شیمی آلی

 

 

 

 

شیمی آلی بخشی از دانش شیمی است که به بررسی هیدروکربن‌ها می‌‌پردازد. به همین دلیل به آن شیمی ترکیبات کربن نیز گفته می‌شود.

پسوند «آلی» یادگار روزهایی است که مواد شیمیایی را بسته به این که از چه منبعی به دست می‌آمدند، به دو دسته معدنی و آلی تقسیم می‌کردند. مواد معدنی آنهایی بودند که از معادن استخراج می‌شدند و مواد آلی آنهایی که از منابع گیاهی یا حیوانی یعنی از موادی که توسط موجودات زنده تولید می‌شدند، به دست می‌آمدند. در واقع تا پیرامون سال ۱۸۵۰ بسیاری از شیمیدانان معتقد بودند که خاستگاه مواد آلی باید موجودات زنده باشند و در نتیجه این مواد را هرگز نمی‌توان از مواد معدنی سنتز نمود.

حتی پس از آن که مشخص شد این مواد لزوماً نبایستی از منابع زنده به دست آیند و می‌توان آنها را در آزمایشگاه سنتز کرد، باز هم مناسبت داشت تا نام آلی برای توصیف آنها و موادی همانند آنها حفظ شود. این تقسیم‌بندی بین مواد معدنی و آلی تا به امروز حفظ شده است.

متن پررنگ== شیمی کربن == موادی که از منابع آلی به دست می‌آیند، در یک خصوصیت مشترکند: همه آنها دارای عنصر کربن هستند.

امروزه اگر چه هنوز بسیاری از ترکیبات کربن به آسانی از منابع گیاهی و جانوری بدست می‌آیند، ولیکن بسیاری از آنها نیز سنتز می‌شوند. از ترکیبات گاهی از مواد معدنی مانند کربناتها و سیانیدها سنتز می‌شوند ولی غالباً از سایر مواد آلی تهیه می‌گردند.

دو منبع بزرگ مواد آلی که از آنها مواد آلی ساده تأمین می‌شوند، نفت و ذغال سنگ است. (هر دو اینها از مفهوم قدیمی «آلی» بوده و فراورده تجزیه (کافت) گیاهان و جانوران هستند). این ترکیبات ساده به عنوان مصالح ساختمانی در ساختن ترکیبات بزرگ‌تر و پیچیده‌تر مصرف می‌شوند.

نفت و زغال سنگ سوختهای فسیلی هستند که در طی هزاران سال بر روی هم انباشته شده وغیر قابل جایگزینی هستند. این مواد، بویژه نفت، جهت رفع نیازهای انرژی که به طور دائم در حال افزایش است، با سرعت خطرناکی مصرف می‌گردند. امروزه کمتر از ۱۰٪ نفت برای ساختن مواد شیمیائی مصرف می‌شود و قسمت اعظم آن برای تولید انرژی سوزانده می‌شود. خوشبختانه منابع دیگری برای ایجاد نیرو از قبیل منبع خورشیدی، گرمای زمین، باد، امواج، جزر و مد و انرژی هسته‌ای وجود دارد.

اما چگونه می‌توان منبع دیگری به جای مواد آلی پیدا نمود؟ البته در نهایت باید به جایی که سوختهای سنگواره‌ای از آنجا ناشی می‌شوند یعنی توده زیستی برگشت، اما این بار به طور مستقیم و بدون دخالت هزاران سال. توده زیستی قابل تجدید است و چنانچه به طور مناسب مصرف شود، تا زمانی که ما بر روی این سیاره بتوانیم وجود داشته باشیم آن هم باقی می‌ماند. در ضمن می‌گویند که نفت با ارزش‌تر از آن است که سوزانده شود.

چه خصوصیتی در ترکیبات کربن وجود دارد که آنها را از ترکیبات مربوط به صد و چند عنصر دیگر جدول تناوبی متمایز می‌سازد؟ لااقل قسمتی از این جواب به نظر می‌رسد که چنین باشد: تعداد بسیار زیادی از ترکیبات کربن وجود دارند که مولکولهای آنها می‌توانند بسیار بزرگ و پیچیده باشد.

تعداد ترکیباتی که دارای کربن هستند چندین برابر بیشتر از تعداد ترکیبات بدون کربن است. این مواد آلی در خانواده‌های مختلف قرار می‌گیرند، و معمولاً در بین مواد معدنی، همتایی ندارند.

مولکولهای آلی شامل هزاران اتم شناخته شده‌اند، و ترتیب قرار گرفتن اتمها حتی در مولکولهای نسبتاً کوچک بسیار پیچیده است. یکی از مسایل اصلی در شیمی آلی، آگاهی از طرز قرار گرفتن اتمها در مولکولها و یا تعیین ساختمان ترکیبات است.

راه‌های زیادی برای شکستن این مولکولهای پیچیده و یا نوآرایی آنها برای ایجاد مولکولهای جدید وجود دارد؛ روشهای مختلفی برای اضافه نمودن اتمهای جدید به این مولکولها و یا جایگزین نمودن اتمهای جدید به جای اتمهای قدیم وجود دارد. بخش کلان شیمی آلی به پژوهش در مورد این واکنشها اختصاص دارد، یعنی تشخیص این که این واکنشها کدامند، چگونه انجام می‌شوند و چگونه می‌توان از آنها برای سنتز یک ترکیب دلخواه استفاده نمود.

اتمهای کربن می‌توانند به میزانی که برای اتم هیچ عنصر دیگری مقدور نیست، به یکدیگر بپیوندند. اتمهای کربن می‌توانند زنجیرهایی شامل هزاران اتم و یا حلقه‌هایی با اندازه‌های متفاوت ایجاد نمایند؛ زنجیرها و حلقه‌ها می‌توانند دارای شاخه و پیوندهای عرضی باشند. به اتمهای کربن این زنجیرها و حلقه‌ها، اتمهای دیگری که عمدتاً هیدروژن و همچنین فلوئور، کلر، برم، ید، اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، فسفر و سایر اتمهای گوناگون میپیوندد.

هر آرایش مختلف از اتمها مربوط به ترکیب متفاوتی است، و هر ترکیب یک رشته ویژگیهای شیمیایی و فیزیکی ویژه خود را دارد. از این رو غیرمنتظره نیست که امروزه بیشتر از ده میلیون ترکیب شناخته شده کربن وجود داشته باشد و هر سال به این تعداد نیم میلیون ترکیب تازه افزوده گردد. تعجب‌آور نیست که بررسی این ترکیبات، رشته ویژه‌ای را در شیمی به خود اختصاص دهد.

شیمی آلی اهمیت فوق‌العاده زیادی در تکنولوژی دارد و در واقع، شیمی رنگدانه‌ها و داروها، کاغذ و جوهر، رنگهای نقاشی و پلاستیکها، بنزین و تایرهای لاستیکی است؛ همچنین، شیمی غذایی است که می‌خوریم و لباسی است که می‌پوشیم.

شیمی آلی شالوده زیست‌شناسی و پزشکی است. ساختمان موجودات زنده، به غیر از آب، عمدتاً از مواد آلی ساخته شده‌اند؛ مولکولهای مورد بحث در زیست‌شناسی مولکولی همان مولکولهای آلی هستند. زیست‌شناسی در مقیاس مولکولی همان شیمی آلی است.

شاید دور از انتظار نباشد که بگوئیم ما در عصر کربن زندگی می‌کنیم. هر روزه، روزنامه‌ها ذهن ما را متوجه ترکیبات کربن نظیر کلسترول و چربیهای اشباع نشده، هورمونها و استروئیدها، حشره‌کشها و فرومونها، عوامل سرطانزا و شیمی درمانی، DNA و ژنها می‌نمایند. به خاطر نفت، جنگها به راه افتاده است.

وقوع دو فاجعه بشریت را تهدید می‌کند و هر دو ناشی از تجمع ترکیبات کربن در جو است؛ یکی نازک شدن لایه ازن که عمدتاً به واسطه وجود کلروفلوئورو کربنها است و دیگری پدیده گلخانه که به خاطر حضور متان، کلروفلوئور و کربنها و سرآمد همه کربن دی‌اکسید است.

شاید به همین مناسبت بوده است که مجله Science در سال ۱۹۹۰، الماس را که یکی از فرمهای آلوتروپی کربن است به عنوان مولکول سال انتخاب کرده است. و مولکول آلوتروپ تازه‌یاب فولرن باکمینستر کربن ۶۰ (buckminsterfullerene-C۶۰) است که هیجان بسیاری را در دنیای شیمی ایجاد کرده است، هیجانی که از زمان ککوله تاکنون دیده نشده است.

 

                                                                           منبع:سایت ویکیپدیا

بلوتوث

 

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

 

بلوتوث (به انگلیسی: Bluetooth) یک استاندارد صنعتی برای شبکه‌های شخصی بیسیم می‌باشد که با عنوان استاندارد IEEE ۸۰۲٫۱۵٫۱ نیز شناخته می‌شود. این شبکه در حوزهٔ رایانه‌های شخصی و لوازم الکترونیکی شخصی مانند گوشی‌های تلفن همراه ، دوربین‌های دیجیتال و ‌پی‌دی‌ای‌ها (Personal Digital Assistants) کاربرد دارد و راهی امن، ارزان قیمت و در دسترس عموم برای انتقال بی‌سیم اطلاعات بین دستگاه‌های دیجیتال از راه بسامد رادیویی برد کوتاه فراهم می‌کند.

رابط بلوتوث به یو‌اس‌بی که سخت‌افزار ارتباط بلوتوث را از راه درگاه یو‌اس‌بی فراهم می‌کند

فهرست مندرجات

 

 

• ۱ تاریخچه و ریشه‌شناسی
• ۲ کاربردها
• ۳ اطلاعات فنی
  • ۳.۱ نحوه کارکرد
  • ۳.۲ مشخصات فنی
• ۴ نسخه‌های مختلف استاندارد
• ۵ بانوی ایرانی، مادر معنوی بلوتوث
• ۶ جستارهای وابسته
• ۷ منابع

 تاریخچه و ریشه‌شناسی

بلوتوث از نام پادشاه «هارلد بلاتاند دوم» دانمارکی (Harold Bluetooth Blatant) در قرن ۱۰ برگرفته شده‌است. او کسی بود که دیپلماسی را از جنگ به سمت گفت‌و‌گو سوق داد. مخترعان فناوری بلوتوث فکر می‌کردند این نام مناسب برای فناوری آن‌هاست که به وسایل مختلف اجازه می‌دهد نوعی گفت‌و‌گو با هم داشته باشند.

در سال ۱۹۹۸ شرکت ال‌ام‌اریکسون علاقه‌مند شد گوشی تلفن‌های همراه تولیدی او بتوانند بصورت بی سیم به وسیله‌های دیگر (مانند رایانه‌های جیبی) وصل شوند. اریکسون و چهار شرکت دیگر ( آی بی ام، اینتل، نوکیا، سونی‌اریکسون و توشیبا) یک کنسرسیوم (اس‌آی‌جی) تشکیل دادند تا استانداردی بی سیم برای اتصال ابزارهای مخابراتی/رایانه‌ای و ابزارهای جانبی آن‌ها طراحی کنند که دامنهٔ کوتاه، توان مصرفی پایین و قیمتی ارزان داشته باشد. استاندارد بلوتوث اولین بار توسط اریکسون توسعه و گسترش یافت و بعدها به‌وسیلهٔ گروه اس‌آی‌جی که در ۲۰ می ‌۱۹۹۹ تشکیل شد.

کاربردها

هدست بلوتوث

1. ایجاد یک شبکه بی‌سیم برای رایانه‌های رومیزی با پهنای باند کوچک
2. تجهیزاتی مثل صدابَر (میکروفون)، صفحه کلید، موشواره و چاپگر
3. شبکه بیسیم لن (بلوتوث فروش زیادی در تلفن‌های سلولی داشته‌است که آن‌ها را قادر به ایجاد ارتباط بین رایانه‌ها و پی‌دی‌ای‌ها و هندز‌فری‌ها و دیگر دستگاه‌ها، می‌کند و به این ترتیب یک شبکه بیسیم لن را ایجاد می‌کنند.)
4. انتقال فایل‌ها (مثل فایل تصویری، صوتی و غیره) بین گوشی‌های موبایل و پی‌دی‌ای‌ها و رایانه‌ها از راه اوبکس
5. هندست بلوتوث برای گوشی موبایل و اسمارت‌فون‌ها
6. دستگاه‌های اندازه‌گیری و تست
7. ابزارهای پزشکی
8. گیرنده‌های جی‌پی‌اس
9. اتومبیل و استفاده به‌عنوان هندزفری تلفن در آن
10. کنترل از راه دور تلویزیون به جای اینفرارد
11. وسایل کمک شنوایی
12. پلی‌استیشن ۳ و Nintendo Revolution از بلوتوث برای اهرم کنترل خود استفاده خواهند کرد.

و...

قفل سخت‌افزاری معمولی یو‌اس‌بی بلوتوث.

 اطلاعات فنی

نحوه کارکرد

اطمینان از عدم تداخل دستگاه‌های مختلف با یکدیگر یکی از مهم ترین اهداف طراحان این فناوری بوده‌است. یکی از روش‌هایی که دستگاه‌های بلوتوث با استفاده از آن از تداخل با دیگر سیستم‌ها جلوگیری می‌کنند، ارسال سیگنال‌های بسیار ضعیف (حدود یک میلی وات) می‌باشد. این درحالیست که قوی ‌ترین تلفن‌های همراه قابلیت ارسال سیگنال‌های سه واتی را دارند. همین قدرت پایین، برد یک دستگاه بلوتوث را به ۱۰ متر کاهش می‌دهد و متقابلاً احتمال تداخل با دیگر دستگاه‌ها را نیز کمتر می‌کند. با وجود قدرت پایین سیگنال در ارتباط بلوتوث، نیازی به خط دید مستقیم بین دو دستگاه وجود ندارد. سیگنال‌های بلوتوث از وسایل و حتی دیوار نیز عبور کرده و امکان کنترل دستگاه‌های مختلف در اتاق های مجزا را با استفاده از این استاندارد فراهم می‌کنند.

با استفاده از بلوتوث می توان ۸ دستگاه را به طور هم‌زمان به هم متصل کرد. علی‌رغم اینکه همهٔ دستگاه ها در شعاع ۱۰ متری یکدیگر قرار دارند هیچ گونه تداخلی در ارتباط بینشان پیش نمی آید. این بدان دلیل است که بلوتوث با استفاده از تکنیکی با عنوان پرش بسامدها (FHSS) امکان استفادهٔ همزمان از یک بسامد مشخص را در بیش از یک دستگاه غیرممکن می سازد. در این تکنیک بلوتوث طیف بسامدی آی‌اس‌ام را به ۷۹ بسامد مجزا تقسیم کرده و دستگاه مورد نظر بر مبنای معیارهای خاص در هر لحظه به صورت تصادفی یکی از این بسامدها را انتخاب کرده و استفاده می‌کند. در ارتباطات بلوتوث دستگاه فرستنده در هر ثانیه ۱۶۰۰ بار بسامد عوض می کند. بدین ترتیب تعداد دستگاه‌های بیشتری می‌توانند از طیف رادیویی استفاده کنند و امکان تداخل بین آن‌ها هم کاهش می‌یابد.

وقتی دستگاه‌های بلوتوث در فاصلهٔ مجاز از هم قرار می‌گیرند یک شبکه ایجاد می‌کنند. شبکه‌ای که توسط سیستم‌های بلوتوث ایجاد می‌شود شبکهٔ شخصی (پن) نامیده می‌شود که ممکن است فضای یک اتاق یا خانه را در بر بگیرد یا این که فاصلهٔ بین تلفن همراه و هندزفری آن که به گوشتان وصل است را شامل شود.

 مشخصات فنی

بلوتوث یک سیستم رادیویی برای مصارفی با توان پایین در یک برد کوتاه (۱۰ سانتی متر ۱۰ متر و ۱۰۰ متر) که معمولاً در یک ریزتراشه ارزان پیاده‌سازی می‌گردد.

بلوتوث به دستگاه‌های دیجیتال اجازه می‌دهد که با یکدیگر ارتباط داشته و اطلاعات را با نرخ مناسبی منتقل کنند. به شرطی که در برد رادیویی هم قرار گرفته باشند. برد رادیویی این فناوری از مرتبهٔ ابعاد یک اتاق بوده و در رده‌های پرتوان حداکثر به ۱۰۰ متر می‌رسد. این برد به کلاس (رده) توان محصول بستگی دارد.

سه ردهٔ توان برای محصولات این فناوری وجود دارد :

رده ۱: ۱۰۰ متر ۱۰۰mW ~۲۰dBm

رده ۲: ۱۰ متر ۲٫۵mW ~۴dBm

رده ۳: ۱ متر ۱mW ~۰dBm

یک دستگاه بلوتوث که نقش یک ارباب (Master) را ایفا می‌کند می‌تواند با ۷ دستگاه که نقش برده (Slave) را بازی می‌کنند ارتباط برقرار کند. این شبکه که یک گروه ۸ تایی را تشکیل می‌دهد ریزشبکه یا خوشهٔ بلوتوث (Piconet) نامیده می‌شود.

کارت داخلی بلوتوث رایانهٔ کیفی (14×36×4 mm)

 نسخه‌های مختلف استاندارد

بلوتوث ۱٫۰ و ۱٫۰B

نسخهٔ ۱٫۰ و ۱٫۰B مشکلات متعدد و سازندگان مختلف مشکلات بزرگی در برقراری ارتباط محصولاتشان با هم داشتند. این نسخه مجبور بود آدرس سخت‌افزاری(BD-ADDR) وسیلهٔ بلوتوث را تحت فرایند Handshaking ارسال کند و غیر ممکن بود که این کار به صورت بی‌نام و گم‌نام انجام شود.

بلوتوث ۱٫۱

در نسخهٔ ۱٫۱ بسیاری از مشکلات نسخهٔ قبل آشکار و برطرف گردید. پشتیبانی کانال‌های بدون رمزگذاری نیز به آن اضافه شد و آشکارساز قدرت سیگنال دریافتی نیز به آن اضافه گردید.(RSSI)

بلوتوث ۱٫۲

این نسخه همانند نسخه‌های قبلی است فقط با کمی تغییر در آن که عمده موارد اضافه شده شامل:

1. سیستم سازگار طیف وسیع پرش بسامدی(AFH:Adaptive Frequency-Hopping spread spectrum) که با استفاده از به‌کارگیری طیف وسیعی از پرش بسامدی پایداری در مقابل تداخل بسامد رادیویی را ایجاد می‌کند.
2. بالا بردن سرعت ارسال در عمل
3. اتصال گستردهٔ هماهنگ (Extended Synchronous Connections) که بهبود کیفیت صوت را با ارسال مجدد بسته‌های خراب شده و آسیب‌دیده را سبب می‌گردد.
4. Host Controller Interface (HCI) support for 3-wire UART
5. HCI access to timing information for Bluetooth Application

بلوتوث ۲٫۰

این نسخه نسخهٔ تکامل یافتهٔ ۱.x است. تغییرات عمده شامل ایجاد و ارائهٔ ای‌دی‌آر (Enhanced Data Rate) با نرخ ارسال و دریافت Mbit/s ۲٫۱.

1. سه برابر سریع تر در ارسال
2. مصرف توان پایین تر به‌وسیلهٔ کاهش Dutycycle
3. مختصر کردن سناریو ارتباط چندگانه با استفاده از پهنای باند قابل دسترس بیشتر
4. کاهش نرخ اشتباه بیت (BER: Bit Error Rate)

بلوتوث ۲٫۱

گروه Bluetooth Special Interest بالاخره کار با Standard 2.1 + EDR را به پایان رساند. گفته شده که بلوتوث ۲٫۱ سریع تر و راحت ‌تر کار می‌کند و در مقابل حملات بیرونی ایمن تر بوده و صرفه‌جویی بیشتری در مصرف برق می‌کند. ارتباطات بین دستگاه‌ها توسط پشتیبانی از ان‌اف‌سی(Near Field Communication) راحت ‌تر شده است.

گروه اس‌آی‌جی دست به استاندارد جدیدی زده و اکنون آن را عرضه کرده است. قراراست بلوتوث Enhanced Data Rate)2.1+EDR) انتقال داده را میان دستگاه‌های بلوتوث دار راحت ‌تر، سریع تر و ایمن‌ تر کرده و مصرف را به یک پنجم برساند.

قراراست که ارتباط میان دستگاه‌های بلوتوث‌دار بسیار راحت‌ شده باشد. چرا که تنها با انتخاب گزینهٔ «Add Bluetooth Machine» و فشار دکمهٔ موجود در هدست کار انجام خواهد شد. اگر پین باید عوض شود، در روند جدید ارتباط از آن‌ها حفاظت زیادی به عمل‌ خواهد آمد. علاوه بر این‌ها این گروه اعلام کرده‌است که توسط عملکرد «Sniff Subrating» امکان مقابله با حملات مهیا شده و عمر مفید دستگاه ۵ برابر می‌شود.

بخش جدیدی که به این دستگاه اضافه شده است، پشتیبانی از ان‌اف‌سی استاندارد می‌باشد که باعث می‌شود حملات از بیرون کمتر موفق بوده و ارتباط بین دستگاه‌ها بسیار راحت‌ شود. در ویدیویی که اس‌آی‌جی توضیحاتی در آن می‌دهد از دفترچهٔ راهنمایی برای هدست با «NFC-Tag» استفاده می‌شود که توسط آن موبایل اطلاعات لازم برای جفت شدن را بدست می‌آورد. یکی از کاربردهای دیگری که دراین ویدیو نشان داده شد، انتقال عکس‌هایی بود که بوسیلهٔ موبایل گرفته شده بودند توسط ان‌اف‌سی به قاب‌های عکس. هنگامی که عکس را نزدیک قاب نگه داشت، بدون درخواست هیچ گونه کلید امنیتی انتقال پیدا کرد.

هنوز اینگونه است که دستگاه‌ها باید برای حالت ان‌اف‌سی دارای حجم خاصی باشد. لذا در بلوتوث هدست‌ها هنوز کامل ساخته نشده‌اند.

سازندگان نیمه‌رساناها مانند Infineon، CSR، Broadcom و Texas Instruments عرضهٔ چیپ‌های Bluetooth-2.1+EDR را شروع کرده‌اند. اس‌آی‌جی بر این باور است که اولین دستگاه‌های تکمیل یافته تا پایان سال ۲۰۰۷ ارائه خواهند شد.

آیندهٔ بلوتوث

نسخهٔ بعدی بلوتوث به عنوان لیسبون(Lisbon) نامیده شده که شامل یک تعداد مشخصه‌هایی از جمله افزایش امنیت و قابلیت استفادهٔ بیشتر از بلوتوث که ویژگی‌های اصلی آن به ترتیب زیر است:

1. Atomic Encryption Change: این توانایی به ارتباط رمزگذاری شده این امکان را می‌دهد که بطور تناوبی کدهای رمزی خود را تغییر دهد تا بدین وسیله امنیت افزایش یابد.
2. Extended Inquiry Response: این توانایی سبب می‌شود در طول فرایند بازبینی و درخواست اطلاعات بیشتری جمع‌آوری شده و به دستگاه‌ها امکان پالایش (فیلترینگ) بهتری را جهت ارتباط می‌دهد. این اطلاعات شامل نام وسیله و فهرستی از خدمات ارائه شده و یک سری اطلاعات تکمیلی دیگری است.
3. Sniff Subrating: سبب کاهش توان مصرفی وقتی که وسایل در وضعیت «Sniff Low Power» هستند می‌گردد. این توانایی به‌ویژه در هنگام ارتباط و انتشار داده‌های نامتقارن به‌ کار می‌رود. این وضعیت در هنگام برقراری ارتباط با وسایلی چون صدابَر (میکروفون) و صفحه کلید سبب افزایش طول عمر باتری از ۳ تا ۱۰ برابر می‌شود.
4. QoS Improvements: سبب خواهد شد که وقتی ترافیک مخابراتی در یک خوشهٔ بلوتوث (Piconet) بالاست داده‌های صوتی و تصویری با کیفیت بالا ارسال شوند.
5. Simple Pairing: به شکل اساسی وظیفهٔ بهبود در جفت شدن وسایل بلوتوث را به عهده دارد. به‌طوری که در یک زمان هم کارایی و هم امنیت افزایش می‌یابد. انتظار می‌رود که این مورد به طور قابل توجهی در استفاده از بلوتوث افزایش یابد. ویرایش بعد از لیسبون سیتل (Seattle) نامیده می‌شود که مشخصه و ویژگی‌های بیشتری را دارد که عمدهٔ آن‌ها روی یو‌دبلیو‌بی (UWB: Ultra Wide Band) متمرکز شده‌است. این ویژگی امکان استفاده از بلوتوث را در پهنای باند بسیار بالای رادیویی فراهم می‌کند که به دنبال آن ارسال و انتقال اطلاعات داده‌ها را با سرعت بسیار بالا فراهم می‌کند.

 بانوی ایرانی، مادر معنوی بلوتوث

ماریا خورسند، بانوی ۴۹ ساله ایرانی، یکی از مدیران مشهور صنعت فناوری اطلاعات جهان است. هر چند ایرانی‌ها در میان مدیران رده ‌بالای صنعت فناوری اطلاعات چندان کم‌ تعداد نیستند، اما خورسند یکی از بلندپایه ‌ترین و در عین حال معدود زنان ایرانی فعال در این رشته است.

امروزه دیگر همه با فناوری بلوتوث آشنا هستند و کمتر گوشی تلفن‌ همراه‌ای در جهان ساخته می‌شود که به این فناوری مجهز نباشد. ماریا خورسند در زمان مدیریت خود در شرکت اریکسون سوئد، ریاست این پروژه انقلابی را بر عهده داشته‌است و در واقع مادر معنوی فناوری بلوتوث محسوب می‌شود.

 

 

منابع

سایت فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان

سایت تخصصی موبایل

فارسی موبایل

برگرفته از «http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A8%D9%84%D9%88%D8%AA%D9%88%D8%AB»

عکس دستجمعی کلاس

سلام این هم عکس کلاس منهای خودم

http://www.4shared.com/file/87606809/c345f293/Kelas-002.html

اخبار فناوری

کشف سیاره ای با تغییرات جوی شدید

 

کشف سیاره ای با تغییرات جوی شدید
اخترشناسان دانشگاه کالیفرنیا با استفاده از تلسکوپ فضایی اسپیتزر موفق به کشف سیاره ای خارج از منظومه شمسی شدند که حرارت آن متغیر بوده و متناسب با دوری و نزدیکی به خورشید شدت تشعشعات آن تغییر می کند.
به گزارش خبرگزاری مهر، اخترشناسان به تازگی موفق به کشف سیاره ای شده اند که دارای شعله های سوزناک کیهانی است. این سیاره که ۴ برابر جرم سیاره مشتری را دارد در کمتر از ۶ ساعت حرارتی بالغ بر هزار و ۲۰۰ درجه از خود ایجاد می کند.
به گفته اختر شناسان این اولین اکتشافی است که در زمینه سیاره هایی با آب و هوای متغیر در خارج از منظومه خورشیدی صورت گرفته است. این اکتشاف با استفاده از تلسکوپ فضایی اسپیتزر سازمان ناسا انجام گرفته است.
سیاره HD80606b به صورت معمول دارای حرارتی بالغ بر ۹۸۰ درجه است که در کمتر از چند ساعت پس از چرخشی سریع به دور خورشید خود حرارت آن به ۲ هزار و ۲۴۰ درجه افزایش می یابد.
طی عبور از این مسیر کوتاه از نزدیکی خورشید، فاصله سیاره HD80606b نسبت به خورشید خود ۱۰ بار کمتر از فاصله مشتری نسبت به خورشید است. زمانی که سیاره به نزدیک ترین فاصله خود نسبت به خورشیدش قرار می گیرد به طوفانی از آتش به همراه امواج شدید تبدیل می شود و بمباران تشعشعات در این سیاره نسبت به فاصله زمانی که در فاصله طولانی تری قرار گرفته است ۸۰۰ بار بیشتر است.
بر اساس گزارش یاهو، پس از این افزایش حرارت سیاره به سرعت از خورشید فاصله گرفته و تشعشعات آن حرارت خلا موجود در فضا را افزایش می دهد. این سیاره در هنگام کاهش دما به رنگ قرمز تند دیده می شود.

آموزش عربی

 

سلام این هم آموزش عربی دبیرستان

http://rapidshare.com/files/13333197...sal-2.jar.html

نسکار

 

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

 

نسکار (به انگلیسی: NASCAR) به انجمن کشوری مسابقات خودروهای کارکرده (National Association for Stock Car Auto Racing) گفته می‌شود. این انجمن بزرگ‌ترین برگزارکننده مسابقات اتوموبیل‌رانی در ایالات متحده آمریکا است.

مسابقات برگزارشده توسط نسکار از جمله محبوب‌ترین مسابقات اتوموبیل‌رانی در امریکا هستند و شامل سه بخش اصلی می‌شوند:

• جام نکستل (NEXTEL Cup)
• دوره‌مسابقات تریلی کرفتسمن (Craftsman Truck Series)
• دوره‌مسابقات بوش (Busch Series)

نسکار ۱۵۰۰ مسابقه در ۱۰۰ میدان خودرو-رانی، در ۳۹ ایالت آمریکا و همچنین در کانادا و مکزیک برگزار می‌کند.

مقر اصلی نسکار در دایتون بیچ در فلوریدا است.

 منابع

‎

• Wikipedia contributors, "NASCAR," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=NASCAR&oldid=187428389 (accessed January 28, 2008).

گروه‌های جدول تناوبی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

یک گروه جدول تناوبی ستون عمودی در جدول تناوبی است که شامل چندین عنصر می‌شود. در جدول تناوبی استاندارد هجده گروه وجود دارد.

در گذشته گروه‌های جدول را بر اساس تشابه خواص عناصر آن گروه به یکدیگر ساختند، در حالی که در شیمی جدید نظم گروه‌ها را بر اساس آرایش آخرین لایه الکترون اتم عناصر آن گروه می‌دانند.

 شماره گروه‌ها

برای شماره‌بندی گروه‌ها سه راه وجود دارد: راه اول استفاده از اعداد هندی-عربی است و و دو راه دیگر استفاده از اعداد رومی. در گذشته هم برای نامگذاری گروه‌ها از اعداد رومی استفاده می‌شده‌است، اما استفاده از اعداد عربی توسط آیوپاک برای از بین بردن اشتباهات پیشنهاد شده‌است.

برای نامگذاری گروه‌ها از ترکیب اعداد رومی با حروف انگلیسی A و B استفاده می‌شود به طوری که در سیستم قدیمی آیوپاک از حرف A برای ذکر عناصر سمت چپ جدول و از حرف B برای ذکر عناصر سمت راست جدول استفاده می‌شود در حال که در سیستم CAS از حرف A برای ذکر عناصر گروه‌های اصلی و از حرف B برای ذکر عناصر واسطه استفاده می‌شود. این نوع نامگذاری بیشتر در اروپا استفاده می‌شود، در حالی که سیستم جدید آیوپاک سعی در برطرف کردن اشتباهات دارد.

گروه‌های جدول تناوبی عبارت‌اند از (در پرانتز به ترتیب نام‌های سیستم قدیمی در اروپا و امریکا نوشته شده‌است):

• گروه ۱ (IA,IA): فلزات قلیایی
• گروه ۲ (IIA,IIA): فلزات قلیایی خاکی
• گروه ۳ (IIIA,IIIB)
• گروه ۴ (IVA,IVB)
• گروه ۵ (VA,VB)
• گروه ۶ (VIA,VIB)
• گروه ۷ (VIIA,VIIB)
• گروه ۸ (VIII)
• گروه ۹ (VIII)
• گروه ۱۰ (VIII)
• گروه ۱۱ (IB,IB): فلزات مسکوک (این نام توسط آیوپاک پیشنهاد نشده‌است)
• گروه ۱۲ (IIB,IIB)
• گروه ۱۳ (IIIB,IIIA): گروه بور
• گروه ۱۴ (IVB,IVA): گروه کربن
• گروه ۱۵ (VB,VA): گروه نیتروژن
• گروه ۱۶ (VIB,VIA): گروه کاکوژن‌ها
• گروه ۱۷ (VIIB,VIIA): گروه هالوژن‌ها
• گروه ۱۸ (گروه 0): گازهای نجیب

‎

روش حل مسائل دینامیک

یک مسأله دینامیکی مسأله‏‌ای است که به تحلیل یک سیستم و حرکت آن از نقطه نظر نیروهای وارد بر جسم می‌‏پردازد. برای حل مسائل دینامیکی از روش رسم "نمودار جسم آزاد" یا Free Body Diagram استفاده می‏کنیم که از این به بعد با عنوان از آن یاد می‌‏کنیم.
قدم‏های ٢ گانه ‏ی زیر در تحلیل سیستم‏های دینامیکی بسیار مفید می‌‏باشند.

قدم اول: رسم نمودار

١ـ جسمی که می‏خواهیم مورد مطالعه قرار دهیم را مشخص می‏ کنیم. جسم مورد مطالعه بخشی از سیستم مسأله (یا تمام آن) است که با توجّه به داده ‏ها و خواسته ‏های مسأله انتخاب می‌‏شود. بهتر است با این نکته ضمن حل مسائل آشنا شوید.

٢ـ شکل ساده‏ای از جسم رسم می‌‏نماییم و نیروهای خارجی وارد بر آن را رسم می‏ کنیم. یادتان باشد که کاری به نیروهای عمل و عکس‏ العمل داخلی نداریم. نکته‏‌ی جالب آنکه توجّه کنید که به جز نیروی وزن، بقیه نیروها باید توسط اجسامی که با جسم مورد مطالعه تماس دارند، به آن وارد شوند. ضمناً از واسطه تراشی بپرهیزید، یعنی فقط نیروهایی که مستقیماً به جسم مورد نظر وارد می‌‏شوند را رسم می‌‏نماییم. با کنار هم قرار دادن کلمات کلیدی عبارات فوق رسم را به صورت زیر خلاصه می‌‏کنیم.

رسم تمام نیروهای خارجی که مستقیماً بر جسم مورد نظر وارد می‏ شوند.

در تصویر زیر مطالب بیان شده در بالا خلاصه شده است.

در فیلم زیر این دو مورد به نمایش در آمده است.

برای مشاهده فیلم بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

قدم دوّم: استفاده از قوانین نیوتن

١-١ استفاده از قانون اوّل جناب آقای نیوتن:

اگر جسمی ساکن باشد یا با تندی ثابت حرکت کند، خلاصه اگر شتاب نداشته باشد، برآیند نیروهای وارد بر آن صفر است. هم در راستای قائم (محور y ) و هم در راستای افقی (محور x ). البته ممکن است در یک مسأله فقط در یک راستا از قانون اوّل استفاده نماییم. به عنوان نمونه در مسائل حرکت جسم روی سطح افقی، جسم در راستای قائم حرکتی نخواهد داشت، پس رابطه ‏ی کماکان برقرار است.

١-٢ استفاده از قانون دوّم اسحاق نیوتن:

اگر جسمی در راستایی حرکت شتابدار داشت (مثلاً محور xها) در همان راستا قانون دوّم را می‌‏نویسیم (مثلاً). توجّه کنید که بطور کلی در حرکت‏های تند شونده، نیروی و در نتیجه شتاب a در جهت حرکت بوده و در حرکت‏های کند شونده، نیروی و در نتیجه شتاب a در خلاف جهت حرکت خواهد بود. توجّه داشته باشید که در حل یک مسأله ممکن است در یک راستا از قانون اوّل نیوتن استفاده کنیم (راستای تعادل) و در راستای دیگر از قانون دوّم نیوتن بهره ‏گیری نماییم. (راستای شتابدار).

نمودار زیر روند بکار گیری روش را نشان می‌دهد.

در فیلم زیر استفاده از روش نمودار جسم آزاد (FBD) در تحلیل یک مسأله نمونه آمده است.

برای مشاهده فیلم بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

به مورد دیگری از استفاده از روش نمودار جسم آزاد (FBD) در تحلیل مسأله توجّه کنید.

برای مشاهده فیلم بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

منبع سایت تبیان

قانون اوّل و دوّم نیوتن، جداگانه به بررسی این ٣ حالت می‌پردازد.

قانون اوّل نیوتن
این سنگ چرا ساکن است؟ چرا ضربه زدن به آن کار سختی است؟

آیا تصویر این فضاپیما (از کتاب علوم سوّم راهنمایی) یادتان هست. فضاپیمایی که در دور دست، بدون اینکه هیچ نیرویی آن را به سمت جلو برده یا جلوی حرکت آن را بگیرد، در فضای بیکران در حال حرکت است.
چرا تندی فضاپیما ثابت است؟ و چرا در مسیر مستقیم به حرکتش ادامه می‌دهد؟

برای مشاهده فیلم بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

نیوتن بهترین جواب را برای این پرسش‌ها ارائه داد، پاسخ او تحت عنوان قانون اوّل نیوتن ثبت شد: یک جسم در حالت سکون باقی می‌ماند یا به حرکت یکنواخت بر خط راست ادامه می‌دهد مگر آنکه نیروی برآیندی به آن وارد گردد و جسم را مجبور به این تغییر حالت‌ها بکند.

در فیزیک، به تمایل اجسام به حفظ حالت کنونی یا اوّلیه (سکون یا تندی ثابت)، اینرسی یا لَختی می‌گویند.

در فیلم زیر تمایل اجسام به حفظ وضعیت حرکت خودشان را می‌بینید.

برای مشاهده فیلم بر روی شکل مقابل تقه بزنید.

مقدار لختی هر جسم را با جرم آن اندازه می‌گیرند. اجسام پر جرم لختی زیاد دارند، یعنی برای تغییر وضعیت (سکون یا حرکت) آنها نیروی زیادی لازم است، واحد جرم در سیستم SI کیلوگرم () می‌باشد.

اگر مایل باشید اثر اینرسی را بر حیات مشاهده کنید، بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

منبع سایت تبیان

آموزش فیزیک

نیروی اصطکاک
توپی را به سمت دروازه حریف شوت می‌کنید، مدتی به سمت جلو رفته، مرتباً تندی اش کاهش یافته و در حالی که تماشاچیان از جا بلند شده تا از شوق گل، جیغ بکشند، درست قبل از خط دروازه توپ می‌ایستد. چرا؟
در روزهای یخبندان زمستانی، چرا اتومبیل‌ها به سختی حرکت می‌کنند؟ فایده ریختن شن و ماسه (که ایجاد ناهمواری در سطح جاده می‌نماید) چیست؟

اصلاً شما به کمک چه نیرویی راه می‌روید؟

چرا این کارگر به جای حمل مستقیم جعبه حاوی بار، آنرا روی یک گاری گذاشته و حمل می‌کند؟

برای درک بهتر اثر اصطکاک در حرکت به فیلم زیر توجّه کنید.

برای مشاهده فیلم بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

هنگامی که سطوح دو جسم با هم در تماس باشند، بین‌ آنها دو نیرو رد و بدل می‌گردد. یکی همان نیروی عمود بر سطح در ناحیه تماس دو جسم است، که قبلاً با عنوان نیروی عمودی تکیه گاه یادی از آن کردیم و دیگری نیروی موازی سطح تماس دو جسم که اصطلاحاًَ به آن نیروی اصطکاک گفته می‌شود.
برای فهم علت وجودی نیروی اصطکاک باید به سطح تماس دو جسم نزدیک و نزدیکتر شد.

مطابق شکل، اگر چه سطوح تماس ظاهراً صیقلی هستند اما تماس واقعی تنها در نواحی خاصی (بین جسم و سطح زیرین) وجود دارد. در این نواحی برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌های دو جسم در یکدیگر درگیر شده و سطح در حال تماس در برابر شروع یا ادامه حرکت، مخالفت می‌کند و در این حالت نیروی اصطکاک ظاهر می‌شود.

البته در هنگام حرکت یک جسم در یک سیال (مثلاً هوا یا آب) مقاومتی در مقابل حرکت وجود دارد. یکی از مواردی که این موضوع نمود دارد، حرکت سقوط از هواپیما می‌باشد. به فیلم زیر توجّه کنید.

برای مشاهده فیلم بر روی شکل روبه‌رو تقه بزنید.

مقاومت یک سیال در برابر حرکت یک جسم از روابط پیچیده به دست می‌آید که ما آن را در در سیالات خواهیم آموخت.

انرژی خورشیدی

 

مقدمه

خورشید نه تنها خود منبع عظیم انرژی است، بلکه سرآغاز حیات و منشاء تمام انرژیهای دیگر است. طبق برآوردهای علمی در حدود ۶۰۰۰ میلیون سال از تولد این گوی آتشین می‌گذرد و در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر وزن زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.

قطر خورشید ۶۱۰ × ۳۹/۱ کیلومتر است و از گازهایی نظیر هیدروژن (۸/۸۶ درصد) هلیوم (۳ درصد) و ۶۳ عنصر دیگر که مهم‌ترین آنها اکسیژن – کربن – نئون و نیتروژن است تشکیل شده‌است.

میزان دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.

زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید حدود از کل انرژی تابشی آن می‌باشد.

جالب است بدانید که سوختهای فسیلی ذخیره شده در اعماق زمین، انرژیهای باد و آبشار و امواج دریاها و بسیاری موارد دیگر از جمله نتایج همین مقدار انرژی دریافتی زمین از خورشید می‌باشد.

تاریخچه

شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظورهای مختلف به زمان ماقبل تاریخ باز می‌گردد. شاید به دوران سفالگری، در آن هنگام روحانیون معابد به کمک جامهای بزرگ طلائی صیقل داده شده و اشعه خورشید، آتشدانهای محرابها را روشن می‌کردند. یکی از فراعنه مصر معبدی ساخته بود که با طلوع خورشید درب آن باز و با غروب خورشید درب بسته می‌شد.

ولی مهم‌ترین روایتی که درباره استفاده از خورشید بیان شده داستان ارشمیدس دانشمند و مخترع بزرگ یونان قدیم می‌باشد که ناوگان روم را با استفاده از انرژی حرارتی خورشید به آتش کشید گفته می‌شود که ارشمیدس با نصب تعداد زیادی آئینه‌های کوچک مربعی شکل در کنار یکدیگر که روی یک پایه متحرک قرار داشته‌است اشعه خورشید را از راه دور روی کشتیهای رومیان متمرکز ساخته و به این ترتیب آنها را به آتش کشیده‌است. در ایران نیز معماری سنتی ایرانیان باستان نشان دهنده توجه خاص آنان در استفاده صحیح و مؤثر از انرژی خورشید در زمان‌های قدیم بوده‌است.

با وجود به آنکه انرژی خورشید و مزایای آن در قرون گذشته به خوبی شناخته شده بود ولی بالا بودن هزینه اولیه چنین سیستمهایی از یک طرف و عرضه نفت و گاز ارزان از طرف دیگر سد راه پیشرفت این سیستمها شده بود تا اینکه افزایش قیمت نفت در سال ۱۹۷۳ باعث شد که کشورهای پیشرفته صنعتی مجبور شدند به مسئله تولد انرژی از راههای دیگر (غیر از استفاده سوختهای فسیلی) توجه جدی‌تری نمایند.

 کاربردهای انرژی خورشید

در عصر حاضر از انرژی خورشیدی توسط سیستم‌های مختلف و برای مقاصد متفاوت استفاده و بهره‌گیری می‌شود که عبارت‌اند از:

1. استفاده از انرژی حرارتی خورشید برای مصارف خانگی، صنعتی و نیروگاهی.
2. تبدیل مستقیم پرتوهای خورشید به الکتریسیته بوسیله تجهیزاتی به نام فتوولتائیک.

 استفاده از انرژی حرارتی خورشید

یک فروند هواپیمای آزمایشی خورشیدی ناسا

این بخش از کاربردهای انرژی خورشید شامل دو گروه نیروگاهی و غیر نیروگاهی میباشد.

 کاربردهای نیروگاهی

تأسیساتی که با استفاده از آنها انرژی جذب شده حرارتی خورشید به الکتریسیته تبدیل می‌شود نیروگاه حرارتی خورشیدی نامیده می‌شود این تأسیسات بر اساس انواع متمرکز کننده‌های موجود و بر حسب اشکال هندسی متمرکز کننده‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:

• نیروگاههایی که گیرنده آنها آینه‌های سهموی ناودانی هستند (شلجمی باز)
• نیروگاه‌هایی که گیرنده آنها در یک برج قرار دارد و نور خورشید توسط آینه‌های بزرگی به نام هلیوستات به آن منعکس می‌شود. (دریافت کننده مرکزی)
• نیروگاه‌هایی که گیرنده آنها بشقابی سهموی (دیش) می‌باشد (شلجمی بشقابی)

قبل از توضیح در خصوص نیروگاه خورشیدی بهتر است شرح مختصری از نحوه کارکرد نیروگاه‌های تولید الکتریسیته داده شود. بهتر است بدانیم در هر نیروگاهی اعم از نیروگاههای آبی، نیروگاههای بخاری و نیروگاههای گازی برای تولید برق از ژنراتورهای الکتریکی استفاده می‌شود که با چرخیدن این ژنراتورها برق تولید می‌شود. این ژنراتورهای الکتریکی انرژی دورانی خود را از دستگاهی بنام توربین تأمین می‌کنند. بدین ترتیب می‌توان گفت که ژنراتورها انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. تأمین کننده انرژی جنبشی ژنراتورها، توربین‌ها هستند توربینها انواع مختلف دارند در نیروگاههای بخاری توربینهایی وجود دارند که بخار با فشار و دمای بسیار بالا وارد آنها شده و موجب به گردش در آمدن پره‌های توربین میگردد. در نیروگاه‌های آبی که روی سدها نصب می‌شوند انرژی پتانسیل موجود در آب موجب به گردش در آمدن پره‌های توربین می‌شود.

بدین ترتیب می‌توان گفت در نیروگاههای آبی انرژی پتانسیل آب به انرژی جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می‌شود، در نیروگاههای حرارتی بر اثر سوختن سوختهای فسیلی مانند مازوت، آب موجود در سیستم بسته نیروگاه داخل دیگ بخار (بویلر) به بخار تبدیل می‌شود و بدین ترتیب انرژی حرارتی به جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می‌شود در نیروگاههای گازی توربینهایی وجود دارد که بطور مستقیم بر اثر سوختن گاز به حرکت درآمده و ژنراتور را می‌گرداند و انرژی حرارتی به جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می‌شود. و اما در نیروگاههای حرارتی خورشیدی وظیفه اصلی بخش‌های خورشیدی تولید بخار مورد نیاز برای تغذیه توربینها است یا به عبارت دیگر می‌توان گفت که این نوع نیروگاهها شامل دو قسمت هستند:

• سیستم خورشیدی که پرتوهای خورشید را جذب کرده و با استفاده از حرارت جذب شده تولید بخار می‌نماید.
• سیستمی موسوم به سیستم سنتی که همانند دیگر نیروگاههای حرارتی بخار تولید شده را توسط توربین و ژنراتور به الکتریسیته تبدیل می‌کند.

 نیروگاههای حرارتی خورشید از نوع سهموی خطی

در این نیروگاهها، از منعکس کننده‌هایی که به صورت سهموی خطی می‌باشند جهت تمرکز پرتوهای خورشید در خط کانونی آنها استفاده می‌شود و گیرنده به صورت لوله‌ای در خط کانونی منعکس کننده‌ها قرار دارد. در داخل این لوله روغن مخصوصی در جریان است که بر اثر حرارت پرتوهای خورشید گرم و داغ می‌گردد.

روغن داغ از مبدل حرارتی عبور کرده و آب را به بخار به مدارهای مرسوم در نیروگاههای حرارتی انتقال داده می‌شود تا به کمک توربین بخار و ژنراتور به توان الکتریکی تبدیل گردد.

برای بهره‌گیری بیشتر و افزایش بازدهی لوله دریافت کننده سطح آن را با اکسید فلزی که ضریب بالایی دارد پوشش می‌دهند و همچنین در محیط اطراف آن لوله شیشه‌ای به صورت لفاف پوشیده می‌شود تا از تلفات گرمایی و افت تشعشعی جلوگیری گردد و نیز از لوله دریافت کننده محافظت بعمل آید.

ضمناً بین این دو لوله خلاء بوجود می‌آوردند برای آنکه پرتوهای تابشی خورشید در تمام طول روز به صورت مستقیم به لوله دریافت کننده برسد.

در این نیروگاهها یک سیستم ردیاب خورشید نیز وجود دارد که بوسیله آن آینه‌های شلجمی دائماً خورشید را دنبال می‌کنند و پرتوهای آن را روی لوله دریافت کننده متمرکز می‌نمایند.

تغییرات تابش خورشید در این نیروگاهها توسط منبع ذخیره و گرمکن سوخت فسیلی جبران می‌شوند. در چند کشور نظیر ایالات متحده آمریکا – اسپانیا – مصر – مکزیک – هند و مراکش از نیروگاه‌های سهموی خطی استفاده شده‌است که این نیروگاهها یا در مرحله ساخت و یا در مرحله بهره‌برداری قرار دارند. در ایران نیز تحقیقات و مطالعاتی در زمینه این نیروگاهها انجام شده و پروژه یک نیروگاه تحقیقاتی با ظرفیت ۳۵۰ کیلووات توسط سازمان انرژیهای نو ایران در شیراز در حال انجام می‌باشد و انتظار می‌رود تا پایان سال ۸۳ به بهره‌برداری برسد.

کلیه مراحل مطالعاتی، طراحی و ساخت این نیروگاه‌ به طور کامل توسط مختصصین و مهندسان ایرانی انجام می‌پذیرد.

بدیهی است که با افزایش ظرفیت فنی و علمی که در اثر اجرای پروژه نیروگاه خورشیدی شیراز عابد محققین مجرب ایرانی می‌شود ایران در زمره محدود کشورهای سازنده نیروگاه‌های خورشید از نو ع متمرکز کننده‌های سهموی خطی قرار خواهند گرفت.

نیروگاههای حرارتی از نوع دریافت کننده مرکزی

در این نیروگاه‌ها پرتوهای خورشیدی توسط مزرعه‌ای متشکل از تعداد زیادی آینه منعکس کننده بنام هلیوستات بر روی یک دریافت کننده که در بالای برج نسبتاً بلندی استقرار یافته‌است متمرکز می‌گردد. در نتیجه روی محل تمرکز پرتوها انرژی گرمایی زیادی بدست می‌آید که این انرژی بوسیله سیال عامل که داخل دریافت کننده در حرکت است، جذب می‌شود و بوسیله مبدل حرارتی به سیستم آب و بخار مرسوم در نیروگاه‌های سنتی منتقل شده و بخار فوق گرم در فشار و دمای طراحی شده برای استفاده در توربین ژنراتور تولید می‌گردد.

این سیال عامل در مبدلهای حرارتی در کنار آب قرار گرفته و موجب تبدیل آن به بخار با فشار و حرارت بالا میگردد. در برخی از سیستم‌ها سیال عامل آب است و مستقیماً در داخل دریافت کننده به بخار تبدیل می‌شود.

برای استفاده دائمی از این نوع نیروگاه‌ در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد مثلاً ساعات ابری یا شبها از سیستم‌های ذخیره کننده حرارت و یا احیاناً از تجهیزات پشتیبانی که ممکن است از سوخت فسیلی استفاده کنند جهت ایجاد بخار برای تولید برق کمک گرفته می‌شود.

مطالعات و تحقیقات در زمینه فناوری و سیستمهای این نیروگاه‌ها ادامه دارد و آزمایشگاهها و مؤسسات متعددی در سراسر دنیا در این زمینه فعالیت می‌کنند.

مطالعات ساخت اولین نیروگاه خورشیدی ایران از نوع دریافت کننده مرکزی توسط سازمان انرژیهای نو ایران و با کمک شرکتهای مشاور و سازنده داخلی با ظرفیت یک مگاوات و سیال عامل آب و بخار در طالقان جریان دارد. کلیه مطالعات اولیه و پتانسیل سنجی و طراحی نیروگاه به انجام رسیده و یک نمونه هلیوستات نیز ساخته شده‌است.

نیروگاه‌های حرارتی از نوع شلجمی بشقابی

در این نیروگاهها از منعکس کننده‌هایی که به صورت شلجمی بشقابی می‌باشد جهت تمرکز نقطه‌ای پرتوهای خورشیدی استفاده می‌گردد و گیرنده‌هایی که در کانون شلجمی قرار میگیرند به کمک سیال جاری در آن انرژی گرمایی را جذب نموده و به کمک یک ماشین حرارتی و ژنراتور آن را به نوع مکانیکی و الکتریکی تبدیل می‌نماید.

دودکش‌های خورشیدی

روش دیگر برای تولید الکتریسیته از انرژی خورشید استفاده از برج نیرو یا دودکش‌های خورشیدی میباشد در این سیستم از خاصیت دودکش‌ها استفاده می‌شود به این صورت که با استفاده از یک برج بلند به ارتفاع حدود ۲۰۰ متر و تعداد زیادی گرم خانه‌های خورشیدی که در اطراف آن است هوای گرمی که بوسیله انرژی خورشیدی در یک گرمخانه تولید می‌شود و به طرف دودکش یا برج که در مرکز گلخانه‌ها قرار دارد، هدایت می‌شود.

این هوای گرم بعلت ارتفاع زیاد برج با سرعت زیاد صعود کرده و با عث چرخیدن پروانه و ژنراتوری که در پایین برج نصب شده‌است می‌گردد و بوسیله این ژنراتور برق تولید می‌شود هم اکنون یک نمونه از این سیستم در ۱۶۰ کیلومتری جنوب مادرید احداث گردیده که ارتفاع برج آن به ۲۰۰ متر می‌رسد.

مزایای نیروگاههای خورشیدی

نیروگاه‌های خورشیدی که انرژی خورشید را به برق تبدیل می‌کنند امید است در آینده با مزایای قاطعی که در برابر نیروگاه‌های فسیلی و اتمی دارند به خصوص اینکه سازگار با محیط زیست می‌باشند، مشکل برق بخصوص در دوران انجام ذخائر نفت و گاز را حل نمایند. تأسیس و بکارگیری نیروگاه‌های خورشیدی آینده‌ای پر ثمر و زمینه‌ای گسترده را برای کمک به خودکفایی و قطع وابستگی کشور به صادرات نفت فراهم خواهد کرد. اکنون شایسته‌است که به ذکر چند مورد از مزایای این نیروگاه‌ها بپردازیم.

الف) تولید برق بدون مصرف سوخت

نیروگاه‌های خورشیدی نیاز به سوخت ندارند و برخلاف نیروگاه‌های فسیلی که قیمت برق تولیدی آنها تابع قیمت نفت بوده و همیشه در حال تغییر می‌باشد. در نیروگاه‌های خورشیدی این نوسان وجود نداشته و می‌توان بهای برق مصرفی را برای مدت طولانی ثابت نگهداشت.

ب) عدم احتیاج به آب زیاد

نیروگاه‌های خورشیدی بخصوص دودکشهای خورشیدی با هوای گرم احتیاج به آب ندارند لذا برای مناطق خشک مثل ایران بسیار حائز اهمیت می‌باشند. (نیروگاه‌های حرارتی سنتی هنگام فعالیت نیاز به آب مصرفی زیادی دارند).

 پ) عدم آلودگی محیط زیست

نیروگاه‌های خورشیدی ضمن تولید برق هیچگونه آلودگی در هوا نداشته و مواد سمّی و مضر تولید نمی‌کنند در صورتی که نیروگاه‌های فسیلی هوا و محیط اطراف خود را با مصرف نفت – گاز و یا ذغال سنگ آلوده کرده و نیروگاه‌های اتمی با تولید زباله‌های هسته‌ای خود که بسیار خطرناک و رادیواکتیو هستند محیط زندگی را آلوده و مشکلات عظیمی را برای ساکنین کره زمین بوجود می‌آورند.

 ت) امکان تأمین شبکه‌های کوچک و ناحیه‌ای

نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند با تولید برق به شبکه سراسری برق نیرو برسانند و در عین امکان تأمین شبکه‌های کوچک ناحیه‌ای، احتیاج به تأسیس خطوط فشار قوی طولانی جهت انتقال برق ندارند و نیاز به هزینه زیاد احداث شبکه‌های انتقال نمی‌باشد.

 ث) استهلاک کم و عمر زیاد

نیروگاه‌های خورشیدی بدلایل فنی و نداشتن استهلاک زیاد دارای عمر طولانی می‌باشند در حالی که عمر نیروگاه‌های فسیلی بین ۱۵ تا ۳۰ سال محاسبه شده‌است.

 ج) عدم احتیاج به متخصص

نیروگاه‌های خورشیدی احتیاج به متخصص عالی ندارند و میتوان آنها را بطور اتوماتیک بکار انداخت، در صورتی که در نیروگاه‌های اتمی وجود متخصصین در سطح عالی ضروری بوده و این دستگاهها احتیاج به مراقبتهای دائمی و ویژه دارند.

 کاربردهای غیر نیروگاهی

کابردهای غیر نیروگاهی از انرژی حرارتی خورشید شامل موارد متعددی می‌باشد که اهم آنها عبارت‌اند از: آبگرمکن و حمام خورشیدی – سرمایش و گرمایش خورشیدی – آب شیرین کن خورشیدی – خشک کن خورشیدی – اجاق خورشیدی – کوره‌های خورشیدی و خانه‌های خورشیدی.

 الف – آبگرمکن‌های خورشیدی و حمام خورشیدی

تولید آب گرم مصرفی ساختمانها اقتصادی‌ترین روشهای استفاده از انرژی خورشیدی است می‌توان از انرژی حرارتی خورشید جهت تهیه آب گرم بهداشتی در منازل و اماکن عمومی به خصوص در مکانهایی که مشکل سوخت رسانی وجود دارد استفاده کرد. چنانچه ظرفیت این سیستمها افزایش یابد می‌توان از آنها در حمامهای خورشیدی نیز استفاده نمود. تاکنون با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران تعداد زیادی آب گرمکن خورشیدی و چندین دستگاه حمام خورشیدی در نقاط مختلف کشور از جمله استان‌های خراسان – سیستان و بلوچستان و یزد نصب و راه اندازی شده‌است.

 ب – گرمایش و سرمایش ساختمان و تهویه مطبوع خورشیدی

خانه خورشیدی شماره ۱ MIT، ساخته شده در سال ۱۹۳۹، که در آن از مخزن گرمای فصلی برای بکارگیری گرمای آن در طول سال استفاده شده است.

گرمایش و سرمایش ساختمانها با استفاده از انرژی خورشید، ایده تازه‌ای بود که در سالهای ۱۹۳۰ مطرح شد و در کمتر از یک دهه به پیشرفتهای قابل توجهی رسید. با افزودن سیستمی معروف به سیستم تبرید جذبی به سیستم‌های خورشیدی می‌توان علاوه بر آب گرم مصرفی و گرمایش از این سیستم‌ها در فصول گرما برای سرمایش ساختمان نیز استفاده کرد.

 پ – آب شیرین کن خورشیدی

هنگامی که حرارت دریافت شده از خورشید با درجه حرارت کم روی آب شور اثر کند تنها آب تبخیر شده و املاح باقی می‌ماند.

سپس با استفاده از روشهای مختلف می‌توان آب تبخیر شده را تنظیم کرده و به این ترتیب آب شیرین تهیه کرد. با این روش می‌توان آب بهداشتی مورد نیاز در نقاطی که دسترسی به آب شیرین ندارند مانند جزایر را تأمین کرد.

آب شیرین خورشیدی در دو اندازه خانگی و صنعتی ساخته می‌شوند. در نوع صنعتی با حجم بالا می‌توان برای استفاده شهرها آب شیرین تولید کرد.

ت – خشک کن خورشیدی

خشک کردن مواد غذایی برای نگهداری آنها از زمانهای بسیار قدیم مرسوم بوده و انسان‌های نخستین خشک کردن را یک هنر می‌دانستند.

خشک کردن عبارت است از گرفتن قسمتی از آب موجود در مواد غذایی و سایر محصولات که باعث افزایش عمر انباری محصول و جلوگیری از رشد باکتریها می‌باشد. در خشک کن‌های خورشیدی بطور مستقیم و یا غیر مستقیم از انرژی خورشیدی جهت خشک نمودن مواد استفاده می‌شود و هوا نیز به صورت طبیعی یا اجباری جریان یافته و باعث تسریع عمل خشک شدن محصول می‌گردد. خشک کن‌های خورشیدی در اندازه‌ها و طرحهای مختلف و برای محصولات و مصارف گوناگون طراحی و ساخته می‌شوند.

 ث – اجاقهای خورشیدی

دستگاههای خوراک پز خورشیدی اولین بار بوسیله شخصی بنام نیکلاس ساخته شد. اجاق او شامل یک جعبه عایق بندی شده با صفحه سیاهرنگی بود که قطعات شیشه‌ای درپوش آنرا تشکیل می‌داد اشعه خورشید با عبور از میان این شیشه‌ها وارد جعبه شده و بوسیله سطح سیاه جذب می‌شد سپس درجه حرارت داخل جعبه را به ۸۸ درجه افزایش می‌داد. اصول کار اجاق خورشیدی جمع آوری پرتوهای مستقیم خورشید در یک نقطه کانونی و افزایش دما در آن نقطه می‌باشد. امروزه طرحهای متنوعی از این سیستم‌ها وجود دارد که این طرحها در مکانهای مختلفی از جمله آفریقای جنوبی آزمایش شده و به نتایج خوبی نیز رسیده‌اند. استفاده از این اجاقها به ویژه در مناطق شرقی کشور ایران که با مشکل کمبود سوخت مواجه می‌باشند بسیار مفید خواهد بود.

 ج – کوره خورشیدی

در قرن هجدهم نوتورا اولین کوره خورشیدی را در فرانسه ساخت و بوسیله آن یک تل چوبی را در فاصله ۶۰ متری آتش زد.

بسمر پدر فولاد جهان نیز حرارت مورد نیاز کوره خود را از انرژی خورشیدی تأمین می‌کرد. متداولترین سیستم یک کوره خورشیدی متشکل از دو آینه یکی تخت و دیگری کروی می‌باشد. نور خورشید به آینه تخت رسیده و توسط این آینه به آینه کروی بازتابیده می‌شود. طبق قوانین اپتیک هر گاه دسته پرتوی موازی محور آینه با آن برخورد نماید در محل کانون متمرکز می‌شوند به این ترتیب انرژی حرارتی گسترده خورشید در یک نقطه جمع می‌شود که این نقطه به دماهای بالایی می‌رسد. امروزه پروژه‌های متعددی در زمینه کوره‌های خورشید در سراسر جهان در حال طراحی و اجراء می‌باشد.

 چ – خانه‌های خورشیدی

ایرانیان باستان از انرژی خورشیدی برای کاهش مصرف چوب در گرم کردن خانه‌های خود در زمستان استفاده می‌کردند. آنان ساختمانها را به ترتیبی بنا می‌کردند که در زمستان نور خورشید به داخل اتاقهای نشیمن می‌تابید ولی در روزهای گرم تابستان فضای اتاق در سایه قرار داشت. در اغلب فرهنگ‌های دیگر دنیا نیز می‌توان نمونه‌هایی از این قبیل طرحها را مشاهده نمود. در سالهای بین دو جنگ جهانی در اروپا و ایالات متحده طرحهای فراوانی در زمینه خانه‌های خورشیدی مطرح و آزمایش شد. از آن زمان به بعد تحول خاصی در این زمینه صورت نگرفت. حدود چند سالی است که معماران بطور جدی ساخت خانه‌های خورشیدی را آغاز کرده‌اند و به دنبال تحول و پیشرفت این تکنولوژی به نتایج مفیدی نیز دست یافته‌اند مثلاً در ایالات متحده در سال ۱۸۹۰ به تنهایی حدود ۱۰ تا ۲۰ هزار خانه خورشیدی ساخته شده‌است. در این گونه خانه‌ها سعی می‌شود از انرژی خورشید برای روشنایی – تهیه آب گرم بهداشتی – سرمایش و گرمایش ساختمان استفاده شود و با بکار بردن مصالح ساختمانی مفید از اتلاف گرما و انرژی جلوگیری شود.

در ایران نیز پروژه ساخت اولین ساختمان خورشیدی واقع در ضلع شمالی دانشگاه علم و صنعت و به منظور مطالعه و پژوهش در خصوص بهینه سازی مصرف انرژی و امکان بررسی روشهای استفاده از انواع انرژیهای تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشیدی اجرا گردیده‌است.

سیستمهای فتوولتاییک

یک سلول خورشیدی

به پدیده‌ای که در اثر تابش نور بدون استفاه از مکانیزم‌های محرک، الکتریسیته تولید کند پدیده فتوولتائیک و به هر سیستمی که از این پدیده‌ها استفاده کند سیستم فتوولتائیک گویند. سیستم‌های فتوولتائیک یکی از پر مصرف‌ترین کاربرد انرژی‌های نو می‌باشند و تاکنون سیستم‌های گوناگونی با ظرفیت‌های مختلف (۵/۰ وات تا چند مگاوات) در سراسر جهان نصب و راه اندازی شده‌است و با توجه به قابلیت اطمینان و عملکرد این سیستم‌ها هر روزه بر تعداد متقاضیان آنها افزوده می‌شود. از سری و موازی کردن سلولهای آفتابی می‌توان به جریان و ولتاژ قابل قبولی دست یافت. در نتیجه به یک مجموعه از سلولهای سری و موازی شده پنل (Panel) فتوولتائیک می‌گویند. امروزه اینگونه سلولها عموماً از ماده سیلیسیم تهیه می‌شود و سیلیسیم مورد نیاز از شن و ماسه تهیه می‌شود که در مناطق کویری کشور، به فراوانی یافت می‌گردد. بنابراین از نظر تأمین ماده اولیه این سلولها هیچگونه کمبودی در ایران وجود ندارد. سیستمهای شکست در تجزیه (خطای lexing): فتوولتائیک را می‌توان

بطور کلی به سه بخش اصلی تقسیم نمود که بطور خلاصه به توضیح آنها می‌پردازیم.

 ۱ – پنلهای خورشیدی:

پنل‌های خورشیدی بکار رفته در ایستگاه فضایی بین‌المللی در سال ۲۰۰۱.

این بخش در واقع مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی بدون واسطه مکانیکی می‌باشد. لازم به این بخش در واقع کلیه مشخصات سیستم را کنترل کرده وتوان ورودی پنلها را طبق طراحی انجام شده و نیاز مصرف کننده به بار یا باتری تزریق و کنترل می‌کند لازم به ذکر است که در این بخش مشخصات و عناصر تشکیل دهنده با توجه به نیازهای بار الکتریکی و مصرف کننده و نیز شرایط آب و هوایی محلی تغییر می‌کند.

۳ – مصرف کننده یا بار الکتریکی:

با توجه به خروجی DC پنلهای فتوولتائیک، مصرف کننده می‌تواند دو نوع DC یا AC باشد، همچنین با آرایشهای مختلف پنلهای فتوولتائیک می‌توان نیاز مصرف کنندگان مختلف را با توانهای متفاوت تأمین نمود. با توجه به کاهش روز افزون ذخائر سوخت فسیلی و خطرات ناشی از بکارگیری نیروگاههای اتمی، گمان قوی وجود دارد که در آینده‌ای نه چندان دور سلولهای خورشیدی به انرژی برق به‌عنوان جایگزین مناسب و بی خطر برای سوختهای فسیلی و نیروگاههای اتمی توسط بشر بکار گرفته شود.

مصارف و کاربردهای فتوولتائیک

• مصارف فضانوردی و تأمین انرژی مورد نیاز ماهواره‌ها جهت ارسال پیام

• روشنایی خورشیدی:

در حال حاضر روشنایی خورشیدی بالاترین میزان کاربرد سیستم‌های فتوولتائیک را در سراسر جهان دارد و سالانه دهها هزار نمونه از این سیستم در سراسر جهان نصب و راه اندازی می‌گردد، مانند برق جاده‌ها و تونلها بخصوص در مناطقی که به شبکه برق دسترسی ندارند، تأمین برق پاسگاههای مرزی که دور از شبکه برق هستند، تأمین برق مناطقی شکاربانی و مناطق حفاظت شده نظیر جزیره‌های دور افتاده که جنبه نظامی دارند.

• سیستم تغذیه کننده یک واحد مسکونی:

انرژی مورد نیاز کلیه لوازم برقی منازل (شهری و روستایی) و مراکز تجاری را می‌توان با استفاده از پنلهای فتوولتائیک و سیستمهای ذخیره کننده و کنترل نسبتاً ساده، تأمین نمود.

• سیستم پمپاژ خورشیدی:

سیستم پمپهای فتوولتائیک قابلیت استحصال آب از چاهها، قنوات، چشمه‌ها، رودخانه‌ها و ….. را جهت مصارف متنوعی دارا می‌باشد.

• سیستم تغذیه کننده ایستگاههای مخابراتی و زلزله نگاری:

اغلب ایستگاههای مخابراتی و یا زلزله نگاری در مکانهای فاقد شبکه سراسری و صعب العبور و یا در محلی که احداث پست فشار قوی به فشار ضعیف و تأمین توان الکتریکی ایستگاه مذکور صرفه اقتصادی و حفاظت الکتریکی ندارد نصب شده‌اند.

• ماشین حساب، ساعت، رادیو، ضبط صوت و وسایل بازی کودکانه یا هر نوع وسیله‌ای که تاکنون با باطری خشک کار می‌کرده‌است یکی دیگر از کاربردهای این سیستم می‌باشد.

مثلاً ژاپن در سال ۱۹۸۳ حدود ۳۰ میلیون ماشین حساب خورشیدی تولید کرده‌است که سلولهای خورشیدی بکار گرفته در آنها مساحتی حدود ۰۰۰/۲۰ متر مربع و توان الکتریکی معادل ۵۰۰ کیلووات داشته‌اند.

• نیروگاههای فتوولتائیک:

هم‌زمان با استفاده از سیستم‌های فتوولتائیک در بخش انرژی الکتریکی مورد نیاز ساختمانها اطلاعات و تجربیات کافی جهت احداث واحدهای بزرگ‌تر حاصل گردید و همه اکنون در بسیاری از کشورهای جهان نیروگاه فتوولتائیک در واحدهای کوچک و بزرگ و به صورت اتصال به شبکه و یا مستقل از شبکه نصب و راه اندازی شده‌است ولی این تأسیسات دارای هزینه ساخت، راه اندازی و نگهداری بالایی می‌باشند که فعلاً مقرون به صرفه و اقتصادی نیست.

• یخچالهای خورشیدی:

از یخچالهای خورشیدی جهت سرویس دهی و ارائه خدمات بهداشتی و تغذیه‌ای در مناطق دور افتاده و صعب العبور استفاده می‌گردد. عملکرد مناسب یخچالهای خورشیدی تا حدی بوده‌است که در طی ۵ سال گذشته بیش از ۱۰۰۰۰ یخچال خورشیدی برای کاربردهای بهداشتی و درمانی در سراسر آفریقا راه اندازی شده‌است.

• سیستم تغذیه کننده پرتابل یا قابل حمل:

قابلیت حمل و نقل و سهولت در نصب و راه اندازی از جمله مزایای این سیستم‌ها می‌باشد بازده توان این سیستم‌ها از ۱۰۰ وات الی یک کیلو وات تعریف شده‌است. از جمله کاربردهای آن می‌توان به تأمین برق اضطراری در مواقع بروز حوادث غیر مترقبه، سیستم تغذیه کننده یک چادر عشایری و کمپ‌های جنگلی اشاره نمود

نسبیت

سلام در این مقاله نگاهی اجمالی به نظریه ی نسبیت خواهیم داشت

اصل نسبیت

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

اصل نسبیت یکی از اصول موضوعهٔ نظریهٔ نسبیت خاص است که اینشتین در سال ۱۹۰۵ میلادی آن را مطرح کرد. مطابق این اصل:

قوانین فیزیک در تمام چارچوب‌های لَخت شکل یکسانی دارند.

فهرست مندرجات

• ۱ توضیح
• ۲ نسبيت خاص و مسئله هم زماني رويدادها
• ۳ جستارهای وابسته
• ۴ منابع

 توضیح

اصل نسبیت (با کمی ساده‌سازی و چشم‌پوشی از برخی جزئیات) می‌گوید که اگر شما در آزمایشگاه سربسته‌ای قرار داشته باشید و آن آزمایشگاه با سرعت ثابتی نسبت به زمین حرکت کند، شما با هیچ روشی نمی‌توانید تعیین کنید که سرعت‌تان نسبت به زمین چقدر است. (در این بیان از اصل نسبیت فرض شده است که زمین یک چارچوب لخت است (این موضوع دربارهٔ زمین فقط به تقریب صادق است) و نیز فرض شده است که شما نسبت به زمین به نرمی حرکت می‌کنید و آزمایشگاه هیچ لرزش و تکانی ندارد.) به زبان دیگر، هیچ تمایزی میان یک چارچوب لخت و چارچوب لخت دیگری که با سرعت ثابتی نسبت به آن جرکت می‌کند، وجود ندارد، یعنی هیچ چارچوب لخت متمایزی وجود ندارد.

 نسبيت خاص و مسئله هم زماني رويدادها

صد سال قبل از اين زماني كه هنوز فيزيك به درستي با نيوتن و قوانينش شناخته مي شد و هيچ كس به فكر كاستي هاي مكانيك نيوتني نيفتاده بود ، آلبرت انيشتين در مقاله اي تحت عنوان « درباره الكترو ديناميك اجسام متحرك» چنين نوشت: « هيچ يك از ويژگيهاي واقعيتهاي مشاهده شده با مفهوم سكون مطلق ارتباط ندارند، ...براي تمام دستگاههائي كه معادلات مكانيك در آنها بر قراراند ، معادلات الكتروديناميكي و اپتيكي نيز در آنها برقرار خواهد بود...بر اين اساس اينشتين دو فرض اساسي بسيار مهم اما ساده كرد كه به جرات مي توان گفت: اين دو فرض ضمن اينكه براي بيان يك نظريه ساده و سازگار الكترو ديناميك اجسام متحرك ، بر پايه نظريه ماكسول براي اجسام ساكن ، كاملاً كافي اند ،دنياي فيزيك را نيز دگرگون كردند .

فرض هاي انيشتين كه بعدها اصل نسبيت انيشتين ناميده شد ، نسبت به فرض هاي نيوتن(اصل نسبيت نيوتني) اين رجحان را دارند كه فراتر از قوانين مكانيك ، تمام قوانين فيزيك را نيز در بر مي گيرند.

انيشتين فرض هاي خود را اين گونه بيان كرد:

1 - قوانين فيزيك در تمام دستگاههاي لخت يكسان هستند و هيچ دستگاه لخت مرجحي وجود ندارد ( اصل نسبيت ).

2 - در فضاي تهي مقدار سرعت نور در تمام دستگاههاي لخت يكسان و برابر با C است ( اصل ثابت بودن سرعت نور).

در حقيقت اصل نسبيت انيشتين اعتقاد به اين موضوع دارد كه ما فقط از حركت نسبي دو دستگاه مي توانيم صحبت كنيم و به هيچ عنوان نمي توانيم به وسيله اندازه گيريهاي فيزيكي بگوئيم يك دستگاه لخت به خودي خود ساكن است يا متحرّك.

تئوري نسبيت خاص انيشتين پيشگوئيهاي مختلفي مي كند كه حقيقتاً برخي از آنها در جهت مقابل مشاهده هاي ما و به عبارت ديگر تصورات اوليه ي ما از آنچه به وقوع مي پيوندد مي باشد توجه به اين نكته بسيار مهم است كه اين پيشگوئيها با چارچوبهاي مرجع مختلف ثابت و متحرك با سرعت نسبي V در ارتباطند و نيز در نسبيت تنها زماني نتايج را قابل قبول مي دانيم كه سرعت V يك كسر متعارف از C سرعت نور باشد. ( به عبارت ديگر V/C براي ما تعريف شده باشد ).

دو پيشگوئي اساسي و مهم كه انيشتين با نسبيت خاص مي كند يكي انقباض طول و ديگري تاخير زمان است.

همان طور كه از گذشته مي دانيم انقباض طول به نتيجه ي اندازه گيري يك جسم در دو چارچوب مختلف اشاره دارد ، اگر در چارچوب مرجع ثابت طول اندازه گيري شده باشد ، در چارچوب ديگري كه نسبت به چارچوب مرجع اوليه حركت دارد طول منقبض شده به نظر مي رسد ، و يا به عبارتي ديگر حركت جسم در طول حركت نسبي اش منقبض شده به نظر مي رسد .

تاخير زماني نيز به اين واقعيت مهم اشاره دارد كه زمان بين رويدادهائي كه در موقعيت هاي يكسان از چارچوب اندازه گيري ثابت هستند كوتاهتر از زماني است كه به وسيله يك ناظر در چارچوب متحرك با سرعت Vاندازه گيري مي شود ، به عبارتي ديگر اين طور گفته مي شود كه به نظر مي رسد ساعتها كندتر كار مي كنند .

در اصل يكي از مهمترين اين نتيجه ها نسبي بودن همزماني است كه مي توان گفت اين مطلب تعبير ديگري از تاخير زماني است و به اين صورت توضيح داده مي شود كه اگرچه ممكن است از ديد يك ناظر در يك چارچوب مرجع دو رويداد در دو مكان متفاوت كاملاً همزمان باشند اما از ديد ناظر ديگر كه در چارچوب مرجع ديگري قرار گرفته است اين اندازه گيري به صورت همزمان نيست و اين طور بيان مي كنيم كه همزماني نيز يك مفهوم نسبي است .

از آنجا كه انقباض طول و تاخير زماني از مهمترين مسائل در فيزيك نسبيت هستند به تفسير و حل يكي از مهمترين مسائل در اين مورد مي پردازيم :

مساله از اين قرار است : قهرمان پرش با نيزه اي را تصور مي كنيم ،( به خاطر داشته باشيم كه يكي از مهمترين مسائل در پرش با نيزه ، طول خود نيزه مي باشد ) قهرمان را A مي ناميم ، او طول نيزه خود را lo اندازه مي گيرد كه ما اين طول را طول اوليه يا طول صحيح نيزه مي ناميم و توجه مي كنيم كه A با سرعت نسبي V در حال حركت است . حال اگر ما يك فرد تماشاچي را در جايگاه در نظر بگيريم و او را B بناميم و از او بخواهيم در دستگاهي كه وي قرار دارد طول ميله را اندازه بگيرد ، Bبا توجه به اينكه مي بيند قهرمان با سرعت بسيار زياد مي دود به گونه اي كه براي وي سرعت نسبي در نظر مي گيرد ، اين طول را l اندازه خواهد گرفت كه پس از مقايسه مشاهده خواهيم كرد كه l از ديد B كوچكتر از loاز ديد Aاست.

l < lo

در حقيقت اگر فرض كنيم كه ميله دوم قهرمان( كه همانند ميله اول است) در كنار تماشاچي افتاده است تماشاچي طول اين ميله را بزرگتر از طول ميله اي كه در دست A است اندازه گيري مي كند ، بنابراين B تصميم مي گيرد اين مطلب را به كميته فني مسابقات اعلام كند و آنها هم اين مطلب را به A ارجاع مي دهند و مباحثه سختي بين A وB در مي گيرد ، A از B مي خواهد كه اين مساله را به وي اثبات كند .

براي اثبات اين مدعي تماشاچي در صدد ساختن اتاقكي به طول l كه كوتاهتر از lo بوده و وي اندازه گرفته بود بر مي آيد . او براي اين اتاقك از پشت و جلو درب مي سازد و از A ميخواهد كه با ميله كوتاه شده اي كه در دست دارد با سرعت به داخل اين ساختمان داخل شود B هر دو درب را مي بندد در حاليكه ميله A كاملاً در داخل اتاقك قرار گرفته است ( البتّه تاكيد كنيم كه اين مساله به خاطر سرعت قهرمان A كه از يك طرف داخل و از طرف ديگر خارج مي شود فقط براي يك لحظه است) اما در هر حال تماشاچي ادعاي خود مبني بر اينكه طول ميله كوتاه شده است را ثابت كرده است.

به نظر شما آيا B درست مي گويد؟

A اين نظريه را باز هم قبول نمي كند و به B مي گويد موقعي كه ميله من از درب جلو وارد انبار شده شما درب پشتي را بسته ايد ، پس همواره ميله من بلندتر خواهد بود.

از آنجائي كه يكي از معروفترين آزمايشها در اين گونه مسائل استفاده از لامپ هاي فلش زن است،

B در فكر ترتيب آزمايشي ديگر به اين ترتيب بر مي آيد:

B مي گويد كه براي بر طرف شدن اين فكر اين بار از چراغ هاي فلش زن استفاده كنيم . طرز كار اين چراغ ها به اين صورت است كه با بسته شدن درب ها اين چراغ ها كه بر روي درب هاي جلو و عقب نصب شده است ، روشن مي شود . با اين توضيحات B از A مي خواهد كه بار ديگر با سرعت وارد اتاقك شود تا هر دو نتيجه مشاهدات خود را گزارش كنند .

B اين طور گزارش مي كند :

هر دو چراغ فلش زن رو به درب هاي جلوئي و پشتي همزمان با هم روشن مي شوند و نتيجه اين كه طول ميله كوتاه شده است .

و اما آنچه A گزارش مي كند به ترتيب زير است :

هنگامي كه ميله من از درب جلو وارد انبار شده چراغي كه روي درب پشتي نصب شده بود زودتر روشن شد .

به نظر شما اين اختلاف نظرها از كجا ناشي مي شود ؟ به عبارت ديگر آيا يكي از اين دو نفر اشتباه مي كنند ؟ و كدام يك ؟

بيائيد اين موضوع را بيشتر تفسير كنيم :

گفته تماشا چي (B) صحت دارد زيرا او اين دو رويداد را كاملاً همزمان مشاهده مي كند ، در عين حال گفته قهرمان A هم صحيح است ، به اين علت كه در چارچوب اندازه گيري وي كه در حال حركت با سرعت نسبي V است همزماني مفهومي نسبي پيدا مي كند .

شايد بزرگترين اشتباهي كه ما در مسائل نسبيت مي كنيم عدم توجه به مسائلي از قبيل نسبي بودن سرعت ، نسبي بودن همزماني و ... است . در حقيقت اگر بخواهيم از تعريف انقباض طول هم استفاده كنيم ، مي بينيم ناظري كه در حال حركت با سرعت نسبي V نسبت به ناظر در دستگاه ديگراست ، امّا در دستگاه خود حركتش نسبت به ميله با سرعت نسبي همراه نيست با توجه به مساله تاخير زماني طول ميله را بزرگتر از ناظر در دستگاه ديگر مي بيند . يكي از بهترين نمايش هاي كلي براي مسائل نسبيت ، رسم نمودار مكان- زمان مي باشد . كه در زير اين نمودار را براي هر دو ناظر رسم مي كنيم :

در اين نمودار خطوط نقطه چين نمايش گر ديد ناظرهاست هنگامي كه از لامپهاي فلش زن استفاده شد ، خطوط كم رنگ نمايش گر ديد ناظرهاست هنگامي كه قهرمان با سرعت داخل اطاقك ساخته شده شد و خطوط پررنگ نمايش گر ديد ناظرها در لحظه اول مي باشد .

 

• نسبیت خاص
• تبدیلات گالیله، تبدیلات پذیرفته‌شده پیش از نظریهٔ نسبیت خاص
• سرعت جهانی نور، اصل موضوع دیگر نظریهٔ نسبیت خاص

 منابع

• دانیل کلپنر و رابرت کلنکو، آشنایی با مکانیک، تهران: مرکز نشر دانشگاهی، چاپ چهارم، ۱۳۸۴، فصل ۱۱

آموزش فیزیک قدم به قدم

سلام بچه ها یه مطلب در مورد فیزیک که فصل ۴فیزیک ۲هست

توان (فیزیک)

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

توان متحد با یک نیرو (دارای رابطه مستقیم) به طور راحت مقدار کار انجام شده توسط نیروی تقسیم شده به وسیله اختلاف زمانی اش است که انجام داده است. بنابراین این انرژی است که در واحد زمانی به جسم توسط انرژی مفید منتقل می شود. طبق بالا می بینیم که توان

جایی که سرعت در محلی است که جسم حرکت می کند مجموع توان فقط مجموع توان های مستقیم با هر کدام از نیروهاست. این میزان زمان تغییر انرژی جنبشی جسم را برابر می کند

 منبع

• ویکی پدیای انگلیسی

برگرفته از «http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%AA%D9%88%D8%A7%D9%86_(%D9%81%DB%8C%D8%B2%DB%8C%DA%A9)»

سلام این وبلاگ توسط پوریا علیزاده ایجاد شده.

لطفا نظرات و پیشنهادات خود را ارسال کنید

باتشکر از تمام بر و بچ دوم ریاضی