اسیدها و شناسه گرها

اسیدها و شناسه گرها

 

اسید سولفوریک

 

 

بيشتر اسيدها مزه ترشي دارند بعضي اسيدها سمي هستند بعضي باعث سوختگي هاي شديد مي شوند و تعدادي نيز كاملاً بي ضرر به شمار مي آيند بعضي اسيدها نيز خوراكي و بسيار مفيد هستند ما اسيد سيتريك را از پرتقال و ليموترش به دست مي آوريم بدنمان هم اسيدهايي را مي سازند كه به گوارش غذا كمك مي كنند .

اسيد سولفوريك يكي از قوي ترين و مهم ترين اسيدها استكه به مقدار فراوان در توليد انواع كود ، فرآورده هاي نفتي و آهن و فولاد بكار گرفته مي شوند آب باتري اتومبيل ها اسيد سولفوريك رقيق شده با آب خالص است ساير اسيدهاي قوي عبارتند از: اسيد نيتريك و اسيد كلريد ريك .

بازها يا قلياها موادي هستند كه مخالف و ضد اسيدها به شمار مي آيند گرچه بعضي بازها از قبيل آهك (هيدروكسيد كلسيم) و سود سوز آور همانند اسيدها خيلي فعال و خورنده هستند از بازها در فرآيند هاي صنعتي استفاده مي شوند هيدروكسيد منيزيم (مايع يا پودر سفيدي كه براي برطرف كردن درد ناشي از حالت اسيدي معده مصرف مي كنيم) نمونه اي از يك باز ملايم است بازي كه در آن قابل حل مي باشد ، قليا ناميده مي شود وقتي يك اسيد و يك باز به نسبت مناسب با هم مخلوط مي شوند يكديكر را خنثي مي كنند براي مثال اگر اسيد كلريد ريك با سود سوز آور مخلوط شود حاصل واكنش آنها نمك معمولي و آب خواهد بود بعضي مواد وقتي با اسيد و بازها تماس پيدا مي كنند تغيير رنگ مي دهند اين مواد را معرف يا شناساگر مي نامند تعنسل در محلول اسيدي از آبي به قرمز تغيير رنگ مي دهند و در محلولهاي قليايي از قرمز به آبي مي گرايد .

اسيد سولفوريك : اسيد سولفوريك احتمالاً مهمترين تركيب شيميايي موجود است . و دهها مورد استفاده دارد كه از توليد كود و پارچه تا ساخت دارو و مواد منفجره را شامل مي شود اين اسيد در انباره كه نوعي باطري است معمولاً در موتور اتومبيل مورد استفاده قرار مي گيرد نيز وجود دارد اسيد سولفوريك را به روش تماسي تقليد مي كنند كانه هوايي كه محتوي سولفيد هاي فلزي يا گوگرد هستند در هوا سرخ يا برشته مي شوند تا دي اكسيد گوگرد به دست مي آيد سپس اين گاز را در مجاورت يك كاتاليزور (يكي از اسيد هاي فلز و و اناديم) حرارت مي دهند تا آن را به واكنش بيشتر با هوا وارد و تري اكسيد گوگرد حاصل شود درمرحله بعد تري اكسيد را در اسيد سولفوريك غليظ حل مي كنند تا اسيدي به نام اولنوم به دست آيد. كه سپس به دهقا با افزودن آب رقيق مي شود و مقدار زيادي اسيد سولفوريك برجاي مي ماند نمكهاي اسيد سولفوريك را سولفات مي نامند كه تركيبات بسيار مفيدي را شامل مي شوند و در صنايع مختلف از قبيل كود سازي داروسازي رنگ سازي مورد استفاده قرار مي گيرند اسيد سولفوريك ، بيش از هر نوع اسيد ديگري در جهان توليد مي شود و كاربرد دارد اسيد سولفوريك را با فرمول شيميايي HSO نشان مي دهند ميل شيميايي شديدي به آب (HO) دارد اين خاصيت باعث مي شود كه اسيد سولفوريك بتواند هيدروژن و اكسيژن را از بسياري از مواد از جمله پوست جذب كند به همين دليل كار كردن با آن خطرناك و نياز به مراقبت دارد اسيد كلريد مايع بي رنگ و بسيار خطرناك است كه در مجاورت هوا دود مي كند بوي تحريك كننده اي دارد بسيار خرنده است و باعث سوختگيهاي شديد مي شود اين اسيد را با حل كردن گاز كلريد هيدروژن در آب به دست مي آيد اسيد كلريدريك غليظ حاوي سه قسمت كلر، يد ، هيدروژن و هفت قسمت آب است كلريد هيدروژن از تركيب گازهاي كلر و هيدروژن به دست مي آيد راه ديگر توليد اين گاز تركيب كلر يد سديم نمك معمولي با اسيد سولفوريك است اسيد كلريك يا بازها واكنش مي كند و نمكهايي به نام كلريد را به وجود مي آورد و در صنايع اين اسيد را براي توليد مواد شيميايي ديگر يا آماده سازي بعضي از غذاها به كار مي گيرند معده انسان نيز اسيد كلريد ريك ضعيف توليد مي كند يا طي عمل گوارش به شكسته شدن غذا ها كمك مي كند اسيد لاكتيك مايع بي رنك يا زرد رنگ است كه معمولاً در شير ترشيده و ساير محصولات لنبي ترش شده يا بريده شده ديده مي شود كه اسيد در سركه نيز وجود دارد و حاصل تخمينه قند است روش تجاري اسيد لاكتيك را از تخمينه به دست مي آورند و در دباغي و پارچه بافي و همچنين براي طعام بعضي غذاهاي آماده مورد استفاده قرار مي دهند .

اسيد لاكتيك معمولاً در خون انسان و ساير جانوران وجود دارد به طور معمول وقتي ماهيچه هاي ما به انرژي نياز دارند اين انرژي در اثر شكسته شدن كربو هيدرات به وسيله اكسيژن توليد مي شود اما وقتي به تمرين ها و ورزش هاي سخت مي پردازيم خون نمي تواند اكسيژن لازم را براي اين عمل به بافت هاي ماهيچه اي برساند و در نتيجه كربو هيدرات به شكل بي هوازي بدون اكسيژن شكسته مي شوند و اسيد لاكتيك به وجود مي آيد. اين اسيد مي تواند درد خاصي را در ماهيچه ايجاد كند كه درد ناگهاني ناميده مي شود .

هنگام ورزشهاي آرام ، كلوكز موجود در ماهيچه ها به مصرف مي رسد تا انرژي توليد شود اين فرآيند با توليد دي اكسيد كربن و آب همراه است در ورزشهاي سخت ممكن است اكسيژن لازم براي شكسته شدن كلوكز تأمين نشود در اين حالت كلوكز و اسيد لاكتيك تبديل مي شود وقتي ميزان اكسيژن در خون بالا مي رود اسيد لاكتيك دوباره به گليكوژن به كلوگز تبديل مي شود اسيد نيتريك مايعي دود كننده بي رنگ و بسيار خورنده است مايع خورنده مي تواند با مواد واكنش انجام دهد و باعث خوردگي آنها شود اسيد نيتريك از تركيب شدند هيدروژن ، نيتروژن و اكسيژن به وجود مي آيد و براي توليد كودها مواد منفجره (نظير نيتر و گليسيرين ) مورد استفاده قرار مي گيرد.

اسيد نيتريك از قرنها پيش شناسايي شده است . در آغاز قرن بيستم اين اسيد را از حرارت دادن اسيد سولفوريك و نيترات سديم به دست آوردند نيترات سيدم ماده اي طبيعي است كه در آمريكاي جنوبي يافت مي شود وقتي جنگ جهاني دوم آغاز شد مقدار زيادي اسيد نيتريك براي توليد مواد منفجره لازم بود با تمام شدن ذخاير نيترات سديم در آلمان يك شيميدان آلماني به نام (فريتزهابر) روشي براي توليد اسيد نيتريك با استفاده از آمونياك و هوا ابلاغ كرد در اين روش هيدروژن و نيتروژن آمونياك و اكسيژن هوا بادها تركيب مي شوند و اسيد نيتريك را به وجود مي آورند

شناسه گرهای اسید و قلیا
شناساگر

براي شناسايي اسيد ها و باز ها روشهاي متفاوتي وجود دارد :

روش اول : برخي از بازها و اسيد هاي خوراكي را با توجه به مزه آنها مي توان از هم تشخيص داد.

روش دوم:استفاده از شناساگر ( معرف ) ها ، شناساگرها مواد طبيعي يا شيمايي هستند كه با تغيير رنگ خود در محيط اسيدي و در محيط بازي اين دو دسته از مواد را از يكديگر متمايز مي سازنند.

شناساگر هاي طبيعي : در گذشته از عصاره گل يا ميوه گياهان براي شناسايي اسيد ها و بازها از يكديگر استفاده مي كردند.مثلا از عصاره كلم سرخ ، گلبرگ هاي گل بنفشه ، گلبرگ هاي گل سرخ ، كه آنها را روي يك قطعه اي از يك كاغذ كشيده تا قرار گيرد و با پاشيدن مقداري از اسيد يا باز تغيير رنگ ايجاد مي شد كه اين عامل شناسايي مواد از يكديگر بود.



شناساگرهاي شيميايي: از شناساگرهاي شيمايي مي توان ليتموس (تورنسل) ، فنول فتالئين و متيل اورانژ(متيل نارنجي) را را نام برد.

روش سوم: استفاده از عامل PH ( پي اچ). PH مقياسي است كه در ماي اتاق گستره اي از صفر تا 14 را در بر مي گيرد با اين عامل هم اسيد ي يا بازي بودن محلول ها و هم ميزان اسيدي يا بازي بودن را مي توانيم مشخص كنيم. PH در واقع منفي لگاريتم غلظت يون هيدرونيوم است كه توسط دانشمندي به نام سورن پيتر لاريتس سورن سن زيست شيمي دان دانماركي نهاده شد .


PH = - Log [ H3O     

آب خالص ومحلول ها خنثي مانند آب نمك ،آب قند داراي PH برابر 7 اند و محلول هاي اسيدي PH كمتر از 7 و محلول هاي بازي PH بيشتر از 7 را دارند. در اسيدها هرچه مقدار PH كمتر باشد قدرت اسيدي بيشتر و در بازها هر چه PH بيشتر باشد قدرت بازي بيشتر است.



PH محلول ها را مي توان به كمك كاغذ هاي PH سنج يا به كمك دستگاه PH سنج ديجيتالي

کارشناس شیمی : افروزی

کرم‌چاله چیست و آیا سفر از طریق آن ممکن است؟

 

طبق نظریه‌ی نسبیت عام میانبری پیش‌بینی می‌شود که پیوندی میان دو نقطه در فضا-زمان ایجاد شده و فواصل طولانی بین کهکشان‌ها را کوتاه می‌کند. این میانبر فضایی به نام پل اینشتین-روزن یا کرم‌چاله مشهور شده است. آیا می‌توان به کرم‌چاله رسید و درون کرم‌چاله‌ها چه چیزی نهفته است؟    همراه زومیت باشید.

تئوری کرم‌چاله‌

Artists rendering ULAS J11200641

در سال ۱۹۳۵ فیزیکدانان آلبرت اینشتین و نیتن روزن با استفاده از نظریه‌ی نسبیت عام پیشنهاد وجود پلی را از میان فضا-زمان مطرح کردند، این مسیر به افتخار این دو دانشمند بزرگ پل اینشتین-روزن نامگذاری شد. طبق این نظریه پل اینشتین-روزن یا کرم‌چاله‌ دو قسمت مختلف از فضا-زمان را به یکدیگر متصل می‌سازد. به لحاظ تئوری با عبور از این میانبر می‌توان از نقطه‌ای در فضا-زمان به نقطه‌‌ای دیگر منتقل شد. کرم‌چاله شامل دو دهانه و یک گلو است که دهانه گرد بوده و گلو حالتی صاف و کشیده دارد اما ممکن است گلو نیز بپیچد و حتی مسیری را طولانی‌تر کند.

معادلات ریاضی نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین وجود کرم‌چاله‌‌ها را پیش‌بینی می‌کنند اما تا کنون هیچ کرم‌چاله‌ای کشف نشده است، جرم منفی از طریق نیروی گرانش بر نور تأثیر گذاشته و مانع خروج نور از کرم‌چاله می‌شود. احتمالاً دهانه‌ی کرم‌چاله از دو سیاه‌چاله تشکیل شده باشد اگرچه تبدیل یک ستاره‌ی در حال مرگ به سیاه‌چاله نمی‌تواند کرم‌چاله‌ای تولید کند.

از میان کرم‌چاله‌ها

lqg

داستان‌های علمی-تخیلی زیادی در باره‌ی کرم‌چاله‌ها و عبور از این پرتال‌های فضایی ساخته شده است، اما در واقعیت چنین سفری بسیار پیچیده‌تر از فیلم‌های هالیوودی است. اولین مشکل در برابر چنین سفرهایی این است که پیش‌بینی‌ها اندازه‌ی کرم‌چاله را چیزی حدود ۱۰ تا ۳۳ سانتی‌متر می‌دانند؛ البته با گسترش جهان ممکن است تا اندازه‌های بزرگتری نیز کشیده شوند. مشکل دیگر ثبات درونی این پل‌های فضایی خواهد بود، طبق نظریه‌ی اینشتین-روزن کرم‌چاله‌ها برای سفرهای فضایی بی‌فایده‌اند زیرا شدیداً بی‌ثبات هستند و دچار فروپاشی خواهند شد. تحقیقات جدید وجود ماده‌ای مرموز را نشان می‌دهند که با ورود به کرم‌چاله‌ها آن‌ها را برای مدت زمان طولانی باز نگه می‌دارد، این ماده‌ی مرموز با ماده‌ی تاریک و ضد ماده تفاوت داشته و شامل چگالی انرژی منفی و فشار منفی بزرگی است. این ماده فقط از طریق تأثیر بر بعضی از رفتارهای محیط خلاء به عنوان بخشی از تحقیقات میدان کوانتومی دیده شده است. اگر به یک کرم‌چاله‌ مقدار کافی از این ماده چه به صورت طبیعی و چه به صورت مصنوعی اضافه شود شاید به حدی از ثبات برسد که به عنوان روشی برای ارسال اطلاعات و یا حتی انتقال مسافران مورد استفاده قرار گیرد، اما با اضافه شدن ماده‌ی معمولی مانند انسان به آن باز هم دچار بی ثباتی و فروپاشی خواهد شد.

کرم‌چاله‌ها فقط دو نقطه‌ی مختلف در فضا را به یکدیگر وصل نمی‌کنند بلکه ممکن است حتی دو جهان مختلف را به هم ارتباط دهند؛ حتی بعضی از دانشمندان معتقدند اگر یکی از دهانه‌های کرم‌چاله به شیوه‌ای خاص حرکت کند سفر زمان نیز از این طریق میسر خواهد بود، با این حال استیون هاوکینگ استفاده از چنین امکانی را ناممکن می‌داند.

سیاه‌چاله‌ها، دری به دنیاهای دیگر

Black Hole

مقاله‌ی مرتبط:

آن‌گونه که نظریه‌ی نسبیت اینشتین می‌گوید سیاه‌چاله‌ها نقاطی از فضا هستند که تکینگی آن‌ها در بالاترین حد بوده و حتی قوانین فیزیک نیز در آن‌ها می‌شکند. این نقاط عجیب تنها کاندیدا برای دهانه‌ی ورودی کرم‌چاله‌ها هستند. نظریه‌ی جدیدی با نام گرانش کوانتومی حلقوی یا LQG برای اولین بار به عنوان روشی برای ادغام قوانین مکانیک کوانتوم و نسبیت عام مطرح شده است. طبق این نظریه در یک سیاه‌چاله با جمع شدن مواد و ریختن آن‌ها در گرانش قوی، فضا از طریقی دیگر باز می‌شود، به عنوان مثال اگر شما درون یک سیاه‌چاله سقوط کنید، طبق نظریه‌ی نسبیت عام، درون چاهی عمیق سقوط کرده‌اید اما به جای آنکه به ته چاه برخورد کنید در فضایی بسیار کوچک فشرده می‌شوید. در حقیقت شما به ته چاه سقوط نمی‌کنید اما تکینگی شما زیاد می‌شود تا بی‌نهایت. در اینجا افزایش تکینگی در نقش سقوط به ته چاه عمل می‌کند اما در نظریه‌ی LQG با سقوط شما به درون سیاه‌چاله و نزدیک شدن به مرکز آن، گرانش به جای افزایش، کاهش خواهد یافت و همانگونه که شما از طریق سیاه‌چاله بلعیده شدید از جایی دیگر به فضا-زمان پرتاب می‌شوید. شاید سیاه‌چاله‌ها تونل‌هایی به نقاط دیگر فضا زمان باشند اما به کجا؟ جالب اینکه نظریه‌ی LQG به عنوان رقیبی برای نظریه‌ی انفجار بزرگ یا مهبانگ مطرح می‌شود. طبق این نظریه دنیا نه از انفجار یک نقطه با چگالی بی‌نهایت ایجاد شده بلکه جهانی دیگر از بعدی دیگر در تونلی فرو ریخته و در این بعد جهان ما را به وجود آورده است. شواهد کافی برای اثبات این نظریه وجود ندارد اما دانشمندان در تلاش برای یافتن حلقه‌های ناشناخته‌ی این نظریه‌ی زیبا هستند.

 

 

با تکنولوژی کنونی ما قادر به بزرگ و با ثبات کردن کرم‌چاله‌ها نیستیم حتی اگر بتوانیم آن‌ها را ببینیم، اما دانشمندان به تحقیقات خود ادامه می‌دهند به این امید که روزی روشی برای استفاده از این میانبرهای فضایی پیدا شود و انسان کائنات را مستعمره‌ی خویش سازد، اگرچه آن روز نزدیک نیست.

نسبیت چیست؟ خلاصه ای از نسبیت خاص و عام اینشتین برای عموم

در ابتدای قرن بیستم میلادی، آلبرت اینشتین که یک کارمند گمنام ثبت اختراعات بود نظریه هایی در فیزیک مدرن به ثبت رساند که جهان فیزیک را متحول کرد و خود را به عنوان یکی از مشهورترین افراد جهان مطرح ساخت.

امروزه ما در حال استفاده روزمره از نظریه نسبیت اینشتین هستیم اما تعداد افرادی که اطلاعات کافی در مورد این نظریه داشته باشند کم است. البته اصول ریاضی این نظریه بسیار پیچیده است ولی میتوان به نحوی این نظریه را بیان کرد که برای عموم هم قابل فهم باشد و تبعات آن هم قابل لمس تر باشد. در این مقاله کوتاه هدف بنده معرفی نسبیت عام و خاص اینشتین به عموم افراد بدون تحصیلات فیزیک و ریاضی پیشرفته است.

نسبیت به طور کلی در فیزیک چه مفهومی دارد؟

منظور از نسبیت در فیزیک بسیار ساده است و از مدتها قبل از اینشتین از زمان گالیله آنرا به کار می برده ایم. نسبیت یعنی قوانین فیزیک را همه افراد در نقاط مختلف جهان هستی به یکسان درک میکنند و این قوانین برای همه یکسان است (البته دقیقتر آن است که بگوییم تمام افراد یا ناظرانی که با سرعت ثابت و بدون شتاب در حال حرکتند).

مثال روشن آن دو ماشین است که با سرعت ثابت پنجاه کیلومتر در ساعت در حال حرکت به سمت هم هستند. اگر قرار باشد که این دو ماشین تمام قوانین مکانیک را یکسان درک کنند پس باید سرعت حرکت آنها نسبت به هم را بتوانیم حساب کنیم که با یک حساب سر انگشتی برابر صد کیلومتر در ساعت خواهد بود. یعنی اگر یکی از ماشینها را ثابت در نظر بگیریم دیگری با سرعت صد کیلومتر در ساعت به آن نزدیک میشود. اگر دو ماشین با یک سرعت هم جهت در حال حرکت باشند سرعت نسبی آنها صفر میشود و عملا نسبت به هم ثابتند. مثال دیگر خود ما هستیم که همراه کره زمین با سرعت زیاد به دور خورشید میگردیم، اما چون سرعت ما با زمین یکسان است، سرعت نسبی ما نسبت به زمین صفر است و احساس حرکت نمیکنیم.

نسبیت اینشتین چیست؟

نسبیت گالیله را در بالا دیدیم و تقریبا همه آنرا میشناسیم، پس اینشتین چه کرد که اینقدر معروف شد. یکی از قوانین فیزیک که در زمان اینشتین آنرا میدانستند مشاهده زیر است که توسط ماکسول و فارادی پیشبینی و بعدها اثبات شد:

سرعت نور در خلا ربطی به سرعت جسم فرستنده نور ندارد و سرعت نور در تمام اجسام متحرک ثابت است و برابر سیصدهزار کیلومتر در ثانیه. در واقع در شکل زیر سرعت نوری که مشاهده گر سمت راست حساب میکند همواره برابر است و دیگر مساله سرعت نسبی در مورد نور کاربردی ندارد.

اینشتین جرات این را داشت تا نسبیت را در باره سرعت نور اجرا کند و فرمولهای حرکت اجسام با سرعت ثابت را دوباره نویسی کند. اگر سرعت نور برای جسمی که با سرعت ثابت به سمت ما در حرکت است با جسمی که در جهت دیگر در حال حرکت است برابر است پس باید هنگام حرکت، ناظر بیرونی، طول اجسام و زمان را به طریقی دیگر از فردی که درون ماشین نشسته است محاسبه کند. فرمولهای زیر که توسط لورنتس بیان شده است، میزان حرکت اجسام و زمان گذشته بر یک جسم در حال حرکت با سرعت ثابت را بیان میکند

نتایج حاصل از نسبیت خاص اینشتین

در نظر بگیرید که نتایج زیر فقط در صورتی به وضوح قابل مشاهده اند که سرعت حرکت جسم به سرعت حرکت نور در خلا نزدیک باشد که در جهان روزمره ما عملا اتفاق نمی افتد

اتساع زمان

جسمی که حرکت میکند هر یک ثانیه ای را که میگذراند عملا بیشتر از یک جسم ثابت طول میکشد. به عبارت دیگر

فردی که ثابت است زمان فردی را که در حال حرکت است را کندتر محاسبه میکند. در سرعتهای خیلی نزدیک به نور ممکن است هر ثانیه فرد در حال حرکت معادل سالها زندگی فرد بدون حرکت باشد

انقباض طول

فردی که حرکت میکند، طول اجسام دور و برش و نیز خودش کوتاه تر از فرد بدون حرکت است.

فردی که حرکت میکند عملا قدش نسبت به فردی که بدون حرکت است کوتاهتر میشود.

هم ارزی ماده و انرژی

فرمول معروف زیر حاصل از نسبیت خاص اینشتین است و بیان میکند هر مقدار ماده را در نظر بگیریم عملا با انرژی هم ارز است و مقدار این انرژی هم بسیار زیاد است.

E=mc^2

تبدیل مقدار ناچیزی ماده به انرژی(مانند آنچه در بمب اتمی رخ میدهد) انرژی بسیار عظیم فوق تصور ایجاد میکند
فردی که حرکت میکند، جرمش افزایش مییابد در واقع وزن فرد متحرک از فرد بدون حرکت بیشتر است

نسبیت عام اینشتین چیست؟

همانطور که ذکر شد نسبیت خاص برای اجسام با سرعت ثابت است. حال اجسام با حرکت شتابدار چه؟ طی هشت سال پر ماجرا بالاخره اینشتین فرمولهای نسبیت عام را که برای حرکت شتابدار صادق است را بیان کرد.

شایعترین حرکت شتابدار در جهان هستی ناشی از جاذبه است و جای تعجب نیست که نسبیت عام در واقع جاذبه را توضیح میدهد
بر اساس نسبیت عام، اجسام بر حسب جرم خود فضا و زمان را دچار خمیدگی میکنند
در کنار اجسام سنگین زمان کندتر از جایی است که تحت تاثیر جاذبه نیست. به این حالت اتساع زمان ناشی از جاذبه میگویند
در طبقات پایینتر یک آسمانخراش زمان کندتر از طبقات فوقانی میگذرد چرا که اثر جاذبه در طبقات تحتانی بیشتر است. پس افرادی که در طبقه اول زندگی میکنند دیرتر پیر میشوند
در کنار اجسام سنگین نور هم به علت خمیدگی فضا -زمان خمیده میشود. به این پدیده لنز حاصل از جاذبه میگویند.

اگر جسمی بسیار بسیار چگال باشد آنقدر خمیدگی فضا-زمان در کنار آن زیاد است که هیچ نوری دیگر امکان خروج از جاذبه آنرا ندارد و منجر به ایجاد سیاهچاله میشود

نسبیت عام و خاص هر دو از آزمایشات متعدد روسفید بیرون آمده اند و ما روزانه از آنها استفاده میکنیم. در نظر داشته باشیم که در سرعتهای کم و جاذبه های اندک عملا نسبیت را نیمتوان با چشم غیر مسلح دید. کندی زمان و انقباض طول را فقط در سرعتهای بسیار بالا و جاذبه های زیاد حس میکنیم. نکات آخر هم البته مهم است

منظور از انقباض طول و اتساع زمان این نیست که مثلا اگر شما با سرعت نزدیک به نور حرکت کنید حرکاتتان برای خودتان با حرکت آهسته است. در واقع یک ثانیه را شما همان یک ثانیه همیشگی درک خواهید کرد ولی ناظری که شما را از بیرون نگاه میکند زمان شما را از زمان خودش کندتر احساس میکند.
نسبیت گالیله و نیوتن در واقع پایانی بود بر سکون ارسطویی و نسبیت اینشتین پایانی بود بر زمان مطلق جهانی. ما در جهانی چهار بعدی از زمان و مکان زندگی میکنیم که ماده آنرا خمیده میکند و حرکت اجسام بر اساس این خمیدگی است
در واقع ماده به زمان و مکان میگوید چگونه خم شوند و زمان و مکان به ماده میگوید چگونه حرکت کند. این است عصاره نسبیت عام اینشتن

شاید توصیه های زیر که جنبه شوخی دارد بهتر به فهم موضوع کمک کند

الف) خانمهای محترم هنگام خواستگاری حرکت نکنید. خواستگار شما قد شما را در حال حرکت کوتاهتر از زمان سکون میبیند و مهمتر اینکه جرم شما هم در حال حرکت افزایش می یابد

ب) لطفا با چاقترین فرد ممکن ازدواج کنید. جاذبه حاصل از یک همسر خیلی چاق باعث میشود که شما دیرتر از افراد با همسر لاغر پیر شوید. در نظر داشته باشید که افراد چاق، انرزی معادل جرم بالاتری هم دارند و اگر در آینده بتوان آنها را به انرژی تبدیل کرد پول خوبی گیر شما می آید. برای درک عظمت موضوع دقت کنید که در بمب اتمی هیروشیما حدود ششتصد میلیگرم یا شش دهم گرم ماده به انرژی تبدیل شده است. بزرگترین بمب اتمی دنیا یا بمب تزار فقط حدود دو و نیم کیلو گرم ماده را تبدیل به انرژی کرد. کل بمبهای اتمی منفجر شده تا به حال حدود بیست و پنج کیلوگرم و کل بمبهای اتمی ذخیره شده در زرادخانه ها در حال حاضر حدود سیصد و بیست و پنج کیلوگرم جرم را به انرژی تبدیل میکنند. به عبارت دیگر انرژی معدل جرم یک همسر صد کیلویی تا دویست میلیون سال دیگر انرژی خانه شما را تامین میکند!

ج) حتما در طبقه اول آپارتمان زندگی کنید تا عمر شما کندتر بگذرد.

قوانین نیوتون

تاریخچه

مسأله حرکت یکی از موضوعات اصلی فلسفه طبیعی ، یا به اصطلاح امروز فیزیک می‌باشد. تا زمان گالیله و نیوتن پیشرفت چشمگیری در این زمینه حاصل نشد. نیوتن عقاید گالیله و سایر دانشمندان قبل از خود را کاملا به ثمر رسانید. سه قانون او درباره حرکت ، اولین بار در سال 1686/1065 در کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی که معمولا به اصول معروف است، منتشر شد. این قوانین را در زیر مرور می‌کنیم. 

قانون اول نیوتن

قانون اول نیوتن در واقع بیانی است درباره چارچوبهای مرجع ، زیرا بطور کلی شتاب هر جسم بستگی به چارچوب مرجعی دارد که نسبت به آن اندازه گیری می‌شود. طبق قانون اول اگر هیچ جسمی در نزدیکی یک ذره وجود نداشته باشد، در آن صورت می‌توان یک دسته چارچوب مرجع پیدا کرد که این ذره نسبت به آنها شتاب نداشته باشد. اجسام در نبود نیرو ، ساکن هستند، یا حرکت خطی خود را حفظ می‌کنند.

غالبا با نسبت دادن خاصیتی به ماده که به لختی معروف است، این موارد توصیف می‌شوند. قانون اول نیوتن را غالبا قانون لختی می‌نامند و چارچوبهای مرجعی که این قانونها در آنها بکار می‌رود، چارچوبهای لخت نام دارند. این چارچوبها نسبت به ستاره‌های دور ثابت فرض می‌شوند. در قانون اول تفاوتی میان جسم ساکن و جسمی که با سرعت ثابت حرکت می‌کند، وجود ندارد. در ضمن میان نبودن نیرو و بودن نیروهایی که برآیندشان صفر است، تفاوتی وجود ندارد.


  • تعریف قانون اول نیوتن:هر جسم اگر در حال سکون ، یا در حالت حرکت یکنواخت در امتداد خط مستقیم باشد، به همان حال باقی می‌ماند، مگر آنکه در اثر نیروهای خارجی مجبور به تغییر آن حالت شود.




img/daneshnameh_up/2/29/newtonlaw2.gif

 

قانون دوم نیوتن

شتاب هر جسم معین یا نیروی وارد بر آن نسبت مستقیم دارد. اگر تمام نیروهای وارد بر جسم F باشد و m جرم جسم باشد و a شتاب برداری باشد، رابطه  بیان قانون دوم نیوتن است. قانون اول حرکت ، حالت خاصی از قانون دوم است، زیرا اگر  ، به عبارت دیگر اگر نیروی برآیند وارد بر جسم صفر باشد، شتاب آن برابر صفر است.


  • تعریف قانون دوم نیوتن :green:اگر به یک جسم نیروهایی وارد شود، شتابی می‌گیرد که با برآیند نیروهای وارد بر جسم ، نسبت مستقیم دارد و با آن هم جهت است ولی با جرم جسم نسبت وارون دارد.

    violet:هر گاه جسمی به جسم دیگر نیرو وارد کند، جسم دوم به جسم اول نیرویی برابر آن ، ولی در خلاف جهت وارد می‌کند.~~




img/daneshnameh_up/7/71/newtonlaw3.gif

 

استفاده از قانونهای نیوتن درباره حرکت یک جسم

برای حل مسأله‌های دینامیک مراحل زیر را در نظر می‌گیریم:


  • شکل ساده‌ای از جسم و تکیه‌گاه آن را رسم می‌کنیم.

  • نیروهایی را که اجسام دیگر بر جسم وارد می‌کنند، روی شکل مشخص می‌کنیم.

  • دستگاه محورهای مختصات مناسبی انتخاب می‌کنیم.

  • نیروها را روی محورهای مختصات تجزیه می‌کنیم. (مؤلفه هر نیرو روی محور)

  • با نوشتن قانون دوم نیوتن روی هر یک از محورها ، شتاب حرکت جسم را روی هر محور محاسبه می‌کنیم.

  • هرگاه چند جسم به هم متصل باشند، در صورتی که بردار شتاب همگی یکسان باشد، مجموعه را می‌توان به عنوان یک دستگاه در نظر گرفت و قانون دوم را برای آن نوشت.

پارادوکس ( باطلنما ) چیست؟

آنچه که تناقض آمیز، باورنکردنی یا خلاف انتظار (و شهود) ماست.(آنچه به نظر درست می رسد ولی غلط است، به نظر غلط می رسد ولی درست است، یا به نظر غلط می رسد و واقعا غلط است. )

فایده پارادوکسها

)ایجاد انگیزه برای گسترش مرزهای دانش؛

)تعمیق بینش؛

)تعمیم شیوه های استدلال؛

)افزایش دقت؛

)وضع قوانین زبان شناختی جدید.

بعضی پارادوکسها که متضمن تناقض اند صادق به نظر می رسند وحتی این ایده را به ذهن نزدیک می کنند که چرا تناقضها را نپذیریم!درمنطق پیراسازگار (paraconsistent) می توان تناقض داشت و بر خلاف ریاضیات کلاسیک، چنین نیست که از تناقض هر چیزی نتیجه شود.

پارادوکس روز تولد

اگر نفر در این سخنرانی شرکت کرده باشند، احتمال این که حداقل نفر روز تولدشان یکی باشد حدود % است، اگر نفر شرکت کرده باشند این احتمال حدود /% و اگر بیش از نفر حضور داشته باشند این عدد بزرگتر از % است.

پاردوکسهای زنون Zenos Paradoxes

در صورتی که پاره خط بینهایت بار تقسیم پذیر باشد، حرکت ناممکن است، زیرا برای این که پاره خطی مانند ABرا با شروع از نقطه A بپیماییم،

ابتدا باید به نقطة وسط آن Cبرسیم. برای این که ACپیموده شود، باید به نقطة وسط آن D برسیم و قس علیهذا. پس نمی توان حتی از نقطة A حرکت کرد. A---D---C-------B

در مسابقه دو بین آشیل تندرو و لاک پشت کندرو، آشیل که کمی عقب تر از لاک پشت است، هیچگاه به او نمی رسد. زیرا ابتدا باید به نقطه ای برسد که لاک پشت از آنجا حرکت کرده است. اما وقتی به آنجا می رسد لاک پشت قدری جلوتر رفته است و همان وضعیت قبل روی می دهد و با تکرار این روند، گرچه آشیل به لاک پشت نزدیک می شود ولی هیچگاه به او نمی رسد. A------------T------

پارادوکس لامپ تامسون (Tompson Lamp Paradox )

لامپی به مدت یک دوم دقیقه روشن می شود، سپس برای یک چهارم دقیقه خاموش می شود، به مدت یک هشتم دقیقه روشن می‌شود و قس علیهذا. درست بعد از یک دقیقه لامپ روشن خواهد بود یا خاموش؟

پارادوکس دار غیرمنتظره ( Unexpected Hanging Paradox )

به یک زندانی گفته می شود که او در یکی از روزهای بین شنبه و پنجشنبه به دار آویخته خواهد شد، اما تا روز به دار آویخته شدن، وی نخواهد دانست که کدام روز اعدام می شود.او روز پنجشنبه به دار آویخته نمی شود، زیرا اگر او تا چهارشنبه زنده باشد می فهمد که اعدام در روز پنحشنبه صورت خواهد گرفت، اما به او گفته شده است که وی از روزی که به دار کشیده می شود پیشاپیش آگاه نیست. او روز چهارشنبه نیز اعدام نمی شود زیرا اگر تا سه شنبه زنده بماند، با توجه به این که بنا به استدلال بالا روز پنجشنبه اعدام نمی شود، می فهمد که روز چهارشنبه اعدام انجام خواهد شد. استدلال مشابه نشان می دهد که او در هیچیک از روزهای دیگر نیز نمی تواند اعدام شود.اما در روزی غیر از پنجشنبه جلاد وارد می شود و وی را اعدام می کند.

پارادوکس توده ( Sorites Paradox )

یک دانة گندم یک تودة گندم نیست. با اضافه کردن یک دانه گندم، به دو دانه دست می یابیم که باز هم تودة گندم نیست. با اضافه کردن یک دانه گندم دیگر، سه دانه گندم خواهیم داشت که توده محسوب نمی شود. اگر این عمل را تکرار کنیم، هیچگاه به تودة گندم نمی رسیم.اما زمانی که این گردایة گندم به قدر کافی بزرگ شود، توده نامیده می شود.

پارادوکس ریچارد (Jules Richard''s Paradoxesَ)

آیا کوچکترین عدد طبیعی که نتوان آن را با کمتر از صد حرف فارسی نمایش داد وجود دارد؟ چون تعداد اعداد طبیعی نا متناهی و تعداد حروف فارسی متناهی است پس عددی وجود دارد که نمی توان آن را با عبارتی شامل کمتر از صد حرف فارسی تعریف کرد. بنا به اصل خوش ترتیبی در اعداد طبیعی، کوچکترین عدد طبیعی که نتوان آن را با کمتر از صد حرف فارسی نمایش داد وجود دارد. اما عبارت بالا که بین دو نماد و قرار دارد کمتر ار صد حرف ( یعنی پنجاه و سه حرف ) دارد، یعنی عدد ارائه شده با کمتر از صد حرف فارسی تعریف شد!

پارادوکس خداوند قادر مطلق

آیا خداوند می تواند سنگی بسازد که نتواند بلند کند؟

پارادوکس اژدها

چگونه می توانیم راجع به چیزی که وجود ندارد صحبت کنیم، وقتی که می گوییم اژدهای هفت سر وجود ندارد.

پارادوکس تخته سیاه

تخته سیاهی را در نظر بگیرید که روی آن علاوه بر اعداد ، ، ، جملة کوچکترین عدد طبیعی که روی این تخته سیاه ارائه نشده است. نوشته شده است.

در این صورت گرچه عدد روی تخته سیاه نمایش داده نشده است، ولی عبارت مذکور روی تخته سیاه، مبین است.

پارادوکس بوچوفسکی ( Buchowski Paradox )

فرض کنید شما فقط دو برادر دارید که هر دو از شما مسن تر هستند. در این صورت جملة به ظاهر غلط ذیل، راست است:

برادر جوانترم از من مسن تر است

پارادوکس دروغگو( Liar''s Paradox) یا پارادوکس ائوبولیدس (Eubulides'' Paradox )

می گویند روزی ائوبولیدس، متفکر یونانی قرن چهارم قبل از میلاد، گفت: چیزی که آلان می گویم دروغ است. اگر گفتة او درست باشد، آنگاه بنا به آنچه گفته است، باید گفته اش دروغ باشد، واگر گفتة او دروغ باشد، دوباره بنابر آنچه گفته است نتیجه می شود که گفته اش درست است.

پارادوکس دور

این پارادوکس توسط آلبرت ساکسونی در قرون وسطی طرح گردیده است:

جملة P این است: q دروغ است.

جملة q این است: P راست است.

نکته جالب این است که اگر ما دارای یک نوع منطق سه ارزشی باشیم که در آن گزاره ها بتوانند فقط یکی از ارزشهای راست، دروغ و نه راست ـ نه دروغ را داشته باشند آنگاه گزارةP به صورت P دروغ یا نه راست ـ نه دروغ است نمی تواند هیچیک از ارزشهای راست ، دروغ و نه راست نه دروغ را به خود بگیرد.

پارادوکس تابلو

این پارادوکس در توسط ریاضیدان انگلیسی جردن (P. E. B. Jourdain) ارائه شد:

تابلوئی داریم که در یک طرف آن

جمله پشت این تابلو راست است. و در طرف دیگر آن جمله پشت این تابلو دروغ است. نوشته شده است!

پارادوکس سقراط ( Socrates Paradox )

نقل شده است که ســـــقراط روزی گفته است: چیزی که می دانم این اسـت که من هیـچ چیز نمی دانم .

پارادوکس جزیرة وحشی ها

در جزیره ای قبیله ای وحشی زندگی می کردند که دو خدا، خدای راستی و خدای دروغ داشتند. آنها هر کس را که به جزیره می آمد قربانی می کردند، به این ترتیب که از وی سوالی می پرسیدند، اگر راست می گفت او را قربانی خدای راستی و اگر دروغ می گفت، او را قربانی خدای دروغ می کردند. روزی شخصی وارد جزیره شد. او را گرفتند و از او پرسیدند سرنوشت تو چه خواهد بود؟ آن شخص جواب داد شما من را قربانی خدای دروغ خواهید کرد. با این جواب وحشی ها مستاصل شدند زیرا خواه راست گفته باشد و خواه دروغ باید هم قربانی خدای راستی شود و هم قربانی خدای دروغ!

پارادوکس آرایشگر ( Barber Paradox) یا پارادوکس راسل (Russells Paradox )

در دهکده ای فقط یک آرایشگر وجود دارد. او فقط ریش کسانی را می تراشد که ریش خود را نمی تراشند. سوال این است که ریش خود ریش تراش را چه کسی می تراشد؟ اگر او ریش خود را نتراشد، باید نزد ریش تراش یعنی خودش، برود تا ریشش را بتراشد و اگر ریش خود را بتراشد، نباید توسط ریش تراش یعنی خودش، ریشش تراشیده شود.

پارادوکس فهرست ( Catalogue Paradox )

کتابداری در حال تدوین یک فهرست کتابشناسی از تمام فهرستهای کتابشناسی و تنها آنهایی است که نام خود را در فهرست ذکر نکرده اند. آیا فهرست این کتابدار، نام خودش را نیز در بر می گیرد؟

پارادوکس خود نا توصیف ( Heterological Paradox )

خود ناتوصیف، کلمه ای است که خودش را توصیف نمیکند. پس کلمة خود ناتوصیف خود ناتوصیف است اگر و فقط اگر خود ناتوصیف نباشد.

پارادوکس اسمارانداچ (Smarandache Paradox )

فرض کنید A یکی از عبارات ممکن، کامل و . . . باشد. در این صورت همه چیز A است ایجاب می کند که ~A نیز A باشد. مثلاً ‌وقتی می گوییم همه چیز ممکن است ، نتیجه می شود که غیر ممکن نیز ممکن است ، یا از هیچ چیز کامل نیست این که کامل نیز کامل نیست مستفاد می شود.

پارادوکس کانتور( Cantor''s Paradox )

فرض کنید Aمجموعه همة مجموعه ها باشد، پسP(A)=A و لذا ( card(P(A))=card(A از طرفی بنا به قضیة کانتور( card(P(A))< P>

پارادوکس نیوکام

فرض کنید دو جعبه A و B داده شده باشد. سر جعبه A باز و سر جعبه B بسته باشد. A شامل دلار و B شامل دلار است و یا شامل هیچ چیز نیست. شما باید فقط جعبه B را انتخاب کنید و یا هر دو جعبه A و B را. اما قبل از این که شما انتخاب خود را انجام دهید، پیشگویی بر اساس انتخابی که شما انجام خواهید دا د در جعبه ‌‌ B ، د اگر شما فقط جعبه B را انتخاب کنید و هیچ چیز نمی گذارد اگر شما هر دو جعبه A وB را انتخاب کنید.

سوال: اگر شما به انتخاب فقط B تمایل داشته باشید، می توانید A را نیز انتخاب کنید؟

نسبت مساحت‌ها

نسبت مساحت‌ها

 

تکلیف آنلاین، آموزش ریاضی، هندسه، نسبت مساحت، ذوزنقه در مثلث ABC، خطی موازی با Math Formula، با ضلع‌های AB و Math Formula به ترتیب در D و E برخورد کرده است.

اگر Math Formula باشد، نسبت مساحت ذوزنقه‌ی BCED، به مساحت مثلث Math Formula چه‌قدر است؟ 

Hideمی‌خواهم پاسخ را ببینم.

تکلیف آنلاین، آموزش ریاضی، هندسه، نسبت مساحت، ذوزنقه تصویر D بر AC را H می‌نامیم.

Math Formula

Math Formula

Math Formula

شیمی سبز

شیمی سبز، که شیمی پایدار نیز نامیده می‌شود، فلسفه تحقیقاتی شیمی و مهندسی شیمی است که هدف آن طراحی محصولات و فرایندهایی می‌باشد که با محیط زیست سازگار بوده و خطرات ناشی از مواد شیمیایی به حداقل برسد. در حالی که شیمی محیط زیست، شیمی محیط زیست طبیعی است و از مواد شیمیایی آلاینده در طبیعت بحث می‌کند، شیمی سبز به دنبال کاهش و جلوگیری از آلودگی در محیط زیست می‌باشد.

شیمی نقشي بنيادي در پيشرفت تمدن آدمي داشته و جايگاه آن در اقتصاد، سياست و زندگي‌روزمره روز به روز پر رنگ‌تر شده است. با اين همه، شيمي طي روند پيشرفت خود، كه همواره با سود رساندن به آدمي همراه بوده، آسيب‌هاي چشم‌گيري نيز به سلامت آدمي و محيط زيست وارد كرده است.

شيميدان‌ها طي سال‌ها كوشش و پژوهش، مواد خامي را از طبيعت برداشت كرده‌اند، كه با سلامت آدمي و شرايط محيط زيست سازگاري بسيار دارند، و آن‌ها را به موادي دگرگونه كرده‌اند كه سلامت آدمي و محيط زيست را به چالش كشيده‌اند.هم‌چنين، اين مواد به‌سادگي به چرخه‌ي طبيعي مواد باز نمي‌گردند و سال‌هاي زيادي به صورت زباله‌هاي بسيار آسيب‌رسان و هميشگي در طبيعت مي‌ماند

ادامه نوشته