به نام خداوند بخشنده و مهربان
یکتا خالق عالم هستی

فیزیک یعنی پیش بینی طبیعت
با یک مدل
دو نوع مدل داریم

1.مدل کلاسیک
2.مدل کوانتومی
تفاوت این دو مدل در قطعیت است.

باید یک ارتباطی بین ریاضیات و فیزیک برقرار کنیم.

سیستم فیزیکی باید چند اصل داشته باشد
1.ابطال پذیری
2.قابلیت پیش بینی
3.مستقل بودن از ناظر
4.در حال تکامل بودن
و به این ترتیب یک مدل ریاضی میتواند
یک سیستم فیزیکی را توجیه کند.


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی (آموزش محور)

"ابطال پذیری " مدل ریاضی به این معنی نیست
که این مدل دیگر کاربردی ندارد،
بلکه به این معناست که
دیگر نمیتواند تمام طبیعت را توصیف کند.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

ما الکترودینامیک رو به 3 قسمت تقسیم میکنیم
1.قسمت اول الکترواستاتیک
که تحت عنوان الکترودینامیک 1 میخونید
2.قسمت دوم الکترو مغناطیس
که تحت عنوان الکترودینامیک 2 میخونید
3.قسمت سوم الکترودینامیک
که تقریبا هیچ وقت نمیخونید!!

الکترودینامیک به مبحثی اطلاق میشه که
مولد میدانهای الکترومغناطیسی هم حرکت شتاب دار داشته باشن

در نتیجه در این مبحث معادلات نیوتون و حرکت رو هم داریم.
بچه های اتمی در درس پلاسما یه سری از مباحث الکترودینامیکی رو هم میخونن.


@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

اگر باور نداشته باشیم که در جهان هماهنگی و انسجامی درونی وجود دارد، دیگر علمی ممکن نخواهد بود.
این اعتقاد تاکنون انگیزه همه آفرینش های علمی بوده است و در آینده نیز چنین خواهد بود.

منبع:
تکامل فیزیک
اثر:
آلبرت اینشتین
و
لئوپولد اینفلد

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

"اصل عدم یقین"

عدم قطعیت در 'مکان'
و
'اندازه حرکت'
به طور جدایی ناپذیر به هم پیوسته اند.
اگر بخواهیم مکان ذره را بسیار دقیق پیدا کنیم
اندازه حرکت ذره را از دست میدهیم،
چرا???
چون برای دانستن مکان دقیق ذره،
باید از نوری با طول موج بسیار کوتاه یا فرکانس بسیار بالا استفاده کرد
و اینک مشکل ایجاد میشود
انرژی فوتون وابسته به فرکانسش هستE=hf
ثابت تناسب ثابت پلانک هست
میبینیم که برای دانستن بسیار دقیق مکان ذره
باید نوری با فرکانس بسیار بالا را به کار ببریم
اما
فوتون های چنین نوری با فرکانس بالا
بسیار پر انرژی هستند
و سامانه کوانتومی را دچار تکانی بزرگ میکنند.
از طرف دیگر
اگر بخواهیم اندازه حرکت را با دقت بالا اندازه گیری کنیم
باید سامانه را تکان بسیار کوچکی بدهیم
و این یعنی فرکانس کم
و فرکانس کم، یعنی طول موج بلند
و این به معنای
عدم قطعیت بزرگی در مکان ذره.

(جهان کوانتومی نوین
تونی هی
پاتریک والترز)

@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

این واقعیت که الکترون ها نمیتوانند روی هم سوار شوند،

جدول ها و همه چیزهای چگال و سفت را میسازد.
(ریچارد فایمن)
@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

مشخصه های یه محیط برای انتشار امواج الکترومغناطیس به سه کمیت برمیگرده
(اپسیلن )یا تابع دی الکتریک
(موو )یا ضریب تراوایی مغناطیسی(n)یا ضریب شکست

یه خاصیتی داریم به اسم خاصیت پاشندگی محیط
یعنی محیط پاشنده محیطی هست که بر انرژی موج الکترومغناطیسی که در اون منتشر میشه اثر میذاره

بر اساس اینکه محیط
انرژی موج الکترومغناطیسی رو کاهش یا افزایش بده
پاشیدگیش منفی یا مثبت هست.
مثال پاشندگی محیط
تجزیه نور هست
نور هایی که از محیط پاشنده عبور میکنن
بسته به فرکانسشون تجزیه میشن
و نور سفید در محیط تجزیه میشه
چون هر فرکانسی یا هر رنگی با یه سرعتی میتونه از محیط رد بشه
مثلا سرعت نور آبی و قرمز فرق داره...
هر موجی برای انتشار در هر محیطی یک رابطه پاشندگی داره
که این رابطه ارتباط بین فرکانس و عدد موج هست
که تکلیف انتشار موج رو در اون محیط مشخص میکنه
مثلا رابطه پاشندگی موج الکترومغناطیسی در هوا
W=ck
هست
مثلا در محیط پلاسما
اگر فرکانس موجی که داخل پلاسما میفرستیم از فرکانس خود پلاسما کمتر باشه موج در پلاسما نمیتونه منتشر بشه
و پدیده کات آف صورت میگیره که در دنیای امروز خیلی لازمه
یعنی موج به یونسفر زمین
(که پلاسما هست و از ارتفاع 80 کیلومتری شروع میشه تا 160)
برخورد میکنه می ایسته و برمیگرده
و به این ترتیب ما از قسمت های مختلف زمین اطلاعات رو میفرستم و دریافت میکنیم
اما مثلا وقتی میخوایم سفینه در فضا بفرستیم
نباید کات آف اتفاق بیفته
چون باید موج ما از پلاسما رد بشه
و به خارج از جو بره و اطلاعات رو دوباره به ما برگردونه
ناسا میاد دانسیته یا چگالی پلاسما رو محاسبه میکنه
و موجی رو میفرسته که فرکانسش از فرکانس یونسفر بیشتر باشه تا بتونه ازش رد بشه
که اینا رو از روی همون رابطه پاشندگی محیط بررسی میکنن
به نوعی رابطه پاشندگی بهمون میگه
موج در چه صورت منتشر میشه
و در چه صورت منتشر نمیشه
در واقع
محیط پاشنده مثل پلاسما
با موج الکترومغناطیسی انرژی مبادله میکنه و انرژی موج رو تغییر میده.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

ما با گستره وسیعی از امواج الکترومغناطیس سر و کار داریم
که فیزیکشون با هم فرق داره
چون طول موج خیلی تاثیر گذار هست
کمیت های الکترو اپتیکی محیط پاشنده مختلط هست
مثل ضریب شکست ،ثابت انتشار و..
که البته بحثش ریاضی هست

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

نکته جالب توجه اینه که در دبیرستان
برای ثابت دی الکتریک و ضریب شکست فقط عدد مطرح میشد
اما اینها در واقع عدد نیستن طیف هستن
یعنی تابعی از امگا یا فرکانس موج الکترومغناطیسی هستن
یعنی دیگه نمیگیم ثابت دی الکتریک
میگیم تابع دی الکتریک
مثلا همین شیشه که نور مرئی رو عبور میده
و براش شفاف محسوب میشه
در مقابل UV مثل جسم کدر عمل میکنه
یا دیوار که نور رو عبور نمیده و جسم کدر هست
برای امواج موبایل جسم شفاف حساب میشه و امواج موبایل رو از خودش رد میکنه
یعنی میخوام بگم ما نمیتونیم بگیم این جسم مطلقا شفاف یا کدر هست
بستگی به موج الکترومغناطیسی که داخلش میفرستیم هم داره که چطور عمل میکنه
(حتی خاصیت رسانایی محیط هم یک عامل ذاتی نیست. و علاوه بر خود محیط به فرکانس موج الکترومغناطیسی هم بستگی داره)

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

استلاراتور
یه نوع محصور کننده مغناطیسی غیر از توکامک هست

در توکامک
3 نوع میدان مغناطیسی داریم
میدان تروئیدال یا چنبره ای
میدان پلوئیدال یا قطبی
میدان ورتیکال یا عمودی
که از برآیند این 3 میدان
برای محصور سازی مغناطیسی توکامک استفاده میشود.
میدان پلوئیدال یا قطبی در پلاسما توسط
جریان چنبره ای پلاسما ایجاد میشه
در توکامک پیچه مرکزی پیچه اولیه و جریان پلاسما پیچه ثانویه ماست
به همین دلیل به توکامک ترانسفورماتور هم میگن
بنابراین، این جریان نقش سیم پیچ ثانویه در ترانسفورماتور رو بازی میکنه

میتونیم میدان مغناطیسی قطبی پلاسما رو از خارج اعمال کنیم،
یعنی از جریان یک پیچه خارجی حلزونی شکل که پلاسما رو در بر بگیره
جریان متناوب الکتریکی که از از6 پیچه حلزونی میگذره و میدان مغناطیسی مثلثی شکلی رو در نزدیکی محور چنبره به وجود میاره
به این میدان مغناطیسی القایی که با این روش ایجاد میشه
میدان مغناطیسی استلاراتور میگیم.

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

فیزیک جدید ساده تر از فیزیک قدیم است ،
به همین جهت مشکلتر و پیچیده تر به نظر میرسد.
هر چه فرض های ما ساده تر و اساسی تر شوند ، افزار ریاضی استدلال پیچیده تر و راه میان نظریه و مشاهده درازتر و پیچاپیچ تر میگردد.

هر اندازه تصور ما از دنیای خارجی ساده تر و وسعت شمول آن زیادتر باشد ، هماهنگی جهان را بیشتر در فکر ما منعکس می سازد.

منبع
تکامل فیزیک
اثر : آلبرت اینشتین
لئوپولد اینفلد
ترجمه: احمد آرام
انتشارات خوارزمی

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

3 نوع پلاسما داریم
پلاسمای سرد
پلاسمای گرم
پلاسمای داغ
که البته پلاسمای داغ در گداخت هسته ای کاربرد داره
و نیازی نیست همه پلاسماها از درجه یونیزاسیون بالا برخوردار باشن
مثلا نورلامپ مهتابی پلاسمایی با یونیزاسیون بسیار ضعیف هست

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی

پلاسمای سرد:
برای ایجاد پلاسمای سرد به
خلاء بالا نیازی نداریم و تقریبا با فشار اتمسفر سر و کار داریم
مثلا لامپ مهتابی پلاسمای سرد هست.
که در کارخونه میان هوای داخل شیشه لامپ مهتابی رو تخلیه میکنن،
و بعد مقداری گاز آرگون یا نئون
واردش میکنن
چرا از گازهای نجیب استفاده میکنن?
چون وابستگی الکترونهای آخرین مدارشون به اتم خیلی کمه
و به این ترتیت با انرژی خیلی کم میتونیم الکترون ها رو از اتم جدا کنیم یا اتمها رو یونیزه کنیم
که این یونیزاسیون با درجه بسیار ضعیفی هست
یعنی اکثر اتم ها خنثا باقی میمونن
و اتم های کمی یونیزه میشن.
مهتابی با رنگ های مختلف وجود داره،
علت تفاوت رنگها
نوع گازی هست که در اون به کار میره
هر گازی که یونیزه میشه رنگ خاصی رو ایجاد میکنه که مخصوص خودش هست.
در پلاسمای سرد
دمای یونها برابر دمای اتاق هست
یعنی اگر دمای اتاق 20 درجه باشه
دمای یون هم 20 درجه هست
ولی دمای الکترون ها
40 هزار درجه کلوین!! هست
خوب شاید فکر کنید این دمای بالا باید لامپ مهتابی رو ذوب کنه!!
اما این طور نیست
چرا?
چون گفتیم درجه یونیزاسیون پایینه و اتم های کمی یونیزه شدن و داخل لامپ هم خلاء هست
پس تعداد الکترونهایی که با دیواره های لامپ برخورد میکنن خیلی کمه
بنابر این گرما محسوس نیست همیشه بالا رفتن دما به معنای بالا رفتن گرما نیست
چون دانسیته هر محیط نقش مهمی در گرم کردن اون محیط داره
برای مقایسه
مثلا دانسیته جامدات10 به توان 22 ذره در سانتی کار مکعب هست
اما در پلاسما دانسیته َ10به توان6
هست
این یعنی پلاسمای سرد بسیار رقیق هست

@atomicphysicsss
کانال تخصصی فیزیک اتمی