايده جابجايي در بعد زمان است. البته اگر از يك بعد ديگر به قضيه نگاه كنيم همه ما مسافر زمان هستيم. همين الان كه شما اين را ميخوانيد، زمان در حول و حوش و به پيش ميرود و آينده به حال و حال به گذشته تبديل ميشود. نشانه اش هم رشد موجودات است. ما بزرگ ميشويم و مي ميريم. پس زمان در جريان است. بر طبق نظريه نسبيت اگر شيئ به سرعت نور نزديك شود گذشت زمان برايش آهسته تر صورت ميگيرد. بنابراين اگر بشود با سرعت بيش از سرعت نور حركت كرد، زمان به عقب برگردد. مانع اصلي اين است كه اگر جسمي به سرعت نور نزديك بشود جرم نسبي ان به بينهايت ميل ميكند؛ لذا نمي شود شتابي بيش از سرعت نور پيدا كرد. اما شايد يك روز اين مشكل هم حل شود. بر خلاف نويسنده ها و خيالپردازها كه فكر مي كنند سفر در زمان بايد با يك ماشين انجام شود، دانشمندان بر اين عقيده هستند كه اينكار به كمك يك پديده طبيعي صورت مي گيرد. در اين خصوص سه پديده مد نظر است: سياهچاله هاي دوار، كرمچاله ها و ريسمانهاي كيهاني.

سياهچاله ماشيني براي سفر به زمان :

اگر يك ستاره چند برابر خورشيد باشد و همه سوختش را بسوزاند، از آنجا كه يك نيروي جاذبه قوي دارد لذا جرم خودش در خودش فشرده مي شود و يك حفره سياه رنگ مثل يك قيف درست مي كند كه نيروي جاذبه فوق العاده زيادي دارد طوري كه حتي نور هم نمي تواند از آن فرار كند. اما اين حفره ها بر دو نوع هستد. يك نوعشان نمي چرخند لذا انتهاي قيف يك نقطه است. در آنجا هر جسمي كه به حفره مكش شده باشه نابود ميشود. اما يك نوع ديگر سياهچاله نوعي است كه در حال دوران است و براي همين ته قيف يك قاعده داره كه به شكل حلقه است. مثل يك قيف واقعي است كه ته آن باز است. همين نوع سياهچاله است كه مي تواند سكوي پرتاب به آينده يا گذشته باشد. انتهاي قيف به يك قيف ديگر به اسم سفيدچاله مي رسد كه درست عكس آن عمل مي كند. يعني هر جسمي را به شدت به بيرون پرتاب مي كند. از همين جاست كه مي توانيم پا به زمان ها و جهان هاي ديگر بگذاريم.

كرم چاله ماشيني براي سفر به زمان  :

يك سكوي ديگر گذر از زمان است كه مي تواند در عرض چند ساعت ما را چندين سال نوري جابجا كند. فرض كنيد دو نفر دو طرف يك ملافه رو گرفته اند و مي كشند. اگر يك توپ تنيس بر روي ملافه قرار دهيم يك انحنا در سطح ملافه به سمت توپ ايجاد مي شود. اگر يك تيله به روي اين ملافه قرار دهيم به سمت چاله اي كه آن توپ ايجاد كرده است مي رود. اين نظر انشتاين است كه كرات آسماني در فضا و زمان انحنا ايجاد مي كنند؛ درست مثل همان توپ روي ملافه. حالا اگه فرض كنيم فضا به صورت يك لايه دوبعدي روي يك محور تا شده باشد و بين نيمه بالا و پايين آن خالي باشد و دو جرم هم اندازه در قسمت بالا و پايين مقابل هم قرار گيرند، آن وقت حفره اي كه هر دو ايجاد مي كنند مي تواند به همديگر رسيده و ايجاد يك تونل كند. مثل اين كه يك ميانبر در زمان و مكان ايجاد شده باشد. به اين تونل ميگويند كرم چاله. اين اميد است كه يك كهكشاني كه ظاهرا ميليون ها سال نوري دور از ماست، از راه يك همچين تونلي بيش از چند هزار كيلومتر دور از ما نباشد. در اصل مي شود گفت كرمچاله تونل ارتباطي بين يك سياهچاله و يك سفيدچاله است و مي تواند بين جهان هاي موازي ارتباط برقرار كند و در نتيجه به همان ترتيب مي تواند ما را در زمان جابجا كند

ريسمان هاي كيهاني ماشيني براي گذر به زمان:   

 

آخرين راه سفر در زمان ريسمانهاي كيهاني است. طبق اين نظريه يك سري رشته هايي به ضخامت يك اتم در فضا وجود دارند كه كل جهان را پوشش مي دهند و تحت فشار خيلي زيادي هستند. اين ها هم يك نيروي جاذبه خيلي قوي دارند كه هر جسمي را سرعت مي دهند و چون مرزهاي فضا- زمان را مغشوش مي كند لذا مي شود از آنها براي گذر از زمان استفاده كرد.

نقدي براي بررسي سفر به زمان :

حالا اين ها رو گفتيم ولي چند اشكال در اين كار است. اول اينكه اصلا نفس تئوري سفر در زمان يك پارادوكس است. پارادوكس يا محال نما يعني چيزي كه نقض كننده(نقيض) خودش در درونش است. يك مثال ديگر اين است كه اگر من در زمان به عقب برگردم , به تاريخي كه هنوز بدنيا نيامده بودم، پس چطور مي توانم آنجا باشم. يا مثلا اگر برگردم و پدربزرگ خودم را بكشم پس من چطور بوجود آمده ام؟ يك راه حلي كه براي اين مشكل پيدا شده است، نظريه جهان هاي موازي است. طبق اين نظريه امكان دارد چندين جهان وجود داشته باشد كه مشابه جهان ماست اما ترتيب وقايع در آنها فرق مي كند. پس وقتي كه به عقب برمي گرديم در يك جهان ديگر وجود داريم نه در جهاني كه در آن هستيم. طبق اين نظريه بينهايت جهان موازي وجود دارد و ما هر دست كاري كه در گذشته انجام بدهيم يك جهان جديد پديد مي آيد

 

 

منابع :  

    كتابهاي : دايره المعارف انكاترا ، بيشتر به من بگو چرا ، نجوم كروي ، ساختار ستارگان و كهكشان ها ، دانش نامه ي كودكان و نوجوانان آكسفورد ، فيزيك اهانيان ، فرهنگ لغات فرهنگ ، ترين ها 2001 و تاريخچه زمان ( از انفجار بزرگ تا سياهچاله ها )

از واگن در حال حركت چگونه بايد پريد؟

اگر از كسي سوال كنيد كه از واگن در حال حركت چگونه بايد پريد؟ چنين جوابي خواهيد شنيد: رو به جلو. اما اگر از او بخواهيد كه درباره پاسخ خود توضيح دهد، او با اعتماد كامل شروع به استدلال مي‌كند و اگر شما حرف او را قطع نكنيد، خودش به زودي سكوت اختيار مي‌كند، زيرا بنابر قوانين سرعت نسبي واقعا او بايد به عقب بپرد.

ادامه نوشته

اتم

 اتم چیست؟ 

اتم کوچکترین واحد تشکیل دهنده یک عنصر شیمیایی است که خواص منحصر به فرد آن عنصر را حفظ می‌کند. تعريف ديگری آن را به عنوان کوچکترين واحدی در نظر ميگيرد که ماده را ميتوان به آن تقسيم کرد بدون اينکه اجزاء بارداری از آن خارج شود.[۲] اتم ابری الکترونی، تشکیل‌شده از الکترون‌ها با بار الکتریکی منفی، که هستهٔ اتم را احاطه کرده‌است. هسته نیز خود از پروتون که دارای بار مثبت است و نوترون که از لحاظ الکتریکی خنثی است تشکیل شده است. زمانی که تعداد پروتون‌ها و الکترون‌های اتم با هم برابر هستند اتم از نظر الکتریکی در حالت خنثی یا متعادل قرار دارد در غیر این صورت آن را یون می‌نامند که می‌تواند دارای بار الکتریکی مثبت یا منفی باشد. اتم‌ها با توجه به تعداد پروتون‌ها و نوترون‌های آنها طبقه‌بندی می‌شوند. تعداد پروتون‌های اتم مشخص کننده نوع عنصر شیمیایی و تعداد نوترون‌ها مشخص‌کننده ایزوتوپ عنصر است. [۳]نظريه فيزيک کوانتم تصوير پيچيده ای از اتم ارائه ميدهد و اين پيچيدگی دانشمندان را مجبور ميکند که جهت توصيف خواص اتم بجای يک تصوير متوسل به تصاوير شهودی متفاوتی از اتم شوند. بعضی وقت ها مناسب است که به الکترون به عنوان يک ذره متحرک به دور هسته نگاه کرد و گاهی مناسب است به آنها عنوان ذراتی که در امواجی با موقعيت ثابت در اطراف هسته (مدار: orbits) توزيع شده اند نگاه کرد. ساختار مدار ها تا حد بسيار زيادی روی رفتار اتم تأثير گذارده و خواص شيميايی يک ماده توسط نحوه دسته بندی اين مدار ها معين ميشود. ریشه لغوی این کلمه ، از کلمه یونانی atomos ، غیر قابل تقسیم ، که از a- ، بمعنی غیر و tomos، بمعنی برش ، ساخته شده است. معمولا به معنای اتم‌های شیمیایی یعنی اساسی‌ترین اجزاء مولکول‌ها و مواد ساده می‌باشد. تاریخچه شناسایی اتم اتم - ملكول - ساختار اتم از مدتها قبل ،انسان مي داند كه تمام مواد از ذرات بنيادي يا عناصر شيميايي ساخته شده اند. از ميان اين مواد،مثلاً مي توان از اكسيژن ،گوگرد ،و آهن نام برد .كوچكترين ذره آهن ،يك اتم آهن و كوچكترين ذره گوگرد ،يك اتم گوگرد ناميده مي شود .آهن خالص فقط داراي اتمهاي آهن است و گوگرد خالصل نيز فقط اتمهاي گوگرد دارد . اتمها جرمهاي گوناگوني دارند .سبكترين آنها اتم هيدوژن است .

ادامه نوشته

 href="http://up.98ia.com/viewer.php?file=d15ux47zkiy0ggjvkje.jpg">

دانگل

دانگل ها جدای از مدل و مارکشان همگی یک هدف را دنبال می کنند ،آن هم بازگردن یا

دکود کردن شبکه های ماهواره ایست.دانگل ها تا به حال نتوانسته اند به خوبی و ۱۰۰%

نیاز کاربران را برطرف کنند به خاطر چند دلیل :

۱- دانگل ها داری هیچ گارانتی زمانی از طرف شرکت سازنده و فروشنده ندارندد ، یعنی

اینکه یک دانگل در تاریخ ۱۷ اسفند ساخته شده و سرویس این دانگل از ۱ فروردین بر

روی ماهواره W6 یا هر ماهواره دیگری فعال می شود . این دانگل ۱ ماه بعد به دست

فروشنده میرسد و شما یا مشتری ۴ ماه بعد اطلاع پیدا میکنید که یک همپین وسیله

ای وجود دارد و اقدام به خرید میکنید و وقتی از فروشنده میپرسید سرویس این محصول

تا چه تاریخی پابرجاست به شما جواب میدهد ۱ سال . بله یک سال از شروع سرویس

که ۱ فروردین میباشد نه موقع خرید که ۵ ماه گذشته است.این مربوط به گارانتی

فروشنده اما گارانتی سازنده خیلی بدتر از قضیه فروشنده میباشد ،به خاطر اینکه دانگل

ها همیشه ۱ ماه خوب کار کردند ۲ ماه قطع بودند ۹ ماه بد کار کردند.این موضوع هم بر

میگردد به پشتیبانی شرکت سازنده که آن هم وقتی به سود خود میرسند دیگر همه

چی یادشان میرود.

۲-همیشه یک دیش یا یک جهت با مقدار زیادی سیم باید و جود داشته باشد تا شما

بتوانید از دانگل استفاده کنید.

۳-هر چند وقت یک بار نرم افزار یا به قول معروف آپگرید جدید برای دانگل ها بیرون می آید

که باعث قطع شدن سرویس و کانال ها می شود. که این امر مستلزم آن است که شما

باید با فروشنده تماس گرفته و آن را از قطع شدن کانال ها مطلع سازید تا اینکه فروشنده

به شما بگوید دانگل باید آپگرید شود.و روز از نو روزی از نو.

اما از حق نگذریم باید گفت اگر نخواستید از دانگل به عنوان یک مبدل استفاده کنید

میتوانید دانگل را به عنوان یک رسیور مستقل استفاده کنید.که باز این امر مستلزم آپگرید

دانگل می باشد

فرق ليزر و ميزر چيست؟

تاريخچه

در مدت زمان جنگ جهاني دوم ، تلاشهاي فراواني در گسترش طول موج مورد استفاده در

رادار به طرف ناحيه سانتي و ميليمتر انجام شد. تاونز که در طي جنگ روي امواج 1.25

سانتيمتري کار مي‌کرد، مشاهده کرد که در بخار آمونياک ، جذب شديدي صورت مي

‌گيرد. وي با اتکا به کارهاي پورسل Pvrecell و پوند Pound در 1320/1951 که برخي

اثرهاي دماي منفي را مورد مشاهده قرار داده بودند، به اين فکر افتاد که ممکن است

مولکول آمونياک خود به عنوان يک منبع کهموج عمل کند.

مسير رشد و تحول

 

بعد از کشف تا ونز در 1320/1951 و کارهاي وسيعتر روي اين مساله سرانجام در اواخر

سال 1332/1953 گوردون Gordon ، زايگر Zeiger و تاونز در دانشگاه کلمبيا با استفاده از

اين اصل وسيله‌اي ساختند و نامش را ميزر گذاشتند. جستجو براي پيدا کردن يک ميزر ق

ابل تنظيم پر قدرت و با عرض نوار پهن سبب شد که بلومبرگن Bloembergan در 1335/1956

 ميزر سه ترازي را پيشنهاد کند. اولين وسيله‌اي که بر اين اساس کار مي‌کرد در سال 133

5/1956 توسط اسکوويل Scovil ، فر Feher و سيديل Seidel در آزمايشگاههاي تلفن بل

ساخته شد. در اين ليزر ، يون گادولينيوم Gadolinium بصورت سولفات اتيل گادولينيوم ب

کار گرفته شد. اين ماده تا 1.2 درجه کلوين سرد و در يک بسامد 17500 مگاهرتز با يک

ميدان اعمالي 2850 اورستد پمپ گرديد. عمل ميزر در بسامد 9060 مگا هرتز حاصل ش

د.سال بعد در 1336/1957 مک ورتر McWhorter و ميير Meyer در آزمايشگاه لينکلن در

سازمان تحقيقات فني ماساچوسف ، يونهاي کروم را بصورت سيانيدکوبالت پتاسيم و ن

وسان و تقويت را بدست آوردند. اين وسيله در دماي 1.25 کلوين عمل مي‌کرد و عرض

نواري چندين صد کيلو هرتز حاصل شده بود.

 

فرق ليزر و ميزر چيست؟

ميزر زماني رخ مي‌دهد که مولک

ولهاي يک ابر مولکولي در حالت برانگيخته باشند. تفاوت ليزر و ميزر درهمين جا است،

چون در ليزرها اتم گازي در حالت برانگيخته شده است. در حالي که در ميزر مولکول

 برانگيخته مي‌شود و مي‌خواهد به حالت پايه برگردد به همين منظور همان مقدار انرژِي را

که گرفته بصورت فوتون پس مي‌دهد. اين موج الکترومغناطيس که ازبين مولکولهاي

 برانگيخته ديگر عبورمي کند، اولا سرعت برگشتن به حالت پايه مولکولهاي ديگر را

افزايش مي‌دهد، دوما با موج الکترومغناطيس ديگر مولکولها هم فاز بوده بنابراين تداخل

سازنده خواهند داشت و دامنه موجي که از سحابي بيرون بيايد چند برابر مي‌شود. به

همين ترتيب شدت تابش موج الکترومغناطيس افزايش مي‌يابد.

 

در ليزرها تقويت امواج نوري که از فرآيند گسيل ، خود به خود ايجاد مي‌شود صورت

مي‌گيرد، ولي در ليزرها تقريبا امواج ميکرو ويو نظير امواج کهموج صورت مي‌گيرد. در حالت عادي ميزر درحالتهاي زير اتفاق مي‌افتد:

1. وقتي ابر مولکولي درمقابل يک چشمه امواج الکترومغناطيسي قرار گيرد. مانند
2. زماني که يک ستاره جوان پر نور در پشت آن قرار گيرد.
3. وقتي ابرهاي بزرگ با آنها برخورد کند. 

انواع ميزر

ميزرها دو گونه مهم دارند:

1-ميزر آمونياکي :

يک مولکول آمونياک ، مطابق شکل زير مي‌تواند در انرژي که از دو وضعيت اتم ازت نسبت

 به اتمهاي هيدروژن حاصل مي‌شوند، اخذ کند. يعني يک حالت اين که نيتروژن در يک

طرف اتمهاي هيدروژن قرار گيرد و حالت ديگر اين که اتم نيتروژن در سمت قرينه حالت

قبل نسبت به اتمهاي هيدروژن قرار گيرد. تاونز استدلال کرد که اگر در يک مخزن محتوي

آمونياک بتوان به تعداد کافي از اتمها را که داراي حالت انرژي بالا هستند، بوجود آورد، در

اين صورت فوتوني که انرژي ان برابر با اختلاف انرژي بين دو ترازاست، مي‌تواند يک

اندرکنش زنجيره‌اي را آغاز کند که در آن گسيل القايي بر جذب غالب و يک موج تقويت

شده توسط گسيلهاي القايي متوالي حاصل مي‌شوند.

 

ساز و کار ميزر آمونياکي

 

ابتدا باريکه مولکولها را از داخل متمرکز کننده الکتروستاتيکي که داراي اثر همگرا کننده

براي مولکولهاي با حالت انرژي بالا و خاصيت واگرا کننده براي مولکولهاي با حالت انرژي

پايين است، عبور مي‌دهند. تحويل مستقيم مولکولهاي آمونياک توسطي اتصال يک رشته

از لوله‌هاي باريک به تانک حاوي گاز آمونياک ، تحت فشار چند تور عملي مي‌شود. خود

متمرکز کننده ، از يک قفسه چهار ميله‌اي ، هر يک به درازي 55 سانتيمتر که به فاصله

يک سانتيمتر از هم قرار گرفته‌اند و به عنوان الکترود کار مي‌کنند، تشکيل يافته است. دو

الکترود دو به دو به زمين وصل شده‌اند و دوتاي ديگر در پتانسيل 15 کيلووات نگه داشته

مي‌شوند. با اين روش ساده فيزيکي براي دور کردن مولکولهاي با انرژي پايين ، يا يک

واروني تجمع در گازي که سيستم متمرکز کننده را ترک مي‌کند، بوجود مي‌آيد.سپس

باريکه تمرکز يافته مولکولهاي با انرژي بالا وارد حفره‌اي مي‌شود که آن حفره در فرکانس

تشديد بين حالات بالايي و پاييني مولکول آمونياک ، يعني 23870 مگا هرتز طرح شده

است. بنابراين وقتي يک علامت کهموجي با اين فرکانس وارد حفره شود، تقويت

مي‌شود. اگر به حد کافي مولکولهاي با انرژي بالا به داخل حفره تزريق شود، گسيل خود

به خود مي‌تواند يک اندرکنش زنجيره‌اي خود نگهدار آغاز کند و آنگاه ميزر به عنوان يک

نوسانگر عمل خواهد کرد.

 

کارايي ميزرهاي آمونياکي

 

توان خروجي يک نوسانگر ميزر آمونياکي بسيار پايين و در حدود 1010- وات است، ولي

طيف بسيار خالصي دارد. به عنوان يک تقويت کننده ، اين نوسانگر محدود است به يک نوار

کم عرض در حدود فقط چند کيلو هرتز در پيرامون فرکانس مرکزي و البته امکان تغيير طرح

براي کار در فرکانسهاي مختلف وجود ندارد. به همين دليل ، ميزر آمونياکي بيشتر به

عنوان يک معيار بسامد مورد استفاده است.

2- ميزر سه ترازي:

 

 

همانطور که مي‌دانيم شرط لازم براي انجام عمل ليزر ، ايجاد واروني تجمع بين دو تراز در

يک سيستم اتمي يا مولکولي است. در مورد ميزر آمونياکي ، اين شرط با دور کردن

فيزيکي مولکولها با حالت انرژي پايين از سيستم حاصل شد. در حالت کلي يک چنين

روشي عملي نيست و بايد روش مناسبتري پيدا کرد. طرح بلومبرگن Bloembergen که

اولين بار اين نوع ميزر را پيشنهاد کرد، اين بود که يک سيستم سه ترازي مناسبي را

انتخاب کند که در آن در نتيجه توزيع بولتزمن تجمع ترازهاي انرژي از تراز پايين به تراز بالا

کاهش يابد و با افزودن يونهاي با بسامد دقيق ، اتمها از ترازهاي زيري به ترازهاي بالا ،

پمپ شوند.

 

با توجه به اينکه احتمال جذب و گسيل القايي باهم برابرند، سيستم با تجمع مساوي در

ترازهاي بالا و پايين به حالت پايدار در مي‌آيد با وجود اين تحت اين شرايط ، اگر فاصله

نسبي بين سه تراز به دقت انتخاب شوند، در اين صورت مي‌توان تجمع تراز وسطي را از

تجمع پاييني بيشتر کرد. در نتيجه تجمع واروني بين حالات وسطي و پاييني بوجود مي‌آيد

و عمل ليزر ممکن مي‌شود.بر خلاف فوتونهاي نور يک فوتون کهموجي در مقايسه با انرژي

حرارتي بسيار کوچک است. از اين رو سه تراز انرژي بسيار نزديک به هم و در نتيجه

خيلي نزديک به حالت پايه خواهند بود. پس در دماي اتاق تجمع آنها تقريبا باهم برابر

خواهند بود. براي افزايش اختلاف جمعيت ، محيط فعال را تا دماي هليوم مايع (چهار درجه

کلوين) سرد مي‌کنند و بدين ترتيب يک اختلاف بزرگ در تجمع بين ترازها فراهم مي‌شود.

 

ساختمان يک ميزر سه ترازي

 

براي ساختن يک ميزر سه ترازي ، لازم است ماده‌اي که داراي سه تراز جدا از هم ،

توسط گاف هم ارز با بسامدهاي کهموجي باشد، پيدا کرد. بلومبرگن معتقد بود که مواد

پارامغناطيس مي‌توانند براي اين منظور مناسب باشند. اينها بلورهايي هستند که اتمها يا

مولکولهاي آنها در محل مغناطيسهاي دائمي هستند. وقتي مغناطيس درست در خلاف

جهت ميدان قرار گيرد، اتم يا مولکول داراي بالاترين مقدار ممکن انرژي پتانسيل است.

 

کاربرد

 

ازاين سيستم در آنتنهاي راديويي براي تقويت امواج دريافت شده استفاده مي‌شود

 

 

نیرو

نیرو در فیزیک کمیتی برداری است که باعث شتاب گرفتن اجسام می‌شود. نیرو را به طور شهودی می‌توان با کشیدن یا هُل‌دادن توصیف کرد. شتاب جسم متناسب است با جمع برداری همهٔ نیروهای وارد بر جسم. در یک جسم صُلب (یعنی جسمی که ابعادش در فضا گسترده است و نمی‌توان آن را با یک نقطه تقریب زد) نیرو می‌تواند جسم را بچرخاند، تغییرشکل دهد یا فشار وارد بر آن را بیفزاید. اثرات چرخشی با گشتاور و تغییر شکل یا فشار با تنش توصیف می‌شوند.

محتویات

[نهفتن]

• ۱ تاریخچه
• ۱.۱ مفاهیم پیش از نیوتن
• ۲ مدل‌های بنیادی نیرو
• ۳ نیروهای نابنیادی
• ۳.۱ نیروی عمودبرسطح
• ۳.۲ اصطکاک
• ۳.۳ نیروی مقاوم شارّه
• ۴ مکانیک نیوتنی
• ۵ قوانین حرکت نیوتن
• ۵.۱ قانون اول نیوتن
• ۵.۲ قانون دوم نیوتن
• ۵.۳ قانون سوم نیوتن
• ۶ منابع

تاریخچه

مفهوم نیرو از زمان‌های دور، در استاتیک و دینامیک مورد استفاده قرار گرفته است. مطالعات باستانی روی استاتیک، در قرن سوم قبل از میلاد، در کارهای ارشمیدس به حد نهایی خود رسید که هم اکنون نیز قسمت‌هایی از فیزیک مدرن را تشکیل می‌دهند. در مقابل، دینامیک ارسطو، سوء تدبیرهایی شهودی از نقش نیرو ایجاد کرد که نهایتاً در قرن هفدهم و به خصوص در کارهای ایزاک نیوتن، تصحیح شدند. با پیشرفت مکانیک کوانتومی، هم اکنون می دانیم که ذرات از طریق بر هم کنشهای بنیادین، بر یکدیگر اثر می گذارند و لذا مدل استاندارد فیزیک ذرات، ادعا می‌کند که هر چیزی که اساساً به عنوان نیرو مشاهده می‌شود، در حقیقت توسط بوزونهای معیار تأثیر می گذارد. تنها چهار برهم کنش اساسی شناخته شده که به ترتیب قدرت عبارتند از: قوی، الکترومغناطیسی، ضعیف (که در سال ۱۹۷۰، الکتروضعیف (electroweak)به یک بر هم کنش واحد انجام شدند) و گرانشی.نیوتون یکی از بزرگ‌ترین پژوهش گران در مورد نیرو است.

مفاهیم پیش از نیوتن

مشهور است که ارسطو، نیرو را به عنوان هر چیزی که باعث می‌شود شیئی یک «حرکت غیر طبیعی» انجام دهد، توصیف کرد.

از قدیم، مفهوم نیرو برای کار کردن هر یک از هفت نوع ماشین ساده، اساسی تلقی می‌شده است. کمک مکانیکی که یک ماشین ساده فراهم می‌آورد، اجازه می‌داد تا یک نیروی کم را برای اثر گذاشتن روی جسمی در فاصله دورتر به کار برد. تجزیه تحلیل ویژگی‌های این چنین نیروها نهایتاً در کارهای ارشمیدس به غنی‌ترین حالت خود رسید، که به خصوص به خاطر فرمول‌بندی‌کردن رفتار «نیروهای شناور» نهفته در سیالات معروف است.

پیشرفت‌های فلسفه‌ای مفهوم یک نیرو در کاهایی از ارسطو به چشم می‌خورد. در کیهان شناسی ارسطویی، دنیای طبیعی چهار عنصر را نگه می‌داشت که در «حالات طبیعی» وجود داشتند. ارسطو عقیده داشت که برای اشیاء سنگین روی زمین مانند آب و زمین، حالت طبیعی این است که بدون حرکت روی زمین بمانند و این که آنها اگر تنها باشند، تمایل دارند به این حالت برسند. او بین میل ذاتی اشیاء برای رسیدن به «جای طبیعی» (برای مثال افتادن اشیاء سنگین) که به یک حرکت طبیعی منجر می‌شود، و حرکت غیرطبیعی یا اجباری که به عملکرد پیوسته یک نیرو محتاج است، تمایز قایل شد. این نظریه مبتنی بر مشاهدات روزمره این که اشیاء چگونه حرکت می‌کنند (مثلاً این که عملکرد ثابت یک نیرو برای حرکت کردن یک ارابه لازم است) مشکلات مفهوم زیادی از جمله برای توجیه رفتار پرتابه‌ها (مثلاً حرکت یک پیکان) داشت. این کاستی‌ها به طور کامل در قرن هفدهم در کارهای گالیله حل شد که متأثر از این ایده موجود در اواخر قرون وسطی بود که اشیائی که در یک حرکت اجباری هستند، یک نیروی ذاتی جنبشی با خود حمل می‌کنند.^{[نیازمند منبع]}

گالیله در اوایل قرن هفده آزمایشی انجام داد که در آن سنگ‌ها و گلوله‌های توپی هر دو به پایین غلت داده می‌شدند تا به این وسیله نظریه حرکت ارسطو را رد کند. او نشان داد که اشیاء به مقداری مستقل از جرمشان، توسط گرانش شتاب می‌گیرند و بحث کرد که اشیاء همواره سرعت اولیه خودشان را بازمی یابند مگراینکه روی آنها نیروی مثلاً اصطکاک عمل کند.

مدل‌های بنیادی نیرو

نوشتار اصلی: نیروهای بنیادی در فیزیک

همهٔ نیروهایی که در جهان دیده می‌شوند، از چهار نیروی بنیادی سرچشمه می‌گیرند. نیروی هسته‌ای قوی و ضعیف فقط در اندازه‌های بسیار کوچک دیده می‌شوند و اجزای بنیادی ماده (ذرات زیراتمی) را در کنار هم نگه می‌دارند. نیروی الکترومغناطیسی بین بارهای الکتریکی و نیروی گرانش بین اجسام جرم‌دار اثر می‌کند. همهٔ نیروهای دیگر در طبیعت بر پایهٔ این چهار نیرو هستند. مثلاً نیروی اصطکاک به خاطر برهم‌کنش الکترومغناطیسی بین اتم‌های سطح دو جسم است یا نیروی فنر (قانون هوک) نیز به خاطر نیروهای الکترومغناطیسی بین اتم‌های سازندهٔ فنر است. نیروهای مرکزگرا (یا گریزازمرکز) در واقع نیروهای مَجازی هستند که به خاطر چرخش دستگاه مختصات دیده می‌شوند.

نیروهای نابنیادی

خیلی وقت‌ها در توصیف پدیده‌ها از برخی جزئیات آن‌ها چشم می‌پوشیم. این کار باعث می‌شود بتوانیم مدل‌های ساده‌ای برای آن‌ها بسازیم و نیروهایی را تعریف کنیم که پدیده را به تقریب توصیف می‌کنند.

نیروی عمودبرسطح

وقتی جسمی را روی سطح همواری می‌گذاریم، نیروی گرانشی به آن وارد می‌شود. برای این که جسم در سطح فرونرود، نیرویی نیز از سوی سطح به جسم وارد می‌شود. این نیرو به خاطر رانش الکترومغناطیسی بین اتم‌های جسم و اتم‌های سطح است و نیروی عمودبرسطح نام دارد. مقدار این نیرو همیشه به اندازه‌ای است که نیروهای دیگر عمود بر سطح (مانند وزن جسم) را خنثی کند.

اصطکاک

نوشتار اصلی: اصطکاک

اصطکاک نیرویی است که با حرکت دو سطح نسبت به هم مخالفت می‌کند. مقدار این نیرو منتاسب است با نیروی عمودبرسطح بین دو جسم. در مدل‌های ساده‌شده، اصطکاک را در دو دستهٔ اصطکاک جنبشی و اصطکاک ایستایی رده‌بندی می‌کنند.

نیروی اصطکاک ایستایی f_s وقتی دو جسم نسبت به هم ساکن‌اند به هر یک از دو جسم وارد می‌شود و دقیقاً مخالف نیرویی است که می‌خواهد دو جسم را نسبت به هم بلغزاند. این نیرو مقدار بیشینه‌ای دارد که با نیروی عمودبرسطح متناسب است:

f_s,max = μ_sN

ضریب تناسب μ_s ضریب اصطکاک ایستایی نام دارد و وابسته به ویژگی‌های دو سطح است. مقدار نیروی اصطکاک می‌تواند بین صفر تا این مقدار بیشینه تغییر کند.

نیروی اصطکاک جنبشی f_k وقتی دو جسم نسبت به هم در حرکتند به هر یک از دو جسم وارد می‌شود و مقدار آن ثابت و برابر با f_k = μ_kN است. این نیرو در خلاف جهت حرکت دو جسم نسبت به یکدیگر است و با حرکت آن‌ها مخالفت می‌کند. ضریب تناسب μ_k ضریب اصطکاک جنبشی نام دارد و وابسته به ویژگی‌های دو سطح است. μ_k معمولاً کوچک‌تر از μ_s است.

مدل ساده‌شدهٔ بالا فقط به تقریب درست است. مثلاً در این مدل نیروی اصطکاک به مساحت تماس دو جسم وابسته نیست، حال آن‌که در عمل این نیرو به سطح تماس دو جسم بستگی زیادی دارد.

نیروی مقاوم شارّه

نیروی مقاومت شاره هنگامی که جسمی با سرعت در یک شاره (سیال) مانند آب یا هوا حرکت می‌کند به آن وارد می‌شود. این نیرو خلاف جهت حرکت جسم است و مقدارش تابعی از سرعت جسم است.

مکانیک نیوتنی

نوشتار اصلی: مکانیک نیوتنی

ایزاک نیوتن، اولین کسی است که به طور صریح بیان کرده است که یک نیروی ثابت، یک میزان ثابت تغییر (مشتق زمانی) اندازه حرکت را موجب می‌شود. در حقیقت او اولین و تنها تعریف مکانیکی نیرو را ارائه داد (به صورت مشتق زمانی اندازه حرکت: ).

در سال ۱۶۸۷ نیوتن کتاب "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica " خود را چاپ کرد که در آن او از مفاهیم اینرسی، نیرو و ایستایی برای توصیف حرکت اشیاء استفاده کرد.

خدمت بعدی نیوتن به نظریه نیرو قانون متد کردن حرکت اجسام آسمانی بود که ارسطو با مشاهده حرکت روی زمین، می پنداشت که آنها در یک حالت طبیعی حرکت ثابت هستند. او قانون جاذبه را ارائه داد که می‌توانست برای حرکت‌های آسمانی که قبلاً توسط قانون حرکت سیاره‌ای کپلر قابل توجیه بودند، به کار رود. مدل نیروی جاذبه او چنان قوی بود که از آن برای پیش بینی وجود اجسامی بزرگ همانند نپتون استفاده شد قبل از اینکه آنها را واقعاً مشاهده کنند.

قوانین حرکت نیوتن

نوشتار اصلی: قوانين حرکت نيوتن‎

هر چند معروف‌ترین معادله ایزاک نیوتن F = ma است، او در واقع شکل دیگری از قانون دوم حرکت خود، با استفاده از حساب دیفرانسیل ارائه کرد. در کتاب "Principia Mathematica"، نیوتن سه قانون حرکت ارائه کرده است که رابطه‌ای مستقیم با چگونگی توصیف نیروها در فیزیک دارند.

قانون اول نیوتن

قانون اول نیوتن درباره شرایط لازم برای سکون بحث می‌کند و به ویژه "اینرسی" را تعریف می‌کند که به جرم یک جسم مربوط است. با در نظر گرفتن ایده ارسطویی "حالت طبیعی"، شرط سرعت ثابت چه در حالت صفر و چه در حالت ناصفر، اینک "حالت طبیعی" اشیاء سنگین تلقی می‌شود. اشیاء به حرکت خود در حالت سرعت ثابت ادامه خواهند داد مگراینکه تحت تأثیر یک نیروی نامتعادل خارجی قرار گیرند.

قانون دوم نیوتن

اغلب نیرو را با استفاده از قانون دوم نیوتن، به صورت حاصلضرب جرم m در شتاب تعریف می‌کنند. فرمول گاهی به عنوان دومین فرمول معروف فیزیک تلقی می‌شود. نیوتن هرگز F = ma را به صورت صریح بیان نکرد، بلکه قانون دوم نیوتن در کتاب "Principia Mathematica" به صورت معادله دیفرانسیل برداری

توصیف شده است، که در آن اندازه حرکت سیستم است. نیرو میزان تغییر اندازه حرکت در واحد زمان است. شتاب میزان تغییر سرعت در واحد زمان است. این نتیجه که به صورت نتیجه‌ای مستقیم caveat در قانون اول نیوتن حاصل می‌شود، نشان می‌دهد که عقیده ارسطویی که یک نیروی شبکه‌ای لازم است تا یک شیئ در حال حرکت را با سرعت ثابت (و لذا با شتاب صفر) حفظ کند، به وضوح غلط بوده و فقط نتیجه یک تعریف نادقیق نبوده است.

استفاده از قانون دوم نیوتن به هر یک از صورتهایش به عنوان تعریف نیرو، در برخی از کتابهای درسی غیر دقیق تر، بی اعتبار معرفی شده است. زیرا این تعریف، همه محتویات تجربی را از قانون حذف می‌کند. در حقیقیت، در این معادله بیانگر یک نیروی شبکه‌ای (جمع برداری) است؛ در حال سکون، طبق تعریف، این بردار، صفر است. اما با این وجود نیروهایی متعادل موجود هستند و در واقع، قانون دوم نیوتن، نحوه تناسب شتاب و جرم را با نیرو بیان می‌کند که کدام یک از آنها را می‌توان بدون مراجعه به نیرو تعریف کرد. شتاب را می‌توان با با محاسبات حرکت‌شناسی (سینماتیک) تعریف کرد و نیز جرم را می‌توان مثلاً از طریق شمارش اتم‌ها تعیین کرد. اما با وجود اینکه سینماتیک در تجزیه و تحلیل‌های پیشرفته فیزیکی بسیار کارآمد است، هنوز سئوالات عمیقی وجود دارد از جمله اینکه تعریف دقیق جرم چیست؟ نسبت عام یک هم ارزی بین زمان فضای جرم معرفی می‌کند، اما بدون یک نظریه جامع گرانش کوانتومی، این هم ارزی گنگ می‌باشد چرا که معلوم نیست که آیا و چگونه این ارتباط در مقیاسهای میکروسکوپی برقرار است. با اندکی توجیه بیشتر، قانون دوم نیوتن را می‌توان به عنوان تعریف کمّی از جرم تلقی کرد به این صورت که قانون را به صورت یک تساوی نوشته، واحدهای نسبی نیرو و جرم را ثابت نگه داریم.

تعریف نیرو گاهی سئوال برانگیز است چرا که یا نهایتاً باید به درک شهودی ما از مشاهدات مستقیم رجوع کند یا به صورت ضمنی از طریق یک فرمول خودسازگار ریاضی تعریف شود. فیزیکدانان، فیلسوفان و ریاضیدانان معروفی که به دنبال تعریفی صریح تر از نیرو گشته اند، عبارتند از: Ernst Mach, Clifford Truesdell and Walter Noll.

پس از کسب موفقیت‌های تجربی، قانون نیوتن معمولاً برای اندازه گیری قدرت نیروها مورد استفاده قرار می‌گیرد. (برای مثال با استفاده از گردش‌های نجومی، نیروهای گرانشی اندازه گیری می‌شوند) با این وجود، نیرو و کمیتهایی که برای اندازه گیری آن مورد استفاده قرار می‌گیرند، همچنان مفاهیمی متمایز می‌باشند.

قانون سوم نیوتن

قانون سوم نیوتن، از به کار بردن تقارن در موقعیت هایی که نیروها را می‌توان به وجود اشیائی مختلف نسبت داده حاصل داده می‌شود. برای هر دو جسم (مثلاً ۱ و ۲) قانون سوم نیوتن بیان می‌کند که:

این قانون بیان می‌کند که نیروها همواره به صورت عمل و عکس العمل رخ می‌دهند. هر نیرویی که از عمل شیئ 2 به 1 اثر می‌کند. به طور اتوماتیک با نیرویی همراه است که از عمل جسم ۱ بر روی جسم ۲ حاصل می‌شود. اگر اجسام ۱ و ۲ را در یک دستگاه یکسان در نظر بگیریم، نیروی شبکه‌ای روی سیستم حاصل از واکنش‌های بین اجسام ۱ و ۲، صفر است زیرا:

این به این معناست که سیستم‌ها نمی‌توانند نیروهایی درونی تولید کنند که غیرمتوازن اند. اما اگر اشیاء ۱ و ۲ در سیستم‌های متمایز فرض شوند، آنگاه هر یک از این دو سیستم، نیروی نامتوازنی تجربه کرده طبق قانون دوم نیوتن نسبت به یکدیگر شتاب خواهد گرفت.

با ترکیب کردن قوانین دوم و سوم نیوتن می‌توان نشان داد که اندازه حرکت خطی هر سیستم محفوظ می ماند. با استفاده از و انتگرال گیری نسبت به زمان، معادله

به دست خواهد آمد. برای سیستمی که شامل اشیاء ۱ و ۲ است، داریم

که همان محفوظ ماندن اندازه حرکت خطی را بیان می‌کند. تعمیم این حقیقت به یک سیستم مشتمل بر تعداد دلخواهی از ذرات، کاری سر راست است. این نشان می‌دهد که تغییر اندازه حرکت بین اشیاء موجود در یک سیستم، تأثیری روی اندازه حرکت سیستم نخواهد گذاشت. به طور کلی از آنجایی که همه نیروها ناشی از بر هم کنش اشیاء صلب است، می‌توان سیستمی تعریف کرد که در آن اندازه حرکت شبکه‌ای نه هرگز از بین می‌رود و نه هرگز به دست می‌آید.

نیرو

نیرو در فیزیک کمیتی برداری است که باعث شتاب گرفتن اجسام می‌شود. نیرو را به طور شهودی می‌توان با کشیدن یا هُل‌دادن توصیف کرد. شتاب جسم متناسب است با جمع برداری همهٔ نیروهای وارد بر جسم. در یک جسم صُلب (یعنی جسمی که ابعادش در فضا گسترده است و نمی‌توان آن را با یک نقطه تقریب زد) نیرو می‌تواند جسم را بچرخاند، تغییرشکل دهد یا فشار وارد بر آن را بیفزاید. اثرات چرخشی با گشتاور و تغییر شکل یا فشار با تنش توصیف می‌شوند.

محتویات

[نهفتن]

• ۱ تاریخچه
• ۱.۱ مفاهیم پیش از نیوتن
• ۲ مدل‌های بنیادی نیرو
• ۳ نیروهای نابنیادی
• ۳.۱ نیروی عمودبرسطح
• ۳.۲ اصطکاک
• ۳.۳ نیروی مقاوم شارّه
• ۴ مکانیک نیوتنی
• ۵ قوانین حرکت نیوتن
• ۵.۱ قانون اول نیوتن
• ۵.۲ قانون دوم نیوتن
• ۵.۳ قانون سوم نیوتن
• ۶ منابع

تاریخچه

مفهوم نیرو از زمان‌های دور، در استاتیک و دینامیک مورد استفاده قرار گرفته است. مطالعات باستانی روی استاتیک، در قرن سوم قبل از میلاد، در کارهای ارشمیدس به حد نهایی خود رسید که هم اکنون نیز قسمت‌هایی از فیزیک مدرن را تشکیل می‌دهند. در مقابل، دینامیک ارسطو، سوء تدبیرهایی شهودی از نقش نیرو ایجاد کرد که نهایتاً در قرن هفدهم و به خصوص در کارهای ایزاک نیوتن، تصحیح شدند. با پیشرفت مکانیک کوانتومی، هم اکنون می دانیم که ذرات از طریق بر هم کنشهای بنیادین، بر یکدیگر اثر می گذارند و لذا مدل استاندارد فیزیک ذرات، ادعا می‌کند که هر چیزی که اساساً به عنوان نیرو مشاهده می‌شود، در حقیقت توسط بوزونهای معیار تأثیر می گذارد. تنها چهار برهم کنش اساسی شناخته شده که به ترتیب قدرت عبارتند از: قوی، الکترومغناطیسی، ضعیف (که در سال ۱۹۷۰، الکتروضعیف (electroweak)به یک بر هم کنش واحد انجام شدند) و گرانشی.نیوتون یکی از بزرگ‌ترین پژوهش گران در مورد نیرو است.

مفاهیم پیش از نیوتن

مشهور است که ارسطو، نیرو را به عنوان هر چیزی که باعث می‌شود شیئی یک «حرکت غیر طبیعی» انجام دهد، توصیف کرد.

از قدیم، مفهوم نیرو برای کار کردن هر یک از هفت نوع ماشین ساده، اساسی تلقی می‌شده است. کمک مکانیکی که یک ماشین ساده فراهم می‌آورد، اجازه می‌داد تا یک نیروی کم را برای اثر گذاشتن روی جسمی در فاصله دورتر به کار برد. تجزیه تحلیل ویژگی‌های این چنین نیروها نهایتاً در کارهای ارشمیدس به غنی‌ترین حالت خود رسید، که به خصوص به خاطر فرمول‌بندی‌کردن رفتار «نیروهای شناور» نهفته در سیالات معروف است.

پیشرفت‌های فلسفه‌ای مفهوم یک نیرو در کاهایی از ارسطو به چشم می‌خورد. در کیهان شناسی ارسطویی، دنیای طبیعی چهار عنصر را نگه می‌داشت که در «حالات طبیعی» وجود داشتند. ارسطو عقیده داشت که برای اشیاء سنگین روی زمین مانند آب و زمین، حالت طبیعی این است که بدون حرکت روی زمین بمانند و این که آنها اگر تنها باشند، تمایل دارند به این حالت برسند. او بین میل ذاتی اشیاء برای رسیدن به «جای طبیعی» (برای مثال افتادن اشیاء سنگین) که به یک حرکت طبیعی منجر می‌شود، و حرکت غیرطبیعی یا اجباری که به عملکرد پیوسته یک نیرو محتاج است، تمایز قایل شد. این نظریه مبتنی بر مشاهدات روزمره این که اشیاء چگونه حرکت می‌کنند (مثلاً این که عملکرد ثابت یک نیرو برای حرکت کردن یک ارابه لازم است) مشکلات مفهوم زیادی از جمله برای توجیه رفتار پرتابه‌ها (مثلاً حرکت یک پیکان) داشت. این کاستی‌ها به طور کامل در قرن هفدهم در کارهای گالیله حل شد که متأثر از این ایده موجود در اواخر قرون وسطی بود که اشیائی که در یک حرکت اجباری هستند، یک نیروی ذاتی جنبشی با خود حمل می‌کنند.^{[نیازمند منبع]}

گالیله در اوایل قرن هفده آزمایشی انجام داد که در آن سنگ‌ها و گلوله‌های توپی هر دو به پایین غلت داده می‌شدند تا به این وسیله نظریه حرکت ارسطو را رد کند. او نشان داد که اشیاء به مقداری مستقل از جرمشان، توسط گرانش شتاب می‌گیرند و بحث کرد که اشیاء همواره سرعت اولیه خودشان را بازمی یابند مگراینکه روی آنها نیروی مثلاً اصطکاک عمل کند.

مدل‌های بنیادی نیرو

نوشتار اصلی: نیروهای بنیادی در فیزیک

همهٔ نیروهایی که در جهان دیده می‌شوند، از چهار نیروی بنیادی سرچشمه می‌گیرند. نیروی هسته‌ای قوی و ضعیف فقط در اندازه‌های بسیار کوچک دیده می‌شوند و اجزای بنیادی ماده (ذرات زیراتمی) را در کنار هم نگه می‌دارند. نیروی الکترومغناطیسی بین بارهای الکتریکی و نیروی گرانش بین اجسام جرم‌دار اثر می‌کند. همهٔ نیروهای دیگر در طبیعت بر پایهٔ این چهار نیرو هستند. مثلاً نیروی اصطکاک به خاطر برهم‌کنش الکترومغناطیسی بین اتم‌های سطح دو جسم است یا نیروی فنر (قانون هوک) نیز به خاطر نیروهای الکترومغناطیسی بین اتم‌های سازندهٔ فنر است. نیروهای مرکزگرا (یا گریزازمرکز) در واقع نیروهای مَجازی هستند که به خاطر چرخش دستگاه مختصات دیده می‌شوند.

نیروهای نابنیادی

خیلی وقت‌ها در توصیف پدیده‌ها از برخی جزئیات آن‌ها چشم می‌پوشیم. این کار باعث می‌شود بتوانیم مدل‌های ساده‌ای برای آن‌ها بسازیم و نیروهایی را تعریف کنیم که پدیده را به تقریب توصیف می‌کنند.

نیروی عمودبرسطح

وقتی جسمی را روی سطح همواری می‌گذاریم، نیروی گرانشی به آن وارد می‌شود. برای این که جسم در سطح فرونرود، نیرویی نیز از سوی سطح به جسم وارد می‌شود. این نیرو به خاطر رانش الکترومغناطیسی بین اتم‌های جسم و اتم‌های سطح است و نیروی عمودبرسطح نام دارد. مقدار این نیرو همیشه به اندازه‌ای است که نیروهای دیگر عمود بر سطح (مانند وزن جسم) را خنثی کند.

اصطکاک

نوشتار اصلی: اصطکاک

اصطکاک نیرویی است که با حرکت دو سطح نسبت به هم مخالفت می‌کند. مقدار این نیرو منتاسب است با نیروی عمودبرسطح بین دو جسم. در مدل‌های ساده‌شده، اصطکاک را در دو دستهٔ اصطکاک جنبشی و اصطکاک ایستایی رده‌بندی می‌کنند.

نیروی اصطکاک ایستایی f_s وقتی دو جسم نسبت به هم ساکن‌اند به هر یک از دو جسم وارد می‌شود و دقیقاً مخالف نیرویی است که می‌خواهد دو جسم را نسبت به هم بلغزاند. این نیرو مقدار بیشینه‌ای دارد که با نیروی عمودبرسطح متناسب است:

f_s,max = μ_sN

ضریب تناسب μ_s ضریب اصطکاک ایستایی نام دارد و وابسته به ویژگی‌های دو سطح است. مقدار نیروی اصطکاک می‌تواند بین صفر تا این مقدار بیشینه تغییر کند.

نیروی اصطکاک جنبشی f_k وقتی دو جسم نسبت به هم در حرکتند به هر یک از دو جسم وارد می‌شود و مقدار آن ثابت و برابر با f_k = μ_kN است. این نیرو در خلاف جهت حرکت دو جسم نسبت به یکدیگر است و با حرکت آن‌ها مخالفت می‌کند. ضریب تناسب μ_k ضریب اصطکاک جنبشی نام دارد و وابسته به ویژگی‌های دو سطح است. μ_k معمولاً کوچک‌تر از μ_s است.

مدل ساده‌شدهٔ بالا فقط به تقریب درست است. مثلاً در این مدل نیروی اصطکاک به مساحت تماس دو جسم وابسته نیست، حال آن‌که در عمل این نیرو به سطح تماس دو جسم بستگی زیادی دارد.

نیروی مقاوم شارّه

نیروی مقاومت شاره هنگامی که جسمی با سرعت در یک شاره (سیال) مانند آب یا هوا حرکت می‌کند به آن وارد می‌شود. این نیرو خلاف جهت حرکت جسم است و مقدارش تابعی از سرعت جسم است.

مکانیک نیوتنی

نوشتار اصلی: مکانیک نیوتنی

ایزاک نیوتن، اولین کسی است که به طور صریح بیان کرده است که یک نیروی ثابت، یک میزان ثابت تغییر (مشتق زمانی) اندازه حرکت را موجب می‌شود. در حقیقت او اولین و تنها تعریف مکانیکی نیرو را ارائه داد (به صورت مشتق زمانی اندازه حرکت: ).

در سال ۱۶۸۷ نیوتن کتاب "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica " خود را چاپ کرد که در آن او از مفاهیم اینرسی، نیرو و ایستایی برای توصیف حرکت اشیاء استفاده کرد.

خدمت بعدی نیوتن به نظریه نیرو قانون متد کردن حرکت اجسام آسمانی بود که ارسطو با مشاهده حرکت روی زمین، می پنداشت که آنها در یک حالت طبیعی حرکت ثابت هستند. او قانون جاذبه را ارائه داد که می‌توانست برای حرکت‌های آسمانی که قبلاً توسط قانون حرکت سیاره‌ای کپلر قابل توجیه بودند، به کار رود. مدل نیروی جاذبه او چنان قوی بود که از آن برای پیش بینی وجود اجسامی بزرگ همانند نپتون استفاده شد قبل از اینکه آنها را واقعاً مشاهده کنند.

قوانین حرکت نیوتن

نوشتار اصلی: قوانين حرکت نيوتن‎

هر چند معروف‌ترین معادله ایزاک نیوتن F = ma است، او در واقع شکل دیگری از قانون دوم حرکت خود، با استفاده از حساب دیفرانسیل ارائه کرد. در کتاب "Principia Mathematica"، نیوتن سه قانون حرکت ارائه کرده است که رابطه‌ای مستقیم با چگونگی توصیف نیروها در فیزیک دارند.

قانون اول نیوتن

قانون اول نیوتن درباره شرایط لازم برای سکون بحث می‌کند و به ویژه "اینرسی" را تعریف می‌کند که به جرم یک جسم مربوط است. با در نظر گرفتن ایده ارسطویی "حالت طبیعی"، شرط سرعت ثابت چه در حالت صفر و چه در حالت ناصفر، اینک "حالت طبیعی" اشیاء سنگین تلقی می‌شود. اشیاء به حرکت خود در حالت سرعت ثابت ادامه خواهند داد مگراینکه تحت تأثیر یک نیروی نامتعادل خارجی قرار گیرند.

قانون دوم نیوتن

اغلب نیرو را با استفاده از قانون دوم نیوتن، به صورت حاصلضرب جرم m در شتاب تعریف می‌کنند. فرمول گاهی به عنوان دومین فرمول معروف فیزیک تلقی می‌شود. نیوتن هرگز F = ma را به صورت صریح بیان نکرد، بلکه قانون دوم نیوتن در کتاب "Principia Mathematica" به صورت معادله دیفرانسیل برداری

توصیف شده است، که در آن اندازه حرکت سیستم است. نیرو میزان تغییر اندازه حرکت در واحد زمان است. شتاب میزان تغییر سرعت در واحد زمان است. این نتیجه که به صورت نتیجه‌ای مستقیم caveat در قانون اول نیوتن حاصل می‌شود، نشان می‌دهد که عقیده ارسطویی که یک نیروی شبکه‌ای لازم است تا یک شیئ در حال حرکت را با سرعت ثابت (و لذا با شتاب صفر) حفظ کند، به وضوح غلط بوده و فقط نتیجه یک تعریف نادقیق نبوده است.

استفاده از قانون دوم نیوتن به هر یک از صورتهایش به عنوان تعریف نیرو، در برخی از کتابهای درسی غیر دقیق تر، بی اعتبار معرفی شده است. زیرا این تعریف، همه محتویات تجربی را از قانون حذف می‌کند. در حقیقیت، در این معادله بیانگر یک نیروی شبکه‌ای (جمع برداری) است؛ در حال سکون، طبق تعریف، این بردار، صفر است. اما با این وجود نیروهایی متعادل موجود هستند و در واقع، قانون دوم نیوتن، نحوه تناسب شتاب و جرم را با نیرو بیان می‌کند که کدام یک از آنها را می‌توان بدون مراجعه به نیرو تعریف کرد. شتاب را می‌توان با با محاسبات حرکت‌شناسی (سینماتیک) تعریف کرد و نیز جرم را می‌توان مثلاً از طریق شمارش اتم‌ها تعیین کرد. اما با وجود اینکه سینماتیک در تجزیه و تحلیل‌های پیشرفته فیزیکی بسیار کارآمد است، هنوز سئوالات عمیقی وجود دارد از جمله اینکه تعریف دقیق جرم چیست؟ نسبت عام یک هم ارزی بین زمان فضای جرم معرفی می‌کند، اما بدون یک نظریه جامع گرانش کوانتومی، این هم ارزی گنگ می‌باشد چرا که معلوم نیست که آیا و چگونه این ارتباط در مقیاسهای میکروسکوپی برقرار است. با اندکی توجیه بیشتر، قانون دوم نیوتن را می‌توان به عنوان تعریف کمّی از جرم تلقی کرد به این صورت که قانون را به صورت یک تساوی نوشته، واحدهای نسبی نیرو و جرم را ثابت نگه داریم.

تعریف نیرو گاهی سئوال برانگیز است چرا که یا نهایتاً باید به درک شهودی ما از مشاهدات مستقیم رجوع کند یا به صورت ضمنی از طریق یک فرمول خودسازگار ریاضی تعریف شود. فیزیکدانان، فیلسوفان و ریاضیدانان معروفی که به دنبال تعریفی صریح تر از نیرو گشته اند، عبارتند از: Ernst Mach, Clifford Truesdell and Walter Noll.

پس از کسب موفقیت‌های تجربی، قانون نیوتن معمولاً برای اندازه گیری قدرت نیروها مورد استفاده قرار می‌گیرد. (برای مثال با استفاده از گردش‌های نجومی، نیروهای گرانشی اندازه گیری می‌شوند) با این وجود، نیرو و کمیتهایی که برای اندازه گیری آن مورد استفاده قرار می‌گیرند، همچنان مفاهیمی متمایز می‌باشند.

قانون سوم نیوتن

قانون سوم نیوتن، از به کار بردن تقارن در موقعیت هایی که نیروها را می‌توان به وجود اشیائی مختلف نسبت داده حاصل داده می‌شود. برای هر دو جسم (مثلاً ۱ و ۲) قانون سوم نیوتن بیان می‌کند که:

این قانون بیان می‌کند که نیروها همواره به صورت عمل و عکس العمل رخ می‌دهند. هر نیرویی که از عمل شیئ 2 به 1 اثر می‌کند. به طور اتوماتیک با نیرویی همراه است که از عمل جسم ۱ بر روی جسم ۲ حاصل می‌شود. اگر اجسام ۱ و ۲ را در یک دستگاه یکسان در نظر بگیریم، نیروی شبکه‌ای روی سیستم حاصل از واکنش‌های بین اجسام ۱ و ۲، صفر است زیرا:

این به این معناست که سیستم‌ها نمی‌توانند نیروهایی درونی تولید کنند که غیرمتوازن اند. اما اگر اشیاء ۱ و ۲ در سیستم‌های متمایز فرض شوند، آنگاه هر یک از این دو سیستم، نیروی نامتوازنی تجربه کرده طبق قانون دوم نیوتن نسبت به یکدیگر شتاب خواهد گرفت.

با ترکیب کردن قوانین دوم و سوم نیوتن می‌توان نشان داد که اندازه حرکت خطی هر سیستم محفوظ می ماند. با استفاده از و انتگرال گیری نسبت به زمان، معادله

به دست خواهد آمد. برای سیستمی که شامل اشیاء ۱ و ۲ است، داریم

که همان محفوظ ماندن اندازه حرکت خطی را بیان می‌کند. تعمیم این حقیقت به یک سیستم مشتمل بر تعداد دلخواهی از ذرات، کاری سر راست است. این نشان می‌دهد که تغییر اندازه حرکت بین اشیاء موجود در یک سیستم، تأثیری روی اندازه حرکت سیستم نخواهد گذاشت. به طور کلی از آنجایی که همه نیروها ناشی از بر هم کنش اشیاء صلب است، می‌توان سیستمی تعریف کرد که در آن اندازه حرکت شبکه‌ای نه هرگز از بین می‌رود و نه هرگز به دست می‌آید.

در باره نیوتن

به نام خدا

آیزاک نیوتن
مردی که در قدرت نبوغ از مقام انسانی تجاوز کرد
در کریسمس1642یعنی سالی که گالیله درفلورانس درگوشه ی انزوااز دنیا رفت یک نوزاد پسر در روستایی نزدیک لیکن شایر در خانواده ای کشاورز از طبقه ی متوسط به دنیا آمد مادرش هانا نیوتن شوهرش را مدت کوتاهی قبل از تولد فرزندش از دست داده بود شوهرش که او نیز اسحاق نام داشت مردی بود با رفتار غیر عادی و عصبی مزاج و زود رنج و هانا زنی مقتصد خانه دار صاحب کفایت و صنعتگری با لیاقت بود . ایزاک دوره ی کودکی شادی نداشت مادرش در سال های بعد از نو ازدواج کرد و آیزاک را تحت سرپرستی مادر بزرگش قرار داد در آن دهکده هیچ مدرسه ای وجود نداشت و او تا سن دوازده سالگی به مدرسه نرفت آیزاک کودک قوی بنیه ای نبود بنابراین از بازی های پر هیاهو و زد و خورد با همسالان کناره می گرفت و به جای این که از تفریحات آ نان پیروی کند شخصاً برای خویش تفریحاتی اختراع می کرد که نبوغ وی در ضمن آن ها خود نمایی می کرد. طبق نصایح دایی وی او را به مدرسه گرانتهام فرستادند او رادر کلاس ما قبل آخر جای دادند او همواره مورد طعنه و طنز شاگردانی واقع می شد که از وی قوی تر بودند روزی از روز ها یکی از ایشان با بی رحمی بسیار کتک مفصلی به او زد در نتیجه ی تشویق یکی از معلمان شاگرد مزبور را به مبارزه طلبید و در این مبارزه نیوتن پیروز شد تا آن زمان او توجه زیادی به درس از خود نشان نداده بود اما بر اثر این واقعه تصمیم گرفت به آنان ثابت کند که مغز وی قوی تر از ایشان است با جدیت بکار پرداخت و در اندک مدتی بهترین شاگرد کلاس شد . آیزاک علاقه ی زیادی به کارهای دستی داشت و اغلب آنها را به تنهایی می ساخت از کارهای جالب او آسیاب بادی ساعت آبی و ساعت آفتابی بود که این اختراع در موزه ی انجمن سلطنتی لندن نگهداری می شود او به هنر نقاشی و جمع آوری گیاهان نیز علاقه مند بود طرح هایی که می کشید زیبا و جالب بوده است ساعت آبی او سالهای سال وقت را به دقت بهترین ساعتهای معمولی نشان میداد یکی از کارهای دستی او بادبادکی بود که می توانست شمع روشنی را با خود به هوا ببرد جعبه ای از شعله شمع محافظت می کرد آیزاک بادبادکش را شب ها بر فراز شهر گرنتهام به هوا می فرستاد مردم هنگامی که این نور لرزان و عجیب را در هوا می دیدند می تر سیدند و این همان چیزی بود که منظور آیزاک بود . پیشرفت درسی او در مدرسه باعث شد که مدیران مدرسه و دایی او به این نتیجه برسند که او قادر است برنامه دانشگاه کمبریج را درک کند تصمیم قاطع روزی گرفته شد که دایی آیزاک او را غافلگیر کرده بود او در کنار پرچین مزرعه و در خفا سخت مشغول مطالعه بود در حالی که همه فکر می کردند برای کمک با کارگران مزرعه به قصد خرید به مغازه رفته است .
آیزاک در هیجده سالگی امتحان ورودی دانشگاه کمبریج را با موفقیت پشت سر گذاشت و در سال 1660 وارد کالج ترینیتی شد معلم ریاضی اودر دانشگاه اسحاق بارو نام داشت که در عین حال ریاضی دان وعالم علوم الهی بود به استعداد فوق العاده نیوتن در ریاضی پی برده بود او را تشویق کرد تا تحصیلاتش را در ریاضی تکمیل کند .
او مدت چهار سال به تحصیل ریاضی پرداخت و در سال 1665 با درجه لیسانس فارغ التحصیل شد.
زمانی که در صدد ورود به دوره ی کارشناسی ارشد بود دانشگاه کمبریج بر اثر همه گیری طاعون در لندن و حومه تعطیل شد.
نیوتن به روستای خویش بازگشت.در طول دو سال او در خانه اش به مطالعات خود در زمینه ی حساب نور شناسی وگرانش ادامه داد.در همین زمان بود که هوش و استعداد این نابغه ی بزرگ اشکار شد. او تمام جزوه ها و کتابهایش را در دانشگاه جا گذاشته بود فکر خود را آزاد گذاشت که به تنهایی از منابع خاص خود استفاده کند . در این هنگام او 22 یا 23 سال بیشتر نداشت. در این دو سالی که در روستا بود حساب دیفرانسیل و انتگرال و قانون جاذبه ی عمومی و تئوری نور را بنیان گذاشت.نسخه ی خطی که تاریخ آن 20 مِی1665 میباشد نشان میدهد که نیوتن در 23 سالگی بقدر کافی اصول حساب عناصر بی نهایت کوچک را پیش برده بود که بتواند انحنای هر منحنی متصل را در یک نقطه حساب کند و مماس بر منحنی را در این نقطه رسم کند .در سال 1667 مجددا به دانشگاه کمبریج بازگشت و در سال 1669 به عنوان استاد ریاضیات جانشین اسحاق بارو شد و به عنوان پرفسور مشغول تعلیم و اموزش شد . سر انجام برخی از ایده هایش را برای اولین بار اشکار کرد و بر روی کاغذ اورد .
نظریه ی گرانش او بر اساس خاطره ای که خود او نقل کرده اینطور شکل گرفته که یک روز کنار پنجره ی اتاق خانه اش به تما شای باغ نشسته بود افتادن سیبی از درخت نظرش را به خود جلب می کند سال ها بعد در 15 آوریل 1726 او به دوست نویسنده اش ویلیام اِستکلی گفت : واقعه ی مذکور این سوال را به ذهنم آورد چرا سیب همیشه مستقیماً به پایین می افتد چرا به جای حرکت به سمت مرکز زمین به طرفین یا بالا نمی رود غالب مورخین علوم این نکته را پذیرفته اند که نیوتن در سال 1666 دست به یک سلسله محاسبات تقریبی زد تا ببیند آیا قانون جاذبه ی عمومی او می تواند قوانین کپلر را توضیح دهد یا خیر ؟ انتشار قانون جاذبه ی عمومی 20 سال طول کشید علت تاخیر نیوتن آن بوده است که وی نمی توانست مسئله ی مربوط به حساب انتگرال و دیفرانسیل را حل کند و این مسئله در قانون جاذبه ی عمومی به صورتی که مورد توجه او قرار گرفته بود نقش اساسی به عهده داشت.
قانون گرانش در نهایت به این صورت توسط نیوتن تعریف شد:
هر ذره ی ماده همه ی ذرات دیگر ماده را با نیرویی جذب می کند که تابع سه عامل زیر است:
1- جرم جسم ( M ) 2- جرم جسم دوم ( m) 3- فاصله ی میان دو جسم ( r )
بیان صوری این قانون چنین است هر ذره ی ماده در جهان هر ذره ی دیگر را با نیرویی جذب می کند که متناسب به حاصل ضرب جرم های آنهاست وبا مجذور فاصله میان آنها نسبت عکس دارد .
Mm
F=G
r2
این قانون مهم جهانی در حل مسایل گوناگون کمک فراوانی کرد مانند:
1-سقوط ازاد اجسام:هر جسم که به گونه ای نگه داشته نشده باشد به سمت مرکز زمین سقوط خواهد کرد.
2-جذر و مد اقیانوس ها و جذر و مد جوی.
3-حرکت ستاره های دنباله دار.
4-حرکت سیارات:اگر نیروی گرانش میان زمین و خورشید نباشد زمین مماس بر مسیر خود پرتاب خواهد شد.


در اواخر دهه ی 1660 نیوتن درباره ی شکست نور تحقیق میکرد. او در یافت که اگر نور سفید از یک منشور عبور کند به طیفی از رنگها تجزیه میشود هم چنین به وسیله ی قرار دادن منشور مشابه ی دیگری در مسیر نور تجزیه شده به صورت وارونه می توان رنگ های طیف را باز ترکیب کرد و نور سفید بدست آورد. او علت تشکیل طیف را چنین توجیه کرد:نور جریانی از ذرات کوچک است که به خط مستقیم در فضا حرکت میکنند و هنگام عبور از یک ماده ی شفاف مانند منشور این ذرات بسته به نوع لرزش خود با زاویه های گوناگون شکست می یابند در نتیجه ذرات تشکیل دهنده ی نور سفید از هم جدا شده به شکل طیف هفت رنگ ظاهر می شوند.
این ویژگی در تلسکوپ های شکستی پدیده ای را موجب می شود که به آن پراکندگی نور می گویند لبه های عدسی های این تلسکوپ ها مانند منشور عمل کرده و نور سفید را پس از عبور از خود به صورت طیف در می آورند و در تصاویر تلسکوپ ها شیشه های رنگی های ایجاد می کند برای حل این مشکل نیوتن در سال 1668 تلسکوپ باز تابی را که توسط جیمز گریگوری طراحی شده بود کامل کرد همراه با تحلیل دقیق قوانین باز تابش و تجزیه ی نور به انجمن سلطنتی ارائه نمود نظریه ی نیوتن با مخالفت رابرت هوک و هو یگنس که صاحب تئوری موجی نور بودند روبرو شد هوک گزارشی علیه نیوتن تهیه کرد و ضمن آن تبلیغ بسیاری به نفع نظریه ی موجی نور کرد نیوتن در ابتدا خونسرد و ارام بود ولی بعد رفتارش را تغییر داد و از عصبانیت تصمیم گرفت از آن پس با هیچ کس در باره ی اکتشافات خود سخن نگوید نیوتن بر پایه ی نظریات خود کتابی با عنوان اپتیکس نوشت ولی از بیم مخالفت هوک آن را منتشر نکرد تا زمانی که خود رییس انجمن سلطنتی شده بود و رابرت هوک در گذشته بود در سال 1679 که 37 سال داشت بزرگترین اکتشافات خود را انجام داده بود اما آن ها را با نهایت دقت در مغز خود یا کشوی میز محفوظ نگه می داشت پس از آن ادموند هالی توانست با تدبیر بسیار او را وادار کند که اکتشافات خود را در زمینه ی نجوم و علم حرکات برای انتشار تدوین کند ونیوتن به این کار رضایت داد با توجه و تشویق هالی نیوتن کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعت را تکمیل کرد ( principia ) در دورانی که نیوتن به تحریر و تدوین شاهکار خود مشغول بود هرگز به سلامتی خویش توجهی نکرد فراموش کرد که خوردن وخوابیدن از لوازم زندگی است غالباً به غذایی ساده اکتفا میکرد یا اصلاً چیزی نمی خورد وبا عجله از خوابی که چند لحظه بیش ادامه نداشت بر می خاست وبا لباسی مختصر ساعت ها در کنار بستر می نشست وبه تفکر و محاسبه می پر داخت تا بتواند از پیچ وخم های مشکلات ریاضی خویش عبور کند. این کتاب در سال 1686 آماده شد و برای اظهار نظر به جامعه پادشاهی تقدیم گردید و پس از آن با سرمایه های هالی منتشر شد .
نیوتن در این کتاب قوانین کپلر را هم با توجه به قانون گرانش عمومی توضیح داد.
در بخش دیگری از این کتاب نیوتن چگونگی حرکت اجسام را در قالب سه قانون توصیف کرده این قوانین آنقدر همه فهم وآشکارند که امروز کسی گمان نمی برد نیازی به کشف شدن داشته باشد با این حال نیوتن اولین کسی بود که با نبوغ خود به وجود آن پی برد و چیستان حرکت جسم را حل کرد .
قانون اول نیوتن ( قانون لختی ) : هر جسم که در حال سکون یا حرکت یکنواخت در راستای خط مستقیم باشد به همان حالت می ماند مگر آنکه در اثر نیرو های بیرونی ناچار به تغییر حالت شود .
قانون دوم نیوتن ( رابطه ی نیرو و شتاب ) : کل نیروی وارد بر یک جسم برابر است با حا صل ضرب جرم آن جسم در شتاب آن .
قانون سوم نیوتن ( کنش و واکنش ) : برای هر عمل ، عکس العملی است مساوی با آن و در خلاف جهت آن.
مجموعه قوانین سه گانه حرکت و قانون گرانش عمومی اساس و شالوده ی فن آوری مدرن هستند و با وجود پیدایش فرضیه های تازه تر از ارزش و اعتبار آن ها کاسته نشده است .
نیوتن درباره ی فضا وزمان در این کتاب چنین نوشته است :
زمان یک مقیاس جهانی است که مستقل از همه اجسام وپدیده های فیزیکی وجود دارد زمان به دلیل ماهیت فیزیکی خود جریان دارد.
فضا در ذات خود مطلق بدون احتیاج به یک چیز خارجی همه جا یکسان و ساکن است.
از نظر نیوتن مکان بخشی از فضاست که یک حجم تصاحب می کند.
همین شکل نگاه کردن در قوانین نیوتن راه گشای بسیاری از ابهامات مکانیک نیوتنی بود.زمان مطلق وفضای مطلق و حرکت مطلق مواردی بودند که مکانیک نیوتنی بر اساس انها شکل گرفته بود.
در نهایت معتقد است با اطلاعاتی که در اختیار داریم نمی توان چنین نتیجه گرفت که تنها دلایل مکانیکی باعث پیدایش جهان ما شده است. او می پرسد دلایل مکانیکی چگونه می توانند توجیه کننده ی پیدایش و حرکت این مقدار عظیم از سیارات و ستارگان گوناگون و منظم باشند؟نتیجه ای که می گیرد دلالت بر وابستگی تمامی جهان به مرکزیتی مطلق است که هدایت و موجودیت همه چیز از ان جا ناشی می شود .او از روی ضرورتی که یک سیستم منظم می بایست ناظمی داشته باشد به وجود خداوند باور دارد و او را جاودانه و حاضر می داند. خداوندی که همه چیز در اختیار اوست.او می نویسد:" خدا قلمرو خداوند است " به این مفهوم است که تمامی ان چیزی که از اراده او جاری گشته تحت حاکمیت او قرار دارد. این خدای ابدی کامل بی نهایت و مطلق است.در باور نیوتن مخلوقات تمامی خصوصیات خداوند را در حد توان و ظرفیتشان دارا هستند.
توان خداوند تا ابدیت گسترده شده و موجودیتش بی نهایت است.
این نمای کلی از چهار چوب فلسفه ای بود که نیوتن به کمک ان دریافت های ریاضی و فیزیکی خود را مورد بررسی قرار می دهد و به نتایجی می رسد که امروز بنام قوانین نیوتنی می شناسیم.

***
بی خوابی مفرط احتراز از غذا خوردن و خستگی زیاد در پاییز 1692 در نزدیکی 50 سالگی باعث شد به سختی بیمار و بستری شود.خبر کسالت شدید نیوتن در قاره ی اروپا انتشار یافت و طبعا" با اغراق توا"م شد لیکن بعد که خبر بهبود او را دادند دوستانش بسیار خوش حال شدند. در سال 1693 پس از بهبودی نیوتن دریافت که حساب انتگرال و دیفرانسیل را در قاره ی اروپا همه می دانند و عموما" ابداع ان را به لایپ نیتس نسبت می دهند. در سال 1712
مسئله ی تعیین اینکه حساب دیفرانسیل و انتگرال ابداع کیست به مسئله ای حاد تبدیل شد.
لایپنیتس و برنوئیلی در سال 1696 با طرح مسئله ی ریاضی ریاضی دانان اروپایی را به مبارزه طلبیدند.
بار اول نیوتن در سال 1696 توسط یکی از دوستانش از وجود مسئله ریاضی مطلع شد. شب مسئله را حل کرد و فردا به جامعه ی پادشاهی عرضه داشت.
وقتی لایپنیتس و برنوئیلی راه حل را دیدند برنوئیلی فریاد کشید اه من شیر را بخوبی از رد پایش می شناسم..
نیوتن بار دیگر در سال 1716 در هفتاد و چهار سالگی دلیل دیگری بر نیروی فکری خود اقامه کرد. این بار لایپنیتس مسئته ای مطرح کرد و ریاضی دانان را به مبارزه طلبید و در واقع نیوتن را مد نظر داشت زیرا مسئله به نظرش مشکل بود. این بار نیز نیوتن مسئله را حل کرد در حالی که لایپنیتس گمان می کرد که دیگر شیر را در دام انداخته است.

در کنار فعالیت های علمی معمول نیوتن از مسئولیت های سیاسی نیز روی گردان نبود .او در سالهای 1689 و1701و1702 به نمایندگی مجلس برگزیده شد .اگر چه تنها جمله ای که در طول این سه سال در صحن مجلس به زبان اورد تقاضای بستن پنجره ها بود !
در سال 1696 با فرمان چارلز مونتاگو رئیس خزانه داری انگلستان نیوتن منصب ناظر ضرابخانه ی سلتنطی را عهده دار شد و سه سال بعد به مدیریت ان سازمان گمارده شد. اگر چه نیوتن این مشاغل را برای سرگرمی می پذیرفت ولی گفته اند در این مقام او وظیفه ی خود را با شایستگی تمام انجام می داد.از سال 1703 تا اخر عمر رئیس انجمن سلتنطی بریتانیا و یکی از اعضای فرهنگستان علوم فرانسه بود.او در سال 1705 از سوی ملکه ان به مقام شوالیه مفتخر گردید.
اخرین روزهای زندگی وی تاثر انگیز و از جنبه ی انسانی قوی و عمیق بوده است. اگر چه نیوتن نیز مانند سایر افراد بشر از رنج فراوان بی بهره نماند اما بردباری بسیاری که در مقابل درد در دو سه سال اخر زندگی خویش نشان داد تحسین بر انگیز است. دردهای ناشی از سنگ مثانه هرگز قیافه ی ارام او را کدر نساخت و همواره نسبت به کسانی که از او پرستاری می کردند کلمات محبت امیز بر زبان داشت. در اخرین روزهای زندگی سرفهای مدام او را ضعیف کرده بود .عاقبت بعد از چند روز ی که از درد جانگداز اسوده بود در نهایت ارامش مابین ساعت یک و دو نیمه شب بیستم مارس 1727 زندگانی را بدرود گفت او این هنگام 85 سال داشت و نخستین دانشمندی بود که پیکرش در کلیسای وست مینیستر به خاک سپرده شد.
برای قدر دانی از این دانشمند بزرگ واحد نیرو را نیوتن نامیدند.
لاپلاس بزرگترین ارائه دهنده ی اکتشافات او در باره اش چنین میگوید:کتاب اصول بنای معظمی است که تا ابد عمق دانش نابغه ی بزرگی را که کاشف مهمترین قوانین طبیعت بوده است به جهانیان عرضه خواهد داشت.
لاگرانژدر باره ی او چنین می گوید:نیوتن خوشبخت بود که توانست دستگاه جهان را توصیف کند .افسوس که در عالم بیش از یک اسمان وجود ندارد.
منشی او در انجمن سلطنتی می گوید:هرگز او را ندیدم که تفریح کند و یا سرگرمی برای خود تهیه کند معتقد بود که هر لحظه از عمر که جز به تحصیل و مطالعه بگذرد هدر رفته و تباه شده است.
نیوتن چندی پیش از وفاتش با نگاهی به زندگی علمی گذشته اش درباره ی خود می گوید:من نمیدانم به چشم مردم دنیا چگونه می ایم اما در چشم خودم به کودکی می مانم که در کنار دریا بازی می کند و توجه خود را هر زمان به یافتن ریگی صافتر یا صدفی زیباتر معطوف میکند در حالی که اقیانوس بزرگ حقیقت هم چنان نامکشوف مانده و در جلوی او گسترده است .

 

فیزیک(کمیت اصلی)

 

فیزیک(کمیت اصلی)

کمیت اصلی	نماد	واحدهای اصلیSI	نماد واحد
1) طول	L	متر	m
2) جرم	m	کیلوگرم	kg
3) زمان	t	ثانیه	s
4) دما	T	کلوین	K
5) جریان الکتریکی	I	آمپر	A
6) مقدارماده	n	مول	mol
7) شدت نور	k	کاند لا (شمع)	Kd

 

نظریه ء ریسمان

نظریهٔ ریسمان شاخه‌ای از فیزیک نظری و بیشتر مربوط به حوزه فیزیک انرژی‌های بالاست .این نظریه در ابتدا برای توجیه کامل نیروی قوی به وجود آمد ولی پس از مدتی با گسترش کرومودینامیک کوانتومی کنار گذاشته شد و در حدود سالهای ۱۹۸۰ دو باره برای اتحاد نیروی گرانشی و برطرف کردن ناهنجاری‌های تئوری ابر گرانش وارد صحنه شد. بنا بر آن ماده در بنیادین‌ترین صورت خود نه ذره بلکه ریسمان مانند است. یعنی تمام ذرات بنیادین (مثل الکترون، پوزیترون و فوتون) اگر با بزرگنمایی خیلی خیلی زیاد نگریسته‌شوند ریسمان‌دیس هستند. ریسمان می‌تواند بسته (مثل حلقه) یا باز (مثل بند کفش) باشد.

همانطور که حالت‌های مختلف نوسانی در سیمهای سازهای زهی مثل گیتار صداها(نتها)ی گوناگونی ایجاد می‌کند، حالتهای مختلف نوسانی این ریسمانهای بنیادین نیز به صورت ذرات بنیادین گوناگون جلوه‌گر می‌شود.

خاصیت مهم ابرریسمان که فیزیکدانان را به سمت خود کشاند این بود که این نظریه به طرزی بسیار طبیعی گرانش (نسبیت عام) و مدل استاندارد (نظریهٔ میدان کوانتوم) که سه نیروی دیگر موجود در طبیعت (یعنی الکترومغناطیس، نیروی ضعیف و نیروی هسته‌ای قوی) را توصیف می‌کند به هم مرتبط می‌سازد.

ابعاد بالاتر

به طور سنتی فضایی که ریسمان‌ها در آن می‌زیند بیست و شش بعدی است (البته همیشه اینطور نیست چنان که در زیر توضیح داده خواهد شد). عدد بیست و شش از روی ضوابط ریاضی و نظریهٔ گروهها (برای حفظ تقارن لورنس) به‌ دست می‌آید. این امر ممکن است در ابتدا کمی ثقیل و مشکل‌زا به نظر برسد چرا که به هرحال ما در اطراف خود چهار بعد (سه بعد مکانی و یک بعد زمانی) بیشتر احساس نمی‌کنیم پس این بعدهای اضافه کجایند؟ جوابی که معمولاً به این سوال داده می‌شود اینست که این بعدها برخلاف چهار بعد دیگر) کوچک و نیز فشرده (معادل انگلیسی compact) هستند. فشرده یعنی آنکه اگر در جهت آنها به اندازهٔ کافی پیش‌روی کنید به جای اول خود باز می‌گردید. کوچک بودن هم معنایش اینست که برای آنکه به جای نخست بازگردید باید مسافت خیلی کمی را طی کنید.

برای نمونه یک لولهٔ بینهایت دراز را در نظر بگیرید. سطح این لوله مسلما دوبعدی است. یعنی مورچه‌ای که روی سطح این لوله قرار دارد می‌تواند در دو راستای مستقل از هم حرکت کند. فرض کنید که سر مورچه در راستای طول لوله‌است. مورچه می‌تواند یا عقب-جلو برود یا چپ-و-راست. اما اگر به‌فرض این مورچه به اندازهٔ کافی (یعنی به اندازهٔ محیط لوله) در جهت چپ حرکت کند به جای اول خود باز می‌گردد اما قضیه در مورد عقب جلو رفتن صدق نمی‌کند. پس یکی از بعدهای این فضای دوبعدی (یعنی یکی از بعدهای سطح لوله) فشرده و یکی نافشرده است.

اینک فرض کنید که این مورچه روی یک توپ قرار دارد. باز هم می‌تواند در دو راستای مستقل از هم حرکت کند منتهی این‌بار در هر جهتی روی سطح کره مستقیم حرکت کند، پس از طی مسافتی (برابر با محیط دایرهٔ عظیمهٔ کره) به جای نخست بازمی‌گردد. پس این بار هر دو بعد این فضای دوبعدی (یعنی سطح توپ) فشرده است.

بازگردیم به فضای دوبعدی سطح لوله. این بار فرض کنید که محیط این لوله خیلی کم باشد یا مثلاً به جای لوله یک کابل برق داشته‌باشیم. برای مورچه (اگر به اندازهٔ کافی کوچک باشد)این کابل هنوز یک سطح دو بعدی است یعنی وقتی که روی سطح کابل قرار دارد می‌تواند در دو راستای مستقل از هم حرکت کند. اما برای ما انسان‌ها کابل برق یک شی یک بعدی محسوب می‌شود چون فقط درازای آن قابل درک است.

حالتی بسیار شبیه به این در مورد این بعدهای اضافه در نظریه ریسمان رخ می‌دهد. به این معنی که ما به خاطر اندازهٔ بزرگ خود از درک این ابعاد اضافی عاجز هستیم اما این ابعاد برای ‌بعضی از ذره‌ها با انرژی زیاد قابل دسترسی است.

انواع نظریه ریسمان

باید گفت که چندین نظریه ریسمان وجود دارد.اما تنها تعداد کمی از آنها می‌توانند نامزدی برای توصیف طبیعت باشند. برای مثال نظریهٔ ریسمانی که در طیف ذراتش (یعنی در حالت‌های مختلف نوسانی‌اش) ذره‌ای دارد که سریع‌تر از نور حرکت می‌کند نمی‌تواند مدل خوبی از طبیعت باشد. چون هیچ چیز نمی‌تواند سریع‌تر از سرعت نور حرکت کند. اما حتی نظریه‌های ریسمانی که مدل خوبی از طبیعت نیستند می‌توانند به فهم فیزیکدانان از این نظریه و نظریه‌هایی که می‌توانند به فهم طبیعت کمک کنند، مدد برسانند.

به طور کلی دو گونه نظریه‌ ریسمان وجود دارد:

1. ریسمان بوزونی

2. ابرریسمان

ریسمان بوزونی

نخستین نوع و ساده‌ترین نوع نظریه‌ٔ ریسمان است. به طور سنتی احتیاج به ۲۶ بعد برای همخوانی با ضوابط و پیش‌فرضهای فیزیکی (مانند تقارن لورنس) دارد. متاسفانه در طیف ذرات آن تاکیون (ذره‌ای که سریعتر از نور حرکت می‌کند) وجود دارد بنابراین نمی‌تواند مدلی از طبیعت باشد. همچنین از آمار بوز (در مقابل فِرْمی در مکانیک آماری) پیروی می‌کند بنابراین به طور طبیعی نمی‌تواند توصیف‌گر ذراتی مثل الکترون باشد.البته این نظریه در توصیف ذرات میدانی مانند گراویتون‌ها و فوتون‌ها موفق است.

ابرریسمان

با استفاده از فرض ابرتقارن (یعنی در مقابل هر ذره بوزی ذره‌ای فرمیی داریم) نوعی نظریه ‌است که قابلیت آن را دارد که توصیف‌گر طبیعت باشد. تعداد ابعاد مورد نیاز در ابرریسمان غالبا ده است. در حال حاضر پنج نظریهٔ ابرریسمان وجود دارند که می‌توانند توصیف‌گر طبیعت باشند. این پنج نظریه شامل نوع I، ‏ IIA ‏ IIB و دو نظریهٔ ابرریسمان دیگر که به هتروتیک معروف‌اند می‌شود.

د-وسته

مفهوم دیگری که وابستگی به ریسمان دارد د-وسته است. د-وسته‌ها اشیایی هستند که دو سر ریسمانهای باز روی آنها می‌لغزند. این اشیا می‌توانند صفر-بعدی تا تعداد ابعاد-فضایی(غیر زمانی)-بعدی باشند. به د-وستهٔ دو بعدی یعنی شکلی مثل یک صفحه‌کاغذ با ضخامت صفر «پوسته» یا د۲-وسته (تلفظ می‌شود دال-دووسته) می‌گویند. (نام د-وسته هم به قرینهٔ پوسته انتخاب شده‌است). د۱-وسته (خوانده می‌شود دال-یکوسته) خود به شکل ریسمان است. به همین منوال می‌توانیم د۰-وسته(دال-صفروسته) د۳-وسته(دال-سووسته) د۴-وسته و ... داشته‌باشیم. حرف «د» که در ابتدای این کلمه‌ها می‌آید حرف نخستین نام دریشله(ریاضیدان‌) ‌است. بنابراین د-وستهٔ هرچند بعدی که داشته‌باشیم آن را به صورت «د تعداد ابعاد-وسته» می‌نویسیم.

در سال‌های اخیر د-وسته‌ها اهمیت فزاینده‌ای یافته‌اند و به خودی خود اهمیت دارند. یعنی اهمیت آنها دیگر فقط به خاطر این نیست که دو سر ریسمان‌ها روی آنها می‌لغزد. مثلاً با چیدن د-وسته‌ها در فضا و از این رو محدود کردن جاهایی که ریسمان می‌تواند آغاز یا انجام یابد می‌توان نظریه‌های پیمانه‌ای مختلف ایجاد کرد. همچنین می‌توان کنش توصیف‌کنندهٔ یک د-وسته را نوشت.

 

 

سحابی

 

 

از سحابی ها چه می دانیم ...؟

بی شک تاکنون عکسهای رنگین آسمانی را دیده اید. عکس هایی که در نگاه اول هنرنمایی و قدرت تخیل خیره کننده یک نقاش را تداعی میکنند. اما به راستی این نقاشیهای زیبا چیستند.

بسیاری از این نقاشی های زیبا رنگهای واقعی در کیهان ما هستند. در واقع سحابی ها توده ابرهایی رقیق از گرد و غبار و گازی از جنس هیدروژن میباشند که به واسطه ستارگان اطراف خود رنگهای گوناگونی به خود میدهند.

سحابی ها هم محل تولد و زایش ستارگان نو هستند که اغلب ستارگان متولد شده در آنان به شکل خوشه ای شکل میگیرند و گاهی هم در بیشتر موارد با یک انفجار محل پایان عمر و به نوعی گورستان ستارگان میشوند و این چرخش را ادامه میدهند.

خیلی از آنان را میتوان با کمی تبهر به کمک یک ابزار کوچک در آسمان تماشا کرد اما سحابی ای مانند سحابی بزرگ جبار یا M42 در زمستان و یا سحابی معروف مرداب یا M8 را در تابستان میتوان به دور از آلودگی نوری شهرها حتی با چشم غیر مصلح نیز تماشا کرد.

دانشمندان بزرگی نظیر عبدالرحمن صوفی و ... تا حدی کم این اجرام غیر ستاره ای (سحابی ها) را شناسایی میکردند و پس از آن با اختراع تلسکوپ اخترشناسان تعداد بیشتری از این توده های مه آلود را در آسمان مشاهده کردند و آنها را سحابی "به معنای ابر" که در زبان لاتین بانام "Nebula" خوانده میشود نامیدند.

با پیشرفت ایزارهای رصدی و تلسکوپ های نوین و جدید و فوق العاده بهتر نسبت به ابزارهای گذشته ستاره شناسان دریافتند که برخی ازاین به اصطلاح سحابی ها در واقع خوشه های ستاره ای یا کهکشانهای دور دست در فراسوی راه شیری (راه کاهکشان) هستند و در چنین مواردی مانند همین نام گذاری غلط برروی سایر اجرام به نام سحابی – نام سحابی به اشتباه مورد استفاده قرار می گرفته است.

با این حال اجرام "ابرهای گاز و غبار" پخش شده ی دربین ستارگان راه شیری (کهکشان خودمان) سحابی های واقعی ای هستند که از تجمع گازهای هیدروژنی و غبار درخشان و ابر مانند تشکیل شده اند که غالبا دارای شکل نامنظمی هستند.

تنها در کهکشان راه شیری ما چیزی در حدود هزاران سحابی کشف شده است که در بین آنان بیش از هزار سحابی سیاره نما شناسایی شده است که سحابی های سیاره نما به نوعی گورستان ستارگان میباشند و نمونه ی بارز این گورستانهای ستاره ای سحابی سیاره نمای اسکیمو یا NGC2392 با قدر 8 در صورت فلکی جوزا ویا دوپیکر است.

به طور کلی سحابی ها به سه دسته تقسیم میشوند :

1- سحابی نشری 2- سحابی بازتابی 3- سحابی تاریک

سحابی نشری :

سحابی هایی هستند که از برانگیخته شدن اتم های هیدروژن و اکسیژن داخلشان نور را گسیل و تابش میکنند و دارای یک یا چندین ستاره بسیار سوزان اند که معمولا به رنگ قرمز هستند.

"مثال بسیار خوبی از یک سحابی نشری سحابی بزرگ جبار است."

سحابی بازتابی :

اگر ستاره ها دمایی سردتر داشته و چگالی گازها در سحابی بیشتر یاشد آن ذرات گاز و غبار (سحابی) دیگر از خودش نور گسیل نمیکند،بلکه نور ستاره ی درون خودش را به ما بازتاب میکند و به رنگ آن ستاره ای که نورش را به ما بازتاب میکند در می آید. برای مثال اگر آن ستاره آبی رنگ باشد،آن سحابی نیز با رنگ آبی در آسمان می درخشد.

"مثال بسیار خوبی از سحابی های بازتابی،سحابی مادری است که ستاره های خوشه ی پروین (ثریا) را در برگرفته است."

سحابی تاریک :

ابری از گرد و غبار و گاز هیدروژن است که به علت نزدیک نبودن ستاره ای در مجاورت و اطراف آن،این ابر مه آلود (سحابی) نوری را از خودش عبور نمیدهد و به نوعی در فضای بین اطراف سحابی های تابان درخشنده ای که در همسایگی خود دارد به سختی دیده میشود.

به طور کلی مشاهده ی سحابی های تاریک فقط درصورتی ممکن است که در مقابل سحابی های نشری یا بازتابی قرار گیرند که در غیر این صورت چون این جرم بصورت یک جسم تاریک در فضا پراکنده است،هیچ چیز در آنجا دیده نمیشود و حس میشودکه چیزی در آنجا نیست !

"مثال برجسته ای از سحابی های تاریک،سحابی سراسب در صورت فلکی جبار است که به واسطه ی نور سحابی نشری جبار قابل مشاهده است."

سحابی سیاره نما :

جدا از این سه گروه اصلی،برخی از سحابی ها از ستاره هایی مانند خورشید تشکیل میشوند که خود در لیست سحابیهای نشری قرار میگیرند.

ستاره هایی همانند خورشید که در پایان عمر خود،یعنی در مرحله ی غول سرخی،لایه های بیرونی جو خود را بصورت ابرهایی در فضا می پراکنند و هنگامی که از فاصله دور به آنها نگاه میکنیم،درون تلسکوپ شکل و شمایل آنها مانند قرص سیاره ها نمایان میشود.

"مثال بسیار خوبی از سحابی های سیاره نما سحابی 57M در صورت فلکی چنگ رومی(شلیاق) و یا سحابی اسکیمو در صورت فلکی جوزا(دوپیکر) است.

 

 

 

 

تعریف نور

_{^{تعریف واقعی نور چیست؟}}

<sub><sup>تعریف دقیقی برای نور وجود ندارد، جسم شناخته شده یا مدل مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد. ولی لازم نیست فهم هر چیز بر شباهت مبتنی باشد. نظریه الکترومغناطیسی و نظریه کوانتومی با هم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می‌کنند که تمام پدیده‌های نوری را توجیه می‌‌کنند.

نظریه ماکسول درباره انتشار نور و بحث می‌‌کند در حالیکه نظریه کوانتومی بر هم کنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می‌‌دهد ازآمیختن این دو نظریه ،نظریه جامعی که کوانتوم الکترو دینامیک نام دارد،شکل می‌‌گیرد. چون نظریه‌های الکترو مغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده‌های مربوط به تابش بسیاری از پدیده‌های دیگر را نیز تشریح می‌کنند منصفانه می‌‌توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است. سرشت نور کاملاً شناخته شده است اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست؟
گسترده طول موجی نور
نور گستره طول موجی وسیعی دارد چون با نور مرئی کار می‌‌کنیم اغلب تصاویر و محاسبات در این ناحیه از گستره الکترومغناطیسی انجام می‌‌گیرد امّا روش‌های مورد بحث می‌‌تواند در تمام ناحیه الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار گیرند. ناحیه نور مرئی بر حسب طول موج از حدود 400 نانومتر (آبی) تا 700 نانومتر (قرمز) گسترده است که در وسط آن طول موج 555 نانومتر (نور زرد) که چشم انسان بیشترین حساسیت را نسبت به آن دارد یک ناحیه پیوسته که ناحیه مرئی را در بر می‌‌گیرد و تا فروسرخ دور گسترش می‌‌یابد. خواص نور و نحوه تولید سرعت نور در محیط‌های مختلف متفاوت است که بیشترین آن در خلاء و یا بطور تقریبی در هوا است در داخل ماده به پارامترهای متفاوتی بر حسب حالت و خواص الکترومغناطیسی ماده وابسته است. به‌وسیله کاواک جسم سیاه می‌‌توان تمام ناحیه طول موجی نور را تولید نمود. در طبیعت در طول موج‌های مختلف مشاهده شده امّا مشهورترین آن نور سفید است که یک نور مرکبی از سایر طول موج هاست. تک طول موج‌ها آن را به‌وسیله لامپ‌های تخلیه الکتریکی که معرف طیف‌های اتمی موادی هستند که داخلشان تعبیه شده می‌‌توان تولید کرد.
ماهیت‌های متفاوت نور

ماهیت ذره‌ای
ایزاک نیوتن در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت: پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌‌شوند. احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیط‌های همگن به نظر می‌‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌‌شوند که این امر را قانون می‌‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است.


ماهیت موجی
هم‌زمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629)طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با به کاربردن امواج اصلی و موجک‌های ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی اند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.


= ماهیت الکترومغناطیس === ماهیت‌های متفاوت نور

ماهیت ذره‌ای
ایزاک نیوتن در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت: پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌‌شوند. احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیط‌های همگن به نظر می‌‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌‌شوند که این امر را قانون می‌‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است.


ماهیت موجی
هم‌زمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629)طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با به کاربردن امواج اصلی و موجک‌های ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی اند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.

ماهیت‌های متفاوت نور ==
ماهیت ذره‌ای
ایزاک نیوتن در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت: پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌‌شوند. احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیط‌های همگن به نظر می‌‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌‌شوند که این امر را قانون می‌‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است.


ماهیت موجی
هم‌زمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629)طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با به کاربردن امواج اصلی و موجک‌های ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی اند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.


= ماهیت الکترومغناطیس === ماهیت‌های متفاوت نور

ماهیت ذره‌ای
ایزاک نیوتن در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت: پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌‌شوند. احتمالاً نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیط‌های همگن به نظر می‌‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌‌شوند که این امر را قانون می‌‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است.


ماهیت موجی
هم‌زمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629)طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با به کاربردن امواج اصلی و موجک‌های ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی اند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع.

ماهیت الکترومغناطیس
بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ما امروزه می‌‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌‌شود. گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی، تابش فروسرخ نور مرئی از قرمز تا بنفش، تابش فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می‌‌باشد.

ماهیت کوانتومی نور
طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام "فوتون" انجام می‌‌گیرد.


بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ما امروزه می‌‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌‌شود. گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی، تابش فروسرخ نور مرئی از قرمز تا بنفش، تابش فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می‌‌باشد.


ماهیت کوانتومی نور
طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام "فوتون" انجام می‌‌گيرد ماهیت الکترومغناطیس
بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ما امروزه می‌‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌‌شود. گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی، تابش فروسرخ نور مرئی از قرمز تا بنفش، تابش فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می‌‌باشد.

ماهیت کوانتومی نور
طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام "فوتون" انجام می‌‌گیرد.


بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ما امروزه می‌‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌‌شود. گسترده کامل امواج الکتروو مغناطیسی شامل: موج رادیویی، تابش فروسرخ نور مرئی از قرمز تا بنفش، تابش فرابنفش، پرتو ایکس و پرتو گاما می‌‌باشد.

ماهیت کوانتومی نور
طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول سده بیستم به وسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترو مغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترو مغناطیسی به مقدارهای گسسته‌ای به نام "فوتون" انجام می‌‌گیرد.


نظریه مکملی
نظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتون و هویگنس است. بنابرین گفته می‌‌شود که نور خاصیت دو گانه‌ای دارد بر خی از پدیده‌ها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آن را نشان می‌‌دهد و برخی دیکر مانند پدیده فتوالکتریک، پدیده کامپتون و ... با خاصیت ذره‌ای نور قابل توضیح هستند.

پرتوهای دیگر
برای این بخش از این مقاله منبعی نیامده‌است. لازم است بر طبق شیوه‌نامهٔ ارجاع به منابع منبعی برای آن ذکر شود.
فروسرخ:پرتو فروسرخ یا مادون قرمز تابشی است الکترومغناطیسی با طول موجی طولانی تر از نور مرئی اما کوتاهتر از تابش ریزموج. از آنجا که سرخ، رنگ نور مرئی با درازترین طول موج را تشکیل می‌دهد به این پرتو، فروسرخ یعنی پایین تر از سرخ می‌گویند.تابش فروسرخ طول موجی میان ۷۰۰ nm و ۱ mm دارد. گاما:با توجه به اینکه اشعه گاما دارای تشعشع الکترومغناطیسی است، آن فاقد بار و جرم سکون است. اشعه گاما موجب برهمکنشهای کولنی نمی‌گردد و لذا آنها برخلاف ذرات باردار بطور پیوسته انرژی از دست نمی‌دهند. معمولاً اشعه گاما تنها یک یا چند برهمکنش اتفاقی با الکترونها یا هسته‌های اتم‌های ماده جذب کننده احساس می‌کند. در این برهمکنش‌ها اشعه گاما یا بطور کامل ناپدید می‌‌گردد یا انرژی آن بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌یابد. اشعه گاما دارای بردهای مجزا نیست، به جای آن، شدت یک باری که اشعه گاما بطور پیوسته با عبور آن از میان ماده مطابق قانون نمایی جذب کاهش می‌یابد.فروپاشی گاما در فروپاشی گاما، هنگامی که یک هسته تحت گذارهایی از حالات برانگیخته بالاتر به حالات برانگیخته پایین‌تر یا حالت پایه آن می‌رود، تشعشع الکترومغناطیسی منتشر می‌گردد. معادله عمومی فروپاشی گاما بصورت زیر است:

AZX*-------->AZX + γ

که در آنX و X* به ترتیب نشان دهنده حالت پایه (غیر برانگیخته) و حالت با انرژی بالاتر است. قابل ذکر است که این فروپاشی با هیچ گونه تغییر در عدد جرمی (A) و عدد اتمی (Z) همراه نیست.

حالت برانگیخته هسته و حالت با انرژی پایین حاصل شده در اثر نشر پرتو گاما، فقط زمانی به عنوان ایزومر هسته‌ای در نظر گرفته می‌شود که نیمه عمر حالت برانگیخته به اندازه‌ای طولانی باشد که بتوان آن را به سادگی اندازه گیری نمود. زمانی که این حالت وجود داشته باشد، فروپاشی گاما به عنوان یک گذار ایزومری توصیف می‌گردد. اصطلاحات حالت نیمه پایدار یا حالت برانگیخته برای توصیف گونه‌ها در حالات انرژی بالاتر از حالت پایه نیز به کار می‌رود.

حالتهای فروپاشی گاما نشر اشعه گامای خالص: در این حالت فروپاشی گاما، اشعه گامای منتشر شده به‌وسیله یک هسته از یک فرآیند فروپاشی گاما برای کلیه گذارها بین ترازهای انرژی که محدوده انرژی آن معمولاً از 2 کیلو الکترون ولت تا 7 میلیون الکترون ولت است، تک انرژی است. این انرژیهای گذارها بین حالت کوانتومی هسته بسیار نزدیک هستند. مقدار کمی از انرژی پس زنی هسته با هسته دختر (هسته نهایی) همراه است، ولی این انرژی معمولاً نسبت به انرژی اشعه گاما بسیار کوچک بوده و می‌توان از آن صرفنظر کرد.


حالت فروپاشی بصورت تبدیل داخلی: در این حالت فروپاشی، هسته برانگیخته با انتقال انرژی خود به یک الکترون اربیتال برانگیخته می‌گردد، که سپس آن الکترون از اتم دفع می‌شود. اشعه گاما منتشر نمی‌شود. بلکه محصولات این فروپاشی هسته در حالت انرژی پایین یا پایه، الکترونهای اوژه، اشعه ایکس و الکترونهای تبدیل داخلی است. الکترونهای تبدیل داخلی تک انرژی هستند. انرژی آنها معادل انرژی گذار ترازهای هسته‌ای درگیر منهای انرژی پیوندی الکترون اتمی است.

با توجه به اینکه فروپاشی تبدیل داخلی منجر به ایجاد یک محل خالی در اربیتال اتمی می‌شود، در نتیجه فرآیندهای نشر اشعه ایکس و نشر الکترون اوژه نیز رخ خواهد داد.


حالت فروپاشی بصورت جفت: برای گذارهای هسته‌ای با انرژی‌های بزرگ‌تر از 1.02 میلیون الکترون ولت تولید جفت اگر چه غیر معمول است اما یک حالت فروپاشی محسوب می‌شود. در این فرآیند، انرژی گذرا ابتدا برای بوجود آمدن یک جفت الکترون – پوزیترون و سپس برای دفع آنها از هسته بکار می‌رود.

انرژی جنبشی کل داده شده به جفت معادل اختلاف بین انرژی گذار و 1.02 میلیون الکترون ولت مورد نیاز برای تولید جفت است. پوزیترون تولید شده در این فرآیند نابود خواهد شد.</sup></sub>

 

جایزه نوبل

تنهادوفیزیکدان زن موفق به دریافت جایزه نوبل شده‌اند
جوان‌ترین برنده در‌٢٥سالگی وپیرترین در‌٨٨سالگی نوبل فیزیک گرفتند



آلفرد نوبل در نوامبر 1895 آخرین وصیت خود را که اختصاص اموال و ماترکش به اعطای مجموعه جوایزی در رشته‌های شیمی، فیزیک، فیزیولوژی یا پزشکی و صلح بود مطرح کرد.

اعطای جوایز نوبل از سال 1901 آغاز شد که از آن زمان تا سال 2009 صد و سه جایزه نوبل در فیزیک اهدا شده است که البته در این میان در سال‌های 1916، 1931، 1934، 1940، 1941 و 1942 این جایزه اعطا نشد؛ اما چرا در این سال‌ها جوایزی برای فیزیک اعطا نشد؟

بر اساس آنچه در بیانیه انجمن نوبل آمده، اگر در سالی کار حائز اهمیتی که در بالا شرایط آن مطرح شد، ارائه نشود، مبلغ جایزه آن سال در بنیاد نوبل نگهداری می‌شود تا رقابت سال آینده برگزار شود.

به علاوه در طول جنگ‌های جهانی اول و دوم هیچ جایزه‌ای اعطا نشد، از طرف دیگر از این جوایز اعطا شده در رشته فیزیک 47 جایزه فقط به یک محقق، 28 جایزه به دو محقق و 28 جایزه مشترکا به سه دانشمند‌ اعطا شده است.

اما چرا این تقسیم جایزه صورت می‌گیرد؛ بر اساس بیانیه انجمن نوبل اگر کشف یا اختراعی حاصل تلاش دو یا سه نفر باشد یا دو کار ارائه شده، دارای اهمیت یکسان باشند، جایزه بین آنها تقسیم می‌شوند.

جایزه نوبل فیزیک تاکنون به 187 نفر اعطا شده است، از آنجا که جان باردین، دوبار جایزه نوبل فیزیک دریافت کرده ، 186 نفر دیگر از سال 1901 در این رشته این جایزه را اخذ کرده‌اند.

تاکنون جوان‌ترین دریافت کننده جایزه نوبل فیزیک لارنس براگ 25 ساله بوده که جایزه را در سال 1915 مشترکا با پدرش کسب کرد.

وی نه تنها جوانترین دریافت کننده جایزه نوبل فیزیک، بلکه جوانترین برنده نوبل در هر رشته دیگر محسوب می‌شود.

پیرترین برنده نوبل فیزیک نیز ریهوند دیویس جی آر 88 ساله بوده که این جایزه را در سال 2002 دریافت کرد.

برندگان جایزه نوبل از بین 183 نفر فقط دو زن بوده‌اند: ماری کوری برنده سال 1903 که نوبل شیمی را نیز در سال 1911 کسب کرد و ماریا جئوپرت مایر که سال 1963 نوبل فیزیک ، گرفت.

در کل 38 زن برنده جوایز نوبل در تمام رشته‌ها بوده‌اند.

برندگان چند نوبتی نوبل فیزیک نیز فقط جان باردین بوده که دوباره این جایزه را کسب کرد و ماری کوری هم یک نوبل فیزیک و یک نوبل شیمی گرفت.

به گزارش ایسنا، تاکنون جایزه نوبل فیزیک پس از مرگ به کسی اعطا نشده، چون طبق بیانیه انجمن نوبل از سال 1974 جایزه پس از مرگ به کسی تعلق نمی‌گیرد، مگر این که مرگ وی پس از اعلام برندگان جوایز نوبل رخ دهد.

قبل از سال 1974 جایزه نوبل فقط دو بار به محققان فوت شده اعطا شد: داگ هاماروسکجلد برنده نوبل صلح 1961 و اریک کارل فلد، برنده نوبل ادبیات در سال 1931. از برندگان خانوادگی نوبل فیزیک نیز ماری کوری و پیرکوری بودند که نوبل فیزیک را در سال 1903 دریافت کردند.

مادام کوری در سال 1911 برای بار دوم برنده جایزه نوبل شد که این بار نوبل شیمی را کسب کرد.

همچنین پدر و پسرهایی که مشترکا برنده جوایز نوبل فیزیک شده‌اند عبارتند از ویلیام براگ و لارنس براگ به (سال 1915)، نیلز بوهر(1922) و آگه ان بوهر (سال 1975)، مان سیگبان(1924) و کای ام سیگبان (1981)، جی جی تامسون( 1906) و جورج پگت تامسون (سال 1937).

 

9ویژگی مهم انیشتین

موضوع شگفت انگیز از زندگی آلبرت انیشتن.همگی ما می دانیم كه انیشتن این فرمول[e=mc2] را كشف كرد. اما واقعیت آن است كه چیز های كمی در مورد زندگی خصوصی اش می دانیم .
1-او با سر بزرگ متولد شد :
وقتی انیشتن به دنیا آمد او خیلی چاق بود و سرش خیلی بزرگ تا آنجایی كه مادر وی تصور می كرد، فرزندش ناقص است،اما بعد از چند ماه سر و بدن او به اندازه های طبیعی بازگشت .
2-اوخیلی دیر زبان باز کرد:
یکی دیگر از مشهورترین جنبه‌های کودکی اینشتین این است که او خیلی دیرتر از بچه‌های معمولی صحبت کردن را آغاز کرد. طبق ادعای خود اینشتین، او تا سن سه سالگی حرف زدن را آغاز نکرده بود و بعد از آن هم حتی تا سنین بالاتر از نه سالگی به سختی صحبت می‌کرد. به دلیل پیشرفت کند کلامی اینشتین، و گرایش او به بی‌توجهی به هر موضوعی که در مدرسه برایش خسته کننده بود و در مقابل توجه صرف او به مواردی که برایش جالب بودند باعث شده بود که برخی همچون خدمه منزل اینشتین او را کند ذهن بدانند. البته در زندگی اینشتین، این اولین و آخرین باری نبود که چنین انگ‌ها و نظرات آسیب شناسانه‌ای به او نسبت داده می‌شد.
3-حافظه اش به خوبی آنچه تصور می شود نبود :
مطمئنا انیشتن می توانسته كتابهای مملو از فرمول و قوانین را حفظ كند،اما برای به یاد آوری چیز های معمولی واقعا حافظه ضعیفی داشته است. او یكی از بدترین اشخاص در به یاد آوردن سالروز تولد عزیزان بود و عذر و بهانه اش برای این فراموشكاری، مختص دانستن آن [تولد ]برای بچه های كوچك بود.یا بطور مثال انیشتین سرعت صوت را از حفظ نمیدانست و وقتی از وی دراین مورد سوال میکردند میگفت اینها چیزهایی است که همه آنرا میدانند پس من وقتم را برای دانستن آنها تلف نمیکنم!
4-او ازداستانهای علمی-تخیلی متنفر بود :
انیشتن از داستانهای تخیلی بیزار بود. زیرا كه احساس می كرد ،آنها باعث تغییر درك عامه مردم ازعلم می شوند و در عوض به آنها توهم باطلی از چیز هایی كه حقیقتا نمی توانند اتفاق بیفتند میدهد.
به بیان او "من هرگزدر مورد آینده فكر نمی كنم،زیراكه آن به زودی می آید. به این دلیل او احساس می كرد كسانی كه بطور مثال بشقاب پرنده ها را می بینّند باید تجربه هایشان را برای خود نگه دارند.
5-او در آزمون ورودی دانشگاه اش رد شد:
درسال 1895 در سن 17 سالگی،انیشتن كه قطعا یكی از بزرگترین نوابغی است،كه تا كنون متولد شده،در آزمون ورودی دانشگاه فدرال پلی تكنیك سوییس رد شد.
در واقع او بخش علوم وریاضیات را پشت سر گذاشت ولی در بخش های باقیمانده، مثل تاریخ و جغرافی رد شد.وقتی كه بعدها از او در این رابطه سوال شد؛او گفت:آنها بی نهایت كسل كننده بودند، و او تمایلی برای پاسخ دادن به این سوالات را در خود آحساس نمی كرد.
6-علاقه ای به پوشیدن جوراب نداشت :
انیشتن در سنین جوانی یافته بود كه شصت پا باعث ایجاد سوراخ در جوراب می شود.سپس تصمیم گرفت كه دیگر جوراب به پا نكند و این عادت تا زمان مرگش ادامه داشت.
علاوه بر این او هرگز برای خوشایند و عدم خوشایند دیگران لباس نمی پوشید، او عقیده داشت یا مردم اورا می شناسند و یا نمی شناسند.پس این مورد قبول واقع شدن[آن هم از روی پوشش] چه اهمیتی میتواند داشته باشد؟
7-او فقط یكبار رانندگی كرد :
انیشتن برای رفتن به سخنرانی ها و تدریس در دانشگاه، از راننده مورد اطمینان اش كمك می گرفت. راننده وی نه تنها ماشین اورا هدایت می كرد، بلكه همیشه در طول سخنرانی ها در میان،شنوندگان حضور داشت.
انیشتن، سخنرانی مخصوص به خود را انجام می داد و بیشتر اوقات راننده اش، بطور دقیقی آنها را حفظ می كرد.
یك روز انیشتن در حالی كه در راه دانشگاه بود، باصدای بلند در ماشین پرسید:چه كسی احساس خستگی می كند؟
راننده اش پیشنهاد داد كه آنها جایشان را عوض كنند و او جای انیشتن سخنرانی كند،سپس انیشتن بعنوان راننده او را به خانه بازگرداند.
عدم شباهت آنها مسئله خاصی نبود.انیشتن تنها در یك دانشگاه استاد بود، و در دانشگاهی كه وقتی برای سخنرانی داشت، كسی او را نمی شناخت و طبعا نمی توانست او را از راننده اصلی تمییز دهد.
او قبول كرد، اماكمی تردید در مورد اینكه اگر پس از سخنرانی سوالات سختی از راننده اش پرسیده شود، او چه پاسخی خواهد داد، در درونش داشت.
به هر حال سخنرانی به نحوی عالی انجام شد، ولی تصور انیشتن درست از آب در آمد.دانشجویان در پایان سخنرانی انیتشن جعلی شروع به مطرح كردن سوالات خود كردند.
در این حین راننده باهوش گفت "سوالات بقدری ساده هستند كه حتی راننده من نیز می تواند به آنها پاسخ گوید"سپس انیشتن از میان حضار برخواست وبه راحتی به سوالات پاسخ داد،به حدی كه باعث شگفتی حضار شد.
8-الهام گر او یك قطب نما بود :
انیشتن در سنین نوجوانی یك قطب نمابه عنوان هدیه تولد از پدرش دریافت كرده بود.
وقتی كه او طرز كار قطب نما را مشاهده می نمود، سعی می كرد طرز كار آن را درك كند. او بعد از انجام این كار بسیار شگفت زده شد.بنابر این تصمیم گرفت علت نیروهای مختلف در طبیعت را درك كند .
9 -راز نهفته در نبوغ او :
بعد از مرگ انیشتن در 1955 مغز او توسط توماس تولتز هاروی برای تحقیقات برداشته شد.
اما اینكار بصورت غیر قانونی انجام شد.بعدها پسر انیشتن به او اجازه تحقیقات در مورد هوش فوق العاده پدرش را داد.
هاروی تكه هایی از مغز انیشتن را برای دانشمندان مختلف در سراسر جهان فرستاد. از این مطالعات دریافت می شود كه مغز انیشتن در مقایسه با میانگین متوسط انسانها،مقدار بسیار زیادی سلولهای گلیال كه مسئول ساخت اطلاعات هستند داشته است.همچنین مغز انیشتن مقدار كمی چین خوردگی حقیقی موسوم به شیار سیلویوس داشته، كه این مسئله امكان ارتباط آسان تر سلولهای عصبی را بایكدیگر فراهم می سازد.
علاوه بر اینها مغز او دارای تراكم و چگالی زیادی بوده است و همینطور قطعه آهیانه پایینی دارای توانایی همكاری بیشتر با بخش تجزیه و تحلیل ریاضیات است.

با این همه فقط او بود که اینشتین شد....