دعوت به همکاری.......کسانی که مایل به همکاری هستند توجه کنند

همکلاسی های بیکاری که مایلند در پربارتر کردن وبلاگ خودشون یعنی همین وبلاگ دانشجویان فیزیک (ش) کمک کنند میتوانند برای عضویت در وبلاگ گروهی آمادگی خود را اعلام و به این ایمیل ارسال کنند تا لینک عضویت برای آنها ارسال شود.لطفا در subject ایمیل خود بنویسید: عضویت در وبلاگ گروهی .                                     [e-mail]                        

با عضویت در این وبلاگ شما نیز میتوانید مقاات خود را در وبلاگ قرار دهید.

لطفا سایر دوستان را نیز از این موضوع مطلع کنید.

LCD چیست ؟

                                

آموخته ایم که ماده سه حالت جامد ، مایع و گاز دارد که به تازگی هم دو حالت دیگر به آن اضافه شده است. جامدات شکل خاصی دارند، یعنی مولکولهای آنها موقعیت خاصی نسبت به یکدیگر داشته و نمی توانند آزادانه به هر سو حرکت کنند . ولی مولکول های مایعات چنین قیدی نسبت به هم ندارندو در کل حجم آن در حرکت اند . کریستالهای مایع موادی هستند که ظاهر مایع دارند، اما مولکولهای آنها آرایش خاصی نسبت به یکدیگر دارند ، درست مانند جامدات که در شکل هم به راحتی دیده می شود. به همین دلیل کریستال مایع خصوصیاتی شبیه به مایع و جامد داشته و به همین دلیل با چنین اسم متناقضی خوانده می شوند . این مواد به شدت به دما حساس اند و اندکی حرارت لازم است تا آنها را به مایع واقعی درآورد و یا اندکی سرما تا به معمولی تبدیل شود. به همین دلیل است که LCD ها در مقابل تغییرات دما عکس العمل نشان داده و به عنوان دماسنج طبی استفاده می شوند . جالب این است که به دلیل همین حساسیت نمی توان از کامپیوترهای کیفی یا نظایر آن در هوای بسیار سر و یا مثلاً در آفتاب داغ ساحل دریا استفاده کرد . در این وضعیت معمولاً LCD ها عکس العمل های عجیب و غریبی از خود نشان می دهند .

انواع مختلفی از مواد شناخته شده اند که در دمای معمولی چنین خصوصیاتی دارند. اما دسته ای از آنهاهستند که به جریان الکتریسیته هم حساس هستند و مولکولهای آن متناسب با جریان برق ورودی می چرخند و تغییر زاویه می دهند . این خصوصیت عجیب اثر جالبی هم دارد. وقتی نور از درون یک کریستال مایع این چنین عبور کند، پلاریزاسیون یا قطبش آن هم جهت با مولکولهای کریستال می شود . از همین خاصیت برای LCD ها استفاده شد. با این توضیح که چون کریستالهای مایع شفاف و هادی الکتریسیته هستند ، به راحتی می توان آنها را در جریان الکتریسیته قرار داد و نور را از آن عبور داد. برای این کار به جز کریستال مایع به 2 تکه از این شیشه پلاروید یا قطبشگر هم نیاز است. احتمالاً این شیشه ها را دیده اید. اگر دو تکه از این شیشه ها را روی هم قرار دهید. نور به راحتی از آن عبور می کند . اما وقتی یکی از آنها را 90 درجه نسبت به دیگری بچرخانید ، دیگر نور رد نمی شود . این اتفاق به این دلیل روی می دهد که هر شیشه نو را فقط در جهت خاص محور خود عبور می دهد . اگر دو شیشه هم محور باشند نور به راحتی عبور می کند اما اگر محورها با هم زاویه 90 درجه داشته باشند نور رد نخواهد شد

برای ساخت LCD دو شیشه پلاروید را با 90 درجه اختلاف نسبت به یکدیگر قرار می دهند و یک کریستال مایع بین آنها می گذارند . وقتی کریستال به جریان برق وصل نباشد؛ نور از قطبشگر اول می گذرد و وارد کریستال مایع می شود جهتش 90 درجه تغییر کرده و به همین دلیل از قطبشگر دوم هم عبور کرده و به چشم می رسد. اما وقتی که جریان به کریستال وصل باشد ،نور دیگر چرخشی نخواهد داشت و نمی تواند از کریستال دوم عبور کند . ساختن یک LCD همان طور که در بالا توضیح داده شد، بسیار ساده تر از آن است که به نظر می آید . فقط به یک ساندویچ شیشه و کریستال نیاز داریم. اما همین ساندویچ ساده 80 سال پس از کشف کریستالهای مایع ساخته شد. کریستال مایع را یک گیاه شناس اتریشی در سال 1888 برای اولین بار در حین ذوب جامدی از مشتقات آلی کشف کرد . اما اولین LCD را یک کارخانه آمریکایی در سال 1968 ساخت . تکنولوژی ساخت LCD هر روز متکامل تر شده و جای بیشتری در صنایع امروز به خود اختصاص می دهد . البته هنوز هم تحقیقات برای ساخت نمونه های بهتر و کاراتر این وسیله ادامه دارد.

ایزاک نیوتن

ایزاک نیوتن در سال 1642 در انگلستان بدنیا آمد.پدرش دو ماه قبل از متولدشدنش درگذشته بود. زمانی که ایزاک 3 ساله بود مادرش دوباره ازدواج کرد،واو نزد مادربزرگش باقی ماند. او علاقه ای به مزرعه خانوادگی نداشت،به همین جهت او برای تحصیل به دانشگاه کمبریج فرستاده شد.

ایزاک تنها چند ماه بعد ازمرگ گالیله متولد شد،یکی از بزرگترین دانشمندان تمام قرن ها. گالیله ثابت کرده بود که این سیاره ها هستند که به دور خورشید می چرخند و نه بدور زمین،آمطور که عموم مردم می اندیشیدند. ایزاک نیوتن به دستاوردها و اکتشافات گالیله و دیگران بسیار علاقمند بود. ایزاک فکر می کرد که عالم هستی مثل ماشینی عمل می کند که قوانین کم و ساده ای بر آن حاکم است.

او همانند گالیله بر این اندیشه بود که ریاضیات راهی ست برای اثبات و بیان این قوانین.نیوتن یکی از بزرگترین دانشمندان دنیا بود چون هم ایده و اندیشه های خود را حفظ کرده بود و هم از اندیشه های دیگر دانشمندان بهره میگرفت تا تصویری از کارکرد عالم بدست آورد. ایزاک نحوه کار جهان را با ریاضیات می داد،او قوانین حرکت و جاذبه را فرمولبندی کرد.این قوانین فرمولهای ریاضی هایی هستندکه حرکت اشیا هنگامی که بر آنها نیرویی وارد میشود را توضیح میدهند.

هنگامی که ایزاک به عنوان پروفسور ریاضیات در دانشگاه تدریس می کرد،مشهورترین کتابش،را منتشر کرد. او 3 قانون مهم را در مورد حرکت اشیا در این کتاب آورده است. سپس او تئوری ها و نظراتش را در مورد جاذبه تشریح کرد.

جاذبه نیرویی است که باعث میشود اشیا به طرف زمین کشیده شوند. مثلا اگر مدادی از میز به پایین سقوط کند بر روی کف اتاق می افتد نه روی سقف.

ایزاک همچنین در این کتابش از قوانینش استفاده کرد تا نشان دهد که سیارات در یک مدار بیضوی شکل بدور خورشید میگردند نه مداری دایره ای نیوتن از سه قانون برای بیان حرکت اجسام استفاده کرد. که از آنها به قوانین نیوتن اسم برده میشود.

قانون اول میگوید که جسمی که نه کشیده شود و نه هل داده شود،همچنان باقی می ماند ویا حرکتش را برخط مستقیم با سرعت ثابت ادامه می دهد.

فهمیدن این مطلب که یک دوچرخه بدون اینکه کشیده شود ویا هل داده شود بدون حرکت می ماند ساده است،اما فهمیدن اینکه جسمی بدون کمک به حرکتش ادامه دهد مشکلتر به نظر می رسد. دوباده به دوچرخه فکر کنید، اگر کسی در هنگام دوچرخه راندن قبل از توقف دوچرخه ازآن پایین بپرد چه اتفاقی می افتد؟ به حرکتش ادامه میدهد یا می افتد.

تمایل یک جسم به بی حرکت باقی ماندن ویاادامه حرکت در یک خط مستقیم با سرعت ثابت اینرسی خوانده میشو د.

قانون دوم F=MA

نیرو = جرم شتاب بیان میکند که چگونه نیرویی بر جسمی عمل میکند اگر شخصی سوار بر دوچرخه پدال آن را به جلو فشار دهد دوچرخه به سمت جلو میرود،واگه شخصی دوچرخه را از پشت بگیرد و به جلو هل دهد شتاب دوچرخه افزایش می یابد.اگر دوچرخه سوار ترمز را فشار بدهد از سرعتش بآرامی کم میشود واگراو فرمان دوچرخه را به سمتی به گرداند،مسیرآن عوض خواهد شد.

قانون سوم می گویداگر جسمی کشیده شود یا هل داده شود،همین جسم در مسیرمخالف به همان اندازه میکشد و یا هل خواهد داد.

شخصی جعبه ای را بلند میکند،برای این کار نیرویی صرف کرده است جعبه سنگین است به این دلیل که،همان مقدار نیرو را به دستهای بلندکننده وارد میکند. این وزن از طریق پاهای فرد به زمین منتقل میشود،زمین هم به همان اندازه به پاهای فرد نیرویی به سمت بالا وارد می کند. اگر زمین نیروی کمی را به شخص وارد کند،شخص بلندکننده می افتد. و اگر کف زمین نیروی زیادی وارد کند شخص به پرواز در خواهدآمد.

بیشتر مردم وقتی به نیوتن فکر میکنند،اون رو زیر یک درخت سیب در حال افتادن سیب می بینند.زمانی که نیوتن سیب راهنگام افتادن دید به فکر حرکت خاصی افتادـجاذبه. نیوتن فهمید که جاذبه نیروی جذب کننده ای ست بین دو جسم. او همچنین دانست که اجسام با جرم بیشتر نیروی جاذبه بیشتری را اعمال می کنند،یا به بیان دیگری اجسام کوچکتر را به سمت خود می کشند.این همان دلیلی است که سیب به خاطر آن به سمت زمین می افتدبه جای رفتن به هوا،واینکه چرا مردم در آسمان شناور نیستند ایزاک در مورد جاذبه وسیب اندیشید. او فکر می کرد که ممکن است جاذبه به زمین واشیای بر روی آن محدود نشود چه می شوداگر جاذبه در ماه واطراف آن وجود داشته باشد؟ ایزاک نیرویی که لازم بود تا ماه به دور زمین بگردد را محاسبه کرد.وسپس با نیرویی که موجب افتادن سیب شده بود،مقایسه کرد.بعد از پذیرفتن این واقعیت که ماه بسیار از زمین دور است،و جرم بسیار بیشتری دارد،او متوجه شدکه نیروها مساوی است.ماه توسط نیروی جاذبه زمین به دور مدار زمین نگه داشته شده است محاسبات نیوتن درک مردم از عالم را تغییر داد.کسی تا آن زمان نمی توانست بگوید که چرا سیارات در مداراتشان مانده اند؟. چه چیزی آنها را نگه داشته است؟ پنحاه سال قبل از اینکه نیوتن متولد شود تصور مردم براین بود که سیاره ها توسط سپرهای نامرئی نگه داشته شده است.ایزاک ثابت کردکه آنها توسط جاذبه خورشید نگه داشته شده اند.همچنین او نشان داد که نیروی جاذبه به فاصله و جرم دو جسم بستگی دارد او اولین کسی نبود که فهمید مدار سیارات حلقوی نمی باشد،بلکه بیشتر بیضوی شکل هستند.

خواص اشعه رادیواکتیو

 

عناصر رادیواکتیو معمولا سه نوع ذره یا اشعه از خود صادر می‌کنند که شامل ذره آلفا ، ذره بتا و اشعه گاما است. با قرار دادن اشعه رادیواکتیو تحت تاثیر میدان مغناطیسی متوجه شده‌اند که ذره آلفا دارای بار مثبت ، بتا دارای بار منفی و اشعه گاما بدون بار است.

خواص ذره آلفا

جنس ذره آلفا ، هسته اتم هلیوم است که از دو نوترون و دو پروتون تشکیل یافته است. جرم آن حدود 4 برابر جرم پروتون و بار الکتریکی آن 2+ و علامت اختصاری آن (4,2)He است. برد ذره آلفا به عنصر مادر ، انرژی اولیه و جنس محیط بستگی دارد. مثلا برد ذره آلفا صادره از رادیوم در هوا تقریبا 4.8 سانتیمتر می‌باشد. ذره آلفا به علت داشتن 2 بار مثبت هنگامی که از نزدیکی یک اتم عبور می کند، ممکن است تحت تاثیر میدان الکتروستاتیکی خود ، الکترون مدار خارجی آن اتم را خارج سازد و یا به عبارت دیگر اتم را یونیزه کند. همچنین ذره آلفا قادر است محل الکترون را تغییر دهد، یعنی الکترون تحت تاثیر میدان الکتریکی ذره آلفا از مدار پایین تری به مدار بالاتر صعود می‌کند و در نتیجه اتم به حالت برانگیخته در می‌آید. قابلیت نفوذ ذره آلفا بسیار کم است.

خواص ذره بتا

جنس ذره بتای منفی ، از جنس الکترون می‌باشد، بار الکتریکی آن 1- و علامت آن بتای منفی است. برد ذره بتا در هوا در حدود چند سانتیمتر تا حدود یک متر است. البته برد این ذره نیز به انرژی اولیه (عنصر مادر) و جنس محیط بستگی دارد. برخلاف ذره آلفا ، ذره بتا از نظر حفاظت یک خطر خارجی محسوب می‌شود. خاصیت یون سازی این ذره به مراتب کمتر از ذره آلفا است، یعنی بطور متوسط در حدود 100 مرتبه کمتر از ذره آلفا می‌باشد. ذره بتا می‌تواند در اتمها ایجاد برانگیختگی کند، ولی این خاصیت نیز در ذره بتا، به مراتب کمتر از ذره آلفا است. قدرت نفوذ ذره بتا بطور متوسط 100 برابر بیشتر از ذره آلفا است. طیف ذره بتا تک انرژی نیست، بلکه یک طیف پیوسته است که تمام مقادیر انرژی از 0 تا انرژی ماکزیمم را دارا می‌باشد. این ذره همان پوزتیرون است که ضد ماده الکترون می‌باشد. جرم آن با جرم الکترون برابر بوده و دارای باری مخالف با بار الکترون است و علامت اختصاری آن حرف بتای مثبت است.

خواص اشعه گاما

جنس اشعه گاما از جنس امواج الکترومغناطیسی می‌باشد، یعنی از جنس نور است. ولی با طول موج بسیار کوتاه که طول موج آن از 1 تا 0.01 آنگستروم تغییر می‌کند. جرم آن در مقیاس اتمی صفر ، سرعت آن برابر سرعت نور ، بار الکتریکی آن صفر و علامت اختصاری آن حرف گاما می‌باشد. انرژی اشعه گاما از 10 کیلو الکترون ولت تا 10 مگا الکترون ولت تغییر می‌کند. برد آنها بسیار زیاد است. مثلا در هوا چندین متر است. خاصیت ایجاد یونیزاسیون و برانگیختگی در اشعه گاما نیز وجود دارد. ولی به مراتب کمتر از ذرات آلفا و بتا است. مثلا اگر قدرت یونیزاسیون متوسط اشعه گاما را یک فرض کنیم، قدرت یونیزاسیون متوسط ذره بتا 100 و ذره آلفا 104 خواهد بود. قدرت نفوذ این اشعه به مراتب بیشتر از ذرات بتا و آلفا است. طیف انرژی اشعه گاما ، همانند ذرات آلفا تک انرژی است. یعنی تمام فوتونهای گامای حاصل از یک عنصر رادیواکتیو دارای انرژی یکسانی هستند.

منبع : دانشنامه رشد