نیروی جانب مرکز یا گریز از مرکز شاید شما هم با اصطلاح نیروی جانب مرکز و گریز از مرکز برخورد کرده باشیددر این پست سعی میکنم تعریفی از این دو اصطلاح فیزیکی ارائه دهم. واقعیت این است که قوانین نیوتن در دستگاه مرجع لخت برقرارندیعنی ناظر باید حرکت را نسبت به دستگاه مختصاتی بررسی کندکه که شتاب ندارد.در غیر این صورت برای برقرار شدن قوانین نیوتن نیاز به نیروهای داریم که ظاهرا وجود خارجی ندارند. فرض میکنیم ماشینی در حال دور زدن یک میدان است وشخی هم در داخل ماشین و در وسط صندلی عقب نشسته است.حال حرکت این شخص را در دو دستگاه مختلف مورد بررسی قرار میدهیم. از دید ناظری که کنار میدان ساکن ایستاده است هنگامی که ماشین دور میزند نیروی اصطکاک ایستایی از پهلو فقط به لاستیکها ودر نتیجه بدنه ی ماشین وارد میشود پس ماشین شروع به تغییرجهت میکنددر حالی که شخص داخل ماشین طبق قانون اول نیوتن تمایل دارد تا به صورت مسقیم به حرکت خود ادامه دهد پس خود به خود به بدنه ی ماشین نزدیک میشود.تا اینجا همان قانون لختی بود اما به محض اینکه شخص به بدنه برخورد میکند نیروی بدنه شخص را نیز وادار به حرکت در مسیر دایرهای میکند.به این نیرو اصطلاحا نیروی جانب مرکز گفته میشودچون به سمت مرکز میدان به شخص وارد میشود.این نیرو در طول مسیر در راستای شعاع شخص را وادار به دور زدن میدان میکند. در این تصویر مشاهده میشود که شخص فقط به مسیر مستقیم خود ادامه داده است اما ظاهرا در جهت فلش نارنجی به سمت بدنه ماشین حرکت کرده است از دید شخصی که داخل ماشین است از دید شخصی که داخل ماشین است قضیه کاملا متفاوت است زیرا این شخص در داخل ماشینیست که دارای شتاب است پس این شخص در یک چارچوب غیر لخت قرار دارد.از دید این ناظر بدن شروع به حرکت به سمت بیرون میدان ومخالف مرکز میکندزیرا احساس میکند هنگام دور زدن ماشین بدنش توسط نیرویی عجیب در سمت مخالف مرکز کشیده میشود پس از دید این ناظر نیرویی گریز از مرکز به بدنش وارد میشود.حتی هنگامی که به بدنه ماشین تکیه میدهد باز هم این گریز از مرکز وجود دارد. جانب مرکز و گریز از از مرکز در حقیقت یک واقعیت هستند اما از دید دو ناظر مختلف. از دید ناظری که ساکن است تنها اتفاقی که رخ داده است قانون اول نیوتن است یعنی ماشین در اثر اصطکاک چرخیده است اما شخص تمایل دارد حالت اولیه خود یعنی حرکت مستقیم را ادامه دهد بنابراین ظاهرا شخص به سمت بدنه میرود در حالی که بدنه ماشین است که به شخص نزدیک شده است. از دید ناظر همراه ماشین همین پدیده طور دیگری احساس میشود زیرا او مشاهده میکند که شروع به حرکت به سمت بیرون پیچ میکند یعنی از مرکز پیچ گریزان است پس این ناظر اصطلاح گریز از مرکز را به کار میبرد.
تاریخ ارسال پست: جمعه 1 اسفند 1398 ساعت: 4:0

گر شما علاقه‌مندید که بدانید معنی اختلاف پتانسیل الکتریکی چیست، این مقاله برایتان جذاب خواهد بود. این مفهوم یکی از بنیادی‌ترین مفاهیمی است که دانستن آن الزامی است. این مقاله را بخوانید تا تصویری از این مفهوم کلیدی از علم الکتریسیته در ذهن داشته باشید. *** مقدماتی‌ترین مفهوم در علوم الکتریکی "اختلاف پتانسیل الکتریکی" است. اگر شما این مفهوم ساده را درک کنید، درک اکثر پیش رفتهای مدرن و کار بردهای عملی این علم، برایتان آسان‌تر می‌شوند. چون این مفهوم علت ایجاد کننده الکتریسیته یا جریانهایی است که هر وسیله‌ی الکتریکی را هدایت می‌کنند. تشریح اختلاف پتانسیل شما باید در درسهای مقدماتی فیزیک آموخته باشید که دو نوع بار وجود دارد: بار مثبت و بار منفی. بارهای همانند هم دیگر را دفع و بارهای غیر همانند هم دیگر را جذب می‌کنند. آنها این نیروی جاذبه و یا دافعه را در یک میدان الکتریکی به کار می‌گیرند که بار را محاصره می‌کند. هر باری که در مجاورت بار دیگر قرار می‌گیرد، یک نیروی جاذبه و یا دافعه‌ای را تجربه می‌کند. بیاید یک بار مثبت آزمایشی را در یک میدان الکتریکی قرار دهیم. یک نیروی جاذبه توسط مرکز میدان الکتریکی، روی آن اعمال می‌شود. به همین دلیل، حرکت دادن این بار به دور از مرکز میدان الکتریکی نیازمند انجام کار است، درست مثل کاری که باید انجام شود تا هر چیزی در مقابل نیروی گرانشی زمین بالا رود. با تغییر مکان بار، کار انجام می‌شود، که این انرژی پتانسیل الکتریکی بار را افزایش می‌دهد. هر چه مقدار بار بیشتر باشد، کار بیشتری برای انتقال بار لازم است. بنا بر این، با حرکت بار از مرکز میدان، انرژی پتانسیل الکتریکی بار افزایش می‌یابد. پتانسیل، انرژی لازم برای انتقال یک واحد بار الکتریکی به یک نقطه خاص در یک میدان الکتریکی است. بنا بر این، هر قسمت روی میدان الکتریکی دارای یک پتانسیل الکتریکی متفاوت است، که تابعی از فاصله‌اش تا منبع بار میدان است. تعریف اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه، به سادگی انرژی لازم برای انتقال یک واحد بار بین این دو نقطه است که به وسیله ولت اندازه‌ گیری می‌شود. یک ولت به عنوان یک ژول در هر کولن تعریف می‌شود. تغییری که در انرژی پتانسیلی که به خاطر انتقال یک واحد بار از یک نقطه به نقطه دیگر رخ می‌دهد، هم می‌تواند تعریفی برای این مفهوم باشد. جریان‌های الکتریکی، از یک نقطه با پتانسیل الکتریکی بالا به نقطه‌‌ای با پتانسیل الکتریکی پایین، جریان پیدا می‌کنند. این درست مثل رفتار آبی است که همیشه به دنبال سطح خود می‌گردد. جریانها بین دو نقطه جاری می‌شوند که دارای یک اختلاف در پتانسیل الکتریکی باشند، تا این نا برابری را به تعادل بکشند. با جاری شدن جریان بین دو نقطه، هر باری انرژی‌ای به دست می‌آورد که برابر با اختلاف پتانسیل بین آنها است. دو قطب هر باتری دارای یک اختلاف پتانسیل ما بین خود هستند، که در واحد ولت اندازه‌ گیری می‌شود. وقتی شما هر مداری را بین دو قطب باتری متصل می‌کنید، بار به منظور برابر ساختن عدم تعادل بار، از قطبی به قطب دیگر جاری می‌شود، و تا مساوی شدن اختلاف بین آنها ادامه می‌یابد. نحوه محاسبه اختلاف پتانسیل الکتریکی محاسبه آن با قانون اُهم انجام می‌شود. این قانون می‌گوید که ولتاژ بین دو نقطهِ‌ی یک رسانا، مادامی که خصوصیات فیزیکی‌اش ثابت باقی بماند، با جریان در حال عبور از آن رابطه مستقیم دارد. این قانون به شکل این معادله بیان می‌شود: V=IR جایی که V، اختلاف پتانسیل، I جریان عبوری و R عامل تناسب دائم است، که به نام مقاومت شناخته می‌شود. بنا بر این، با دانستن مقاومت و جریان در حال عبور یک رسانا، محاسبه اختلاف پتانسیل ممکن خواهد بود. دستگاه‌هایی به نام ولت ‌سنج وجود دارند، که می‌توان از آنها برای اندازه‌ گیری اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه استفاده کرد. آنها ولتاژ را با تعیین جریان عبوری از آن رسانا، اندازه‌ گیری می‌کنند. این ویژگی جریان الکتریکی به وجود آمده توسط پتانسیل الکتریکی است که انقلاب تکنولوژی مدرن را تقویت می‌کند و جلو می‌برد.
تاریخ ارسال پست: پنج شنبه 30 بهمن 1398 ساعت: 2:36

مقدمه افرادی که بیشتر با وسایل برقی کار می‌‌کنند، در هنگام کار از وسایلی استفاده می‌‌کنند که برق آنها را نگیرد. به عنوان مثال ، کفشهای مخصوص پوشیده و مشغول کار می‌‌شوند. یعنی از آنجا که بدن انسان رسانا است، لذا برای اینکه فاز مثبت جریان برق از طریق بدن انسان به زمین منتقل نشده و با فاز منفی آن ترکیب نشود، (چون در این صورت برق گرفتگی اتفاق می‌‌افتد) باید از کفشهای مخصوص استفاده کنند. یا دسته فازمتر ماده عایق است و لذا می‌‌توان با استفاده از آن به راحتی برای تشخیص وجود یا عدم وجود جریان برق استفاده نمود. در کلیه این موارد باید اطلاع داشته باشیم که چه اجسامی ‌قابلیت انتقال جریان الکتریسیته را دارند و چه موادی فاقد این قابلیت هستند. اصطلاحا اجسام دسته اول را رسانا و اجسام دسته دوم را عایق یا نارسانا می‌‌گویند. دلیل رسانایی برای پی بردن به دلیل رسانش می‌‌توان ساختمان مواد رسانا را مورد توجه قرار داد. از جمله مواد رسانای بسیار معروف فلزات هستند. ویژگی عمده فلزات از نظر خصوصیت الکتریکی این است که این مواد دارای الکترونهای آزاد هستند. این الکترونها را اصطلاحا حاملین بار می‌‌گویند. هنگامی ‌که اتمهای منزوی برای تشکیل جسم جامد فلزی با هم ترکیب می‌‌شوند، الکترونهای لایه خارجی اتم ، مقید به اتمهای منفرد باقی نمی‌‌مانند، بلکه آزادانه در سرتاسر حجم جسم جامد حرکت می‌‌کنند. زمانی که در جسمی ‌جابجایی بار صورت می‌‌گیرد، می‌‌گویند از جسم جریان الکتریکی می‌‌گذرد. بنابراین اگر فلزی را در مسیر جریان الکتریکی قرار دهیم، این جریان توسط الکترونهای آزاد منتقل می‌‌شود و لذا خاصیت رسانایی بیشتر متوجه حاملین بار و سرعت آنهاست. البته غیر از فلزات رساناهای دیگری نیز وجود دارند. از این جمله می‌‌توان به محلولهای آبی نمکها و اسیدها و بسیاری از اجسام رسانای دیگر اشاره کرد. اهمیت اجسام رسانا در زندگی امروزی اجسام رسانا نقش بسیار اساسی ایفا می‌‌کنند. به عنوان نمونه ، می‌‌توان به سیمهای انتقال اشاره کرد که به این وسیله جریان برق تولید شده در نیروگاه‌ها به شهرها و مناطق مسکونی منتقل می‌‌شود. البته اهمیت مواد رسانا تنها به این مورد خاص که اشاره شد، محدود نمی‌‌شود. اگر وسایل برقی خانگی را مورد توجه قرار دهیم و به مواد مختلف رسانا که در ساختمان آن بکار رفته است، توجه کنیم، اهمیت این مواد بیشتر واضح خواهد بود. فرق بارز اجسام رسانا و عایق شیشه جز موادی است که الکتریسیته را هدایت نمی‌‌کنند، اما این امر دلیل بر این نیست که بارهای الکتریکی اصلا نمی‌‌تواند از شیشه و یا هر ماده عایق دیگری عبور کنند، بلکه بار الکتریکی از مواد عایق نیز عبور می‌‌کنند، اما باری که می‌‌تواند از اجسام نارسانا در مدت زمان معینی عبور کند (با مساوی بودن شرایط) بسیار کمتر از باری است که از رسانایی با همان شکل و اندازه عبور می‌‌کند. بنابراین وقتی که گفته می‌‌شود جسمی ‌نارسانا است، این فقط به معنی این است که در این مورد می‌‌توان از بارهایی که می‌‌توانند از آن بگذرند، صرفنظر کرد.
تاریخ ارسال پست: سه شنبه 28 بهمن 1398 ساعت: 1:41

چند نمونه از کاربردهای قانون گاوس توزیع بار با تقارن کروی کره‌ای را در نظر بگیرید که بار الکتریکی با چگالی حجمی ‌ρ در آن توزیع شده است و ما می‌‌خواهیم میدان الکتریکی حاصل از این توزیع بار را در فاصله شعاعی بزرگتر از شعاع کره و نیز در داخل کره محاسبه کنیم. برای محاسبه میدان در فاصله r بزرگتر از شعاع کره (R) ، یک سطح کروی به شعاع r حول کره باردار در نظر می‌‌گیریم. اگر قانون گاوس را برای این کره فرضی اعمال کنیم، میدان الکتریکی به راحتی محاسبه می‌‌شود. نکته قابل توجه این است که برای محاسبه میدان در فاصله شعاعی r ^' که کوچکتر از شعاع کره است، باید توجه داشته باشیم که در قانون گاوس چگالی مربوط به بار داخل این کره فرضی را قرار دهیم، نه چگالی بار کل کره را. اگر می‌‌خواستیم در این مورد از قانون کولن استفاده کنیم، به محاسبات پیچیده ریاضی نیاز پیدا می‌کردیم. میدان الکتریکی خط بار یک خط بار نامتناهی با چگالی خطی بار λ را در نظر بگیرید. اگر بخواهیم میدان حاصل از این خط بار را در فاصله عمودی y از این خط بار محاسبه کنیم، یک استوانه با شعاع y و به طول بینهایت در نظر می‌‌گیریم، بطوری که خط بار مفروض بر محور استوانه منطبق شود. حال با حل یک انتگرال ساده ، میدان الکتریکی به راحتی محاسبه می‌‌گردد. بنابراین با توجه به دو مورد فوق ملاحظه می‌‌گردد که استفاده از قانون گاوس چقدر به حل مسائل کمک می‌‌کند. در صورتی که در کلیه این موارد استفاده از قانون کولن کار بسیار پرزحمتی است. نکته قابل توجه این است که انتخاب چارچوب مرجع در تمام این موارد بسیار مهم است. به عنوان مثال ، بهتر است برای محاسبه میدان کره باردار از سیستم مختصات کروی استفاده کنیم، همانطوری که در مورد خط بار استفاده از سیستم مختصات استوانه‌ای کار بهتری است. کاربرد قانون کولن کاربرد نیروهای الکتریکی بین اجسام باردار نیروهای الکتریکی موجود بین اجسام باردار در صنعت کاربردهای زیادی دارند، که از آن جمله می‌توان به رنگ افشانی الکتروستاتیکی ، گردنشانی ، دود گیری ، مرکب پاشی چاپگرها و فتوکپی اشاره کرد. به عنوان مثال در یک دستگاه فتوکپی دانه‌های حامل ماشین با ذرات گرد سیاه رنگی که تونر نام دارد، پوشیده می‌شوند. این ذرات بوسیله نیروهای الکتروستاتیکی به دانه حامل می‌چسبند. ذرات با بار منفی تونر ، سرانجام از دانه‌های حاملشان جدا می‌شوند. جذب این ذرات توسط تصویر با بار مثبت متن مورد نسخه برداری ، که بر روی یک غلتک چرخان قرار دارد، صورت می‌گیرد. آنگاه ورقه کاغذ باردار ذرات تونر را روی غلتک جذب می‌کند و بعد از پخته شدن و نشستن ذرات بر روی کاغذ ، کپی مورد نظر به دست می‌آید. قانون کولون در اواخر قرن هیجدهم علوم تجربی به درجه‌ای از رشد و پیشرفت رسیده بود که بتوان مشاهدات دقیقی درباره نیروهای میان بارهای الکتریکی به عمل آورد. نتایج این مشاهدات را که در آن زمان فوق‌العاده مجادله‌آمیز بودند، نمی‌توان به این صورت بیان نمود. دو نوع و فقط دو نوع بار الکتریکی وجود دارد که ما اینها را به نام بارهای الکتریکی مثبت و منفی می‌شناسیم. همچنین دو بار نقطه‌ای نیروهایی بر یکدیگر اعمال می‌کنند که بزرگی این نیروها با مربع فاصله بین دو بار نسبت عکس و با حاصل‌ضرب اندازه بارها نسبت مستقیم دارد. این نیرو برای بارهای همنام دافعه و در مورد بارهای غیرهمنام جاذبه است (نیروی کولن). آنچه گفته شد به افتخار شارل آرگوستن کولن(Chorles Augustim Coulumb) که از پیشروان الکتریسیته در قرن هیجدهم بود، به نام قانون کولن معروف است. ترازوی پیچشی کولن کولن دستگاهی ساخت که به وسیله آن می‌توانست نیرویی را که دو ذره باردار بر یکدیگر وارد می‌کنند، اندازه بگیرد. در ترازوی کولن میله‌ای دمبل مانند قرار دارد که به دو انتهای آن کره‌های کوچکی متصل شده است. این دمبل بوسیله یک رشته که از وسط دمبل می‌گذرد، آویخته شده است. هر گاه کره باردار دیگری را به یکی از کره‌های دمبل که قبلا باردار شده است، نزدیک کنیم، بر اساس قانون کولن با توجه به نوع بارها ، این دو یکدیگر را جذب یا دفع می‌کنند، بنابراین در اثر این نیرو دمبل خواهد چرخید و رشته تاب می‌خورد. با اندازه گیری زاویه انحراف دمبل می‌توان نیروی میان دو بار الکتریکی را سنجید. کاوندیش بعدها با الهام از ترازوی پیچشی کولن وسیله‌ای ساخت که برای اندازه گیری نیروی جاذبه گرانش بکار می‌رود (ترازوی کاوندیش). به این ترتیب قانون کولن به صورت تجربی مورد تائید واقع شد. البته لازم به ذکر است که باور ما در مورد قانون کولن ، از نظر کمی مبتنی بر تجربه‌های کولن نیست. دقت اندازه گیریهای ترازوی پیچشی کولن به زحمت از چند درصد تجاوز می‌کند. به عنوان مثال ، چنین اندازه گیریهایی نمی‌تواند ما را متقاعد سازد که در رابطه قانون کولن توان فاصله بارها از یکدیگر دقیق برابر 2 است. گستره عمل قانون کولن قانون کولن در مورد بارهای نقطه‌ای بکار می‌رود. از لحاظ ماکروسکوپی بار نقطه‌ای باری است که ابعاد فضایی آن در مقایسه با هر طول دیگری در مسئله مورد نظر بسیار کوچک است. قانون کولن در مورد برهمکنش های ذرات بنیادی، مانند پروتونها و الکترونها نیز صادق است. در مورد دفع الکترواستاتیکی میان هسته‌ها در فواصل بیشتر از نیز این قانون صدق می‌کند، اما در فواصل کمتر نیروهای پر قدرت و کوتاه‌برد هسته ای عمل می‌کنند.
تاریخ ارسال پست: یک شنبه 26 بهمن 1398 ساعت: 13:21

ماهیت ذر‌ه‌ای اسحاق نیوتن (Isaac Newton) در کتاب خود در رساله‌ای درباره نور نوشت پرتوهای نور ذرات کوچکی هستند که از یک جسم نورانی نشر می‌شوند. احتمالاً اسحاق نیوتن نور را به این دلیل بصورت ذره در نظر گرفت که در محیطهای همگن به نظر می‌رسد در امتداد خط مستقیم منتشر می‌شوند که این امر را قانون می‌نامند و یکی از مثالهای خوب برای توضیح آن بوجود آمدن سایه است. ماهیت موجی همزمان با نیوتن، کریسیتان هویگنس (Christiaan Huygens) (1695-1629) طرفدار توضیح دیگری بود که در آن حرکت نور به صورت موجی است و از چشمه‌های نوری به تمام جهات پخش می‌شود به خاطر داشته باشید که هویگنس با بکار بردن امواج اصلی و موجکهای ثانوی قوانین بازتاب و شکست را تشریح کرد. حقایق دیگری که با تصور موجی بودن نور توجیه می‌شوند پدیده‌های تداخلی هستند مانند به وجود آمدن فریزهای روشن و تاریک در اثر بازتاب نور از لایه‌های نازک و یا پراش نور در اطراف مانع. ماهیت الکترومغناطیس بیشتر به خاطر نبوغ جیمز کلارک ماکسول (James Clerk Maxwell) (1879-1831) است که ما امروزه می‌دانیم نور نوعی انرژی الکترومغناطیسی است که معمولاً به عنوان امواج الکترومغناطیسی توصیف می‌شود. گسترده کامل امواج الکترومغناطیسی شامل: موج رادیویی ، تابش فرو سرخ ، نور مرئی از قرمز تا بنفش ، تابش فرابنفش ، اشعه ایکس و اشعه گاما می‌باشد. ماهیت کوانتومی نور طبق نظریه مکانیک کوانتومی نور، که در دو دهه اول قرن بیستم بوسیله پلانک و آلبرت انیشتین و بور برای اولین بار پیشنهاد شد، انرژی الکترومغناطیسی کوانتیده است، یعنی جذب یا نشر انرژی میدان الکترومغناطیسی به مقادیر گسسته‌ای به نام "فوتون" انجام می‌گیرد. نظریه مکملی نظریه جدید نور شامل اصولی از تعاریف نیوتون و هویگنس است. بنابراین گفته می‌شود که نور خاصیت دو گانه‌ای دارد، برخی از پدیده‌ها مثل تداخل و پراش خاصیت موجی آنرا نشان می‌دهد و برخی دیگر مانند پدیده فوتوالکتریک ، پدیده کامپتون و ... با خاصیت ذره‌ای نور قابل توضیح هستند. تعریف واقعی نور چیست؟ تعریف دقیقی برای نور نداریم، جسم شناخته شده یا مدل مشخص که شبیه آن باشد وجود ندارد. ولی لازم نیست فهم هر چیز بر شباهت مبتنی باشد. نظریه الکترومغناطیسی و نظریه کوانتومی باهم ایجاد یک نظریه نامتناقض و بدون ابهام می‌کنند که تمام پدیده‌های نوری را می‌کنند. نظریه ماکسول درباره انتشار نور و بحث می‌کند در حالی که نظریه کوانتومی برهمکنش نور و ماده یا جذب و نشر آن را شرح می‌دهد ازآمیختن این دو نظریه ، نظریه جامعی که کوانتوم الکترودینامیک نام دارد، شکل می‌گیرد. چون نظریه‌های الکترومغناطیسی و کوانتومی علاوه بر پدیده‌های مربوط به تابش بسیاری از پدیده‌های دیگر را نیز تشریح می‌کنند منصفانه می‌توان فرض کرد که مشاهدات تجربی امروز را لااقل در قالب ریاضی جوابگو است. طبیعت نور کاملا شناخته شده است، اما باز هم این پرسش هست که واقعیت نور چیست؟ گسترده طول موجی نور نور گستره طول موجی وسیعی دارد چون با نور مرئی کار می‌کنیم اغلب تصاویر و محاسبات در این ناحیه از گستره الکترومغناطیسی انجام می‌گیرد اما روشهای مورد بحث می‌تواند در تمام ناحیه الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار گیرند. ناحیه نور مرئی بر حسب طول موج از حدود 400 نانومتر (آبی) تا 700 نانومتر (قرمز) گسترده است که در وسط آن طول موج 555 نانومتر (نور زرد) که چشم انسان بیشترین حساسیت را نسبت به آن دارد یک ناحیه پیوسته که ناحیه مرئی را در بر می‌گیرد و تا فرو سرخ دور گسترش می‌یابد. خواص نور و نحوه تولید سرعت نور در محیطهای مختلف متفاوت است که بیشترین آن در خلاء و یا بطور تقریبی در هوا است، در داخل ماده به پارامترهای متفاوتی بر حسب حالت و خواص الکترومغناطیسی ماده وابسته است. بوسیله کاواک جسم سیاه می‌توان تمام ناحیه طول موجی نور را تولید نمود. در طبیعت در طول موجهای مختلف مشاهده شده اما مشهورترین آن نور سفید است که یک نور مرکبی از سایر طول موجها می‌باشد. تک طول موجها آنرا بوسیله لامپهای تخلیه الکتریکی که معرف طیفهای اتمی موادی هستند که داخلشان تعبیه شده می‌توان تولید کرد.
تاریخ ارسال پست: جمعه 24 بهمن 1398 ساعت: 18:25

ماهیت منشور نوری که از شیشه منشور می‌گذرد، به لحاظ بستگی ضریب شکست به طول موج و یا پاشندگی مواد ، به رنگهای تشکیل دهنده آن تجزیه می‌شود (تجزیه نور سفید). مثلا نور سفید به طیف وسیع هفت رنگ خود تجزیه می‌گردد. بنابراین در بحث منشورها از پاشندگی نور می‌گذریم و منشورهایی را بررسی می‌کنیم که پاشنده نیستند، یعنی ضریب شکست آنها بستگی طول موجی ندارد، منشورهایی که می‌توان از آنها در آرایش سطوح بازتابنده چندگانه استفاده کرد. مزیت منشور بر مجموعه چند آینه این است که منشورها پس از تعبیه شدن در سیستم ، سمتگیری طراحی شده را حفظ می‌کنند و نیازی به تنظیم در دستگاه نهایی را ندارند. به غیر از اینکه خود منشور به عنوان یک مجموعه کل تنظیم شده باشد. ساختار کلی از آنجا که کلیه منشورها جهت بازتابیدگی به لایه‌های مواد فلزی و دی الکتریکها در سطح خود لازم ندارند، برعکس ، آینه‌ها وقتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، کارآیی آنها تقریبا بدون اتلاف تابش است. و تنها اتلاف ناشی از ناخالصی و ناهمواریهای سطح منشور و بازتابشهای فرنل مربوط می‌شود که ناچیزند. آنچه مهم است تنظیم دائمی سطوح بازتابنده و بازتابش داخلی کلی است، استفاده از این منشورها در بیشتر دستگاههای نوری توصیه می‌شود. دو مانع عمده در کاربرد منشورها وجود دارد آنها هم هزینه و وزن آنهاست; اگر مساحت سطح مقطع ورودی و خروجی یک منشور خیلی بیشتر از 5 سانتیمتر مربع باشد، وزن آن قابل ملاحضه خواهد بود. همچنین هزینه ساخت و تولید یک تکه شیشه کلفت و صیقل دادن آن و تعبیه دقیق آن در جای مناسب قابل توجه خواهد بود، لذا در ابعاد سطح مقطعی بزرگتر از 5 سانتیمتر مربع استفاده از آینه‌ها امتیاز بیشتری دارد و یا اینکه با تقریبی از منشورهای پلاستیکی شفاف استفاده می‌کنند. در حالت کلی منشورهای باز تابش داخلی کلی و آینه‌های تخت به لحاظ کاربرد در سیستمهای مختلف با ملاحظه تمام پارامترهای طراحی دستگاه ، مکمل هم هستند. باید بخاطر بسپاریم که در دستگاههای نوری کل یک منشور ظاهر نمی‌شود بلکه بعد از تنظیم منشور آن قسمتی از منشور که عمل می‌کند و در مسیر پرتوی ردیابی شده قرار می‌گیرد را نگه می‌داریم و سایر قسمتهای اضافی را جهت کاهش وزن و حجم می‌بریم و از دستگاه نوری خارج می‌کنیم. انواع منشورها و کاربردهای آنها منشور قائم الزاویه سطح مقطع این منشور ساده و از یک مثلث (درجه45 - 90 - 45) ساخته شده است. نوری که از یک وجه کوچک آن وارد می‌شود در وتر آن بازتابیده می‌شود و از وجه کوچک دیگر خارج می‌گردد، به شرطی که ضریب شکست منشور بزرگتر از مقدار 1.414 باشد یعنی (n1 > 1.414) که نور باز تابش داخلی کلی خواهد کرد که این هم یک مزیت دیگر منشور بر آینه‌هاست. منشور پنج وجهی منشور پنج وجهی یک منشور انحراف ثابت است، بدین معنی که پرتوی ورودی را 90 منحرف می‌کند، بخاطر همین ویژگی به چنین منشوری گونیای اپتیکی می‌گویند. در تنظیم و طراحی سیستمهایی که دارای مسیرهای متقاطع پرتویی به اندازه 90 هستند، بسیار سودمند واقع می‌شوند. به سبب زاویه تابش کوچک نخستین بازتابش داخلی ، بازتابش داخلی کلی در اینجا صورت نمی‌گیرد. بنابراین سطوح بازتابنده یک منشور پنج وجهی باید با فیلمهای (پوششهای) بازتابنده پوشش یابند. منشور پورو این منشورها از ترکیب دو منشور راست گوشه بدست می‌آیند و در پیکر بندیهای انحراف ثابت 180 درجه مورد استفاده قرار می‌گیرند، در حالیکه هر دو منشور تولید معکوس می‌کنند، ترکیب آنها تولید وارونی می‌کند. این دو منشور ، مسیر یک سیستم اپتیکی را تا می‌کنند (سیستم را در ادامه فرآیند از مسیر نور خارج می‌کنند) و همچنین یک تصویر را به اندازه نصف طول وتر در هر دو جهت افقی و عمودی جابجا می‌کنند. از منشور پورو می‌توان برای کاهش طول یک تلسکوپ کپلری استفاده کرد و همزمان با آن یک وارونی دیگر که برای راست کردن تصویر وارون تلسکوپ ضرورت دارد، بدست آورد. به همین دلیل ، در بسیاری از دوربینها و سایر دستگاههای دو چشمی ، از این منشور استفاده می‌شود. منشور دوه نوری که به موازات قاعده یک منشور وارد آن می‌شود در درجه اول به قاعده منشور شکسته می‌شود، در آنجا بازتابش داخلی کلی می‌یابد. سپس در وجه مقابل می‌شکند تا دوباره به نوری موازی با قاعده تبدیل شود، از آنجا که قسمت رأس منشور اثری بر پرتوهای بازتابیده از سطح قاعده ندارد، معمولا حذف می‌شود (برش داده می‌شود). آنچه باقی می‌ماند یک منشور دوه نامیده می‌شود. پیمایش پرتوهای نور در یک منشور دوه معادل عبور آنها از یک تیغه شیشه‌ای است. بنابراین در زاویه تابش غیر عمودی پاشیدگی روی نخواهد داد. اگر هم باشد داخلی است و در سطح دوم جمع می‌شود. یکی از سودمندترین خواص منشور دوه آن است که چرخش منشور حول محوری به موازات جهت انتشار نور در بیرون منشور ، منجر به چرخش تصویر معکوس به اندازه دو برابر زاویه چرخش منشور می‌شود. تعداد ترکیبهای منشوری دیگر خیلی زیاد هست و برخی از آنها برای دستگاه نوری خاصی طراحی شده است. محاسبه ضریب شکست منشورها ضریب شکست شیشه منشور به توسط رابطه زیر داده می‌شود: n = sin(A - Dm)/2 / sin(A + Dm)/2 که در آن A زاویه رأس منشور بوده و Dm زاویه کمترین انحراف منشور است. زاویه کمترین انحراف منشور آنچنان زاویه‌ای است که با کوچکترین انحراف از آن زاویه ، منشور از حالت تنظیم خود خارج می‌شود و طیف منشور حذف می‌شود. به عبارتی در چنین زاویه‌ای ، منشور در آستانه تشکیل طیف نور تابشی است.
تاریخ ارسال پست: پنج شنبه 23 بهمن 1398 ساعت: 18:35

آینه‌ها (Mirorrs) مقدمه بدون شک همه ما هر روز با آینه سر و کار داریم و از آن استفاده می‌کنیم. اما آیا تا کنون از خود پرسیده‌ایم که آینه چگونه بوجود آمده است؟! چگونه به تکامل رسیده است؟! و چه نقشی را در زندگی و دنیای پیشرفته امروزی بازی می‌کند؟! احتمال اینکه اولین آینه ، آبگیرها بوده باشند بسیار قوی است و در واقع واژه "آبگینه" یا "آب گونه" شاید از چنین خاستگاهی بوجود آمده باشد. تاریخچه کاوشهای باستان شناسان مبین این نکته جالب است که آینه‌های شخصی و ساده بیش از 50 قرن قدمت دارند و در دورانهای گذشته از ارزشی اغراق آمیز برخوردار بوده‌اند. زمانی در آسیای صغیر آینه را از جنس برنز و مس مفرغ می‌ساختند و آن را صیقل داده و با دسته‌های پر نقش و نگار عرضه می‌کردند و به تدریج آینه‌های فولادی به علت قابلیت صیقل یافتن بیشتر و شفافیت بیشتر ، نسبت به برنز و مس و مفرغ ، جایگزین آینه‌های قدیمی‌تر شدند، تا اینکه تحول اساسی در صنعت تولید آینه بوجود آمد. در قرن 12 میلادی کاربرد شیشه در تولید آینه کشف شد و اولین آینه‌های شیشه‌ای که با ورقه‌هایی پوشیده از سرب به بازار عرضه می‌شدند بوجود آمدند. مدتی بعد ماهیت سمی بودن سرب آشکار گردید و به همین دلیل استفاده از مخلوط جیوه و قلع بجای سرب آغاز شد. این تغییر و تحولات باعث شدند که ونیز که در آن زمان محل تولید اینگونه آینه‌ها بود به یک قطب اقتصادی تبدیل شود. با وجود این ، اختراع و تولید آینه را نباید جزو نیازهای اولیه و تنها در حد یک ابزار شخصی تصور کنیم، امروزه کاربردهای علمی آینه‌ها بسیار بیشتر از کاربردهای اولیه و ظاهری آنها هستند. داشنمندان از مدتها قبل خواص آینه‌های تخت و کوژ و کاو (محدب و مقعر) را می‌شناختند و حتی با استفاده از آنها برای متمرکز کردن نور آفتاب وسایلی را برای به آتش کشیدن اجسام اختراع کرده بودند. حتی در این مورد افسانه‌ای وجود دارد که می‌گویند ارشمیدس دانشمند معروف قرن سوم قبل از میلاد بوسیله شبکه‌ای از اینگونه آینه‌ها ، کشتیهای بادبانی مهاجمان رومی را به آتش می‌کشیده است، تا اینکه فرمانروای روم سرانجام در شب موفق به تسخیر شهر "سیراکوز" می‌گردد. تصویر در آینه‌ها آینه‌ها سطوح بازتابنده هستند که تصویر جسم نورانی قرار گرفته در جلوی خودشان را نشان می‌دهند، بسته به فاصله جسم از آینه مشخصات تصویر (مکان - وارونگی - برگردان جانبی - بزرگی) ممکن است متفاوت باشد. این وسیله نوری از دیر باز در زندگی بشر نقش عمده‌ای داشته و استفاده‌های فراوانی از آن به عمل آمده است. در طبیعت شکل گیری تصویر در آب یا در شیشه‌های پنجره و یا سطوح بازتابان فلزی و پدیده‌هایی از این قبیل به وفور وجود دارند. بر حسب نوع کاربرد و چگونگی شکل گیری تصویر و مشخصات آن به دو دسته عمده تقسیم شده‌اند: آینه‌های تخت آینه‌هایی هستند که در منازل وجود دارد و از جسم نورانی تصویری مستقیم و مجازی و برگردان تشکیل می‌دهند، طوری که سمت راست جسم برای تصویر سمت چپ به حساب می‌آید و برعکس که در اکثر سیستمهای نوری ساده کاربرد فراوان دارند. در کارهای عادی و مصارف عمومی از این آینه استفاده می‌شود. به لحاظ هزینه پایین و تولید راحت و انبوه سازی و سادگی مکانیزم توسعه فراوانی دارد. در منازل ، باشگاهها و مغازه‌ها و دکوراسیون در آینه کاری و معماری و در بتینه کاری و تزئینات ساختمان کاربرد فراوان دارند. از قدیم الایام به صورتهای طبیعی یافت می‌شدند، که با پیشرفت علم و صنعت با کیفیتهای بالاتر نیز به بازار عرضه شد که حتی در برخی سیستمهای اپتیکی نیز بکار گرفته‌اند. موارد استفاده آینه‌های تخت امروزه بهره وری این آینه‌ها را بالا برده‌اند و آینه‌هایی با ضریب بازتابش بسیار بالایی هم ساخته‌اند. در سیستمهای نوری و برخی دستگاههای حساس نوری از جمله لیزرها از این آینه‌ها استفاده می‌شود، آینه‌های شیشه‌ای نیم بازتابان نیز از این نوعند. انواع آینه‌های تخت آینه‌های شیشه‌ای: که بر حسب نوع کیفیت و صیقل بودن شیشه و مواد اندود کننده دارای کیفیت متفاوتی می‌باشند. آینه‌های فلزی: آینه‌های فلزی را بیشتر از نوع تخت می‌سازند و در دندانپزشکی و قطعات ریز اپتیکی کاربرد دارند. آینه‌های لایه گذاری شده: آینه‌ای با چند لایه اندود جهت بالا بردن ضریب بازتابش و اصلاح آینه‌ها شیشه‌ای و جلوگیری کامل از شبح نوری ساخته شده‌اند. آینه‌های کروی این آینه‌ها به دو دسته عمده آینه‌های محدب و آینه‌های مقعر تقسیم می‌شوند. این آینه‌ها از لحاظ همگرایی و واگرایی پرتوهای نوری و شکل گیری تصویر و بزرگنمایی و وارونگی و سایر مشخصات تصویر کاربردهای ویژه‌ای در سیستمهای نوری دارند. آینه شلجمی در چراغهای اتومبیلها و برخی سیستمهای موازی ساز نورها بکار می‌روند، که شکلی شبیه آینه‌های کروی اما متفاوت از آنها دارند. آینه‌های توان بالا نوعی آینه‌های چند لایه‌ای هستند که در سیستمهای بازتاب کامل نور و نیز در سیستمهای لیزری و برخی طیف سنجها و محاسبات دقیق و حساس نوری کاربرد دارند. تقسیمات آینه‌ها آینه‌ها را بر حسب جنس مواد سازنده و نحوه کارشان به چند دسته عمده بصورت زیر نیز تقسیم بندی می‌کنند که اسامی آنها گویای چگونگی ساخت آنها نیز می‌باشد. آینه‌های شیشه‌ای این آینه‌ها از جنس شیشه بوده که پشت آن به توسط مواد باز تابنده اندود شده است و به لحاظ هزینه پایین و مکانیزم ساده کاربرد وسیعی دارند، معمولا سطوح این آینه‌ها به توسط جیوه (Hg) و نقره (Ag) و آلومینیوم (Al) اندود می‌شود. البته یک لایه رنگ هم روی فلز زده می‌شود که از آن محافظت نماید. آینه‌های فلزی یک نوع آینه‌های فلزی همان آینه‌ای شیشه‌ای اندود فلزی شده هستند، نوع دوم که بیشتر مد نظر ماست جهت جلوگیری از شبح نوری که از تداخل دو بازتاب لایه خارجی و داخلی آینه ایجاد می‌شود و وضوح تصویر را پایین می‌آورد. آینه‌های تک لایه‌ای فلزی هستند، که فلزات با سطوح صیقل یافته ساخته می‌شود که مشهورترینشان آینه آلومینیومی یا آینه استیل و ... که توان بازتابی خوبی دارند و در دستگاههای اپتیکی هم جواب خوبی می‌دهند. آینه‌های مایع یک آینه دیگر با سمت گیری بسیار ویژه ، آینه‌ای است که از سطح یک مایع تشکیل می‌یابد. برای مثال ، از یک تشت پر از جیوه و یک باریکه لیزر برای تعیین امتداد قائم یک محل استفاده می‌شود و به منزله یک شاقول اپتیکی دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای همین مقصود ، می‌توان حتی از مایعاتی که قدرت بازتابی کمتری دارند ولی سمی نیستند، استفاده کرد. کاربردها برای اولین بار "اسحق نیوتن" داشنمند معروف انگلیسی و کاشف قانون جاذبه ، از آینه‌ها در ساخت تلسکوپ جدید که خود اختراع کرده بود بهره جست و به این ترتیب نسل جدید از این گونه تلسکوپها را بوجود آورد. از آن زمان ، یعنی از سال 1671م تا کنون آینه‌های بسیار شفافتر و بزرگتر و در نتیجه تلسکوپهای بسیار عظیمتر و دقیقتری توسط دانشمندان گوناگون بوجود آمده‌اند. تلسکوپهایی که برای ساخت آنها هزینه‌های بسیار گزافی صرف شده است. برای نمونه ، آینه تلسکوپ عظیم رصدخانه کوه پالومار در کالیفرنیا 5 متر و 8 میلیمتر قطر و حدود 20 تن وزن دارد! چنین آینه‌هایی با دقت و شفافیت بسیار بالایی که دارند می‌توانند نگاه انسانهای کنجکاو و جستجو گران فضا را تا اعماق فضا گسترش دهند. البته باید اقرار کرد در واقع بدون وجود اینگونه آینه‌ها نگاه انسان کنونی از سطح زمین فراتر نمی‌رفت. بنابراین یکی از نتایج اختراع و تکامل آینه‌ها ، گسترش نگاه انسان از کیهان و برملا شدن بسیاری از رازهای پیدایش هستی را در بر داشته است. علاوه بر این ، در بسیاری از تکنیکهای پیچیده هواپیمایی و سیستمهای رادار ، انواع میکروسکوپها و ابزار آلات پزشکی و بسیاری از ابزارهای پیشرفته کنونی ، انواع گوناگون آینه‌ها ، نقشی بسیار اساسی را به عهده دارند. بنابراین انسان بدون آینه ، هرگز صاحب علوم امروزی و تکنولوژی امروزی نمی‌شد و بسیاری از رازهای دنیای علم و طبیعت و کهکشانها برای انسان ناشناخته باقی می‌ماند. اما ، این مسأله‌ای نبود که بتوان به کمک تلسکوپهای زمینی به آن دست افت و در حقیقت از اینجا بود که پروژه‌های پر خرجی آغاز شد.
تاریخ ارسال پست: پنج شنبه 23 بهمن 1398 ساعت: 18:18

هر فرد بزرگ یا کوچک، درس خوانده یا بیسواد ، شاغل یا بیکار خواه ناخواه با فیزیک زندگی می کند. عمل دیدن و شنیدن ، عکس العمل در برابراتفاقات ، حفظ تعادل در راه رفتن و… نمونه هایی از امور عادی ولی در عین حال وابسته به فیزیک می باشند. پدیده های جالب طبیعی نظیر رنگین کمان ، سراب ، رعد و برق ، گرفتگی ماه و خورشید و… همه با فیزیک توجیه می شوند. برنامه های رادیو ، تلویزیون ، ماهواره ، اینترنت ، تلفن و… با کمک فیزیک مخابره می شوند. با این نمونه های ساده ، می توان تصور کرد که اگر فیزیک نبود و اگر روزی قوانین فیزیک بر جهان حاکم نباشند، زندگی و ارتباطات مردم شدیدا دچار مشکل می شود. فیزیک به تمامی سوالات ما پاسخگوست و راه پاسخگویی اش از اجزا ریز مثل بارهای الکتریکی تا موضوعات بزرگ جهان اطراف ما مثل کهکشان ها محدودیت ندارد. بهتر است بگوییم برای شناخت و حفظ زندگی و چگونگی پیشرفت در علم کافیست، روی دکمه فیزیک، اشاره کنیم. پس از گالیله، فیزیکدانان بسیاری در پیشرفت علم فیزیک فعالیت کرده اند و اکتشافات و نتایج خوبی به دست آورده‌اند که در ارتقاء زندگی بشری بسیار با اهمیت بوده است. این اکتشافات همراه با کاربردهایشان زندگی مدرن امروزی را، پدید آورده است.با نگاهی به فیزیک می توانیم درهای آینده را زودتر از موعد بگشاییم و همواره پله ترقی را زودتر از آنچه باید طی کنیم. اگر علم را به دو قسمت علوم انسانی و علوم تجربی تقسیم کنیم فیزیک شاه کلیدی است برای وارد شدن به دنیای علوم تجربی .حتی گاهی روغن کاری در ها را نیز انجام می دهد تا باز شدنشان با مشکل مواجه نشود در نهایت فیزیک زیر ساخت شروع هاست .فیزیک برعکس آنچه هست ،در ذهن همه مطرح شده است . دانش آموزان و دانشجویان ،درس فیزیک را یک درس خشک و نامفهوم با یک معلم خشک وسخت گیر تصور می کنند و به همین دلیل بسیاری از آنها حتی سراغ رشته‌های مرتبط با فیزیک هم نمی‌روند در این مقاله می‌خواهم اندکی از کاربردهای فیزیک در زندگی روزمره را یادآور شوم ،بلکه ترغیبی برای دانش آموزان ودانشجویان گردد.فیزیک توضیحی است برای دنیای اطراف ما ،برای راحتی و آسایش درون خانه‌هایمان به واسطه وسایلی چون :خنک کننده‌ها ،گرماسازها ،سیم‌های تلفن وبرق،لوازم صوتی و تصویری ،مایکروویو و صدها وسیله دیگر. فیزیک به تمامی سوالات ما پاسخگوست و راه پاسخگویی‌اش از اجزا ریز مثل، بارهای الکتریکی تا موضوعات بزرگ جهان اطراف ما مثل کهکشان ها محدودیت ندارد. فیزیک و سایر علوم ۱)فیزیک، دینامیک و ساختار درونی اتم ها را توصیف می کند. و از آنجا که همه مواد شامل اتم هستند، پس هر علمی که در ارتباط با ماده باشد، با فیزیک نیز مرتبط خواهد بود. علومی نظیر: شیمی ، زیست شناسی ، زمین شناسی ، پزشکی ،دندانپزشکی ، داروسازی ، دامپزشکی ، فیزیولوژی ، رادیولوژی ، مهندسی مکانیک ، برق ، الکترونیک ، مهندسی معدن ، معماری ، کشاورزی و … . ۲) فیزیک درصنعت ، معدن ، دریانوردی ، هوانوردی و… نیزکاربرد فراوان دارد.اینکه ابزار کار هر شغلی و هر علمی مبتنی براستفاده ازقوانین و مواد فیزیکی است، نقش اساسی فیزیک درسایر علوم و رشته ها را نمایان می کند. علاوه برآن استفاده روزافزون از اشعه لیزر در جراحی ها و دندانپزشکی، رادیوگرافی با اشعه ایکس در رادیولوژی ، جوشکاری صنعتی و… نمونه هایی از کاربردهای بیشمار فیزیک در علوم دیگرمی باشند. ۳) در کامپیوتر با وجود علم فیزیک توانسته‌ایم ارتباط سریع با چند نفر از نقاط مختلف کره‌ی زمین داشته باشیم همچنین به کمک آن نرم افزارهایی ساخته شده تا محاسبات پیچیده را آسان نماید و سخت افزار هایی برای جایگزینی ماشین به جای انسان ساخته شده است. ۴)در علم پزشکی برای تشخیص و درمان بیماری نیاز به دستگا ه‌های پیشرفته‌ایست که در ساخت این دستگاه ها از مباحث مختلف علم فیزیک استفاده شده است .(مثل امواج الکترو مغناطیسی ،امواج صوتی ، اشعه ایکس، اشعه لیزر و…) ۵) در چشم پزشکی با استفاده از قوانین عدسی‌ها، نمره عینک تجویز وعینک مورد نظر ساخته می شود. ۶)در کار درمانی با استفاده از نیروها و جهت آنها و فشار و مرکز ثقل به بیماران ناتوان یا کم توان جسمی کمک می‌شود. ۷)در شنوایی سنجی از طریق دریافت امواج صوتی توسط بیمار میزان شنوایی اندازه‌گیری می شود و با همین ترتیب سمعک مناسب تجویز می شود. ۸)درعلم تغذیه ، متخصصین این امر با استفاده از انرژی حاصل از مصرف مواد غذایی و انرژی حاصل از سوخت ،رژیم غذایی صحیح را توصیه می کنند. ۹)در ورزش با استفاده ازعلم فیزیک متوجه می شویم چه حرکتی به چه عضوی از بدن فشار می‌آورد و موجب آسیب دیدگی می‌شود و با استفاده از زاویه پرتاب و برد حرکت در رشته‌هایی مثل فوتبال،بسکتبال،تنیس و…می توان امتیاز گرفت.همچنین با استفاده صحیح از نیرو و تعادل و گرانیگاه قهرمانی در وزنه برداری حاصل می‌شود. ۱۰)در مهندسی عمران فیزک کمک می کند، به گونه‌ای در، پنجره ودیوار ساخته شود تا اتلاف انرژی به حداقل برسد.همچنین کار ساخت وساز را فشار، نیرو و دینامیک آسان نموده است و تنظیم سیستم گرمایشی با استفاده از قوانین ترمودینامیک است . ۱۱)در آشپزی نیز فیزیک به کمک خانم‌های خانه‌دار می آید تا با استفاده از فشار زیاد زودپز غذایشان زود بپزد و با استفاده از اشعه مادون قرمز ماکروویو جنبش مولکولی مواد بالا رود و پخت سریع صورت گیرد و با استفاده از دمای تقریباً ثابت آرام پز غذا جا بیفتد. همچنین با استفاده از واحدهای مناسب اندازه گیری و حرارت مناسب غذاهای خوشمزه و کیک های متنوع پخته می‌شود. در مورد رشته‌هایی مثل ،مهندسی برق، مهندسی مکانیک ،نجوم ،هواشناسی ،زلزله شناسی و…جای بحث نیست چون از رشته های مرتبط با فیزیک هستند . دانشمندان همواره در رشته‌های متعدد استفاده زیادی ازعلم فیزیک به شکل مستقیم در پروژه‌های خود دارند و البته احترام خاصی به آن قایلند ،همان‌گونه که به طور مختصر از جایگاه علم فیزیک گفته شد، بیشتر وسایل تکنولوژیکی و تکنیک استفاده از آنها و در کل ،پیشرفت صنعت مرهون پیشرفت‌های علم فیزیک است و این دانشجویان فیزیک هستند که می توانند با شناخت صحیح از علم فیزک و علاقه‌مندی به این رشته‌ی صد در صد کاربردی در پیشرفت و اکتشافات جدید زندگی بشر سهیم بوده وا رتقاء بخش این دانش لایتناهی باشند. برخی از قوانین فیزیک چنان در زندگی نقش کلیدی دارند که شگفتی‌آفرین است. از جمله از این قوانین می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:قانون کنش و واکنش برای هر عملی ، عکس‌العملی است متناسب با آن و در خلاف جهت آن. پاسخ هر عملی که صورت می‌گیرد از طریق عکس‌العملی داده می‌شود. مثلا طرب و شادی افراد عکس‌العملی است که در برابر موسیقی از خود نشان می‌دهد. این شادی متناسب با تاثیر موسیقی بر این شخص هست. نقش فیزیک در تشخیص بیماری ها پزشکان برای تشخیص بیماری ها از انواع وسایل ساده مانند دماسنج و فشارسنج، گوشی طبی(استتوسکوپ) تا دستگاه های بسیار پیچیده مانند میکروسکوپ الکترونی، لیزر و هولوگراف که همه براساس قانون های فیزیک طراحی و ساخته شده استفاده می کنند. در این قسمت به ساختمان و طرز کار برخی از آنها می پردازیم. الف)رادیوگرافی و رادیوسکوپی رادیوگرافی عکسبرداری از بدن با پرتوهای ایکس و رادیوسکوپی مشاهده مستقیم بدن با آن پرتوها است. در عکاسی معمولی از نوری که از چیزها بازتابش می شود و بر فیلم عکاسی اثر می کند استفاده می شوند در صورتی که در رادیوگرافی پرتوهایی را که از بدن می گذرند به کار می برند. پرتوهای ایکس را نخستین بار در سال ۱۸۹۵میلادی، ویلهلم کنراد رنتیگن استاد فیزیک دانشگاه ورتسبورگ آلمان کشف کرد. این کشف بسیار شگفت انگیز بود و خبر آن با سرعت در روزنامه های جهان منتشر شد. جالب است که رنتیگن بر روی پرتوهای کاتدی کار می کرد و به طور اتفاقی متوجه شد که وقتی این پرتوها، که همان الکترون های سریع هستند به مواد سخت و فلزات سنگین برخورد می کنند پرتوهای ناشناخته ای تولید می شود او این پرتوها را پرتو ایکس به معنی مجهول نامید. پرتوهای ایکس قدرت نفوذ و عبور بسیار زیاد دارند. به آسانی از کاغذ، مقوا، چوب، گوشت و حتی فلزهای سبک مانند آلومینیوم می گذرند، لیکن فلزهای سنگین مانند سرب مانع عبور آنها می شود. اشعه ایکس از استخوان های بدن که از مواد سنگین تشکیل شده اند عبور نمی کنند در صورتی که از گوشت بدن به آسانی می گذرند. همین خاصیت سبب شده که آن را برای عکسبرداری از استخوان های بدن به کار برند و محل شکستگی استخوان ها را مشخص کنند. برای عکسبرداری از روده و معده هم از پرتوهای ایکس استفاده می شود لیکن برای این کار ابتدا به شخص مایعاتی مانند سولفات باریم می خورانند تا پوشش کدری اطراف روده و معده را بپوشاند و سپس رادیوگرافی صورت می دهند. کشف پرتوهای ایکس که به وسیله رنتیگن عملی شد سرآغاز فعالیت های دانشمندانی مانند تامسون، بور، رادرفورد، ماری کوری، پیرکوری، بارکلا و بسیاری دیگر شد به طوری که نه فقط چگونگی تولید، تابش و اثرهای پرتو ایکس و گاما و نور شناخته شد بلکه خود اشعه ایکس یکی از ابزارهای شناخت درون ماده شد و انسان را با جهان بی نهایت کوچک ها آشنا کرد و انرژی عظیم اتمی را در اختیار بشر قرار داد. پرتوهای ایکس در پزشکی و بهداشت برای پیشگیری، تشخیص و درمان به کار می رود به طوری که در فناوری های مربوطه یکی از ابزارهای اساسی است. ب)سونوگرافی سونوگرافی عکسبرداری با امواج فراصوت است. فراصوت امواج مکانیکی مانند صوت ۲ است که بسامد آن بیش از ۲۰ هزار هرتز است. این امواج را می توان با استفاده از نوسانگر پتروالکتریک یا نوسانگر مغناطیسی تولید کرد. ج)کاربرد فیزیک در ورزش فوتبالیستی را در نظر بگیرید که هنگام ضربه زدن به توپ فقط از عضلات دو قلوی پای خود استفاده می کند. این فوتبالیست هنگام ضربه زدن به توپ از دو عضله استفاده میکند و اگر قدرت وارد کردن انرژی این دو عضله را ۱۰۰نیوتن در نظر بگریم توپ او با سرعت مثلا۴۰ کیلومتر در ساعت حرکت خواهد کرد.حالافوتبالیست دیگری را در نظر بگیرید که هنگام ضربه زده علاوه بر استفاده از عضلات ساق پای خود،از عضلات ران نیز استفاده می کند. این شخص علاوه براینکه عضلات بیشتری استفاده می کند نیروی بیشتری را برروی توپ وارد می کند (۲۰۰نیوتن)در نتیجه سرعت توپ او با ۶۰یا ۸۰کیلومتر در ساعت حرکت خواهد کرد .ودر نهیت شوت او برای دروازبان حریف مشکل ساز خواهد بود می بینید که استفاده بسیار ساده وپیش پا افتاده ای از علم فیزیک در مثال بالا یک فوتبالیست را از نظر قدرت شلیک توپ به حد بالایی می رساند .پس می توان نتیجه گرفت که علم در ورزش بی تاثیر نیست.برای توجه بیشت مثال زیر را در نظر بگیرید:اسکی بازی را در نظر بگیرید که در حدود۶۰کیلو گرم وزن داشته و در مسابقه اسکی مارپیچ المپیک شرکت کرده است ،قانون نیروی ثقل و وزن که در فیزیک به صورت تئوری در کتاب ها مطرح شده است این شخص را بر اثر نیروی کشش زمین ونیروی گرانش وطبق فرمول زیر نیروی خاصی را بر او وارد می کند.واو را از کوه به سمت پایین می کشد ونیرویی که هر دو جرم را به سمت یکیذیگر می کشاند نیروی گرانش نام دارد ونیز ربایش زمین را بر یک جسم ،وزن ان جسم یا نیروی گرانش می گویند فیزیک و آینده با این روند رو به رشدی که علم فیزیک در کنار سایر علوم دارد، می توان امیدوار بود که در آینده به چراها و چگونگی های عالم طبیعت پاسخ داده شود و این دنیای فیزیک سکوی پرتاب به عالم متا فیزیک باشد. در آینده شاید فیزیک بتواند … - رسیدن به سرعت نور و فراتر از آن را مقدور سازد. - مثالهای عجیب نسبیت را عملی کند. - معمای مثلث برمودا را حل کند. - واقعیت یوفوها (بشقاب پرنده ها) را مشخص کند. - به راز وجود یا عدم وجود هوش فرا زمینی واقف شود و… فیزیک،‌ علم شناختن قانون‌های عمومی وکلی حاکم بر رفتار ماده و انرژی است. کوشش‌های پیگیر فیزیکدانان در این راهسبب کشف بسیاری از قانون‌های اساسی، بیان نظریه‌ها و آشنایی با بعضیپدیده‌های طبیعی شده است. هر چند این موفقیت‌ها در برابر حجم ناشناخته‌ها،‌اندک است، ولی تلاش همه جانبه و پرشتاب دانشمندان، امید بسیار آفریده کهانسان می‌تواند رازهای هستی را در‌یابد. انسان در یکی دوقرن اخیر، با بهره‌گیری از روش‌ علمی و ابزارهای دقیق توانسته است در هر یک از شاخه‌های علم، به ویژه فیزیک دنیای روشن و ‌شناخته شده خود را وسعت بخشد. در این مدت با دنیای بی‌نهایت کوچک آشنا شده، به درون اتم راه یافته‌، انواع نیروهای بنیادی طبیعت را شناخته،‌ الکترون و ویژگی‌های آن را دریافته و طیف گسترده امواج الکترومغناطیسی را کشف کرده است. فیزیک که تا اواخر قرن نوزدهم مباحث مکانیک، گرما، نور، صوت، الکتریسیته را شامل می‌شد، اکنون در اوایل قرن بیست‌و یکم در اشتراک با سایر علوم( مانند شیمی، زیست‌شناسی و …) روز‌به‌روز گسترده‌تر و عمیق‌تر شده و بیش از ۳۰ موضوع و مبحث مهم را دربرگرفته است . فناوری فناوری، چگونگی استفاده از علم، ‌ابزار، راه و روش برای انجام دادن کارها و برآوردن نیازهاست. به عبارت دیگر فناوری، به کارگیری آگاهی‌های انسان برای تغییر در محیط به منظور رفع نیازهاست. بنابراین، اگر علم را فرایند شناخت طبیعت تعریف کنیم، ‌فناوری، ‌فرایند انجام دادن کارها خواهد بود. در گذشته گرچه انسان به برخی از قانون‌های طبیعی دست یافته بود، ولی علم و عمل کمتر اثر متقابل در یکدیگر داشتند. دانشمندان راه خود را می‌پیمودند و صنعت‌گران و ابزارکاران به راه خود می‌رفتند تا آن که عصر جدید آغاز شد و تمدنی به وجود آمد که همه چیز را در راه مصالح زندگی انسان و توانایی او به کار گرفت. در سال ۱۶۶۲ میلادی ” جامعه سلطنتی لندن ” تاسیس شد و هدف خود را ارتقای علوم مربوط به امور و پدیده‌های طبیعی و هنرهای مفید از طریق آزمایش و تجربه به نفع “ابنای بشر” انتخاب کرد، چهار سال بعد فرهنگستان برای هر چه بیشتر به ثمر رساندن تحقیقات علمی در زندگی انسان، کوشیدند و از این بابت حقوق دولتی دریافت می‌کردند. در سال ۱۸۵۳ موزه علوم لندن با نام ” هیئت معتمدین دایره علم وهنر و موزه ملی علم و صنعت ” گشایش یافت. اما نزدیک‌تر شدن علم و صنعت سبب شد که در سال ۱۸۸۲ بخش‌های گوناگون این مؤسسه درهم ادغام شود و سازمان جدیدی با نام “دایره علوم کاربردی وفناوری” تأسیس شود. نقش فیزیک در فناوری علم، کوششی در جهت دانایی و فناوری تلاشی در جهت توانایی است. این هر دو اثر متقابل درهم داشته‌اند. دانش سبب شده که ابزارها و روش‌ها کامل شوند و ابزارها نیز دقت انسان را در اندازه‌گیری‌ها و رسیدن به نتایج علمی بیشتر کرده است. اکنون بسیاری از موضوع‌ها ومباحث فیزیک پیامدهای کاربردی داشته و در عمل در فناوری‌ها مؤثر بوده است. فناوری‌های ارتباطات، فناوری‌های حمل و نقل( خشکی، دریایی، هوایی و فضایی)، فناوری‌های تولید( کشاورزی- صنعتی)، فناوری‌های استخراج انواع معادن و فناوری‌های ساختمان و انواع ماشین‌ها و فناوری‌های آموزشی به دانش مکانیک،‌ الکتریسیته، الکترومغناطیسی، ترمودینامیک و فیزیک هسته‌ای، نورشناسی، فیزیک بهداشت و فیزیک پزشکی و … وابسته است. نقش فیزیک در فناوری‌های آموزشی بسیاری از شاخه‌های فیزیک به طور مستقیم و غیرمستقیم در تولید تجهیزات ورسانه‌های آموزشی و روش‌های آن مؤثر است. به طور اصولی هرگونه یادگیری از طریق حواس و در ارتباط با محیط صورت می‌گیرد و علم فیزیک توانسته است توانایی حواس مارا بسیار افزایش دهد و ما رانه تنها به اطراف خود بلکه به زمان‌ها و مکان‌های ناپیدا و دور نیز پیوند دهد. در این نوشته به بخشی از اثرهای فیزیک در آموزش و پرورش اشاره می‌کنیم. ۱٫ نور و وسایل نوری: مبحث نور یکی از شاخه‌های فیزیک است که در آن از ماهیت و رنگ نور، رفتارهای نور و نیز چشم و دستگاه‌های نوری بحث می‌شود. بعضی از دستگاه‌های نوری که به منزله تجهیزات آموزشی به کار می‌روند، عبارت‌اند از: عدسی‌ها و میکروسکپ برای دیدن اشیای ریز،‌دوربین و تلسکوپ برای دیدن چیزهای دور، دوربین‌های عکاسی و فیلمبرداری برای تهیه و مشاهده تصاویر، طیف‌نما برای تجزیه رنگ‌های نور و بررسی اجسام نور‌دهنده. دستگاه‌های نور از وسایلی هستند که در آموزش کاربرد فراوان دارند. با این وسایل می‌توان دانش‌آموزان را با دنیای بی‌نهایت کوچک‌ها، دنیای بی‌نهایت بزرگ‌ها و دورها آشنا کرد و بسیاری از چیزها یا پدیده‌هایی را که به طور مستقیم دسترسی به آن‌ها مشکل است با عکس و فیلم و اسلاید نشان داد. دیگر در کلاس‌های تاریخ و جغرافیا معلم سخنگو آموزش نمی‌دهد، بلکه برای بررسی هر فصل از تاریخ و یا هر ناحیه‌ای از زمین فیلم‌هایی تهیه شده که دانش‌آموز به طور مستقیم خود را در جریان تاریخ و یا در محل جغرافیایی احساس می‌کند. کشف پرتوهای فرابنفش، ایکس و گاما از یک طرف و از طرف دیگر کشف پرتوهای فروسرخ و مایکرویو امواج رادیویی و اختراع انواع دستگاه‌هایی که با این امواج کار می‌کنند سبب شده که بتوانیم به بررسی چیزهایی بپردازیم که در فاصله بسیار دور قرار دارند و یا آن که چشم ما به طور مستقیم قادر نیست که آن‌ها را از پس مواد کدر ببیند. به کمک اشعه ایکس می‌توانیم ساختمان درون بدن را مطالعه کنیم و با دوربین‌های فرابنفش و فرسرخ از منظره‌هایی عکس بگیریم که مشاهده آن‌ها ممکن نیست. ۲٫ صوت و وسایل صوتی : در مبحث صوت(آکوستیک) از ماهیت صوت و رفتارهای آن و نیز گوشی و وسایل صوتی بحث می‌شود. در گذشته اگر تجهیزات صوتی مدارس فقط زنگ مدرسه بود که با صدای رسای ناظم، دانش‌آموزان را به کلاس درس هدایت می‌کرد تا سخنان معلم را بشنوند و به خاطر بسپارند و بعد فراموش کنند، اکنون به جای آن” وسایل سمعی_ بصری” به کار گرفته می‌شود. دیگر معلم، سخنگو نیست بلکه راهنمایی است که به دانش‌آموزان کمک می‌کند تا وسایل را خود به کار اندازند و از ضبط صوت، رادیو، تلویزیون و … برای آموختن استفاده کنند. ۳٫ الکتریسیته و الکترونیک: روزی که گالوانی، پزشک ایتالیایی، متوجه جریان الکتریسیته شد یا زمانی که ولتا، اهم و فارادی، ماکسول و هرتز و ملیکان بر روی الکتریسیته و موج و الکترون کار می‌کردند نمی‌دانستند جریانی از علم و صنعت را به وجود می‌آورند که بر همه ابعاد زندگی انسان اثر می‌گذارد و به طور مثال ” شبکه‌های اطلاعاتی(اینترنت)‌به وجود می‌آورد که بزرگ‌ترین تحول را در آموزش و پرورش ایجاد می‌کند. کافی است که بگوییم مطالعات فیزیک در شاخه‌های نور، الکتریسیته، صوت، مکانیک، امواج، الکترونیک و … سبب اختراعاتی چون ماهواره ، مخابرات دوربرد و اینترنت شده و جهان را به صورت یک دهکده(دهکده جهانی)‌ درآورده و جهانی شدن آموزش و پرورش و اقتصاد و فرهنگ را شکل داده است. اکنون شبکه‌های عمومی اطلاع‌رسانی با استفاده از فرستنده‌ها و گیرنده‌های مایکروویو، ماهواره و رایانه انواع اطلاعات را از بانک‌های اطلاعاتی به سراسر جهان می‌رساند. دیگر دانش‌آموز برای یادگیری مقید به زمان و مکان و ابزارهای آموزشی محدود و معلم مشخص نیست، بلکه می‌تواند به طور انفرادی، در هر کجا هست رایانه خود را به کار اندازد و با جستجو در کتاب‌ها و کتابخانه‌های جهان و پرسش از انواع سایت‌ها اطلاعات لازم را کسب کند و آن‌ها را در دستگاه خود ذخیره کند. اثر رایانه و اینترنت در آموزش و پرورش آن اندازه قوی است که تقریبأ‌ در تمام کشورهای جهان آن را به منزله یک ابزار تدریس پیشرفته پذیرفته‌اند و آموزش مبتنی بر اینترنت را به جای روش‌های سنتی برگزیده‌اند و استفاده از اینترنت را به منزله یک منبع اطلاعات و یک رسانه ارتباطی به کار می‌برند. یکی از پیامدهای مهم آموزش از راه رایانه و اینترنت استقلال بیش‌تر فراگیرندگان، یعنی انتخاب مکان و زمان و روش یادگیری است. در ضمن معلم‌ها کمتر به انتقال مطالب می‌پردازند و بیش‌تر تلاش آن‌ها آن است که دانش‌آموز را به کاوشگری (جمع‌آوری اطلاعات، تجزیه و تحلیل، کشف ارتباطات موجود و تولید دانش) و تفکر انتقادی( از کتاب‌ها، برنامه‌های تلویزیونی و برنامه‌های رایانه‌ای)‌و مهارت‌های زندگی برانگیزانند. نگاهی به بهره‌گیری از انواع فناوری‌ها در آموزش در کشورمان نشان می‌دهد که ما با اندکی تأخیر نسبت به بعضی از کشورهای پیشرفته جهان از دستاوردهای علمی و اختراعات صنعتی در آموزش و پرورش استفاده کرده‌ایم و با تشکیل ادارات سمعی و بصری وبعدها دفتر تکنولوژی آموزشی کوشش‌هایی در این زمینه کرده‌ایم ولی یکی از مشکلات آموزش ما آن است که فقط به سوی آموزش‌ فرآورده‌هایی که دیگران به دست آورده‌اند حرکت کرده‌ایم و به جمع‌آوری اطلاعات پرداخته‌ایم. رایانه و اینترنت نیز به انتقال سریع اطلاعات بسیار کمک کرده است، در صورتی که ما نیاز داریم این اطلاعات را پردازش کنیم و به کمک آن‌ها مسائل فردی و اجتماعی خود را حل و فصل کنیم. آموزش معلم‌هایی که بتوانند دانش‌آموزان را به طرف تولید دانش حرکت‌ دهند نیاز اصلی ما است. جامعه جدیدی در حال تکوین است که با جامعه قبلی ما متفاوت است. در جامعه جدید لازم است افراد با فناوری‌های جدید آشنا باشند. این آشنایی را در مدرسه باید به دست آورند. اما مسئله آن است که معلم‌های ما کمتر با اینترنت و فناوری‌های اطلاعات آشنا هستند. بسیاری از دانش‌آموزان و دانشجویاناز معلم‌های خود جلوتر هستند. ما به جای معلم‌هایی که از پرسش‌های دانش‌آموزان خود را دور می‌کنند و یا جواب‌های نادرست می‌دهند، معلم‌هایی می‌خواهیم که برانگیزاننده باشند، پرسش به وجود آورند، خلاقیت ایجاد کنند و تفکر انتقادی را باعث شوند. بنابراین، پیش از آن که مدرسه‌ها را انبار انواع تجهیزات آموزشی کنیم لازماست مهارت‌های معمی را به آموزگاران آموزش دهیم. فیزیک و نقش مدیر دانش آموخته فیزیک فیزیک، علم مطالعه جهان قانونمند است. فیزیک کل نگر است و زمان و مکان، آن را محدود نمی کند. فیزیک مشخص کرده که همه چیز از جزء و کل در حرکت و دگرگونی، بر طبق قوانین مشخص و منظم است. فیزیک در میان تنوع پدیده ها به مطالعه رابطه میان آن ها می اندیشد و به دنبال یافتن وحدت نیروها در میان انبوه واکنش ها است. اما فیزیکدان از میدان و نبرد آگاه است و می داند برای آن که کاری زیاد و تندتر انجام شود، باید نیروها را هم جهت کرد و در راستای رسیدن به هدف به کار گرفت. او از بازده و راندمان باخبر است و می داند که برای افزایش بازده باید موانع را برطرف کرد، فناوری های نو را به کار گرفت، راه های اتلاف انرژی را کاهش داد، از بازیافت هم استفاده کرد و همواره به دنبال یافتن روش های نو بود. فیزیکدان می داند که امور جهان بر نظم استوار و جهان مقصد است و نباید به دست انسان نابود و آلوده شود و می داند ارزش هیچ چیزی به پایه ارزش انسان های شرافتمند، سازنده و نیکوکار نمی رسد و چنین انسان هایی را باید در خانواده ها و مدارس تربیت کرد. دانش آموخته فیزیک می داند که برای رسیدن به هدف های آموزش و پرورش لازم است شرایطی به وجود آورد که فرد انسانی داناتر و تواناتر باشد، افراد در جهت رسیدن به هدف هم راستا و هماهنگ باشند، نیازهایشان به درستی برطرف شود. همچنان که اگر به خودرو سوخت مناسب و کافی برسد و موتور آن قدرتمند و راه بی خطر و صاف، سرنشینان به سلامت به مقصد خواهند رسید.
تاریخ ارسال پست: پنج شنبه 23 بهمن 1398 ساعت: 1:55

كاربرد علم فيزيك در ورزش كاربرد علم فيزيك و علوم وابسته علم مكانيك و مكانيك زيستي " بيومكانيك " در تكنيك و مهارتهاي ورزشي : حدودا از سال 1914 ميلادي اهميت استفاده از قوانين علم فيزيك و رشته هاي وابسته آن خصوصا علم مكانيك در فعاليتهاي روزمره و ورزشي مورد توجه قرار گرفت . خانم واتز " WATTS " درهيمن سال با بكارگيري وسايل تحقيقاتي ساده ، اهميت درك و كاربرد صحيح اصول علم مكانيك را در فعاليتهاي روزانه و ورزشي گوشزد نمود و گفت : زمانيكه اين اصول كاملا تفهيم شد ، آنوقت ما مجاز به استفاده از آنها نه تنها براي تمرينهاي بخصوص ، بلكه در تمام رشته هاي ورزشي و فعاليتهاي عادي روزمره هستيم . خانم واتز گفت : كاربرد درست اصول علم مكانيك ، نتايج فعاليتهايي ورزشي شما را مطلوبتر و از جراحات هولناك به نحو چشم گيري پيش گيري كي نمايد . ناخودآگاه ، در حركات ورزشي و فعاليتهاي ورزشي روزمره قوانين علم مكانيك و مكانيك زيستي " بيو مكانيك " نظير ، قوانين نييروي جاذبه ، تعادل ، حركت ، طرز بكار بردن اهرم ، نيرو ، شناوري " در ورزشهاي آبي " برخورد و پرتاب و غيره مورد استفاده قرار مي گيرند . از سال 1950 ميلادي سود جستند از اين علوم و رقابتهاي المپيك و بين المللي توسط كشورهاي صاحب در ورزش خصوصا شوروي سابق جنبه جدي و ظهور خط سياسي در ورزش را هر چه بيشتر دامن زد . كاربرد قوانين فيزيك زماني شگفتي آفريد كه ورزشكاران آلمان شرقي سابق با شركت خود در مسابقات بين المللي و ثبت ركوردهايي باور نكردني در اكثر رشته ها ، دو كشور صاحب نام ورزشي يعني شوروي سابق و آمريكا را مات و مبهوت نمودند . انستيتوهاي ورزشي آلمان شرقي با تجهيزات آزمايشگاهي فوق مدرن و اساتيد مجرب و صاحب كلاس و با ارائه سيستم هاي مدرن و جديد تمريني و تربيتي و خلق تكنيك هاي باور نكردني بر مبناي قوانين علم مكانيك ، فاصله خود را در تحقيقات علمي ورزشي با ساير كشورها به نحو چشم گيري عميق تر كردند . اين چنين تكنيك هاي علمي تا حدود زيادي موضوع شانس يا بهانه قرعه سخت و جهت گيري دارو بنفع كشور خاصي را خنثي كرد و ثابت نمود ، تنها ورزشكاران صاحب تكنيكهاي علمي كامل و بي نقصي مي توانند مبارز به طلبند . امروزه شاهد شكوفائي ورزش علمي در تمام زمينه ها هستيم و آينده نشان خواهد داد كه كشورهاي صاحب " علم و تحقيقات " و آماده سرمايه گذاري معنوي و اقتصادي دراين جهت ، مقمهاي بزرگ را به دست مي آورند . در اين مقالات سعي مي شود با زبان ساده ، قوانين علم فيزيك و رشته هاي وابسته " مكانيك و بيو مكانيك " و كاربرد مؤثر آنها را در ورزش بررسي كنيم . قبل از ارائه اين قوانين ، لازم است ، رابطه بين علم فيزيك و مكانيك و بيو مكانيك براي خوانندگان عزيز تشريح گردد : فيزيك چيست ؟ فيزيك يكي از شاخه هاي مهم " شايد مهم ترين " علومم طبيعي بوده و بررسي تمام پديده هاي طبيعي را به نحوي زير پوشش خود قرار مي دهد . علم فيزيك در مطالعه عناصر تشكيل دهنده ماده يا جسم مادي و عمل متقابل اين عناصر غير قابل انكار و بررسي چنين برهم كنشها ، خواص جسم مادي را در پيش روي ما قرار داده و دسترسي به مجهولات پديده هاي طبيعي را آسان مي كند . فيزيك علاوه بر بررسي ساختار جسم مادي و عوامل تشكيل دهنده آن ، ارتباط نزديك با ساير علوم طبيعي در رشته و بعنوان يك پديده بنيادي در تمامي پژوهشهاي علمي كاربرد وسيعي را به خود اختصاص مي دهد . بررسي اوضاع و احوال علومي نظير انرژي ، نور ، مكانيك " جامدات و سيالات " شيمي ، نجوم ، زمين شناسي بدون استفاده از فيزيك امكان ندارد . شاخه هاي سنتي فيزيك : تا پايان قرن نوزدهم و شروع قرن بيستم ، حيطه عمليات علم فيزيك را در علومي نظير ، مكانيك ، ترموديناميك ، الكتريسيته ، مغناطيس ، صدا و نور خلاصه مي دانستند . مثلا ،مكانيك را علم الحركات و نور را براي دستيابي به علم اپتيك و صدا و شنوائي را براي دسترسي به علم اكوستييك و الكترومغناطيس را بعنوان رابط با تمامي شاخه هاي ذكر شده بكار مي گرفتند . علم مكانيك بعنوان شاخص ترينن رشته هاي علم فيزيك بكار گرفته شد و بسرعت توسعه يافت و بهه دو بخش استاتيك وديناميك تقسيم گرديد. قوانين بيشماري در ارتباط با استاتيك و ديناميك مطرح شد كه اغلب آنها امروز نيز در فعاليتهاي علمي ـ صنعتي ـ ورزشي مورد استفاده قرار مي گيرند " در مقالات آتي به اين قوانين و كاربرد آنها در ورزش اشاره خواهد شد ". در شروع قرن بيستم ديدگاه ها نسبت به علم فيزيك دستخوش دگرگوني گرديد و شاخه جديدي بنام فيزيك نوين خصوصا بررسي انرژي هسته اي بدان اضافه شد . اين تغييرات بيشتر تحت تاثير انديشه هاي نوين ، ستاره تابناك و جاويدان عالم فيزيك يعني " آلبرت انيشتين " قرار داشت . انيشتين ديده فيزيك دانان ، عالمان و دانشمندان را نسبت به فضا ، زمان و سرعت و حركت بكلي دگرگون ساخت و مسائل پيچيده نيروي جاذبه ومعماهاي كهكشانها را حل نمود . كارهاي علمي انيشتين و معادلات و برداشت او از نيروي جاذبه " كه بنحو چشم گيري با تعريف نيروي جاذبه نيوتن اختلاف دارد " زمان فعلي را پوشش ميدهد و قوانين ارائه شده او برآينده جهان تاثير خواهد گذاشت . ثقل انيشتيني يا " نسببيت عام " همانطوري كه بر اجرام سماوي و اقمار و ستارگان و سفينه ها اثر ميگذارد ، مطمئنا رشته هاي مختلف ورزش را متحول و متاثر خواهد كرد . چرا كه سرعت در بيدار كردن انرژي نهفته اجسام رل اساسي بازي مي كند و اين مهم در فرمول E= mc انيشتين بيان شده . مي دانيم سرعت و شتاب در كسب ركوردهاي بالا رل اساسي را بازي مي كند و كسب انرژي بالا توسط ورزشكار " يعني فرمول انيشتين " قادر به خلق ركوردهاي غير قابل باور در سالهاي 2500 يا 3000 ميلادي خواهد بود . البته آنچه در رابطه باانرژي نهفته و سرعت گفته شد ، مي تواند بعنوان خيال پردازي تلقي شده ، ولي آينده ركوردهاي حيرت انگيز در رشته هاي گوناگون ورزشي بستگي به سرعت و جذب انرژي دراين راستا دارد . بهر صورت با بكارگيري و استفاده از ثقل انيشتيني و حذف ثقل نيوتني " به هر حال در مقابل ثقل انيشتيني قابل هضم نيست " كار ركوردها و ورزش نيز بهمين جا ختم نمي شود . به هر صورت فيزيك نوين ايجاب مي كند در هر زمان ، اصول و مباني و تفكرات قبلي دانشمندان علوم رياضي ـ فيزيك مورد بررسي قرار گرفته و تغييرات جديد بكار رود . پيدايش علم مكانيك زيستي يا بيومكانيك در ورزش : در سالهايي اخير براي تجزيه و تحليل حركات جسماني موجودات زنده خصوصا انسان " بيش از همه حركات ورزشي " دانشمندان پس از بحث هايي طولاني به واژه بيو مكانيك يا مكانيك زيستي رو آوردند . در حقيقت بيو مكانيك نيز شاخه اي از علم مادر يعني فيزيك است و همان قوانين در اين رشته نيز صادق مي باشد . تعريف علم بيومكانيك : در رابطه با تكنيكها ومهارتهاي ورزشي ، بيو مكانيك باين شرح تعريف مي شود : بيو مكانيك علمي است كه با بكارگيري قوانين فيزيك و مكانيك در حركات ورزشي و فعاليت هاي روزمره انسان و تجزيه و تحليل عمل و عكس العمل نيروهاي داخل و خارجي بر بدن انسان وتاثيرات نهائي اين نيروها صحبت مي كند . مكانيك زيستي يا بيو مكانيك چه تغييراتي در روشها و فنون ورزشي ايجاد كرده : بطور كلي كاربرد قوانين علم بيو مكانيك يا مكانيك زيستي در ورزش وتكنيكهاي مربوطه موجب تغييرات شگرف و باورنكردني شده . مثلا ، تغيير در حركات كلاسيك وزنه درر حركات كلاسيك وزنه برداري و برگزيدن " استيل چمباتمه " و كشش هاي انفجاري " كشش با شتاب بالا " ركوردهاي اين ورزش سنگين را بنحو چشم گيري تغيير داده ، ضمنا موجب دگرگوني پايه اي در تكنيك هاي آن گرديده . رابطه علم فيزيك با ورزش : فيزيك اساس و بنياد اكثر علوم طبيعي است و در زمينه هاي گوناگون علمي كاربرد دارد . ورزش ني از اين قاعده مستثني نيست و بدون استفاده از قوانين فيزيك هيچ يك از فرآيندهاي ورزشي قابل تجزيه و تحليل نيستت . يكي از شاخه هاي پر ارزش فيزيك ، مكانيك است كه در تمام زمينه هاي ورزشي بصورت پايهاي وو گسترده بكار مي رود " در مقالات آينده تك تك آنها با ذكر مثال ورزشي عرضه مي شوند " . براي ايجاد ارتباط بيشتر بين ورزش علمي و علم مكانيك تعريف هر دو را بشرح ذيل ارائه مي كنيم . مقايسه اين دو تعريف مي رساند كه چقدر ورزش علمي به علوم مربوط به فيزيك وابسته است . تعريف علم مكانيك : علم مكانيك علمي است كه در رابطه با حركت و تاثير نيروها بر اجسام صحبت مي كند . تعريف علم ورزش : علم ورزش علمي است كه ، در ارتباط با بكارگيري نيروي عضلاني ورزشكار و انتقال آن توسط تاندونهاي ماهيچه به اهرمهاي بدن او حركت و جنبش آنها را باعث شده و فعاليتهاي ورزشي به سرانجام مي رسد يا نيروهاي واقعي ورزشكار كه نيروي عضلانني مي باشند ، بر اجسام كه مي تواند وسايل ورزشي و غيره باشد اثر كرده و تحركات اهرمها را بدنبال مي آورد وموجب تكامل حركت ورزشي خواهد شد . اين دو تعريف بسيار شبيه مي باشند و ميي رساند چقدر قوانين فيزيك ورشته هاي مربوط آن در تكنيكهاي ورزش موثرند . همين طور زمانيكه سرعت و قدرت و نرمش و كم نياوردن نفس در كشتي آزاد فرنگي با ضوابط و قوانين جديد اعمال گرديد ، اين دو ورزش از حالت خسته كننده و بي تحرك به ورزشي فعال و صاحب سبك و تكننيك و جذاب مبدل گرديد يا زمانيكه مقررات شنا در برگشت تغيير كرد بطور وضوح بر روي ركوردها اثرات عميق گذاشت. اين مسئله در پرش ارتفاع با بكارگيري نيزه هاي فايبر گلاس و قابل انعطاف نيز معجزه كرد اما در اين ميان كوچ ها و مربيان با بروز چنين تغيرات غير قابل پيش بيني روبرو و غافل گير شدند ، ولي كلاسهاي توجيهي ـ آموزشي و تئوريك ـ عملي اين نقيصه را نيز جبران رركد . علم بيو مكانيك مربيان و مدرسين ورزشي را در تجزيه وتحليل علمي حركات ورزشي ياري داده و آنها را در اجراء تكنيك ها و فنون علمي حركات ورزشي ياري داده و آنها را در اجراء تكنيك ها و فنون علمي راهنمائي و تصميم گيري را برايي آنان آسان تر مي كند . مثلا در وزنه برداري استفاده وسيع از قوانين بيو مكانيك و مكانيك در حركات كلاسيك و آموزشي جنبه هاي فني ـ تكنيكي اين دو حركت بعهده مربي است . اين مربيان در سطح خيلي پيشرفته بايد دانش بيو مكانيك وقوانين مربوط به آنها را جذب كرده و بكار گيرند . نقطه شروع جذب اين دانش علمي بدون شك دانشكده هاي ورزش است . اين دانشكده ها بجايي واحد هاي درسي غير ضروري ، بايد دروس فيزيك و بيو مكانيك ورياضيات مربوطه را جدي گرفته ، علاوه بر واحدهاي تئوريك ، آزمايشگاههاي آنها را كه به شكل عملي چگونگي كاربرد قوانين فيزيك و بيو مكانيك در ورزش را نشان مي دهند ، بر پا و تجهيز نمايند . آنچه ارزش علم بيو مكانيك را هر چه وسيع تر نمايان مي كند ، بهبود بخشيدن بر تكنيكها و ركورهاي ورزشي است و سرانجام شكوفائي استعدادهاي نهفته نوآموزان ورزشكار است كه از وظايف مربي بحساب مي آيد .
تاریخ ارسال پست: پنج شنبه 23 بهمن 1398 ساعت: 1:5