نوشته شده توسط : احسان

ابن سینا (شیخ الرئیس ابو علی سینا) یا پور سینا (۹۸۰ - ۱۰۳۷) دانشمند, فیلسوف و پزشک ایرانی, ۴۵۰ کتاب در زمینه‌های گوناگون نوشته‌است که تعداد زیادی از آن‌ها در مورد پزشکی و فلسفه‌است. جرج سارتون او را مشهورترین دانشمند سرزمین‌های اسلامی می‌داند که یکی از معروف‌ترین‌ها در همهٔ زمان‌ها و مکان‌ها و نژادها است. کتاب معروف او کتاب قانون است.

زندگی

ابن سینا یا پورسینا حسین پسر عبدالله زاده در سال ۳۷۰ هجری قمری و در گذشته در سال ۴۲۸ هجری قمری، دانشمند و پزشک و فیلسوف. نام او را به تفاریق ابن سینا، ابوعلی سینا، و پور سینا گفته‌اند. در برخی منابع نام کامل او با ذکر القاب چنین آمده: حجة‌الحق شرف‌الملک شیخ الرئیس ابو علی حسین بن عبدالله بن حسن ابن علی بن سینا البخاری. وی صاحب تألیفات بسیاری است و مهم‌ترین کتاب‌های او عبارت‌اند از شفا در فلسفه و منطق و قانون در پزشکی.

«بوعلی سینا را باید جانشین بزرگ فارابی و شاید بزرگ‌ترین نماینده حکمت در تمدن اسلامی بر شمرد. اهمیت وی در تاریخ فلسفه اسلامی بسیار است زیرا تا عهد او هیچ‌یک از حکمای مسلمین نتوانسته بودند تمامی اجزای فلسفه را که در آن روزگار حکم دانشنامه‌ای از همه علوم معقول داشت در کتب متعدد و با سبکی روشن مورد بحث و تحقیق قرار دهند و او نخستین و بزرگ‌ترین کسی است که از عهده این کار برآمد.»(اموزش و دانش در ایران، ص۱۲۵)

«وی شاگردان دانشمند و کارآمدی به مانند ابوعبید جوزجانی، ابوالحسن بهمنیار، ابو منصور طاهر اصفهانی و ابوعبدالله محمد بن احمد المعصومی را که هر یک از ناموران روزگار گشتند تربیت نمود.»(خدمات متقابل اسلام و ایران، ص۴۹۳)

بخشی از زندگینامه او به گفته خودش به نقل از شاگردش ابو عبید جوزجانی بدین شرح است:

پدرم عبدالله از مردم بلخ بود در روزگار نوح پسر منصور سامانی به بخارا درآمد. بخارا در آن عهد از شهرهای بزرگ بود. پدرم کار دیوانی پیشه کرد و در روستای خرمیثن به کار گماشته شد. به نزدیکی آن روستا، روستای افشنه بود. در آنجا پدر من، مادرم را به همسری برگزید و وی را به عقد خویش درآورد. نام مادرم ستاره بود من در ماه صفر سال ۳۷۰ از مادر زاده شدم .نام مرا حسین گذاشتند چندی بعد پدرم به بخارا نقل مکان کرد در آنجا بود که مرا به آموزگاران سپرد تا قرآن و ادب بیاموزم. دهمین سال عمر خود را به پایان می‌بردم که در قرآن و ادب تبحر پیدا کردم آنچنان‌که آموزگارانم از دانسته‌های من شگفتی می‌نمودند.

در آن هنگام مردی به نام ابو عبدالله به بخارا آمد او از دانش‌های روزگار خود چیزهایی می‌دانست پدرم او را به خانه آورد تا شاید بتوانم از وی دانش بیشتری بیاموزم وقتی که ناتل به خانه ما آمد من نزد آموزگاری به نام اسماعیل زاهد فقه می‌آموختم و بهترین شاگرد او بودم و در بحث و جدل که شیوه دانشمندان آن زمان بود تخصصی داشتم.

ناتلی به من منطق و هندسه آموخت و چون مرا در دانش اندوزی بسیار توانا دید به پدرم سفارش کرد که مبادا مرا جز به کسب علم به کاری دیگر وادار سازد و به من نیز تاکید کرد جز دانش آموزی شغل دیگر برنگزینم. من اندیشه خود را بدانچه ناتلی می‌گفت می‌گماشتم و در ذهنم به بررسی آن می‌پرداختم و آن را روشن‌تر و بهتر از آنچه استادم بود فرامی‌گرفتم تا اینکه منطق را نزد او به پایان رسانیدم و در این فن بر استاد خود برتری یافتم.

چون ناتلی از بخارا رفت من به تحقیق و مطالعه در علم الهی و طبیعی پرداختم اندکی بعد رغبتی در فراگرفتن علم طب در من پدیدار گشت. آنچه را پزشکان قدیم نوشته بودند همه را به دقت خواندم چون علم طب از علوم مشکل به شمار نمی‌رفت در کوتاه‌ترین زمان در این رشته موفقیت‌های بزرگ بدست آوردم تا آنجا که دانشمندان بزرگ علم طب به من روی آوردند و در نزد من به تحصیل اشتغال ورزیدند. من بیماران را درمان می‌کردم و در همان حال از علوم دیگر نیز غافل نبودم. منطق و فلسفه را دوباره به مطالعه گرفتم و به فلسفه بیشتر پرداختم و یک سال و نیم در این کار وقت صرف کردم. در این مدت کمتر شبی سپری شد که به بیداری نگذرانده باشم و کمتر روزی گذشت که جز به مطالعه به کار دیگری دست زده باشم.

بعد از آن به الهیات رو آوردم و به مطالعه کتاب ما بعد الطبیعه ارسطو اشتغال ورزیدم ولی چیزی از آن نمی‌فهمیدم و غرض مؤلف را از آن سخنان درنمی‌یافتم از این رو دوباره از سر خواندم و چهل بار تکرار کردم چنان‌که مطالب آن را حفظ کرده بودم اما به حقیقت آن پی نبرده‌بودم. چهره مقصود در حجاب ابهام بود و من از خویشتن ناامید می‌شدم و می‌گفتم مرا در این دانش راهی نیست... یک روز عصر از بازار کتابفروشان می‌گذشتم کتابفروش دوره گردی کتابی را در دست داشت و به دنبال خریدار می‌گشت به من الحاح کرد که آن را بخرم من آن را خریدم، اغراض مابعدالطبیعه نوشته ابو نصر فارابی، هنگامی که به در خانه رسیدم بی‌درنگ به خواندن آن پرداختم و به حقیقت مابعدالطبیعه که همه آن را از بر داشتم پی بردم و دشواری‌های آن بر من آسان گشت. از توفیق بزرگی که نصیبم شده بود بسیار شادمان شدم. فردای آن روز برای سپاس خداوند که در حل این مشکل مرا یاری فرمود. صدقه فراوان به درماندگان دادم. در این موقع سال ۳۸۷ بود و تازه ۱۷ سالگی را پشت سر نهاده بودم.

وقتی من وارد سال ۱۸ زندگی خود می‌شدم نوح پسر منصور سخت بیمار شد، اطباء از درمان وی درماندند و چون من در پزشکی آوازه و نام یافته بودم مرا به درگاه بردند و از نوح خواستند تا مرا به بالین خود فرا خواند. من نوح را درمان کردم و اجازه یافتم تا در کتابخانه او به مطالعه پردازم. کتابهای بسیاری در آنجا دیدم که اغلب مردم حتی نام آنها را نمی‌دانستند و من هم تا آن روز ندیده بودم. از مطالعه آنها بسیار سود جستم.

چندی پس از این ایام پدرم در گذشت و روزگار احوال مرا دگرگون ساخت من از بخارا به گرگانج خوارزم رفتم. چندی در آن دیار به عزت روزگار گذراندم نزد فرمانروای آنجا قربت پیدا کردم و به تالیف چند کتاب در آن شهر توفیق یافتم پیش از آن در بخارا نیز کتاب‌هایی نوشته بودم. در این هنگام اوضاع جهان دگرگون شده بود ناچار من از گرگانج بیرون آمدم مدتی همچون آواره‌ای در شهرها می‌گشتم تا به گرگان رسیدم و از آنجا به دهستان رفتم و دوباره به گرگان بازگشتم و مدتی در آن شهر ماندم و کتابهایی تصنیف کردم. ابو عبید جوزجانی در گرگان به نزدم آمد.

ابو عبید جوزجانی گوید: این بود آنچه استادم از سرگذشت خود برایم حکایت کرد. چون من به خدمت او پیوستم تا پایان حیات با او بودم. بسیار چیزها از او فرا گرفتم و بسیاری از کتابهای او را تحریر کردم استادم پس از مدتی به ری رفت و به خدمت مجدالدوله از فرمانروایان دیلمی درآمد و وی را به بیماری سودا دچار شده بود درمان کرد و در آنجا به قزوین و از قزوین به همدان رفت و مدتی دراز در این شهر ماند و در همین شهر بود که استادم به وزارت شمس‌الدوله دیلمی فرمانروای همدان رسید. در همین اوقات استادم کتاب قانون را نوشت و تالیف کتاب عظیم شفا را به خواهش من آغاز کرد. چون شمس الدوله از جهان رفت و پسرش جانشین وی گردید استاد وزارت او را نپذیرفت و چندی بعد به او اتهام بستند که با فرمانروای اصفهان مکاتبه دارد و به همین دلیل به زندان گرفتار آمد ۴ ماه در زندان بسر برد و در زندان ۳ کتاب به رشته تحریر درآورد. پس از رهایی از زندان مدتی در همدان بود تا با جامه درویشان پنهانی از همدان بیرون رفت و به سوی اصفهان رهسپار گردید. من و برادرش و دو تن دیگر با وی همراه بودیم. پس از آنکه سختیهای بسیار کشیدیم به اصفهان در آمدیم. علاءالدوله فرمانروای اصفهان استادم را به گرمی پذیرفت و مقدم او را بسیار گرامی داشت و در سفر و حضر و به هنگام جنگ و صلح استاد را همراه و همنشین خود ساخت. استاد در این شهر کتاب شفاء را تکمیل کرد و به سال ۴۲۸ در سفری که به همراهی علاءالدوله به همدان می‌رفت، بیمار شد و در آن شهر در گذشت و هم در آن شهر به خاک سپرده شد. ر.ک.زندگی‌نامه ابن سینا

مهم‌ترین آثار ابن سینا

الشفاء یا به پارسی شفا: این کتاب مهم‌ترین و جامع‌ترین اثر مولف در فلسفه مشاء و مبین آرای شخصی اوست. کتاب دانشنامه گونه‌ای است در زمینه منطق،ریاضیات، طبیعیات و الهیات که در سال ۴۱۰ قمری نوشته شده‌است. درابتدای کتاب، سخن ابو عبید عبد الرحمن محمد جوزجانی که بیانگر هدف و میزان تبعیت مولف از آرای ارسطوست،ذکر شده‌است. بخش منطق در نه فن و هر فن شامل چند مقاله‌است. عناوین آن عبارت‌اند از مدخل،مقولات،باری آرمنیاس،قیاس،برهان،مغالطه و شعر است.این بخش ۴ جلد از مجموعه را تشکیل می‌دهد.

ابن سینا در شعر نیز دستی داشته و اشعار زیادی به زبان عربی سروده‌است و حتی منظومه‌هایی مثل قصیده ارجوزه در مسایل علمی ساخته‌است. اشعاری نیز به زبان فارسی از او روایت کرده‌اند که برخی از آن‌ها به نام دیگران نیز آمده‌است و با توجه به اسلوب و معانی آن‌ها باید در انتساب این اشعار به ابن سینا تردید روا داشت. ما در اینجا، برای آشنایی مختصر با اشعار ابن سینا، گزیده‌ای از مستندترین آنها را می‌آوریم:

غذای روح بود باده رحیق الحق که رنگ او کند از دور رنگ گل را دق به رنگ زنگ زداید ز جان اندوهگین همای گردد اگر جرعه‌ای بنوشد بق به طعم، تلخ چوپند پدر و لیک مفید به پیش مبطل، باطل به نزد دانا، حق می‌از جهالت جهال شد به شرع حرام چو مه که از سبب منکران دین شد شق حلال گشته به فتوای عقل بر دانا حرام گشته به احکام شرع بر احمق شراب را چه گنه زان که ابلهی نوشد زبان به هرزه گشاید، دهد ز دست ورق حـلال بر عـقلا و حـرام بر جهـال که می‌محک بود وخیرو شر از او مشتق غلام آن می‌صافم کزو رخ خوبان به یک دو جرعه برآرد هزار گونه عرق چو بوعلی می‌ناب ار خوری حکیمانه به حق حق که وجودت شود به حق ملحق

* * * * * * * * * * * * *

روزکی چـــــند در جهان بودم بر سر خـــــاک باد پیمودم ساعتی لطف و لحظه‌ای در قهر جان پاکــــیزه را بــــیالودم با خرد را به طبع کردم هجو بی خرد را به طمع بـــستودم آتـشــــــی بر فروخــــــتم از دل وآب دیده ازو بــــــــپالودم با هواهای حرص و شــیطانی ساعــــتی شادمـــان نیاسودم آخر الامر چون بر آمد کـــــــار رفتـــم و تخم کشته بدرودم کـس نداند که مــن کـــجا رفتم خود ندانم که من کجا بودم

* * * * * * * * * * * * * می‌حاصل عمر جاودانی است، بده سرمایهٔ لذت جوانی است، بده

سوزنده چو آتش است، لیکن غم را سازنده چو آب زندگانی است، بده

* * * * * * * * * * * * *

دل گرچه در این بادیه بسیار شتافت یک موی ندانست ولی موی شکافت اندر دل من هزارخورشید بتافت آخربه کمال ذره‌ای راه نیافت

* * * * * * * * * * * * *

مایـــیم به عفو تـو تــولاکرده وز طاعت معصیت تبرا کرده آنجا که عنایت تو باشد، باشد ناکرده چو کرده، کرده چون ناکرده

* * * * * * * * * * * * *

هر هیأت و هر نقش که شد محو کنون در مخزن روزگار گردد محزون چون باز همین وضع شود وضع فلک از پرده غیبش آورد حق بیرون

* * * * * * * * * * * * *

در پرده سنحق نیست که معلوم نشد کم ماند ز اسرار که مفهوم نشد در معرفتت چو نیک فکری کردم معلومم شد که هیچ معلوم نشد

:: موضوعات مرتبط: تحقیق آماده , ,
:: بازدید از این مطلب : 1250

امتیاز مطلب : 21

تعداد امتیازدهندگان : 7

مجموع امتیاز : 7

تاریخ انتشار : دو شنبه 4 بهمن 1389 | نظرات ()

دفاع بدن

نوشته شده توسط : احسان

دید کلی

بدن بطور دایم بخصوص از طریق دهان ، مجاری تنفسی کولون ، غشاهای مخاطی چشم و حتی مجاری ادراری در معرض باکتریها قرار دارد، درصورتی که این باکتریها به بافتهای عمقی نفوذ کنند قادر به تولید بیماری هستند علاوه بر آن شخص بطور منقطع در معرض باکتریها و ویروسهای فوق‌العاده بیماریزای موجود در خارج از بدن قرار دارد معمولا سه نوع مقاومت میزبان در مقابل میکروبهای مهاجم رشد میکروبها را به بدن ، یعنی جایی که اکثر میکروبها در آنجا بی‌زیانند ، محدود می کند. این مقاومتها بطور خلاصه شامل سه نوع سطحی ، بیگانه‌خواری و ایمنی هستند.

دفاع سطحی

دفاع مکانیکی

یک نوع آن مانعی است که پوست برای ورود میکروبها ایجاد می‌کند. در صورتی که بدن به هر دلیلی خراشیده یا شکننده شود، میکروبها به سادگی امکان عبور از آن را خواهند داشت. بدی تغذیه ، دود سیگار ، آلودگی هوا و امثال آن می‌توانند باعث ضعیف شدن و شکنندگی پوست شوند. گرد و غبار ذرات موجود در هوا غالبا حامل میکروبهایی هستند که عامل عفونتهای دستگاه تنفس‌اند. سرفه و عطسه نیز دو عمل مکانیکی دیگرند که ذرات و مواد خارجی و نیز میکروارگانیسم‌ها را به خارج می‌رانند.

اعتیاد به الکل کلیه واکنشهای دفاعی مکانیکی را تضعیف کرده و موجب ورود ذرات خارجی و میکروبها به داخل ششها می‌شود که در نتیجه می‌تواند موجب ذات‌الریه گردد. موهای سطحی بدن و نیز جریان ادرار و اشک موجب کنده شدن و شسته شدن میکروبها از بینی ، مجاری ادراری و چشمهای می‌شوند. جدا شدن یاخته‌های مرده از پوست به نحوی موثر بسیاری ازمیکروبهای متصل به یاخته‌های پوششی را بیرون می‌ریزد. همه بافت پوششی دستگاه گوارش در مدت 36 ساعت بطور کامل تعویض می‌شود.

:: موضوعات مرتبط: تحقیق آماده , ,
:: بازدید از این مطلب : 1323

امتیاز مطلب : 24

تعداد امتیازدهندگان : 6

مجموع امتیاز : 6

تاریخ انتشار : دو شنبه 4 بهمن 1389 | نظرات ()

موتور موشک

نوشته شده توسط : احسان

مقدمه

موشکهای فضایی مانند موشکهای آتش بازی عمل می‌کنند. سوخت با ماده‌ای به نام اکسنده که حاوی گاز تسریع کننده احتراق یعنی اکسیژن است، ترکیب می‌شود. آنگاه این ترکیب که یک پیشران محسوب می‌شود، می‌سوزد و گازهای داغی را تولید می‌کند، این گازها منبسط شده ، از طریق یک دماغه خارج و باعث می‌شوند موشک به طرف بالا حرکت کند. این واکنش برای اولین بار در قرن هفدهم توسط دانشمند انگلیسی ، اسحاق نیوتن ، در قانون سوم حرکتش بیان شد. او اظهار داشت که برای هر عملی (خروج گازها در اینجا) عکس العملی است مساوی و مخالف جهت آن (در اینجا ، حرکت موشک).

نیرویی که یک موشک را به طرف جلو حرکت می‌دهد، نیروی پیشران نامیده می‌شود. قدرت نیروی پیشران به سرعت خارج شدن گاز خروجی بستگی دارد. نیروی پیشران به موشک شتاب داده ، باعث افزایش سرعت آن می‌شود. مقدار شتاب نیز بستگی به جرم موشک دارد. هر چه موشک سنگینتر باشد، برای رسیدن به فضا ، به نیروی پیشران بیشتری نیاز است. تا وقتی که موتورهای موشک ، روشن و در حال تولید نیروی پیشران هستند، شتاب فضا پیما نیز هر لحظه زیادتر می‌شود.
موتور موشک یا از پیشران مایع استفاده می‌کند یا جامد ، اما بعضی اوقات ، یک موشک کامل ممکن است. در مراحل مختلف از هر دو نوع پیشران استفاده کند. کارشناسان موشکهایی را پیشنهاد کرده‌اند که از انرژی اتمی به عنوان سوخت استفاده می‌کنند، چرا که آنها از نظر مصرف انرژی بسیار مقرون به صرفه‌اند. اما ترس از خطر استفاده از سوخت اتمی مانع استفاده از این موشکها شده است.

موشکهایی با سوخت پیشران جامد

سوختهای پیشران از یک نوع سوخت و یک اکسنده تشکیل شده‌اند. برای روشن شدن موشک ، کافی است یک جرقه کوچک سوخت پیشران آنرا آتش بزند. سوخت آتش گرفته تا آخرین قطره می‌سوزد. گازهای حاصل از سوخت پیشران را از طریق دماغه انتهایی موشک خارج می‌شوند. اولین موشکها را احتمالا در قرن یازدهم میلادی در کشور چین ساخته‌اند. آنها موشکهایی بودند که از سوخت پیشران جامد استفاده می‌کردند. سوخت موشک یک نوع باروت بود که از مخلوطی از نیترات پتاسیم ، زغال چوب و سولفور تشکیل شده بود.

موشکهایی که از سوخت پیشران جامد استفاده می کنند، اغلب به عنوان موشکهای تقویت کننده‌ای استفاده می‌شوند که نیروی اولیه موشکهای بزرگتر را تأمین می‌کنند. موشکهای بزرگتر خود از سوخت پیشران مایع استفاده می‌کنند. بزرگترین موشکهای مصرف کننده سوخت جامد با 45 متر ارتفاع جزء موشکهای تقویت کننده شاتل فضایی ایالات متحده محسوب می‌شوند. آنها حاوی 586500 کیلوگرم (2/1 میلیون پوند) سوخت پیشران هستند که بطور متوسط 13 میلیون تن (5/3 میلیون پوند نیرو) نیروی پیشران را تولید می‌کنند.
این موشکها را طوری طراحی کرده‌اند که بعد از اتمام سوخت و افتادن در دریا ، از دریا بیرون کشیده شده ، دوباره برای مأموریتهای بعدی سوختگیری می‌شوند. ساخت موشکهایی که از سوخت جامد استفاده می‌کنند چندان دشوار نیست. آنها مقدار زیادی نیروی پیشران را در یک مدت زمان کم تولید می‌کنند. تنها ایراد این نوع موشکها این است که بعد از روشن شدن به راحتی خاموش نمی شوند. به عبارت دیگر ، نمی‌توان آن را به آسانی تحت کنترل درآورد.

نیروی پیش برنده

شاتل فضایی ایالات متحده از موشکهای تقویت کننده عظیم الجثه‌ای برخوردار است که از سوخت پیشران جامد استفاده می کنند. این پیشران از پر کلرات آمونیم به عنوان اکسنده و پودر آلومینیوم به عنوان سوخت تشکیل شده است.

موشکهای با سوخت مایع

اکثر موشکهایی که از آنها در پروازهای فضایی استفاده می‌شود، از سوخت پیشران مایع بهره می برند. سوخت و اکسنده که در مخزنهای جداگانه‌ای نگهداری می‌شوند، هر دو مایع هستند. پمپهای قدرتمندی آنها را به محفظه احتراق می‌برند؛ در آنجا آنها باهم ترکیب شده ، شروع به تولید گازهای خروجی می‌کنند. گازهای مذکور نیز به نوبه خود از دماغه انتهایی موشک خارج می‌شوند. بعضی از موشکها از یک ماده قابل اشتعال سریع برای شروع احتراق استفاده می‌کنند. سوخت پیشران سایر موشکها هگام ترکیب سوخت و اکسنده شروع به احتراق می‌کند.

فرآیند احتراق پیشران مایع

اکسنده و سوخت باهم ترکیب می‌شوند و در محفظه احتراق شروع به سوختن می‌کنند. سپس گازهای خروجی حاصل از فرآیند احتراق از دماغه خارج و به عنوان نیروی پیشران ، موشک را به طرف جلو حرکت می‌دهند.

مراحل مختلف یک موشک

برای سفر به فضا ، یک موشک چند مرحله‌ای مورد نیاز است. هر کدام از این مراحل یک موشک جداگانه محسوب می‌شود که هم دارای منبع سوخت است و هم موتور. بسته به وزن محموله ماهواه ، از موشکهای تقویت کننده‌ای در کنار مراحل مختلف موشک برای افزایش نیروی موتورها استفاده می‌شود. مرحله اول ، کل موشک را از زمین بلند می‌کند و به محض اتمام سوخت از بقیه موشک جدا شده، به زمین سقوط می‌کند. آنگاه موتور مرحله دوم روشن می‌شود. بخاطر وزن سبکتر موشک در این مرحله ، شتاب موشک نیز بیشتر می‌شود؛ این سیر صعودی شتاب با جدا شدن هر مرحله از موشک ادامه می‌یابد. مرحله پایانی موشک قسمت حامل ماهواره را به فضا و به طرف مقصدش حمل می کند.

:: موضوعات مرتبط: تحقیق آماده , ,
:: بازدید از این مطلب : 1304

امتیاز مطلب : 23

تعداد امتیازدهندگان : 7

مجموع امتیاز : 7

تاریخ انتشار : دو شنبه 4 بهمن 1389 | نظرات ()

بمب الکترومغناطیسی

نوشته شده توسط : احسان

بمب الکترومغناطیسی

تاریخچه

توجه به بمبهای الکترومغناطیسی حدود نیم قرن قبل مطرح شد. متخصصان در آن هنگام به این نکته توجه کردند که اگر بمبی هسته‌ای منفجر شود، امواج الکترومغناطیسی که در اثر انفجار پدید می‌آید تمامی مدارهای الکترونیک را نابود می‌سازد. اما مسئله این بود که به چه ترتیب بتوان موج انفجار را ایجاد کرد بدون آنکه نیاز به انجام یک انفجار هسته‌ای باشد؟ دانشمندان می‌دانستند که کلید حل این مسئله در ایجاد پالسهای (تپهای) الکتریکی که با عمر بسیار کوتاه و قدرت زیاد نهفته است. اگر اینگونه پالسها به درون یک آنتن فرستنده تغذیه شوند، امواج الکترومغناطیسی قدرتمندی در فرکانسهای مختلف از آنتن بیرون می‌آیند. هر چه فرکانس موج بالاتر باشد، امکان تأثیر گذاری آن بر مدارهای الکترونیک دستگاهها بیشتر خواهد شد.

دید کلی

در دورانی که بافت و ساخت تمامی جوامع تا حدود بسیار زیادی به دستاوردهای علمی از نوع الکترونیکی وابسته است و همه امور از تجهیزات بیمارستانها تا شبکه‌های مخابراتی و از رایانه‌های بانکها و مؤسسات بزرگ مالی یا نظامی تا دستگاههای نظارت و مراقبت ، نحوه کار ماشینها و ادوات صنعتی همگی متکی به ساختارهای الکترونیک هستند، کاربرد بمبهای الکترومغناطیسی می‌تواند سبب فلج شدن روند زندگی در مناطق بزرگ مسکونی شود. به اعتقاد برخی کارشناسان به نظر می‌رسد کشورهای پیشرفته پیشاپیش چنین سلاحی را تکمیل کرده‌اند و حتی برخی بر این باورند که ناتو در جریان جنگ علیه صربستان از این قبیل بمبها برای تخریب دستگاههای رادار صربها بهره گرفته است.

انفجار یک میدان مغناطیسی بسیار نیرومند می‌تواند در کسری از ثانیه آن چنان قدرت الکتریکی بالایی را در کلیه مواد هادی پیرامون خود القا نماید، که به راستی تمام آنها را مختل نموده و از کار بیاندازد. هر چند این میدان مغناطیسی بر روی جسم انسان به عنوان یک هادی الکتریکی نیز موثر می‌باشد. ولی این تأثیر بسیار محدود و مقطعی بوده و بدن جز در موارد خاصی قدرت مقاومت در برابر آن را دارد. در جنگ افزارهای نسل الکترونیک استفاده از سلاح مغناطیسی و امواج الکترومغناطیسی جایگاه ویژه‌ای داشته و مورد توجه سازندگان این قبیل سلاحها بوده است.

ماهیت بمب الکترومغناطیسی

بمب الکترومغناطیسی در واقع چیزی نیست جز یک شار مغناطیسی فوق العاده‌ای نیرومند که با گسیل امواج پر قدرت (SHF) سوپر فرکانسهای با طول موج بالاتر از ده گیگا هرتز موسوم به امواج میکرو ویو پر قدرت (High Power Microwave) می‌تواند هر گونه دستگاههای الکتریکی یا الکترونیکی واقع در محدوده عمل خود را در یک باند فوق گسترده (uWb) که مخفف عبارت ultra Wide band می‌باشد، فلج نماید.

روزی را تصور کنید که در یک شهر معمولی و در یک زمان تمام دستگاههای الکتریکی روشن و در حال کار ناگهانی سوخته و از کار بیافتد و تمام دستگاههای خاموش نیز در آن واحد روشن شده و پس از چند لحظه آنها نیز بسوزند. در چنین شهری پس از انفجار بمب الکترومغناطیسی بر فراز شهر ، در کسری از ثانیه یک تا دو میلیارد وات انرژی الکتریکی کلیه سیستمهای مخابراتی و رادیویی و تلویزیونی را از کار بیاندازد.

برق شهر قطع می‌گردد، مدار الکتریکی همه رایانه‌ها می‌سوزد. تمام باتریها و خازنها منفجر می‌شوند. لامپ تصویر همه تلویزیونها و مانیتورهای خاموش یا روشن نورانی شده و می‌سوزد. همه موتور الکتریکی با آخرین دور ، همه و همه از کار می‌افتند و ناگهان شهر در قهقرا فرو می‌رود. سیستمهای گرمازایی و سرمازایی ، پمپهای آب و حتی ساعتهای مچی نیز از کار می‌افتند.

شهر بدون الکتریسیته ، موتور ، باتری ، مخابرات و حرکت کاملا فلج می‌شود. همه این اتفاقات با سرعت نور یعنی کسری از ثانیه پس از انفجار یک بمب الکترومغناطیسی در حوزه میدان مغناطیسی آن اتفاق می‌افتد. با این حال سلاح مغناطیسی را می‌توان یک اسلحه انسانی نیز به حساب آورد. چرا که به ساختمانها و انسانها کمترین آسیب را می‌رساند.

کدام موج در نقش بمب ظاهر می‌شود؟

بزودی این نکته روشن شد که مناسبترین امواج الکترومغناطیسی برای ساخت بمبهای الکترومغناطیسی ، امواج با فرکانس در حدود گیگا هرتز است. این نوع امواج قادرند به درون انواع دستگاههای الکترونیک نفوذ کنند و آنها را از کار بیندازند. برای تولید امواج با فرکانس گیگاهرتز نیاز به تولید پالسهای الکترونیکی بود که تنها 100 پیکو ثانیه تدوام پیدا کنند. یک شیوه تولید این نوع پالسها استفاده از دستگاهی به نام «مولد ژنراتور مارکس» بود. این دستگاه عمدتا متشکل است از مجموعه بزرگی از خازنها که یکی پس از دیگری تخلیه می‌شوند و نوعی جریان الکتریکی موجی شکل بوجود می‌آورند.

با گذراندن این جریان از درون مجموعه‌ای از کلیدهای بسیار سریع می‌توان پالسهایی با دوره زمانی 300 پیکوثانیه تولید کرد. با عبور دادن این پالسها از درون یک آنتن ، امواج الکترومغناطیسی بسیار قوی تولید می‌شود. مولدهای مارکس سنگین هستند اما می‌توانند پشت سرهم روشن شوند تا یک سلسله پالسهای قدرتمند را به صورت متوالی تولید کنند. این نوع مولدها هم اکنون در قلب یک برنامه تحقیقاتی قرار دارند که بوسیله نیروی هوایی آمریکا کانزاس در دست اجراست.

بمب الکترومغناطیسی چگونه عمل می کند؟

E - Bomb به سال 1945 بر می‌گردد. فیزیکدانی به نام آرتور . اچ. کامپتون روی جریان خروجی الکترونهای اتم مطالعه می‌کرد که امروز به اثر کامپتون معروف می‌باشد. بعدها اثر کمپتون در قالب تکانهای الکترومغناطیسی به طراحی انواع سلاحهای الکترومغناطیسی مختلف انجامید. برای شناخت E - Bomb باید ابتدا با یک تانک LC آشنا شویم:

تانک LC چیزی نیست جز یک مدار ساده نوسان ساز که از یک سلف یا سیم پیچ و یک خازن و یک باتری تشکیل شده است. در تانک LC یک فرکانس میرا تولید می‌گردد که اگر یک کلید قطع و وصل الکترونیکی به آن اضافه نماییم، بسته به قدرت فرکانس سازی یک فرکانس رادیویی کریر یا حامل خواهیم داشت. هر چند مدار الکترونیکی قابلیت تولید فرکانس در محدوده‌های مختلف را داراست، لیکن نیاز به یک مدار طبقه تقویت نیز دارد تا قدرت فرستندگی آن افزایش یابد.

لذا باید سر راه آن یک تقویت کننده ترانزیستوری قدرت نیز بهره جست که باز بسته به توان خروجی ترانزیستور طبقه تقویت قدرت فرستنده افزایش می‌یابد. قدرت یک فرستنده بستگی به توان خروجی آن دارد. معمولا فرستنده‌های 5 وات یا بالاتر از آن فرستنده‌های نیرومند به حساب می‌آیند، به نحوی که اگر انسان در کنار آنها قرار گیرد برای سلامتی وی مضر خواهد بود.

حال آنکه می‌توان با افزایش طبقات تقویت قدرت فرستندگی امواج را بسیار بالا برد. اما این تنها بخش الکترومغناطیسی بمب الکتریکی می‌باشد، در حالیکه این بمب مثل هر بمب دیگری دارای واحد بخش انفجاری نیز می‌باشد. این قسمت یک بمب کاملا کلاسیک و عادی است. در واقع بخش اصلی بمب الکترومغناطیسی یک لوله تو خالی رسانا است، که حکم هسته سیم پیچ بمب را نیز دارد و در داخل این هسته مواد منفجره و چاشنی الکتریکی قراردارد که درست در لحظه انفجار بمب مدار الکتریکی نیز بکار می‌افتد و میدان مغناطیسی حاصل از کارکرد مدار الکترونیکی در یک میدان انفجاری قرار گرفته و انفجار میدان الکترومغناطیسی رخ می‌دهد.

همزمانی انفجار بمب و بکار افتادن مدار نوسان ساز بسیار مهم می‌باشد. زیرا آنچه موجب تقویت امواج الکترومغناطیسی باور نکردنی و ارسال امواج الکترومغناطیسی در همه جهات می‌گردد وقوع انفجار در مرکز میدان مغناطیسی می‌باشد. همچنین از دیگر نکات حائز اهمیت در E - Bomb جهت سیم پیچ است که با عنایت با قانون دست راست فلمینگ می‌توان جهت شار مغناطیسی را متناسب با شکل سیم پیچ ، تعیین نمود.

ایجاد میدان مین الکترومغناطیسی

هدف این برنامه جای دادن مولدهای مارکس روی هواپیماهای بدون خلبان یا در درون بمبها و موشکهاست تا از این طریق نوعی «میدان مین الکترومغناطیسی» برای مقابله با دشمن ایجاد شود. اگر هواپیما یا موشک دشمن از درون این میدان مین الکترومغناطیسی عبور کند، بلافاصله نابود خواهد شد. اگر لازم باشد تنها یک انفجار عظیم به انجام رسد، به دستگاهی نیاز است که بتواند یک پالس الکترونیکی بسیار قدرتمند را بوجود آورد؛ این کار را می‌توان با استفاده از مواد منفجره متعارف نظیر «تی . ان . تی» انجام داد. دستگاهی که این عمل را به انجام می‌رساند، «متراکم کننده شار» نام دارد.

در این دستگاه از انفجار اولیه یک ماده منفجره متعارف برای فشرده کردن یک جریان الکتریکی و میدان الکترومغناطیسی تولید شده بوسیله آن استفاده می‌شود. زمانی که این جریان فشرده شد، به درون یک آنتن فرستاده می‌شود و یک موج الکترومغناطیسی بسیار قدرتمند از آنتن بیرون می‌آید. طرح تکمیل دستگاههای متراکم کننده شار از سوی نیروی هوایی آمریکا در ایالت نیو مکزیکو در دست تکمیل است. از جمله طرحهایی که برای کاربرد این دستگاه در نظر گرفته شده ، جای دادن آنها در بمبهایی است که از هواپیما به پایین پرتاب می‌شود و نصب آنها در موشکهای هوا به هواست.

امتیاز بزرگ بمبهای الکترومغناطیسی

نخست آنکه این بمبها مستقیما جان انسانها را به خطر نمی‌اندازد و تنها بر دستگاههای الکترونیک اثر می‌گذارد.
نکته دوم آنکه ساخت آنها بسیار ساده است.
همچنین بمبهای الکترومغناطیسی در صورتی می‌توانند بالاترین خسارت را وارد آورند که فرکانس امواجشان با فرکانس دستگاههایی که به آنها وارد می‌شوند یکسان باشد.

بنابراین برای ایجاد مصونیت در دستگاههای الکترونیکی که در مراکز حساس کار می‌کنند، می‌توان طراحی مدارها را به گونه‌ای انجام داد که اولا میان بخشهای مختلف ، سپرهای محافظتی موجود باشد و ثانیا در ورودی این قبیل دستگاهها باید صافیها و سنجنده‌هایی را قرار داد که بتواند علامتهای مورد نیاز و امواج حاصل از انفجار را تشخیص دهند و مانع ورود این قبیل امواج شوند.

:: موضوعات مرتبط: تحقیق آماده , ,
:: بازدید از این مطلب : 1186

امتیاز مطلب : 24

تعداد امتیازدهندگان : 7

مجموع امتیاز : 7

تاریخ انتشار : دو شنبه 4 بهمن 1389 | نظرات ()

بیماری کم خونی

نوشته شده توسط : احسان

بیماری کم خونی
کم خونی یا آنمی (Anemia) به معنی کمبود تعداد گلبول‌های قرمز خون است. کم خونی دارای انواع مختلف است که می‌تواند به علت عدم سنتز هموگلوبین ، کمبود آهن در ساختار هموگلوبین ، دفع بسیار سریع یا تولید بسیار آهسته گلبولهای قرمز باشد.

اطلاعات اولیه

تقریبا تمامی اکسیژنی که در خون حمل می‌گردد، به هموگلوبین موجود در گلبولهای قرمز خون متصل می‌باشد. گلبولهای قرمز طبیعی انسان ، دیسکهای مقعرالطرفین کوچک با قطر 9 - 6 میکرومتر می‌باشند. این سلولها از سلولهای بنیادی پیش ساز به نام هموسیتوبلاستها در مغز استخوان ساخته می‌شوند. در طی فرایند بالغ شدن گلبولها ، سلولهای بنیادی تولید سلولهای دختری می‌نمایند که مقادیر زیادی هموگلوبین ساخته و سپس اندامکهای داخل سلولی مانند هسته ، میتوکندری و ... را از دست می‌دهند. فعالیت اصلی گلبول قرمز ، حمل هموگلوبین است که با غلظت بالا به صورت محلول در سیتوزول وجود دارد.

اهمیت زیاد توالی اسید آمینه‌ای در تعیین ساختمانهای دوم ، سوم و چهارم پروتئینهای کروی و بنابراین اعمال بیولوژیک آنها به خوبی در بسیاری از بیماریهای خونی مانند کم خونی داسی شکل در انسان قابل شرح می‌باشد. از لحاظ ژنتیکی ، بیش از 300 نوع هموگلوبین شناخته شده در جمعیتهای انسانی وجود دارد. بیشتر این انواع ناشی از تفاوتهایی در یک ریشه اسید آمینه می‌باشند. در اغلب موارد این اثرات بر روی ساختمان و عملکرد جزئی بوده، ولی گاهی می‌تواند وخیم بوده و به بیماریهای خونی و کم خونی منجر شود.

:: موضوعات مرتبط: تحقیق آماده , ,
:: بازدید از این مطلب : 1342

امتیاز مطلب : 27

تعداد امتیازدهندگان : 7

مجموع امتیاز : 7

تاریخ انتشار : دو شنبه 4 بهمن 1389 | نظرات ()

امواج رادیویی

نوشته شده توسط : احسان

امواج رادیویی

تعریف

رادیو فنآوری است که امکان انتقال سیگنالها را توسط مدولاسیون امواج الکترومغناطیسی با فرکانسهایی زیر فرکانس نور را فراهم می سازد.

امواج رادیو نوعی از تشعشعات الکترومغناطیسی هستند و هنگامی بوجود میآیند که یک شی باردار شده با فرکانسی که در بخش فرکانس رادیویی (RF) طیف الکترومغناطیسی قرار دارد شتاب بگیرد. این محدوده فرکانس از ده ها هرتز تا چند گیگا هرتز تغییر میکند. تشعشعات الکترومغناطیسی توسط نوسانات میدانهای الکتریکی و مغناطیسی انتشار مییابند و از طریق هوا و نیز خلا به همان خوبی عبور میکنند و نیازی به واسطه انتقال ندارند.
در مقابل، دیگر انواع تشعشعات الکترومغناطیسی با فرکانس هایی بالای محدوده RF به این شرح اند: اشعه گاما، اشعه X و مادون قرمز، ماورا بنفش و نور مرئی.
وقتی که امواج رادیویی از یک سیم عبور می کنند، میدان الکتریکی و مغناطیسی متغیر آنها (بر حسب شکل سیم) جریان و ولتاژی متناوب در سیم القا میکنند. این جریان و ولتاژ را میتوان به سیگنال های صوتی و دیگر انواع سیگنال تبدیل کرد که اطلاعات را انتقال دهند.
با وجودی که واژه رادیو برای توصیف این پدیده به کار میرود، ارسال داده هایی که ما به عنوان تلویزیون، رادیو، رادار و تلفن می شناسیم، همگی در کلاس انتشار فرکانس رادیویی هستند.

کشف

پایه های تئوری انتشار امواج الکترومغناطیسی برای اولین بار توسط جیمز کارل ماکسول در سال 1873م در مقاله ای تحت عنوان یک تئوری دینامیک از میدان الکتریکی که به انجمن رویال ارائه شده بود، بیان شد که نتیجه کار وی در طی سال های بین 1861م تا 1865م بود.

بین سال های 1886م و 1888م، هاینریش رودلف هرتز برای اولین بار تئوری ماکسول را از طریق آزمایشاتش تایید کرد. آزمایشات وی نشان می دادند که تشعشعات رادیویی تمامی خواص امواج (که امروزه امواج هرتز خوانده می شوند) را دارا هستند، و کشف کرد که معادلات الکترومغناطیس را می توان به صورت معادلات مشتقات جزئی بازنویسی کرد که معادلات موج نامیده شد.

اختراع و تاریخچه

اینکه چه کسی مخترع اصلی رادیو است، که در آن زمان تلگراف بیسیم نامیده می شد، مورد اختلاف است. ادعاهایی وجود دارد که ناتان ستابلفیلد رادیو را پیش از تسلا و مارکونی ساخت اما بنظر می رسد که دستگاه وی به جای ارسال رادیویی با ارسال القایی کار می کرده است.
در سال 1893م در سنت لوییس میسوری، نیکلا تسلا اولین نمایش عمومی ارتباطات رادیویی را انجام داد.

او در مقابل موسسه فرانکلین در فیلادلفیا و انجمن روشنایی الکتریکی ملی اصول ارتباطات رادیویی را به دقت شرح و توضیح داد. تجهیزاتی که او استفاده کرد تمامی اجزایی را که قبل از ساخته شدن تیوب خلا در سیستم های رادویی وجود داشت، دارا بودند. او بر خلاف مارکونی و دیگران که از کوهیرر استفاده می کردند، برای اولین بار از گیرنده های مغناطیسی استفاده کرد http://www.teslasociety.com/teslarec.pdf.

در سال 1894م سر الیور لوج نشان داد که می توان با استفاده از یک آشکار ساز با نام تحقیق آماده , ,
:: بازدید از این مطلب : 1373

|

امتیاز مطلب : 37

|

تعداد امتیازدهندگان : 9

|

مجموع امتیاز : 9

تاریخ انتشار : دو شنبه 4 بهمن 1389 | نظرات ()

الماس

نوشته شده توسط : احسان

مقدمه

الماس ازکربن خالص تشکیل شده وسیستم تبلور آن کوبیک است. وزن مخصوص الماس 3.5ضریبشکست آن 2.42 و سختی آن در مقیاس موس ، مساوی 10 است. الماس به رنگهای مختلفپیدا می‌شود. الماس باسنگهایکیمبرلیتی که از اعماق زیاد منشا گرفته‌اند، همراه است. دررسوبات رودخانه‌ایبه صورت پلاسر یافتمی‌شود. بیشترین بخش الماس جهان امروه از معادن الماس واقع در کشورهای آفریقاییاستخراجمی‌گردد.

شاید به زودى تصور متداول درباره الماسها به کلى دگرگون شود. الماسهایى که بخاطر زیبایى ، کمیاب بودن و زمان طولانى تولیدشان ارزش فوق العاده‌اىداشتند، امروزه در آزمایشگاه و در مدت زمانى حدود یک ساعت بوجود مى‌آیند. اینکه ایندگرگونى چه تأثیرى در صنعت جواهرسازى یا قیمت الماسهاى طبیعى در بازار خواهد داشتهنوز در پرده‌اى از ابهام است. اما درباره نقش این الماسهاى آزمایشگاهى در تکنولوژى، شایعه‌هایى برخاسته از مجامع علمى به گوش مى‌رسد.
بیشتر از هشتاد درصد از الماسهاى معدنىطبیعى به مصارف صنعتى از قبیل ابزارهاى برش یا مواد ساینده براى تراشکارى و پرداختدیگر سنگهاى قیمتى ،فلزات،گرانیتوشیشهمى‌رسند. استفاده از الماس به عنواننیمرسانا نیز نیازمند شرایط ویژه‌اى مثل بالاترین درجه خلوص ، بهترین بلورینگى وتعیین اتمها به لحاظ الکتریکى فعال براى ایجاد گذرگاه الکتریکى در وسیله مورد نظراست.
اما تمامى الماسهاى طبیعى بخاطر نقصها ، ناخالصیها و ساختار ضعیفشانبراى مصارف الکترونیکى نامناسبند. حتى با اینکه الماسهاى مصنوعى و طبیعى داراىکیفیت جواهرى بسیار ارزشمند هستند، اما ممکن است بخاطر رگه‌هاى ناچیز ناخالصیهابراى استفاده به عنوان نیم رسانا مناسب نباشند. در واقع تنها خالصترین این سنگها درکاربردهاى الکترونیکى پرقدرت از سلفونها گرفته تا کامپیوترهاى شخصى و خطوطارتباطاتى قابل استفاده‌اند.

دورنماى الماس

میزان ذخیره الماس جهان در سال 1979 بدین شرح می‌باشد. زئیر 120 ، شوروی (سابق) 250 ، آفریقای جنوبی 72 ، بوستوانا 60 ، نامیبیا 15 ، آنگولا 20، سیرالئون 6 و لسوتو 5 میلیون قیراط ذخیره دارند. همچنین میزان الماس تولیدی جهاندر سال 1979 بدین شرح می‌باشد: زئیر 11160 ، شوروی (سابق) 10700 ، آفریقای جنوبی 7640 ، بوتسوانا 3340 ، نامیبیا 1950 ، عتا 1500 ، آنگولا 750 ، ونزوئلا 750 وسیرالئون با 710 قیراط بیشترین تولید الماس جهان را به خود اختصاص داده‌اند.

تولید الماس

الماس بطور طبیعى تحت فشارهاى زیاد اعماق زمین و در زمانىطولانى شکل مى‌گیرد. اما در آزمایشگاه مى‌توان به کمک دو فرآیند مجزا در زمانىبسیار کوتاهتر الماس تولید کرد. فرآیند فشار بالا _ دما بالا (HP HT) اساساً تقلیدىاست از فرآیند طبیعى شکل گیرى الماس در حالى که فرآیند رسوب گیرى بخار شیمیایى (CVD) دقیقاً خلاف آن عمل مى‌کند. در واقع CVD بجاى وارد کردن فشار به کربن براىتولید الماس با آزاد گذاشتن اتمهاى کربن به آنها اجازه مى‌دهد با ملحق شدن بهیکدیگر به شکل الماس در آیند.

این دو تکنیک براى اولین بار در دهه 1950 کشفشدند. به گفته باتلر که هفده سال روى تولید الماس با استفاده از تکنیک CVD کار کردهاست «از آنجا که پیشگامان تولید الماس بدون فشار بالا در دهه 1950 با تمسخر سایریناز میدان به در شدند. تکنولوژى CVD هنوز دوران کودکى‌اش را سپرى مى‌کند.» هر دوفرآیند قادرند با سرعتى خیره کننده الماسهایى با کیفیت جواهر تولید کنند، اما درنهایت این فرآیند CVD است که بخاطر کنترل ساده ناخالصى و اندازه محصول براىتکنولوژیهاى الکترونیکى مناسب‌ترین خواهد بود.

فرآیند CVD با قرار دادن ذرهبسیار کوچکى از الماس درخلأآغاز مى‌شود. سپس گازهاىهیدروژن ومتانبه محفظه خلأ جریان مى‌یابند. در ادامهپلاسماى تشکیل شده باعث شکافته شدن هیدروژن به هیدروژن اتمى مى‌شود که با متان واکنش مى‌دهدتا رادیکال متیل و اتمهاى هیدروژن بوجود آیند. رادیکال متیل نیز به ذره الماسمى‌چسبد تا الماس بزرگ شود. رشد الماس در تکنیک CVD ، فرآیندى خطى است، بنابراینتنها عوامل محدودکننده اندازه محصول در این روش بزرگى ذره ابتدایى و زمان قرار دادنآن در دستگاه است.

به گفتهدیوید هلیر (D. Hellier) ، رئیسبخش بازاریابى کمپانى ژمسیس:))فرآیند HP HT نیز با ذره کوچکى از الماس آغازمى‌شود. هر ذره الماس در محفظه‌هاى رشدى به اندازه یک ماشین لباسشویى ، تحتدما وفشار بسیاربالا درون محلولى از گرانیت و کاتالیزورى فلزى غوطه‌ور مى‌شود. در ادامه تحت شرایطکاملاً کنترل شده‌اى این الماس کوچک به تقلید از فرآیند طبیعى ، مولکول به مولکول ولایه به لایه شروع به رشد مى‌کند.((
گر چه جنرال الکتریک در تولید الماسها بهاین روش پیشگام است و الماسهاى ساخته شده با تکنیک HP HT را براى مصارف صنعتى بهبازار عرضه مى‌کرد اما تا پیش از آنکه کمپانى ژمسیس با ساده سازى این فرآیند امکانتولید نمونه‌هایى با کیفیت جواهر را فراهم کند، هرگز آن الماسها به عنوان سنگهاىقیمتى به فروش نرسیده بودند.

در واقع الماسهاى زینتى مصنوعى بخش کوچکو در عین حال پر سودى از صنعت الماس را تشکیل مى‌دهند. این الماسهاى رنگى که درمقایسه با همتاهاى بى‌رنگ شان فوق العاده کمیاب و در نتیجه بسیار گرانبها ترند باتوجه به نوع ناخالصیها در رنگهاى گوناگون از قرمز و صورتى گرفته تا آبى ، سبز و حتىزرد روشن و نارنجى تولید مى‌شوند. در واقع این الماسها مى‌توانند چنان کیفیت بالایىداشته باشند که حتى ماشینهاى ساخته شده براى تشخیص سنگهاى مصنوعى از طبیعى درتفکیکشان از یکدیگر دچار مشکل شوند، همانطور که امروزه برخى از بزرگترین الماسفروشان در صنعت نیز به زحمت از پس آن بر مى‌آیند.

شباهت فوق العاده نمونههاى مصنوعى و طبیعى باعث شده است تا تاجران الماس براى تشخیص الماسهاى رنگى مصنوعىاز سنگهاى طبیعى دست به دامن آزمایشگاههاى الماس بلژیک و دیگر نقاطى شوند که بطورسنتى عهده دار تجزیه و تحلیل و تأیید الماسها از نظر بزرگى قیراط ، رنگ و شفافیتهستند.

تشخیص الماسهای مصنوعی

آزمایشگاه آنتورپ و چند تایى دیگر در سراسر جهانبراى تشخیص الماسهاى مصنوعى بطور عمده از دو نوع دستگاه استفاده مى‌کنند. در دستگاهنوع اول با تابش نور به الماس مشخصات طیفى نور جذب یا ساطع شده تجزیه و تحلیلمى‌شود. اگر نشانه‌هایى از الماس مصنوعى مشاهده شد، آزمایشگاه دستگاه دوم را بکارمى‌گیرد که این دستگاه براى آشکار ساختن ساختار درونى کریستال ازنورفرابنفش استفاده مى‌کند. این دستگاهها نقصهاى موجود در الماس را حتى در مقیاسمیکروسکوپى یا اتمى نیز بررسى مى‌کنند.

در واقع الماسها نیز درست مثل درختانداراى حلقه‌هاى رشدى در اطراف هسته درونى هستند. الماسهایى که در آزمایشگاه تولیدیا براى تغییر رنگ دستکارى شده باشند، ساختار رشد متفاوتى از خود نشان مى‌دهند. بنابراین با اینکه آزمایشگاهها با استفاده از این دستگاهها قادر به تشخیص الماسهاىمصنوعى از طبیعى هستند اما نگرانى عمده در صنعت الماس جایى است که افراد بدون ایندستگاهها توانایى تشخیص سنگهاى مصنوعى را نخواهند داشت.

الماس مصنوعی

این نوع الماس برای نخستین بار توسط گروهی از دانشمندانسوئدی در سال 1953ساخته شده است. جنرال الکتریک در سال 1954 برای اولین مرتبه بااستفاده ازگرافیت درفشار 50 تا 60 کیلو بار و دمای 1500 درجه سانتیگراد توانستالماس مصنوعیبسازد.
در روش جدید کهتوسط ژاپنیها ابداع گردیده ، بخار کربن بر روی یک صفحه سرد جمع می‌شود، ابتدا CH₄ و H₂ در میکروویو در دمای بیش از 2000 درجه سانتیگرادحرارت داده می‌شود و بخار کربن بر روی یک صفحه سرد متمرکز می‌شود.

موارد مصرف الماس

الماس دارای مصارف صنعتی و زینتی است. گر چه الماس رابیشتر به عنوان زینت بخش می‌شناسند، ولی بیش از 80 درصد آن به مصارف صنعتی می‌رسد. میزان الماس مصرفی در صنعت از 74 درصد در سال 1934 به 89 درصد در سال 1979 فزونیگرفته است. مصارف عمده الماس در صنعت جهت برش مواد بسیار سخت نظیرفولادهای آلیاژی وکاربید تنگستن، ساییدن ، اره کردن سنگ وبتون و حفاریها بکار می‌رود.

تقسیم بندی الماسها بر اساس مصارف صنعتی

الماسها بر اساس مصارف صنعتی آنهابه چهار گونه تقسیم می‌شوند:

الماس صنعتی که به علت شکل و رنگ آن ، مصرف زینتی ندارد.

الماس بورت که قطعه‌های کوچک و شکل نامناسب دارد.

الماس کاربونادو که مخلوطی از الماس ، گرافیت و کربن بی‌شکل (آمورف) است.

الماس بالاس

12.5 درصد الماس تولیدی جهان به مصرف ساختمته‌های حفاریو چاله زنی می‌سرد. 2.5 درصددیگر هم از الماس تولیدی در ساختن ماشینهای برش و پولیش و 75 درصد دیگر به صورتپودر و یا مواد ساینده به مصرف می‌رسد. مصارف صنعتی الماس به اختصار شامل ،مته‌های الماسی،مواد ساینده‌ها،اره‌های الماسی،لوازم دندانپزشکیو جراحی و دستگاههای برشیو پولیش می‌گردد.

الماس در صنعت الکترونیک

به گفته جیمز باتلر (J.Butler)، یکى از شیمیدانانمحقق در آزمایشگاه تحقیقات نیروى دریایى ایالات متحده ، به لحاظ تاریخى سه مشکلعمده سر راه استفاده از الماسهاى طبیعى در کاربردهاى الکترونیکى وجود داشته است. الماسهاى طبیعى همیشه به شکل بازدارنده‌اى براى استفاده همه جانبه گران بوده‌اند ویافتن سنگهاى بزرگ با خلوص کافى نیز بسیار دشوار است. علاوه بر این هیچ دو سنگىدقیقاً شبیه هم نیستند و خواص منحصر به فرد در هر یک مى‌تواند مشکلاتى را درمدارهاى الکترونیکى به بار آورد. آخرین مشکل در استفاده از الماس براى کاربردهاىالکترونیکى و کامپیوترى نیز نیاز به دو نوع الماس یعنى سنگهاى نوع n و p براى هدایتالکترونیکى بوده است.

در دستگاههاى مجتمع باید از هر دو نوع الماس نیمهرساناى n و p استفاده کرد، اما الماسهاى نوع n بطور طبیعى وجود ندارند و الماسهاىنوع p الماس آبى ، به قدرى نادرند که هیچ راه مقرون به صرفه‌اى براى استفاده ازآنها پیدا نشده است. به هر حال الماسهاى مصنوعى این مشکلات را برطرف مى‌کنند. بهگفتهرابرت لینارس (R. Linares) ، بنیان گذار کمپانى آپولو دیاموندبراى مثال مى‌توان با افزودن ناخالصى فلز برون به الماس ، نوع P یعنى الماس آبى راتولید کرد.

بطور مشابه دانشمندان مى‌توانند با افزودن فسفر به الماسهاى بىرنگ ، الماس نوع n را نیز تولید کنند. ما براى استفاده از الماس به نوع نیمه رسانادر دستگاههاى الکترونیکى پرقدرت نیاز به ترکیبى لایه‌اى از این دو نوع الماس داریم. علاوه بر این با توجه به اینکه الماسهاى بى‌رنگ خالص در عمل بیشتر از آنکه رساناباشند عایق هستند، مى‌توان لایه‌هایى از آنها را به این ترکیب افزود.

امروزهنیم رساناهاى بسیارى مثلسیلیکون در گستره وسیعى از دستگاههاى الکترونیکى بکار مى‌روند. اما الماس با توجه به دامنهتغییرات حرارتى و سرعت فوق العاده بیشترش ، تنها در مقایسه با خلاء است که عنواندومین نیم رساناى برتر جهانرا به خود اختصاصمى‌دهد. الماس با داشتن چنین ویژگیهایى و بخصوص امروز که آزمایشگاه قادر به تولیدسنگهاى خالص و ناخالص کنترل شده‌اند، مى‌تواند پایه گذار انواع سراسر نوینى ازدستگاههاى الکترونیکى پرقدرت باشد. با اینکه استفاده از الماس در صنایع الکترونیکبه چند دهه دیگر واگذار شده است، اما به اعتقاد لینارس این سنگ قیمتى صنایع نیمرسانا سازى را به کلى دگرگون خواهد کرد.

برخى از کاربردهاى عملى الماس

لوازم الکترونیکى ولتاژ و توان بالا مثل ترنهاى سریع السیر.

دستگاههاى فرکانس بالا مثل رادارهاى پرقدرت و ایستگاههاى مخابراتى سلولى.

دستگاههاى میکرو و نانو الکترو مکانیکى مثل ساعتها و فیلترهاى تلفنهاى سلولى.

محاسبات کوانتومى مثل موارد مورد نیاز در ارتباطات امن.

آشکارساز پرتوهاى پر انرژى مثل پرتو سنجهاى پزشکى.

اپتیکو لیزرهاى پرقدرت مثلآنچه در کابل و خطوط تلفن یا پنجرهشاتلهاى فضایىبکار می‌رود.

الکترودهاى الماسى مقاوم به خوردگى که مى‌تواند محیطهاى آلوده را پاک کند.

:: موضوعات مرتبط: تحقیق آماده , ,
:: بازدید از این مطلب : 1468

|

امتیاز مطلب : 34

|

تعداد امتیازدهندگان : 9

|

مجموع امتیاز : 9

تاریخ انتشار : دو شنبه 4 بهمن 1389 | نظرات ()

اورانیوم

نوشته شده توسط : احسان

اورانیوم

اورانیومیکی از عناصر شیمیاییجدول تناوبی است که نماد آن ،Uو عدد اتمی آن 92 می‌باشد. اورانیوم که یک عنصر سنگین ، سمی ، فلزی ،رادیواکتیو و براق به رنگ سفید مایل به نقره‌ای می‌باشد، به گروه آکتیندها تعلق داشته و ایزوتوپ 235 آن برای سوختراکتورهای هسته‌ای و سلاحهای هسته‌ای استفاده می‌شود.

معمولا اورانیوم در مقادیر بسیار ناچیز در صخره‌ها ، خاک ، آب ، گیاهان و جانوران از جمله انسان یافت می‌شود.

خصوصیتهای قابل توجه

اورانیوم هنگام عمل پالایش به رنگ سفید مایل به نقره‌ای فلزی با خاصیت رادیواکتیوی ضعیف می‌باشد که کمی ازفولاد نرم‌تر است. این فلز چکش‌خار ، رسانای جریان الکتریسیته و کمیParamagneticمی‌باشد. چگالی اورانیوم 65% بیشتر از چگالیسربمی‌باشد. اگر اورانیوم به‌خوبی جدا شود، بشدت از آب سرد متاثر شده و دربرابر هوا اکسید می‌شود. اورانیوم استخراج شده از معادن ، می‌تواندبه‌صورت شیمیایی به دی‌اکسید اورانیوم و دیگر گونه‌های قابل استفاده درصنعت تبدیل شود.

گونه‌های اورانیوم در صنعت

اورانیوم در صنعت سه گونه دارد:

آلفا (Orthohombic) که تا دمای 667.7 درجه پایدار است.

بتا (Tetragonal) که از دمای 667.7 تا 774.8 درجه پایدار است.

گاما (Body-centered cubic) که از دمای 774.8 درجه تا نقطه ذوب پایدار است. ( این رساناترین و چکش‌خوارترین گونه اورانیوم می‌باشد.)

دو ایزوتوپ مهم ان U₂₃₅ و U_238> می‌باشند که U₂₃₅ مهمترین برای راکتورهای و سلاحهای هسته‌ای است. چرا که این ایزوتوپ تنهاایزوتوپی است که طبیعت وجود دارد و در هر مقدار ممکن توسط نوترونهایحرارتی شکافته می‌شود. ایزوتوپ U₂₃₈ نیز از این جهت مهم است که نوترونها را برای تولید ایزوتوپ رادیواکتیو جذب کرده و آن را به ایزوتوپ Pu₂₃₉ پلوتونیومتجزیه می‌کند. ایزوتوپ مصنوعی U₂₃₃ نیز شکافته شده و توسط بمباران نوترونی Thorium232 بوجود می‌آید.

اورانیوم اولینعنصر یافته شده بود که می‌توانست شکافته شود. برای نمونه با بمباران آرام نوترونی ایزوتوپ U₂₃₅ آن به ایزوتوپ کوتاه عمر U₂₃₆ تبدیل شده و بلافاصله به دو هسته کوچکتر تقسیم می‌شود که این عمل انرژی آزاد کرده و نوترونهای بیشتری تولید می‌کند.

اگر این نوترونها توسط هسته U₂₃₅ دیگری جذب شوند، عملکرد حلقه هسته‌ای دوباره اتفاق می‌افتد و اگر چیزیبرای جذب نوترونها وجود نداشته باشد، به حالت انفجاری در می‌آیند. اولینبمب اتمی با این اصل جواب داد (شکاف هسته‌ای). نام دقیقتر برای این بمبهاو بمبهای هیدروژنی(آمیزش هسته‌ای) ،سلاحهای هسته‌ایمی‌باشد.

کاربردها

فلز اورانیوم بسیار سنگین و پرچگالی می‌باشد.

اورانیوم خالی توسط بعضی از ارتشها برای ساخت محافظ برایتانکها و ساخت قسمتهایی از موشکها و ادوات جنگی استفاده می‌شود. ارتشهاهمچنین از اورانیوم غنی‌شده برای سوخت ناوگان خود و زیردریایی‌ها و همچنینسلاحهای هسته‌ای استفاده می‌کنند. سوخت استفاده شده در راکتورهای ناوگانایالات متحدهمعمولااورانیوم U₂₃₅ غنی شده می‌باشد. اورانیومموجود در سلاحهای هسته‌ای بشدت غنی می‌شوند که این مقدار بصورت تقریبی 90% می‌باشد.

مهمترین کاربرد اورانیوم در بخش غیر نظامی تامین سوخت دستگاههای تولید نیروی هسته‌ای است که در آنها سوخت U₂₃₅ به میزان 2الی3% غنی می‌شود. اورانیوم تخلیه شده در هلیکوپترها و هواپیماها به‌عنوان وزن متقابل بر هر بار استفاده می‌شود.

لعاب ظروف سفالی از مقدار کمی اورانیوم طبیعی تشکیل شده است ( کهداخل فرایند غنی سازی نمی‌شود ) که این عنصر برای اضافه کردن رنگ با آناضافه می‌شود.

نیمه عمرطولانی ایزوتوپ اورانیوم 238 آن را برای تخمین سن سنگهای آتشفشانی مناسب میسازد.

U₂₃₅ در راکتورهای هسته‌ای Breeder بهپلوتونیومتبدیل می‌شود و پلوتونیوم نیز در ساخت بمبهای هیدروژنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

استات اورانیوم در شیمی تحلیلی کاربرد دارد.

برخی از لوازم نوردهنده از اورانیوم و برخی در مواد شیمیاییعکاسی مانند نیترات اورانیوم استفاده می‌کنند.

معمولا کودهای فسفاتی حاوی مقدار زیادی اورانیوم طبیعی می‌باشند،چرا که مواد کانی که آنها از آنجا گرفته شده‌اند، حاوی مقدار زیادیاورانیوم می‌باشند.

فلز اورانیوم برای اهدافاشعه ایکس در ساخت این اشعه با انرژی بالا استفاده می‌شود.

این عنصر در وسایلInterial GuidanceوGyro Compassاستفاده می‌شود.

تاریخچه

استفاده از اورانیوم به شکل اکسید طبیعی آن به سال 79 میلادی برمی‌گردد، یعنی زمانی که این عنصر برای اضافه کردن رنگ زرد به سفال لعابداراستفاده شد (شیشه زرد با یک در صد اورانیوم در نزدیکیناپل ایتالیاکشف شده است. ) کشف این عنصر به شیمیدان آلمانی به نام "مارتین هنریچ کلاپرس" اختصاص داده شد که در سال 1789 اورانیوم را به صورت قسمتی از کانی که آنرا pitchblende نامید، کشف شد. نام این عنصر را بر اساس سیاره اورانوس کههشت سال قبل از آن کشف شده بود برگزیده شد. این عنصر در سال 1841 به صورتفلز جداگانه توسط "eugne melchior peligot" استفاده شد.

در سال 1896 "هانری بکرل" فیزیکدان فرانسوی برای اولین بار به خاصیترادیواکتیویته آن پی برد. در پروژهManhattanنامهایTuballoyوOralloyبرای اورانیوم طبیعی و اورانیوم غنی شده بکار برده شد. این اسامی هنوز نیزبرای اورانیوم غنی شده و اورانیوم طبیعی بکار برده می شوند.

در آغاز قرن بیستم تفحص و جستجو برای یافتن معادن رادیو اکتیو در ایالات متحده آغاز شد. منابعرادیوم که حاوی کانی‌های اورانیوم نیز می‌بودند، برای استفاده آنها در رنگساعتهای شب‌نما و دیگر ابزار جستجو شدند. در طی جنگ جهانی دوم اورانیوم ازنظر اهداف دفاعی اهمیت پیدا کرد. در سال 1943Union Mines Development Corporation کنگره ای را درکلرادوبه منظور استفاده ارتش از قدرت اتمی در پروژهManhattanتشکیل داد.

برایاطمینان از ذخایر کافی اورانیوم این کنگره US Atomic Enecry Act of 1946 را ایجاد و کمیسیون انرژی اتمی را بوجود آورد. در دهه 1960 ملزومات ارتشتزلزل یافت و در اواخر سال 1970 دولت برنامه تهیه اورانیوم خود را کاملکرد. همزمان با همین مساله بازار دیگری بوجود آمد که درواقع همانکارخانه‌های نیروگاه‌های هسته‌ای اقتصادی بود.

ترکیبات

تترا فلوروئید اورانیوم UF₄که به نمک سبز معروف است یک محصول میانی هگزافلورید اورانیوم می‌باشد. هگزا فلورید اورانیوم UF₆ جامد است که در دمای بالای 56 درجه سانتی‌گراد بخار می‌شود. UF₆ ترکیب اورانیوم است که برای دو فرایند غنی سازی Gaseous Diffusion و Centrifuge استفاده می‌شود و در صنعت با نام سادهHexخوانده میشود.

Yellowcake اورانیوم غلیظ شده است. نام این عنصر بدلیل رنگ و شکل آن در هنگام تولیدمی‌باشد اگرچه تولید امروزه Yellowcake بیشتر به رنگ سبز مایل به سیاهمیگراید تا زرد. Yellowcake تقریبا 70 تا 90 درصد اکسید اورانیوم دارد. U₃O₈

Diuranate آمونیوم محصول جنبی تولید Yellowcake می‌باشد که رنگ آن زرددرخشان می‌باشد که گاهی اوقات باعث اشتباه شده و Yellowcake نامیده میشوداما این نام درست این محصول نم‌یباشد.

پیدایش

اورانیوم عنصر طبیعی است که تقریبا در تمام سنگها آب و خاک به میزانکم یافت می‌شود و بنظر می‌رسد که مقدار آن از Antimony ، برلیوم ، کادیوم، جیوه ، طلا ، نقره و تنگستن بیشتر باشد و این فراوانی در حد آرسنیک ومولیبدنیوم است. این عنصر در بیشتر کانی‌های اورانیومی از قبیل Pitchblende، Uraninite ،Autunite ، Uranophane tobernite و Coffinite یافت می‌شود.
br>مقدار بیشتری از اورانیوم در موادی از قبیلصخره‌های فسفاتی و کانی‌هایی مانند Lignite و Monazite یافت می‌شود کهبیشتر برای مصارف اقتصادی از همین منابع استخراج می‌شود. از آنجا کهاورانیومنیمه عمررادیواکتیوی طولانی 4.47x10⁹ سال برای U-238 دارد مقدار آن همیشه در زمین ثابت میماند.

بنظر میرسد که فرو پاشی اورانیوم وواکنشهای هسته‌ای آن باتوریومهمان منبع گرمایی عظیمی است که در هسته زمین ، باعث ذوب شدن قسمت خارجی هسته زمین گردیده و باعث ایجاد حرکت پوسته‌ای زمین می‌شود.

معدناورانیوم صخره ای است که محل تمرکز اورانیومی می‌باشد که مقدار اقتصادی آن، یک تا چهار پوند اکسید اورانیوم در هر تن است که تقریبا 0.05 تا 0.20درصد اکسید اورانیوم دارد.

تولید و توزیع

اورانیوم اقتصادی از طریق کاهش هالیدهای اورانیوم با خاکفلزات قلیایی تولید می‌شود. همچنین فلز اورانیوم می‌تواند از طریق عملالکترولیز 5KUF یا Uf₄ که در (CaCl₂ و NaCl حل شده است، بدست آید. اورانیوم خالص نیز از طریق تجزیه حرارتی هالیدهای اورانیوم حاصل می‌شود.

درسال 2001 ، مالکان راکتورهای هسته‌ای غیر نظامی آمریکا از این کشور ومنابع خارجی 21300 تن اورانیوم خریداری کردند. قیمت پرداخت شده برای هرکیلوگرم اورانیوم حدودا 26.39 دلار بود که در مقایسه با سال 1998 16% کاهشداشت. در سال 2001 ایالات متحده 1018 تن اورانیوم از 7 عملیات معدنی درغرب رود می‌سی‌سی‌پی تولید کرد. اورانیوم بیشتر توسط فرانسوی ها درکشورهای جهان توزیع شده است.

معمولا کشورهای بزرگتر اورانیوم بیشتری در مقایسه با کشورهای کوچکترتولید می‌کنند، چرا که گسترش و توزیع اورانیوم در جهان یک شکل و یکنواختاست. کشوراسترالیاذخایر بسیار زیادی از این عنصر دارد که تقریبا 30% ذخایر دنیا را شامل می‌شود.

ایزوتوپها

اورانیوم طبیعی از 3ایزوتوپ U-238, U-235, U-234 تشکیل شده است که U-238 فراوانترین آنها (99.3%) میباشد. این سه ایزوتوپ رادیو اکتیو بوده که نیمه عمر آنها عبارت است از U-235 4.5x10⁹ سال که پایدارترین آنها می باشد. U-235 7x10⁸ سال وU234 2.5x10⁵ سال.

ایزوتوپهای اورانیوم می‌توانند از هم جدا شوند تاتمرکز یک ایزوتوپ بر دیگری را افزایش دهند. این فرایند ،غنی سازینام دارد. وزن U-235 برای غنی شدن باید 0.711 درصد افزایش یابد. اورانیومم235 برای استفاده در سلاحهای هسته‌ای و نیروگاه های اتمی مناسبتر است. این فرایند مقادیر بسیاری اورانیوم بوجود می‌آورد که در U-235 تخلیه میشوند و خالصترین اورانیوم یعنی U238 اورانیوم خالی یا DU نام دارد. اگرایزوتوپ 235 بخواهد تخلیه شود باید وزنش 0.711 درصد کم شود.

هشدارها

تمام ترکیبات اورانیوم سمی و رادیو اکتیو هستند. سمی بودن این عنصرمی‌تواند کشنده باشد. در مقادیر بسیار کم خاصیت سمی بودن این عنصر به کلیهآسیب می‌رساند. خواص رادیواکتیوی این عنصر نیز سیستماتیک و نظام بند است. در کل ترکیبات اورانیوم به‌سختی جذب روده و ریه می‌شوند و خطراترادیولوژیکی آن باقی می‌ماند. فلز خالص اورانیوم نیز خطر آتش‌سوزی بههمراه دارد.

فرد ممکن است با تنفس غبار اورانیوم در هوا یا خوردن وآشامیدن آب و غذا در معرض این عنصر قرار بگیرد. البته بیشتر این عمل ازطریق خوردن آب و غذا صورت می‌گیرد. جذب روزانه اورانیوم در غذا 0.07 تا 1.1 میکروگرم می‌باشد. مقدار اورانیوم در هوا معمولا بسیار ناچیز است. افرادی که در کنار تاسیسات هسته‌ای دولت و یا معادن استخراج اورانیومزندگی می‌کنند، بیشتر در معرض این عنصر قرار می‌گیرند.
آورانیومممکن است که درطریق تنفس یا بلع و یا در موارد استثنایی از طریق شکافی رویپوست وارد بدن شود. اورانیوم توسط پوست جذب نمی‌شود و ذرات آلفای ساتع شدهاز این عنصر نمی‌تواند بهپوستنفوذ کند. بنابراین اورانیومی که خارج از بدن باشد، نمی‌تواند به اندازهاورانیوم داخل بدن مضر و خطرناک باشد. اگر اورانیوم به بدن وارد شود، ممکناست موجب سرطان شده یا به کلیه‌ها آسیب برساند.

:: موضوعات مرتبط: تحقیق آماده , ,
:: بازدید از این مطلب : 1444

|

امتیاز مطلب : 23

|

تعداد امتیازدهندگان : 7

|

مجموع امتیاز : 7

تاریخ انتشار : دو شنبه 4 بهمن 1389 | نظرات ()

فیبر نوری

نوشته شده توسط : احسان

فیبر نوریپس از اختراعلیزر در سال ۱۹۶۰ میلادی، ایده بکارگیری فیبر نوری برای انتقالاطلاعات شکل گرفت. خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال ۱۹۶۶ هم‌زمان درانگلیس وفرانسه با تضعیفی ۱۰۰۰ db/km اعلام شد که عملا در انتقال اطلاعات مخابراتی قابلاستفاده نبود تا اینکه در سال ۱۹۷۶ با کوشش فراوان پژوهندگان، تلفات فیبرنوری تولیدی شدیدآ کاهش داده شد و به مقداری رسید که قابل ملاحظه باسیم‌هایهم‌محور بکاررفته در شبکهمخابرات بود. فیبر نوری ازپالس‌های نور برای انتقال داده‌ها از طریق تارهایسیلکون بهره می‌گیرد. یک کابل فیبر نوری که کمتر از یک اینچ قطر دارد می‌تواندصدها هزار مکالمهٔ صوتی را حمل کند . فیبرهای نوری تجاری ظرفیت ۲٫۵گیگابایت در ثانیه تا ۱۰ گیگابایت در ثانیه را فراهم می‌سازند . فیبر نوری از چندینلایه ساخته می‌شود. درونی‌ترین لایه را هسته می‌نامند. هسته شامل یک تارکاملاً بازتاب کننده از شیشه خالص (معمولاً) است. هسته در بعضی از کابل‌هااز پلاستیک کا ملاً بازتابنده ساخته می‌شود، که هزینه ساخت را پایینمی‌آورد. با این حال، یک هسته پلاستیکی معمولاً کیفیت شیشه را ندارد وبیشتر برای حمل داده‌ها در فواصل کوتاه به کار می‌رود. حول هسته بخش پوستهقرار دارد، که از شیشه یا پلاستیک ساخته می‌شود. هسته و پوسته به همراه همیک رابط بازتابنده را تشکیل می‌دهند که با عث می‌شود که نور در هسته تابیده شود تا از سطحی به طرف مرکز هسته باز تابیده شود که در آن دو ماده بههم می‌رسند. این عمل بازتاب نور به مرکز هسته را (بازتاب داخلی کلی) می‌نامند. قطر هسته و پوسته با هم حدود ۱۲۵ میکرون است (هر میکرون معادل یک میلیونیممتر است)، که در حدود اندازه یک تار موی انسان است. بسته به سازنده، حولپوسته چند لایه محافظ، شامل یک پوشش قرار می‌گیرد.

یک پوشش محافظ پلاستکی سخت لایه بیرونی را تشکیل می‌دهد. این لایه کلکابل را در خود نگه می‌دارد، که می‌تواند صدها فیبر نوری مختلف را در بربگیرد. قطر یک کابل نمونه کمتر از یک اینچ است .

از لحاظ کلی، دو نوع فیبر وجود دارد: تک حالتی و چند حالتی. فیبر تکحالتی یک سیگنال نوری را در هر زمان انتشار می‌دهد، در حالی که فیبر چندحالتی می‌تواند صدها حالت نور را به طور هم‌زمان انتقال بدهد .

فیبر نوری در ایران

درایران در اوایل دهه ۶۰، فعالیت‌های پژوهشی در زمینه فیبر نوری در پژوهشگاه، برپاییمجتمع تولید فیبر نوری درپونک تهران را درپی داشت و عملا در سال ۱۳۷۳ تولید فیبر نوری با ظرفیت ۵۰٫۰۰۰کیلومتر در سال در ایران آغاز شد. فعالیت استفاده از کابل‌های نوری در دیگر شهرهایبزرگ ایران آغاز شد تا در آینده نزدیک از طریق یک شبکه ملی مخابرات نوریبه هم بپیوندند. اولین پروژه فیبرنوری با اجرای ۷۰۰ کیلومتر کابل با ۱۳هزار کانال بین چندین مسیر با هزینه‌ای بالغ بر ۴۰ میلیارد ریال بینسالهای ۶۹ تا ۷۳ انجام شد. در برنامه دوم توسعه پروژه فیبرنوری با ۱۱۶۰۰کیلومتر کابل با ۶۲۰ هزار کانال بین شهری با هزینه ۶۵۴ میلیارد ریال درسالهای ۷۴ تا ۷۸ به انجام رسید و نهایتا در برنامه سوم توسعه ۱۷۸۵۰کیلومتر تا ۲ میلیون کانال با پروتکشن بین شهرهای کشور با هزینه‌ای بالغبر ۱۰۳۵ میلیارد در سالهای ۷۹ تا ۸۳ اجرا شد.
فیبرنوری یک موجبراستوانه‌ای از جنسشیشه یاپلاستیک است که دو ناحیه مغزی وغلاف باضریب شکست متفاوت و دو لایه پوششی اولیه و ثانویه پلاستیکی تشکیل شده‌است. برپایهقانون اسنل برای انتشارنور در فیبر نوری شرط: می‌بایست برقرار باشد که به ترتیب ضریب شکست‌های مغزی وغلاف هستند. انتشار نور تحت تأثیر عواملی ذاتی و اکتسابی دچار تضعیفمی‌شود. این عوامل عمدتآ ناشی از جذبفرابنفش، جذبفروسرخ،پراکندگی رایلی،خمش و فشارهای مکانیکی بر آنها هستند.

سیستم‌های مخابرات فیبر نوری

گسترش ارتباطات و راحتی انتقال اطلاعات از طریق سیستم‌های انتقال ومخابرات فیبر نوری یکی از پر اهمیت‌ترین موارد مورد بحث در جهان امروزاست. سرعت دقت و تسهیل از مهم‌ترین ویژگی‌های مخابرات فیبر نوری می‌باشد. یکی از پر اهمیت‌ترین موارد استفاده از مخابرات فیبر نوری آسانی انتقال درفرستادن سیگنال‌های حامل اطلاعات دیجیتالی است که قابلیت تقسیم بندی درحوزه زمانی را دارا می‌باشد. این به این معنی است که مخابرات دیجیتالتامین کننده پتانسیل کافی برای استفاده از امکانات مخابره اطلاعات درپکیجهای کوچک انتقال در حوزه زمانی است.برای مثال عملکرد مخابرات فیبرنوری با توانایی ۲۰ مگا هرتز با داشتن پهنای باند ۲۰ کیلو هرتز دارایگنجایش اطلاعاتی ۰٫۱٪ می‌باشد. امروزه انتقال سیگنالها به وسیله امواجنوری به همراه تکنیکهای وابسته به انتقال شهرت و آوازه سیستم‌های انتقالماهوارهای را به شدت مورد تهدید قرار داده‌است. دیر زمانی ست که این مطلبکه نور می‌تواند برای انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد به اثباترسیده‌است و بشر امروزه توانسته‌است که از سرعت فوق العاده آن به بهترینوجه استفاده کند. در سال ۱۸۸۰ میلادی الکساندر گراهام بل ۴ سال بعد ازاختراع تلفن موفق به اخذ امتیاز نامه خود در زمینه مخابرات امواج نوریبرای دستگاه خود با عنوان فوتو تلفن گردید. در ۱۵ سال اخیر با پیشرفت لیزربه عنوان یک منبع نور بسیار قدرتمند و خطوط انتقال فیبرهای نوری فاکتورهایجدیدی از تکنولوژی و تجارت بهتر را برای انسان به ارمغان آورده‌است. مخابرات فیبر نوری ابتدا به عنوان یک مخابرات از راه دور قرار دادی تلقیمی‌شد که در آن امواج نوری به عنوان حامل یک یا چند واسطه انتقال استفادهمی‌شد. با وجود آنکه امواج نوری حامل سیگنالهای آنالوگ بودند اماسیگنالهای نوری همچنان به عنوان سیستم مخابرات دیجیتال بدون تغییر باقیمانده‌است. از دلایل این امر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: ۱)تکنیکهایمخابرات در سیستم‌های جدید مورد استفاده قرار می‌گرفت ۲)سیستم‌های جدید بابالاترین تلنولوژی برای داشتن بیشترین گنجایش کارآمدی سرعت و دقت طراحیشده بود. ۳)انتقال به کمک خطوط نوری امکان استفاده از تکنیکهای دیجیتال رافراهم می‌ساخت. این مطلب نیاز انسان را به دسترسی به مخابره اطلاعات رابهصورت بیت به بیت پاسخگو بود

توانایی پردازش اطلاعات در حجم وسیع: از آنجایی که مخابرات فیبر نوریدارای کارایی بالاتری نسبت به سیمهای مسی سنتی هستند بشر امروزی تمایلچندانی برای پیروی از سنت دیرینه خود ندارد و توانایی پردازش حجم وسیعی ازاطلاعات در مخابره فیبر نوری او را مجذوب و شیفته خود ساخته‌است

آزادی از نویزهای الکتریکی:بافت یک فیبر نوری از جنس پلاستیک یا شییشهبه دلیل رسانندگی انتخاب می‌شود.در نتیجه یک حامل موج نوری می‌تواند ازپتانسیل موثر میدانهای الکتریکی در امان باشد. از قابلیت‌های مهم این نوعمخابرات می‌توان به امکان عبور کابل حامل موج نوری از میان یک میدانالکترومغناطیسی قوی اشاره کرد که سیگنالهای نام برده بدون آلودگی ازپارازیت‌های الکتریکی و یا سیگنالهای مداخله گر به حد اکثر کارایی خودخواهند رسید.

فیبرهای نوری نسل سوم

طراحان فیبرهای نسل سوم، فیبرهایی را مد نظر داشتند که دارای کمترین تلفات وپاشندگی باشند. برای دستیابی به این نوع فیبرها، محققین از حداقل تلفات در طول موج 1550 نانومتر و از حداقلپاشندگی در طول موج 1310 نانومتر بهره جستند و فیبری را طراحی کردند که دارایساختار نسبتاً پیچیده‌تری بود. در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکستفیبرهای تک مد از نسل دوم، که حداقل پاشندگی آن در محدوده 1.3 میکرون قرارداشت، به محدوده 1.55 میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب فیبر نوری باماهیت متفاوتی موسوم بهفیبر دی.اس.اف ساخته شد.

کاربردهای فیبر نوری

کاربرد در حسگرها: استفاده ازحسگرهای فیبر نوری برای اندازه‌گیری کمیت‌های فیزیکی مانندجریان الکتریکی،میدان مغناطیسی،فشار،حرارت،جابجایی،آلودگی آب‌های دریا، سطح مایعات، تشعشعات پرتوهای گاما و ایکس در سال‌هایاخیر شروع شده‌است. در این نوع حسگرها، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلیحسگر بهره‌گیری می‌شود بدین ترتیب که ویژگی‌های فیبر تحت میدان کمیت مورداندازه‌گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تأثیرپذیر می‌شود.

کاربردهای نظامی: فیبر نوری کاربردهای بی‌شماری درصنایع دفاع دارد که از آن جمله می‌توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتنرادار، کنترل و هدایتموشک‌ها، ارتباطزیردریاییها (هیدروفون) را نام برد.

کاربردهای پزشکی: فیبرنوری در تشخیصبیماری‌ها وآزمایشهای گوناگون درپزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می‌توان دُزیمتری غدد سرطانی، شناسایی نارسایی‌های داخلی بدن،جراحی لیزری، استفاده دردندانپزشکی و اندازه‌گیری مایعات وخون نام برد. 4-کاربرد فیبرنوری درروشنائی *

از جمله کاربردهای فیبر نوری که در اواخر قرن بیستم بعنوان یک فناوریروشنایی متداول شده ودر چند سال قرن اخیر توسعه ورشد فراوانی پیدا کردهاست کاربرد آن درسیستم های روشنایی است. دراین فناوری نور از منبع نوری کهمیتواند نور مصنوعی (نورلامپهای الکتریکی)ویا نور طبیعی (نور خورشید)باشدوارد فیبر نوری شده وازاین طریق به محل مصرف منتقل میشود.به این ترتیبنوربه هرنقطه ای که درجهت تابش مستقیم آن نمی باشد منتقل میشود .امتیازاین نور که موجبات رشد سریع بکارگیری وتوجه زیاد به این فناوری شده استاین است که فاقد الکتریسیته گرما وتشعشعات خطرناک ماورائ بنفش بوده(نورخالص وبی خطر)و دیگر اینکه بااین فناوری میشود نور روز(بدون گرما واشعههای ماورائ بنفش)راهم به داخل ساختمانهاو نقاط غیر قابل دسترسی به نورخورشید منتقل کرد.

" سيستم روشنائي فيبر نوري بر چه اساسي كار ميكند."

سيستمهاي روشنائي فيبر نوري بر اساس سيستمهاي هدايتگر کار می کنند. ازجمله سيستمهاي هدايتگر يك سيستم ساده انتقال آب جهت آبیاري,) شامل پمپ – شلنگ و آب پاش) ميباشد در اين سيستم ساده آب توسط پمپ داخل شلنگ پمپاژميشود سپس آب ازطريق شلنگ به محل مصرف منتقل ميشود در محل مصرف آب توسطآبپاش سرشلنگ به مصرف آبياري ميرسد. سيستم روشنائي فيبر نوری نيز يك سيستمهدايتگر نور (Light Guide) ميباشد.یک سیستم فیبر نوری شامل سه جزء مولدنور، فيبر نوري و چراغ نوري يا فيكسچر ميباشد در اين سيستم, نور توسطقسمتي كه به آن نورده (Illuminator) يا ژنراتور ميگويند توليد ميشود. نورتوليد شده وارد فيبر نوري ميشود، فيبر نوري نور را به محل مصرف (كه جائيغير از محل توليد نور ميباشد), منتقل ميكند. محل مصرف نور در هر جایی نسبتبه نورده ميتواندواقع شود و معمولاً اين محل در نقطه اي خارج از دسترس وتشعشع مستقيم نور توليدي نورده قرار دارد. نور منتقل شده در محل مصرف،توسط فيكسچر يا چراغ نوري متناسب با نوع مصرف به منظور روشنائي،نورپردازي, علایم نوری و, تابلوی نوری و يا هر مصرف ديگري مورد استفادهقرار ميگيرد. چون مشخصة اصلي سيستمهاي هدايتگر نوري انتقال نور به محليجدا و دور از محل توليد نور ميباشد به آنها سيستمهاي روشنائي با منبع نوريمجزا( Remote Source Lighting) هم میگويند. اين سيستمها بسته به نوع مولدنوري كه ميتواند منبع نور طبيعي (مثل نور روز يا نور خورشيد) و يا منبعنور مصنوعي (نور انواع لامپهاي الكتريكي) باشد و بسته به نوع هدايتگر نوريكه ميتواند فيبر نوري و يا لوله نوري Light Pipeیا(Light Tube باشد تقسيمبندي ميشود. البته سيستم روشنائي فيبر نوري از متداولترين سيستمهایروشنایی بامنبع نوری مجزا هستند; که هم براي انتقال نور طبيعي و هم برايانتقال نور مصنوعي کاملا مناسب می باشند وبا توجه به این مشخصات و بدليلامتيازات فراواني كه دارند امروزه اشاعه فراواني پيدا كرده اند و بدلیلقابلیت های زیاد اين سيستمها, از آنها بعنوان روشنائي آينده نام بردهميشود. در سيستم های لوله نوري هم كه اساس مشتركي با سيستم روشنائي فيبرنوري دارند، انتقال و هدايت نور توسط لوله هائي كه داخل آنها صيقلي بوده ويا يك لايه شفاف (Prismatic) جهت انعكاس در داخل آنها قرار دارد انجام میگیرد.در لوله های نوری هم انتقال نور براساس پديده انعكاس کامل داخليانجام مي پذيرد در اين سيستمها محيط هدايتگر هواي داخل لوله نوري ميباشد.

"روشنائي فيبر نوري داراي چه خصوصياتي ميباشد؟"

عمده ترين خصيصة روشنائي فيبر نوري كه آنرا از ساير تكنولوژيها وروشهای طراحي روشنائي متمايز ميسازد جداسازي نور از ساير مولفه هايالكترومغناطيسي آن ميباشد. به عبارت ديگر تمام اشعه هاي نوري كه تاكنونبطور متداول بكار رفته اند علاوه بر نور مرئي شامل مولفه هاي ديگري چونحرارت - تشعشعات ماوراء بنفش uv، تشعشعات مادون قرمز IR (در مورد نورهايطبيعي)هستند و روشنائي الكتريكي علاوه بر اين مولفه ها امواجالكترومغناطيسي و الكتريسيته را نيز شامل ميشود. اما نور فيبر نوری فاقدتمام این گونه تشعشعات است و خالصترين نور جهت مصارف روشنائي و ساير موارداستفاده اختصاصی ميباشد. دومين خصيصة اين سيستم روشنائي عايق بودن، محكمبودن، بي اثربودن و پايدار بودن قطعات تشكيل دهندة اين سيستم ميباشد. درآن سيم بكار نرفته است و لامپهاي شكستني در اين سيستم وجود ندارد. سومينخصيصه اين سيستم روشنائي سبك و كم حجم بودن قطعات آن ميباشد. چهارمينخصيصه آن انطباق با نيازهاي روحي و رواني انسان و محيط زيست ميباشدبطوريكه در هماهنگي كامل با طبيعت و احساسات زيباشناختي انسان هست. پنجمينخصيصة اين سيستم روشنائي امكان تقسيم نور يك منبع نور به نقاط مختلف میباشد به طوریکه گاه تا صدها نقطه مجزا براساس مقدارروشنائي و نور موردنيازتوسط یک منبع نوری روشن می شوند.و اين از مشخصات منحصر به فرد تكنولوژيروشنایی فیبر نوری می باشد. بطوريكه در سيستم روشنائي متداول الكتريكي هرلامپ يا مولد نور قادر به روشنایی يك منطقه و يا نورپردازی يك شي ميباشدونور آنرا نمي‎توان به قسمت های مختلف تقسیم وبه نقاط مختلف منتقلكرد.همين نقيصه سيستمهاي روشنائي متداول معمولاً باعث به هدر رفتن مقدارزيادي از انرژي نوارني ميشود. براي مثال در يك لامپ رشته اي معمولي فقط یکهشتم انرژي مصرفي لامپ به نور مرئي تبديل ميشود.بقیه آن به گرما و تشعشعاتغيرمرئي و اكثراً مضر تبديل ميشود. از اين مقدار انرژي هم كه به نور تبديلشده است فقط یک سوم آن به عنوان روشنائي مفيد موثر مورد استفاده قرارميگيرد ودوسوم آن در اشكال نور غيرموثر (براي روشن كردن فضاهائي كه نيازيبه روشنایی آنها نميباشد) به هدر ميرود. ملاحظه ميشود كه حداکثر فقط 4% انرژي يك لامپ رشته اي به نور مفيد تبديل ميشود و در بهترين حالت بالامپهاي كم مصرف مقدار بهره وري به سه برابر يعني حدوداً 12% رسيده است وبا توجه به اين واقعیت كه حدود 30% كل مصرف الكتريكي در جهان صرف روشنائيداخلي و خارجي ميشود متوجه حجم عظيم تلفات ميشويم. لذا ً مسئله روشنائيوتلفات انرژي قابل توجه در آن, امروزه به يك چالش جدي تبدیل شده است وحكومتها و سازمانهاي بين المللي توجه زيادي به حل اين مشكل دارند. راهكارهاي كلي كه براي اين مشكل تعريف شده است عبارتند از: 1- افزايش بهرهوري لامپها ومنابع نوري 2- استفاده از نور روز و نور خورشيد 3- استفاده ازنور وظيفه اي ( یعنی هدايت نور به منطقه موردنياز جهت روشنائي و جلوگيرياز روشن كردن قسمتهائي كه نيازي به آن نميباشد). 4- كاهش دفع حرارت ناشياز روشنائي در محل مصرف نور كه موجب تلفات مضاعف انرژي شده و باعث ميشودمجدداً با صرف انرژي الكتريكي ديگري توسط سيستمهاي مبرد, گرماي ايجاد شدهدفع شود. سيستمهاي روشنائي فيبر نوري با مشخصاتي كه دارند قادرند در هر 4مقوله صرفه جوئي و بهبود الگوهاي مصرف انرژي روشنائي موثر واقع شوند وهمين مشخصات منحصر بفرد اين تكنولوژي است كه آنرا ممتاز كرده است. بطوريكهبا وجود نوپا بودن اين تكنولوژي (بيش از 15 سال از استفاده ازفناوری فيبرنوري در روشنائي ساختمانها و ... نميگذرد) اميد فراواني به آينده و همهگير شدن اين سيستم نوري وجود دارد و امروزه بيشترين تحقيقات و سرمايهگذاريها در زمينه روشنائي در تكنولوژي روشنائي فيبرهاي نوري ونیز توليدلامپها (منابع نوري) با كارآئي بالاتر انجام ميپذيرد. حال به نقش سيستمهايروشنائي با منبع نوري مجزا و تكنولوژي فيبر نوري در راهكارهاي چهار گانهصرفه جوئي در مصرف انرژي در روشنائي ميپردازيم. الف : نقش اين تكنولوژي درافزايش بهره وري لامپها و منابع نوري. در زمينه توليد لامپها با بهره وريو كارآئي بالاتر بطورکلی عمدة تحقيقات در ساخت لامپهاي پر قدرت . LED باامکان توليد نور سفيد توسط آنها و ديگر در ساخت لامپهاي پلاسماي سلفوري كهSLS (SULFUR LIGHT SYSTEM) و PLS (PLASMA LIGHT SYSTEM) نامگذاري شده اند،متمركز شده است. در هردوی اين تحقيقات نتايج موفقيت آميز و اميدوار كنندهاي بدست آمده است. امروزه لامپهاي پرقدرت LED با نور سفيد (در شکل LEDهاي GRB و LEDهاي فلور سنتي از ترکیب LEDهای با نور آبی وLEDهای با تابشماورائ بنفش با استفاده از یک لایه فلورسنت ) بصورت تجارتي وارد بازار شدهاند .لامپ های پرقدرت LED تا توان 75 وات معادل لامپ های رشته ای وبا توانموثر 10 وات ساختهشده اند.ولي در تولید لامپ های پر وات LED بدلیل مسئلهدفع حرارت لایه های داخلی آن ونیز درساخت لامپ های LED با نور کاملاسفیدومطلوب مشکلاتی وجود دارد.وباید اذعان کرد تارفع کامل این مشکلات وفراگیر شدن آنها وجایگزینی با لامپ های موجود راه درازی در پیش است.در صورتتولید لامپ های پر قدرت LED بدلیل عدم تولید تشعشعات حرارتی وعمر بسیارزیاد می توان از آنها به عنوان منبع نوری سیستم های روشنایی فیبر نوریاستفاده کرد .البته هم اکنون نیز در مواردیکه دریک طرح روشنایی فیبر نوریبه نور کم نیاز باشد این لامپ ها به کار می روند. لامپهاي سلفوري از گدازش (Fusion) سلفور در ميدان ميكروويو با فركانس حدود 5/2 گيگاهرتز توليدميشود به اين ترتيب كه حدود چند ميليگرم سلفور به همراه گاز بي اثر آرگوندر يك حباب کروی با قطر حدود سه سانتيمتر از جنس كوارتز در معرض ميدانچرخان ميكرويو قرار ميگيرد. درنتيجه توليد گرماي فوق العاده, سلفور به شكلپلاسما در می آید و توليد نور ميكند. اين روش, مشابه نور توليد شده درخورشيدمی باشد و داراي خواص نوري همانند نور خورشید می باشد و گرماي نورآنحدود 6000 درجه كلوين (شبيه نور خورشيد) ميباشد. نور توليد شده توسط اينلامپها حرارت ايجاد نميكند و شامل تشعشعاتUV نميباشد و بالاترين بهره وريدر بين لامپهایی را دارد که تا کنون ساخته شده است بطوری که بازده نوری آنحدود Luman/watt180 می باشد. ولی اين لامپها توليد خيرگي بسار زياديمي‎كنند بطوريكه مستقيماً براي استفاده در مقاصد روشنائي مناسب نمی باشند. و داراي توان نوري بسيار زياد هستند (برای مثال لامپهاي SLS با توان نوریمعادل kw36 يعني با قدرت توليد روشنائي معادل 360 لامپ صد وات رشته ايساخته شده اند) اين لامپها مناسب براي استفاده در سيستمهاي روشنائي بامنبع نوري مجزا یعنی Remote Source Lighting (RSL) ميباشند. فلذا درصورتتوسعه استفاده از سيستمهاي RSL امکان بكارگيري اينگونه لامپها و دسترسي بهمنابع نوري با بهره وري بالاتر فراهم خواهد شد. ب : نقش سيستم روشنائيفيبر نوري (RSL) در استفاده از نور خورشيد و نور روز براساس تحقيقاتي كهانجام شده است حداكثر مصرف برق در زمينه روشنائي مقارن ظهر يعني در زمانياست كه خورشيد بيشترين تابش را دارد. اگر بصورت واقع بينانه اي استفاده ازنور روز در ساختمانها موردبررسي قرار گيرد باید قبول کرد با وجود تاكيد بهاستفاده از اين موهبت رايگان عملاً امروزه در ساختمانها نور خورشید به طورموثري مورد استفاده قرار نميگيرد. بطوريكه در ساختمانها (بخصوص ساختمانهايبزرگ و برجها) يا نور طبيعي كافي به تمام نقاط ساختمان نمی رسد و يا اگردر مواردي اطاقها نورگير باشد به خاطر وجود خيرگي در نور خورشيد و ياانتقال حرارت خورشيد معمولاً پرده ها كشيده هستند وبیشتر از روشنائي برقاستفاده ميشود. درواقع وجود گرما، خيرگي و تشعشعاتUV در نور مستقيمخورشيد و نيز عدم امکان انتقال نور خورشيد به تمام نقاط داخل ساختمانمهمترين دلايل استفاده از روشنائي الكتريكي درموقع روز ميباشند. سيستمهايروشنائي با فيبر نوري و RSL امکان انتقال نور طبيعي خورشيد بدون گرما وبدون تشعشعات مضر و خطرناك را به هر نقطه از ساختمان كه نفوذ نور مسقتيمخورشيد به آنها غيرممكن است (نظير زيرزمينها) فراهم ميسازند. ج : استفادهاز نور وظيفه اي (Functional Lighting) توسط سيستم روشنائي فيبر نوري:

بطوريكه ذكر شد حدود دوسوم از نور مرئي توليد شده توسط منابع نوري بصورت غيرموثر تلف ميشود. روشنائي متداول الكتريكي داراي دو نقيصه اساسي است كه دليل اصلی تلفات نوری زیاد در حين مصرف ميباشد. اول اينكه تمام اشكال منابع نوراني داراي حرارت الكتريكي و تشعشعاتUV مباشند كه وجود اين مولفه هاي نامطلوب همراه نور امکان نزديك كردن منبع نور به محل مصرف را ناممكن ميسازد، دوم اينكه امكان تقسيم نور منابع روشنائي وانتقال آن به نقاط مختلف وجودندارد. ولي با استفاده از روشنائي فيبر نوري بدليل آنكه اين نور فاقد حرارت، UV و الكتريسيته ميباشدوبه دلیل آن که فيكسچرهاي آن بسيار كوچك و مينياتوري هستند (امکان كارگذاري ايمن آنها در هر نقطه اي را كه براي چراغهاي معمولي غيرممكن است, فراهم ميسازد). امكان تقسيم روشنائي يك نورده توسط دسته هاي فيبرنوري و انتقال آن به نقاط مختلف با هر مقدار روشنائي موردنياز و در اشكال مختلف نورپردازي وجود دارد. بکار گیری روش نورپردازي وظيفه اي توسط اين سيستم به نحو مطلوبی فراهم است. بطوريكه با استفاده از اين سيستم نوري نگرش ما چه به عنوان طراحان پروژه هاي روشنائي و چه به عنوان مصرف كننده آن دستخوش تغییرات شگرفی خواهد شد.

د : سيستم روشنائي فيبر نوري باعث كاهش مصرف برق وصرفه جویی در هزینههای آن ميشود. سيستمهاي روشنائي فيبر نوري فاقد هرگونه حرارتي هستند و نوراين سيستمها كاملاً خنك ميباشد لذا هيچگونه حرارت اضافي درحين روشنائيايجاد نميكند. براساس تحقيقاتي كه انجام شده است حدود 30 درصد توان تبريديدر ساختمانها صرف دفع حرارت ناشي از روشنائي الكتريكي ميشود. و با توجه بهاينكه حدود 12 درصد كل مصرف انرژي الكتريكي صرف سرمايش ساختمانها ميشودمتوجه پتانسيل عظيم اين سيستمها در صرفه جوئي انرژي در صورت همه گير شدناستفاده از آنها ميشویم. ه : سيستم هاي روشنائي فيبرنوري امكان استفاده ازروشنائي مختلط نور طبيعي و مصنوعي(Hybrid Lighting System)را فراهمميسازند. سيستمهاي فيبر نوري بعنوان ساختار اصلي روشنائي ساختمانها, امكاناستفاده از نورمختلط خورشيد(نور روز) و نور مصنوعي را فراهم ميسازد و درصورت استفاده از سیستم روشنایی فیبر نوری نيازي به تاسيسات روشنائي مضاعفدر استفاده از اين دو نور نخواهد بود. با اين توضيحات مختصر سعي شدتوانائي هاي فراوان سيستمهاي فيبر نوري و نقش آنها در صرفه جوئي انرژي،ايجاد خانه هاي سبز، توليد روشنائي منطبق با نيازهاي فطري انسان و طبيعت, و نقش آن در حفظ محيط زيست و كاهش آلاينده هاي محيطي وکاهش توليد گازهايگلخانه اي, با كاهش مصرف انرژي, نشان داده شود.

فن آوری ساخت فیبرهای نوری

برای تولید فیبر نوری، نخست ساختار آن در یک میله شیشه‌ای موسوم بهپیش‌سازه از جنس سیلیکا ایجاد می‌گردد و سپس در یک فرایند جداگانه اینمیله کشیده شده تبدیل به فیبر می‌شود. از سال ۱۹۷۰ روش‌های متعددی برایساخت انواع پیش‌سازه‌ها به کار رفته‌است که اغلب آنها بر مبنای رسوب‌دهیلایه‌های شیشه‌ای در داخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند.

روشهای ساخت پیش‌سازه

روش‌های فرآیند فاز بخار برای ساخت پیش‌سازه فیبر نوری را می‌توان به سه دسته تقسیم کرد:

رسوب‌دهی داخلی در فاز بخار

رسوب‌دهی بیرونی در فاز بخار

رسوب‌دهی محوری در فاز بخار

موادلازم در فرایند ساخت پیش سازه

تتراکلرید سیلیکون: این ماده برای تأمین لایه‌های شیشه‌ای در فرآیند مورد نیاز است.

تتراکلرید ژرمانیوم: این ماده برای افزایش ضریب شکست شیشه در ناحیه مغزی پیش‌سازه استفاده می‌شود.

اکسی کلرید فسفریل: برای کاهشدمای واکنش در حین ساخت پیش‌سازه، این مواد وارد واکنش می‌شود.

گاز فلوئور: برای کاهش ضریب شکست شیشه در ناحیه غلاف استفاده می‌شود.

گاز هلیم: برای نفوذ حرارتی و حباب‌زدایی در حینواکنش شیمیایی در داخل لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گاز کلر: برای آب‌زدایی محیط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نیاز است.

مراحل ساخت

مراحل صیقل گرمایشی: پس از نصب لوله با عبورگازهای کلر واکسیژن، در دمای بالاتر از ۱۸۰۰ درجهسلسیوس لوله صیقل داده می‌شود تابخار آب موجود در جدار درونی لوله از آن خارج شود.

مرحله اچینگ: در این مرحله با عبور گازهای کلر، اکسیژن وفرئون لایه سطحی جدار داخلی لوله پایه خورده می‌شود تا ناهمواری‌ها و ترک‌های سطحی بر روی جدار داخلی لوله از بین بروند.

لایه‌نشانی ناحیه غلاف: در مرحله لایه‌نشانی غلاف، ماده تتراکلرید سیلیسیوم و اکسی کلرید فسفریل به حالتبخار به همراه گازهای [[هلیموارد لوله شیشه‌ای می‌شوند و در حالتی که مشعل اکسی هیدروژن با سرعت تقریبی ۱۲۰ تا ۲۰۰میلی‌متر دردقیقه در طول لوله حرکت می‌کند و دمایی بالاتر از ۱۹۰۰ درجه سلسیوس ایجاد می‌کند، واکنش‌های شیمیایی زیر به دست می‌آیند.

ذرات شیشه‌ای حاصل از واکنش‌های فوق به علت پدیده ترموفرسیس کمی جلوتراز ناحیه داغ پرتاب شده و بر روی جداره داخلی رسوب می‌کنند و با رسیدنمشعل به این ذرات رسوبی حرارت کافی به آنها اعمال می‌شود به طوری که تمامیذرات رسوبی شفاف می‌گردند و به جدار داخلی لوله چسبیده و یکنواخت می‌شوند. بدین ترتیب لایه‌های شیشه‌ای مطابق با طراحی با ترکیب در داخل لوله ایجادمی‌گردند و در نهایت ناحیه غلاف را تشکیل می‌دهند.

:: موضوعات مرتبط: تحقیق آماده , ,
:: بازدید از این مطلب : 1451

|

امتیاز مطلب : 21

|

تعداد امتیازدهندگان : 8

|

مجموع امتیاز : 8

تاریخ انتشار : دو شنبه 4 بهمن 1389 | نظرات ()

اصل نسبیت

نوشته شده توسط : احسان

اصل نسبیت

اصل نسبیت یکی از اصول موضوعهٔ نظریهٔ نسبیت خاص است که اینشتین در سال ۱۹۰۵ میلادی آن را مطرح کرد. مطابق این اصل:

قوانین فیزیک در تمام چارچوب‌های لَخت شکل یکسانی دارند.

اصل نسبیت (با کمی ساده‌سازی و چشم‌پوشی از برخی جزئیات) می‌گوید که اگر شما در آزمایشگاه سربسته‌ای قرار داشته باشید و آن آزمایشگاه با سرعت ثابتی نسبت به زمین حرکت کند، شما با هیچ روشی نمی‌توانید تعیین کنید که سرعت‌تان نسبت به زمین چقدر است. (در این بیان از اصل نسبیت فرض شده است که زمین یک چارچوب لخت است (این موضوع دربارهٔ زمین فقط به تقریب صادق است) و نیز فرض شده است که شما نسبت به زمین به نرمی حرکت می‌کنید و آزمایشگاه هیچ لرزش و تکانی ندارد.) به زبان دیگر، هیچ تمایزی میان یک چارچوب لخت و چارچوب لخت دیگری که با سرعت ثابتی نسبت به آن جرکت می‌کند، وجود ندارد، یعنی هیچ چارچوب لخت متمایزی وجود ندارد.

نسبيت خاص و مسئله هم زماني رويدادها

صد سال قبل از اين زماني كه هنوز فيزيك به درستي با نيوتن و قوانينش شناخته مي شد و هيچ كس به فكر كاستي هاي مكانيك نيوتني نيفتاده بود ، آلبرت انيشتين در مقاله اي تحت عنوان « درباره الكترو ديناميك اجسام متحرك» چنين نوشت: « هيچ يك از ويژگيهاي واقعيتهاي مشاهده شده با مفهوم سكون مطلق ارتباط ندارند، ...براي تمام دستگاههائي كه معادلات مكانيك در آنها بر قراراند ، معادلات الكتروديناميكي و اپتيكي نيز در آنها برقرار خواهد بود...بر اين اساس اينشتين دو فرض اساسي بسيار مهم اما ساده كرد كه به جرات مي توان گفت: اين دو فرض ضمن اينكه براي بيان يك نظريه ساده و سازگار الكترو ديناميك اجسام متحرك ، بر پايه نظريه ماكسول براي اجسام ساكن ، كاملاً كافي اند ،دنياي فيزيك را نيز دگرگون كردند .

فرض هاي انيشتين كه بعدها اصل نسبيت انيشتين ناميده شد ، نسبت به فرض هاي نيوتن(اصل نسبيت نيوتني) اين رجحان را دارند كه فراتر از قوانين مكانيك ، تمام قوانين فيزيك را نيز در بر مي گيرند.

انيشتين فرض هاي خود را اين گونه بيان كرد:

1 - قوانين فيزيك در تمام دستگاههاي لخت يكسان هستند و هيچ دستگاه لخت مرجحي وجود ندارد ( اصل نسبيت ).

2 - در فضاي تهي مقدار سرعت نور در تمام دستگاههاي لخت يكسان و برابر با C است ( اصل ثابت بودن سرعت نور).

در حقيقت اصل نسبيت انيشتين اعتقاد به اين موضوع دارد كه ما فقط از حركت نسبي دو دستگاه مي توانيم صحبت كنيم و به هيچ عنوان نمي توانيم به وسيله اندازه گيريهاي فيزيكي بگوئيم يك دستگاه لخت به خودي خود ساكن است يا متحرّك.

تئوري نسبيت خاص انيشتين پيشگوئيهاي مختلفي مي كند كه حقيقتاً برخي از آنها در جهت مقابل مشاهده هاي ما و به عبارت ديگر تصورات اوليه ي ما از آنچه به وقوع مي پيوندد مي باشد توجه به اين نكته بسيار مهم است كه اين پيشگوئيها با چارچوبهاي مرجع مختلف ثابت و متحرك با سرعت نسبي V در ارتباطند و نيز در نسبيت تنها زماني نتايج را قابل قبول مي دانيم كه سرعت V يك كسر متعارف از C سرعت نور باشد. ( به عبارت ديگر V/C براي ما تعريف شده باشد ).

دو پيشگوئي اساسي و مهم كه انيشتين با نسبيت خاص مي كند يكي انقباض طول و ديگري تاخير زمان است.

همان طور كه از گذشته مي دانيم انقباض طول به نتيجه ي اندازه گيري يك جسم در دو چارچوب مختلف اشاره دارد ، اگر در چارچوب مرجع ثابت طول اندازه گيري شده باشد ، در چارچوب ديگري كه نسبت به چارچوب مرجع اوليه حركت دارد طول منقبض شده به نظر مي رسد ، و يا به عبارتي ديگر حركت جسم در طول حركت نسبي اش منقبض شده به نظر مي رسد .

تاخير زماني نيز به اين واقعيت مهم اشاره دارد كه زمان بين رويدادهائي كه در موقعيت هاي يكسان از چارچوب اندازه گيري ثابت هستند كوتاهتر از زماني است كه به وسيله يك ناظر در چارچوب متحرك با سرعت Vاندازه گيري مي شود ، به عبارتي ديگر اين طور گفته مي شود كه به نظر مي رسد ساعتها كندتر كار مي كنند .

در اصل يكي از مهمترين اين نتيجه ها نسبي بودن همزماني است كه مي توان گفت اين مطلب تعبير ديگري از تاخير زماني است و به اين صورت توضيح داده مي شود كه اگرچه ممكن است از ديد يك ناظر در يك چارچوب مرجع دو رويداد در دو مكان متفاوت كاملاً همزمان باشند اما از ديد ناظر ديگر كه در چارچوب مرجع ديگري قرار گرفته است اين اندازه گيري به صورت همزمان نيست و اين طور بيان مي كنيم كه همزماني نيز يك مفهوم نسبي است .

از آنجا كه انقباض طول و تاخير زماني از مهمترين مسائل در فيزيك نسبيت هستند به تفسير و حل يكي از مهمترين مسائل در اين مورد مي پردازيم :

مساله از اين قرار است : قهرمان پرش با نيزه اي را تصور مي كنيم ،( به خاطر داشته باشيم كه يكي از مهمترين مسائل در پرش با نيزه ، طول خود نيزه مي باشد ) قهرمان را A مي ناميم ، او طول نيزه خود را lo اندازه مي گيرد كه ما اين طول را طول اوليه يا طول صحيح نيزه مي ناميم و توجه مي كنيم كه A با سرعت نسبي V در حال حركت است . حال اگر ما يك فرد تماشاچي را در جايگاه در نظر بگيريم و او را B بناميم و از او بخواهيم در دستگاهي كه وي قرار دارد طول ميله را اندازه بگيرد ، Bبا توجه به اينكه مي بيند قهرمان با سرعت بسيار زياد مي دود به گونه اي كه براي وي سرعت نسبي در نظر مي گيرد ، اين طول را l اندازه خواهد گرفت كه پس از مقايسه مشاهده خواهيم كرد كه l از ديد B كوچكتر از loاز ديد Aاست.

l < lo

در حقيقت اگر فرض كنيم كه ميله دوم قهرمان( كه همانند ميله اول است) در كنار تماشاچي افتاده است تماشاچي طول اين ميله را بزرگتر از طول ميله اي كه در دست A است اندازه گيري مي كند ، بنابراين B تصميم مي گيرد اين مطلب را به كميته فني مسابقات اعلام كند و آنها هم اين مطلب را به A ارجاع مي دهند و مباحثه سختي بين A وB در مي گيرد ، A از B مي خواهد كه اين مساله را به وي اثبات كند .

براي اثبات اين مدعي تماشاچي در صدد ساختن اتاقكي به طول l كه كوتاهتر از lo بوده و وي اندازه گرفته بود بر مي آيد . او براي اين اتاقك از پشت و جلو درب مي سازد و از A ميخواهد كه با ميله كوتاه شده اي كه در دست دارد با سرعت به داخل اين ساختمان داخل شود B هر دو درب را مي بندد در حاليكه ميله A كاملاً در داخل اتاقك قرار گرفته است ( البتّه تاكيد كنيم كه اين مساله به خاطر سرعت قهرمان A كه از يك طرف داخل و از طرف ديگر خارج مي شود فقط براي يك لحظه است) اما در هر حال تماشاچي ادعاي خود مبني بر اينكه طول ميله كوتاه شده است را ثابت كرده است.

به نظر شما آيا B درست مي گويد؟

A اين نظريه را باز هم قبول نمي كند و به B مي گويد موقعي كه ميله من از درب جلو وارد انبار شده شما درب پشتي را بسته ايد ، پس همواره ميله من بلندتر خواهد بود.

از آنجائي كه يكي از معروفترين آزمايشها در اين گونه مسائل استفاده از لامپ هاي فلش زن است،

B در فكر ترتيب آزمايشي ديگر به اين ترتيب بر مي آيد:

B مي گويد كه براي بر طرف شدن اين فكر اين بار از چراغ هاي فلش زن استفاده كنيم. طرز كار اين چراغ ها به اين صورت است كه با بسته شدن درب ها اين چراغ ها كه بر روي درب هاي جلو و عقب نصب شده است ، روشن مي شود . با اين توضيحات B از A مي خواهد كه بار ديگر با سرعت وارد اتاقك شود تا هر دو نتيجه مشاهدات خود را گزارش كنند .

B اين طور گزارش مي كند:

هر دو چراغ فلش زن رو به درب هاي جلوئي و پشتي همزمان با هم روشن مي شوند و نتيجه اين كه طول ميله كوتاه شده است .

و اما آنچه A گزارش مي كند به ترتيب زير است :

هنگامي كه ميله من از درب جلو وارد انبار شده چراغي كه روي درب پشتي نصب شده بود زودتر روشن شد .

به نظر شما اين اختلاف نظرها از كجا ناشي مي شود ؟ به عبارت ديگر آيا يكي از اين دو نفر اشتباه مي كنند ؟ و كدام يك ؟

بيائيد اين موضوع را بيشتر تفسير كنيم :

گفته تماشا چي (B) صحت دارد زيرا او اين دو رويداد را كاملاً همزمان مشاهده مي كند ، در عين حال گفته قهرمان A هم صحيح است ، به اين علت كه در چارچوب اندازه گيري وي كه در حال حركت با سرعت نسبي V است همزماني مفهومي نسبي پيدا مي كند .

شايد بزرگترين اشتباهي كه ما در مسائل نسبيت مي كنيم عدم توجه به مسائلي از قبيل نسبي بودن سرعت ، نسبي بودن همزماني و ... است . در حقيقت اگر بخواهيم از تعريف انقباض طول هم استفاده كنيم ، مي بينيم ناظري كه در حال حركت با سرعت نسبي V نسبت به ناظر در دستگاه ديگراست ، امّا در دستگاه خود حركتش نسبت به ميله با سرعت نسبي همراه نيست با توجه به مساله تاخير زماني طول ميله را بزرگتر از ناظر در دستگاه ديگر مي بيند . يكي از بهترين نمايش هاي كلي براي مسائل نسبيت ، رسم نمودار مكان- زمان مي باشد . كه در زير اين نمودار را براي هر دو ناظر رسم مي كنيم :

در اين نمودار خطوط نقطه چين نمايش گر ديد ناظرهاست هنگامي كه از لامپهاي فلش زن استفاده شد ، خطوط كم رنگ نمايش گر ديد ناظرهاست هنگامي كه قهرمان با سرعت داخل اطاقك ساخته شده شد و خطوط پررنگ نمايش گر ديد ناظرها در لحظه اول مي باشد .

:: موضوعات مرتبط: تحقیق آماده , ,
:: بازدید از این مطلب : 1304

|

امتیاز مطلب : 17

|

تعداد امتیازدهندگان : 5

|

مجموع امتیاز : 5

تاریخ انتشار : دو شنبه 4 بهمن 1389 | نظرات ()

صفحه قبل 1 صفحه بعد

دیکشنری آنلاین

دیکشنری آنلاین

مترجم سایت

مترجم سایت

چت روم

فید خوان rss reader

زندگی

مهم‌ترین آثار ابن سینا

دید کلی

دفاع سطحی

دفاع مکانیکی

مقدمه

موشکهایی با سوخت پیشران جامد

نیروی پیش برنده

موشکهای با سوخت مایع

فرآیند احتراق پیشران مایع

مراحل مختلف یک موشک

دید کلی

ماهیت بمب الکترومغناطیسی

کدام موج در نقش بمب ظاهر می‌شود؟

بمب الکترومغناطیسی چگونه عمل می کند؟

ایجاد میدان مین الکترومغناطیسی

امتیاز بزرگ بمبهای الکترومغناطیسی

اطلاعات اولیه

امواج رادیویی

تعریف

کشف

اختراع و تاریخچه

اصل نسبیت