تبلیغات
دنیای ما فیزیکی ها

خنک‌کاری سریع سطوح گرم با امواج ماورای صوت

خنک‌کاری سریع سطوح گرم با امواج ماورای صوت

خنک‌کاری سریع سطوح گرم با امواج ماورای صوت

دانش آموخته دکتری مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به یافتن روشی جدید برای خنک کاری بسیار سریع سطوح گرم شد به گونه‌ای که علاوه بر مصرف بسیار کم انرژی، تغییری مانند اضافه کردن پره یا لوله‌کشی و غیره برای سطح گرم لازم نباشد.

دکتر ، مجری طرح در بیان جزییات این پژوهش گفت: با استفاده از این روش، انتقال حرارت و خنک کاری به ازای مصرف انرژی بسیار کم تا پنج برابر افزایش می‌یابد و این در حالی است که هیچ گونه تغییری در سطح گرم ایجاد نشده و در سامانه از لوله‌کشی و پمپ نیز استفاده نمی‌شود.وی افزود: همچنین در این روش علاوه بر خنک کاری بسیار سریع در عرض چند ثانیه، انرژی مورد نیاز از مصرف انرژی کوچکترین پمپ‌های موجود در بازار نیز کمتر است.

تاجیک با اشاره به اینکه این روش می‌تواند در بسیاری از صنایع که در پروسه تولید و کار نیاز به خنک‌کاری بسیار سریع دارد، کاربرد داشته باشد؛ ادامه داد: به عنوان مثال در مبدل‌های حرارتی، راکتورها و غیره که بحث خنک کاری و بالا بردن راندمان و کیفیت آن اهمیت ویژه‌ای دارد، می‌توان از این روش استفاده کرد.

پژوهشگر دانشگاه صنعتی امیرکبیر با بیان اینکه با روش ابداعی در این پروژه دیگر نیازی به لوله‌کشی و تغییر شکل سطوح داغ به منظور خنک‌کاری آنها وجود ندارد، گفت: همچنین در این تحقیق روشی کم هزینه و بسیار کارآمدتر برای خنک‌ کاری بسیار سریع در حد چند ثانیه در مقایسه با روش‌های پیشین که عمل خنک کاری زمان‌بر بود پیشنهاد شده است.

وی تصریح کرد: در این پروژه از مایع برای خنک کاری استفاده شده که برای خنک کاری سطوح بزرگ داغ نیز کاربرد دارد. همچنین با توجه به شبیه‌سازی عددی که انجام شده برای حالتهای مختلف قابل پیش‌بینی و مدل سازی می‌باشد.گفتنی است، تاکنون از این پژوهش که در قالب رساله دکتری مهندسی مکانیک با راهنمایی دکتر عباس عباسی و دکتر مجید صفار اول در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر ارائه و به ثبت رسیده، ۶۴ مقاله در مجلات معتبر و کنفرانس‌های علمی ارائه شده است.



نویسنده: نسترن مردانیان

ترن‌های مَگلِو

ترن‌های مَگلِو

ترن‌های

مغناطیسی -که اختصاراً به آن ها مَگلِو گفته می‌شود- از استفاده می‌کنند و به‌کمک آن به صورت معلق بر روی ریل قرار می‌گیرد.

ازآن جاکه مَگلِوها حدود چند سانتی متر از ریل فاصله می‌گیرند، بنابراین به چرخ نیاز ندارند و هم چنین اصطکاک آن ها با ریل در حد صفر است. بر این اساس مَگلِوها می‌توانند بسیار سریع تر از قطارهای معمولی حرکت کنند. در تصویر زیر مَگلِو سریع السیری را مشاهده می‌کنید که می‌تواند با سرعت ۱۱۰m/s یا (۴۰۰km/h) حرکت کند.

ترن‌های مَگلِو

ترن‌های مَگلِو

شکل زیر نشان می‌دهد که چگونه مَگلِو به‌کمک آهن‌ربای الکتریکی نصب شده بر روی بازوها بر روی ریل معلق شده است. وقتی جریان الکتریکی به آهن‌ربای الکتریکی داده می‌شود، میدان مغناطیسی حاصل از آن باعث القاء مغناطیس در نرده‌های روی راه آهن می‌شود.

ترن‌های مَگلِو

ترن‌های مَگلِو

رو به بالا که بر اثر القاءمغناطیسی به‌وجود می‌آید برابر وزن قطار است بنابراین قطار می‌تواند بدون تماس با راه آهن حرکت کند.

ترن‌های مَگلِو

ترن‌های مَگلِو

نیروی مغناطیسی القائی فقط باعث بلند و معلق شدن قطار نمی‌شود بلکه می‌تواند باعث حرکت رو به جلوی آن نیز شود. تصویر زیر چگونگی ایجاد نیروی پیش برنده مغناطیسی را نشان می‌دهد.

ترن‌های مَگلِو

ترن‌های مَگلِو

با تنظیم درست جهت جریان‌ها در آهن‌رباهای الکتریکی، این امکان وجود دارد که یک قطب نا‌هم‌نام در ریل دقیقاً در مقابل قطب آهن‌ربای الکتریکی قطار قرار گیرد.

بنابراین هر آهن‌ربای الکتریکی واقع در قطار توسط آهن‌ربای الکتریکی واقع بر ریل رانده و یا جذب می‌شود. با تنظیم زمان بندی قطب‌های هم نام و غیر هم نام بر روی ریل راه آهن، سرعت قطار تنظیم می‌شود.

با معکوس کردن قطب‌های آهن‌رباهای الکتریکی واقع بر راه آهن، قطار می‌تواند ترمز گرفته و حتی در جهت عکس حرکت کند.



نویسنده: فهیمه رضوی

Physicists 'record' magnetic breakthrough

An international team of scientists has demonstrated a revolutionary new way of magnetic recording which will allow information to be processed hundreds of times faster than by current hard drive technology



نویسنده: سینا صدری ادامه مطلب

راداری كه پشت دیوارهای بتنی را می‌بیند

محققان ام.آی.تی موفق به ساخت سیستم راداری شده‌اند كه می‌تواند با تشدید امواج رادیویی و حذف امواج ناخواسته، تصویری واضح از آن‌چه پشت دیوارهایی به ضخامت تا 20 سانتی‌متر رخ می‌دهد، تهیه كند.

برای دیدن هر چیزی به برخورد نور مرئی به آن و دریافت شعاع‌های نور توسط چشم‌ها نیاز داریم. رادارها هم به شیوه مشابهی كار می‌كنند با این تفاوت كه امواج دریافت شده، رادیویی است. امواج رادیویی و نور مرئی هر دو به سختی از دیوارها عبور می‌كنند و به همین دلیل است كه نمی‌توانیم ببینیم پشت دیوارها چه اتفاقی می‌افتد.
اما به گزارش ساینس‌دیلی، محققان آزمایشگاه لینكلن وابسته به انستیتو فناوری ماساچوست، ام.آی.تی، موفق به طراحی سیستمی رادیویی شده‌اند كه می‌تواند تمامی اتفاقاتی را كه پشت دیوارها رخ می‌دهد، در لحظه ببیند و مخابره كند. این سیستم فوق‌العاده می‌تواند به پلیس و نیروهای ویژه در كنترل اوضاع هنگام گروگان‌گیری یا نزاع‌های شهری كمك كند.
این دستگاه ساده از دو ردیف آنتن تشكیل شده است. در ردیف بالایی 8 عدد آنتن گیرنده و در ردیف پایین 13 عدد آنتن فرستنده و تجهیزات كامپیوتری قرار گرفته است. دستگاه به راحتی قابل ‌حمل است و می‌تواند روی خودرویی در اطراف محل مورد نظر سوار شود.


عبور از دیوارهای بتنی 

دیوارها سخت و غیرقابل‌نفوذ به نظر می‌رسند. دیوارهای بتنی به قطر 10 و 20 سانتی‌متر كه در این آزمایش مورد استفاده قرار گرفته‌اند، می‌توانند بیش از 99درصد امواج رادیویی را برگردانند اما همین كه كمتر از 1درصد از امواج مخابره شده از دیوارها عبور می‌كنند، برای این سیستم كافی است. در مرحله بازگشت امواج نیز شرایط مشابهی وجود خواهد داشت و تنها كمتر از 1درصد امواجی كه از دیوار عبور كرده‌اند، هنگام برگشت توسط دیوارها سد نخواهند شد. در نتیجه قدرت نهایی امواج مخابره شده، تنها 25/0 درصد میزان موج اولیه خواهد بود.
اما به دلیل ارزانی و كیفیت قابل‌قبول تشدیدكننده‌های سیگنال این بزرگ‌ترین چالشی نیست كه سر راه تولید این سیستم‌های تازه وجود دارد. جرج چارواتَ، مدیر این پروژه می‌گوید: «در چنین سیستمی بزرگ‌ترین چالش‌ها سرعت، وضوح و حداكثر فاصله از دیوار است. اگر در شرایط اضطراری قرار داشته باشیم، هر 20 دقیقه مخابره یك تصویر، چیزی نیست كه از نگرانی‌ها بكاهد یا خطرات كمتری را متوجه ما كند».
دستگاه ساخته‌شده حداكثر می‌تواند در فاصله 18 متری ساختمان مورد نظر قرار بگیرد و تمامی تغییراتی را كه در محل رخ می‌دهند به صورت ویدئویی و با سرعت 1.08 فریم بر ثانیه مخابره كند.

فیلتر فركانس‌های مزاحم و نظارت بر تغییرات

چاروات می‌گوید: «طول‌موج‌های بلندتر بهتر می‌توانند از دیوار عبور كنند اما برای ارسال آنها به تجهیزات بزرگ‌تر و قوی‌تری نیاز خواهیم داشت. به همین دلیل در ساخت این دستگاه از امواج باند اس كه در ارسال بی‌سیم اطلاعات مجازی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند، استفاده كرده‌ایم. این امواج نسبتا كوتاهند و هنگام برخورد با دیوار اتلاف بیشتری خواهند داشت اما به ما اجازه می‌دهند تجهیزات را نزدیك سوژه و درون یك وسیله نقلیه به راحتی نگهداری كنیم.
نكته دیگر حذف تمامی تصاویر اضافه است. به این منظور فیلتر آنالوگ كریستالی استفاده می‌شود كه می‌تواند طول‌موج‌هایی را كه تعریف شده‌اند - مانند طول‌موجی كه از دیوار برمی‌گردد - از تصویر نهایی حذف كند. پردازش دیجیتالی و الگوریتم‌های پیشرفته استفاده شده نیز به وضوح تصویر نهایی كمك شایانی خواهند كرد.


نكته جالب‌توجه دیگر استفاده از روش تفاضلی است كه در آن تنها تغییرات حركتی نمایش داده خواهند شد و در نتیجه وسایل داخل خانه اختلالی در ردیابی انسان‌ها ایجاد نخواهند كرد. این سیستم در مورد اشیا یا افراد در حركت آن‌قدر دقیق عمل خواهد كرد كه حتی می‌تواند حركات بسیار اندك فردی را كه تلاش می‌كند بی‌حركت بماند، ثبت كند. این سیستم ابتدا برای اهداف نظامی به كار گرفته خواهد شد و پس از آن در اختیار نیروهای ویژه قرار می‌گیرد.



نویسنده: نسترن مردانیان

آكوستیك و تراگذارهای فراصوتی

آكستیك به معنای: تولید ، تراگسیل و در یافت انرژی به صورت ارتعاش در ماده است.

برای تولید و انتشار موجهای آكوستیكی ارتعاشهای مختلفی وجود دارد كه بر حسب حدود فركانس؛ به سه دسته تقسیم میشود:
1) ارتعاش های فرو صوتی كه از فركانس 20 سیكل بر ثانیه به پایین است.
2) ارتعاش های صوتی كه با گوش شنیده می شود و حدود فر كانس آن بین 20 سیكل بر ثانیه تا 15000 سیكل برثانیه است.
3) ارتعاش های فرا صوتی كه از فركانس 15000 سیكل بر ثانیه به بالا است.

از زمان های باستان تا قرن هجدهم میلادی تنها نام چند تن از فیلسوف و نظریه پرداز موسیقی را میتوان یافت كه به مطاله آكوستیك پرداخته باشند. اكوستیك موسیقی تنها موضوع فیزیكی مورد بحث آنها بود.
در دوره تجدد با عقاید گالیله درباره روش تحقیقات علمی و اصل تطبیق مشاهدات با یكدیگر و به دست آوردن نتیجه و قانون مشترك از آن مشاهدات، علم جدیدی پی ریزی می شود .
در آغاز قرن هفدهم مرسن با اندازه گیری ارتفاع صداهای گام، بین آكوستیك و هنر موسیقی ارتباط بر قرار می كند وآزمایش های اتوگریك نشان داد كه صوت در خلا منتشر نمی شود .
در اواخر قرن هفدهم سور، وجود گره و شكم در موج های صوتی را كشف كرد و در همین دوره نیوتن نخستین تشریح ریاضی انتشار صوت را بر پایه خواص ارتجاعی محیطها اعلام میكند .
در قرن هجدهم دالامبر و دنیل برنولی مسائل تارهای مرتعش را تشریح می كنند و فرمول ریاضی آنها را به نام معادله تارهای مرتعش ، هم در فیزیك و هم در ریاضی كشف می كنند.
در قرن نوزدهم دانشمندانی از جمله دولن، ورتایم، رینول، كلادن و ستورم روش های گوناگون محاسبه سرعت صوت در محیط های مختلف انجام می دهند .
در قرن هفدهم و هجدهم هنگامی كه چگونگی انتشار موجهای صوتی بوسیله تاثیر نقطه به نقطه و مشخصات اصلی صوت مانند فركانس و طول موج كشف گردید؛ دامنه تحقیق با روش های مشابهی به بحث در چگونگی انتشار نور كشانده شد و نظریه موجی به وسیله هویگس پی ریزی شد ودر اواخر قرن نوزدهم وسایل ضبط صوت به وسیله ادیسون و وسایل انتقال الكتریكی صوت به وسیله بل كشف می شود .
قرن بیستم دوره ترقی و تكامل در علوم و صنایع است و دامنه مطالعات علمی درباره ارتعاش آكوستیكی از حد فرو صوت تا فركانس 20 و صداهای قابل احساس از 20 تا 20000 به ارتعاش سریعتر كشانده شد و در دوره فراصوتی از 20000 تا 10 میلیون و بالاتر از آن موجهای مافوق صوت تا حدود 1013 كه سبب تحریك های گرمایی در جامدات و آبگون ها می شود، مورد بررسی قرار می گیرد.

كاربرد تراگذارهای فرا صوتی در تولید و گرفتن صوت های زیر آب برای كشف زیر در یایی ها كه در ژرفای آب هستند یا برقراری ارتباط با آنها , به كار انداختن اژدرهای آكوستیكی و تعیین عمق آب است.
این تراگذارها عبارتند از :
1) تراگذارهای فراصوتی كه در آزمایشگاها برای پژوهش چگونگی انتشار موجهای پر فركانس آكوستیكی در آبگون ها و اندازه گیری خواص الاستیك جامد ها به كار میرود.
2) تراگذارهای فراصوتی كه در صنعت استفاده میشود و عبارتست از یك دستگاه قوی كه برای هم زدن و حركت دادن ذرات ریز درون آبگون ها؛ خارج كردن گاز از آبگون ها؛ معلق كردن ذرات در آبگون ها یا انعقاد مواد در آنها به كار می رود.
3) تراگذارهای فراصوتی كه برای تعیین محل درز یا ترك در فلزهای ریخته گری یا در ورق های پلاستیكی به كار میرود.
4) تراگذارهای سونار كه در عملیات دریایی و جنگی به كار می رود.

چون امپدانس ویژه آكوستیكی آبگون ها نسبت به هوا بسیار زیادتر است لازم است عنصر ارتعاش كننده برای كار كردن در داخل آبگون ها طوری طرح ریزی شود كه بتواند نیروی خیلی زیاد برای جابجایی خیلی كوچك تولید كند تا با امپدانس آبگون وارد بر آن به طور موثری مقابله كند .
عنصری كه بیشتر در این تراگذاها به كار میرود خود تابع خاصیت پیزوالكتریك است.
ارتعاشگر پیزوالكتریكی كه عموما به كار میرود عبارتست از: بلور كوارتز ، نمك راشل ، دی هیدروفسفات دامونیم و مواد سرامیكی ریخته شده از قبیل تیتانات دوباریم و دی الكتریكهای مشابه كه خاصیت فرو الكتریكی قوی داشته باشد.
عناصر ارتعاش كننده دسته دوم از تراگذارها را از روی خاصیت مغناطوتنگش نیكل و بعضی از آلیاژهای آن انتخاب می كنند.
نوع سوم تراگذار، تابع نیروی جاذبه متناوبی است كه بین یك الكترومغناطیس كه در سیم پیچ آن جریان متناوبی جاری است و قرص فولادی سختی كه در مجاورت آب قرار دارد، به وجود می آید.



نویسنده: فهیمه رضوی

زیر نور آفتاب قرار نگیرید

زیر نور آفتاب قرار نگیرید

خورشید مانند هر ستاره دیگری در كیهان، منبع كامل تولید امواج الكترومغناطیسی است. یعنی طیف كاملی‌ از امواج رادیویی تا اشعه‌ایكس و گاما از خورشید تابیده می‌شوند.به لطف سپرهای تدافعی متعدد، زمین در برابر امواج خطرناك این طیف وسیع مصون است و تنها نورمرئی و امواج رادیویی اجازه عبور از سپر جو زمین را دارند،‌ اما زمانی كه زاویه تابش خورشید به خط قائم نزدیك‌تر می‌شود، بخشی از گستره امواج ماوراءبنفش راه به درون باز كرده و زمان خطرناكی را برای در فتاب ماندن ایجاد می‌كنند.

سوختگی، التهاب و سرطان‌های پوستی از جمله پیامدهای قرار گرفتن در معرض نور قوی خورشید در مواقعی است كه ضریب نفوذ اشعه ماوراءبنفش ن به میزان قابل توجهی افزایش پیدا می‌كند. اما براستی چرا این اشعه كه همواره در اطراف ما وجود دارد، تا این حد می‌تواند خطرناك باشد؟

پرتوهای ماوراءبنفش خورشید در 3 طبقه‌بندی مختلف UVA، UVB، و UVC قرار می‌گیرند كه هر یك اثرگذاری متفاوتی نیز بر بدن انسان دارند.

فقط پرتوهای ماوراءبنفش UVA و UVB از لایه ازن عبور كرده و به همین خاطر است كه هشدارها ‌تنها این دو دسته را در بر می‌گیرند. پرتوهای UVC كه البته نها نیز خطرناك هستند نمی‌توانند از لایه ازن عبور كرده و به سطح زمین برسند و به همین دلیل است كه مورد توجه پزشكان و محققان قرار ندارند.

در میان 3 گروه عمده این نوع پرتوها، پرتوهای UVB عامل عمده سوختگی‌های خورشیدی به شمار می‌یند. این دسته از پرتوها به وسیله لایه فوقانی پوست كه از ن به پوست بیرونی یاد می‌شود جذب می‌شوند

ضخامت این لایه با ضخامت الیاف نازك ابریشمی ‌قابل مقایسه است و به همین دلیل است كه پرتوهای UVB براحتی درون ن نفوذ می‌كنند. همزمان با نفوذ این پرتوها سلول‌هایی كه به نها ملانوكیت گفته می‌شود و به پوست رنگ می‌دهند، تحت تأثیر قرار گرفته و فعال می‌شوند. این دسته از پرتوهای ماوراءبنفش كوتاه‌تر از پرتوهای نوع UVA بوده و در فصل تابستان یعنی زمانی كه خورشید با زاویه قائم‌تری به زمین می‌تابد، فرصت مناسبی برای فرار از دست لایه ازن پیدا كرده و به همین دلیل سطح نفوذ نها افزایش قابل توجهی می‌باید.

اما از پرتوهای UVA و تأثیرگذاری نها بر سلامت بدن چه می‌دانیم؟ مطالعات دانشمندان نشان می‌دهد این دسته از پرتوهای ماوراءبنفش خورشید كه طول موج بلندتری از دسته UVB دارند بیشتر به عمق پوست نفوذ می‌كنند با این حال احتمال كمتری دارد كه عامل سوختگی‌های پوستی شوند، اما فراموش نكنیم كه از این دسته از پرتوها به عنوان عامل اصلی لكه‌های پوستی مرتبط با پیری، از دست رفتن خاصیت كشسانی پوست و ایجاد چین و چروك در ن یاد می‌شود. در كل می‌توان پرتوهای UVA را عامل شماره یك پیری ظاهری زودرس نامید.



نویسنده: فهیمه رضوی ادامه مطلب

کشف ارتباط سرگردانی قطبهای مغناطیسی زمین و توفانهای کشنده

محققان ناسا هرگونه ارتباطی میان سرگردانی میدان مغناطیسی زمین با تشکیل توفانهای سهمگین و رعد و برقهای کشنده ای که زمین را به نابودی می کشانند، رد کرده اند.

به گزارش خبرگزاری مهر، ارتباط میان آب و هوای زمین و میدان مغناطیسی آن از زمان توضیح دانشمندان درباره آغاز اَبَرتوفانها یا توفانهایی که به واسطه جریان یافتن شدید رودهای اتمسفری، به ابرازی برنده برای افرادی تبدیل شده است که برای پیش بینی روز پایان زندگی بر روی زمین به دنبال دلیل می گردند.

به اعتقاد برخی از این افراد به دلیل افزایش حرکات میدان مغناطیسی زمین به زودی تسونامی های بزرگ به همراه رعد و برقهای کشنده در زمین فراگیر خواهند شد به اعتقاد این افراد حرکت میدان مغناطیسی زمین به نسبت دلایل کربنی که به دقت تحت نظر دانشمندان قرار دارد، تاثیر شگرفی بر سیستم آب و هوایی زمین دارد.

با این همه "کارول ریموند" ژئوفیزیکدان و دانشمند ارشد در لابراتوار احتراقی جت ناسا که در آن ماموریتهای پرواز ماهواره های کنترل آب و هوای زمین انجام می گیرد، معتقد است ارتباط دادن تمامی این رویدادها به یکدیگر کمی غیرعقلانی به نظر می آید درواقع هیچ ارتباط تایید شده علمی میان مفهومی به نام اَبَرتوفان و آب و هوای زمین و میدان مغناطیسی آن وجود ندارد و شکل گیری شفقهای شمالی نیز هیچ ارتباطی با موضوع تغییر میدان مغناطیسی زمین ندارد.

این پدیده زیبا که عموما به رنگ سبز و در سیستم آب و هوایی نیمکره شمالی دیده می شود از این جهت با میدان مغناطیسی زمین در ارتباط است که به واسطه برخورد ذرات خورشیدی با میدان مغناطیسی زمین به وجود می آیند. در واقع میدان مغناطیسی زمین نقش خنثی کننده این ذرات را به عهده داشته و زمین را از وزش بادهای خورشیدی حفظ می کنند. به گفته ریموند سالها است که برای یافتن ارتباط میان ذرات بارداری که وارد اتمسفر زمین می شوند و سیستم آب و هوایی زمین مطالعات گسترده ای صورت گرفته است، اما هیچ ارتباط قابل استنادی به دست نیامده است.

به گفته محققان، قطبهای مغناطیسی زمین از محورهای چرخش آن مجزا هستند، حرکت قطبهای مغناطیسی با موقعیت زمینی قطب شمال متفاوت است. در اصل میدان مغناطیسی زمین به یک رشته آهن ربا شباهت دارد که از دو قطب متضاد برخوردار است. میدان مغناطیسی با چرخش زمین در هسته آن به وجود می آید و از این رو قطبهای مغناطیسی زمین با قطبهای فیزیکی آن در یک راستا قرار نمی گیرند.

تحقیقات زمین شناسی که به منظور کنترل قطب مغناطیسی شمالی زمین انجام گرفته اند نشان می دهند که این قطب به آرامی در حال حرکت به سوی شمال کانادا است. تحقیقات جدیدتری که در سال 2001 به پایان رسیده است نشان می دهد این قطب با سرعت 40 کیلومتر در سال به سوی شمال غرب حرکت می کند و از این رو انتظار می رود قطب شمال تا سال 2050 به سوی سیبری کشیده شود.

بر اساس گزارش فاکس نیوز، ریموند می گوید حرکت قطبهای میدان مغناطیسی زمین از گذشته برای دانشمندان آشکار شده است و اَبَرتوفانها نیز پدیده هایی هستند که همواره احتمال وقوع آنها وجود دارد، اما این دو پدیده هیچ ارتباط علمی و منطقی با یکدیگر ندارند.



نویسنده: سعید اسماعیلی

فیزیک امواج

وقتی که صحبت از موج به میان می آید. بلافاصله به یاد امواج خروشان دریا می افتیم که به طرف ساحل می‌آیند و خود را به صخره‌ها می‌کوبند. این امواج مقادیر زیادی انرژی را از دور دستهای دریا با خود به ساحل می آورند. امواج پیوسته به طرف ساحل در حرکت هستند، لذا آب فقط در محل خود بالا و پایین ، یا عقب و جلو می‌رود. اما در واقع موج فقط به همین نوع خاص امواج ختم نمی‌شود. بلکه امواج مختلفی را می توان نام برد که در زندگی روزمره خود با آنها مواجه می‌شویم، ولی بی توجه از کنا آنها عبور می‌کنیم. به عنوان نمونه می‌توان به حرکت برگهای درختان که در پاییز آرام آرام به زمین می‌افتند، تکه سنگی که به داخل آب می‌افتد و امواجی را بر سطح آب ایجاد می‌کند، امواج صوتی و هزاران نمونه دیگر اشاره کرد.

فیزیکدانان آشفتگی روی سطح اقیانوسها را موج دوره‌ای (تناوبی) می‌گویند. این آشفتگی یک نقش یکسان را بطور پیوسته تکرار می‌کند. جهان پر از امواج دوره‌ای است، اگر چه بیشتر آنها نامرئی هستند. تمام این امواج آشفتگیهای دوره‌ای هستند که وجود ، اشتراک زیادی باهم دارند. اما غیر از امواج دوره‌ای ، امواج دیگری نیز وجود دارند که فقط برای یک لحظه دوام می‌آورند، این نوع امواج را امواج پالسی می‌گویند. ریگی که به سطح آب می‌افتد. فلاش دوربین عکاسی ، صدای شلیک گلوله از تفنگ از این گونه‌اند.


نویسنده: نسیم صفاریان ادامه مطلب

حفاظت مغناطیسی

 
اجسام فرومغناطیس ، مواد پارامغناطیس و مواد دیامغناطیس نه فقط با قرار گرفتن در داخل سیم لوله مغناطیده می شوند بلکه به طور کلی هر ماده ای با قرار گرفتن در میدان مغناطیسی مغناطیده می شود. در تمام موارد ، میدان مغناطیسی ناشی از مغناطش ماده با میدان مغناطیسی ای که قبل از وارد کردن ماده وجود داشته است جمع می شود. در نتیجه ، میدان مغناطیسی تغییر می کند.

مواد فرو مغناطیس در میدان مغناطیسی خارجی:


هرگاه مواد فرومغناطیس ، به ویژه آهن ، را وارد میدان مغناطیسی کنیم، شدیدترین تغییر رخ می دهد. به این دلیل مساله ترکیب میدان های تولید شده با آهنرباهای دائمی عملا پیچیده است. وارد کردن آهنربای قوی دوم نه تنها به اندر کنش میدان آن با میدان آهنربای اول منتهی نمی شود بلکه آنرا وا می پیچاند.

تغییر میدان مغناطیسی در مجاورت اجسام فرومغناطیس بهتر است به کمک نقش میدان درست شده با براده های آهن ملاحظه شود. تغییرات مشاهده شده در میدان مغناطیسی را که قبلا یکنواخت بوده است پس از وارد کردن یک تکه آهن واپیچش های زیادی دارد. میدان دیگر یکنواخت نمی ماند و حضور آهنربای دوم قدری خطوط میدان و آرایش براده ها را پیچیده می کند. میدان در بعضی جاها تقویت و در جاهای دیگر تضعیف می شود.

کاربردهای عملی حفاظت مغناطیسی:


  • هنگامی که روی کشتی های مدرن قطب نما نصب کردند ، ناچار شدند روی قرائت قطب نما تصحیحاتی انجام دهند. این تصحیحات را کشتی و آرایش قسمتهای مختلف کشتی و محل قرار گرفتن قطب نما روی آن تعیین می کرد این تغییرات به درجه فولاد به کار رفته در ساخت کشتی نیز وابسته است.

  • کشتی هایی که برای ماموریت های تحقیقاتی میدان مغناطیسی زمین ساخته می شوند از جنس چوب هستند نه فولاد ، و برای چفت و بست تخته بندی پهلو ها پیچ های مسی به کار می برند تا از بروز آثار مغناطیس و انحرافات مربوطه جلوگیری بعمل آید.

کره تو خالی در میدان مغناطیسی:


نقشی که از وارد کردن یک ظرف آهنی بسته مثل یک کره تو خالی ، در میدان مغناطیسی دیده می شود از نظر کاربردهای عملی بسیار جالب است. در نتیجه اندر کنش میدان مغناطیسی خارجی و میدان کره آهنی مغناطیده ، میدان در داخل کره تقریبا به صفر می رسد. این اثر را برای ایجاد حفاظت مغناطیسی ، یعنی حفاظت دستگاه های اندازه گیری و غیره ، و از اثر میدان های مغناطیسی خارجی به کار می برند.

تفاوت حفاظ مغناطیسی با الکتروستاتیکی:


نقش مشاهده در حفاظ مغناطیسی به حفاظ الکتروستاتیکی به کمک محفظه رسانا شبیه است ولی ، این پدیده در اصل با آن فرق دارد. در مورد حفاظ الکتروستاتیکی ، دیوارهای فلزی را می توان تا حد ممکن ، نازک انتخاب کرد. مثلا ، کافی است برای حذف نفوذ میدان به داخل ، سطح ظرف شیشه ای را نقره اندود کرد، زیرا میدان در سطح فلز پایان می یابد. ولی ، در مورد میدان مغناطیسی ، دیواره های نازک آهنی فضای درون را حفظ نمی کند.

میدان مغناطیسی از داخل آهن می گذرد، و داخل ظرف میدان وجود دارد. فقط دیواره های آهنی به قدر کافی کلفت می توانند میدان را داخل کاواک تا آن حد تضعیف کنند که حفاظ مغناطیسی معنای علمی پیدا کند، هر چند به این طریق میدان مغناطیسی به کلی از بین نمی رود. در این حالت ، ضعیف شدن میدان مغناطیسی نتیجه پایان گرفتن آن روی سطح آهن نیست. خطوط میدان مغناطیسی پایان نمی یابد بلکه در هنگام گذر از آهن نزدیکتر به هم باقی می مانند. با ترسیم کردن توزیع خطوط میدان مغناطیسی در بدنه آهنی و در حفره درون آن نقش راستای خطوط میدان است نه پایان یافتن آنها.


نویسنده: فهیمه رضوی

ماورای صوت در پزشکی

 

تشخیص با ماورای صوت:


گوشی معاینه ، دما سنج ، فشارسنج و دیگر ابزارهای مکانیکی را پزشکان برای تشخیص به کار می برند. با پیشرفت های علمی ابزارهای تشخیص بیماریها نیز پیچیده شد و امواج الکترومغناطیس و امواج ماورای صوت نیز به خدمت انسان در آمد.

یکی از روشهای تشخیص برخی بیماریها عکسبرداری است. عکسبرداری با امواج الکترومغناطیسی را رادیوگرافی و عکسبرداری با امواج ماورای صوت را اولترا سونوگرافی می نامند. دستگاهی که برای عکسبرداری با امواج ماورای صوت به کار می رود اکوسکوپ یا سونوسکوپ نام دارد.

اولترا سنوگرافی:


اساس کار عکسبرداری با امواج ماورای صوت انعکاس امواج است. در این عمل یک دستگاه هم گیرنده و هم فرستنده صوت است که از فرکانس های مختلف بین یک تا پانزده میلیون هرتز استفاده می کند. دستگاه مولد ضربه های موجی در زمانهای بسیار کوتاه یک تا پنج میلیونیوم ثانیه در حدود 200 ضربه می فرستد. این ضربه ها در بدن نفوذ می کند و چنانچه به محیطی برخورد کند که غلظت آن با محیط قبلی متفاوت باشد پدیده بازتابش روی می دهد و با توجه به غلظت نسبی دو محیط مقداری از انرژی ضربه ماورای صوت بازتابش می شود.

دستگاه گیرنده این امواج را دریافت میکند و به کمک دستگاه الکترونی و یک اسیلوسکوپ آن را به نقطه یا نقاط نورانی (به تصاویر) تبدیل می کند. چنانچه مولد ماورای صوت را در یک قسمت بدن حرکت دهیم روشنایی نقاط صفحه اسیلوسکوپ که مشابه صفحه تلویزیون است تغییر می کند و از روی تغییرات آن می توان تغییرات محیط درون بدن (مثلا یک غده) را تشخیص داد.

عکسبرداری با ماورای صوت:


  • این نوع عکسبرداری در تشخیص بیماریهای قلب ، بیماریهای چشم ، بیماریهای اعصاب ، بیماریهای پستان و کبد و لگن بسیار مفید است .

  • در بیماریهای چشم عمل تشخیص با امواج ماورای صوت بسیار آسان شده است. طرز کار به این صورت است که مولد امواج ماورای صوت امواجی در حدود 10 تا 15 میلیون هرتز در امتداد محور چشم می فرستد و این ضربه های موجی در حد فاصل محیط های مختلف چشم مانند قرنیه ، عدسی ، شبکیه و صلبیه بازتابش می شوند. بنابرین اگر نمودار انعکاس این امواج را برای تعدادی از چشمهای سالم مشخص کنیم، متوانیم با مقایسه نمودار انعکاس چشم ناسالم عوارضی را که سبب تغییر نمودار شده است، تشخیص دهیم.

  • عکسبرداری از پستان ، کبد و لگن نیز به کمک امواج ماورای صوت ، سبب تشخیص بیماریهای مربوط به آن اعضا شده است. تصاویر غیر طبیعی که از هر یک از این اعضا به دست می آید، می تواند معرف بیماریهای مربوط به آنها باشد.


نویسنده: فهیمه رضوی ادامه مطلب

.:: آخرین مطالب ::.

» نظریه انشتین در سایه تردید! آزمون مشهورترین فرمول فیزیک در فضای دوردست ( یکشنبه 29 بهمن 1391 )
» سلام به همه ی بچه های خوب و پاکار وبلاک ( شنبه 28 بهمن 1391 )
» 84 میلیون ستاره در یک تصویر ( چهارشنبه 10 آبان 1391 )
» شب نشینی ماه با خوشه پروین ( چهارشنبه 10 آبان 1391 )
» فاز طراحی فنی رصدخانه ملی به پایان رسید ( سه شنبه 9 آبان 1391 )
» جشنواره شهدای جهاد علمی (فراخوان) ( سه شنبه 9 آبان 1391 )
» وقتی برخورددهنده بزرگ “هادرون” دادگاهی می‌شود ( پنجشنبه 4 آبان 1391 )
» در جستجویِ نوترینوهای استریل ( پنجشنبه 4 آبان 1391 )
» چرا حجاج دور خانه خدا خلاف جهت عقربه‌های ساعت طواف می کنند؟ ( دوشنبه 24 مهر 1391 )
» درخشانترین ستاره دنباله دار تاریخ در راه زمین ( یکشنبه 23 مهر 1391 )
» برندگان نوبل فیزیک معرفی شدند ( یکشنبه 23 مهر 1391 )
» قانونِ پلانک در مقیاسِ نانو نقض می‌شود ( پنجشنبه 13 مهر 1391 )
» وزن کردن فوتون‌ها با سیاهچاله‌‌ ( پنجشنبه 13 مهر 1391 )
» شمارش فوتون ها با گیرنده نوری قورباغه ( پنجشنبه 13 مهر 1391 )
» ممکن است سیارات خیلی بیشتری از آنچه قبلا تصور می شد در جهان باشند که قابل سکونت هستند. ( جمعه 24 شهریور 1391 )
» قطعیت اصل عدم قطعیت ( جمعه 24 شهریور 1391 )
» خورشید در زمان اوج فعالیتش هم تقریبا کروی باقی می‌ماند. ( شنبه 4 شهریور 1391 )
» شتاب دهنده ( جمعه 20 مرداد 1391 )
» مقدمه ای بر انرژی تاریک ( سه شنبه 17 مرداد 1391 )
» تصویر دیدنی از پدیده نادر «رنگین کمان آتش» ( دوشنبه 16 مرداد 1391 )
» بازدید علمی ( شنبه 16 اردیبهشت 1391 )
» اعضای جدید انجمن ( شنبه 16 اردیبهشت 1391 )
» درخشش نوری سبز بر فراز کره ماه ( چهارشنبه 30 فروردین 1391 )
» خنک‌کاری سریع سطوح گرم با امواج ماورای صوت ( پنجشنبه 24 فروردین 1391 )
» ترن‌های مَگلِو ( پنجشنبه 24 فروردین 1391 )

صفحات سایت: [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]