بیان ساده قانون دوم ترمودینامیک:

آیا تا حالا دیدین آب سر بالا بره?

از نقطه نظر پتانسیل

آب از یک پتانسیل بالا به سمت یک پتانسیل پایین می رود.

حالا اگر بخواد سر بالا بره چطور ممکنه?!

باید " عامل خارجی" داشته باشیم.

تعریف بسیار ساده قانون دوم ترمودینامیک این هست که:

جریان گرما به طور خود به خود
از دمای بالا تر به طرف دمای پایین تر است.

شما یک لیوان آب را در اتاق بگذارید،
اگر در لیوان آب داغ داشته باشیم،
آب سرد میشود.

اما اگر لیوان آب سرد را در اتاق بگذارید هیچ وقت خودبخود
گرم نمیشود
.
مگر اینکه بهش گرما بدهیم.

قانون دوم
3 تعریف دقیق و علمی تر دارد که هر 3 را میتوان به هم ربط داد.
ممکن است در نگاه اول نامربوط به نظر برسد
در پست های بعد در موردش صحبت میکنیم.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

تعاریف علمی قانون دوم ترمودینامیک

1. هر سیستم، تمایل خودبخودی برای رفتن به طرف تعادل ترمودینامیکی دارد.

یعنی تمایل به رفتن به دمای پایین تر.

و این تمایل نمیتواند برعکس شود،
بدون اینکه مقداری کار روی سیستم انجام دهیم،
یا گرما به سیستم اضافه کنیم.
یعنی لزوم وجود عامل خارجی.


2.در یک پروسه چرخه ای،
امکان ندارد بتوانیم،
همه گرمایی که از یک منبع گرم گرفته ایم را به " کار " تبدیل کنیم.

3. تغییر آنتروپی هر سیستمی مثبت است.
یعنی نمیتواند منفی باشد.

قانون دوم نسبت به قوانین دیگر از اهمیت خاصی برخوردار است.

اولین اهمیتش آن است که ما توسط این قانون میتوانیم
ماکزیمم بهره یک ماشین گرمایی را حساب کنیم.

ماشین های گرمایی
گرما را به کار تبدیل میکنند.

اهمیت دومش آن است که قانون دوم ما را قادر به تعریف یک کمیت یا متغیر حالت جدید به نام آنتروپی میکند.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

کاربرد آنتروپی:

3 نکته کلیدی در آنتروپی وجود دارد.

یکی اینکه
"آنتروپی" میزانی از درجه
بی نظمی سیستم است.

فایده دیگرش این است که

"پایداری" حالت " تعادل" یک سیستم را از طریق آنتروپی تعیین میکنند.
یعنی سیستم در حالت تعادل پایدار بیشترین آنتروپی را دارد.

و سوم اینکه

بدون تعریف آنتروپی ما نمیتوانیم
فرآیند های برگشت پذیر و برگشت ناپذیر مربوط به یک سیستم را به هم ربط دهیم.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

پتانسیل های ترمودینامیکی:

انرژی جنبشی ، به جرم و سرعت ذره یا جسم وابسته هست.

مسئله اصلی " انرژی پتانسیل" است.

انرژی پتانسیل، انرژی هست که ذخیره میشود.

در ترمودینامیک،
تحت " قید های" خاصی
ما میتوانیم روی سیستم کار انجام دهیم.

و این کار میتواند در فرم
انرژی درونی یا انرژی پتانسیل ذخیره شود.

و دوباره قابلیت باز پس گیری داشته باشد.

در ترمودینامیک به این انرژی،
"انرژی آزاد" یا
"پتانسیل ترمودینامیکی" میگویند.

در ترمودینامیک برعکس مکانیک کلاسیک که یک نوع انرژی پتانسیل داشتیم،

"5" نوع انرژی پتانسیل داریم.

با توجه به قیدهایی که روی سیستم می‌گذاریم،
فرم این انرژی ها میتواند عوض شود.

1. انرژی داخلی (U)

2.آنتالپی (H)

3.انرژی آزاد هلمهولتز (A)

4.انرژی آزاد گیبس(G)

5. پتانسیل گرند


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

تعریف پتانسیل های ترمودینامیکی:

1. " انرژی داخلی" :

اگر سیستم ما کاملا ایزوله باشد،

پتانسیل متناسب با آن
" انرژی داخلی" است.

کاملا ایزوله یعنی چه?
یعنی سیستم با بیرون
نه تبادل گرمایی دارد
نه تبادل ذره
و نه تبادل مکانیکی.


2. آنتالپی:

آنتالپی پتانسیل متناسب با سیستمی است که کاملا ایزوله نیست.
یعنی سیستم با بیرون
تبادل" مکانیکی" دارد.

اما تبادل ذره و تبادل دما ندارد.

در اینجا یکی از قید های حالت کاملا ایزوله کم شد
و آن قید مکانیکی است.


3.انرژی آزاد هلمهولتز:

انرژی آزاد هلمهولتز
پتانسیل متناسب با سیستمی است که:

با بیرون فقط " تبادل دمایی" دارد.

اما
تبادل مکانیکی و تبادل ذره ندارد.


4.انرژی آزاد گیبس:

انرژی آزاد گیبس پتانسیل متناسب با سیستمی است که با بیرون

هم تبادل دمایی دارد
و
هم تبادل مکانیکی


5. پتانسیل گرند:

پتانسیل گرند، پتانسیل متناسب با سیستمی است که با بیرون
هم تبادل " ذره " دارد و هم تبادل "دما"

دقت کنید که وقتی در سیستمی تبادل ذره داریم ،
خودبخود و اجبارا تبادل دما هم خواهیم داشت.

از پتانسیل گرند در آمار کوانتومی استفاده میکنیم.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

نیلز بور
معتقد بود:

" اندازه گیری " ،
فرآیندی است که
یک سیستم کوانتومی را وادار میکند تا

"حالت معینی" را انتخاب کند.


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

کوتوله های سفید و اصل طرد
پاؤلی:

🖍ذراتی که مقدار اسپین آنها کسری است،
مثل یک دوم ، سه دوم و..
فرمیون نامیده میشوند.

✅فرمیون ها از "اصل طرد" تبعیت میکنند.

🖍این اصل میگوید:
هیچ دو فرمیونی نمی‌تواند هم زمان
یک حالت کوانتومی را اشغال کنند.

🖍مجموعه ای از فرمیون ها ، همواره باید در حالت های کوانتومی متفاوتی باشند،
که این حالت ها را با کمترین انرژی آغاز می‌کنند و به همین ترتیب پیش می‌روند.

🖍جالب است بدانید همین موضوع، دلیل وجود " کوتوله های سفید " است.

🖍کوتوله سفید، پس مانده رو به خاموشی ستاره ای مثل خورشید ماست.
که
سوخت هسته ای آن تمام شده است.

🖍چنین چیزی اندازه کوچکی دارد.( خیلی بزرگتر از زمین نیست)
اما بی نهایت چگال است.

🖍چون گرانش، اتم های آنرا آنقدر به هم فشرده است که تمامی الکترون های این اتم ها آزادانه در کل هسته حرکت می‌کنند.

🖍به‌دلیل اینکه الکترون ها ، فرمیون هستند،
اصل طرد از فشرده شدن بیشتر ستاره در اثر گرانش جلوگیری می کند.

🖍کوتوله سفید تنها تا جایی به کوچک شدن ادامه میدهد که
الکترون ها، حالت های کوانتومی در دسترس را
با بیشترین فشردگی و تراکم ممکن پر کنند.

🖍تنها اگر ستاره آن قدر پر جرم و گرانش آن به اندازه کافی قوی باشد،
که الکترون و پروتون با هم ترکیب شوند و نوترون را تشکیل دهند،
ستاره می‌تواند کوچکتر شود و تبدیل به "ستاره نوترونی" شود.

🖍حتی ستاره نوترونی هم محدویت های خاص خود را دارد،
زیرا نوترون ها نیز فرمیون هستند؛

و اندازه یک ستاره نوترونی،
همانند کوتوله سفید،
از همکاری بین نظریه کوانتومی و گرانش تعیین می‌شود.

📖منبع:
ضمیمه مجله نیو ساینتیست
(New scientist)
مجله دانشمند
اردیبهشت ۸۸

🆔 @atomicphysicsss
⚛ کانال تخصصی فیزیک اتمی

تمایل به اینکه مورد تایید و تقدیر دیگران واقع شویم انگیزه سالمی است.

اما این تمایل که به عنوان بهترین نیرومندترین یا هوشمند ترین فرد گروه یا مدرسه شناخته شویم به آسانی منجر به حالت روانی بغایت خود پرستانه ای خواهد شد که هم برای خود و هم برای جامعه زیانبار تواند بود.

(آلبرت اینشتین)
منبع:
کتاب "مقالات آلبرت اینشتین"


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

ماژورانا چیست?
Majorana



ماژورانا ، یک ذره " فرمیون" است که

" ضد ماده " آن خودش است.

ضد ماده الکترون،
پوزیترون است.

پوزیترون مشابه الکترون است
اما
بار الکتریکی آن مثبت است.

ماژورانا نام دانشمندی است که ذره ماژورانا را پیش بینی کرد.

و بعد از 100 سال این ذره
در ابر رساناها مشاهده شد.

و به خاطر اهمیت ابررسانایی
اکنون موضوع ماژورانا جدید و به روز است.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

موفقیتی دیگر از پژوهشگران مرکز تحقیقات فیزیک پلاسما
واحد علوم و تحقیقات

" درمان زخم پای دیابتی در فاز حیوانی"

پژوهشگران فیزیک پلاسما
موفق به طراحی
" تفنگ پلاسما جت " شدند.

در راستای استفاده از پلاسما در حوزه پزشکی ،

آنها با استفاده از تفنگ پلاسما جت، در فاز حیوانی، توانستند زخم دیابت سگ مبتلا را درمان کنند.

پلاسمای تولید شده در این تفنگ از نوع قابل تحمل برای بافت زنده است.

کاربرد تفنگ پلاسما جت،
در درمان زخم های مزمن ، مانند زخم های دیابتی، و زخم بستر

انعقاد خون،
از بین بردن عفونت و...می باشد.

پلاسما قادر است با از بین بردن عفونت ، زخم را ترمیم کند،
بدون آنکه به سلول های سالم آسیب وارد کند.

منبع:
نشریه داخلی واحد علوم و تحقیقات
شماره 36 خرداد96


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

چگونه عناصر موجود در ستارگان را معین میکنیم?!

ستاره های مختلف طیف های مختلف دارند.

ما میتوانیم از طیف نوری یک ستاره
دمای آن را تعیین کنیم.

علاوه بر این در می یابیم
که
برخی رنگ های بسیار ویژه
در طیف نوری ستاره وجود ندارد.

این رنگهای گمشده
از ستاره تا ستاره متفاوت است.

از آنجا که میدانیم
هر عنصر شیمیایی دسته مشخصی از رنگ های بسیار ویژه را جذب میکند،

با مقایسه اینها با رنگهایی که در طیف نوری ستاره ها نیستند،

میتوانیم به طور دقیق عنصرهای موجود در ستاره را تعیین کنیم.


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

یک تئوری فیزیکی همیشه "موقتی" است.

به این معنا که:
صرفا یک فرضیه است.

و هرگز نمیتوان آنرا ثابت کرد.

هر چند بار هم که نتایج آزمایش ها با تئوری سازگار باشد،

باز هم هرگز نمیتوان "مطمئن "بود که نتایج بعدی در تناقض با تئوری
نخواهد بود.


منبع:
کتاب تاریخچه زمان
اثر: استیون هاکینگ

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

"هدف نهایی" دانش این است که:

تئوری " یگانه ای"
فراهم آورد که
کیهان را تعریف نماید.

(استیون هاکینگ)


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

جمله ای از آقای دیراک:

هر اندازه گیری باعث میشود که:

"سیستم کوانتومی"
به
یکی از " ویژه کت های"
کمیت فیزیکی که
در حال " اندازه گیری" است
" جهش" کند!

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

⚛⚛⚛

در #کوانتوم سیستم با دو تعریف مشخص میشود:

1. تعریف "فضای هیلبرت"
2.تعریف "هامیلتونی"

یعنی سیستم در کوانتوم
به #فضای_هیلبرت
و
#هامیلتونی
نیاز دارد.

🆔@atomicphysicsss
⚛کانال تخصصی فیزیک اتمی

⚛⚛⚛

در #مکانیک_کوانتوم

انتخاب " فضای هیلبرت"
هنر است.

🆔@atomicphysicsss
⚛کانال تخصصی فیزیک اتمی

میلاد با سعادت کریم اهل بیت
امام حسن مجتبی ( ع) بر شما مبارک باد.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

واژه لیزر "مخفف" کلمات زیر است.

Laser:


Light amplification by stimulated emission of radiation

به معنی:
تقویت نور
به روش گسیل القایی تابش


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

⚛⚛⚛

❓متد هارتری- فوک چیست?!

Hartree- Fook method

✔️این متد
رفتار سیستم های
"بزرگ و پیچیده" را مطالعه میکند،
توسط
مطالعه رفتار سیستم های " ساده".


مانند اینکه:
برای مطالعه اتمِ پلوتونیوم
ابتدا
اتم ساده هیدروژن را مطالعه کنیم.
زیرا تا اتم هیدروژن را درک نکنیم
نمیتوانیم
تابع موج پلوتونیوم را بررسی کنیم.

یعنی توسط مطالعه یک مدل ساده
بررسی یک مدل سخت امکانپذیر میشود.

📚منبع:
ژورنال
Reviews of modern physics


🆔@atomicphysicsss
⚛کانال تخصصی فیزیک اتمی

🍃 @DrEbrahimiDinani

دعای "جوشن کبیر"
به 3 زبان
@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی