تشکیل نفت خام

نفت خام ماده ی سیالی در زیر لایه های زمین است که پس از تشکیل، شروع به حرکت های عمودی و حرکت در شیب زمین می کند. به این عمل مهاجرت نفت خام گویند که از مکان اولیه ی تشکیل خود حرکت کرده و الزاما آن جا باقی نمی ماند و به مناطق مناسب تر دیگر ( از نظر زمین شناسی ) می رود.

نفت گیر ها لایه های غیر قابل نفوذ زمین اند که پس از نفوذ نفت به آن ها، نفت نمی تواند به محیط اطراف خود نفوذ کند. منابع آبی هم همین طورند. اصولا لایه های متفاوت زمین به گونه ای هستند که وقتی از مایعی اشباع می شوند، وجود مایع در آن باعث ایجاد جداره ی غیر قابل نفوذ می شوند. نیز می توانند به شکل سنگ هایی یک تخته ای غیر قابل نفوذ باشند. همراه با نفت خام، همیشه آب نمک وجود دارد زیرا از سطح زمین، آب به آن نفوذ می کند. پس از ماندن نفت در نفت گیر ها، مقداری گاز محلول در نفت وجود دارد که باعث پیدایش لایه ی سوم در بالاترین سطح می شود.( لایه ی گاز ) پس در این جا یک سیستم سه لایه ی گاز، نفت و آب نمک وجود دارد.

اکتشاف :

چگونه به وجود نفت پی برده اند؟

به خاطر وضع جغرافیایی برخی مناطق، نفت خام به زمین راه پیدا می کرده است. ایرانی ها برای قیر اندود کردن کشتی های جنگی خود از آن به طور کاملا اتفاقی استفاده می کردند. سرخ پوستان آمریکا آن را به صورت چشمه ای جوشان دیدند ( آب آتشین ). در مصر و ایران قدیم نیز منابعی را می شناختند و از آن ها استفاده می کردند اما عمده نبودند. یکی از روش های شناسایی و اکتشاف نفت، مظاهر طبیعی یا آثار سطحی آن است. عکس برداری هوایی نیز در برخی موارد به شناسایی وجود منابع نفت خام کمک می کند. شکل صخره ها، شکل زمین و شکل شکست های زمین برای متخصصین امر آشناست و از روی آن به وجود نفت پی می برند. نوسان سنجی و  ثقل سنجی از شیوه های دیگر شناسایی نفت خام در زیر مناطق اند.

اصل کار نوسان سنجی و ثقل سنجی :

اگر چاه عمیقی حفر کنید و انتهای آن را مواد منفجره بگذارید، لرزه های ناشی از انفجار که به لرزه نگار می رسند از لایه های رسوبی متفاوتی عبور کرده و الگوی ( طیف ) ثبت شده ی لرزه نگار، نقشه ی لایه های رسوبی را به ما می دهد. در ثقل سنجی باز هم اصول همین است اما سختی و سفتی زمین را اندازه می گیرند. عامل تعیین کننده ی نهایی و قطعی که به حفر چاه های نمونه منحصر می شود، چاه های باریکی اند که به عمق زمین می روند ( گمانه زنی ). اگر نتیجه ی این کارها منطقه ی نفت خیز را به ما شناساند، به بحث استخراج می رسیم.

آشنایی با پلیمرها

اغلب پلیمر ها بر پایه ی اتم کربن می باشند. علت آن قابلیت ویژه ی کربن می باشد که عبارت است از :

پلیمریزاسیون :

پلیمریزاسیون به واکنش شیمیایی ای گفته می شود که طی آن بین منومر ها اتصال برقرار می شود و مولکول های پیچیده ی پلیمری تشکیل می شود. نام گذاری پلیمر ها معمولا بر اساس واحد منومری آن ها انجام می شود. به عنوان مثال :

اتیلن پلیمریزه می شود به پلی اتیلن و یا پروپیلن پلیمریزه می شود به پلی پروپیلن.

دسته بزرگی از پلیمر ها که بسیار معروف هستند اولفین یا پلی اولفین یا هیدروکربن ها می باشند. همان طور که از نام این مواد مشخص است فقط از هیدروژن و کربن ساخته شده اند. ساده ترین ترکیب هیروکربنی متان می باشد که چهار اتم هیدروژن به یک اتم کربن متصل می باشد. هیدروکربن ها با تعداد کربن مختلف وجود دارند چون اتم های کربن می توانند با اتم های کربن دیگر واکنش دهند و یک مولکول زنجیر وار تشکیل دهند.

هیدروکربن هایی که وزن مولکولی پایین دارند کوچک بوده لذا متحرک می باشند و بیشتر به صورت گاز هستند. هیدروکربن هایی که اتم های کربن در آن ها به میزانی است که زنجیرها به راحتی می توانند روی یکدیگر سر بخورند مایع می باشند. این سرخوردن مولکولی یا اصطکاک به عنوان ویسکوزیته شناخته می شود. با افزایش طول زنجیر، ویسکوزیته افزایش می یابد و به تدریج به یک ماده نیمه جامد تبدیل می شود.

وزن مولکولی پلیمر ها :

گرچه هنگام صحبت درباره ی پلیمر ها آن ها را با وزن مولکولی مشخصی می شناسیم اما در واقع پلیمرها وزن مولکولی مشخصی ندارند و مقادیری که برای وزن مولکولی در نظر می گیرند میزان متوسط وزن مولکولی می باشد. بدین معنی که وزن مولکولی تعدادی از زنجیر های پلیمری از این میزان بیشتر و وزن تعدادی از این میزان کم تر است.

پارا شوت یا چتر نجات

همان گونه که نیروی پسا به یک جسم در حال حرکت وارد می شود و باعث کاهش سرعت آن می شود، این نیرو به اجسام در حال سقوط نیز وارد می شود و سرعت آن ها را کاهش می دهد. چتر نجات از این پدیده استفاده می کند.

چتر نجات کاربرد های فراوانی دارد. از کاربرد های آن می توان به خروج اضطراری خلبان از هواپیما های آسیب دیده، پیاده کردن سر باز و وسائل نقلیه نظامی در سرزمین دشمن، رساندن غذا و دارو به جا هایی که جاده مناسب ندارند و... این چتر ها حتی برای کاهش سرعت ماشین های تند رو نیز استفاده می شود.

پریدن با چتر نجات یک ورزش پر طرفدار نیز می باشد.

فرد در حال سقوط تا فاصله حدود 600 متری از سطح زمین می تواند سقوط آزاد نماید، سپس باید از چتر خود استفاده نماید.

برای این کار چتر کوچک خود را باز می کند. این چتر کوچک با قرار گرفتن در مسیر هوا چتر اصلی را به بیرون کشیده و باز می نماید.

با باز شدن چتر اصلی، سرعت فرد بسیار کاهش می یابد. توسط طناب های متصل به چتر، فرد می تواند تا حدی جهت حرکت خود را کنترل نماید.

همیشه یک چتر یدک به فرد متصل می باشد تا در صورت کار نکردن چتر اصلی بتواند از آن استفاده نموده و جان خود را نجات دهد. چتر یدک مطابق شکل فوق بر روی سینه فرد بسته می شود.

نیروهای وارد شده به هواپیما

هواپیماها (به غیر از گلایدر ها) همگی به وسیله هوایی که از موتور آن ها خارج می شود، به حرکت در می آیند و در حقیقت نیروی عکس العمل مربوط به این هوای خروجی از موتور، هواپیما را به سمت جلو به حرکت در می آورد.

این نیرو، نیروی پیشرانه یا تراست (thrust) نام دارد.

هر چه خطوط جریان حول این جسم متحرک در هوا هموار تر باشند، مقدار نیروی پسا کمتر خواهد بود. اجسامی که مقطع آن ها به شکل زیر می باشد، خطوط جریان اطراف خود را کمتر منحرف می کنند و نیروی پسای کمتری به آن ها وارد می شود:

اجسام مربعی شکل و نوک تیز باعث گسستگی خطوط جریان و ایجاد آشفتگی در جریان می شوند و لذا نیروی پسای بیشتری را متحمل خواهند شد:

به طور کلی چهار نیرو به یک هواپیمای در حال پرواز وارد می شود:

1. نیروی "برا" که به سمت بالا به هواپیما وارد می شود و توسط بال ها ایجاد می شود.

2. نیروی وزن هواپیما که به سمت پایین به هواپیما وارد می شود.

3. نیروی پیشرانه که توسط موتور و به سمت جلو به هواپیما وارد می شود.

4. نیروی "پسا" که در اثر مقاومت هوا و به سمت عقب به هواپیما وارد می شود.

سیر تکاملی هواپیماها را با خطوط جریان روی آن ها و سرعت بیشینه آن ها در زیر مقایسه می کنیم.

1. هواپیمای برادران رایت (1903): با توجه به بال های دوطبقه، میله های نگهدارنده بال ها و حتی بدن خلبان که در مسیر هوا قرار دارند، خطوط جریان حول این هواپیما بسیار آشفته بوده ولی با بالا رفتن سرعت، نیروی برا افزایش می یابد و این هواپیما به پرواز در می آید، ولی سرعت پرواز آن آن قدر بالا نبوده که آشفتگی خطوط جریان بر آن زیاد اثر بگذارد.

طول بال های این هواپیما 3/12 متر و حداکثر سرعت آن 48 کیلو متر بر ساعت بوده است.

2. هوا پیمای f13 جانکرز (1919): با استفاده از یک عدد بال و بستن کابین خلبان، مقاومت این هواپیما در برابر هوا کاهش یافته و حداکثر سرعت آن به 140  کیلومتر بر ساعت رسید. طول بال این هواپیما 8/17 متر می باشد.

3. آتشبار سوپر مارین (1936): این هواپیما، اولین هواپیمایی بود که چرخ های آن در هنگام پرواز بسته می شد و در جنگ جهانی دوم، شهرت فراوانی یافت. به دلیل جمع شدن چرخ ها، نیروی پسای وارده به آن کاهش یافته و حداکثر سرعت آن به 571 کیلومتر بر ساعت رسید. طول بال این هواپیما 2/11 متر می باشد.

4. هوا پیمای( ME262 (1942): این هواپیما با توجه به شکل بال ها و نداشتن ملخ، نیرو پسای کمتری متحمل می شد و حداکثر سرعت آن به 870 کیلو متر بر ساعت رسید. طول بال های آن 5/12 متر می باشد.

5. هوا پیمای پا ناو یا تور نادو (1984): این هواپیما دارای بال های متحرک بوده و قرار گرفتن موتور آن در عقب باعث کاهش نیروی پسا در آن گردیده است. طول بال آن از 6/8 تا 9/13 متر متغیر بوده و حداکثر سرعت آن 2400 کیلو متر بر ساعت بوده است.

اثر دما بر روی تعادل

حالت تعادلی در هر سیستمی به وجود فاکتورهایی در آن سیستم بستگی دارد. مثل دما، فشار و غلظت گونه های مختلف. این فاکتورها، متغیرها و یا پارامترهای واکنش نامیده می شوند. تغییر در هر کدام یک از این پارامتر ها می تواند بر روی موقعیت تعادل تأثیر گذار باشد. قاعده ی کلی که می تواند اثر تغییرات در این پارامتر ها را بر روی حالت تعادلی توضیح دهد، در سال 1885 توسط اچ لوشاتلیه ( H.Le Chatelie ) و اف براوون ( F.Braun ) در سال 1886، فرمول بندی شد. اما به طور معمول این قاعده به نام اصل لوشاتلیه نامیده می گردد.

این اصل بدین صورت بیان می گردد که اگر یک سیستم در حالت تعادل در معرض تغییر در یک یا متغیرهای بیشتری نظیر فشار، دما و یا غلظت قرار گیرد، تعادل در مسیری جابه جا می شود که اثر آن تغییر را خنثی کند. اصل لوشاتلیه، اصل تعادل متحرک و یا سیار نیز نامیده می شود. زمانی که اثر تغییر اعمال شده بر روی سیستم، روی تعادل همان سیستم اثر می گذارد، می توان نشان داد که اصل لوشاتلیه نیز می تواند در پیشگویی مراحل واکنش به شکل کیفی مفید واقع شود.

اثر تغییر دما:

بر طبق اصل لوشاتلیه، زمانی که دما یا گرمای موجود در سیستم در حالت تعادل افزایش می یابد، سیستم بایستی در مسیری حرکت کند تا گرمای افزوده شده را به طور کامل تحلیل برد ( خنثی کردن اثر افزایش دما ).

بنابراین افزایش دمای یک سیستم شیمیایی در حالت تعادل، یک واکنش گرماگیر را نشان می دهد. یعنی واکنشی که با جذب گرما، انجام می شود. از طرف دیگر، اگر دمای سیستم تحت شرایط فشار و حجم ثابت کاهش یابد، تعادل در جهتی جا به جا خواهد شد که منجر به تولید مقداری گرما شود. کاهش در دمای یک سیستم در حالت تعادل، یک واکنش گرماده را نشان می دهد یعنی واکنشی که در ضمن آن گرما از دست می رود. برای مثال واکنش زیر را بررسی می کنیم.

واکنش در مسیر رفت (رو به جلو) گرماده و در مسیر برگشت (رو به عقب) گرما گیر می باشد. اگر دمای سیستم تعادلی افزایش یابد، بر طبق اصل لوشاتلیه تعادل در جهتی جا به جا خواهد شد که اثر دمای اعمال شده را خنثی کند یعنی واکنش گرماگیر صورت می گیرد و تعادل به سمت چپ (واکنش گرها) جا به جا می شود. در واقع در این جا مقداری از آمونیاک تجزیه می شود. از طرف دیگر زمانی که دمای سیستم تعادل کاهش می یابد، واکنش گرماده صورت می گیرد. یعنی تعادل در جهتی جا به جا خواهد شد که گرمای از دست رفته را تولید کند. بنابراین واکنش به سمت رفت و یا به سمت راست (تولید آمونیاک) جا به جا خواهد شد.

بنابراین می توان نتیجه را به صورت زیر نشان داد:

افزایش دما تعادل را به سمت واکنش گرماگیر و کاهش دما، تعادل را به سمت واکنش گرماده جا به جا می کند.

بررسی قابلیت حل شدن نسبت به دما:

در مورد موادی که انحلال آنها گرماده است با افزایش دما قابلیت حل شدن کاهش می یابد در نتیجه حرکت نمودار نزولی خواهد بود اما در مورد موادی که انحلال آنها گرماگیر است با افزایش دما قابلیت حل شدن افزایش می یابد لذا حرکت نمودار صعودی خواهد بود. در مورد NaCl و NaBr نیز با افزایش دما تغییر چندانی در قابلیت حل شدن ایجاد نمی شود لذا حرکت نمودار در مورد این دو نمک تقریباً به صورت افقی است.

جهت یادگیری بیشتر می توانید در کلیک کنید.

در فیلم مزبور دو واکنش مورد بررسی قرار می گیرد.

آب اکسیژنه

آب اکسیژنه یا هیدروژن پراکسید دارای خواص شیمیایی جالبی می باشد به دلیل آن که همان اندازه که عامل احیا کننده ی خوبیست، عامل اکسید کننده ی خوبی( اکسیدان) نیز می باشد. البته این شرایط هم در محلول های اسیدی و هم در محلول های قلیایی برقرار است.

عدد اکسایش اکسیژن در هیدروژن پراکسید، 1- می باشد، بنابراین آب اکسیژنه می تواند به O که دارای عدد اکسایشی صفر است اکسید شود و یا به HO و یاOH که هر دو عدد اکسایشی شان 2- می باشد، نیز کاهش یابد. در کل، هیدروژن پراکسید یک عامل اکسید کننده ی قوی می باشد.

پایداری:

از نظر حرارتی، هیدروژن پراکسید با توجه به معادله ی زیر ناپایدار می باشد:

واکنش از چپ به راست یک فرآیند خود به خودیست که با کاهش انرژی همراه است. اما تجزیه ی هیدروژن پراکسید در دمای 25C و در غیاب کاتالیزور، کند صورت می گیرد. پلاتین، نقره، مس، کبالت، دی اکسید منگنز، آهن و غیره از جمله کاتالیزورهایی هستند که تجزیه ی آب اکسیژنه را سرعت می بخشند.

البته برای این واکنش تثبیت کننده هایی مثل اسیدها، استانیلید، استانات ها و پیرو فسفات ها نیز وجود دارد.

هیدروژن پراکسید در غلظت های بیشتر از 65 درصد، مخلوط های انفجاری قوی ای را با خیلی از ترکیبات آلی تشکیل می دهد.

تا حتی در تماس با آن دسته از ترکیبات آلی نیز، عمل افروزش و یا احتراق صورت می گیرد.

اطلاعات بیشتر:

هیدروژن و اکسیژن به غیر از آب، اکسید دیگری را به نام هیدروژن پراکسید تشکیل می دهند که دارای فرمول مولکولی HO می باشد. آب اکسیژنه در سال 1918 توسط تنارد ( Thenard ) کشف شد.

تنارد هیدروژن پراکسید را به صورت مقادیر ناچیز از واکنش نور خورشید بر روی آب دارای اکسیژن حل شده، بدست آورد. خواص شیمیایی HO به طور گسترده متفاوت از خواص شیمیایی آب می باشد.

در استفاده از آب اکسیژنه بایستی به خوبی دقت کنیم. تصاویر زیر اثر آب اکسیژنه ی غلیظ بر روی پوست را نشان می دهد.

خواص فیزیکی:

نیتروژن مایع

نیتروژن مایع، حالت مایع عنصر نیتروژن می باشد که از تقطیر جزء به جزء هوای مایع به دست می آید. تقطیر جزء به جزء ، یکی از انواع تقطیر برای جداسازی اجزای یک مخلوط می باشد که در این جا اجزاء از طریق حرارت و گرما، به ترتیب به نقاط جوش شان می رسند. نیتروژن مایع به صورت های LIN ، LN2 و LN نشان داده می شود.

اطلاعات بیشتر در مورد نیتروژن مایع:

- نیتروژن مایع بی رنگ، بی بو و بی مزه است و بیشتر شبیه آبی است که در حال جوش آمدن است.

- نیتروژن مایع یک سیال سرمازا می باشد که در تماس با بافت زنده موجب یخ زدگی و سرمازدگی آن بافت می شود.

- در فشار جو، نیتروژن مایع در 77 کلوین که برابر با 196- درجه سانتی گراد و 321- درجه فارنهایت است، به جوش می آید.

- نیتروژن، بی اثر است و به فرآیند احتراق هیچ گونه کمکی نمی کند.

- اگر اکسیژن موجود در هوا از طریق تبدیل نیتروژن مایع به گاز تولید شود، منجر به خفگی می شود.

کاربرد های نیتروژن مایع:

- نیتروژن مایع برای فرآیند های برودتی و سرمازایی مورد استفاده قرار می گیرد.

- به عنوان خنک کننده برای سخت افزار کامپیوتر.

- به عنوان خنک کننده برای دوربین های CCD در علم نجوم.

- جهت ذخیره، نگهداری و انتقال فرآورده های غذایی.

- نیتروژن مایع به عنوان منبع گاز نیتروزن خیلی خشک، عمل می کند.

اطلاعات مفید:

- در شرایطی که نیتروژن مایع با نسبت 1 به 694 به گاز تبدیل شود، مقادیر زیادی نیرو تولید می کند.

- دمای بیش از اندازه پایین نیتروژن مایع منجر به یخ زدگی شدید می شود.

 

اثر نیتروژن مایع بر روی بادکنک

 

زمانی که یک بادکنک به وسیله نیتروژن مایع سرد می شود، چه اتفاقی می افتد؟

بر طبق معادله حالت گازها ( nRT = PV )، حاصل ضرب فشار - حجم برای گاز ایده آل با دمای مطلق متناسب است.

بنابراین بر طبق رابطه ی مزبور، زمانی که دما پایین می آید، حاصل ضرب فشار - حجم نیز کاهش می یابد و در نتیجه بادکنک متلاشی می شود ( در واقع طبق قانون شارل، دما با حجم رابطه ی مستقیم دارد).

بیشتر بدانید:

معادله حالت گازها ( nRT = PV )، ابتدا توسط امیل کلایپرون در سال 1834 با ترکیب قوانین بویل و شارل به دست آمد.

البته می توان این معادله را از تئوری سینتیکی ( بخشی از زمینه های تخصصی علم شیمی ) به دست آورد که ابتدا توسط آگوست کرونی در سال 1856 و به دنبال آن ، رودلف کلازیوس در سال 1857 ارائه گردید.

در این معادله، P فشار مطلق گاز، V حجم، n مقدار مولی ماده، R ثابت گازی و T دمای مطلق ( بر حسب کلوین ) می باشد. در واقع معادله ی حالت گاز ایده آل با صرف نظر کردن از اندازه ی مولکولی گازها و جاذبه ی بین مولکولی آن ها، در دمای بالا و فشار پایین صادق است.

عنوان : اتم‌ها واقعا چه شكلي هستند؟
منبع : khabaronline

فاطمه محمدي‌نژاد:در كتاب‌هاي فيزيك و شيمي، غالبا تصاويري از اتم‌ها با حدس و گمان ترسيم مي‌شود. در اين تصاوير معمولا هسته اتم در محاصره مدارهاي الكتروني ترسيم شده، اما اين شكل‌ها بيشتر براساس احتمال يافتن اتم در نقطه‌اي خاص در اطراف اتم رسم شده تا شكل واقعي اتم.

به گزارش ساينتيفيك‌امريكن، محققان موفق شده‌اند با تهيه تصاويري واقعي از مدارهاي الكتروني، نشان دهند كه اين مدارها از يك جهت واقعا شبيه تصاوير چاپ شده در كتاب‌ها هستند.

ايگور ميخائيلوفسكي و همكارانش در موسسه فيزيك و فناوري خاركوف اوكراين، با استفاده از يك شيوه‌ تصويرپردازي قديمي به نام ريزبيني گسيل ميداني، شكل اين مدارها را در اتم‌هاي كربن به تصوير كشيده‌اند.

براي اين تصويربرداري، محققان زنجيره‌اي از اتم‌هاي كربن را توليد و آن را از يك قلم گرافيتي آويزان كردند. سپس آن را در مقابل صفحه آشكارساز قرار دادند. وقتي پتانسيل الكتريكي چند هزار ولتي بين گرافيت و صفحه آشكارساز برقرار شد، الكترون‌ها يكي‌يكي ميان گرافيت و حلقه كربن جريان يافتند و در نهايت، ميدان الكتريكي، آن‌ها را به سمت آخرين اتم حلقه كشاند. دانشمندان از روي نقاطي كه الكترون‌ها روي صفحه به جا گذاشته بودند، توانستند مكان‌هايي را كه الكترون‌ها مدار خود را در آخرين اتم ترك كرده بودند شناسايي كنند. قسمت‌هايي كه تراكم بيشتري داشتند، از امكان بيشتري براي تابش الكترون برخوردار بودند. تلفيق اطلاعات بدست آمده از الكترون‌هاي بسيار، شكلي ابرمانند را ترسيم كرد.

ميخائيلوفسكي در اين رابطه گفت:« ما واقعا تصوير يك اتم واحد را در اختيار داريم.»

با اين حال اين تصاوير تنها مدارهاي بيروني‌اي را نشان مي‌دهند كه مدارهاي داخلي و هسته را دربر گرفته‌اند. با تغيير شدت جريان، گروه قادر خواهد بود نيروي خارجي‌ترين الكترون آخرين اتم را از سطح پايين به سطحي بالاتر برساند. در نتيجه شكل مدار از كروي به دمبل تغيير پيدا خواهد كرد.

يكي ديگر از مشاهدات گروه اين بود كه الكترون‌ها خود به خود از يك وضعيت به حالت ديگر تغيير پيدا مي‌كردند. دليل اين اتفاق از نظر ميخائيلوفسكي نامعلوم است. همچنين اشكال غريب كه تحت تاثير ناخالصي‌هايي از اتم‌هاي ديگر مانند هيدروژن بود نيز در اين آزمايش ديده شد.

دانشمندان پيش از اين نيز با استفاده از ابزارهايي چون ميكروسكوپ الكتروني فراگسيل يا ميكروسكوپ‌هاي تصويربرداري تونلي (اس.تي.ام) استفاده كرده بودند. ميكروسكوپ الكتروني فراگسيل الكترون‌ها را به سمت هدف شليك مي‌كند و با تحليل ميزان انحراف آن‌ها، ساختار هدف را آشكار مي‌كند. ميكروسكوپ‌هاي اس.تي.ام نيز با اندازه‌گيري تغييرات جزيي فاصله، سطح نمونه را لمس مي‌كند.

اما اغلب اتم‌ها شكلي غير از گلوله دارند. از سوي ديگر در روش ريزبيني گسيل ميداني، الكترون‌ها از جسمي كه تحت تصويربرداري است، خارج مي‌شوند. الكس زتل از دانشگاه كاليفرنيا در بركلي معتقد است اين تفاوت ممكن است انحرافات يا تفاسير غلط را در مورد علائم كاهش دهد. وي مي‌گويد: «اين مسئله درست مثل اين است كه يك كلمه را درست از زبان سخن‌گو بشنويم، نه يك مترجم يا مفسر.»

اين شيوه، علاوه بر تاييد تصاوير كتاب‌ها، مي‌تواند خصوصيات اتم‌هاي كربن را نيز كه تاكنون كاملا ناشناخته مانده‌اند، مشخص كند. فيزيك‌دانان گمان مي‌كنند اين اتم‌ها، رساناهاي قدرتمند با ساختاري مستحكم باشند و در آينده در كامپيوترهاي مقياس اتمي آينده مورد استفاده قرار گيرند.

عنوان : مردي كه ۴۸/۱ ثانيه از همه انسانها جوانتر است!
منبع : مهر

فيزيكدانان كوانتمي دانشگاه كاليفرنيا كشف عجيبي كرده اند كه به گونه اي نشان مي دهد جسمي كه در مقابل يك فرد قرار گرفته و ديده مي شود مي تواند به صورت همزمان در جهاني موازي نيز وجود داشته باشد.

به گزارش مهر، اين كشف به واسطه ذره اي كوچك و فلزي انجام گرفته است؛ براده اي به قطر يك تار مو، جسمي كه بسيار ريز است اما در عين حال مي توان آن را با چشم غير مسلح نيز مشاهده كرد.

دانشمندان اين ذره را در كاسه اي مخروطي و تاريك سرد كرده و تمامي هواي اطراف آن را به منظور حذف ارتعاش خارج كردند. سپس محققان ذره را مانند يك دياپازون حركت داده و مشاهده كردند ذره در زماني واحد حركت كرده و متوقف مي شود.

چگونه اين پديده را درك كنيم؟

براي درك اين پديده كه كاملا غير ممكن به نظر مي رسد، بايد بسيار بسيار كوچك انديشيد، حتي كوچكتر از اتمها، الكترونهايي كه به دور هسته اتم در گردشند، در آن واحد در حالتهاي چند گانه حركت مي كنند كه ثابت كردن آنها تقريبا غير ممكن است. به بيان ساده تر مي توان گفت زماني كه فردي در شهر اكلاهاما به ديدن مادر خود مي رود در جهان موازي كه ذرات اتمي وي در آن حضور دارند همان فرد در خانه مشغول تماشاي تلويزيون است.

به گفته دانشمندان شايد اين پديده كاملا غير واقعي به نظر آيد اما بر پايه علم حقيقي رخ مي دهد. بر اساس يكي از نظريه هاي فيزيكي زماني كه پديده اي در يك حالت مشاهده مي شود اين پديده جهان را به دو بخش تقسيم مي كند. نظريه چند حالتي بر اين پايه استوار است كه جهان فعلي طي مشاهده انسان متوقف شده و انسان تنها يكي از واقعيات در حال وقوع را مشاهده مي كند. براي مثال مي تواند توپ فوتبال را ببيند كه در هوا در پرواز است، اما شايد در جهان موازي اين توپ در همان لحظه سقوط كرده باشد و يا شايد اصلا فردي در آن لحظه مشغول بازي فوتبال نباشد.

بسياري از فيزيكدانان بزرگ پايه هاي علمي جهان چند حالتي را حتي اگر نتوان آن را به اثبات رساند قبول دارند. "شان كرول" از موسسه تكنولوژي كاليفرنيا يكي از اين فيزيكدانان بوده و معتقد است تا زماني كه نتوان تمدنهاي فوق پيشرفته بيگانه را تصور كرد كه پي به واقعيت اين نظريه برده اند، انسانها تحت تاثير امكان وجود جهانهاي ديگر قرار نخواهند گرفت. وي در عين حال معتقد است هرگز فردي قادر به ابداع دستگاهي نخواهد بود كه با استفاده از آن بتوان ميان اين جهانها ارتباط برقرار كرد.

درك واقعيت جهان موازي بستگي شديدي به درك انسان از زمان دارد. به گفته "كرول" ما زمان را به صورت واقعي احساس نمي كنيم، تنها شاهد گذشت آن هستيم. براي مثال گذشت زمان در هنگام يك مسابقه هيجان انگيز بسيار سريع و در سر كلاس يك درس كسل كننده كاملا كند است. يا هنگامي كه فردي تلاش دارد با تاخير در دفتر كارش حاضر نشود، دقايق براي وي با سرعتي باور نكردني مي گذرند اما چند دقيقه باقي مانده از ساعت كار به راحتي با چندين ساعت برابري مي كنند.

بازگشت به آينده

"فرد آلن ولف" از دانشمندان فيزيك كوانتم نيز معتقد است زمان به شكل يك خيابان يك طرفه به نظر مي آيد كه از گذشته به سوي حال در حركت است، اما با در نظر گرفتن نظريه هاي قابل ملاحظه اي كه در سطح كوانتمي ارائه شده اند، ذرات در آن واحد به سمت عقب و جلو در حركتند. در صورتي كه بتوانيم از بخش "جلو و عقب رفتن در آن واحد" صرف نظر كنيم، شانس درك بخشي از فيزيك را از خود گرفته ايم.

به گفته "ولف" زمان در ماشينهاي كوانتمي به صورت مستقيم حركت نمي كند بلكه حركتي زيگزاگ داشته و به همين دليل وي معتقد است امكان ساختن ماشيني كه بتواند زمان را منحرف كند، وجود دارد.

به گفته "ريچارد گات" فيزيكدان دانشگاه پرينستون "سرگئي كريكالو" فضانورد روسي كه در 6 ماموريت فضايي حضور داشته است نسبت به بقيه انسانهاي روي زمين 48/1 ثانيه جوانتر است زيرا وي در سرعتي بسيار بالا در مدار حركت كرده است و كم سن تر بودن نسبت به بقيه به معني جهش به آينده و تجربه نكردن زمان حال مشابه با ديگران است. به گفته وي از جهتي مي توان گفت اين فضانورد به سوي آينده سفر كرده و دوباره بازگشته است!

"گات" مي گويد نيوتن باور داشت زمان پديده اي جهاني است و تمامي ساعتهاي جهان به صورت يكسان حركت مي كنند. اكنون با توجه به نظريه نسبيت خصوصي اينشتين مي توان گفت سفر به آينده امكان پذير است. با در نظر گرفتن نظريه گرانش اينشتين، قوانين فيزيك از منظري كه امروز آنها را درك مي كنيم نشان مي دهند حتي سفر در زمان به سوي گذشته نيز امكانپذير است اما براي مشاهده امكان اين سفر بايد قوانين جديد فيزيكي در سطح كوانتمي فراگرفته شوند.

درك اين قوانين نيز با استفاده از ذره اي فلزي و بسيار كوچك و كاسه اي مخروطي شكل آغاز شده است. در واقع فيزيكدانان دانشگاه كاليفرنيا با ابداع خود مقياس ماشينهاي كوانتمي را به ابعاد بزرگتري تغيير دادند.

بر اساس گزارش فاكس نيوز، مسئله بعدي فراگرفتن چگونگي كنترل ماشينهاي كوانتمي و استفاده از آنها براي اجسام بزرگتر است. در اين صورت شايد بتوان با دستكاري تنها چند الكترون كوچك به جهان موازي دست پيدا كرد.

عنوان : ده آزمايش برتر جهان
منبع : http://h-n-1386.blogfa.com/post-24.aspx

در عصري كه ما زندگي مي كنيم آزمايشهايي كه چشمان جهانيان را خيره مي كند ازجمله آزمايشهايي كه براي يافتن توالي اجزاي يك ژنوم، شكافتن ذرات ريز اتمي در شتابدهنده ها و تجزيه وتحليل ستارگاني كه با ما ميلياردها سال نوري فاصله دارند نياز به ميليونها دلار سرمايه گذاري دارند و تجزيه وتحليل اطلاعات به دست آمده از ابزارهاي پيشرفته دراين آزمايشها ماهها به طول مي انجامد.
«رابرت كريز» عضو گروه فلسفه دانشگاه نيويورك در استوني بروك كه مورخ آزمايشگاه ملي بروك هيون هم هست، از فيزيكدانان خواست ده آزمايش برتر جهان فيزيك را نام ببرند. برخلاف انتظار عصر ما كه آزمايشهاي پيچيده توسط تيمهاي برجسته دانشگاهها و مراكز تحقيقات صورت مي پذيرد ده آزمايش برتري كه به عنوان زيباترين آزمايشهاي فيزيك در طول تاريخ انتخاب شد توسط ده فيزيكدان بسيار سرشناس انجام شده بود كه دستياران چندان زيادي هم نداشتند. ازهمه جالب تر اين كه اين آزمايشهايي كه در فهرست زيباترين آزمايشهاي فيزيك جاي گرفتند نيازي به كامپيوترهاي فوق پيشرفته بسيار مدرن نداشتند. اين ليست در مجله اين ماه Physics World به چاپ رسيده است . دراينجا به جاي آن كه به اين آزمايشها به ترتيب رتبه بپردازيم به ترتيب تقدم وتأخر زماني انجام اين آزمايشها، به اين ده آزمايش محبوب در فيزيك خواهيم پرداخت.

۱ـ اندازه گيري محيط زمين توسط اراتوستن رتبه هفتم را به دست آورد.

 هنگام انقلابين [اصطلاح اخترشناسيSolstice] در ظهر روزي كه آفتاب در شهر آسوان مصر هيچ سايه اي ندارد به گونه اي كه نور خورشيد قادر است به طور مستقيم به ته يك چاه برسد، موردتوجه اراتوستن ـ كتابدار شهر اسكندريه در سه قرن پيش از ميلاد مسيح ـ قرار گرفت. اراتوستن در چنين روزي درست هنگام ظهر كه در آسوان سايه وجود ندارد در شهر اسكندريه سايه را اندازه گيري كرد، چاره اي نبود جز اين كه زمين را كروي درنظر بگيرد. چون سايه در اسكندريه نسبت به خط عمود هفت درجه بود. محيط هردايره ۳۶۰درجه است براساس اندازه گيري اراتوستن ميان اسكندريه وآسوان ۷درجه فاصله بود. [واحد اندازه گيري درآن زمان به جاي متر «Stadium» بود] با سفر ميان دوشهر اسكندريه وآسوان معلوم شد كه فاصله آنها براساس واحد اندازه گيري Stadium، ۵۰۰۰ است. به اين ترتيب هفت درجه از ۳۶۰درجه ۵۰۰۰ استاديوم اندازه گيري شده بود پس محيط زمين براساس محاسبات اراتوستن ۲۵۰۰۰۰استاديوم بود.

۲ـ آزمايش گاليله درمورد سقوط اجسام رتبه دوم را به دست آورد.

در اواخر دهه ۱۵۰۰ميلادي گاليليو گاليله Galileo Galilei كه كرسي استادي دانشگاه پيزا را داشت دانش متعارف زمان خود را زير سؤال برد . با انداختن دو شيء از بالاي برج پيزا كه وزنشان برابر نبود نشان داد كه شيءسنگين تر زودتر از جسم سبك تر فرود نمي آيد. اگر اين كشف را در دوران ارسطو انجام داده بود به قيمت شغلش تمام مي شد.

 3-آزمايش گاليله با گوي هاي غلتان برروي سطح شيب دار رتبه هشتم را به دست آورد.

 دراين آزمايش گاليله ثابت كرد كه مسافت با زمان به توان دو نسبت مستقيم دارد وسرعت [Velocity كه با علامت اختصاري Vنمايش مي دهند] در جريان آزمايش ثابت باقي مي ماند.

4ـ انكسار نور با منشور توسط نيوتن رتبه چهارم را به دست آورد.

 ايساك نيوتن درسالي به دنيا آمد كه گاليله مرد. نيوتن فارغ التحصيل كالج تثليث كمبريج (سال ۱۶۶۵) بود. اين بار هم نيوتن دانش متعارف به جامانده از دوران ارسطو را زير سؤال برد. تلقي مردم از نور خورشيد مانند برداشت ارسطو بود ونور را خالص مي دانستند. با وجودي كه مردم رنگين كمان را ديده بودند. تا پيش از عبور نور از منشور وتجزيه آن به هفت رنگ حتي فكرش را نمي كردند نور متشكل از اين رنگها باشد.

۵ـ آزمايش كاونديش در مورد ميله و پيچش رتبه ششم را به دست آورد.

 از تئوريهايي كه نيوتن در مورد گرانش داده بود يكي اين بود كه نيروي جاذبه ميان دوجسم رابطه مستقيم با جرم به توان دو و رابطه معكوس با فاصله به توان دو دارد. در قرن هجدهم، هنري كاونديش براي اندازه گيري قدرت گرانش آزمايشي انجام داد او يك ميله چوبي دومتري كه به دوسر آن دوكره فلزي نصب شده بود انتخاب و با سيم اين ميله چوبي را آويزان كرد. با همين وسايل ساده كاونديش موفق به اندازه گيري ثابت گرانشي gravitational Constant شد. اين آزمايش زمينه اندازه گيري جرم زمين هم بود.

۶ـ آزمايش تداخل ـ نور يانگ مقام پنجم را به دست آورد.

همه تئوريهاي نيوتن درست از آب درنيامد. او مي گفت نور از ذرات تشكيل شده است و به صورت موج منتشر نمي شود. در سال۱۸۰۳ توماس يانگ، درصدد برآمد به اثبات برساند نحوه حركت پرتوهاي نور به صورت موج است. او در پنجره سوراخي ايجاد كرد، همه پنجره ها را به دقت با پوششي ضخيم پوشاند بعد از يك آيينه براي تغيير جهت پرتويي از نور كه از طريق اين سوراخ وارد مي شد، استفاده كرد با استفاده از يك كارت كه عرض آن يك ميليمتر بود جلوي نيمي از سوراخ را گرفت در نتيجه به توالي نوارهاي سايه و روشن مشاهده كرد، اين پديده در صورتي قابل توضيح است كه پرتوهاي نور مانند امواج در يكديگر تداخل ايجاد كنند. بعدها اين آزمايش را با دوسوراخ انجام دادند و نتيجه واضح تري به دست آمد.

۷ـ آزمايش پاندول فوكو رتبه دهم را به دست آورد.

دانشمندان سال پيش پاندولي را به قطب جنوب بردند و مهر صحت بر آزمايش زدند كه در سال۱۸۵۱ توسط ژان برنارد لئون فوكو با يك پاندول آهني ۳۰كيلوگرمي آويزان از گنبد پانتئون انجام شد. فوكو به گوي يك پاندول سوزن گرامافون وصل كرده بود و روي زمين زير گوي حلقه اي از شن هاي مرطوب قرار داد. در مقابل حيرت همه نشان داد كه با وجودي كه حركت پاندول به جلو و عقب هدايت شده بود اما پاندول حركتي دوار انجام داد. يعني در واقع كف پانتئون در حال گردش بود و يا به عبارت بهتر زمين در حال چرخيدن حول محور خود بود. در پاريس هر ۳۰ساعت پاندول در جهت عقربه هاي ساعت يك دور را كامل مي كند. در نيمكره جنوبي اين گردش در خلاف جهت عقربه هاي ساعت است. همانطور كه دانشمندان معاصر نشان داده اند در قطب جنوب دوره گردش كامل پاندول ۲۴ساعت است.

۸ـ آزمايش قطره روغن ميليكان رتبه سوم را به دست آورد.

 قرنها بود كه دانشمندان الكتريسيته را چه در مورد رعد و برق چه الكتريسته ساكن ناشي از تماس برس با موي سر مشاهده كرده بودند. در سال۱۸۹۷ تامسون فيزيكدان بريتانيايي پايه گذار اين دانش شد كه الكتريسيته از ذراتي به نام الكترون كه بار منفي دارند تشكيل شده است. رابرت ميليكان آمريكايي در سال۱۹۰۹ موفق به اندازه گيري بار منفي در الكترونها شد. براي اين كار از چندوسيله ساده استفاده كرد. با استفاده از افشانه هايي كه ادكلن را به صورت افشانه درمي آورند روغن را در يك محفظه شفافي افشاند كه دوطرف آن به دوسر يك باطري متصل بودند. به اين ترتيب يك سر محفظه مثبت و سرديگر آن منفي بود.
زماني كه نيروي گرانش با نيروي جاذبه الكتريكي كه قطرات روغن باردار را به سمت خود مي كشيد برابر مي شد قطره در ميان آسمان و زمين معلق مي ماند. در واقع در حالت عادي اين قطره به خاطر نيروي گرانش بايدپايين مي افتاد اما در اثر نيروي جاذبه الكتريكي در حال حركت به سمت قطب مخالف بود چون دونيرو برابر شدند اين قطره روغن از حركت بازايستاد. با همين وسايل ساده ميليكان موفق به اندازه گيري بار الكتريكي يك الكترون شد.

۹ـ آزمايش كشف هسته توسط رادرفورد مقام نهم را كسب كرد.

در سال۱۹۱۱ را در فورد و همكارانش با بمباران يك لايه بسيار نازك طلا با ذراتي به نام آلفا متوجه اين حقيقت شدند كه درصدي از اين ذرات منحرف و درصدي درست در جهت مقابل بازمي گردند به اين ترتيب رادرفورد موفق شد مدل قديمي آرايش هسته و الكترون را كه به «مدل كيك آلو» معروف بود به چالش بكشاند.

10ـ آزمايش ماكس پلانك و تئوري كوانتوم رتبه اول را كسب كرد.

 در مورد نور نه حق به جانب نيوتن بود ونه يانگ نه مي توان نور را فقط ذرات فوتون دانست و نه امواج. در اوايل قرن بيستم ماكس پلانك و بعد آلبرت انيشتين نشان دادند كه نور به صورت بسته هاي بسيار كوچكي منتشر و جذب مي شود كه به آن فوتون مي گويند. در عين حال آزمايشهاي ديگر هم موجي بودن حركت نور را به اثبات مي رسانند.
براي اثبات در اينجا به جاي آزمايش از سوراخ يانگ و پرتوهاي نور از پرتوهاي الكترون استفاده ميشود. ذرات، براساس قوانين كوانتومي، پديده اي شبيه به نور در آزمايش تداخل يانگ از خود برجاي مي گذارند اگرچه اين آزمايش در سال۱۹۶۱ توسط كلاوس جانسون از توبينگن انجام شد اما در اين سالها ديگر يافته هاي دانش به قدري زياد و گسترده شده بود كه ديگر نمي توانست نامهايي ابدي مثل نيوتن و انيشتين در اذهان مردم دنيا بيافريند.

عنوان : تصویر آلفرد نوبل - بنیانگزار جوایز علمی نوبل

عنوان : نمودار واحدهای پایه اندازه گیری SI و مشتقات آن
منبع : www.metric.org

عنوان : تصویر جان دالتون شیمیدان هواشناس و فیزیکدان انگلیسی

عنوان : فشار سنج و ارتفاع يک ساختمان