---

لیزر به معناي تقويت نور توسط تشعشع تحريك شده است. به عبارت بسیار ساده، لیزر مجموعه های از پرتوهای هماهنگ هستند که به خاطر هماهنگی این پرتوها، شعاع لیزر قدرت نفوذ بسیار بالایی دارد.

آنچه كه سبب می شود پرتو ليزر از نورهای ديگر متمايز شود در حقيقت ويژگي های منحصر بفرد آن است كه در هيچ منبع نوری ديگر يافت نمی شود. چهار ويژگی عمده ليزر عبارت‌اند از:

1. همدوسی

2. تك رنگی

3. واگرايی كم

4.  موازی بودن پرتو

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد لیزر می توانید صفحه لیزر چیست را ببینید.

امروزه ليزر كاربردهاي بيشماري دارد كه همه زمينه هاي مختلف علمي و فني فيزيك، شمیي ........
ادامه مطلب

الكترونهاي موجود در ذرات نانوي فلزات نجيب بي وقفه با فركانس نور با هم نوسان ميكنند. محققين دانشگاه فناوري چالمرز در سوئد نشان دادند كه اين پديده ميتواند در ساخت سلولهاي خورشيدي بهتر و ارزانتر مورد استفاده قرار گيرد.

ادامه مطلب

 از گروه فیزیک منطقه 5 وتوجه آنها به متصدیان آزمایشگاه منطقه کمال تشکر را داریم

GUT (Grand Unified Theories) و تئوري هاي ابر ريسمان (Superstring) هر دو وجود ذره اي با يك قطب مغناطيسي را پيش بيني مي كنند اما مشكلي كه در اين مدل وجود دارد اولا توليد بار مغناطيسي و ميدان در آنهاست و ثانيا رصد نشدن اين ذرات تا به امروز بوده است.

همچنين تعريف اسپين اين ذرات هم كار مشكلي به نظر مي رسد.

اگر مقدار بار را در معادلات گاس (Gauss) و فارادي (Faraday) كه هركدام از معادلات ماكسول (Maxwell) بهره مي برند مجهول قرار دهيم مقدار آن صفر به نظر خواهد رسيد. خود اين موضوع براي پذيرش سخت است. زيرا ذرات زيراتمي (حتي كوارك ها كه نوترون خنثي را تشكيل مي دهند) داراي بار هستند.

امروزه در نسبيت براي اثبات اينكه نيروي ميادين مغناطيسي از ديگر نيروها متفاوت است از تبديلات لورنتز (Lorentz Transformations) استفاده مي كنيم.

اما براي آشكارسازي اين ذرات بايد تنها از راه نسبيت وارد شويم.

از معدود افرادي كه مي خواست اين كار را كند ديراك بود.

ديراك قصد داشت با معادلات كوانتومي ديدي كاملا نسبيتي از الكترومغناطيس بدست بياورد.

او در سال 1931 نشان داد بدين منظور نمي توان از مكانيك كوانتومي استفاده كرد زيرا اثبات كرد كه حتي اگر تك قطبي مغناطيسي در دنيا وجود داشته باشد بايد داراي بار كوانتيده (Quantized) شود.

براي اين منظور بايد واحدي نيز مي بود. ديراك با نگاهي جديد سعي در شكافت مساله كرد و با انجام اعمال بسيار پيچيده در رياضي و با استفاده از تابع دلتا (تابع ديراك) دريافت كه واحد بار كوانتيده بايد عكس واحد بنيادين بار الكتريكي باشد.

ديراك در تمام اين محاسبات ذره ي فرضي را الكترون در نظر گرفته بود و لازم بود كه فضا-زمان را از يكديگر باز كنيم.

ديراك براي اين كار ريسمان ديراك (Dirac String) را بوجود آورد. رفتار اين ريسمان تقريبا همانند سيم پيچ در اثر آهارونوف – بوم (Aharonov-Bohm Effect) بود.

اثر مذكور تاثير بار بر ميادين مغناطيسي را در غياب ذره در ميدان بررسي مي كند.



به دليل بيان تمام اين مطالب جديد تئوري هاي ديگري كه در راس آنها تئوري شاخص (Gauge Theory) قرار داشت سعي در شناخت ساده تر بار كوانتيده كردند.

در سري تئوري هاي شاخص نيز فرضيه اي كه از همه بيشتر مورد توجه قرار گرفت در مكانيك هيگز (Higgs Mechanism) اين موضوع را بررسي مي كرد و تك قطبي هوفت – پولياكوف (Hooft-Polyakov Monopole) نام داشت. ويژگي قابل توجهي كه اين مدل داشت نقطه اي نبودن بررسي آن بود. به اين معنا كه ديگر ذره ي خاصي مثل الكترون ديراك را مدنظر نداشت.

در واقع اين مدل ديگر محدود به پراكندگي ايده آل لورنتز نبود.

همچنين در مدل ديراك از معادله ي ديراك استفاده شده بود كه ذره را به حركت الكتروني محدود مي كرد.

در معادله ي ديراك الكترون پس از يك چرخش به نقطه ي اول خود مي رسد در صورتيكه مشخص نبود اين ذرات تك قطبي چه نوع اسپيني دارد!

حال گفته بوديم براي بررسي مدل ديراك بايد فضا-زمان را از هم باز كنيم.

توپولوژي (Topology) فضا-زمان در حالت معمول R4 مي باشد. اگر زمان را از آن حذف كنيم تقريبا مسئله هم ارز با هوموتوپي (Homotopy) خواهد شد و توپولوژي آن برابر با كره (S2) خواهد بود.

لازم به ذكر است كه در توپولوژي هوموتوپي دو تابع پيوسته است كه از يك فضاي توپولوژي به فضاي ديگري مي رود.

تئوري شاخص با اين محاسبات نشان مي دهد كه تك قطبي ديراك الزاما نبايد داراي بار كوانتيده باشد.

اگرچه اين تئوري مسائل را در قالب يك گروه واحد (ماتريس واحد n x n) بررسي مي كند كه اين نوع بررسي بايد الزاما جدا از توپولوژي كره باشد. اين بدان معناست كه گروه واحد U(1) در Gauge Theory اصلا مماس بر كره نيست كه توپولوژي برابري با آن داشته باشد و توپولوژي در كل اتصال و به همرسي فضاها در هندسه را بررسي مي كند.

اين خود يك خلا بزرگ بود. زيرا پيش بيني ديراك در مورد بار كوانتيده اصلا درست توجيه نمي شد.

اما در سالهاي بعد و با بدست آوردن مقدار تقريبا صفر براي يك تك قطبي از معادلات گاس و فارادي اين تئوري ارزش خود را دوباره پيدا كرد.

بعد از مدتي تئوري هاي شاخص و كوانتومي سعي كردند كه با يكديگر يك تئوري واحد را بيان كنند و به همين ترتيب GUT بيان شد. اين تئوري ذراتي را به نام ديون (Dyon) معرفي مي كند كه هم زمان هم بار الكتريكي دارند و هم بار مغناطيسي. طبق اين مدل تك قطبي مغناطيسي ذره اي است كه بار الكتريكي صفر و عدد لپتوني يك دارد.

اين بدان معناست كه تك قطبي مغناطيسي مانند الكترون نبايد واپاشي داشته باشد و تجزيه شود.

همچنين اين مدل طبق معادلات فريدمان (Freidmann Equations) بيان مي كند چگالي ذرات تك قطبي در دنياي ما حدودا بايد 1011 برابر چگالي چرخشي (Critical Density) باشد. بنابراين بايد به طور متداول در دنياي ما قابل رصد باشند. (در بين هر 1029 ذره يك تك قطبي بايد ديده شود).

گرچه پيش بيني مي شود اين ذرات ارتباط زيادي با X Bosons و Y Bosons داشته باشند و محدوده ي جرم آنها در آزمايشات 600 (Gev/C2) تا 1017 (Gev/C2) تعيين شده است اما از آنجا كه ايجاد اين نوع از بوزون ها حتي در CERN به دليل جرم زيادشان امكان ناپذير مي باشد هنوز اين ايده در حد يك فرض مانده است.

اما دانشمندان در تلاش هستند كه اين نوع بوزون ها را در توجيه واپاشي پروتون به كار گيرند. اين ايده ها در صورتي ببان شده اند كه در سال هاي اخير در ژاپن توانسته اند نيمه عمر تقريبي پروتون منفرد را 1035 سال پيش بيني كنند كه اين نتيجه عملا ورود اين بوزون ها را به مسئله نقض مي كند.

گرچه تا به حال ذره اي تك قطبي مشاهده نشده است و دقيقا بر همين مبنا مدل هاي كيهان شناسي پيش بيني مي كنند كه اين ذرات بعد از بيگ بنگ تنها بايد تعداد كمي را شامل شوند!

اگر اين مدل را بخواهيم بپذيريم بايد نتيجه ي آزمايشات را به دو نوع بوزون مذكور ربط دهيم كه تك قطبي ها را محدود به اجرام بسيار بالا مي كند!




ادامه مطلب

از همان بدو خلقت اپتیک نقش و تأثیر خودش را در زندگی داشته و از همان اوایل نیز بررسیها و مطالعات در این زمینه شروع و اختراعاتی به ثبت رسیده است، یکی از شاخه‌های اساسی فیزیک در تمام سطوح تحصیلی ، اپتیک می‌باشد. اغلب شما در زندگی روزمره پدیده‌های اپتیکی و وسایل اپتیکی (قطعات نوری) را دیده و بکار گرفته‌اید.
مثلاً کنجکاو هستید بدانید که

عدسیها چی هستند و چگونه کار می‌کنند؟

آینه‌ها چگونه می‌تواند نور خورشید را متمرکز کند؟

یک جسم چرا رنگی دیده می‌شود؟

رنگین کمان چگونه تشکیل می‌شود؟

سرخی آسمان از چیست؟ و هزاران پدیده دیگر ... .
علم اپتیک (Optic)

برخیها دنبال این هستند که چرایی این پدیده‌ها را پیدا کنند، اما برخیها دنبال ابزارهایی هستند که این پدیده‌ها را مشاهده کنند. علم جدید پیشنهاد می‌کند که هر دو گروه بایستی خودش را به معادله عدسی نازک ، قوانین اسنل ، چگونگی ردیابی پرتو و ... مجهز نماید. یک فرد کنجکاو وفتی پدیده اپتیکی را می‌بیند سریعاً دنبال طراحی دستگاههای اپتیکی می‌رود.

اما باید بدانیم که بدون مجهز شدن به علم اپتیک نمی‌توانیم سیستمی اپتیکی بسازیم. پیشنهاد می‌کنیم که وقایع تجربی اپتیک را مشاهده کنیم و با ملاحظات نظری اپتیک مقدماتی آنها را بیان نماییم، سپس با ارائه ایده خود دنبال وسایل اپتیکی و ساخت آنها و یا چگونگی کار کردشان باشیم.
سیر تحولی اپتیک کلاسیک و مدرن

اپتیک از دیدگاههای مختلف بررسی شده ، بنابه لحاظ رشد تاریخی و پیشرفت علم ما آنها را در زیر لیست می‌کنیم. چون شروع اپتیک با مشاهده مستقیم بود، اولین آن اپتیک هندسی که اکثر پدیده‌های نوری را نیز در خود دارد. بیشتر سعی و تلاش دانشمندان اولیه بررسی و مطالعه اپتیک هندسی و توجیه پدیده‌های اپتیکی با این روش بود که پیشرفتها و اختراعات ارزنده‌ای را به دنبال داشت.

با کشف برخی پدیده‌های اپتیکی که اپتیک هندسی قادر به توضیح آنها نبود، با کشف ماهیت موجی نور دانشمندان اپتیک موجی را دنبال کردند. باید بپذیریم که با این رشد سریع علم و ظهور مکانیک کوانتومی و الکترودینامیک تمام پدیده‌های اپتیکی با نمایشهای قبلی قابل بررسی نخواهند بود که بالاخره اپتیک کوانتومی به توسط دانشمندان عصر جدید پایه گذاری شد.

هرکدام از نمایشهای اپتیکی اخیر قابل بررسی هستند و نتایج خوبی را ارائه می‌دهند و هر کدام پدیده‌های خاصی را توضیح می‌دهند و از این لحاظ این دیدگاه‌ها مکمل هم بوده و یکی از آنها کمبودهای دیگران را جبران می‌کند. در تمام نمایشهای اخیر اپتیک سرعت نور در خلا یا هوا یکسان است و مقدار عددی آن 300000 کیلو متر بر ثانیه می‌باشد.
تقسیمات اپتیک

ادامه مطلب

چرا خورشید می‌گیرد؟

وقتی که ماه بین زمین و خورشید قرار بگیرد، طوری که سایه آن روی زمین بیافتد، از دید ساکنان آن بخشی از زمین که در سایه ماه قرار دارند خورشید گرفتگی روی می‌دهد. برای خواندن اطلاعات بیشتر درباره خورشید گرفتگی (کسوف) و انواع خورشیدگرفتگی‌ها این مقاله را ببینید.

کسوف نهم فروردین در ایران چگونه است؟

در سرتاسر ایران کسوف جزئی دیده می‌شود، یعنی از دید ساکنان ایران ماه فقط بخشی از سطح خورشید را می‌پوشاند. هرچه به شمال غرب ایران نزدیک‌تر باشید، کسوف جزئی با درصد بالاتری را خواهید دید. در کسوف‌های جزئی هوا تاریک نمی‌شود و تغییر محسوسی در روشنایی روز به وجود نمی‌آید. برای اطلاعات بیشتر درمورد این خورشید گرفتگی و زمان وقوع آن برای شهرهای مختلف ایران این مقاله را ببینید.

در تهران کسوف از ساعت ۱۴:۴۲ آغاز و تا ساعت ۱۷:۰۱ ادامه می‌یابد. به لحظه آغاز کسوف جزئی تماس اول (نخستین تماس لبه ماه با لبه خورشید) و به لحظه پایان خورشیدگرفتگی جزئی تماس آخر می‌گوییم. قدر گرفت در تهران حدود %۷۰ است، هرچه قدر گرفت بیشتر باشد، بخش بیشتری از قرص خورشید پوشیده می‌شود. بیشترین قدر گرفتگی در ایران در مرز استان آذربایجان غربی، حدود ۹۹ درصد است.

ادامه مطلب