آنتروپی و اطلاعات

" آ نتروپی" یک سیستم یا منبع،
معیاری برای سنجش
بی نظمی مولکولی موجود در آن سیستم یا منبع است.

در واقع

هرگاه در سیستمی، کار یا انرژی جنبشی، به علت وجود
اصطکاک، چسبندگی، ناکشسانی، مقاومت الکتریکی و..
تلف شود،

حرکت نا منظم مولکولها افزایش می یابد.

هر گاه مواد مختلفی با هم مخلوط یا در هم حل ، یا در داخل یکدیگر پخش شوند،
مکانهای مولکول ها در فضا ترتیب نامنظم تری اختیار می کنند.

صخره ها خرد می شوند،
آهن زنگ می زند،
بعضی فلزات خورده می شوند
چوب می پوسد،
چرم متلاشی می شود،
رنگ پوسته پوسته می شود،
و
مردم پیر می شوند.

تمام این فرآیند ها شامل گذار از یک نوع "نظم" به بی نظمی است.

آنتروپی جهان افزایش می یابد.

وقتی یک فرآیند برگشت پذیر انجام می گیرد، آنتروپی جهان ثابت می ماند.
با این همه ،
تمام فرآیند های طبیعی ، برگشت ناپذیرند.

آنتروپی یک سیستم ، به مقدارِ
اطلاعات درباره آن سیستم
کاهش می یابد.
یعنی
آنتروپی، "فقدان اطلاعات" درباره حالت دقیق یک سیستم را اندازه می گیرد.

منبع:
کتاب
حرارت و ترمودینامیک
مارک والدو زیمانسکی
ریچارد دیتمن

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

رسانایی پلاسما:

پلاسما رسانای الکتریکی بسیار خوبی است.

رسانش بالای پلاسما از این جهت جالب است که

چگالی آن یعنی تعداد ذرات باردار در پلاسما حدود هشت برابر کوچکتر از چگالی رساناهای خوبی مانند مس است.

علت این ویژگی این حقیقت است که
در دماهای بالا و چگالی های پایین،

"برخوردهای کولنی" بین الکترون ها و یون ها به ندرت اتفاق می افتد.

و در نتیجه،

مقاومت الکتریکی در برابر انتقال جریان بسیار ناچیز خواهد بود.

رسانش بالای الکتریکی پلاسما
سبب می شود که میدانهای الکتریکی DC نتوانند به درون پلاسما نفوذ کنند.

ولی میدانهای مغناطیسی میتوانند به آرامی به درون آن نفوذ کرده و باعث محصور سازی پلاسما شوند.

به همین دلیل به جای استفاده از واژه گداخت الکتریکی
از
واژه گداخت مغناطیسی استفاده میکنیم.

منبع:
کتاب "فیزیک پلاسما و انرژی گداخت هسته ای"
مولف: فریدبرگ
مترجم: دکتر رضا امر اللهی


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

اگر فقط یک رنگ وجود داشت،
مثلافقط آبی! وجود داشت و تمامی هستی و هر آنچه در آن موجود است آبی بود ، دیگر چیزی آبی نبود.
باید چیزی که آبی نیست وجود داشته باشد تا آبی قابل تشخیص باشد،
وگرنه رنگ آبی مشخص نمی شود و وجود نخواهد داشت.
به همین ترتیب آیا لازم نیست چیزی ناپایدار و گذرا نباشد!
تا ناپایداری همه چیز ها قابل تشخیص باشد?
اگر همه چیز از جمله خود تو ناپایدار بودید ، آیا متوجه فناپذیری بقیه پدیده ها می شدی?
آیا این واقعیت که به طبیعت گذاری همه شکل ها و از جمله خودت آگاه و شاهد هستی ، به این معنا نیست که
چیزی در تو وجود دارد که دستخوش تباهی قرار نمیگیرد?

هنگامی که بیست سال داری متوجه هستی که بدنت قوی و شاداب است،
شصت سال بعد از آن هم متوجه هستی که بدنت ضعیف و سالخورده است.
'فکر کردنت ' هم ممکن است از بیست سالگی متفاوت شده باشد،

اما آن " هشیاری" که میداند بدنت جوان است یا پیر
یا
شیوه تفکرت تغییر یافته،
دچار هیچ نوع دگرگونی نشده است.
آن هشیاری ، ابدیت موجود در توست:
خودِ آگاهی
یگانه زندگی بدون شکل.
آیا میتوانی آن را از دست بدهی?
نه،
چون تو همان هستی.

(منبع کتاب
"سکون سخن میگوید"
اثر: اکهارت تول)


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

تمامی ظرف ها چنان اند که اگر چیزی در آن ریخته شود، ظرفیتشان کاهش یابد،

جز ظرف دانش که با افزودن گسترش یابد.
(امام علی ع)

🌺💐🌺💐🌺💐🌺💐

میلاد با سعادت امام علی (ع)
و روز پدر مبارک باد.

🌼🌼🌼🌼🌼🌼🌼

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

"حالت" و " عملگر" در مکانیک کوانتوم:

در مکانیک کلاسیک هم "حالت "
داشتیم

حالت سیستم را چگونه تعیین میکردیم?

حالت را با " مکان" و "سرعت" تعیین میکردیم.
البته در مکانیک "حالت"
نمی گفتیم
اما درواقع حالت سیستم فیزیکی را مشخص میکردیم.

ما در فیزیک کلاسیک، کمیت های فیزیکی داشتیم
مانند: طول ، جرم ، زمان

در مکانیک کوانتوم هم مشابه آن را داریم

در کوانتوم به تمام کمیت های فیزیکی، " عملگر" یا مشاهده پذیر نسبت میدهیم.

چرا میگوییم عملگر?
چون عملگر روی بردار " اثر " میکند.
ساده ترین عملگر،
عملگر " مکان" است.

همانطور که در فیزیک کلاسیک
کمیت های اصلی و فرعی داشتیم،
در کوانتوم هم
عملگر های اصلی و فرعی داریم.

عملگرها را در کوانتوم با الهام گرفتن از کمیت ها در فیزیک کلاسیک میسازیم.
اگر جوابگو بود و با محاسبات سازگار بود یعنی کارآمد هست.
و اگر ضعف داشت ، آن را تصحیح میکنیم.

اما عملگرهایی در کوانتوم هست که ما به ازای کلاسیک ندارند
مانند: اسپین

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

میتوانم با اطمینان بگویم که هیچ کس از مکانیک کوانتومی سر در نمی آورد.

"ریچارد فاینمن"

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

در تلاش برای درک قوانین طبیعت،
واضحترین توضیح شهودی ،
اغلب اوقات توضیحی نادرست است.
کار گالیله این بود که بینش شهودی را باطل شمرد.
و نگرش جدیدی را به جای آن گذاشت.
گذر از طرز فکر ارسطو به طرز فکر گالیله مهمترین سنگ شالوده بنای دانش را تشکیل میدهد.
حد اعلائی از معرفت وجو دارد که عقل انسان، به تدریج به آن نزدیکتر می شود.
می توان این چنین حد کمالی را حقیقت عینی نامید.
منبع:
کتاب "تکامل فیزیک"
اثر: آلبرت اینشتین
لئوپولد اینفلد

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

تفاوت چگونگی ایجاد
انرژی هسته ای و انرژی سوخت های فسیلی


کلیه مواد از مولکولها، یا کوچکترین واحدهایی که مشخصه شیمیایی آنها هستند تشکیل شده اند.

یک مولکول، ترکیبی از اتمهاست.
و
هر اتم با توجه به "جرم" و " بار الکتریکی" هسته آن، مشخص میشود
در صورتیکه خصوصیات شیمیایی آن منحصرا، تابع بار الکتریکی هسته است.

دو هسته با بار الکتریکی یکسان، ولی جرم متفاوت، را " ایزوتوپ"
میگویند. که در یک گروه اتمی طبقه بندی میشوند.

یک اتم کامل شامل
هسته ای، با بار الکتریکی مثبت
و الکترون هایی با بار الکتریکی منفی، می‌باشد.
الکترون ها حول هسته میچرخند
و

انرژی شیمیایی اتم، توسط
انرژی پتانسیل این الکترون ها به وجود می آید.

انرژی حرارتی ناشی از سوخت های زغال سنگ و نفت
از
تغییرات " انرژی پتانسیل" الکترون های حول هسته ها، تولید میشود.

در واکنش های شیمیایی،
تغییری در هسته ایجاد نمیشود،

در صورتیکه انرژی اتمی،
در اثر تغییر جرم هسته بدست می آید.

منبع:
کتاب(گداخت هسته ای)
مولف: کاشیرو. نیو

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

در علم هیچ نظریه جاودانی وجود ندارد.
همیشه اتفاق می افتد که بعضی از واقعیاتی که نظریه پیش بینی می کند به وسیله آزمایشی رد شود.
هر نظریه یک دوره رشد تدریجی و پیروزی دارد، که پس از آن دچار انحطاط سریع می شود.
اما!
افکار قدیمی و نظریه های کهنه را با وجود آنکه متعلق به گذشته اند، باید مطالعه کرد.
زیرا تنها راه درک اهمیت نظریه های جدید و پی بردن به وسعت اعتبار آنها همین است.

آلبرت اینشتین
منبع: کتاب تکامل فیزیک

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

ذرات تمیز ناپذیر(indistinguishable)

مولکولهای یک گاز کامل مشخصه ای دارند به نام " تمیز ناپذیری"

زیرا
"جایشان" در فضا معلوم نیست.

مولکول ها نه مکان مرجحی دارند و نه سرعت مرجحی.

اما
ذراتی که
جایگاه "شبکه ای منظمی"
را در یک بلور اشغال می کنند،
" تمیز پذیرند"،

زیرا مقیدند که حول مواضع ثابتی نوسان کنند;

بنابراین یک ذره را می توان از روی مکان آن از همسایگانش تشخیص داد.

منبع:
کتاب "حرارت و ترمودینامیک"
مارک والدو زیمانسکی
ریچارد دیتمن

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

centrifuge

(دستگاه مرکز گریز ):

ماشینی که یک ظرف را چنان سریع به دور خود میچرخاند که مایعات سنگین تر و هر گونه جامدات درون آن به سمت لبه بیرونی ظرف حرکت میکنند.

این دستگاه مرکزگریز، میتواند مقدار زیادی شیر و خامه را در یک زمان کوتاه از هم جدا کند.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

چگونه عناصر موجود در ستاره ها را کشف میکنیم?


با کمک یک طیف نما، میتوانیم بسامدهای امواج نور را تجزیه و تحلیل کنیم
و با این شیوه ، میتوانیم
همان آهنگ اتم هایی که در ستاره های مختلف هستند را مشاهده کنیم.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

فرق بین اسپین( صحیح) 1,2,...

و اسپین (نیمه صحیح)1/2

ذراتی که اسپین 1 دارند،
وقتی 1 دور میچرخند مثل شکل اول خود میشوند.

ذراتی که اسپین 2 دارند
وقتی نیم دور میچرخند مثل شکل اولشان دیده میشوند

ذراتی که اسپین های بالاتری دارند به نسبت به اندازه کمتری از یک دور کامل باید بچرخند تا مثل شکل اول خود شوند



اما آنچه تصورش با عقل ما جور در نمی آید
ذرات اسپین 1/2
هستند
آنها باید 2 دور بچرخند تا مثل شکل اول خود شوند!!

اینها همان "فرمیونها" هستند که ماده را در جهان تشکیل داده اند
و از اصل طرد تبعیت میکنند.

اگر جهان بدون اصل طرد آفریده شده بود
دیگر نه مولکولی تشکیل میشد
نه چیزهای مجزایی،
بلکه همه الکترونها بر سر هم فرو ریخته آش یکنواختی شکل میدادند،

و بی شک زندگی وجود نداشت!!


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

نظریه جنبشی ماده:

ظرف سر بسته ای محتوای مقدار معینی گاز مثلا هوا در دمای معین است.

ظرف را گرم می کنیم.

دما بالا می رود،
پس انرژی گاز زیادتر شده است.

چه رابطه ای میان این " گرما"
و " حرکت" وجود دارد?

بنابر "نظریه جنبشی"

هر گاز مجموعه ای بیشمار از
ذرات یا مولکول هاست که در تمام جهات "متحرکند".
با یکدیگر " برخورد " میکنند،
و در نتیجه هر برخورد امتداد حرکت آنها عوض میشود.


همانگونه که در اجتماع بشری
متوسط عمر یا متوسط ثروت وجود دارد،
مولکولها نیز " تندی" متوسط دارند.
بنابراین به ازای هر مولکول
انرژی جنبشی متوسط وجود خواهد داشت.

گرمای بیشتر در ظرف
تعبیری از آن است که:

انرژی جنبشی متوسط بیشتر شده است.

مطابق این تصویر
گرما عبارت از همان " انرژی جنبشی حرکت مولکولی" است.

هر " دمای" معین
متناظر با انرژی جنبشی متوسط معینی به ازای هر مولکول است.

گاز را میتوان با کم کردن دما
به مایع تبدیل کرد.

کاهش دمای ماده به معنی نقصان انرژی جنبشی متوسط ذرات آن است

بنابراین
انرژی جنبشی متوسط یک ذره از مایع
کمتر از
انرژی جنبشی متوسط یک ذره از گاز است.

منبع :
کتاب ' تکامل فیزیک '
مولف: آلبرت اینشتین
لئوپولد اینفلد

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

معمای رنگ! 🎨 🌈

تصور کنید ناگهان اتفاق عجیبی روی دهد.

خورشید به گسیل نور "یک رنگ" همگنی، مثل زرد بپردازد.

تنوع فراوان رنگها بر سطح زمین به طور ناگهانی از بین میرود.

تمام اشیاء یا زرد خواهند بود یا سیاه!

علت تنوع رنگ در عالم، تنوع در رنگهایی است که نور سفید را میسازد.

نوری که از خورشید میتابد سفید است.

نور سفید مخلوطی از انواع
مختلف ذرات نور است،
که هر کدام به رنگ خاصی تعلق دارند.

باز هم نبوغ نیوتون بود که برای نخستین بار کثرت رنگها را در جهان تبیین کرد.

در آزمایش نیوتون، منشور این ذرات را از هم جدا میسازد.

مطابق نظریه مکانیکی
شکست نور،
نتیجه ی
نیروهایی است که توسط ذرات شیشه بر ذرات نور وارد می آیند.

نیروهای وارد بر ذرات
مربوط به رنگهای مختلف، فرق میکنند.

مقدار این نیرو برای نور "بنفش" از همه زیادتر و برای نور" سرخ" از همه کمتر است.

بنابراین رنگها در امتداد های مختلف می‌شکنند و چون از منشور خارج میشوند از یکدیگر جدا میگردند.

در مورد رنگین کمان قطرات باران کار منشور را انجام میدهند.

منبع :
کتاب ' تکامل فیزیک '
مولف: آلبرت اینشتین
لئوپولد اینفلد

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

تشابه هسته و اتم!

هسته ها،
مانند
اتم ها

میتوانند در حالت برانگیخته با انرژی های معین باشند.

گذارهای بین حالت های برانگیخته،
با گسیل " تابش الکترومغناطیسی"
( پرتوهای گاما) صورت میگیرد.

که کاملا شبیه " گسیل نور" از اتمهاست.

اختلاف اصلی در این است که:

حالت های "اتمی" با انرژی هایی حدود چند الکترون ولت از هم فاصله دارند،
در صورتیکه

فاصله بین حالت های هسته ای
حدود ده به توان 4 تا ده به توان 6
الکترون ولت است.


همانطور که با مطالعه
"طیف های اتمی" میتوان ترازهای انرژی اتمی را مشخص کرد، و به مدلهای اتمی رسید،

مطالعه‌ "طیف های پرتو گامازا" نیز
منجر به مطالعه حالت های انرژی هسته ای و پیشنهاد مدل های هسته ای میشود.

منبع:
کتاب "مبانی فیزیک هسته ای"
مولف: والتر می یرهوف
مترجم:دکتر محمد فرهاد رحیمی


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

انرژی ، جرم دارد!🌠

جسم ساکن دارای " جرم " است،
ولی انرژی جنبشی یعنی انرژی حرکت ندارد.


جسم متحرک
هم "جرم" دارد
و هم "انرژی جنبشی"

و مقاومت آن در مقابل
"تغییر سرعت" شدیدتر از جسم ساکن است.

پس معلوم میشود که:
انرژی جنبشی بر مقاومت آن می افزاید.

هرگاه دو جسم دارای جرم سکون برابر باشند
آنکه انرژی جنبشی زیادتری دارد، در مقابل نیروی خارجی ایستادگی بیشتری میکند.


همه انواع انرژی ، مانند ماده عمل میکنند و در مقابل تغییر حرکت ایستادگی میکنند.

وزن یک قطعه آهن وقتی تفته است بیش از موقعی است که سرد است.

اشعه ای که از خورشید گسیل شده دارای انرژی است و بنابراین دارای جرم است.

خورشید و تمام ستارگانی که تشعشع میکنند، با گسیل اشعه از جرمشان کاسته میشود.

این نتیجه گیری یکی از دستاورد های مهم نظریه نسبیت است.

فیزیک کلاسیک به "دو" جوهر مادی قائل بود.
" ماده" و "انرژی"

ماده وزن داشت
و انرژی بی وزن بود.

در فیزیک کلاسیک دو قانون بقا وجود داشت
یکی برای ماده و دیگری برای انرژی.

آیا فیزیک جدید هم به این نظر پایبند است?!

جواب " نه " است.

بنابر نظریه نسبیت،
تمایزی اساسی میان جرم و انرژی وجود ندارد.

انرژی ، جرم دارد
و جرم، نماینده انرژی است.

به جای دو قانون بقا
یک قانون بیشتر نداریم،
و آن قانون"بقای جرم-انرژی"
است.

انرژی را مدتها بی وزن تصور میکردند،
زیرا

جرمی که نماینده آن است بسیار کوچک است.
وزن قطعه آهن تفته بیش از قطعه آهن سرد است،

اما این تغییر جرمی که نظریه نسبیت پیش بینی میکند به اندازه ای کوچک است که اندازه گیری آن حتی با حساسترین ترازوها هم میسر نیست.

اثبات وزن داشتن انرژی
از راههای غیر مستقیم ولی قطعی بدست می آید.

منبع :
کتاب "تکامل فیزیک"
مولف: آلبرت اینشتین
لئوپولد اینفلد

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

"پیوستار 4 بعدی فضا-زمان"


در حقیقت برای بیان رویدادهای طبیعی
" 4 " عدد لازم است.

فضای فیزیکی که دارای " 3 " بعد است.
و مکان نقاط با 3 عدد مشخص میشود.

و

"لحظه وقوع " رویداد عدد چهارم است.

بنابراین جهان رویدادها،
" پیوستاری چهار بعدی است."

این گفته در مورد فیزیک کلاسیک و نظریه نسبیت به یک اندازه صادق هست.

تفاوت این دو، موقعی آشکار میشود که

دو دستگاه مختصات نسبت به هم در "حرکت یکنواخت" باشند.

فیزیکدان قدیمی چون زمان را "مطلق" میداند، فقط نگران تبدیل های فضایی است.

اما

از دیدگاه نظریه نسبیت،
در انتقال از یک دستگاه به دستگاه دیگر،
"زمان" نیز مانند فضا تغییر میکند،

" تبدیلات لورنتس"
خواص تبدیلی فضا زمان 4 بعدی رویدادها را بررسی میکند.

منبع :
کتاب "تکامل فیزیک"
مولف: آلبرت اینشتین
لئوپولد اینفلد

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی