چالشهای فيزيك

 

ماهيت زمان :

      انيشتين در نظريه نسبيت خاص خويش زمان را در كنار سه بعد ديگر فضا ( طول ، عرض و ارتفاع) بعد چهارم ماده معرفی ميكند  و اين چهار بعد را  متاثر از جرم و سرعت ماده ميداند ، بگونه ای كه با افزايش جرم ماده ، فضا و زمان اطراف آن نيز خميده ميشود واين خميده گی ،فضا - زمان ، باعث ميشود در اطراف اجرام سنگين  زمان كندتر بگذرد ، لازم به ياد آوری است كه خميدگی فضا در اطراف خورشيد را هنگام يك كسوف در آفريقای جنوبی  به اثبات رساندند چرا كه مشاهده كردند نور ستارگان هنگام گذر از كنار خورشيد اندكی تغيير جهت ميدهند ( اين تغيير جهت ميتواند به خاطر تاثير جاذبه خورشيد بر روی نور  نيز باشد ) ،از سوی ديگر با افزايش سرعت ماده ،زمان نيز بر ماده كندتر ميگذرد ، بگونه ای كه در سرعت حد نور زمان متوقف و ساكن ميشود و در سرعتهای بالاتر از نور ، كه مطابق تئوری انيشتين دستيابی بدان غير ممكن  است ( چون در سرعت نور جرم بينهايت ميشود ) زمان به عقب باز ميگردد .

     مطابق تئوری انيشتين اگر زمان را بعد چهارم در نظر بگيريم ميتوانيم در امتداد محور زمان به گذشته و آينده نيز سفر كنيم كه فيزيكدانان محض چندين راه برای آن پيشنهاد كرده اند كه عبور از كرمچاله ها ( سوراخهای ورودی سياه چاله ها ) يكی از آنهاست ؛ اما انتخاب زمان به عنوان بعد چهارم هرچند كه از نظر رياضی امكان پذير است اما از نگاه عقل سليم غير قابل قبول است چرا كه زمان هيچ سنخيتی با سه بعد ديگر فضا ندارد ، من ترجيح ميدهم زمان را مطابق ديدگاه فلاسفه قديم همان حركت و تغيير ماده در مكان فرض كنم كه معيار آن  نسبی بوده و نسبت به تغييرات و حركات مواد ديگر سنجيده ميشود ، برای نمونه هنگاميكه ميگوييم از انفجار بزرگ ( بيگ بنگ)  حدود سيزده ميليارد سال گذشته است اين عددی نسبی و قرار دادی است كه تغييرات و حركات گوناگون مواد جهان را از نخستين حركت تا كنون را بر پايه قرار داد اندازه گيريمان به ما نشان ميدهد ؛ زمان بعد جداگانه و محوری رياضی نيست كه بتوان از روی آن به گذشته و يا آينده سفر كرد ، در صورت پذيرفتن زمان به عنوان بعد چهارم با پارادوكسها و تضادهای غير قابل حلی روبرو ميشويم كه هيچ جوابی ندارند برای نمونه فرض كنيد از طريق يك كرمچاله به گذشته سفر كنيد و پدر خود را قبل از تولدتان بكشيد با اين فرض پس در آينده نيز وجود نخواهيد داشت كه بتوانيد به گذشته سفر كنيد و اين يك پارادوكس بی پاسخ است ، اما با فرض زمان به عنوان حركت ماده و انرژی هيچگاه به گذشته يا آينده سفر نخواهيم كرد ، اما ميتوانيم حوادث  گذشته را  عينا باز سازی و تاريخ را تكرار كنيم .

ماهيت مكان :

    ما عموما تصور واضح و روشنی از مكان نداريم و اگر از كسی پرسيده شود كه مكان چيست ؟ اغلب  جواب درست و پاسخ روشني به ما نميدهد ، بيشتر اين افراد ميگويند كه محل قرار گرفتن ماده را مكان مينامند ، ميبينيد كه اين پاسخ خود يك پرسش است زيرا باز سخن از يك محل و جايگاه آمده است بدون اينكه گفته شود ماهيت آن چيست ؟ برای روشن كردن برداشت اشتباه مردم از مكان مثال روشنی ميزنم ، تمامی  مسلمين جهان از خانه كعبه به عنوان مكانی مقدس ياد می كنند  ، در صورتی كه بدينگونه نيست چرا كه مكان كعبه ( با همان برداشت عوام به عنوان جای ماده )   هر لحظه در حال تغيير است زيرا نه تنها زمين در حال چرخش بدور خورشيد و خورشيد در حال حركت در كهكشان راه شيری است بلكه كهكشان راه شيری و كل منظومه كهكشانی و كل  جهان در حال حركت است و مكان آنها در نتيجه مكان خانه كعبه  پيوسته در حال تغيير است و هرگز ثابت نميباشد پس درست تر است كه مسلمين بگويند كعبه ماده ای است مقدس ، چون ماده آن ثابت است و مانند مكانش تغيير نمی يابد .

       فلاسفه قديم مكان را ظرف ماده ميدانستند ، اما در واقع بدينگونه نيست ، مكان بر خلاف ماده كه موجود است ،همان عدم است و هيچ است و وجود خارجی  ندارد ، ماده اعم از انرژی و جرم موجوديت دارد پس ميتواند حركت كند ، اما مكان عدم است و فاقد حركت است ، و هيچ نيرويی نميتواند بر ماده وارد كند ، در وجود ماده مكان وجود ندارد چرا كه ماده هستی است و در وجود هستی نيستی نيست در عدم وجود ماده يا نيستی است كه مكان بوجود می آيد ماده نميتواند در ماده داخل شود چون هر دوهستی هستند و نميتوانند يك هستی هستی ديگر را ساقط كند ولی ماده ميتواند در مكان وارد شود چون مكان عدم است و هستی هنگامی كه می آيد نيستی هست ميشود . برای روشن كردن اين تعريف ماده را به شير و مكان را به شيشه شير تشبيه ميكنيم هنگامی كه شيشه از شير خالی است فضای تهی آن مكان شير است اما هنگامی كه پر از شير شود مكانش تبديل به شير و در حقيقت عدمش تبديل به وجود ميشود پس ماده در عدم داخل ميشود و مكان را از بين ميبرد شاعر فرهيخته محتشم كاشانی در چند بيت عارفانه به اين موضوع اشارت كرده است :

گر به اقليم عشق روی آری            همه آفاق گلستان بينی

آنچه ناشنيده گوشت آن شنوی         وانچه ناديده چشمت آن بينی

پا گذاری به منزلی كه آنجا           وسعت ملك لا مكان بينی  

    همانطور كه در بيت پايانی اين ترجيح بند ميبينيد سخن از لامكان آمده است و چون مكان عدم و نيستی است ، پس لامكان غير از نيستی ، يعنی هستی ميباشد .

 

ماهيت جهان :

      نظريه قالب در باره ماهيت جهان ، امروزه بر مبنای نظريه بيگ بنگ ميباشد ، كه به طور خلاصه ميگويد جهان در 13/7—- ميليارد سال پيش با يك انفجار بزرگ آغاز شد وتا به امروز نيز در حال انبساط است وبر سرعت انبساط آن نيز هر لحظه افزوده ميشود و اين انبساط نيز تا به آنجا ادامه می يابد  كه در پايان جهان به جز يك ماكرو ويو يا موج كوتاه چيزی وجود نخواهد داشت ، اما در پاسخ به اينكه قبل از بيگ بنگ چه بوده است ؟ و پايان نهايی جهان واقعا به چه صورت خواهد بود؟ ونيز اينكه شكل جهان به چه گونه است ؟ و آيا جهان بی انتهااست يا محدود ميباشد؟و پرسشهای ديگر نظير اينها ، نظريات گوناگونی ارائه شده كه هر كدام پشتوانه رياضی محكمی از هندسه نا اقليدسی را به همراه دارند.

         اما در ديدگاه من جهان بايد  ازلی و ابدی باشد ،چرا كه در صورت فرض غير ازلی بودن جهان ، پيش پا افتاده ترين و قابل قبولترين قانون فيزيك كه ميگويد انرژی و ماده هم عرض هم و قابل تبديل به يكديگرند و مجموع ماده و انرژی جهان ثابت بوده و هيچگاه تغيير نميكند ، نقض ميشود .

     شكل جهان ميتواند كروی باشد ، در يكسوی كره جهان هنگامی كه ماده تجمع می يابد و به جرم بحرانی ميرسد بيگ بنگ آغاز ميشود با شروع انفجار بزرگ تا نيمی از راه يعنی نيمی از كره جهان انبساط وجود دارد اما با شروع نيمه دوم جهان انقباض شروع ميشود ومواد به يكديگر نزديك ميشوند تا در سوی ديگر جهان دوباره گرد هم آيند و بيگ بنگی نو آغاز كنند و اين بيگ بنگها و انبساطها و انقباضها در يك چرخه زمانی  منظم همواره تكرار ميشوند.

                                                    اكنون                                               

 

                                     بيگ بنگ 1                                    بيگ بنگ 2                  

                                                             اكنون   

ماهيت نور :

   درباره ماهيت نور سه نظريه  قالب وجود دارد كه نظريات ديگر زير مجموعه ای از آن ميباشند ؛ نظريه نخست ديدگاه كلاسيك و سنتی نيوتن درباره نور است كه نور را متشكل از ذراتی با جرم و وزنی مشخص بنام فوتون معرفی ميكرد و انتشار نور درامتداد يك خط مستقيم را يكی از دلايل ذره ای بودن آن ميدانست ، ديدگاه دوم نظريه موجی بودن نور است كه پايه های اصلی آن بوسيله يانگ و فرنل پی ريزی شد آنها تلاش ميكردند  با اشاره به پديده هايی مانند تداخل و پراش و قطبش نور ثابت كنند  كه نور خاصيت موجی دارد ، اما اشكال كار در اين بود كه نور هم خاصيت ذره ای و هم خاصيت موجی بودن را از خود نشان ميداد ، پس موج سوم نور شناخت در قرن بيستم شروع شد ، در اين موج سوم كه انيشتين نيز از طرفدارانش بود ميخواستند ثابت كنند كه نور از بسته های انرژی به نام كوانتوم تشكيل شده است كه دارای خاصيت ذره ای و موجی به صورت توام هستند و جرم و وزن و فركانس  دارند ،

من با پذيرفتن ديدگاه سوم درباره نور سعی ميكنم آنرا كاملتر نمايم و بخشهای ناگفته اش را روشنتر نمايم، در اين ديدگاه مطابق نظريه مكس پلانك هر كوانتوم نور با انرژی (  e=hv)انتشار می يابد كه –h- يك ثابت جهانی بوده و مقدار آن برابر است با( JS 6/6256×10̄⁻³⁴=h ) و (  v) نيز فركانس كوانتوم نور ميباشد ، مشخص است كه هر چقدر فركانس بيشتر باشد مقدار انرژی كوانتوم نيز بيشتر ميشود ، اين كوانتومها ميتوانند مطابق ديدگاه پلانك با ضرايب مشخصی به الكترونهای اتم برخورد كرده و آنها را به مدارهايی بالاتر صعود بدهند ، از سوی ديگر در ديدگاه موجی نور گفته ميشود كه نور تركيبی از امواج الكتريكی E  و مغناطيسی B ميباشد  ،در ديدگاه من امواج الكتريكی و مغناطيسی نور كه با سرعت 300000 كيلومتر بر ثانيه حركت ميكنند ،در بازه های زمانی و مكانی مشخص در يكديگر به گونه عمود تداخل ميكنند ، در اين نقاط تداخل امواج كه لحظه ای و گذراست ، ذره يا همان فوتون متولد ميشود ، اما اين ذره ناپايدار است و با حركت امواج EوB ذره ناپديد و از نو  در بازه زمانی و مكانی ديگری ظاهر ميشود ، پس نورهمواره در حال تبديل موج به ذره و ذره به موج ميباشد ، اين فوتونهاكه دارای جرم لختی  يعنی جرم در حال حركت ميباشند و در سكون وجود ندارند جرمشان قابل اندازه گيری ميباشد و جرم اين فوتونها همان جرم بنيادی جهان است كه مقدار آن  ربطی به فركانس نور نيز ندارد در واقع فرمول پلانك (  e=hv) كاملا درست ميباشد ، تنها برداشت ما از آن است كه اشتباه ميباشد ، بر خلاف تصور همگان ما به e=hv))نميتوانيم مفهوم بسته ای بودن و كوانتومی بودن بدهيم و آنرا به صورت ذره تصور كنيم ، زيرا همانطور كه  ميدانيم (v=⅟t ) و (t e=h⁄ ) ميشود پس  ( e )   به زمان تناوب (t  ) نيز بستگی دارد پس (  e=hv) نميتواند يك كوانتوم و يا يك ذره باشد چرا كه يك ذره و يا يك كوانتوم در يك لحظه به الكترون برخورد ميكند و آنرا به مدار بالاتر گسيل ميدارد و نيازی به زمان تناوب (t  )  ندارد و اگر الكترون با كوانتوم (  e=hv) ميخواست به مدار بالاتر صعود كند مطابق فرمول  (t e=h⁄ ) به يك ثانيه وقت نياز داشت تا انرژی كوانتوم را دريافت كرده و به مدار بالاتر برود و اين با مفهوم بسته ای بودن نور در تضاد است ، در حقيقت آنچه را كه ما ميتوانيم به عنوان يك كوانتوم ثابت در نظر بگيريم (e=h)ميباشد كه يك مفهوم ثابت و جهانی است و آنچه كه الكترون را از مدار خود حركت ميدهد نه (  e=hv) ميباشد و نه (e=h) ، بلكه الكترون برای گسيل به مدار بالاتر نياز به انرژی (e=nhv)  دارد كه( n)  ميتواند يك عدد درست و يا يك عدد كسری باشد ( ½́∙⅓∙⅔⅕∙⅗ ….  )  ، اين مقدار انرژي   (  e=nhv) برای گسيل الكترون به مدار بالاتر در مدارهای مختلف اتم تفاوت ميكند و ثابت نيست و الكترون در زمان (t  )  به مدار بالاتر جهش پيدا ميكند ، اين زمان بستگی به فركانس موج دارد هر چه فركانس موج بيشتر باشد زمان t  ،( زمان گسيل الكترون به مدار بالاتر ) كوتاه تر خواهد بود ، فركانس نور در واقع تعداد فوتونها يی ميباشد كه در يك ثانيه منتشر شده و ميتوانند به الكترون برخورد كنند و آنرا به مدار بالاتر در اتم بفرستند جرم و انرژی همه اين فوتونها در همه امواج گوناگون نوريكسان و ثابت بوده و قابل اندازه گيری ميباشد  ، از نگاهی ديگر ميتوانيم بگوئيم كه (  e=hv) هنگامي ميتواند به عنوان يك كوانتوم شناخته شود كه ( v=1) باشد در اين صورت (  e=h) را ميتوانيم به عنوان يك كوانتوم ثابت در نظر بگيريم كه از تر كيب يك ميدان الكتريكی E  و  يك ميدان مغناطيسیB ( عمود بر هم ) بوجود آمده است ، و به زمان تناوب (t  )  نيزبستگی ندارد و لذا ميتوانيم آنرا به عنوان يك ذره و يا بسته انرژی بدون زمان در نظر بگيريم .

(  e=h) همانطور كه پلانك آنرا به دست آورده است يك مقدار ثابت و جهانی است و كوچكترين مقدار انرژي شناخته شده جهان ميباشد ، ما ميتوانيم مقادير ديگر انرژی را بر اساس آن و به عنوان مضرب درستی از آن تعيين كنيم ، ، جرم اين كوانتوم ثابت و جهاني ( يا فوتون )كه در حقيقت جرم بنيادی جهان نيز ميباشد مطابق رابطه انيشتين (e=mc²)بدينگونه بدست می آيد :                        

 با فرض:   v=1  داريم : e=h پس e=mc²=h

 پس  جرم يك فوتون كه از تركيب ميدان الكتريكی- Bو E- بدست ميايد و جرم بنيادی جهان نيز ميباشد برابر است با  :

 M=h⁄c²

                                            kg ⁵⁹ 77  ×   10 ⁻7361777 =10¹⁶9×÷  M=6/6256×10̄⁻³⁴     

 

 

                                                    

 

 

 

    

چرا الكترونها پس از كسري از ثانيه در هسته فرو نمي افتند؟

چرا الكترونها پس از كسري از ثانيه در هسته فرو نمي افتند در حالي كه حركت ميكنند و انرژي از دست ميدهند ؟

بايد به خواننده تذكر داده شود كه تبديل ماده به موج در هنگام حركت بر اثر اينرسي سكون ميباشد كه به علت شتاب جسم بوجود مي ايد براي مثال وقتي كه در قطاري نشسته ايد تا هنگاميكه قطار با سرعت يكنواخت در حال حركت است شما هيچ احساسي از حركت ان نداريد و ميتوانيد به راحتي در قطار قدم بزنيد و حركت كنيد بر روي صندلي بنشينيد و روز نامه بخوانيد اما اگر ناگهان سرعت قطار زياد شود به سمت عقب پرت ميشويد و اگر قطار داراي شتاب + شود شما فشاري به سمت عقب در خود احساس ميكنيد حالا فكر كنيد كه قطار داراي شتاب منفي شود ،چه ميشود؟ شما فشاري به سمت جلو در خود احساس ميكنيد ، بطوريكه اگر قطار ناگهان بايستد شما به سمت جلو پرتاب ميشويد ، پس در اينجا به سه قانون مهم ميرسيم :

1 – به هنگام زياد شدن شتاب  قطار نيروئي به سمت عقب بر بدن ما وارد ميشود .

2 – به هنگام كم شدن شتاب قطار نيروئي به سمت جلو بر بدن ما وارد ميشود .

3 – به هنگام حركت يكنواخت قطار نيروئي بر بدن ما وارد نميشود .

چگونه ميتوانيم با استفاده از اين سه قانون تئوري موجي كلاسيك را ثابت كنيم ؟

ابتدا ماده را در مسيري مستقيم به سمت جلو از نقطه سكون به حركت در ميآوريم چون جسم ما از حال سكون شروع به حركت كرده است حركت آن  شتاب دار خواهد بود در اينجا ما اتمها را بمانند قطار و الكترونها را به مانند مسافر در نظر ميگيريم البته مسافراني كه پيوسته حركت ميكنند ، ميدانيم كه الكترونها به دور هسته اتم حركت ميكنند ولي چرا بر اثر حركت انرژي از دست نميدهند براي جواب دادن به اين سئوال از قانون سوم استفاده ميكنيم ميدانيم كه حركت الكترون به دور هسته خود يك حركت يكنواخت ميباشد پس مطابق قانون سوم به مسافران الكترون هيچ نيروئي وارد نميشود و مسافران الكترون همراه الكترون به راحتي حركت ميكنند بدون اينكه از آن جدا شوند و يا در اصطلاح به صورت فوتون از الكترون خارج شوند زيرا نه شتاب مثبتي در كار است و نه شتاب منفي ، بگذاريد دوباره الكترونها را مانند مرحله اول ،مسافر و اتم را قطار در نظر بگيريم، قطار ما داراي حركت يكنواخت است الكترونهاي ازاد به دور هسته ميگردند بدون اينكه كوچكترين نيروئي بر انها وارد شود هر چند كه الكترونها مسافران قطار ما هستند ولي براي اينكه فوتون و يا موج و يا كوانتوم خارج شود بايد الكترونها داراي حركت شتاب دار باشند در اصطلاح خود الكترونها قطاري باشند با حركتي شتاب دار تا مسافران الكترون بصورت فوتون از قطار خود جدا شوند براي اينكه الكترونها داراي حركت شتابدار شوند لازم است قطار اوليه يا اتم داراي حركت شتاب دار شود پس ما قطار خود را داراي شتاب ميكنيم با اينكار الكترونهاي مسافر فشاري را به سمت عقب تحمل ميكنند همين امر موجب شتاب منفي و مثبت الكترون ميشود وقتي كه الكترون در جهت حركت اتم ميخواهد حركت كند چون فشاري به عقب به ان وارد ميشود حركت ان كند شده و داراي شتاب منفي ميشود ولي پس از نيم دور كه حركت الكترون در جهت فشار وارده بران ميگردد  داراي شتابي مثبت ميشود .                                                                                                     نكته ديگري كه لازم است بگويم در مورد سفينه فرضي آينشتاين است كه سرنشين آن وقتي كه سفينه داراي حركت شتابدار است فشاري به سمت كف سفينه در خود احساس ميكند و گفته شده است كه هيچ راهي وجود ندارد كه فهميده شود آيا كف سفينه نيروي جاذبه وارد ميكند و يا سفينه داراي حركت شتابدار است ولي بايد گفت يك راه براي فهميدن اين مطلب براي سرنشين سفينه وجود دارد و آن عبارت است از اندازه گيري امواج منتشره بوسيله مواد داخل سفينه در جهات ششگانه مختلف ، زيرا مواد داراي شتاب از خود موج ساطع ميكنند، براي اينكار بهتر است مواد مورد ازمايش را تا دماي 273 - درجه سانتيگراد سرد كنيم و در درون اتاق تاريكي كه هيچ موجي نتواند در ان نفوذ كند شامل سرب و گرافيت و مواد ديگر قرار دهيم و با دستگاههاي كاملا حساس امواج منتشر شده از انها را دريافت كرده و شتاب سفينه را حساب كنيم .

براي پرسشهاي زير چه پاسخي داريد ؟

 

1-    نيروي جاذبه چه تاثيري بر ميدانهاي مغناطيسيB و الكتريكي E و الكترو مغناطيسي ميگذارد ؟

2 – آيا از تركيب ميدان الكتريكي  و مغناطيسي ذره اي بوجود مي آيد ؟  

3 –چرا نوترون بار ندارد ؟

4 – جاذبه موج است يا ذره ؟

5 – پيش از بيگ بنگ چه بوده است ؟

6- تركيب دو موج الكترو مغناطيسي در فاز متفاوت چگونه است ؟

7 – آيا ميدان مغناطيسی تاثيري بر عبور نور ميگذارد ؟

8 – آيا ميتوانيم به كمك ميدان مغناطيسي ميدان الكتريكي نور را از ميدان مغناطيسي آن جدا كنيم ؟  

9 – جاذبه چه تاثيری بر امواج الكتريكی و مغناطيسی ساكن دارد ؟

10 – از برخورد دو فوتون يا كوانتوم نور چه چيزی حاصل ميشود ؟

11 – آيا ميتوان از ميدان الكتريكي يا مغناطيسي براي تغيير جهت نور و به جاي عدسي استفاده كرد؟

12 – آيا ميتوان امواج الكترو مغناطيسي را با خازن تقويت كرد ؟

13 – آيا ميتوانيم جرمي در جهان  بيابيم كه واقعا ساكن باشد ؟

14 – چرا نوترون در خارج از هسته اتم به سرعت  متلاشي ميشود ؟

15 –جنس سياه چاله ها از چيست و در درون آنها چه اتفاقي ميافتدو ماهيت واقعي ماده و انرژي تاريك چيست ؟

اثبات موفقيت يا شكست در ازدواج از طريق رياضيات :

     

  قضيه 1 -  اگر زن خوب باشد و مرد نيز خوب باشد ازدواج  موفقيت آميز است زيرا          +×+=+

قضيه 2 – اگر زن بد باشد و مرد نيز بد باشد باز هم ازدواج موفقيت آميز است زيرا             -×-=+

قضيه 3 – اگر زن بد باشد و مرد خوب باشد ازدواج به شكست برخورد مي كند  ، زيرا        -×+=-

قضيه 4 – اگر زن خوب باشد و مرد بد باشد  ازدواج به شكست بر خورد مي كند ، زيرا             +×-=-

نگاهي نو به فرمول پلانك ( e=hv) :

 

فرمول پلانك (  e=hv) كاملا درست ميباشد ، تنها برداشت ما از آن است كه اشتباه ميباشد ، در واقع بر خلاف تصور همگان ما به e=hv))نميتوانيم مفهوم بسته ای بودن و كوانتومی بودن بدهيم و آنرا به صورت ذره تصور كنيم ، زيرا همانطور كه  ميدانيم (v=⅟t ) و (t e=h⁄ ) ميباشد و  e   به زمان تناوب t   نيز بستگي دارد پس (  e=hv) نميتواند يك كوانتوم و يا يك ذره باشد چرا كه يك ذره و يا يك كوانتوم در يك لحظه به الكترون برخورد ميكند و آنرا به مدار بالاتر گسيل ميدارد و نيازی به زمان تناوب t  ندارد و اگر الكترون با كوانتوم (  e=hv) ميخواست به مدار بالاتر صعود كند مطابق فرمول  (t e=h⁄ ) به يك ثانيه وقت نياز داشت تا انرژي كوانتوم را دريافت كرده و به مدار بالاتر برود و اين با مفهوم بسته اي بودن نور در تضاد است ، در حقيقت آنچه را كه ما ميتوانيم به عنوان يك كوانتوم ثابت در نظر بگيريم (e=h)ميباشد كه يك مفهوم ثابت و جهاني است و انچه كه الكترون را از مدار خود حركت ميدهد نه (  e=hv) ميباشد و نه (e=h) ، بلكه الكترون برای گسيل به مدار بالاتر نياز به انرژي (e=nhv)  دارد كه n  ميتواند يك عدد درست و يا يك عدد كسري باشد ( ½́∙⅓∙⅔⅕∙⅗ ….  )  ، اين مقدار انرژي   (  e=nhv) براي گسيل الكترون به مدار بالاتر در مدارهای مختلف اتم تفاوت ميكند و ثابت نيست و الكترون در زمان t  به مدار بالاتر جهش پيدا ميكند ، اين زمان بستگي به دامنه موج دارد هر چه دامنه موج بيشتر باشد زمان t  ( زمان گسيل الكترون به مدار بالاتر ) كوتاه تر خواهد بود و بالعكس ، از نگاهي ديگر ميتوانيم بگوئيم كه (  e=hv) هنگامي ميتواند به عنوان يك كوانتوم شناخته شود كه ( v=1) باشد در اين صورت (  e=h) را ميتوانيم به عنوان يك كوانتوم ثابت در نظر بگيريم كه از تر كيب يك ميدان  e  و  يك ميدان b   ( عمود بر هم ) بوجود آمده است ، و به زمان تناوب t بستگي ندارد و لذا ميتوانيم آنرا به عنوان يك ذره و يا بسته انرژي بدون زمان در نظر بگيريم .

(  e=hv) همانطور كه پلانك آنرا به دست آورده است يك مقدار ثابت و جهاني است و كوچكترين مقدار انرژي شناخته شده ميباشد ، ما ميتوانيم مقادير ديگر انرژي را بر اساس آن و به عنوان مضرب درستي از آن تعيين كنيم .

(  e=hv) و  (  e=mc²)    نيز در حقيقت مضربي از همين انرژي كوانتوم (  e=h) ميباشند ، جرم اين اين كوانتوم ثابت و جهاني كه در حقيقت جرم بنيادی جهان نيز ميباشد مطابق رابطه آينشتاين از فرمول زير به دست مي آيد :e=mc²=hv                   e=h      v=1

M=h⁄c²                                                        جرم يك تك موج كه جرم بنيادي جهان ميباشد

 

                                                    

⁻⁵⁹  736177777 ×   10  =10¹⁶9×÷  M=6/6256×10̄⁻³⁴     جرم بنيادي جهان

 

چرا اجسام تحت شتابی ثابت و همزمان به سطح زمين سقوط ميكنند ؟

 

       هنگامی كه گاليله دانشمند سرشناس ايتاليايی آزمايش معروف خود را بر روی برج كج پيزا انجام داد به همگان ثابت شد كه اجسام چه سبك و چه سنگين ( در خلا ) تحت شتابی ثابت و همزمان به سطح زمين سقوط ميكنند ، اين همان چيزی است كه امروزه نيز در كتب درسی به دانش آموزان آموزش داده ميشود و همگان بدان باور دارند؛ اما در واقع بدينگونه نيست ، بر خلاف نظر گاليله همه اجسام با جرمهای متفاوت به طور همزمان به سطح زمين سقوط نميكنند بلكه اجرام سنگين زودتر به سطح زمين ميرسند ، مسئله اينجاست كه چون جرم اين اجسام نسبت به زمين بسيار كم ميباشد و نيروی جاذبه اندكی را بر زمين اعمال ميكنند لذا ما با ابزارهای اندازه گيری معمولی قادر به اندازه گيری تفاوت زمان سقوط آنها نيستيم و گرنه اجسام سنگين در خلا با تفاوت كسری از ثانيه زودتر از اجسام سبك به زمين ميرسند ولی اين تفاوت سقوط آنقدر كم است كه گاليله قادر به مشاهده و سنجش آن نبود ، از نظر تئوريك نگاهی به رابطه نيروی جاذبه بين دوجسم اين مساله را به راحتی اثبات ميكند ، مطابق رابطه نيوتن ،

(m₁×Me÷R²×G   f=)، نيروي جاذبه به حاصل ضرب دو جرم نسبت مستقيم دارد ، ولی چون جرمی (m₁ )كه به طرف زمين سقوط ميكند نسبت به جرم زمين(Me) خيلی كوچك است ما ميتوانيم آنرا حذف كرده و ناديده بگيريم ، اين فرمول نيوتن نه تنها نشان ميدهد كه مقدار جرم اجسام در حال سقوط به سطح زمين در شتاب سقوط آنها تاثير دارد ،بلكه نشان ميدهد كه زمين نيز به سمت جرم كشيده ميشود اما چون جرم زمين بسيار زياد ميباشد و نيروی مابين جسم و زمين اندك است حركت زمين به سمت جسم بسيار اندك بوده و قابل چشم پوشی ميباشد.

      برای روشن شدن بيشترمطلب مثالی ميزنم : دو مرد بسيار تنومند وبسيار كوچك را در نظر بياوريد كه در فاصله ده متری از يكديگر ايستاده اند نيروی مرد تنومند ده هزار نيوتن  و جرمش 1000 كيلوگرم و نيروی مرد كوچك نيز يك نيوتن و جرمش يك كيلوگرم ميباشد ، فرض كنيد اين دو مرد ازدو سوی شروع شروع به كشيدن يك طناب كنند تا يكديگر را به سمت خود بكشند ،كاملا واضح است كه مرد تنومند با نيروی هزار نيوتنی اش مرد كوچك رابا سرعت به سمت خود خواهد كشيد اما مرد كوچك نيز بيكار نخواهد نشست و با نيروی يك نيوتنی اش مرد بزرگ را اندكی جابه جا كرده وبه سمت خود خواهد كشيد در اينجا مرد كوچك  با نيروی اندك خود به سرعت به سمت مرد بزرگ كشيده ميشود و بدو ميرسد ، اما نيروی اندك او نيز در اين كشش بی تاثير نبوده ، اين نيرو چون در جهت نيروی مرد بزرگ ميباشد به آن اضافه شده و در نتيجه دو مرد با نيروی هزار و يك نيوتن به سمت يكديگر كشيده ميشوند ، مرد بزرگ در اينجا زمين و مرد كوچك ، جسم در حال سقوط  به سمت زمين ميباشد ، ميبينيم كه جرم اين جسم كه مولد  نيروی گرانشش ميباشد بر سرعت افتادنش (هر چند اندك )موثر است .

چرا عناصر سنگین رادیو اکتیو هستند ؟

چرا عناصر سنگین و عناصر بيش نوترون رادیو اکتیو هستند ؟

    

به طور کلی ما می توانیم مواد رادیو اکتیو را به دو دسته تقسیم کنیم .

الف : عناصری که عدد اتمی آنها زیاد است ( مانند اورانیم )

ب : عناصری که تعداد نوترونهای آنها بیشتر از-  5 / 1 -  برابر تعداد پروتونها است ( مانند توریم )

 

الف- چرا عناصر سنگین رادیو اکتیو هستند ؟

      

       همانطور که می دانید پروتون ها دارای بار مثبت هستند و به شدت یکدیگر را دفع میکنند ،ولی پروتون ها به جز این نیروی دافعه دارای نیروی جاذبه ای با برد کوتاه هم میباشند که باعث میشود پروتونهای داخل هسته اتم نوترونها را جذب کنند تا هسته متلاشی نشود این نیروی جاذبه برد بسیار کوتاهی در حد قطر یک پرو تون دارد و در عناصر سبک مانند هلیوم چون فاصله مابین پرو تونها زیاد نیست این نیروی جاذبه کار خود را به خوبی انجام میدهد و مانع متلاشی شدن هسته اتم میشود ، لذا عناصر سبک پایدار هستند ؛ ولی در عناصر سنگین روند کار بدینگونه پیش نمی رود ،در این عناصر هر پروتون از یک طرف با نوترون مجاور خود مطابق نیرو های جاذبه برد کوتاه پیوند حاصل می کند ، ولی همین پروتون بر روی پروتونهای دیگری که بیشتر از قطرش با آن فاصله دارند نیروی دافعه وارد می کند ، بطوری که در عنصری مانند اورانیم - 238 - که تعداد پرو تونها زیاد میباشد هر پرو تونی به تنهايی می تواند بر روی بیشتر از- 80- پروتون دیگر نیروی دافعه وارد کند و چون مجموع نیروهای رانشی پروتونهای دور از هم بیشتر از نیروی کششی  پروتونها ونوترونهای نزدیک هم می باشد برخی از پروتونها از هسته اتم کنده شده و هسته متلاشی می شود تا به پایداری برسد ؛ اين قضيه مانند داستان كرم خاكی و پرنده شكاری ميباشد ، كرم خاكی ای  را فرض كنيد كه در درون خاك فرو رفته و تنها دم آن بيرون است و پرنده با نوك خود تلاش ميكند آنرا از دل خاك بيرون بكشد اما در نهايت بخشی از دم كرم كنده ميشود و كرم بدرون خاك فرار ميكند،در اينجا  تلاش كرم برای مقابله با نيروی پرنده همان نيروی جاذبه برد كوتاه پروتونهاست كه ميخواهد مانع تلاشی هسته شود و تلاش  پرنده برای بيرون كشيدن كرم از درون خاك همان نيروی الكتريكی مثبت دفع كننده بين پروتونهاست كه ميخواهد هسته را متلاشی كند و پاره شدن بخشی از بدن كرم نيز تلاشی هسته اتم سنگين است كه به صورت ذرات آلفا، بتا و گاما منتشر ميشود .

 

ب - چرا عناصر بيش نوترون رادیو اکتیو هستند ؟

 

      اما درمورد مواد راديو اكتيويته ای  كه علت اكتيو بودنشان زياد بودن نوترونها نسبت به پروتونها ميباشد ، بايد ياد آوری شود كه نيروی جاذبه برد كوتاه تنها بين نوترونها و پروتونها وجود دارد و گرنه دو نوترون و يا دو پروتون با نيروی برد كوتاه نميتوانند به يكديگر متصل شوند ، هنگامی كه در هسته يك اتم تعداد نوترونها و پروتونها برابر است هر نوترون مابين دو يا چند پروتون قرار گرفته آنها را به يكديگر متصل ميسازد (مانند دوتريوم كه يك نوترون و يك پروتون دارد و ايندو يكديگر را جذب كرده و هسته ای غير فعال را ميسازند)ولی هنگاميكه تعدادی نوترون اضافی در هسته وجود داشته باشد اين نوترونهای اضافی پروتونی ندارند كه با نيروی برد كوتاه به آن بچسبند و در نتيجه هسته متلاشی ميشود .

پديده دوپلر از ديدگاه برابري انرژي پتانسيل با انرژي جنبشي فوتون

پديده دوپلر از ديدگاه برابري انرژي پتانسيل با انرژي جنبشي فوتون

  Ec=Ep

m=hv÷c²                     hv=mc ²      hv=½ mu ²

hv=½ (hv÷c²)u²

 

½×[h (v-v́)÷c²]×u² h(v-v́)=

)                                                                 c² ÷ u² (     ½

(B)

Ep=Ec

mc²                                                          = hv

 

0=0                                                   c²              ×  h (v-v́)÷c²]      h(v-v́)=[