رشد فیزیک

فیزیک و آموزش فیزیک

نیروهای بنیادی

 FUNDAMENTAL FORCES

آنچه از نیروهای بنیادی عالم می دانیم به این قرار است که می توان آنها را به چهار نیروی بنیادی دسته بندی کرد. این نیروها به ترتیب افزایش قدرتشان ، عبارتند از : گرانش ، برهم کنش ضعیف ، الکترومغناطیس ، و برهم کنش قوی .

سوای گرانش ، تمام نیروهایی که ما در زندگی روزانه تجربه می کنیم با سختی، کشسانی و خواص سطحی ماده سر و کار دارند . همه ی این خواص از برهم کنش الکترومغناطیسی ناشی می شوند. برهم کنش قوی ، نیروی لازم برای نگه داشتن کوارک ها در کنار یکدیگر و تشکیل پروتون ها و نوترون ها را ، و همچنین نیروهای لازم بین پروتون ها و نوترون ها را که باعث تشکیل هسته ی اتم می شود ، فراهم می کند. واپاشی پرتوزای هسته ها نیز به نوع کاملا متفاوت دیگری از برهم کنش ، موسوم به برهم کنش ضعیف ، مربوط می شود. هر چند از این دو برهم کنش تجربه ی مستقیم و روزمره ای نداریم ، با این همه ، بدون وجود آنها ما هم وجود نداشتیم .

این چهار نیروی شناخته شده ی بنیادی ، با وجود آن که توضیح دهنده ی تمام نیروها و واپاشی های مشاهده شده هستند ، ممکن است تنها نیروهای بنیادی طبیعت نباشند. احتمال دارد نیروهای دیگری که فوق العاده ضعیف هستند نیز وجود داشته باشند که ما هنوز اثرات آنها را مشاهده نکرده ایم.  

در نظریه ماده ای که  مدل استاندارد نامیده می شود ، معلوم شده است که این چهار برهم کنش برای توصیف همه ی خواص ماده کافی نیستند. نوع دیگری از برهم کنش نیاز است تا منشاء پیدایش جرم تمام ذرات را توضیح بدهد . هنوز دقیقا معلوم نیست که این بر هم کنش جدید دارای چه شکلی است. این برهم کنش که در آغاز دهه ی ۱۹۹۰ خیلی بر سر زبان ها افتاد به نظریه ی نیروی پنجم موسوم است که بر پایه ی برخی  ناهنجاری های ظاهری میدان نیروی گرانشی استوار است.

لینک های مرتبط

http://www.geocities.com/angolano/Astronomy/FundamentalForces.html

http://www.lbl.gov/abc/wallchart/chapters/04/0.html

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/forces/funfor.html#c2

http://www.britannica.com/nobel/micro/222_94.html

http://www.particleadventure.org/particleadventure/frameless/4interactions.html

  
نویسنده : روح اله خلیلی بروجنی ; ساعت ۱۱:٤٥ ‎ب.ظ روز ۱۳۸۳/۳/۳۱
تگ ها :

تاره ها

ABOUT WHISKERS

 

تاره ، تک بلوری است با قطر بسیار کم در حدود یک میکرون تا یک نانومتر و استحکام کششی بسیار زیاد که در بعضی موارد از حدود ۱۰۹ نیوتون بر متر مربع تجاوز می کند. با توجه به چگونگی و روش رشد بلور تاره ممکن است طول آن به چند سانتی متر و یا بیشتر برسد.

 

معمولا به دو روش متفاوت بلور تاره را رشد می دهند . در روش مستقیم از بخار فوق اشباع عنصر یا ترکیب مورد نظر استفاده می شود و بلور تاره به طور مستقیم از بخار به جامد رشد می کند. اما در روش غیر مستقیم ( بخار - مایع - جامد ) که روش بیرون کشیدن تاره از ماده ی مذاب نیز نامیده می شود ، از ناخالصی هایی استفاده می شود که نقش مهمی در رشد تاره دارند.

 

تاره ها در قطعات الکترونیکی مینیاتوری برای اتصالات کوتاه بکار می روند. در مواردی نیز با افزودن تعداد زیادی تاره به مواد دیگر ، می توان استحکام آن مواد را به میزان بسیار زیادی افزایش داد.

 

لینک های مرتبط 

 

http://whatis.techtarget.com/definition/0,,sid9_gci813318,00.html

 

http://unit.aist.go.jp/greenlife/ssc/fom/english/scclo.htm

  
نویسنده : روح اله خلیلی بروجنی ; ساعت ۱:٠٤ ‎ق.ظ روز ۱۳۸۳/۳/٢٦
تگ ها :

تاکیون ها

TACHYON

آیا ذراتی را می شناسید که سرعت حرکت آنها بیشتر از سرعت نور باشد؟ چنین ذراتی را تاکیون نامیده اند که از واژه ی یونانی به معنی سریع گرفته شده است. هر چند در نسبیت خاص اینشتین هیچ ذره ای اجازه ندارد که سرعتش بیشتر از سرعت نور شود اما این موضوع ، وجود ذراتی را که همواره سریع تر از نور حرکت می کنند و حرکت شان هرگز به سرعتی کمتر از سرعت نور قابل کاهش نیست ، نفی نمی کند.

در دهه ی 1960 و اوایل دهه ی 1970 فیزیکدانان بسیار مشتاق بودند که بدانند آیا تاکیون ها وجود دارند یا خیر ؟ در اواخر دهه ی 1960 چندین کاوش تجربی در این زمینه انجام شد . یکی از مشکلات این کاوش ها ماهیت نامعین هدف این کاوش ها و  آزمایش ها بود . اما آنچه قابل ذکر است این است که در آن جست و جوها ، و جست و جوهایی که تا به امروز انجام شده است ، هیچ گونه گواه تجربی برای وجود تاکیون ها به دست نیامده است .

لینک های مرتبط  

http://www.macalester.edu/astronomy/people/chrissy/Links/Tachyon.html

http://www.daviddarling.info/encyclopedia/T/tachyon.html

http://www.cakes.mcmail.com/StarTrek/tachyon.htm

http://www.makemillions.bizland.com/tachyons.htm

  
نویسنده : روح اله خلیلی بروجنی ; ساعت ۱٢:٥۱ ‎ق.ظ روز ۱۳۸۳/۳/٢٥
تگ ها :

فرمیون ها و بوزون ها

فرمیون ها و بوزون ها

همه ی مواد موجود در طبیعت از دو نوع ذره ی بنیادی به نام فرمیون ها و بوزن ها تشکیل شده اند. تفاوت فرمیون ها و بوزن ها در اسپین آنها می باشد به طوری که اسپن فرمیون ها نیمه درست و اسپین بوزن ها عددی درست است. همه ی انواع ذرات دست کم از دو خاصیت ذاتی جرم و اسپین برخوردارند. جرم خاصیتی آشنا برای تمام مواد است که به همان صورتی که برای اجسام بزرگ مقیاس در نظر گرفته می شود ، در مورد کوچک ترین اجزا تشکیل دهنده ی ماده نیز کاربرد دارد . اسپین خاصیت ظریف تری است که در اجسام بزرگ مقیاس به سادگی قابل شناسایی نیست . اسپین ، در واقع ، خاصیتی است که در قرن بیستم کشف شد تا رفتار بی هنجار الکترون ها را در میدان مغناطیسی توضیح دهد.

هر تقارنی که در جست و جوی ارتباط میان فرمیون ها و بوزون ها ، یعنی ذراتی با اسپین های متفاوت ، باشد ابَرَتقارن نامیده می شود. و اما ابَرَگرانش ، نظریه ای پیشنهادی در فیزیک بنیادی است که ابرتقارن و گرانش را در هم می آمیزد.  اولین نظریه ی ابرگرانش  توسط سه فیزیکدان در سال 1976 فرمول بندی شد.

لینک های مرتبط

http://zebu.uoregon.edu/~js/glossary/supergravity.html

http://citebase.eprints.org/cgi-bin/citations?id=oai:arXiv.org:hep-ph/9311362

http://en.wikipedia.org/wiki/Supergravity

  
نویسنده : روح اله خلیلی بروجنی ; ساعت ۱٠:٤٠ ‎ب.ظ روز ۱۳۸۳/۳/٢۳
تگ ها :

پیروالکتریسیته

Pyroelectricity

پیرو در زبان یونانی به معنای آتش است و برای واژه پیروالکتریسیته در زبان فارسی واژه تَف الکتریسیته جایگزین شده است . این پدیده از جمله پدیده های قدیمی است که برای نخستین بار 314 قبل از میلاد توسط  تئوفراستوس به صورت توانایی جذبی که تورمالین هنگام گرم شدن به دست می آورد شناخته شد. قطبیدگی الکتریکی مواد تَف الکتریک ، بنا بر خصلت ذاتی آنها ، با تغییر دما تغییر می کند. برای دیدن این پدیده به صورت یک شبیه سازی ساده اینجا را کلیک کنید .

تغییر قطبیدگی حاصل از گرم شدن ماده ی تَف الکتریک بر اثر تابشی که در گستره ی انرژی وسیعی از فروسرخ دور تا آن سوی فرابنفش قرار دارد ، به کاربرد فراوان این خاصیت در وسایل مختلفی از جمله آشکار سازهای فروسرخ ، دریابه های دما ، دریابه های حرکت ، گرماسنج ها ، تصویرگیرهای گرمایی ، و لامپ های ویدیکون تَف الکتریک منجر شده است.

لینک های مرتبط

http://en.wikipedia.org/wiki/Pyroelectricity

http://nina.ecse.rpi.edu/shur/Tutorial/GaNtutorial1/sld030.htm

 

  
نویسنده : روح اله خلیلی بروجنی ; ساعت ۱۱:٥٦ ‎ب.ظ روز ۱۳۸۳/۳/٢۱
تگ ها :

بلورهای مایع

     

بلورهای مایع در سال 1888 میلادی توسط Friedrich Reinitzer هنگام مطالعه و بررسی کلسترول در گیاهان کشف شد ولی نه تنها خود کاشف آن از ماهیت آنچه مشاهده کرده بود کاملا آگاه نبود بلکه تا همین دهه های اخیر به صورت یک پدیده جالب توجه به آن نگاه می شد . بلورهای مایع موادی هستند که خواص ساختاری و مکانیکی آنها چیزی بینابین خواص مایع ها و بلورهاست . فهم و درک این حالت ماده برای دانشمندان قرن هاس نوزدهم و بیستم کار ساده ای نبوده است. در اوایل دهه ی 1970میلادی  اولین دسته از مواد بلورهای مایع پایدار به صورت تجاری ساخته شدند و از آن در ساخت صفحه های  Liquid Crystal Display  استفاده شد.

 در بلورها ، اتم ها یا مولکول ها در شبکه های تناوبی منظم آرایش می یابند . و بدین ترتیب ، در مقیاس میکروسکویکی ، بلورها نظم بسیار زیادی دارند . به طوری که اگر مکان یک اتم یا  یک مولکول مشخص شود ، مکان مولکول های دیگر را می توان با اطمینان نسبتا زیادی  حتی در فواصل دور هم تعیین کرد.

در مایع ها اتم ها و مولکول ها تقریبا آزادنه حرکت می کنند و روی یکدیگر می لغزند و در مقیاس میکروسکوپیکی بسیار نامنظم اند . اما به دلیل نیروی دافعه ی کوتاه برد میان اتم ها یا مولکول های مایع ،  تا اندازه ای در مایع ها نظم کوتاه بردی دیده می شود. از آنجا که نظم مکانی دور برد در مایع ها وجود ندارد ، مایع ها در مقابل تغییر شکل برشی مقاومتی از خود نشان نمی دهند و تحت تاثیر وزن یا نیروهای دیگر به آزادی جریان می یابند.

نظم ساختاری بلورهای مایع ، چیزی بینابین نظم ساختاری مایع و جامد است . شکل زیر تفاوت بین سه حالت مختلف جامد ، بلور مایع و مایع را نشان می دهد.

       

لینک های مرتبط

http://moebius.physik.tu-berlin.de/lc/lcs.html

http://www.lci.kent.edu/lc.html

http://plc.cwru.edu/tutorial/enhanced/files/lc/Intro.htm

http://www.ilcsoc.org

  
نویسنده : روح اله خلیلی بروجنی ; ساعت ۱٢:۳٧ ‎ق.ظ روز ۱۳۸۳/۳/٢٠
تگ ها :

نظریه ابرریسمان

     

در مطالعات و بررسی های مرسوم در فیزیک کوانتومی نسبیتی ، ذرات بنیادی را به صورت نقاط ریاضی و بدون گستردگی فضایی در نظر میگیریم. این رهیافت موفقیت های بسیار چشمگیری داشته است ، ولی در انرژی های خیلی خیلی زیاد یا فاصله های بسیار بسیار کوتاه که بزرگی میدان گرانشی با بزرگی نیروهای هسته ای و الکترو مغناطیسی قابل مقایسه می شود این رهیافت با شکست رو به رو می شود. در سال 1974 ژوئل شرک و جان شوارتز به منظور غلبه بر این مشکل توصیف وحدت یافته ای از ذرات بنیادی را بر اساس منحنی های یک بعدی بنیادی به نام ریسمان مطرح کردند . به نظر میرسد که نظریه های ریسمان از هر نوع ناسازگاری که در تمام تلاش های قبلی دست یابی به نظریه ای وحدت یافته برای توصیف گرانش و سایر نیرو ها ایجاد مزاحمت کرده است ، مبراست . نظریه ابرریسمان که در آنها از نوع خاصی تقارن به نام ابرتقارن ، بهره گیری می شود ،  بیشترین امیدواری را برای ارائه ی نتایج واقع بینانه پدید آورده اند.

لینک های مرتبط

   http://superstringtheory.com/basics/index.html

http://www.theory.caltech.edu/people/jhs/strings/string13.html

http://www.superstringtheory.fanspace.com

http://www.superstringtheory.fanspace.com

 

 

  
نویسنده : روح اله خلیلی بروجنی ; ساعت ۱٢:۱۸ ‎ق.ظ روز ۱۳۸۳/۳/۱٩
تگ ها :

شایعه وقوع زلزله در تهران

الان ( 17 خرداد 83) که در حال نوشتن این یادداشت هستم شایعه وقوع زلزله در تهران تا ساعاتی دیگر قوت یافته است. حتی برخی از مردم از خانه های خود بیرون آمده اند و در خیابان ها و پارک ها به سر می برند و منتظرند که زلزله بیاید !!!

افزون بر این در خبری خواندم در پی پیش‌بینی زلزله قریب‌الوقوع تا روز یکشنبه آینده، حدود 70 درصد دانشجویان شهرستانی، خوابگاه دانشگاه شریف  را به مقصد نقاط امن ترک نموده‌اند! این شایعه بر اساس صحبتی است که دانشجویان دانشگاه صنعتی شریف به نقل ازدکتر  رحیمی‌تبار عنوان کرده‌اند که زلزله‌ای تا روز یکشنبه هفدهم خرداد ماه  در 70 کیلومتری جنوب غربی شهر تهران به احتمال 37% یا در استان سمنان به احتمال 63% به وقوع خواهد پیوست و استاد نامبرده امتحانات خود را از روزهای ذکر شده به شهریور ماه موکول نموده و اعلام کرده که خود و خانواده‌اش به مسافرت می‌روند.

دکتر رحیمی تبار از دانشکده فیزیک شریف دکترای خود راگرفته است. او تنها در سه سال گذشته بیش از ده مقاله در مجلات بسیار معتبر فیزیک دنیاهمچون فیزیکال ریویو لتر چاپ کرده است. تخصص اصلی او در فیزیک ماده چگال، آشوب وفیزیک آماری است. او سالها در مرکز تحقیقات فیزیک نظری و ریاضیات که شاید آن را می توان معتبرترین مرکز غیر دانشگاهی کشور نامید مشغول به تحقیق بوده است. او در مقاله های اخیر خود  روشی در کشف علائم  در امواجی که به ظاهر نوفه به نظر می رسند، ارایه داده است. ظاهرا او از همین روش برای پیش بینی چند زلزله در دقایق کوتاهی قبل از آن استفاده کرده است*. اما از آنجایی که این کار هنوز در جایی به چاپ نرسیده در مورد درستی یا دقت آن نمی توان قضاوتی ارایه داد.از طرفی رییس پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی ومهندسی زلزله ،اعلام کرد که پیش بینی پیرامون وقوع زلزله درروزهاى آینده در تهران ، پایه و اساس علمی ندارد و فقط یک شایعه است.

همچنین در خبر ساعت ۲۱  امشب از قول آقای دکتر رضا منصوری گفته شد که پروژه پیش بینی زلزله در دانشگاه شریف در مرحله آزمایش است و هنوز قطعی نشده است! ایشان همچنین گفتۀ رییس پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله را تایید کردند. 

 -------------------------------------------------------------------------------------------

به گزارش ایلنا ، به گفتۀ دکتر محمدرضا رحیمى تبار عضو هیئت علمى دانشگاه صنعتى شریف به توصیف تکنیکی می پردازد که قادر است معادله تصادفى یک مجموعه داده تصادفى را با دقت زیادى تعیین نماید. همچنین در این تکنیک یک طول مشخصه معرفى شده که به نام طول ماکاروف معروف شده است. به گفته دکتر رحیمی تبار گروه وی  در قالب یک طرح تحقیقاتى با بررسى داده هاى چند صد زلزله مشاهده کرده اند  که قبل از وقوع زلزله طول ماکاروف داده هاى تصادفى که لرزه نگارها دریافت مى کنند تغییر کرده و مقدار آن افزایش مى یابد. رحیمى تبار ادامه داد؛ این الگوریتم قدرت تشخیص زلزله را در دقایقی قبل از وقوع آن داراست!

---------------------------------------------------------------------------------------------

 لینک های مستقیم

سایت آونگ ( از فیزیک تا آموزش فیزیک)

بسته های آموزشی فیزیک ( با برترین کیفیت و استاندارد جهانی آموزش فیزیک )

بستۀ آموزشی فیزیک 1 و آزمایشگاه

فیزیک دانشگاهی ( ویرایش 13 سال 2012)

علوم نانو به همراه نرم افزار

المپیاد فیزیک

درک فیزیک

 

  
نویسنده : روح اله خلیلی بروجنی ; ساعت ۱:٠۱ ‎ق.ظ روز ۱۳۸۳/۳/۱٧
تگ ها :

آموزش بهتر علوم زمین

Physics teaching comes down to earth 

به گفته کریس کینگ و پیتر کنت از گروه آموزش دانشگاه کیل در بریتانیا ، آموزش فیزیک در مدارس را می توان با ارتباط دادن آن با علوم زمین جذاب تر کرد. کینگ و  کنت با بررسی برنامه فیزیک دانش آموزان ۱۱ تا ۱۶ ساله ، زمینه هایی یافته اند  از جمله الکتریسیته و مغناطیس ، که می توان با استفاده از علوم زمین در آنها وضع را بهتر کرد. 

کینگ و  کنت عضو انجمن معلمان علوم زمین  (ESTA) هستند و می گویند برای آموزش بهتر علوم زمین روشن است که باید بین این علوم و رشته های سنتی علوم - فیزیک ، شیمی و زیست شناسی - ارتباط برقرار کرد. علوم زمین موضوع های متنوعی برای بهبود آموزش این دروس فراهم می کند ، چون با استفاده از آن می توان به دانش آموزان ،به ویژه دختران ، کمک کرد تا مفاهیم فیزیکی را به دنیای اطرافشان نزدیک تر کنند. قرار است موسسه فیزیک ، انجمن سلطنتی شیمی ، و موسسه زیست شناسی ، در برنامه مشترک آموزش زمین(JESEI)  با  ESTA همکاری کنند. طرح JESEI در حال تهیه است و زمینه های عمده ای که میتوان در آموزش آنه از علوم زمین استفاده کرد به شرح زیر است :

الکتریسیته و مغناطیس ، نیرو و حرکت  ، نور و صوت  ، امواج ، رادیو اکتیویته 

  
نویسنده : روح اله خلیلی بروجنی ; ساعت ٢:۱۳ ‎ب.ظ روز ۱۳۸۳/۳/۱٠
تگ ها :

LHC

مرکز CERN در آستانه یکی از فلسفی ترین آزمایش های فیزیکی قرار دارد . آزمایشی که ممکن است در مدت بسیار کوتاهی به یکباره تمام تصور فیزیکی انسان از کیهان را دگرگون کند. این پروژه LHC - The Large Hadron Collider نام گرفته است. ویژگی پروژه LHC آن است که حجم عظیمی از داده های خام در بازه ی زمانی بسیار کوتاهی تولید می شوند که باید برای ذخیره سازی و پردازش آنها تدابیر ویژه ای اندیشیده شود. مسئولان این پروژه در CERN می خواهند تا ده ها پتابایت ( ۱۰ به توان ۱۵ یا یک میلیون گیگا بایت ) داده ای که هر سال از مجموعه آزمایش های این پروژه تولید میشود را در سطح شبکه ذخیره سازی کنند و آن را در دسترس هزاران فیزیکدانی که قرار است بر روی این پروژه تحقیق و مطالعه کنند ، قرار دهند. علاوه بر مشکل ذخیره سازی چنین حجمی از داده ها ، CERN با مشکل توان پردازشی لازم برای پردازش حجم بالای داده های خام نیز روبرو است.

در یک محاسبه نمادین برآورد شده است که برای ذخیره کردن این حجم از داده ها بر روی CD های معمولی ، به ستونی از CD به ارتفاع ۲۰ کیلومتر و برای پردازش این مقدار داده ، به توان پردازشی ای معادل ۱۰۰ هزار دستگاه PC نیاز خواهد بود.

برای مطالعه بیشتر در این زمینه به لینک های زیر مراجعه کنید.

LHC - The Large Hadron Collider Home Page

 LHC General Info

  
نویسنده : روح اله خلیلی بروجنی ; ساعت ۱٢:٥٢ ‎ب.ظ روز ۱۳۸۳/۳/٥
تگ ها :

گزارش حضور در جمع همکاران محترم فیزیک استان گیلان

 

چند روزی است که به دلایل مشغله ای خاص ، فرصت نوشتن گزارش حضور در جمع صمیمی برخی از همکاران محترم فیزیک استان گیلان (روز پنج شنبه ۳۱/۲/۸۳ )برایم میسر نبود. با این حال سعی میکنم اشاره ای کوتاه به آن داشته باشم. در این جلسه پنج ساعته ، جمعی از دبیران فیزیک نواحی دو گانه  رشت و همچنین  سرگروههای شهرهای مختلف استان حضور داشتند. در این جمع نیز صحبت از آموزش و اهمیت آن و همچنین تغییرات انجام شده در برنامه درسی فیزیک در دوره های متوسطه و پیش دانشگاهی بود . دوست و سرور عزیزم آقای جعفر مهرداد ¤ نیز بنا به دعوت قبلی در جمع ما حضور داشتند که در سخنرانی خود ، نگاهی اجمالی  به وضعیت آموزش فیزیک در ایران و به ویژه استان گیلان داشتند . ایشان با تاکید بر اهمیت آموزش و پرورش بر رشد و توسعه همه جانبه کشورها ، اشاره نمودند که تا زمانی که آموزش در این کشور نهادینه نشود تحولی چشمگیر رخ نخواهد داد و اعتقاد داشتند آموزش و پرورش از نظر اهمیت در ردیف آب و نان مردم است.

¤ آقای جعفر مهرداد یکی از دبیران با سابقه فیزیک ایران هستند که فعالیت خود را از اواسط دهه۳۰ در استان گیلان شروع نمودند و پس از چند سال به تهران آمدند و  اوایل دهه ۶۰ که بازنشسته شدند .ایشان علاوه برتدریس فیزیک - که تا پیش از باز نشستگی به آن میپرداختند -  پژوهشگری فعال در حوزه های مختلفی همچون آموزش فیزیک ، فلسفه ، ادبیات و تاریخ نهضت جنگل می باشند.شعر معروف گل پامچال یکی از سروده های ایشان است که مربوط به اوایل دهه ۳۰ می باشد. مصاحبت با ایشان ، همواره برای من یک غنیمت است که هیچ گاه از آن خسته نمی شوم.  (گفت و شنود با آقای مهرداد رشد فیزیک ۶۴)

عکس جمعی از همکاران محترم فیزیک استان گیلان freewebs.com/roshdephysics/Rasht83.jpg

  
نویسنده : روح اله خلیلی بروجنی ; ساعت ۱٢:٠۸ ‎ب.ظ روز ۱۳۸۳/۳/٤
تگ ها :