#ترجمه_مقاله #لیزر #نور #پرتو #فوتون #امواج #همدوسی
📄ترجمه مقاله
🔴A Brief Introduction to Lasers and Applications: Scientific Approach
🟠مقدمه ای کوتاه بر لیزرها و کاربردها: رویکرد علمی
🟢 قسمت ۵:
انواع لیزر
لیزرهای گازی: لیزر هلیوم نئون (He-Ne):
لیزر He-Ne پرمصرف ترین لیزر است که از نوع گاز نجیب میباشد.. پمپاژ با تخلیه الکتریکی حاصل می شود. هلیوم در اثر برخورد الکترون برانگیخته می شود. سپس انرژی در اثر برخورد به نئون منتقل می شود.. لیزرهای He-Ne در بسیاری از کاربردها مانند تداخل سنجی، هولوگرافی، طیف سنجی، اسکن بارکد، تراز و نمایش نوری استفاده می شود.
لیزر یونی آرگون و کریپتون: مشابه لیزر He-Ne، لیزر گاز یون آرگون با تخلیه الکتریکی پمپ می شود و کاربردهای مختلفی درزمینه فتوتراپی شبکیه برای دیابت، لیتوگرافی و پمپاژ سایر لیزرها دارد.
هنگامی که لیزر گاز یونی کریپتون با آرگون مخلوط می شود، می توان از آن به عنوان لیزر "نور سفید" برای نمایش نور استفاده کرد.
لیزر دی اکسید کربن: در لیزر گازی دی اکسید کربن (CO2) انتقال لیزر مربوط به تحریکات ارتعاشی- چرخشی است. لیزرهای CO2 بسیار کارآمد هستند. آنها توسط تخلیه الکتریکی عرضی یا طولی پمپ می شوند. این به شدت در صنعت پردازش مواد برای برش و جوش فولاد و در حوزه پزشکی برای جراحی استفاده می شود. آنها در پردازش مواد مانند حکاکی، جوشکاری و در طیف سنجی آکوستیک نوری استفاده می شوند.
لیزرهای اگزایمر: لیزرهای شیمیایی ساطع کننده در UV: 193 نانومتر (ArF)، 248 نانومتر (KrF)، 308 نانومتر (XeCl)، 353 نانومتر (XeF) اگزایمر.
اینها مولکول هایی هستند که تنها در صورتی وجود دارند که یکی از اتم ها به صورت الکترونیکی برانگیخته شود. بدون تحریک دو اتم یکدیگر را دفع می کنند.
بنابراین حالت پایه الکترونیکی پایدار نیست و درنتیجه پر نخواهد بود که برای عملیات لیزر مناسب باشد. این لیزرها برای لیتوگرافی فرابنفش در صنایع نیمه هادی و جراحی لیزر استفاده می شود.
لیزرهای رنگی: محیط کسب لیزر رنگ های آلی در محلول اتیل، متیل الکل، گلیسیرین یا آب است. این رنگها را میتوان به صورت نوری با لیزرهای آرگون تحریک کرد و در 390-435 نانومتر، 460-515 نانومتر، 570-640 نانومتر و بسیاری دیگر منتشر کرد. این لیزرها به دلیل محدوده تنظیم گسترده در تحقیقات و طیف سنجی به طور مبسوطی مورد استفاده قرار گرفته اند. متأسفانه رنگها سرطانزا هستند و به محض اینکه رسانههای لیزر حالت جامد قابل تنظیم در دسترس قرار گرفتند، لیزر رنگی منقرض شد.
لیزرهای حالت جامد:
لیزر یاقوتی: اولین لیزر در واقع یک لیزر حالت جامد یاقوت بود و با 694.3 نانومتر تابش می کند. یاقوت سرخ از بلور طبیعی تشکیل شده از اکسید آلومینیوم (Al2O3) به نام کوراندوم تشکیل شده است. در آن کریستال برخی از یون های Al3+ با یون های Cr3+ جایگزین می شوند. این یونهای کروم هستند که به یاقوت رنگ صورتی میدهند، یعنی فلورسانس آن، که مربوط به انتقال لیزر است. امروزه برای ساخت یاقوت به عنوان ماده لیزری از کریستال های رشد یافته مصنوعی از مواد مذاب که به شکل یاقوت کبود متبلور می شود استفاده می شود. طول عمر سطح لیزر بالایی 3 میلی ثانیه است. پمپاژ معمولاً با لامپ های فلش به دست می آید.
لینک این مقاله
🖋مترجم: نرگس رسولی
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
📖 نام اصلی کتاب: The Elegant Universe
📚 نام فارسی کتاب: جهان زیبا
🖋 نام نویسنده: برایان گرین
📆 تاریخ انتشار: ۱۹۹۹
✏️ زبان اصلی کتاب: انگلیسی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
👨🏫 معرفی بر نویسندهی کتاب:
برایان گرین متولد ۹ فوریه ۱۹۶۳ در نیویورک، فیزیکدان آمریکایی و از نظریه پردازان به نام در حوزه نظریه ریسمان است.
گرین از دوران نوجوانی استعدادی شگرف در حوزه ریاضیات داشت، چنان که یکی از اساتید دانشگاهی این رشته تعلیم او را بر عهده گرفته بود.
گرین در سال ۱۹۸۰ وارد دانشگاه هاروارد شد و تحصیل در رشته فیزیک را آغاز کرد، پس از اخذ لیسانس نیز مدرک دکتری خود را از دانشگاه آکسفورد دریافت کرد.
او هم اکنون به عنوان استاد فیزیک و ریاضیات دانشگاه کلمبیا مشغول به کار است.
حوزه اصلی تحقیقات او نظریه ریسمان است.
از شگرفی های این نظریه آن است که جهان را مستلزم داشتن بیش از سه بعد فضایی میداند و بیشتر تحقیقات گرین نیز روی مفاهیم و خواص فیزیکی این ابعاد متمرکز شده است.
📚 معرفی بر کتاب:
کتاب دارای پنج بخش است. گرین در ابتدا با مروری بر فیزیک کلاسیک و بازگویی برخی رخداد های تاریخی کتاب را آغاز میکند و ذهنیتی برای مخاطب در راستای پذیرش نظریه ریسمان به عنوان راه حلی احتمالی در جهت وحدت فیزیک ذرات و فیزیک کلاسیک ایجاد میکند.
در بخش های بعدی گرین به یکی از بزرگترین چالش های پیش روی فیزیک مدرن یعنی وحدت مکانیک کوانتومی و نسبیت میپردازد.
در آخر نیز نظریه ریسمان را به عنوان راه حلی برای وحدت بخشیدن به آنها معرفی میکند و شرح میدهد.
گرین سعی دارد با استفاده از قیاس ها و آزمایش های فکری مخاطب غیر متخصص در حوزه فیزیک را قانع کند که نظریه ریسمان راه حل وحدت این دو رویکرد متضاد است.
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#ترجمه_مقاله #لیزر #نور #پرتو #فوتون #امواج #همدوسی
📄ترجمه مقاله
🔴A Brief Introduction to Lasers and Applications: Scientific Approach
🟠مقدمه ای کوتاه بر لیزرها و کاربردها: رویکرد علمی
🟢 قسمت ۶:
ادامه انواع لیزر:
لیزر نئودیمیم YAG: نئودیمیم YAG از ایتریوم-آلومینیوم-گارنت (YAG) Y3Al5O12 تشکیل شده است که در آن برخی از یون های Y3+ با یون های Nd3+ جایگزین می شوند. نئودیمیم یک عنصر خاکی کمیاب است که در آن حالتهای الکترونیکی فعال از حالتهای 4f داخلی محافظت میشوند. Nd: YAG یک لیزر چهار سطحی است. انتشار اصلی Nd: YAG در 1.064μm است.
لیزر ایتربیوم یاگYAG: ایتربیوم یاگ یک لیزر شبه سه سطحی است که در 1.030 میکرومتر ساطع میکند. سطح لیزر پایینتر فقط 500 تا 600 سانتیمتر بالاتر از حالت پایه است و بنابراین در دمای اتاق به شدت گرما جمعشده است. لیزر در 941 یا 968 نانومتر با دیودهای لیزر پمپ می شود تا پمپ روشنایی بالایی که برای دستیابی به بهره لازم است را فراهم کند.
لیزرهای نیمه هادی: دسته مهمی از لیزرهای حالت جامد، لیزرهای نیمه هادی هستند. بسته به مواد نیمه هادی مورد استفاده، طول موج انتشار را می توان با استفاده از مهندسی ساختار نواری، 0.4 میکرومتر (GaN) یا 0.63-1.55 میکرومتر (AlGaAs، InGaAs، InGaAsP) یا 3-20 میکرومتر (نمک سرب) اصلاح کرد. لیزرهای مبتنی بر AlGaAs در محدوده طول موج 670 نانومتر تا 780 نانومتر در پخشکنندههای دیسک فشرده استفاده میشوند و بنابراین رایجترین و ارزانترین لیزر در جهان هستند. در لیزر نیمه هادی از ساختار نوار الکترونیکی استفاده می شود که از پتانسیل کریستالی دوره ای ناشی می شود.
لیزرهای آبشاری کوانتومی: شکل جدیدی از لیزرهای نیمه رسانا در دهه 70 توسط دو فیزیکدان روسی کازارینوف و سوریس پیشبینی شد که تنها بر اساس یک نوع حامل الکتریکی است. اینها اغلب به دلیل تحرک بالاتر به عنوان الکترون انتخاب می شوند. بنابراین، این لیزر برخلاف لیزر نیمه هادی معمولی که از الکترون ها و حفره ها استفاده می کند، یک دستگاه تک قطبی است. انتقال ها، انتقال های درون باندی هستند. مانند لیزرهای نیمه هادی، این لیزرها به صورت الکتریکی پمپ می شوند. اولین لیزر از این نوع در سال 1994 توسط گروه فدریکو کاپاسو در آزمایشگاههای بل، 23 سال پس از پیشبینی نظری انجام شد. دلیل این امر رشد دشوار لایه است که تنها با استفاده از قابلیت های پیشرفته رشد نیمه هادی مانند اپیتاکسی پرتو مولکولی (MBE) و اخیراً رسوب شیمیایی بخار اکسید فلز (MOCVD) امکان پذیر است. لیزرها در محدوده چند THz تا منطقه 3.5μm نشان داده شده اند.
لینک این مقاله
🖋مترجم: نرگس رسولی
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#ترجمه_مقاله #لیزر #نور #پرتو #فوتون #امواج #همدوسی
📄ترجمه مقاله
🔴A Brief Introduction to Lasers and Applications: Scientific Approach
🟠مقدمه ای کوتاه بر لیزرها و کاربردها: رویکرد علمی
🟢 قسمت ۷:
کاربردهای لیزر
تابش لیزر در کاربردهای مختلف بلافاصله پس از عملیاتی شدن اولین لیزر مورد استفاده قرار گرفت. لیزر یاقوتی توسط تئودور میمن در سال 1960 طراحی و ساخته شد و در اوایل سال 1961 از تابش آن برای درمان بیماری های چشم و پوست استفاده شد.از سی سال پیش تا الان که لیزر طراحی شد، در بسیاری از زمینه ها کاربرد پیدا کرده است. به عنوان یک دستگاه، اکنون در پزشکی، نجوم، زمین شناسی، مترولوژی، شیمی، زیست شناسی، طیف سنجی، هولوگرافی، مهندسی قدرت، در فرآیندهای مختلف در مهندسی، و همچنین در فناوری ارتباطات، اتوماسیون و کنترل از راه دور و فناوری نظامی، استفاده می شود. لیزر یاقوت بلافاصله پس از عملیاتی شدن، یعنی در عمل چشم پزشکی و درماتولوژی تأیید شد. پزشکان جذب توانایی آن در متمرکز کردن انرژی تابش نوری در یک منطقه کوچک و امکان برش و تبخیر بافت ها شدند.
به دلیل همین ویژگیها است که لیزر در جراحی لیزر اهمیت زیادی پیدا کرده است، مزیت آن امکان انجام برش بافت تیز بدون تماس و برداشتن ساختارهای کوچک بدون آسیب به بافت اطراف و هرگونه عفونت احتمالی برش است.
بنابراین جراحی لیزری از تبدیل تابش به گرما در بافت استفاده می کند و در نتیجه هم برش و هم انعقاد را انجام می دهد. تک رنگی بودن و پیوستگی، دو ویژگی پرتو لیزر، عمدتاً در تشخیص پزشکی استفاده می شود. با توجه به پیشرفت های بیشتر در فیزیک لیزر و انواع جدید دستگاه های لیزر، لیزر به تدریج وارد بسیاری از شاخه های جدید پزشکی مانند چشم پزشکی، پوست، عمومی، جراحی پلاستیک و قلب و عروق، جراحی مغز و اعصاب، گوش و حلق و بینی، اورولوژی، زنان، دندانپزشکی، انکولوژی، گوارش، ارتوپدی و...شده است.کاربردهای صنعتی در حال حاضر شامل بسیاری از روش های جدید مانند جوشکاری لیزری، حفاری، برش، بازپخت، کندوپاش و غیره است.
لینک این مقاله
🖋مترجم: نرگس رسولی
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
📚مفاهیم فیزیک
🟠جرم لختی:
هرگاه به جسمی، نیرویی وارد کنیم آن جسم شتاب میگیرد. این بیان قانون دوم نیوتون است. اما سوال این جاست که چقدر شتاب میگیرد؟ میدانیم که هر چه نیرو را بیشتر کنیم، شتاب هم بیشتر خواهد شد، و بنابراین این دو کمیت رابطهی مستقیم با هم دارند. اما ضریب تناسب آنها چیست؟
یک جسم به ازای یک نیروی مشخص، دقیقاً چقدر شتاب خواهد گرفت؟ همین جاست که مفهوم «جرم لختی» معنی پیدا میکند. بسته به اینکه جرم لختی جسم چقدر باشد، میزان این شتاب متفاوت خواهد بود. هر چه جرم لختی جسمی، بیشتر باشد، شتابی که خواهد گرفت، تحت اثر نیرویی یکسان، کمتر خواهد شد.
به بیانی، جرم لختی، میزان مقاومت درونی یک جسم را در مقابل تغییر حرکت نشان میدهد. این همان جرمی است که در رابطهی قانون دوم نیوتون مینویسیم:
🔹F=ma
#مفاهیم
#جرم_لختی
#نیرو
#شتاب
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#ترجمه_مقاله #لیزر #نور #پرتو #فوتون #امواج #همدوسی
📄ترجمه مقاله
🔴A Brief Introduction to Lasers and Applications: Scientific Approach
🟠مقدمه ای کوتاه بر لیزرها و کاربردها: رویکرد علمی
🟢 قسمت ۸:
مزیت اصلی عملیات لیزر عبارت است از ماشینکاری محصول بدون هیچ گونه تماس مکانیکی، به عنوان مثال، ماشینکاری یا ماشینکاری از راه دور در یک فضای محافظ، در ماشینکاری قطعات محصول که دسترسی به آنها دشوار است، و همچنین در عملیات فنی موادی که نمی توانند تحت تأثیر قرار گیرند. روش های کلاسیک جوشکاری لیزری از تشعشعات نوری برای ذوب مواد تا عمق مورد نظر استفاده می کند و در عین حال تبخیر سطح را به حداقل می رساند. در عمل، این فرآیند عمدتاً از لیزرهای پیوسته طیف CO2 مادون قرمز و لیزرهای Nd: YAG با طول موج 10.6 نانومتر استفاده می کند.
در جوشکاری برخلاف سایر فرآیندها، از پرتو نوری با شدت کمتر و پالس لیزر طولانیتر استفاده میشود. مزیت جوشکاری لیزری در عدم تماس فیزیکی با الکترود، در گرمایش و سرمایش موضعی، در جوشکاری قطعات در یک فضای محافظ یا مهر و موم شده به مواد شفاف نوری است. لیزرها میتوانند مانند سپرهای هواگیر رلههای مینیاتوری، ضربانسازها، کنتاکتها در میکروالکترونیک و ورقهای فلزی در صنعت خودرو یا هواپیما را جوش دهند.
از رادارهای لیزری زمینی در محیط زیست برای اندازه گیری آلودگی هوا استفاده می شود. آنها همچنین در هواشناسی استفاده می شوند. در این مورد هم بازتاب و هم پراکندگی است که در اندازه گیری ها مورد استفاده قرار می گیرد. با عبور از جو، پالس لیزر توسط مولکول ها و ذرات معلق در هوا پراکنده می شود و باعث پراکندگی Mie، Raleigh یا Raman می شود. بخشی از تشعشعات پراکنده شده به سمت عقب توسط تلسکوپ متمرکز شده و از فیلتری عبور می کند که توسط یک آشکارساز عکس شناسایی می شود. سیگنال دریافتی، که دامنه آن در هر لحظه متناسب با شدت تابش پراکنده است، به عنوان تابعی از زمان ثبت می شود، به همین دلیل می توان فاصله بدنه پراکنده و عرض فیلتر و طیف سنج متصل را به دست آورد و طیف سیگنال دریافتی را تعیین کنید.
لینک این مقاله
🖋مترجم: نرگس رسولی
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
📚مفاهیم فیزیک
🟠جرم گرانشی:
نیوتون، کشف کرد که تمامی اجسام عالم، در حال وارد کردن نیروی جاذبهای به همدیگر هستند. مقدار این نیرو به معکوس مجذور فاصلهی بین اجسام و همچنین به کمیتی که «جرم گرانشی» نامیده میشود، ارتباط دارد.
در واقع، جرم گرانشی، خاصیتی از هر جسم است که میزان نیروی گرانشی که به اجسام اطراف وارد میکند را مشخص میکند. هر چه جرم گرانشی جسمی بیشتر باشد، نیروی گرانشی که به اجسام اطراف وارد میکند بیشتر خواهد بود. این جرم، همانی است که در قانون جهانی گرانش نیوتون آمده است:
🔹️F=G m1 m2 / r^2
حال سوالی که پیش میآید این است که رابطهی بین جرم گرانشی و جرم لختی چیست؟ ظاهراً دو مفهوم مستقل از همدیگر هستند. یکی مقاومت درونی جسم در مقابل تغییر حرکت را نشان میدهد، و دیگری میزان نیروی گرانش وارده به اجسام اطراف را.
اما، آزمایشهای متعددی که تا امروز انجام شده، همه حاکی از این نکته است که این دو جرم با هم برابر هستند. این گزاره، معروف است به «اصل همارزی ضعیف».
هیچ آزمایشی تا کنون، اختلافی برای مقادیر جرم لختی و جرم گرانشی گزارش ندادهاند.
#مفاهیم_فیزیک
#جرم_گرانشی
#لختی
#اصل_هم_ارزی
#قانون_جهانی_گرانش
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#ترجمه_مقاله #لیزر #نور #پرتو #فوتون #امواج #همدوسی
📄ترجمه مقاله
🔴A Brief Introduction to Lasers and Applications: Scientific Approach
🟠مقدمه ای کوتاه بر لیزرها و کاربردها: رویکرد علمی
🟢 قسمت ۹:
زمینه کاربردهای رایانه ای به لیزرهای با اندازه کوچک نیاز دارد، بنابراین به نظر می رسد لیزرهای نیمه هادی یا کم توان He-Ne بهترین باشند. بنابراین چاپگر لیزری، در دستگاهی استفاده میشود که از تابش لیزر برای به دست آوردن تصویری که قرار است چاپ شود، استفاده میکند، یعنی از ضربهای در حال چرخش به کاغذ منتقل میشود. اطلاعاتی که قرار است چاپ شود، از جمله طرح گرافیکی مورد نظر، در رایانه ای که از آن به مدولاتور تابش نوری منتقل می شود، رمزگذاری می شود، که طبق کدها، پرتو لیزر را که به قسمت بازتابی دیسک انحراف برخورد می کند، قطع می کند. هر بخش روی دیسک انحراف پرتو را در سراسر ضربه منحرف می کند که با لایه ای از مواد حساس به نور با خاصیت خاصی پوشانده شده است، یعنی پس از برخورد تابش لیزر به آن، مقاومت الکتریکی آن در نقطه تابش شده چندین مرتبه کاهش می یابد. اگر این لایه قبل از دریافت اطلاعات مربوطه دارای پتانسیل ثابتی باشد، پس از برخورد پرتو لیزر، مطابق با کد، تصویری متشکل از نقاطی که پتانسیل آنها با پتانسیل اصلی متفاوت است، تولید می کند. سپس ماتریس ایجاد شده بر روی ضربه به صورت الکترواستاتیک با یک محیط تونینگ پوشانده می شود که چسبندگی آن به سیلندر توسط پتانسیل هر نقطه مشخص می شود. سپس تصویر به کاغذ منتقل می شود. مزیت این نوع چاپگر کیفیت بالای ضبط، وضوح بالای کاراکترها و سرعت چاپ بالا علم کامپیوتر به تجهیزات استاندارد مراکز کامپیوتری تبدیل شده است. شکل۵ نمایش شماتیک چاپگر لیزری را نشان می دهد.
لیزرها در کاربردهای مختلف نظامی نیز ظاهر می شوند که پرکاربردترین آنها به اصطلاح برد یاب لیزری است، مشابهی با رادار لیزری زمینی که می تواند فاصله هدف را با دقت زیادی اندازه گیری کند و در نتیجه مسیر بهینه موشک و قابلیت اطمینان بالاتری از اصابت را به دست آورد.
برای این منظور، لیزر Nd: YAG بهترین به نظر می رسد. با این حال، نشانگرهای لیزری که در اسلحه ها برای شناسایی هدف در فاصله حداکثر 20 متری استفاده می شوند، بسیار پیچیده تر هستند. در این مورد از لیزرهای دایود کوچک استفاده می شود. از سوی دیگر، برای انهدام موشک های بالستیک قاره پیما، استفاده از لیزر پرقدرت، یعنی از نوع CO2 یا شیمیایی و آینه های قرار داده شده در فضا ضروری است. با توجه به حداقل تلفات مسیر فضای آزاد، پرتو بدون هیچگونه تلفاتی به آینه بعدی که پرتو را متمرکز می کند و آن را به هدف می رساند، منتقل می شود، به عنوان مثال؛
دریک موشک برای رسیدن به بهترین برخورد و اصابت، می توان آینه ها را مطابق با پارامترهای موشک لیزر در یک ایستگاه زمینی یا در یک مسیر قرار داد.
لینک این مقاله
🖋مترجم: نرگس رسولی
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#انقلاب_علمی #الکترومغناطیس #اتر #لورنتس #مکانیک_کلاسیک
🟡 انقلابهای فیزیک (قسمت ۱۶):
🟢 یک ناسازگاری دیگر در فیزیک کلاسیک (تابش جسم سیاه):
در داستان سیر خود در انقلابهای فیزیک، نظریهی نسبیت را از نظر گذراندیم. اما چطور شد که به نظریهی نسبت رسیدیم؟ باید باز گردیم به قسمت ۸- بخش ۱؛ عمیقترین ناسازگاری فیزیک. آنجا بیان کردیم که در اواخر قرن نوزدهم، بیشتر فیزیکدانان معتقد بودند که دیگر علم فیزیک به آخر خط رسیده است و تنها چند مسئلهی حل نشده باقی مانده است. اما اینگونه نبود! نه تنها علم فیزیک به آخر خط نرسیده که تازه قرار است شروعی حیرتآور را شاهد باشد.
یکی از آن مسائل حلنشده منجر به نظریهی نسبیت شد، که در طی چند قسمت گذشته، آن را مرور کردیم. اما مسئلههای حل نشدهی دیگری هم بودند. این مسائل دنیای جدیدی را پیش روی فیزیکدانان باز کردند. دنیای جدیدی که تأثیر به سزایی در بسیاری از ابعاد زندگی بشریت گذاشت. این دنیای جدید فقط مختص فیزیکدانان نبود. فیلسوفان را نیز درگیر خود کرد، ریاضیدانان را همچنین، شیمیدانان را همچنین، بعدها زیستشناسان را، بعدها فناوری را، و این سیر هنوز هم ادامه دارد...
اما باز گردیم به مسئلهی مدنظر! از آزمایشات انجام شده متوجه شده بودیم که تمامی اجسام، در هر دمایی که باشند، از خود تابشی الکترومغناطیسی ساتع میکنند که معروف است به «تابش گرمایی». همچنین، اجسام این تابشهای گرمایی را جذب نیز میکنند. از نتایج آزمایشها فهمیده بودیم که تابش گرمایی ساتع شده از همهی اجسام، در هر دمایی، متفاوت است. اولاً این تابش گرمایی در همهی طول موجها ساتع میشود، ولی بسته به اینکه دمای جسم چند درجه است، ممکن است در طول موجهای متفاوتی، شدت بیشینه را داشته باشد. وین سعی کرد تا رابطهای برای آن بیابد که سرانجام موفق شد و این رابطه امروز معروف است به «قانون جابهجایی وین».
حال سوال دیگر این بود که شدت تابش گرمایی با دمای جسم چه رابطهای دارد؟ در واقع، میتوان سوال جامعتری مطرح کرد و پرسید که چطور میتوان تابش گرمایی را، با استفاده از مدلهای موجود تا آن زمان، توصیف کرد؟ مدلهای مربوط به این مسئله، یکی «ترمودینامیک» بود و دیگری «الکترومغناطیس». استفان و چند سال بعد بولتزمن توانستند پاسخی برای این سوال بیابند. کار ارزشمند بولتزمن این بود که توانست با استفاده از الکترومغناطیس و ترمودینامیک پاسخی برای این سوال بیابد. شدت کل تابش گرمایی، با توان ۴ دمای جسم رابطه مستقیم دارد. ضریب تناسب هم از ضرب یک عدد بین ۰ و ۱ و ثابت بولتزمن به دست میآید. این رابطه امروز معروف است به «قانون استفان-بولتزمن».
💭 این داستان ادامه دارد...
🖋 نویسنده: مهدی فراهانی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#ترجمه_مقاله #لیزر #نور #پرتو #فوتون #امواج #همدوسی
📄ترجمه مقاله
🔴A Brief Introduction to Lasers and Applications: Scientific Approach
🟠مقدمه ای کوتاه بر لیزرها و کاربردها: رویکرد علمی
🟢 قسمت ۱۰:
نتیجه
لیزر دستگاهی است که تابش الکترومغناطیسی را از طریق فرآیند تقویت نوری بر اساس انتشار تحریک شده فوتون ها ساطع می کند. طول موج نور لیزر در مقایسه با سایر منابع نور بسیار خالص است و تمام فوتونهایی که پرتو لیزر را تشکیل میدهند، نسبت فاز ثابتی نسبت به یکدیگر دارند. لیزر منبع نور قدرتمندی است که دارای خواص فوق العاده ای است که در منابع نور معمولی مانند لامپ های تنگستن، لامپ های جیوه ای و غیره یافت نمی شود. ویژگی منحصر به فرد لیزر این است که امواج نور آن فواصل بسیار طولانی را با واگرایی بسیار کم طی می کنند. لیزر مشابه فنری است که پیچ خورده و خمیده شده است، برای رها شدن به یک کلید نیاز دارد، در این فرآیند منظور از کلید این است که فوتون دقیقاً همان طول موج نوری که گسیل می شود را داشته باشد. لیزرها به عنوان یک دستگاه در پزشکی، نجوم، ژئودزی، مترولوژی، شیمی، زیست شناسی، طیف سنجی، هولوگرافی، مهندسی قدرت، در فرآیندهای مختلف در مهندسی، و همچنین در فناوری ارتباطات، اتوماسیون و کنترل از راه دور، در فناوری نظامی،در صنعت، مرمت های هنری و ... استفاده میشوند.
لینک این مقاله
🖋مترجم: نرگس رسولی
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
📄ترجمه مقاله
🔴The universe is expanding faster than it should be
🟠جهان سریعتر از مقدار مورد انتظار منبسط می شود!
🟢 قسمت ۱:
اندازهگیری های اخیر که از تلسکوپ هابل بدست آمده نشان میدهد که جهان سریعتر از مقدار پیشبینی شده توسط مدل های دانشمندان منبسط می شود.
یکی از بزرگترین معماهای ستاره شناسی مدرن این است که بر اساس مشاهدات متعدد از ستارگان و کهکشانها، به نظر میرسد که جهان سریعتر از آنچه مدلهای کیهانی پیشبینی میکنند، از یکدیگر دور میشوند.شواهدی از این معما سالهاست که در حال انباشته شدن بوده و باعث شده است که برخی از محققان آن را بحرانی در آینده در کیهانشناسی بنامند.
اکنون گروهی از محققان با استفاده از تلسکوپ هابل مجموعهای از دادههای عظیم جدید را گرد آوری کرده اند. به نظر میرسد یا حتی بیشتر محتمل است که عنصری بنیادی در کیهان وجود داشته باشد یا عناصر شناخته شده کیهانی، اثر غیر منتظره ای داشته باشند که کیهان شناسان هنوز آن را شناسایی نکرده اند.
آدام ریس، ستاره شناس دانشگاه جانز هاپکینز که رهبری آخرین تلاش برای آزمایش این ناهنجاری را بر عهده داشت، میگوید:« به نظر میرسد که جهان شگفتیهای زیادی را متوجه ما میکند، و این چیز خوبی است، زیرا به ما کمک میکند تا یاد بگیریم».
یکی از این معماها به عنوان تنش هابل شناخته می شود. در سال ۱۹۲۹ ادوین هابل مشاهده کرد که کهکشان هایی که در فاصله دورتری نسبت به ما قرار داشتند، با سرعت بیشتری از ما دور می شدند! این رصد به هموار کردن راه به سمت تصور فعلی ما از جهان که با انفجار بزرگ شروع شد و از آن زمان در حال انبساط است، کمک کرد.
لینک مقاله
🖋مترجم: شقایق اعلایی
#ترجمه_مقاله
#کیهان_شناسی
#انرژی_تاریک
#انبساط_عالم
#مدل_استاندارد_کیهان_شناسی
#ثابت_هابل
#تابش_زمینه_کیهانی
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
📚مفاهیم فیزیک
🟠اینرسی:
اگر جسمی در حال سکون باشد، و نیرویی به آن وارد نشود، در حال سکون باقی میماند. اگر جسمی در حالت حرکت با سرعتی ثابت در خطی مستقیم باشد، و نیرویی به آن وارد نشود، همان حرکت با سرعت ثابت در خطی مستقیم را حفظ خواهد کرد. این بیان قانون اول نیوتون است و نشاندهندهی خاصیتی بین اجسام است که معروف است به «اینرسی» یا «لختی».
تمامی اجسام دارای اینرسی هستند. هیچ جسمی تمایل طبیعی ندارد که سرعت خود را تغییر دهد. اگر بخواهید چنین کاری انجام دهید، باید به جسم نیرو وارد کنید و به نوعی جسم را مجبور کنید به تغییر سرعت.
میزان اینرسی یک جسم را «جرم لختی» آن جسم مشخص میکند. هرچه جرم لختی جسمی بیشتر باشد، آن جسم اینرسی بیشتری دارد.
#مفاهیم_فیزیک
#اینرسی
#لختی
#جرم_لختی
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#انقلاب_علمی #الکترومغناطیس #اتر #لورنتس #مکانیک_کلاسیک
🟡 انقلابهای فیزیک (قسمت ۱۷):
🟢 یک ناسازگاری دیگر در فیزیک کلاسیک (تابش جسم سیاه):
در قانون استفان-بولتزمن، یک ضریبی وجود دارد که میتواند عددی بین ۰ تا ۱ داشته باشد. اگر جسمی بیابیم که این عدد برای آن جسم برابر با ۱ باشد، آن را «جسم سیاه» نامگذاری میکنند. چرا که مانند این است که همهی تابشهای گرمایی فرودی به خودش را جذب میکند. از این پس، برای سادگی، مطالعهی خود را محدود به تابش گرمایی از جسم سیاه میکنیم.
هنوز سوالی مهم وجود دارد. رابطهای بین دمای جسم و شدت کل تابش گرمایی به دست آمد، ولی همانطور که گفتیم تابش گرمایی ساتع شده از جسم، در هر طول موجی وجود دارد. حال سوالی که پیش میآید این است که رابطهی بین شدت ناشی از هر طول موج، برای جسمی در دمایی مشخص چیست؟ ابتدا وین از قانون استفان-بولتزمن استفاده کرد و رابطهای بدست آورد. ولی این رابطه، تنها در طول موجهای کم صادق بود و در طول موجهای زیاد، با تجربه ناسازگار بود. ریلی تلاش دیگری کرد و با استفاده از الکترومغناطیس، به رابطهای متفاوت رسید. اما رابطهی ریلی نیز فقط در طول موجهای بلند صادق بود و در طولموجهای کوتاه با تجربه ناسازگار بود.
از طرفی، هم رابطهی وین و هم رابطهی ریلی به وضوح بیان میکردند که در طولموجهای فرابنفش، شدت تابش گرمایی به بینهایت میل میکند. از طرفی تابش گرمایی ناشی از خورشید که حاوی طولموجهای فرابنفش میباشد، باید حیات را بر روی کرهی زمین نابود میکرد. ولی ما هنوز زندهایم! این واقعه به «فاجعهی فرابنفش» معروف شد. این نقطه از تاریخ، یکی دیگر از شکستهای نظریهی فیزیک کلاسیک بود، که نتوانسته بود تجربه را به درستی توصیف کند.
در واقع، اینجا یکی از شکستهای نظریهی الکترومغناطیس را شاهد هستیم. نظریهای که منجر به نسبیت شد، اکنون خود در باتلاقی دیگر گیر افتاده است. این یعنی، نسبیت قرار نیست توصیفکنندهی تابش گرمایی باشد، و باید به دنبال نظریهی جدیدی باشیم. این نظریه سالهای بعد تدوین شد، ولی اولین بذرهای این نظریه در همین بحثها شکل گرفت. این اولین بذرها، توسط یکی از بزرگترین دانشمندان فیزیک کاشته شد، که به گفتهی خود، تنها ایمانش باعث شد که سالها برای یافتن پاسخ این سوال وقت صرف کند...
💭 این داستان ادامه دارد...
🖋 نویسنده: مهدی فراهانی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
لینک:
https://www.scienceabc.com/pure-sciences/what-is-blackbody-radiation.html
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#دوره #پایتون #برنامه_نویسی
❇️ دوره پیشرفته پایتون:
زبان برنامهنویسی از نیازهای اکثر دانشجویان فیزیک است. در این دوره، تمرکز اصلی بر روی آموزش و کار با کتابخانههایی از پایتون است که بیشترین کاربرد را در پژوهشهای فیزیک دارند.
🟠 شرکت در این دوره به اطلاعاتی مقدماتی از زبان برنامهنویسی پایتون نیاز دارد.
🟡 این دوره مناسب افراد زیر است:
۱. دانشجویان فیزیک
۲. علاقهمندان به برنامهنویسی
🔵 جلسات هر هفته پنجشنبه شب برگزار میگردد.
🧑🏫 مدرس دوره: محمدمهدی ماستری فراهانی (دانشجوی دکتری فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف)
📚 سرفصلها:
۱- آموزش کار با کتابخانه numpy برای محاسبات عددی
۲- آموزش کار با کتابخانه sympy برای محاسبات سمبولیک
۳- آموزش کار با کتابخانه matplotlib برای رسم نمودار
📝 جهت ثبتنام به آیدی زیر، در تلگرام پیام دهید.
@physical_evolution_PubRelat
🔴 مهلت ثبت نام: سه شنبه26 تیر
✅ ثبت نام در این دوره، کاملاً رایگان است!
‼️ اولویت با شرکت کنندگان دوره پایتون مقدماتی و ظرفیت محدود است‼️
🔗 جلسات به صورت آنلاین و در بستر گوگلمیت برگزار خواهد شد.
⚛ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
May 11
حسین کشته دیروز و رهبر امروز است
قیام اوست که پیوسته نهضتآموز است
تمام زندگی او عقیده بود و جهاد
اگر چه مدت جنگ حسین یک روز است…
🥀فرارسیدن عاشورا حسینی بر تمام آزادگان جهان تسلیت باد.
⚛تکامل فیزیکی
@physical_evolution
📄ترجمه مقاله
🔴The universe is expanding faster than it should be
🟠جهان سریعتر از مقدار مورد انتظار منبسط می شود!
🟢 قسمت ۲:
محققان سعی کردهاند نرخ انبساط جهان را به دو روش اصلی اندازهگیری کنند: با اندازهگیری فواصل تا ستارههای مجاور، و با ترسیم یک درخشش ضعیف که قدمت آن به جهان نوزاد میرسد. این رویکردهای دوگانه راهی برای آزمایش درک ما از جهان در بیش از 13 میلیارد سال از تاریخ کیهانی را فراهم می کند. این تحقیق همچنین برخی از اجزای کلیدی کیهانی، مانند «انرژی تاریک» را کشف کرده است، نیروی مرموزی که گمان میرود انبساط شتابدار جهان را هدایت میکند.
اما این دو روش در مورد نرخ انبساط کنونی جهان تا حدود 8 درصد با هم اختلاف دارند. این تفاوت ممکن است زیاد به نظر نرسد، اما اگر این اختلاف واقعی باشد، به این معنی است که جهان اکنون سریعتر از آن چیزی است که حتی انرژی تاریک می تواند توضیح دهد، در حال انبساط است که این به نوعی شکست در بررسی های ما از کیهان دلالت دارد.
یافتههای محققان که در چندین مطالعه ارائه شده است، از انواع خاصی از ستارگان و انفجارهای ستارهای برای اندازهگیری فاصله بین ما و کهکشانهای نزدیک استفاده میکند. این مجموعه داده شامل مشاهدات 42 انفجار ستارهای مختلف است که بیش از دو برابر بزرگترین تحلیل در نوع خود است. طبق کار این تیم، تنش بین تجزیه و تحلیل جدید آنها و نتایج اندازهگیریهای کیهان اولیه به پنج سیگما رسیده است که این، آستانه آماری مورد استفاده در فیزیک ذرات برای تأیید وجود ذرات جدید است.ستاره شناسان دیگر هنوز جایی برای خطاهای احتمالی در داده ها می بینند، به این معنی که هنوز هم ممکن است تنش هابل ساختگی باشد.
لینک مقاله
🖋مترجم: شقایق اعلایی
#ترجمه_مقاله
#کیهان_شناسی
#انرژی_تاریک
#انبساط_عالم
#مدل_استاندارد_کیهان_شناسی
#ثابت_هابل
#تابش_زمینه_کیهانی
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#انقلاب_علمی #الکترومغناطیس #اتر #لورنتس #مکانیک_کلاسیک
🟡 انقلابهای فیزیک (قسمت ۱۸):
🟢 کوانتومهای پلانک (فرضیهی پلانک):
ماکس پلانک، یکی از فیزیکدانان شهیر آلمانی، خود را در مقابل مسئلهی تابش گرمایی میدید که از طرفی تعداد زیادی نظریهی ضد و نقیض برای توصیفش ارائه شده بود و از طرفی هیچکدام از این نظریهها با تجربه سازگار نبود. یافتن پاسخ این سوال، برای او، قریب به ۲۰ سال طول کشید و در تمام این سالها او از خود میپرسید که آیا واقعاً این سوال آنقدر اهمیت دارد که من بخش اصلی عمر علمی خود را صرف پاسخ آن میکنم. او بعدها گفت که تنها ایمانش باعث شد که او در تمام این سالها ادامه بدهد.
ماکس پلانک فرضیهای انقلابی مطرح کرد و در ابتدا بسیار ساده میآید، ولی بلافاصله مسئله را حل میکند. او فرض کرد که جذب و دفع تابش گرمایی، توسط اجسام، به صورت پیوسته نباشد و به صورت گسسته این کار انجام شود. یعنی امواج الکترومغناطیسی، همچنان یک پیوستاری از میدانهای الکترومغناطیسی هستند که در فضا منتشر میشوند، منتها وقتی میخواهند توسط جسمی جذب شوند، یا از جسمی ساتع شوند، به صورت گسسته جذب و دفع شوند. انرژی هر واحد گسستهی این تابشها نیز، رابطهی مستقیم با فرکانس آن تابش دارد و ضریب تناسب این رابطه، بعدها «ثابت پلانک» نامیده شد.
همین فرض به نظر ساده، ناگهان مسئله را حل کرد! رابطهای وین و رابطهی ریلی، با این فرض، به یک رابطهی واحد تبدیل شدند و این رابطهی واحد، سازگاری بسیار خوبی با تجربه داشت. مسئله حل شد، اما به چه قیمتی؟ این فرضیه از کجا میآید؟ ریشهاش چیست؟ آیا میتوان با فیزیک کلاسیک، این فرضیه را توجیه کرد؟
فرضیهی گسستهسازی جذب و دفع امواج الکترومغناطیسی، بعدها «فرضیهی کوانتوم» نام گرفت. کوانتوم، یک واژهی لاتین است، به معنای گسسته. در هیچکجای نظریات کلاسیکی، خبری از کوانتومها نیست. این نشانگر این است که بذر انقلاب جدیدی در فیزیک ریخته شده است و قرار است دنیای جدید خود را به ما بنمایاند. اما داستان هنوز تمام نشده. کوانتومها از جاهای دیگر فیزیک نیز سربرآوردند.
💭 این داستان ادامه دارد...
🖋 نویسنده: مهدی فراهانی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
لینک:
https://www.qmunity.tech/post/max-planck-the-father-of-quantum-mechanics
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
📄ترجمه مقاله
🔴The universe is expanding faster than it should be
🟠جهان سریعتر از مقدار مورد انتظار منبسط می شود!
🟢 قسمت ۳:
تابش کیهانی و نردبان فاصله
تنش هابل از تلاش برای اندازهگیری یا پیشبینی نرخ کنونی انبساط جهان که ثابت هابل نامیده می شود، نشأت می گیرد. با استفاده از آن، ستاره شناسان میتوانند سن کنونی عالم را از زمان بیگ بنگ تخمین بزنند.یکی از راههای بدست آوردن ثابت هابل به تابش پسزمینه کیهانی (CMB) متکی است، درخشش ضعیفی که زمانی که کیهان فقط 380000 سال سن داشت، شکل گرفت. تلسکوپهایی مانند رصدخانه پلانک آژانس فضایی اروپا CMB را اندازهگیری کردهاند و تصویری دقیق از نحوه توزیع ماده و انرژی در کیهان اولیه و همچنین فیزیک حاکم بر آنها ارائه میدهند.
کیهانشناسان با استفاده از مدلی که بسیاری از ویژگیهای جهان را با موفقیت چشمگیر پیشبینی میکند - معروف به مدل ماده تاریک سرد لامبدا - میتوانند از نظر ریاضی، جهان نوزاد را همانطور که در CMB دیده میشود، به جلو ببرند و پیشبینی کنند که ثابت هابل امروزی چقدر باید باشد. این روش پیش بینی می کند که جهان باید با سرعتی در حدود 67.36 کیلومتر در ثانیه در هر مگاپارسک منبسط شود (مگاپارسک برابر با 3.26 میلیون سال نوری است).
لینک مقاله
🖋مترجم: شقایق اعلایی
#ترجمه_مقاله
#کیهان_شناسی
#انرژی_تاریک
#انبساط_عالم
#مدل_استاندارد_کیهان_شناسی
#ثابت_هابل
#تابش_زمینه_کیهانی
⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
#انقلاب_علمی #الکترومغناطیس #اتر #لورنتس #مکانیک_کلاسیک
🟡 انقلابهای فیزیک (قسمت ۱۹):
🟢 فوتونهای انیشتین:
طبق نظریهی الکترومغناطیس، انرژی امواج الکترومغناطیس به شدت این امواج وابسته است. یعنی هرچه شدت بیشتر باشد، طبیعتاً انرژی نیز بیشتر خواهد بود. بنابراین اگر امواج الکترومغناطیسی را به سطح یک فلز بتابانیم، برخورد این امواج با سطح این فلز، باعث میشود که الکترونهای سطحی این فلز کنده شوند. به این پدیده، اثر «فوتوالکتریک» گفته میشود. حال اگر این الکترونهای کنده شده از سطح را در یک میدان الکتریکی شتاب دهیم، تا به قطب دیگری برسند، میتوانیم با اندازهگیری جریان، نرخ تعداد الکترونی که از سطح فلز کنده میشود را اندازهگیری کنیم. طبیعتاً انتظار داریم، هر چه شدت موج الکترومغناطیسی را بیشتر کنیم، تعداد الکترونهای کندهشده از سطح بیشتر شده، جریان بیشتر شود.
اولین بار، این آزمایش توسط هرتز انجام شد. اما نتایج آزمایش بسیار اعجابآور بود، کاملاً برخلاف پیشبینیها. هنگامی که موج الکترومغناطیسی، در ناحیهی فروسرخ به سطح فلز تابانده شد، جریان تقریباً صفر بود. هر چه شدت این موج فروسرخ را نیز افزایش دهیم، باز هم تغییری در جریان ایجاد نمیشود. ولی به محض اینکه، «فرکانس» موج الکترومغناطیسی را تغییر دهیم، ناگهان جهش عجیبی در افزایش جریان مشاهده میشود. مثلاً، موج الکترومغناطیسی در ناحیهی فرابنفش، حتی با شدت بسیار کم، جریان بسیار زیادی ایجاد میکند. هرتز مشاهدات خود را گزارش کرد، ولی این مشاهدات کاملاً با نظریهی الکترومغناطیس در تعارض بود. نکتهی مهمی که در اینجا وجود دارد این است که این مشاهده، سالها قبل از کشف فرضیهی کوانتوم پلانک انجام شد.
بعدها که فرضیهی پلانک مطرح شد، امیدی به توصیف این پدیده با استفاده از کوانتومهای پلانک ایجاد شد. چراکه در فرضیهی پلانک، انرژی امواج الکترومغناطیس نیز به فرکانس موج وابسته بود. چیزی که هرتز در آزمایشهایش مشاهده کرده بود. توصیف پدیدهی فوتوالکتریک را آلبرت انیشتین، یک آلمانی دیگر، بر عهده گرفت. او در سال ۱۹۰۵، فرضیهی پلانک را کمی گسترش داد. او متذکر شد که نه فقط جذب امواج الکترومغناطیسی گسسته است، بلکه ذاتاً این امواج الکترومغناطیسی گسسته هستند. هر واحد موج الکترومغناطیسی، «فوتون» نامیده شد.
انیشتین با استفاده از این فرض، توضیحی بسیار ساده برای پدیدهی فوتوالکتریک ارائه کرد که با مشاهدات کاملاً سازگار بود. او حتی توانست با استفاده از مدل خود، محاسبهای برای ثابت پلانک ارائه کند. این توضیح ساده، ولی در عین حال انقلابی، یکی از مهمترین کارهای علمی انیشتین، در طول عمرش بود. در نهایت در سال ۱۹۲۱، این کار علمیش، یکی از دلایل اصلیای بود که جایزه نوبل فیزیک را دریافت کند. باز هم کوانتومها، خود را در جای دیگری از پدیدههای فیزیکی نشان دادند. اما هنوز بخش اصلی داستان باقی مانده. آجرهای اصلی تشکیلدهندهی ماده در طبیعت، که «اتم» نامیده میشود، آيا رابطهای با این کوانتومها دارد؟
💭 این داستان ادامه دارد...
🖋 نویسنده: مهدی فراهانی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
لینک:
https://be-bright.click/photoelectric-effect-einstein
⚛کانال تکامل فیزیکی.
@physical_evolution