تاریخ : 29 مرداد 1396
زمان : 14:11:34
نظر سنجی
  • جای خالی چه مطلب خاصی را در این وبلاگ احساس می کنید؟

مطالب عادی و روزمره
مطالب بسیار بغرنج و ثقیل الدرک

مشاهده نتایج


موضوعات

منوی کاربری

میهمان گرامی خوش آمدید





آمار وبسایت
  • بازدید امروز : 442 بار
  • بازدید دیروز : 864 بار
  • بازدید ماه : 21700 بار
  • بازدید کل : 558764 بار

  • 1 2 3 4
    تبلیغات
    آخرین ارسال های انجمن
    هیچ ارسال جدیدی برای تالار گفتمان وجود ندارد .
    مقدمه نویسنده وبلاگ

    به راستی دانش ما تا بدانجا است که موضوعی برای بررسی در دسترس داریم و برای پیشرفتهای دیگر یا باید حوزه‌های دیگر را تحت کنترل درآوریم و یا باید بعضی از آنها با بازسازی و شبیه‌سازی نماییم. این بدین معنا است که گاهی لازم است موضوعات جدیدی را برای پژوهشهای علمی ایجاد کرد. نمونه معروف این ایجادها زمانی بود که پادشاه سوالی دئر مورد تاج خود از ارشمیدس کرد و وی با غوطه‌وری در یک وان، قانون لازم را کشف کرد. این در حالی بود که تا قبل از آن زمان لزوم این قانون علمکی احساس نشده بود و بنابراین دانشمندی نیز به دنبال کشف آن نبود.

    یکی از این موضوعات جالب که چندی پیش در افکار عمومی جلوه‌گر شد، حالت چهارم ماده و یا همان «پلاسما» است. البته در زمان مطرح شدن این پدیده در اکثر مطالب خاطرنشان شده بود که این کلمه «پلاسما» نباید با کلماتی مانند پلاسمای خون و دیگر معانی این کلمه اشتباه شود. این باعث شد که بعضی از برجستگان علوم از این نامگذاری خشنود نباشند.

     

    چنانچه سیر حرارت را در پایین به بالا درنظر بگیریم می‌توان مراحل زیر را مشاهده کرد:

    1-جامد که در بسیاری از موارد همراه با کلمه سرما است. شایان ذکر است بطور مثال که در مورد آب نقطه انجماد را صفر می‌دانیم حال آنکه یک کلمه «صفر مطلق» هم داریم که بسیار سردتر از این سرما است.

    2-مایع: زمانی است که ملکول‌های یک ماده در اثر گرمای مناسب از حالت جامد خارج شده و قابلیت فرم‌گیری شکل هر ظرفی را بخود می‌گیرند.

    3-بخار: زمانی که ملکول‌های هر ماده فاصله کافی از هم گرفته تا به صورت گاز درا«ده و مهمترین خصوصیت این حالت سبک‌تر بودن از هوا است.

    4-«پلاسما»: این حالت زمانی است که در اثر حرارت زیاد فاصله زیاد در ساختار مولکولی ایجاد شده و به نوعی می‌توان گفت که ملکول شکسته می‌شود. این پدیده را به طور عمده در سطح خورشید و سایر ستارگان و همچنین در بعضی از آزمایشگاهها و راکتورهای اتمی مشاهده نمود.

    بدیهی است که حالت چهارم ماده و یا همان «پلاسما» به راحتی قابل دسترس عمومی نمی‌باشد.

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، پلاسما
    تعاریف اولیه

    پلاسما گاز شبه خنثایی از ذرات باردار و خنثی است که رفتار جمعی از خود ارائه می‌دهد. به عبارت دیگر می‌توان گفت که واژه پلاسما به گاز یونیزه شده‌ای اطلاق می‌شود که همه یا بخش قابل توجهی از اتمهای آن یک یا چند الکترون از دست داده و به یونهای مثبت تبدیل شده باشند. یا به گاز به شدت یونیزه شده‌ای که تعداد الکترونهای آزاد آن تقریبا برابر با تعداد یونهای مثبت آن باشد، پلاسما گفته می‌شود.

    دید کلی

    می‌دانیم که برای ماده سه حالت جامد، مایع و گاز در نظر گرفته می‌شود. اما در مباحث علمی معمولا یک حالت چهارم نیز برای ماده فرض می‌شود. حدوث طبیعی پلاسما در دماهای بالا، سبب تخصیص عنوان چهارمین حالت ماده به آن شده است. یک نمونه بسیار طبیعی از پلاسما آتش است، بنابراین خورشید نمونه‌ای از پلاسمای داغ بزرگ است.

    حدود پلاسما

    اغلب گفته می‌شود که 99% ماده موجود در طبیعت در حالت پلاسماست، یعنی به شکل گاز الکتریسته داری که اتمهایش به یونهای مثبت و الکترون منفی تجزیه شده باشد. این تخمین هر چند ممکن است خیلی دقیق نباشد ولی تخمین معقولی است از این واقعیت که درون ستارگان و جو آنها، ابرهای گازی و اغلب هیدروژن فضای بین ستارگان بصورت پلاسماست. در نزدیکی خود ما، وقتی که جو زمین را ترک می‌کنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه می‌شویم که شامل کمربندهای تشعشعی وان آلن و بادهای خورشیدی است.

    در زندگی روزمره نیز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه می‌شویم. جرقه رعد و برق ، تابش ملایم شفق قطبی، گازهای داخل یک لامپ فلورسان یا لامپ نئون و یونیزاسیون، مختصری که در گازهای خروجی یک موشک دیده می‌شود. بنابراین می‌توان گفت که ما در یک درصدی از عالم زندگی می‌کنیم که در آن پلاسما بطور طبیعی یافت نمی‌شود.

    آیا کلمه پلاسما یک کلمه بامسما است؟

    کلمه پلاسما ظاهرا بی‌مسما به نظر می‌رسد. این کلمه از لغت یونانی πλάσμα,-ατος,τό آمده است که هر چیز به قالب ریخته شده یا ساخته شده را گویند. پلاسما به علت رفتار جمعی که از خودشان نشان می‌دهد، گرایشی به متأثر شدن در اثر عوامل خارجی ندارد و اغلب طوری عمل می‌کند که گویا دارای رفتار مخصوص به خودش است.

    حفاظ دبای

    یکی از مشخصات اساسی رفتار پلاسما، توانایی آن برای ایجاد حفاظ در مقابل پتانیسیلهای الکتریکی است که به آن اعمال می‌شوند. فرض کنید بخواهیم با وارد کردن دو گلوله بارداری که به یک باتری وصل شده‌اند یک میدان الکتریکی در داخل پلاسما بوجود آوریم. این گلوله‌ها، ذرات یا بارهای مخالف خود را جذب می‌کنند و تقریبا بلافاصله، ابری از یونهای اطراف گلوله منفی و ابری اطراف گلوله مثبت را فرا می‌گیرند. اگر پلاسما سرد باشد و هیچگونه حرکت حرارتی وجود نداشته باشد، تعداد بار ابر برابر بار گلوله می‌گردد، در این صورت عمل حفاظ کامل می‌شود و هیچ میدان الکتریکی در حجم پلاسما در خارج از ناحیه ابرها وجود نخواهد داشت. این حفاظ را اصطلاحا حفاظ دبای می‌گویند.

    معیارهای پلاسما

    * طول موج دبای (λD) باید خیلی کوچکتر از ابعاد پلاسما (L) باشد.

    * تعداد ذرات موجود در یک کره دبای (ND) باید خیلی بزرگتر باشد.

    * حاصلضرب فرکانس نوسانات نوعی پلاسما (W) در زمان متوسط بین برخوردهای انجام شده با اتمهای خنثی (t) باید بزرگتر از یک باشد.

    کاربردهای فیزیک پلاسما

    * تخلیه‌های گازی: قدیمی‌ترین کار با پلاسما ، مربوط به لانگمیر ، تانکس و همکاران آنها در سال 1920 می‌شود. تحقیقات در این مورد ، از نیازی سرچشمه می‌گرفت که برای توسعه لوله‌های خلأی که بتوانند جریانهای قوی را حمل کنند و در نتیجه می‌بایست از گازهای یونیزه پر شوند احساس می‌شد.

    * همجوشی گرما هستهای کنترل شده: فیزیک پلاسمای جدید (از حدود 1952 که در آن ساختن راکتوری بر اساس کنترل همجوشی بمب هیدروژنی پیشنهاد گردید، آغاز می‌شود.

    * فیزیک فضا: کاربرد مهم دیگر فیزیک پلاسما ، مطالعه فضای اطراف زمین است. جریان پیوستهایی از ذرات باردار که باد خورشیدی خوانده می‌شود، به مگنتوسفر زمین برخورد می‌کند. درون و جو ستارگان آنقدر داغ هستند که می‌توانند در حالت پلاسما باشند.

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، پلاسما
    پلاسما

    فیزیک پلاسما از شاخه‌های فیزیک است که به بررسی یکی از اشکال وجود ماده یعنی پلاسما می‌پردازد.

    از انجا که بخش بزرگی از جرم قابل مشاهدهٔ عالم، ستارگان با دماهای بسیار زیاد هستند، امکان وجود ماده به صورت‌های جامد و مایع در این اجرام منتفی است. از سوی دیگر گاز نیز، به دلیل این حرارت بسیار زیاد، تبدیل به یک توده یونیزه شده و به صورت مخلوطی از یون‌های مثبت(هسته اتم ها) یون‌های منفی (الکترون ها) و ذرات خنثی در می‌اید.

    در این توده، به دلیل وجود نیروهای الکتریکی که بسیار قوی تر از نیروی گرانشی است ذرات بر روی هم تأثیر زیادی می‌گذارند. به طوری که حرکت بخشی از این توده، باعث تغییر در وضعیت حرکت و انرژیِ بخش‌های دیگر می‌شود که به این پدیده، اثر جمعی گفته شده، و هر گاه گاز به شدت یونیزه شده دارای این خاصیت باشد، پلاسما نامیده می‌شود و این بدین معنی است که بخش غالب ماده قابل مشاهده جهان، پلاسما است.

    جالب این است که پلاسما ممکن است درعین حال دارای چندین دماباشد که این حالت باتوجه به اینکه میزان برخوردبین خود یونها یا خود الکترونها از میزان برخوردهای بین یک یون و یک الکترون بیشتراست می‌تواند پیش بیاید.

    چند مورد از پلاسما که ما روزانه باآن سروکار داریم عبارت است از: جرقه رعدوبرق، تابش ملایم شفق قطبی، گازهادی داخل یک لامپ فلورسنت، چراغ نئون و یونش مختصری که در گازهای خروجی موشک دیده می‌شود.

    پلاسما، امروزه نقش مهمی در توسعهٔ منابع انرژی، از راه همجوشی هسته‌ای یافته است.

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، پلاسما
    فیزیک پلاسما

    می دانیم که برای ماده سه حالت جامد ، مایع و گاز در نظر گرفته میشود. اما در مباحث علمی معمولا یک حالت چهارم نیز برای ماده فرض میشود. حدوث طبیعی پلاسما در دماهای بالا ، سبب تخصیص عنوان چهارمین حالت ماده به آن شده است. یک نمونه بسیار طبیعی از پلاسما آتش است بنابراین خورشید نمونهای از پلاسمای داغ بزرگ است.

    تعریف پلاسما

    پلاسما گاز شبه خنثایی از ذرات باردار و خنثی است که رفتار جمعی از خود ارائه میدهد. به عبارت دیگر میتوان گفت که واژه پلاسما به گاز یونیزه شدهای اطلاق میشود که همه یا بخش قابل توجهی از اتمهای آن یک یا چند الکترون از دست داده و به یونهای مثبت تبدیل شده باشند. یا به گاز به شدت یونیزه شدهای که تعداد الکترونهای آزاد آن تقریبا برابر با تعداد یونهای مثبت آن باشد، پلاسما گفته میشود.

     

    حدود پلاسما

    اغلب گفته میشود که 99% ماده موجود در طبیعت در حالت پلاسماست، یعنی به شکل گاز الکتریسته داری که اتمهایش به یونهای مثبت و الکترون منفی تجزیه شده باشد. این تخمین هر چند ممکن است خیلی دقیق نباشد ولی تخمین معقولی است از این واقعیت که درون ستارگان و جو آنها، ابرهای گازی و اغلب هیدروژن فضای بین ستارگان بصورت پلاسماست. در نزدیکی خود ما ، وقتیکه جو زمین را ترک میکنیم بلافاصله با پلاسمایی مواجه می شویم که شامل کمربندهای تشعشعی وان آلن و بادهای خورشیدی است.

    در زندگی روزمره نیز با چند نمونه محدود از پلاسما مواجه میشویم. جرقه رعد و برق ، تابش ملایم شفق قطبی ، گازهای داخل یک لامپ فلورسان یا لامپ نئون و یونیزاسیون. مختصری که در گازهای خروجی یک موشک دیده میشود. بنابراین می توان گفت که ما در یک درصدی از عالم زندگی میکنیم که در آن پلاسما بطور طبیعی یافت نمیشود.

     

    آیا کلمه پلاسما یک کلمه بامسما است؟

    کلمه پلاسما ظاهرا بیمسما به نظر میرسد. این کلمه از یک لغت یونانی آمده است که هر چیز به قالب ریخته شده یا ساخته شده را گویند. پلاسما به علت رفتار جمعی که از خودشان نشان میدهد، گرایشی به متاثر شدن در اثر عوامل خارجی ندارد، و اغلب طوری عمل میکند که گویا دارای رفتار مخصوص به خودش است.

     

    حفاظ دبای

    یکی از مشخصات اساسی رفتار پلاسما ، توانایی آن برای ایجاد حفاظ در مقابل پتانیسیلهای الکتریکی است که به آن اعمال میشوند. فرض کنید بخواهیم با وارد کردن دو گلوله بارداری که به یک باتری وصل شدهاند یک میدان الکتریکی در داخل پلاسما بوجود آوریم. این گلوله ها ، ذرات یا بارهای مخالف خود را جذب میکنند و تقریبا بلافاصله ، ابری از یونهای اطراف گلوله منفی و ابری اطراف گلوله مثبت را فرا میگیرند.

    اگر پلاسما سرد باشد و هیچگونه حرکت حرارتی وجود نداشته باشد، تعداد بار ابر برابر بار گلوله میگردد، در این صورت عمل حفاظ کامل میشود و هیچ میدان الکتریکی در حجم پلاسما در خارج از ناحیه ابرها وجود نخواهد داشت. این حفاظ را اصطلاحا حفاظ دبای می گویند.

     

    معیارهای پلاسما

    طول موج دبای (لاندای دی) باید خیلی کوچکتر از ابعاد پلاسما ( L ) باشد.

    تعداد ذرات موجود در یک کره دبای (ND ) باید خیلی بزرگتر باشد.

    حاصلضرب فرکانس نوسانات نوعی پلاسما ( W ) در زمان متوسط بین برخوردهای انجام شده با اتمهای خنثی ( t ) باید بزرگتر از یک باشد.

     

    کاربردهای فیزیک پلاسما

    - تخلیه های گازی :

    قدیمیترین کار با پلاسما ، مربوط به لانگمیر ، تانکس و همکاران آنها در سال 1920 میشود. تحقیقات در این مورد ، از نیازی سرچشمه میگرفت که برای توسعه لوله های خلائی که بتوانند جریانهای قوی را حمل کنند، و در نتیجه میبایست از گازهای یونیزه پر شوند احساس میشد.

    - همجوشی گرما هستهای کنترل شده:

    فیزیک پلاسمای جدید ( از حدود 1952 که در آن ساختن راکتوری بر اساس کنترل همجوشی بمب هیدروژنی پیشنهاد گردید، آغاز میشود.

    - فیزیک فضا:

    کاربرد مهم دیگر فیزیک پلاسما ، مطالعه فضای اطراف زمین است. جریان پیوستهای از ذرات باردار که باد خورشیدی خوانده میشود، به مگنتوسفر زمین برخورد میکند. درون و جو ستارگان آن قدر داغ هستند که میتوانند در حالت پلاسما باشند.

    - تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک ( MHD ) و پیشرانش یونی:

     

    دو کاربرد عملی فیزیک پلاسما در تبدیل انرژی مگنتو هیدرو دینامیک ، از یک فواره غلیظ پلاسما که به داخل یک میدان مغناطیسی پیشرانده میشود، میباشد.

    - پلاسمای حالت جامد :

    الکترونهای آزاد و حفرهها در نیمه رساناها ، پلاسمایی را تشکیل میدهند که همان نوع نوسانات و ناپایداریهای یک پلاسمای گازی را عرضه می دارد.

    - لیزرهای گازی:

    عادیترین پمپاژ ( تلمبه کردن ) یک لیزر گازی ، یعنی وارونه کردن جمعیت حالاتی که منجر به تقویت نور میشود، استفاده از تخلیه گازی است.

    - شایان ذکر است که کاربردهای دیگری مانند چاقوی پلاسما ، تلویزیون پلاسما ، تفنگ الکترونی ، لامپ پلاسما و غیره نیز وجود دارد که در اینجا فقط کاربردهای پلاسما در حالت کلی بیان شده است.

    لینک ثابت
    نویسنده : mojarradat | دسته : چالشهای فیزیک ، پلاسما