امواج صوتی( امواج یونی ) در پلاسما:

یون ها هم در پلاسما موج تولید میکنند.

به امواجی که "یون ها" ایجاد میکنند،
" امواج صوتی" میگوییم.

چرا صوتی?

زیرا خصوصیات امواج یونی و امواج صوتی در هوا یکسانند.

مثلا سرعت امواج صوتی در هوا
با سرعت امواج یونی در پلاسما
مساوی است.

یا
فرکانس امواج صوتی در هوا
و
فرکانس امواج یونی در پلاسما در محدوده
" کیلو هرتز" است.


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

با سلام خدمت دوستان و همراهان گرامی کانال فیزیک اتمی

مطالب این کانال بر اساس منابع معتبر علمی و درسی میباشد.

و برای اولین بار در این کانال قرار داده شده است.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

دیسراپشن:


مشکل اساسی بر سر راه
انجام گداخت هسته ای کنترل شده در توکامک

" گسیخته گی اصلی " یا دیسراپش
میباشد.

باید در شرایط مختلف این پدیده شناسایی شده و از وقوع آن جلوگیری شود.

گسیختگی یا خاموشی ناگهانی پلاسما، سدی عظیم در راه پیشرفت موفقیت آمیز توکامک است.

زیرا چگالی و جریان را محدود کرده و ضربه های بزرگ مکانیکی و بار گرمایی شدیدی را در رآکتور توکامک ایجاد میکند.

در گسیختگی اصلی
محصور سازی پلاسما پایان یافته و پلاسما به طور کامل از بین رفته و خاموش میشود.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

بیان ساده قوانین ترمودینامیکی:


قانون صفرم:

دو سیستم که با سیستم سومی در " تعادل گرمایی" باشند،
خودشان نیز با یکدیگر در تعادل گرمایی خواهند بود.

این اصل را به تبعیت از (Fowler) " فاولر" قانون صفرم می‌نامیم.


قانون صفرم یک قانون تجربی است.

و به ما میگوید که چگونه در آزمایشگاه دماسنجی انجام دهیم.

و کلا معیار ساخت "دماسنج"
قانون صفرم است.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

قانون اول ترمودینامیک:

" انرژی بقا دارد"

هر سیستم فیزیکی، یک مقدار انرژی درون خودش دارد.

یعنی چیزی به نام "انرژی صفر" در طبیعت نداریم.

در حالت طبیعی سیستم ها در مینیمم انرژی خود قرار دارند.

بنابراین این انرژی درونی خودبخود نمیخواهد تغییر کند و تغییر نمیکند،

حال اگر این انرژی درونی را بخواهیم تغییر دهیم،

باید
یک "عامل خارجی" روی آن تاثیر بگذارد.

در حوزه ترمودینامیک ما برای تغییر انرژی داخلی سیستم دو راه داریم:

1. به سیستم گرما " اضافه" کنیم.( نه اینکه گرما بگیریم)

2. از سیستم کار بکشیم.( نه اینکه روی سیستم کار انجام بدهیم)


@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

بی نهایت در فیزیک:

"بی نهایت" از نظر فیزیکی تعبیر ندارد.


هر جا دیدید که یک کمیت فیزیکی به سمت بینهایت میل میکند،

یک چیزی در آنجا اشتباه هست.

مثلا
ایرادی که قانون کولن دارد اینست که
نمیتواند میدان الکتریکی را در محل خود بار به ما بدهد.

چون میدان با مجذور فاصله نسبت عکس دارد،

در محل خود بار فاصله صفر است و در نتیجه میدان بینهایت میشود.

بنابراین قانون کولن یک رابطه تقریبی است.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

"نیروی پایستار"

به طور کلی نیرو از نظر "تابعیت "
اشکال مختلفی داره

نیرو میتونه "ثابت" باشه
مثل گرانش در سطح زمین

نیرو میتونه "تابعی از مکان" باشه
مثل گرانش در سطوح بالاتر از سطح زمین

نیرو میتونه "تابع سرعت" باشه
مثل اصطکاک

نیرو میتونه "تابع زمان" باشه
مثل ضربه

یا نیرو میتونه تابعی از تعدادی از اینها باشه مثل نیروهای پیچیده در طبیعت.

نیروی پایستار فقط باید
" تابعی از مکان" باشه

شرط انتگرالی پایستار بودن نیرو
اینه که
کارش روی مسیر بسته صفرباشه.

و شرط دیفرانسیلیش اینه که
کرل نیروی پایستار صفره.

یعنی کرل نیرویی که "تابع مکان" هست
اگر صفر بشه نیرو پایستاره.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

کار بزرگ ماکسول چه بود?!

ماکسول از بین تئوری ها و نظریات گوناگون 4 معادله را انتخاب کرد.

جالب است بدانید که
در واقع معادلات معروف ماکسول "انتخاب" او بودند و معادلات خودش نبودند.

کار بزرگ او این بود که پرسید
آیا میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در " خلاء" هم میتوانند وجود داشته باشند?!

ماکسول برای دستیابی به پاسخ این سوال
معادلات خود را
( 4 معادله معروف) با هم ترکیب کرد
و یک معادله موج بدست آورد.

از روی معادله موج فهمید که در خلاء هم میدانها میتوانند وجود داشته باشند
اما فقط به صورت موج!

و ماکسول از اینجا کشف کرد که
سرعت انتشار موج الکترومغناطیس در خلاء
برابر با
سرعت "نور" است.
بنابراین مطرح کرد که:

شاید نور هم یک موج الکترومغناطیس باشد.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

" اتلاف تابشی"

یکی از ساز و کارهای مهم اتلاف انرژی که البته بخش اصلی اتلاف در توازن توان یک نیروگاه گداخت به حساب نمی آید،

اتلاف انرژی در اثر تابش است.

اتلاف تابشی به سه شیوه رخ میدهد.

1. "تابش خطی" ناشی از
ناخالصی ها

2."تابش سیکلوترونی"
ناشی ازحرکت ذره در میدان مغناطیسی

3. "تابش ترمزی" ناشی از
برخوردهای کولنی


در بین این سه دسته،
بیشترین اتلاف مربوط به
تابش ترمزی است.

علت اتلاف تابشی،

حرکت شتابدار یک ذره باردار و درنتیجه، گسیل انرژی تابشی است.

ذرات بارداری که بدون شتاب
در مسیر مستقیم
و با سرعت ثابت حرکت میکنند،

چنانچه به نزدیکی یک ذره باردار دیگر برسند،
در اثر برهم کنش کولنی،
از مسیر خود منحرف میشوند.

تغییر در مسیر ذره متناظر با حرکت شتابدار است.

در نتیجه تا هنگامی که تغییر مسیر ذره ادامه داشته باشد،
ذره باردار مقداری از انرژی اش را از طریق تابش از دست میدهد.

فوتون های گسیل شده در اثر تابش ترمزی در
" پلاسمای گداخت"،
محدوده وسیعی از فرکانس های فرابنفش تا ایکس نرم را در بر دارند.

منبع:
کتاب " فیزیک پلاسما و انرژی گداخت هسته ای"
مولف: جفری پی. فریدبرگ


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

در فیزیک 4 حوزه کلی داریم:

کلاسیک
نسبیت
کوانتوم
کوانتوم نسبیتی


1.کلاسیک:
در حوزه کلاسیک مشخصات جسم،
باید جرم و سرعت معمولی داشته باشد
یعنی همان اجسامی که در اتفاقات روزمره با آن مواجه هستيم و آنها را میبینیم.

2.نسبیت
در این حوزه سرعت جسم زیاد است.

3.کوانتوم
برای اجسام بسیار ریز با جرم کم

4.کوانتوم نسبیتی
اجسامی با جرم کم و سرعت زیاد

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

نمایش ها در مکانیک کوانتوم:

به "بردارهایی" که در کوانتوم
تعریف میکنیم " کت" میگوییم.

اگر برای نمایش یک حالت از
" کت "
استفاده کنیم،
در نمایش"دیراک" هستيم.

اگر برای نمایش حالت ها از
" تابع موج" استفاده کنیم در نمایش
" شرودینگر" هستيم.

اگر برای نمایش حالت ها از
"ماتریس" استفاده کنیم
در نمایش" هایزنبرگ" هستيم.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

در اوایل قرن بیستم
" فیزیک کلاسیک"
که که تا آن زمان کاملا بدون تردید مینمود
به طور جدی از دو جبهه ی عمده مورد هجمه قرار گرفت:
حوزه نسبیتی
و
حوزه میکروسکوپی

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

"گداخت هسته ای"


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

"پوزیترون"


دیراک در سال 1928
با ترکیب نسبیت خاص با مکانیک کوانتوم

معادله ای بدست آورد که
" حرکت الکترون ها" را توصیف میکرد.

این معادله که به معادله دیراک شناخته میشود،
وجود " پاد ذره " ای به نام
" پوزیترون"
را پیشبینی کرد

که ویژگی هایی مشابه الکترون
اما
باری مخالف با بار الکترون داشت.

پوزیترون در سال 1932
یعنی
4 سال پس از پیشبینی
کشف شد.


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

گداخت هسته ای در خورشید


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

"ساعت ریاضی"


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

"گداخت هسته ای":

گداخت هسته ای در واقع اتفاقی هست که در خورشید و ستارگان میفته

اولین کسانی که ایده
خورشید روی زمین رو مطرح کردن دانشمندان شوروی سابق بودن یا روسها

اومدن گفتن که ما میتونیم خورشیدو روی زمین بیاریم.

حالا ماهیت عملکرد خورشید چی بود?

دما و گرانش بسیار بالای خورشید
باعث میشه که هسته های هیدروژن با همدیگه جوش بخورن
و فیوژن یا گداخت انجام بشه.


در اثر گداخت مقداری از جرم ناپدید میشه،
یا بهتر بگم جرم هسته
به وجود اومده کمتر از مجموع جرمهای هسته های اولیه هست.

این جرم ناپدید شده
طبق رابطه معروف انیشتن
نابود نمیشه و به انرژی تبدیل میشه. E=mc2

اما وقتی ما میخوایم روی زمین گداخت انجام بدیم،

دمایی که لازم داریم بسیار بالاتر از دمای خورشید هست!
چرا?

چون در خورشید نیروی گرانش خیلی بالاست،
برای جبران کمبود نیروی گرانش در زمین
ما باید به دمایی بالاتر از دمای خورشید برسیم.

چون باید به سد پتانسیل کولنی
غلبه کنیم.

زیرا همونطور که میدونید
دو بار همنام یکدیگر رو دفع میکنن

و بار هسته ها هم که مثبته
بنابراین بینشون دافعه کولنی وجود داره

پس باید به این دافعه غلبه کنیم.

تحقیقات گداخت هسته ای از سال 1960
از روسیه شروع شد.

و بعد ژاپن، آمریکا و کشور های دیگه اومدن و این تحقیقات رو به صورت عملی شروع کردن.

اول این تحقیقات محرمانه بود

بعد که کشور ها روی راکتور های خودشون کار کردن و دیدن کار بسیار پیچیده تر از این حرفهاست
به این نتیجه رسیدن
که هیچ کشوری به تنهایی نمیتونه از عهده انجام این پروژه پیچیده بربیاد.

نه از نظر علمی و نه از نظر اقتصادی

بنابر این تحقیقات از حالت محرمانه خارج شد.

و کشورها به هم پیوستن و دانشمندانشون رو به اشتراک گذاشتن.

گداخت کلا نسبت به شکافت انرژی پاک هسته‌ای هست.
و خطرات و پیامدهای شکافت رو نداره.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

سرعت شما همین حالا چه مقدار است؟


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی