وبلاگ گروه پژوهشگران نوجوان

2007-08-06T04:56:00.000-07:00

یک مقاله کامل در مورد گرانش

مردم، قرنها در مورد گرانش دچار اشتباه بودند. در سال 300 قبل از میلاد مسیح، فیلسوف و دانشمند یونانی، ارسطو، بر اساس یک باور اشتباه فکر می کرد که اجرام سنگین سریعتر از اجرام سبک سقوط می کنند. این باور تا اوایل 1600 میلادی همچنان در بین مردم پابرجا بود تا اینکه دانشمند ایتالیایی، گالیله این باور را اصلاح نمود. گالیله گفت که شتاب همه اجرام به هنگام سقوط با هم برابر است مگر اینکه مقاومت هوا یا نیروهای دیگری بر آن تاثیر بگذارد. شتاب یک جرم، مقدار تغییر در سرعت آن جرم است. بنابراین اگر یک جرم سنگین و یک جرم سبک را همزمان با هم از یک ارتفاع پرتاب کنیم در یک زمان به زمین می رسند.

قوانین گرانش نیوتونی

ستاره شناسان در گذشته توانستند حرکات ماه و سیارات بر فراز آسمان را اندازه گیری کنند. با این حال تا اوایل سال 1600، هیچیک نتوانستند به درستی این حرکات را توضیح دهند. در آن زمان، ایزاک نیوتون دانشمند انگلیسی، ارتباطی را بین حرکات اجرام سماوی و نیروی جاذبه زمین توصیف نمود.

در سال 1665، زمانیکه نیوتون 23 ساله بود، سقوط یک سیب این سوال را در ذهن او ایجاد کرد که نیروی گرانش زمین تا چه فاصله ای تاثیر گذار است. نیوتون کشف خود را در سال 1687 به نام "ریشه های ریاضی در فلسفه طبیعت " تشریح نمود. نیوتون به کمک قوانین حرکت سیارات که توسط ستاره شناس آلمانی یوهانس کپلر کشف شده بود، نشان داد که چگونه نیروی گرانش خورشید با افزایش فاصله کاهش می یابد. او سپس فرض کرد که گرانش زمین نیز به روشی مشابه در فواصل دور کاهش می یابد. نیوتون می دانست که گرانش زمین، ماه را در مدار خود قرار داده است و مقدار گرانش زمین در آن فاصله را اندازه گیری کرد. او به کمک فرض خود، بزرگی گرانش در سطح زمین را به دست آورد. عدد به دست آمده، بزرگی همان نیرویی بود که سیب را به زمین کشاند.

قانون گرانش نیوتون می گوید که نیروی گرانش بین دو جرم ارتباط مستقیم با جرم آن دو دارد. یعنی هر چه جرم آنها بیشتر باشد، نیروی گرانش بین آن دو بیشتر است. این قانون همچنین می گوید که نیروی گرانش بین دو جرم ارتباط عکس با فاصله بین دو جرم به توان دو دارد. برای مثال اگر فاصله بین دو جرم دو برابر شود، نیروی گرانش بین آنها یک چهارم می شود. فرمول قانون نیوتون به صورت F=m1m2/d² می باشد که در آن F نیروی گرانش بین دو جرم، m1 و m2 مقدار مواد دو جرم و d² فاصله بین دو جرم به توان دو است.

تا اوایل 1900، دانشمندان تنها یک حرکت را مشاهده کرده بودند که بر اساس قانون نیوتون قابل توضیح نبود و آن جابجایی کوچکی در مدار عطارد به دور خورشید بود. مدار عطارد، مانند مدار دیگر سیارات بیضی شکل است. خورشید درست وسط این بیضی قرار ندارد. به همین دلیل یک نقطه در این مدار نسبت به دیگر نقاط آن به خورشید نزدیکتر است. اما مکان این نقطه در هر بار گردش سیاره به دور خورشید اندکی تغییر می کند. دانشمندان به این جابجایی، سبقت سیاره می گویند. دانشمندان از قانون نیوتون برای محاسبه این جابجایی استفاده کردند اما نتیجه معادله با آنچه که مشاهده می شود اندکی متفاوت است.

تئوری گرانش انیشتین

در سال 1915، آلبرت انیشتین، فیزیکدان متولد آلمان، تئوری فضا-زمان-گرانش یا تئوری نسبیت عام را معرفی کرد. تئوری انیشتین طرز فکر دانشمندان به گرانش را به کلی دگرگون کرد. البته این تئوری، قانون نیوتون را رد نکرد بلکه آنرا گسترش داد. در بیشتر موارد، نتیجه ای که از تئوری نسبیت حاصل می شد، اندکی با نتیجه به دست آمده از قانون نیوتون متفاوت بود. برای مثال، انیشتین از تئوری خود برای اندازه گیری سبقت مداری سیاره عطارد استفاده کرد و نتیجه به دست آمده درست برابر با مشاهدات بود. این نخستین آزمون برای تائید تئوری نسبیت عام به حساب آمد.

تئوری انیشتین بر اساس دو چیز استوار بود. اول، ماهیتی به نام فضا-زمان و دوم قانونی که به نام اصل هم ارزی شناخته می شود.

فضا-زمان

در ریاضیات پیچیده نسبیت، زمان و فضا از هم جدا نیستند. در عوض، فیزیکدانان به مجموعه ای از زمان و فضای سه بعدی شامل طول، عرض و ارتفاع، فضا-زمان می گویند. انیشتین چنین بیان کرد که ماده و انرژی می توانند با ایجاد انحنا در فضا-زمان، شکل آنرا تغییر دهند و گرانش در واقع تاثیر این انحنا در فضا-زمان می باشد.

اصل هم ارزی می گوید که تاثیرات گرانش و تاثیرات شتاب با هم برابرند. برای درک این اصل، تجسم کنید که شما در سفینه ای هستید که به هیچ جرم آسمانی نزدیک نیست. بنابراین سفینه شما تحت تاثیر هیچ گونه نیروی گرانشی قرار ندارد. فرض کنید که سفینه شما به سمت جلو می رود اما شتاب ندارد. به بیانی دیگر، سفینه شما با سرعتی ثابت و در جهتی ثابت حرکت می کند. اگر شما توپی را بیرون بگیرید و رها کنید، توپ سقوط نخواهد کرد. در عوض، در کنار شما معلق خواهد ماند.

اما فرض کنید که سفینه شما با افزایش سرعت، شتاب بگیرد. در این هنگام توپ ناگهان به سمت پائین سفینه سقوط خواهد کرد دقیقا مانند زمانیکه تحت تاثیر گرانش قرار بگیرد.

پیش بینی های نسبیت عام

از زمانیکه محاسبه سبقت مداری عطارد، تئوری نسبیت را تائید نمود، مشاهدات زیادی برای بررسی پیش بینی های تئوری نسبیت انجام گرفت. برخی از نمونه ها عبارتند از: انحراف پرتوهای نور و امواج رادیویی، وجود امواج گرانش و سیاه چاله ها و گسترش کائنات.

انحراف پرتوهای نور

تئوری انیشتین پیش بینی می کرد که گرانش می تواند مسیر پرتوهای نور را هنگامیکه از نزدیک یک جرم سنگین عبور می کنند دچار انحراف کند. انحراف به این دلیل به وجود می آید که اجرام، فضا-زمان را دچار انحنا می کنند. خورشید به قدری سنگین هست که بتواند پرتوهای نور را منحرف نماید و دانشمندان در سال 1919، در حین یک کسوف کامل توانستند این پیش بینی را تائید کنند.

ایجاد انحراف و کاستن از سرعت امواج رادیویی

این تئوری همچنین پیش بینی کرد که خورشید امواج رادیویی را منحرف کرده و سرعت آنها را کاهش می دهد. دانشمندان با اندازه گیری انحرافی که خورشید در امواج رادیویی ارسال شده توسط کوازارها (اجرام بسیار بسیار قدرتمند که در مرکز برخی کهکشانها قرار دارند) ایجاد می کند این پیش بینی را نیز تائید کردند.

محققین تاخیر امواجی که از کنار خورشید عبور می کردند را با ارسال سیگنالهایی بین زمین و فضاپیمای وایکینگ که در سال 1976 به مریخ رسید، اندازه گیری کردند. آن اندازه گیریها همچنان یکی از پر ارزش ترین تائیدیه های تئوری نسبیت به حساب می آیند.

امواج گرانشی

تئوری نسبیت نشان داد که اجرام سنگینی که به دور یکدیگر در چرخشند، امواجی را به نام امواج گرانشی منتشر می کنند. از سال 1974، دانشمندان حضور این امواج را به طور غیر مستقیم با مشاهده اجرامی به نام تپ اختر دوتایی تائید کرده اند. تپ اختر دوتایی نوعی ستاره نوترونی است که با سرعت بسیار زیاد به دور جرمی مشابه خود اما کوچکتر و غیر قابل مشاهده می چرخد. ستاره نوترونی متشکل از سلولهای نوترون، ذره ای که به طورمعمول تنها در هسته اتمها یافت می شود، می باشد.

یک تپ اختر ، دو موج رادیویی را در دو جهت مخالف هم منتشر می کند. با چرخش ستاره حول محور خود، موجها مانند پرتوهای نور یک نورافکن در فضا پخش می شوند. اگر یکی از این امواج رادیویی به زمین برسد، تلسکوپهای رادیویی این موج را به صورت یک سری پالس دریافت می کنند. با مشاهده دقیقتر تغییرات پالسهای یک تپ اختر دوتایی، دانشمندان می توانند دوره مداری (زمانیکه دو ستاره یک دور کامل در مدار خود می زنند) آن را تخمین بزنند.

مشاهدات تپ اختر دوتایی PSR 1913+16 نشان داد که دوره مداری آن کاهش می یابد و ستاره شناسان این مقدار کاهش را اندازه گیری کردند. دانشمندان همچنین از معادلات نسبیت عام برای محاسبه مقدار کاهش دوره مداری، در صورت انتشار امواج گرانشی، استفاده کردند. مقدار محاسبه شده دقیقا برابر با مقدار اندازه گیری شده بود.

سیاهچاله ها

تئوری انیشتین حضور اجرامی به نام سیاهچاله ها را پیش بینی کرد. سیاهچاله منطقه ای در فضا است که نیروی گرانش آن اجازه گریز به هیچ چیز حتی پرتوهای نور را نمی دهد. محققان مدارک مستدلی در دست دارند که نشان می دهد اغلب ستارگان سنگین در نهایت به سیاهچاله تبدیل می شوند و بیشتر کهکشانها دارای یک سیاهچاله عظیم الجثه در مرکز خود می باشند.

گسترش کائنات

انیشتین در سال 1917، مقاله نسبیت عام را که مطالعه ای بر کل کیهان بود ارائه نمود. بر اساس این تئوری، کائنات یا در حال گسترش است و یا در حال انقباض. در آن سال دانشمندان مدارک قاطعی برای پذیرفتن هیچ یک از آن دو حالت در دست نداشتند. انیشتین برای پیشگیری از بروز مخالفت دیگران با تئوری نسبیت عام، عاملی به نام ثابت کیهانی را به تئوری خود افزود. ثابت کیهانی، دفع هر ذره در فضا توسط ذرات اطرافش، برای پیشگیری از انقباض جهان می باشد.

بالاخره در سال 1929، ستاره شناس آمریکایی ادوین هابل (Edwin Hubble) کشف کرد که کهکشانهای دوردست در حال دور شدن از زمین می باشند و هر چه فاصله کهکشان از زمین بیشتر است سرعت دور شدن آن نیز بیشتر است. کشف هابل نشان داد که دنیا در حال انبساط است. در پی این اکتشاف و تائید آن توسط مشاهدات ستاره شناسان دیگر، انیشتین ثابت کیهانی را از تئوری خود حذف نمود و آن را بزرگترین اشتباه خود توصیف کرد.

کشف گسترش کائنات به همراه مشاهدات دیگر، منجر به شکل گیری تئوری منشا کائنات یعنی تئوری بیگ بنگ یا مهبانگ شد. بر اساس این تئوری، جهان در پس یک انفجار مهیب آغاز شده است. در آغاز، کل جهانی که ما امروز در این ابعاد و اندازه می بینیم، به کوچکی یک تیله بوده است. سپس مواد شروع به گسترش کرده و این گستردگی تا به امروز ادامه یافته است.

انرژی تاریک

گرچه انیشتین ثابت کیهانی را بزرگترین اشتباه خود خواند اما شاید این عامل یکی از بزرگترین دستاوردهای مطالعات او باشد. اندازه گیریهایی که در سال 1998 گزارش شدند نشان می دهند که جهان با سرعت بیشتر و بیشتری رو به گسترش است. به علاوه، سرعت گسترش همانطور که در نسبیت عام با ثابت کیهانی محاسبه شده بود، افزایش یافته است.

تا قبل از انتشار گزارشات، ستاره شناسان همگی فکر می کردند که از سرعت گسترش به دلیل وجود گرانش بین کهکشانها، کاسته شده است. اندازه گیریها نشان دادند که انفجارهای ابر نواختر در کهکشانهای دور دست، کم نور تر از آن هستند که انتظار می رود بنابراین کهکشانها دورتر از آن هستند که ما تصور می کنیم. اما این کهکشانها فقط در صورتی می توانند چنین فاصله دوری از ما داشته باشند که افزایش سرعت گسترش از گذشته آغاز شده باشد.

ستاره شناسان به این نتیجه دست یافته اند که افزایش سرعت گسترش کائنات وابسته به عاملی است که بر خلاف گرانش عمل می کند. این عامل ممکن است ثابت کیهانی و یا چیزی به نام انرژی تاریک باشد. دانشمندان هنوز به یک تئوری برای وجود انرژی تاریک نرسیده اند اما آنها می دانند که چقدر از آن احتمالا در دنیا وجود دارد. مقدار انرژی تاریک کائنات حدودا دو برابر مقدار ماده در آن است.

ماده در جهان شامل دو نوع است: ماده مرئی و ماده اسرار آمیزی به نام ماده تاریک. دانشمندان از ترکیب بندی ماده تاریک بی اطلاعند. اما اندازه گیریهای حرکت ستارگان و ابرهای گاز در کهکشانها دانشمندان را وادار به باور نمودن وجود چنین ماده ای کرده است. این اندازه گیریها نشان داده اند که جرم کهکشانها چندین بار بیشتر از جرم اجرام مرئی در آنها است. همه این مشاهدات بیانگر این هستند که مقدار ماده تاریک در کائنات 30 برابر ماده مرئی در آن است.

گرانش و سن جهان

مشاهدات دیگری که انجام گرفته اند نشان دادند که تئوری نسبیت عام در همه جای کائنات کاربرد دارد. کیهان شناسان عمر جهان را به کمک معادلات نسبیت عام، میزان سرعت گسترش جهان و مقدار تخمینی ماده و انرژی تاریک محاسبه کردند. مقدار محاسبه شده، حدودا 14 بیلیون سال، با نتایج به دست آمده توسط دو روش دیگر محاسبه عمر جهان یعنی محاسبه بر اساس تکامل ستارگان و محاسبه بر اساس نیمه عمر رادیواکتیو ستارگان پیر، همخوانی داشت.

تکامل ستارگان

همراه با رشد و تکامل ستاره، دمای سطحی و نورانیت آن به روش کاملا شناخته شده ای تغییر می کند. ستاره شناسان می توانند با اندازه گیری دمای سطحی و نورانیت یک ستاره، سن آن را تشخیص دهند. با بهره گیری از این روش، پیر ترین ستاره ای که تا کنون ستاره شناسان پیدا کرده اند حدود 13 بیلیون سال عمر دارد.

نیمه عمر رادیو اکتیو بر اساس این واقعیت است که عناصر شیمیایی مشخص، دچار تجزیه رادیواکتیو می شوند. در تجزیه رادیواکتیو، یک ایزوتوپ از یک عنصر به ایزوتوپ عنصری دیگر تبدیل می شود. ایزوتوپ های رادیواکتیو با سرعت مشخص و شناخته شده ای تجزیه می شوند.

در سال 2001، دانشمندانی که در شیلی، با تلسکوپ بزرگ رصدخانه اروپای جنوبی کار می کردند، با تکنیک نیمه عمر رادیواکتیو، ستاره ای پیر در کهکشان راه شیری را مورد مطالعه قرار دادند. محققان اورانیوم 238 که شامل 92 پروتون و 146 نوترون است را بررسی کردند. دانشمندان می دانستند که آن ستاره در زمان شکل گیری شامل چه مقدار اورانیوم بوده است. آنها مقدار اورانیوم فعلی آن را اندازه گیری کردند. آنان با استفاده از اطلاعات به دست آمده و محاسبات، عمر این ستاره را به دست آوردند. به احتمال خیلی زیاد آن ستاره 5/12 بیلیون سال عمر دارد، بنابراین عمر جهان احتمالا از آن بیشتر است. محاسبه عمر چندین ستاره پیر دیگر نیز تقریبا به همین نتیجه ختم شد.

2007-07-18T13:49:00.000-07:00

عکسی از لباس نسبتاً نامرئی

2007-07-17T12:28:00.000-07:00

این هم چند عکس زیبا از زحل

2007-07-11T12:44:00.000-07:00

فقط یک روز تا آمدن پرفسور استفان هاوکینگ به ایران مانده است
یاداوری

2007-07-11T12:25:00.000-07:00

نسبیت
درباره نسبیت قبلاً به طور مفصل توضیح داده شد اما این مبحث آنقدر جالب است می توان درباره آن ساعتها بحث نمود اول درباره خالق نسبیت انیشتین او در سال 1879 در شهر اولم به دنیا آمد در بزرگسالی به عنوان فرد مسئول ثبت اختراع درجه سه مشغول به کار شد 1905 او نسبیت خاص ،حرکت بروانی ،اثر فوتوالکتریک را ارائه نمود که نسبیت آنقدر انقلابی و کامل بود که مسئولین آکادمی نوبل که در محافظه کاری شهره خاص و عام بودند نمی توانستند به او در باره نسبیت نوبل دهند ولی باید برای نابغه ای همچون انیشتین باید چیزی به عنوان پاداش داده می شد که اثر فوتو الکتریک را به عنوان بهانه ای قرار داده و به او نوبل فیزیک در سال 1921 دادند در صورتی که همه می دانستند نسبیت کاملترین نظریه اوست در سال 1915 نیز انیشتین نسبیت عام را در آکادمی پروس ارائه داد و تاکنون این نظریات اثبات شده اند وی تا سال 1955 نیز در تحقیقات به دنبال نیروی بنیادی بود و پنج شاگرد(که پرفسور حسابی هم در بینشان بود) تربیت نمودند و در وصیت نامه ایشان کرسی خود در آکدمی پروس به پرفسور حسابی واگذار نمودند.
نسبیت خاص:
فیزیک کلاسیک دردو مورد درتوضیح پدیده ها با مشکل مواجه می شد اول در اندازه های کوچکتر از اتم که مکانیک کوانتم توجیه این پدیده ها را برعهده گرفت و دیگری در سرعت نزدیک نور که این به عهده نسبیت خاص است در نسبیت خاص برای اجسام نزدیک به سرعت نور(m/s 299792458) سه تفاوت در نظر گرفته شده است :1- در راستای حرکت کوچک می شود 2-زمان برایش کوتاه می شود3-سنگین تر می شود
در ابتدا این افزایش جرم بسیار کوچک است(نیم درصد در برابر نصف سرعت نور) بعد به طور تصاعدی زیاد می شود(500 برابر در 98/99 درصد سرعت نور)
برای افزایش جرم فرمول زیر وجود دارد

که در آن
m جرم نسبیتی ذره
m0جرم ذره در حال سکون
v سرعت ذره
c سرعت نور(m/s 299792458)
از توسعه این نظریه یک مطلب مهم اثبات می شود اگر ماده به سرعت نور برسد چه اتفاقی می افتد؟ با جایگذاری در فرمول به این نتیجه می رسیم :بی نهایت و این مهم ترین دلیلی است که ما نمی توانیم به سرعت نور برسیم.
برای کوتاه شدن زمان فرمولی وجود دارد

که در آن
T زمان برای فرد ناظر
T0زمان نسبیتی ذره
v سرعت ذره
c سرعت نور(m/s 299792458)
به طور مثال برای یک ذره که با 99 درصد سرعت نور حرکت می کند 10 ثانیه برای ذره چند ثانیه برای فرد ناظر می گذرد؟
جواب پس از محاسبه70/8 ثانیه است.
نسبیت عام:
انیشتین پس از موفقیت در نسبیت عام در حا تفکر بر مساله زیر بود که نسبیت عام نیز به ذهنش خطور کرد
چهار آسانسور وجود دارد دو آسانسور در محیط خلاء و دو آسانسور در محیط گرانشی با g نزدیک به سرعت نور یکی از آسانسور هایی که در محیط خلاء وجود دارد بی حرکت ایستاده است و دیگری با سرعت نزدیک به نور در حال حرکت به سمت بالا است از دو آسانسور در محیط گرانشی یکی بی حرکت ایستاده است و دیگری با شتابg سقوط می کند
در آسانسور ساکن در محیط خلاء فرد درون آن احساس بی وزنی می کند و همینطور فرد درون آسانسور متحرک در محیط گرانشی در آسانسور ساکن در محیط گرانشی نیز فرد احساس ایستادن می کند و همینطور آسانسور متحرک در محیط خلاء پس نتیجه گرفته می شود افراد درون آسانسورها دو به دو احساس مشترکی دارند و فیزیک یکسانی بر آنها حاکم است پس طبق نسبیت خاص اگرفرد درون آسانسور متحرک در محیط خلاء چراغ قوه ای را روشن کند نور چراغ قوه در نظر ناظر خارجی خم می شود پس باید همین اتفاق درون آسانسور ساکن درون محیط گرانشی بیافتد این نکته نسبیت عام است البته باید توجه داشت فقط نور خم نمی شود بلکه فضا زمان خم می شود
از توسعه نظریه نسبیت عام نظریه سیاهچاله ها شکل گرفت (مکانی با جاذبه قوی به طوری فضا زمان به شکل چاله ای بی انتها خم می کند)

2007-07-02T14:26:00.000-07:00

انواع هندسه ها

همانطور که می دانیم هندسه اقلیدسی ساده ترین هندسه ای بوده که وجود داشته بر مبنای چند اصل مهم استوار بوده است

1- از هر نقطه می توان یک خط مستقیم به نقطه دیگری کشید

2- هر پاره خط مستقیم را بطور نا محدود امتداد داد

3- می توان دایره با هر نقطه دلخواه به عنوان مرکزو یک پاره خط به عنوان شعاع کشید

4- همه زوایای قائمه با هم مساوی اند

5- از یک نقطه خارج از خط فقط می توان یک خط موازی با خط مفروض رسم کرد

یعنی که ما تمام شکلها در محیطی مانند کاغذ بر میز انجام می دهیم مثلاً یکی از این نتایج این است که جمع زوایای داخلی مثلث 180 درجه است ریاضی دانان با ذهن خلاق خودشان تصمیم گرفتند دو حالت دیگر را نیز امتحان کنند اول آنکه کاغذ ترسیم را بر درون دایره بچسبانند و یا در بیرون دایره حالت اول را هندسه هذلولویی و حالت دوم را هندسه بیضوی نامیدند

نوع هندسه	تعداد خطوط موازی(اصل پنجم اقلیدس )	مجموع زوایای داخلی مثلث	نسبت محیط دایره به قطر	اندازه انحنا
اقلیدسی	1	180	عدد پی	صفر
هذلولویی	بی نهایت	کمتر از 180	کوچکتر از عدد پی	منفی
بیضوی	صفر	بیشتر از 180	بزرگتراز عدد پی	مثبت

حالا مطمئناً می پرسید که در وبلاگ فیزیک چرا باید با مطالب ریاضی سروکار داشته باشیم باید بگویم تقریباً می توان نسبیت عام را در جمله زیر خلاصه کرد:

میدان های گرانشی صفحات فضا زمانی اقلیدسی را به صفحات فضا زمانی هندسه بیضوی تبدیل می کنند

ادامه داردß

2007-06-23T16:37:00.000-07:00

چند وقت پیش یک کتابی خواندم به نام گاهشماری ایرانی بعضی از مطالبش واقعاً جالب هستند چند تاش گذاشتم بخونید

الف) بهترین روش کبیسه گیری

در گاه شماری خورشیدی1)آغاز سال یا لحظه تحویل عبارت است از لحظه انطباق مرکز خورشید بر نقطه اعتدال بهاری(که به صورت صفر شدن طول آسمانی یا زاویه خورشید با نقطه اعتدال بهاری ،بر استوای آسمانی ،مشاهده و اندازه گیری می شود )؛ 2)سال تقویمی یا سال عرفی 365(در سال های عادی) یا 366 روز (در سال های کبیسه ) است؛ 3) طول سال خورشیدی حقیقی متوسط (یا طول سال اعتدالی متوسط) بنا به تایید مراجع بین المللی برابر است با 24219879/365 روز(365 روز 5 ساعت و 48 دقیقه و 975456/45 ثانیه)؛ 4)مینای محاسبات لحظه عبور مرکز خورشید از نصف النهار محل ،یعنی ساعت 12 است؛ 5) سال که ساعت تحویل آن در ساعات 12 الی 6 و 11 دقیقه 024544/14 ثانیه باشد کبیسه خواهد بود وگر نه آن سال عادی است

اگر سال اول هجری خرشیدی در مکانی در ساعت 12:00 تحویل شود

سالهای زیر کبیسه خواهند بود

5 ،9 ،13، 17 ، 21 ، 25 ، 29 ، 34 ،38 ، 42 ، 46 ،50 ،54 ،58 ،62 ، 67 ، 71 ،75 ،79 ،83 ،87 ،91 ،95 ،100،104 ،108 ،112 ،116 ،120 ،124 ،128

یک دوره کوچک 29 سالی ،متشکل از یک کبیسه پنج سالی در آغاز و شش کبیسه چهار سالی در ادامه سه دوره کوچک 33 سالی متشکل از یک کبیسه پنج سالی در آغاز و هفت کبیسه چهار سالی که دوره 128 سالی تشکیل می دهند اما هیچ وقت زمان سال تحویل تا 2820 سال آینده تکرار نمی شود

ب)زمان دقیق هجرت رسول خدا

پیامبر عظیم الشان اسلام(ص) ورز یکم ربیع الاول سال یکم هجری مهی مطابق با دوشنبه 13 سپتامبر سال622 میلادی وارد مدینه شدند

ج)محاسبه کبیسه یا عادی بودن سال

سال=N

A=N+2346

A-1=N-1+2346

B₁=A*365/24219879

B₂= (A-1)*365/24219879

B₁-B₂=X

اگر x برابر 365 بود سال عادی و اگر برابر 366 بود سال کبیسه است

د)سال های متغییر

سال ها متغییر اند و در دو بازه الف وب تغییر می کنند.

الف=365 روز و 31 دقیقه ،در سال های 3528-،2898-،2564-،و2078-

ب=365 روز 6 ساعت 4 دقیقه،در سال ها841- ،355- ،594

بازه 33 دقیقه

2007-06-12T14:09:00.000-07:00

هیدکی یوکوا، معروفترین فیزیک دان ژاپنی از نظر من او در مقاله ای یک مساله مهم را کشف کرد بسیار مهم است که چرا پروتون ها در کنار هم باقی می مانند و هسته متلاشی نمی شود ( زیرا دافعه کولنی از نزدیکی پروتون ها یه هم جلوگیری می کند) مهمترین فرضیه دانشمندان در آن زمان جاذبه بود بیاییم با هم بررسی کنیم یا این فرضیه ها با حقایق همخوانی دارد.

می دانیم که نیروی جاذبه دو جسم از فرمول زیر به دست می آید.

که در آن

Fنیروی جاذبه

Gثابت جهانی گرانش و برابر 6.671*10^-11

m₁ جرم جسم اول

m₂ جرم جسم دوم

r فاصله آنها باهم

نتیجه محاسبه : N 2.07*10^-35

نیروی دافعه یا جاذبه کولنی از فرمولی مشابه فرمول جاذبه محاسبه می شود.

که درآن

F نیروی کولنی

K ثابت گذردهی خلا که برابر ^12-10 * 85/8

q₁ بار جسم اول (در اینجا بار پروتون و برابر^19-10 * 6/1)

q₂ بار جسم دوم( بار پروتون)

r فاصله دو جسم

نیروی دافعه کولنی بین دو پروتون: 0.3146 N

از محاسبات بالا نتیجه می شود که نیرویی قوی تر از جاذبه باید عمل کند و جلوی واپاشی هسته را بگیرد

هیدکی یوکاوا در مقاله خویش با متذکر شدن این موضوع این فرضیه را مطرح نمود که نیروی با برد 3 فرمی در هسته عمل می کند تحت عنوان نیروی قوی و قدرتش هم بر نیروی دافعه کولنی می چربد.

اما هر نیرویی باید ذره ای حمل شود(برای مثال فوتون در نیروی الکترومغناطیس) او وجود ذرات جدیدی تحت عنوان مزون را پیشنهاد کرد(مزون از کلمه ی مزوترن به معنای میانه گرفته شده است یعنی این که جرمی مابین الکترون و پروتون دارد)

2007-05-30T15:59:00.000-07:00

زندگی نامه هیدکی یوکاوا فردی نیروی قوی و مزون ها(احتمال وجود ) را کشف کرد

Yukawa Hideki (1907-81), Japanese physicist and Nobel laureate, noted for his study of nuclear forces.

Yukawa was born in Tokyo and was educated at the universities of Kyōto and Ōsaka. He became a lecturer in physics at Kyōto University in 1932 and was made professor in 1939. Yukawa also taught (1933-36) at Ōsaka University and was assistant professor there until 1939. He was visiting professor at the Institute for Advanced Studies at Princeton, New Jersey, in 1948 and at Columbia University from 1949 to 1953. Yukawa became (1950) professor emeritus at Ōsaka University and was named (1953) director of the Research Institute for Fundamental Physics at Kyōto University. Yukawa did extensive research in quantum mechanics (see Quantum Theory) and the fields of force affecting elementary nuclear particles. In 1935 he theoretically deduced the existence of the meson (see Elementary Particles), for which he was awarded the 1949 Nobel Prize in physics. The existence of the meson was proved in 1936.

2007-05-30T15:56:00.000-07:00

پرتو بتا

I INTRODUCTION

Beta Particle, electrically charged particle emitted by certain radioactive elements, such as uranium and berkelium. Beta particles are produced when the nucleus of an unstable atom spontaneously decays, or transforms, changing the atom into an atom of a more stable element. In this process, the nucleus emits a beta particle and another elementary particle called a neutrino. Two types of beta decay occur. One type releases a positively charged beta particle called a positron; the other type releases a negatively charged beta particle called a negatron. The negatron is identical to the electron found in atoms.

The terms beta particle and beta radiation are used interchangeably. The term beta ray originally referred to a stream of beta particles, but it is no longer used. See also Radioactivity.

II BETA DECAY

Beta Decay Beta decay can occur in two ways. As shown on the left, a neutron turns into a proton by emitting an antineutrino and a negatively charged beta particle. As shown on the right, a proton turns into a neutron by emitting a neutrino and a positively charged beta particle. Positive beta particles are called positrons and negative beta particles are called electrons. After the decay, the nucleus of the atom contains either one less or one more proton. Beta decay changes an atom of one element into an atom of a new element.© Microsoft Corporation. All Rights Reserved.

Atoms emit beta particles through a process known as beta decay. Beta decay occurs when an atom has either too many protons (positively charged particles) or too many neutrons (electrically neutral particles) in its nucleus. When this occurs, a force called the weak nuclear force causes the unstable atom to change an extra proton into a neutron, or neutron into a proton, and become stable.

Beta decay can produce positive or negative particles. In positive beta decay, a proton in an unstable nucleus turns into a neutron by emitting a positively charged beta particle (positron) and an electron neutrino. Neutrinos are high-energy elementary particles with little or no mass. In negative beta decay, a neutron in an unstable nucleus turns into a proton by emitting a negatively charged beta particle (negatron, or electron) and an electron antineutrino, the antimatter counterpart of the electron neutrino. Negative beta decay, which occurs in atoms having too many neutrons, is far more common than positive beta decay.

III CHARACTERISTICS AND BEHAVIOR

Beta particles have all the characteristics of electrons found in atoms, except the electric charge of positrons is opposite that of electrons. At the time of their emission, they travel at nearly the speed of light. The high energy of beta particles enables them to travel through matter to a depth of several millimeters. They lose their energy by interacting with other atoms and by releasing a form of radiation known as bremsstrahlung (German for “braking radiation”). Bremsstrahlung occurs when negative beta particles are attracted to the positively charged nuclei of atoms. The velocity of the beta particles increases as they approach the positive nuclei then decreases abruptly as they move away from the nuclei. The rapid acceleration and deceleration of the beta particles produces radiation. Bremsstrahlung radiation is strongest in radioactive elements, which have a high atomic number, or number of protons within the nucleus. Elements with a low atomic number, such as aluminum, are used in shields to block beta radiation. Lead blocks radiation types such as gamma rays and X rays but has high atomic number, so it cannot block beta radiation. When beta particles enter materials, they can cause chemical changes, such as darkening of glass. Most beta particles lack the energy to penetrate beneath the skin, but in high doses they can cause skin damage.

IV HISTORY

British physicist Ernest Rutherford discovered beta radiation in 1899. While studying the element uranium, Rutherford observed two different types of emission, which he called alpha and beta rays. Alpha radiation had a positive electric charge and did not penetrate deeply into metal foil (see Alpha Particle). The beta radiation Rutherford observed was negatively charged and penetrated farther into foil. Based on his observations, Rutherford concluded that the decay of atoms produced radioactivity. British physicist Sir Joseph John Thomson had already discovered the electron in 1897, but neither Rutherford nor Thompson connected the discoveries. French physicist Antoine Becquerel identified the negative beta particle with the electron in 1899, shortly after Rutherford’s discovery.

Many naturally occurring elements emit beta particles, so the particles are relatively easy to study. In some of the most interesting work on beta particles, scientists study the range of energies beta particles can have and the effects of beta particles on human tissue.

2007-05-25T19:34:00.001-07:00

مقاله ((مراقب باشید اینجا محل دفن زباله های هسته ای است)) از شماره اردیبهشت دانشمند برای کسانی تایپ کردم که امکان خرید دانشمند را ندارند.

خواندن مقاله
Acrobat reader

2007-05-25T16:18:00.000-07:00

جزئیات خبر ورود استفان هاوکینگ به ایران

Acrobat reader
کلیک کنید

2007-05-21T09:37:00.000-07:00

ریزنامه شماره اول
اینجا را کلیک کنید

2007-05-19T16:11:00.000-07:00

فیلم های علمی در زمینه نجوم
34 فیلم در زمینه نجوم و فضا که کوتاه هستند و البته انگلیسی نیز هستند اما بسیار جالب اند

7.45 mbدانلود بخش اول
7.20mbدانلود بخش دوم

2007-05-16T14:39:00.000-07:00

ويليام هاوکينگ ، کيهان شناس برجسته انگليسي 22تا 31تير به ايران خواهد آمد و ميهمان پژوهشگاه دانشهاي بنيادي (IPM)خواهد بود.
روز گذشته در کنفرانس مطبوعاتي - که به مناسبت اعلام رسمي سفر اين استاد برجسته کيهان شناسي به ايران از سوي پژوهشگاه دانشهاي بنيادي در دفتر اين مرکز برگزار شد - دکتر حسام الدين ارفعي ، درباره سفر وي توضيحاتي را ارائه کرد.
به گفته وي ، با توجه به آشنايي پروفسور هاوکينگ با فعاليت هاي پژوهشي IPM، وي براي شرکت در مدرسه بين المللي نظريه ريسمان اين مرکز اعلام آمادگي کرده بود که به دليل تقارن آن برنامه با سفر هاوکينگ به انستيتو فناوري کاليفرنيا، وي نتوانست در ايران حضور يابد؛ اما پيگيري هاي بعدي سبب شد اين سفر 22تا 31تير امسال اتفاق بيفتد.
دکتر ارفعي درباره برنامه هاي هاوکينگ در ايران گفت: برنامه هاي گوناگوني از جمله ديدار و گفتگو با دانشمندان ايراني ، بازديد از IPM، چند سخنراني تخصصي و همچنين دو سخنراني عمومي در تهران و اصفهان از برنامه هاي ايشان است که در کنار بازديد از آثار فرهنگي - تاريخي ايران اتفاق خواهد افتاد.
همچنين پيش بيني مي شود، وي در اختتاميه المپياد جهاني فيزيک - که در اصفهان برگزار خواهد شد- حضور يابد.دکتر ارفعي همچنين اعلام ريز برنامه هاي اين سفر را به هماهنگي نهايي با پروفسور هاوکينگ منوط کرد و گفت: اين جزئيات پس از نهايي شدن ، منتشر خواهد شد.
دکتر هاوکينگ يک بار ديگر حدود 35سال پيش براي بازديد از مراکز تاريخي ايران به کشور ما سفر کرده بود، اما اين سفر با توجه به جايگاه ارزشمند علمي وي از اهميت ويژه اي برخوردار خواهد بود.
وي داراي کرسي لوکاس در دانشگاه کمبريج است ، به دليل موفقيت هاي علمي و همچنين مبارزه 4دهه اي با بيماري کشنده اش و در عين حال ، تلاش براي ترويج علم در جهان به چهره اي برجسته در جهان دانش و محبوب مردم بدل شده است.
پژوهشگاه دانشهاي بنيادي ايران ، يکي از مراکز پيشرو در عرصه علوم پايه کشور است که اعتبار بسيار بالايي در جامعه علمي جهان دارد، به طوري که بارها ميزبان برجسته ترين چهره هاي علمي جهان بوده است.
اين مرکز بدون تبليغات رسانه اي و با ساختاري حرفه اي و منظم به تحقيقات بنيادي خود ادامه مي دهد و مي کوشد نقش خود را در فرآيند توليد جهاني علم ايفا کند
منبع جام جم.

2007-05-13T12:28:00.000-07:00

what's the radioactivity this article will answer this question and many questions about radioactivity

I INTRODUCTION

Radioactivity, spontaneous disintegration of atomic nuclei by the emission of subatomic particles called alpha particles and beta particles, or of electromagnetic rays called X rays and gamma rays. The phenomenon was discovered in 1896 by the French physicist Antoine Henri Becquerel when he observed that the element uranium can blacken a photographic plate, although separated from it by glass or black paper. He also observed that the rays that produce the darkening are capable of discharging an electroscope, indicating that the rays possess an electric charge. In 1898 the French chemists Marie Curie and Pierre Curie deduced that radioactivity is a phenomenon associated with atoms, independent of their physical or chemical state. They also deduced that because the uranium-containing ore pitchblende is more intensely radioactive than the uranium salts that were used by Becquerel, other radioactive elements must be in the ore. They carried through a series of chemical treatments of the pitchblende that resulted in the discovery of two new radioactive elements, polonium and radium. Marie Curie also discovered that the element thorium is radioactive, and in 1899 the radioactive element actinium was discovered by the French chemist André Louis Debierne. In that same year the discovery of the radioactive gas radon was made by the British physicists Ernest Rutherford and Frederick Soddy, who observed it in association with thorium, actinium, and radium.

Radioactivity was soon recognized as a more concentrated source of energy than had been known before. The Curies measured the heat associated with the decay of radium and established that 1 g (0.035 oz) of radium gives off about 100 cal of energy every hour. This heating effect continues hour after hour and year after year, whereas the complete combustion of a gram of coal results in the production of a total of only about 8000 cal of energy. Radioactivity attracted the attention of scientists throughout the world following these early discoveries. In the ensuing decades many aspects of the phenomenon were thoroughly investigated.

II TYPES OF RADIATIONS

Alpha Particles Alpha particles consist of two protons and two neutrons that act as a single particle. An alpha particle is identical to the nucleus of a Helium atom. When alpha particles are emitted from an unstable radioactive nucleus, the atom is transmuted into a different element.© Microsoft Corporation. All Rights Reserved.

Expand

Gamma Rays Gamma rays, or high energy photons, are emitted from the nucleus of an atom when it undergoes radioactive decay. The energy of the gamma ray accounts for the difference in energy between the original nucleus and the decay products. Gamma rays typically can have about the same energy as a high energy X ray. Each radioactive isotope has a characteristic gamma-ray energy.© Microsoft Corporation. All Rights Reserved.

Expand

Rutherford discovered that at least two components are present in the radioactive radiations: alpha particles, which penetrate into aluminum only a few thousandths of a centimeter, and beta particles, which are nearly 100 times more penetrating. Subsequent experiments in which radioactive radiations were subjected to magnetic and electric fields revealed the presence of a third component, gamma rays, which were found to be much more penetrating than beta particles. In an electric field the path of the beta particles is greatly deflected toward the positive electric pole, that of the alpha particles to a lesser extent toward the negative pole, and gamma rays are not deflected at all. Therefore, the beta particles are negatively charged, the alpha particles are positively charged and are heavier than beta particles, and the gamma rays are uncharged.

The discovery that radium decayed to produce radon proved conclusively that radioactive decay is accompanied by a change in the chemical nature of the decaying element. Experiments on the deflection of alpha particles in an electric field showed that the ratio of electric charge to mass of these particles is about twice that of the hydrogen ion. Physicists supposed that the particles could be doubly charged ions of helium (helium atoms with two electrons removed). This supposition was proved by Rutherford when he allowed an alpha-emitting substance to decay near an evacuated thin-glass vessel. The alpha particles were able to penetrate the glass and were then trapped in the vessel, and within a few days the presence of elemental helium was demonstrated by use of a spectroscope. Beta particles were subsequently shown to be electrons, and gamma rays to consist of electromagnetic radiation of the same nature as X rays but of considerably greater energy.

A The Nuclear Hypothesis

In 1911 Rutherford proved the existence of a nucleus within the atom by experiments with alpha particles.

At the time of the discovery of radioactivity physicists believed that the atom was the ultimate, indivisible building block of matter. The recognition of alpha and beta particles as discrete units of matter and of radioactivity as a process by means of which atoms are transformed into new kinds of atoms possessing new chemical properties because of the emission of one or the other of these particles brought with it the realization that atoms themselves must have structure and that they are not the ultimate, fundamental particles of nature. In 1911 Rutherford proved the existence of a nucleus within the atom by experiments in which alpha particles were scattered by thin metal foils (see Atom). The nuclear hypothesis has since grown into a refined and fully accepted theory of atomic structure, in terms of which the entire phenomenon of radioactivity can be explained. Briefly, the atom is thought to consist of a dense central nucleus surrounded by a cloud of electrons. The nucleus, in turn, is composed of protons equal in number to the electrons (in an electrically neutral atom), and neutrons. An alpha particle, or doubly charged helium ion, consists of two neutrons and two protons, and hence can be emitted only from the nucleus of an atom. Loss of an alpha particle by a nucleus results in the formation of a new nucleus, lighter than the original by four mass units (the masses of the neutron and of the proton are about one unit each). An atom of the uranium isotope of mass 238, upon emitting an alpha particle, becomes an atom of another element of mass 234. Each of the two protons that form part of the alpha particle emitted from an atom of uranium-238 possesses a unit of positive electric charge. The number of positive charges in the nucleus, balanced by the same number of negative electrons in the orbits outside the nucleus, determines the chemical nature of the atom. Because the charge on the uranium-238 nucleus decreases by two units as a result of alpha emission, the atomic number of the resultant atom is 2 less than that of the original, which was 92. The new atom has an atomic number of 90 and hence is an isotope of the element thorium. See Elements, Chemical; Nuclear Chemistry; Periodic Law.

Thorium-234 emits beta particles, which are electrons. According to current theory, beta emission is accomplished by the transformation of a neutron into a proton, thus resulting in an increase in nuclear charge (or atomic number) of one unit. The mass of the electron is negligible, thus the isotope that results from thorium-234 decay has mass number 234 but atomic number 91 and is, therefore, a protactinium isotope.

B Gamma Radiation

Gamma emission is usually found in association with alpha and beta emission. Gamma rays possess no charge or mass; thus emission of gamma rays by a nucleus does not result in a change in chemical properties of the nucleus but merely in the loss of a certain amount of radiant energy. The emission of gamma rays is a compensation by the atomic nucleus for the unstable state that follows alpha and beta processes in the nucleus. The primary alpha or beta particle and its consequent gamma ray are emitted almost simultaneously. A few cases are known of pure alpha and beta emission, however, that is, alpha and beta processes unaccompanied by gamma rays; a number of pure gamma-emitting isotopes are also known. Pure gamma emission occurs when an isotope exists in two different forms, called nuclear isomers, having identical atomic numbers and mass numbers, but different in nuclear-energy content. The emission of gamma rays accompanies the transition of the higher-energy isomer to the lower-energy form. An example of isomerism is the isotope protactinium-234, which exists in two distinct energy states with the emission of gamma rays signaling the transition from one to the other.

Alpha, beta, and gamma radiations are all ejected from their parent nuclei at tremendous speeds. Alpha particles are slowed down and stopped as they pass through matter, primarily through interaction with the electrons present in that matter. Furthermore, most of the alpha particles emitted from the same substance are ejected at very nearly the same velocity. Thus nearly all the alpha particles from polonium-210 travel 3.8 cm through air before being completely stopped, and those of polonium-212 travel 8.5 cm under the same conditions. Measurement of distance traveled by alpha particles is used to identify isotopes. Beta particles are ejected at much greater speeds than alpha particles, and thus will penetrate considerably more matter, although the mechanism by means of which they are stopped is essentially similar. Unlike alpha particles, however, beta particles are emitted at many different speeds, and beta emitters must be distinguished from one another through the existence of the characteristic maximum and average speeds of their beta particles. The distribution in the beta-particle energies (speeds) necessitates the hypothesis of the existence of an uncharged, massless particle called the neutrino, and neutrino emission is now thought to accompany all beta decays. Gamma rays have ranges several times greater than those of beta particles and can in some cases pass through several inches of lead. Alpha and beta particles, when passing through matter, cause the formation of many ions; this ionization is particularly easy to observe when the matter is gaseous. Gamma rays are not charged, and hence cannot cause such ionization directly, but when they interact with matter they cause the ejection of electrons from atoms; the atoms minus some of their electrons are thereby ionized (see Radiation Effects, Biological). Beta rays produce t to z of the ionization generated by alpha rays per centimeter of their path in air. Gamma rays produce about t of the ionization of beta rays. The Geiger-Müller counter and other ionization chambers (see Particle Detectors), which are based on these principles, are used to detect the amounts of individual alpha, beta, and gamma rays, and hence the absolute rates of decay of radioactive substances. One unit of radioactivity, the curie, is based on the decay rate of radium-226, which is 37 billion disintegrations per second. The newer and preferred unit for measuring radioactivity in the International System of Units is called the becquerel. It is equal to one disintegration per second.

Modes of radioactive decay, other than the three above mentioned, exist. Some isotopes are capable of emitting positrons, which are identical with electrons but opposite in charge. The positron-emission process is usually classified as a beta decay and is termed beta-plus emission to distinguish it from the more common negative-electron emission. Positron emission is thought to be accomplished through the conversion, in the nucleus, of a proton into a neutron, resulting in a decrease of the atomic number by one unit. Another mode of decay, known as K-electron capture, consists of the capture of an electron by the nucleus, followed by the transformation of a proton to a neutron. The net result is thus also a decrease of the atomic number by one unit. The process is observable only because the removal of the electron from its orbit results in the emission of an X ray. In recent years it has been shown that a number of isotopes, notably uranium-235 and several isotopes of the artificial transuranium elements, are capable of decaying by a spontaneous-fission process, in which the nucleus is split into two fragments. In the mid-1980s a unique decay mode was observed, in which isotopes of radium of masses 222, 223, and 224 emit carbon-14 nuclei rather than decaying in the usual way by emitting alpha radiation.

III HALF-LIFE

The decay of some substances, such as uranium-238 and thorium-232, appears to continue indefinitely without detectable diminution of the decay rate per unit mass of the isotope (specific-decay rate). Other radioactive substances show a marked decrease in specific-decay rate with time. Among these is the isotope thorium-234 (originally called uranium X), which, after isolation from uranium, decays to half its original radioactive intensity within 25 days. Each individual radioactive substance has a characteristic decay period or half-life; because their half-lives are so long that decay is not appreciable within the observation period, the diminution of the specific-decay rate of some isotopes is not observable under present methods. Thorium-232, for example, has a half-life of 14 billion years.

IV RADIOACTIVE DECAY SERIES

The uranium-radium [decay] series continues until a nonradioactive isotope of lead is reached.

When uranium-238 decays by alpha emission, thorium-234 is formed; thorium-234 is a beta emitter and decays to form protactinium-234. Protactinium-234 in turn is a beta emitter, forming a new isotope of uranium, uranium-234. Uranium-234 decays by alpha emission to form thorium-230, which decays in turn by alpha emission to yield the predominant isotope, radium-226. This radioactive decay series, called the uranium-radium series, continues similarly through five more alpha emissions and four more beta emissions until the end product, a nonradioactive (stable) isotope of lead (element 82) of mass 206 is reached. Every element in the periodic table between uranium and lead is represented in this series, and each isotope is distinguishable by its characteristic half-life. The members of the series all share a common characteristic: Their mass numbers can be made exactly divisible by four if the number 2 is subtracted from them, that is, their mass numbers can be expressed by the simple formula 4n + 2, in which n is a whole number. Other natural radioactive series are the thorium series, called the 4n series, because the mass numbers of all its members are exactly divisible by four, and the actinium series, or 4n + 3 series. The parent of the thorium series is the isotope thorium-232, and its final product is the stable isotope lead-208. The actinium series begins with uranium-235 (named actinouranium by early investigators) and ends with lead-207. A fourth series, the 4n + 1 series, all the members of which are artificially radioactive, has in recent years been discovered and thoroughly characterized. Its initial member is an isotope of the synthetic element curium, curium-241. It contains the longest-lived isotope of the element neptunium, and its final product is bismuth-209.

An interesting application of knowledge of radioactive elements is made in determining the age of the earth. One method of determining geologic time is based on the fact that in many uranium and thorium ores, all of which have been decaying since their formation, the alpha particles have been trapped (as helium atoms) in the interior of the rock. By accurately determining the relative amounts of helium, uranium, and thorium in the rock, the length of time during which the decay processes have been going on (the age of the rock) can be calculated. Another method is based on the determination of the ratio of uranium-238 to lead-206 or of thorium-232 to lead-208 in the rocks (that is, the ratios of concentration of the initial and final members of the decay series). These and other methods give values for the age of the earth of between 3 billion and 5 billion years. Similar values are obtained for meteorites that have fallen to the surface of the earth, as well as samples of the moon brought back by Apollo 11 in July 1969, indicating the possibility that the entire solar system could be about the same age as the earth.

V ARTIFICIAL RADIOACTIVITY

All the naturally occurring isotopes above bismuth in the periodic table are radioactive and in addition naturally radioactive isotopes of bismuth, thalium, vanadium, indium, neodymium, gadolinium, hafnium, platinum, lead, rhenium, lutetium, rubidium, potassium, hydrogen, carbon, lanthanum, and samarium exist. In 1919 Rutherford carried out the first nuclear reaction when he bombarded ordinary nitrogen gas (nitrogen-14) with alpha particles and found that the nitrogen nuclei captured alpha particles and emitted protons very rapidly, forming a stable isotope of oxygen, oxygen-17. This reaction can be written symbolically as

¨N + ¸He →©O + §H

in which the atomic numbers of the participating nuclei are conventionally written below and to the left of the chemical symbols and their mass numbers above and to the left. In the above reaction the alpha particle is shown as a helium nucleus and the proton as a hydrogen nucleus.

Not until 1933 was it demonstrated that such nuclear reactions could sometimes result in the formation of new radioactive nuclei. The French chemists Irène and Frédéric Joliot-Curie prepared the first artificially radioactive substance in that year when they bombarded aluminum with alpha particles. The aluminum nuclei captured alpha particles and then emitted neutrons with the consequent formation of an isotope of phosphorus, which decayed by positron emission with a short half-life. They also produced an isotope of nitrogen from boron and one of aluminum from magnesium. Since that time a great many nuclear reactions have been discovered, and the nuclei of elements throughout the periodic table have been bombarded with different particles, including alpha particles, protons, neutrons, and deuterons (ions of the hydrogen isotope of mass 2). As a result of this intensive investigation, more than 400 artificial radioactivities are now known. This research has been aided immeasurably by the development of particle accelerators that accelerate the bombarding particles to enormous speeds, thus in many cases increasing the probability of their capture by the target nuclei.

The vigorous investigation of nuclear reactions and the search for new artificial radioactivities, especially in connection with the search for such activities among the heavier elements, was responsible for the discovery of nuclear fission and the subsequent development of the atomic bomb (see Nuclear Energy; Nuclear Weapons). The investigations have also resulted in the discovery of several new elements that do not exist in nature. The development of nuclear reactors has made possible the production on a large scale of radioactive isotopes of nearly all the elements of the periodic table, and the availability of these isotopes is an incalculable aid to chemical research and to biological and medical research (see Isotopic Tracers). Of great importance among the artificially produced radioactive isotopes is an isotope of carbon, carbon-14, which has a half-life of about 5730 ± 40 years. The availability of this substance has made possible the investigation of numerous aspects of life processes, such as the process of photosynthesis, in a more fundamental manner than hitherto considered possible.

Estimates of the ages of objects such as bones and mummies have been made by carbon-14 measurements.

Scientists have recently shown that a very minute but unchanging amount of carbon-14 is present in the atmosphere of the earth and that all living organisms assimilate traces of this isotope during their lifetime. After death this assimilation ceases and the radioactive carbon, constantly decaying, is no longer maintained at a steady concentration. Estimation of the ages of a number of objects, such as bones and mummies, of historical and archaeological interest have been made possible by carbon-14 measurements. See Dating Methods.

further reading

These sources provide additional information on Radioactivity.

In neutron-activation analysis, a sample of a substance is made radioactive in a nuclear reactor. A number of impurities that cannot be detected by other means can then be found by detecting the particular types of radioactivity that are associated with radioisotopes of these impurities. Other applications of radioactive isotopes are in medical therapy, industrial radiography, and specific devices such as phosphorescent light sources, static eliminators, thickness gauges, and nuclear batteries.

Contributed By:

Seymour Z. Lewin

2007-05-11T13:53:00.000-07:00

یک ماشین حساب قوی
دانلود
کرک

2007-05-11T13:17:00.000-07:00

فیزیک پیش دانشگاهی 1 و 2

دانلود قسمت اول ، قسمت دوم ،قسمت سوم

2007-05-11T02:26:00.000-07:00

مزون یکی از ذرات زیر اتمی اطلاعات بیشتر در این مقاله است

I INTRODUCTION

Meson, any member of a class of tiny particles that make up matter. Mesons are composed of smaller particles called quarks and antiquarks. Quarks and antiquarks are elementary particles, particles so small and basic that they cannot be divided. Antiquarks are identical to quarks in many ways, but they have several opposite characteristics, such as their electric charges. All of the mesons that physicists have discovered contain one quark and one antiquark. Mesons are found in cosmic rays, particles that enter Earth’s atmosphere from outer space. Scientists have created many mesons in the laboratory using special devices called particle accelerators, which bring a beam of particles to high speed, then send them crashing into a target or another beam of particles. Some mesons help hold together the particles called neutrons and protons that make up the nucleus of an atom. See also Quantum Theory; Atom.

Family of Major Elementary Particles Elementary particles are thought to be the smallest units of matter. They are classified by their mass, by a property of elementary particles called spin, and by their electric charge.© Microsoft Corporation. All Rights Reserved.

Mesons are part of a larger group of particles called hadrons. Hadrons are particles that are made of quarks and are affected by the strong force, the force that holds quarks (and antiquarks) together. The two main types of hadrons, mesons and baryons, are made of different numbers of quarks. Mesons can theoretically contain any number of quarks, as long as they contain an equal number of antiquarks, although physicists have only found mesons with one quark and one antiquark. Baryons are always made of three quarks.

II CHARACTERISTICS AND BEHAVIOR

Some Experimentally Known Elementary Particles This table lists experimentally known elementary particles and some of their characteristics. The mass of an elementary particle is usually given in units of MeV (million electron volts). One MeV is equal to 1.8 x 10-27 g. The mean lives of the unstable particles are given in units of seconds.© Microsoft Corporation. All Rights Reserved.

Expand

Mesons are often called elementary particles, even though they are not truly elementary because they are made of smaller particles. Mesons can contain any one of six quarks (up, down, charm, strange, top, and bottom) and any one of the six antiquarks (antiup, antidown, anticharm, antistrange, antitop, and antibottom). The names of quarks and antiquarks do not reflect anything about their nature, they are just terms scientists use to differentiate the various types of quarks.

Many of the characteristics of mesons are defined by the quarks and antiquarks they contain. Quarks and antiquarks have three main identifying characteristics: electric charge, spin, and color charge. Scientists measure the electric charge of an elementary particle in terms of the fundamental charge, which is equal to the electric charge of an electron: 1.602 × 10-19 coulombs. (This is a very small number—written out, it would be a decimal point followed by 18 zeros, then the digits 1602.) Up, charm, and top quarks have electric charges equal to +’ (times the fundamental charge). Down, strange, and bottom quarks have electric charges of - (times the fundamental charge). Antiquarks have electric charges opposite those of their quark counterparts, so antiup, anticharm, and antitop quarks have electric charges equal to -’. Antidown, antistrange, and antibottom quarks have electric charges of +. The electric charge of a meson is equal to the sum of the electric charges of the quarks that compose it. All known mesons have electric charges that are integers, such as +2, +1, 0, -1 or –2.

The spin of an elementary particle is a property that is analogous to angular momentum. Scientists express the spin of elementary particles in units of the constant number h/2p, where h is a number called Planck’s constant, which is equal to 6.626 × 10-34 joule-second, and p is another constant approximately equal to 3.14. All quarks and antiquarks have spins equal to y (times the unit h/2p). The spins of quarks and antiquarks do not add as simply as their electric charges do. Many known mesons have spins equal to 0, although some have spins of 1. All mesons must have spins equal to integers (0, 1, 2, and so on).

Particles with spins equal to integers are called bosons. Bosons differ from particles with noninteger spins, called fermions, in that bosons do not obey a rule of physics called the Pauli exclusion principle. The exclusion principle prevents identical particles from occupying the same location in space. Bosons, and therefore mesons, do not obey the exclusion principle, so two identical mesons can occupy the same location in space.

Color charge is a property similar to electric charge, but it is important to how the strong force, instead of the electromagnetic force, works. Quarks carry a color charge of red, green, or blue, and antiquarks carry a color charge of antired, antigreen, or antiblue. These colors do not reflect what the quarks actually look like—they just provide physicists with an easy way to describe this property. When a pair of quarks are joined in a meson, the antiquark always has the anticolor of the quark’s color, so the two colors cancel each other and the meson has no net color.

Mesons are a strange form of matter in that they are not strictly matter or antimatter but are made of a regular particle (matter) and an antiparticle (antimatter). One type of meson that is important in atoms is called the pion. The positively charged pion, also called the pion plus (p+), is made of an up quark and an antidown quark. The negatively charged pion, also called the pion minus (p-), is made of a down quark and an antiup quark. Since the positive and negative pions contain each other's antiparticles, they make a particle and antiparticle pair. However, neither one can be called a particle or an antiparticle.

Mesons react with neutrons and protons, the particles that make up atomic nuclei, through the strong force. Neutrons and protons belong to the group of particles called baryons. A meson and a baryon pair can react to make a different baryon and meson pair. For example, a negative pion can react with a proton to form a neutral kaon (a type of meson) and a lambda particle (a type of baryon).

Mesons rapidly decay, that is, change into other particles, because they are especially susceptible to the weak force, the force that causes particles to decay. Their lifetimes are relatively short. For example, a negative pion usually exists for about 2.6 × 10-8 sec (26 billionths of a second). A negative pion decays into a muon and the muon neutrino. Muons and muon neutrinos are elementary particles called leptons.

III TYPES

Elementary Particle Tracks These tracks were formed by elementary particles in a bubble chamber at the CERN facility located outside of Geneva, Switzerland. By examining these tracks, physicists can determine certain properties of particles that traveled through the bubble chamber. For example, a particle's charge can be determined by noting the type of path the particle followed. The bubble chamber is placed within a magnetic field, which causes a positively charged particle's track to curve in one direction, and a negatively charged particle's track to curve the opposite way; neutral particles, unaffected by the magnetic field, move in a straight line.Photo Researchers, Inc./Patrice Loiez/CERN/Science Source

Mesons are classified into types by the quarks and antiquarks they contain and how the quarks combine. Since there are six quarks and six antiquarks, many possible combinations of quark-antiquark mesons exist. In addition, mesons that contain the same quark and antiquark may combine the particles differently to produce distinct types of mesons, increasing the number of possible mesons. Scientists have created and observed only a small fraction of possible mesons. They arrange mesons into families, such as the pions, the kaons, the D mesons, the F mesons, and the B mesons.

Pions are the lightest mesons, because the quarks that compose pions, the up and down quarks, have the smallest masses. Pions all have a spin of zero. The positive and negative pions have exactly the same mass, 139 million electron volts(MeV) divided by the speed of light squared (c2), or 139 MeV/c2. Scientists use these units to measure particle masses because the particles are so small that using kilograms or pounds is unwieldy. One MeV/c2 is equal to 1.78 × 10-30 kg (3.92 × 10-30 lb). The up-antiup neutral pion has a mass of 135 MeV/c2 and exists for a much shorter lifetime, 8.4 × 10-17 seconds, than do the other pions.

Kaons contain a strange quark or an antistrange quark. A kaon plus contains an up quark and an antistrange quark. It has a mass of 493 MeV/c2 and a lifetime of 1.2 × 10-8 seconds. A kaon minus contains a strange quark and an antiup quark. A neutral kaon contains a strange quark and an antidown quark, or a down quark and an antistrange quark.

Although matter and antimatter of the same type will destroy each other when they collide, quarks and antiquarks of the same type can combine in a meson. Scientists discovered the upsilon meson in 1977. It contains a bottom quark and an antibottom quark. In 1995 scientists discovered a meson that contains a top quark and an antitop quark.

IV HISTORY AND CURRENT RESEARCH

In the 1930s Japanese physicist Yukawa Hideki developed a theory of how protons and neutrons stay together in an atom's nucleus. This attraction, which keeps the nucleus together, had to be much stronger than the electric forces that repel the protons from each other. Yukawa's model was not exactly correct in explaining the strong force (although Yukawa received the Nobel Prize for his work). However, he did correctly predict the existence of a mediator, a particle that is exchanged between protons and neutrons to hold them together. These mediators are the meson particles now called pions. British physicist Cecil F. Powell discovered pions in 1947, proving Yukawa’s prediction and improving scientists’ knowledge of subatomic particles and processes. Scientists discovered kaons in the 1950s and have studied them extensively since 1964, because they seem to violate certain physical laws of conservation when they react or decay. Also, since scientists observed the top quark in one meson, they have been searching for other mesons that may contain the top quark.

Contributed By:

Cindy Schwarz

2007-05-11T01:59:00.000-07:00

زندگی نامه کوپر کی می دونه کوپر کی بوده؟تو نظرات بنویسید

Cooper, Leon N. (1930- ), American physicist, professor, and Nobel Prize winner. Cooper contributed significantly to the development of a theory of superconductivity by discovering what are now called “Cooper pairs”—that is, two electrons that, when situated a certain way among positive ions, no longer repel each other but instead develop an attraction for each other. These pairs then accumulate and move in the same direction; the result is a superconducting metal because there is no resistance to the flow of electricity through the metal. For his work in superconductivity, Cooper shared the 1972 Nobel Prize in physics with fellow American scientists John Bardeen and J. Robert Schrieffer.

Cooper was born in New York City. As a high school senior, he entered the Westinghouse Science Talent Search competition with a research project that analyzed how certain bacteria can become penicillin resistant. For his efforts, he was selected as one of 40 national winners. In 1954 Cooper received a Ph.D. degree in physics from Columbia University. His dissertation was supervised by American physicist J. Robert Oppenheimer, who had directed the development of the atomic bomb.

In 1955 Cooper was working on quantum field theory at the Institute for Advanced Study in Princeton, New Jersey, when John Bardeen, a scientist at the University of Illinois, invited Cooper to study superconductivity with him. First discovered in 1911, superconductivity is a phenomenon in which certain metals, when cooled to a temperature that is near absolute zero, no longer resist a flow of electricity running through them. The resulting free flow of electrons in the metal results in increased conductivity—an important discovery, particularly for the electronics industry. Electrical devices can waste large amounts of energy simply in trying to overcome electrical resistance, a problem that could be virtually eliminated if superconducting materials were used instead.

But for years after the discovery of superconductivity, scientists encountered difficulty when trying to apply the phenomenon in practical ways because of the extremely low temperature to which the metals must be cooled in order to overcome the electrical resistance. From 1955 to 1957 Bardeen, Cooper, and another physicist, J. Robert Schrieffer, developed what would later become known as the BCS theory of superconductivity, which explains why certain materials can be superconductive.

In 1957 Cooper left the University of Illinois to become an assistant professor of physics at Ohio State University. Since 1958 he has taught physics at Brown University in Providence, Rhode Island. Cooper holds honorary degrees from several United States universities and has received many awards for his work. In recent years, he has devoted his efforts toward a better understanding of memory and other brain functions.

Absolute Zero

Bardeen, John

Conductor, Electrical

Cryogenics

Nobel Prizes

Schrieffer, John Rober

2007-05-09T13:03:00.000-07:00

چند بسته عکس علمی گذاشتم برای دانلود عکس های جالبی اند

	amatourastronomy.exe	5.6M
	astrophysic.exe	9.2M
	bastan.exe	2.0M
	comets.exe	547K
	erthe.exe	541K
	moon.exe	1.6M
	peplas.exe	1.7M
	shahabsang.exe	342K
	solursistem.exe	7.1M
	spaceraft&telescope.exe	4.0M

2007-05-09T05:19:00.000-07:00

یک ماشین حساب قوی برای دانلود اینجا را کلیک کنید

2007-05-08T15:44:00.000-07:00

یک سایت آموزش فیزیک البته انگلیسی که فیزیک را به صورت شاخه ای آموزش می دهد و من دو مسیر جالب را برای شما میگذارم
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html صفحه اصلی سایت
Quantum Physics--->Hydrogen Spectrum برنامه مربوط به بررسی اتم های هیدروژن گونه
Quantum Physics--->Plank Hypothesis برنامه مربوط به بررسی طول موج و فرکانس

2007-05-08T14:49:00.000-07:00

جدول های سری ها لیمان و بالمر و غیره
لیمان

n	2	3	4	5	6	7
Wavelength (nm)	121.6	102.5	97.2	94.9	93.7	93.0					91.15

بالمر

n	3	4	5	6	7
Name	H-α	H-β	H-γ	H-δ	H-ε
Wavelength (nm)	656.3	486.1	434.1	410.2	397.0	364.6
Color	Red	Blue-green	Violet	Violet	Violet	(Ultraviolet)

پاشن

n	4	5	6	7
Wavelength (nm)	1874.5	1281.4	1093.5	1004.6							820.1

براکت

n	5	6	7
Wavelength (nm)	4052.5	2625.9	2166.1			1458.0

پفوند

n	6	7
Wavelength (nm)	7476	4664				2279

هامفری

n	7
Wavelength (nm)	12368											3282

2007-05-07T13:05:00.000-07:00

اطلاعات بیشتر درباره استیون هاوکینگ

استیون ویلیام هاوکینگ متولد منچستر در انگلیس در بیست ویک سالگی مبتلا به بیماری لوگریک (فلج تدریجی اعضا)گردیدو طبعاً تا بیست و پنج سالگی باید در اثر خفگی ناشی از کار افتادن ریه ها فوت می کرد ولی اکنون پنجاه ساله است و نظریه های زیبایی در فیزیک مطرح نموده است که به اختصار نام برده می شود:

تابش سیاهچاله ها
انفجار سیاهچاله ها
آنتروپی سیاهچاله ها
سیاهچاله های بدوی
…

دارای کرسی لوکایشن که زمانی در اختیار نیوتن و زمانی در اختیار پل ام د یراک فیزیکدان مشهور بوده است.

تازگی در ایستگاهی در جاذبه صفر قرار گرفته است برای مطالعه ی نظریه های ایشان به کتاب تاریخچه زمان با شابک 964-5735-19-x مراجعه نمایید (سعی می کنم قسمتهایی از کتاب را برایتان تایپ کنم)