كلاس فيزيك

تلسکوپ فضایی هابل برتری‌هایی دست‌نیافتنی نسبت به تلسکوپ‌های زمینی دارد. یکی از آن‌ها، امکان ساعت‌ها تصویربرداری مداوم از بخشی کوچک از عالم است تا اجرام دور و نزدیک را کنار هم در یک عکس گرد آورد.

سیزده میلیارد سال از تاریخ 14 میلیارد ساله کیهان در این تصویر بی‌نظیر، وسیع و تمام رنگی از هزاران کهکشان در مراحل مختلف زندگی‌شان به تصویر کشیده شده است. این چشم‌انداز بخشی از میدان جنوبی یک سرشماری کهکشانی بزرگ را موسوم به GOODS تحت پوشش قرار داده است. این تصویر، پرده‌ای غنی از هزاران کهکشان را نشان می‌دهد که در بخش اعظم تاریخ کیهان به عقب می‌رود. نور ساطع شده نزدیک‌ترین کهکشان‌هایی که در پیش زمینه این عکس مشاهده می‌شود، متعلق به یک میلیون سال قبل است.
دورترین کهکشان‌ها که به شکل نقاط قرمز محو دیده می‌شوند، متعلق به بیش از 13 میلیارد سال قبل یا حدودا 650 میلیون سال پس از مهبانگ هستند. از بالا به پایین، این تکه‌ها متعلق به بخش کوچکی از فضا هستند که پهنای آن معادل یک ششم ماه کامل یا 5 دقیقه قوسی است.
این تصویر هابل، یکی از چند عکس فراژرف هابل است که در آنها، چشمان هابل به سوی فضای ظاهرا خالی خیره شده و شاتر دوربین‌های آن چندین ساعت باز مانده‌اند. این تصاویر نشان می‌دهد که میلیاردها کهکشان ساخته شده از میلیاردها ستاره، آسمان ما را در هر جهتی که بتوانیم نگاه کنیم پر کرده‌اند؛ کهکشان‌هایی که با زمان و فواصل غیرقابل تصور از یکدیگر جدا شده‌اند. تقریبا هر نقطه رنگی این تصویر نشان دهنده یک کهکشان است!

برای مشاده عکس بزرگ، اینجا را کلیک کنید.

منبع: خبرآنلاین - محمود حاج زمان

دید کلی :

    آیا تابحال به این فکر کرده اید که جرثقیل ، چگونه قطعات بزرگ آهن را جابجا می کند؟

    آیا تا کنون ملاحظه کرده اید که یک میخ آهنی بعد از چند بار مالش برروی یک آهنربا ، میخهای آهنی کوچکتر از خود را جذب کند؟


برای پاسخ گفتن به پرسشهای فوق و سوالات دیگر شبیه آنها ، باید اطلاعاتی در مورد آهنربا و خاصیت آهنربایی داشته باشیم. مقاله حاضر تا حدی ما را با این مقوله آشنا می کند.

سنگ مغناطیسی و کهربا ، دو ماده طبیعی هستند که از دیر باز ، مورد توجه مردم بوده اند. سنگ مغناطیسی ، یک ماده معدنی با خصوصیات غیر عادی است که آهن را جذب می کند. اگر یک قطعه کوچک از این سنگ را از نقطه ای آویزان کنیم. آن قدر می چرخد تا سرانجام بطور تقریبی در راستای شمال و جنوب قرار گیرد. نخستین بار در کشورهای غربی ، دریانوردان از این سنگ بعنوان قطبنما استفاده می کردند.

سیر تحولی و رشد :

انسانهای اولیه به سنگهایی برخورد کردند که قابلیت جذب آهن را داشتند. معروف است که ، نخستین بار ، شش قرن قبل از میلاد مسیح ، در شهر باستانی ماگنزیا واقع در آسیای صغیر «ترکیه امروزی) ، یونانیان به این سنگ برخورد کردند. بنابراین بخاطر نام محل پیدایش اولیه ، نام این سنگ را ماگنتیت یا مغناطیس گذاشتند که ترجمه فارسی آن آهنربا می باشد. سنگ مذکور از جنس اکسید طبیعی آهن با فرمول شیمیایی Fe3O4 می باشد.

بعدها ملاحظه گردید که این سنگ در مناطق دیگر کره زمین نیز وجود دارد. پدیده مغناطیس همراه با کشف آهنربای طبیعی مشاهده شده است. با پیشرفت علوم مختلف و افزایش اطلاعات بشر در زمینه مغناطیس ، انواع آهنرباهای طبیعی و مصنوعی ساخته شد. امروزه از آهنربا در قسمتهای مختلف مانند صنعت ، دریانوردی و ... استفاده می گردد.

منشا پیدایش :

کهربا شیرهای است که مدتها پیش از بعضی از درختان مانند کاج که چوب نرم دارند، بیرون تراوید. و در طی قرنها سخت شده و بصورت جسم جامدی نیم شفاف در آمده است. کهربا به رنگهای زرد تا قهوهای وجود دارد. کهربای صیقل داده شده سنگ زینتی زیبایی است و گاهی شامل بقایای حشرههایی است که در زمانهای گذشته در شیره چسبناک گرفتار شده اند.

یونانیان باستان خاصیت شگفت انگیز کهربا تشخیص داده بودند. اگر کهربا را به شدت به پارچهای مالش دهیم اجسامی مانند تکه های کاه یا رانههای گیاه را که نزدیک آن باشد جذب میکند. اما سنگ مغناطیس یک ماده معدنی است که در طبیعت وجود دارد. نخستین توصیف نوشته شده از کاربرد سنگ مغناطیس به عنوان یک قطب نما در دریانوردی در کشورهای غربی ، مربوط به اواخر قرن دوازدهم میلادی است. ولی خواص این سنگ خیلی پیش از آن در چین شناخته شده بود.

انواع آهنربا :

اساس کار تمام آهنرباها یکسان است، اما به دلیل کاربرد در دستگاههای مختلف ، آرایش و صنعت ، آن را به اشکال و اندازه‌های گوناگون می سازند، و لذا انواع آن از لحاظ شکل عبارتند از :

    تیغهای
    میلهای
    نعلیشکل
    استوانهای
    حلقهای
    کروی
    پلاستیکی
    سرامیکی و ...

حوزه عمل :

آهنربا به طور مستقیم و غیر مستقیم در زندگی روزانه بشر موثر است و به جرات می توان گفت که اگر این خاصیت نبود زندگی بشر امروزی با مشکل مواجه می شد. از جمله وسایلی که در ساختمان آن از خاصیت آهنربایی استفاده شده است، می توان به یخچال ، قطب نما ، کنتور برق ، انواع بلندگوها ، موتورهای الکتریکی (مانند کولر ، پنکه ، لوازم خانگی و ...) ، وسایل اندازه گیری الکتریکی مانند ولت سنج ، آمپر سنج و ... اشاره کرد.

آیا آهنربا بغیر از آهن ، اجسام دیگری را جذب می کند؟

بعد از پیدایش آهنربا ، دانشمندان به این فکر افتادند که آیا آهنربا غیر از آهن ، اجسام دیگری را نیز می تواند جذب کند. پس از بررسیها و مطالعات مختلف ، سرانجام مشخص شد که آهنربا در عنصر دیگر به نامهای نیکل و کبالت را نیز می تواند جذب کند. بر این اساس به سه عنصر آهن ، کبالت ، نیکل و آلیاژهای آنها که توسط آهنربا جذب می گردد، مواد مغناطیسی می گویند. بدیهی است که سایر مواد را که فاقد این خاصیت است، مواد غیر مغناطیسی می گویند.

روشهای مختلف تشخیص قطبهای یک آهنربا :

    اگر یک آهنربا را از وسط بوسیله تکه نخ بسته و از محلی آویزان کنید، آهنربا در راستای شمال و جنوب مغناطیسی زمین قرار می گیرد.

    با توجه به اینکه در آهنرباها ، قطبهای همنام همدیگر را دفع و قطبهای غیر همنام همدیگر را جذب می کنند، لذا اگر یک آهنربای دیگر که قطبهای آن معلوم است، در اختیار داشته باشیم، به راحتی می توان قطبهای آهنربای دیگر را تشخیص داد.

    به کمک یک عقربه مغناطیسی و با استفاده از رانش و ربایش قطبها نیز میتوان این کار را انجام داد.

منبع: رشد

ماتیو داتی، از محققان دانشگاه دلاواره، بر روی روش‌های جدید ساخت نقاط کوانتومی که برهم‌کنش‌های الکترون‌ها را با نور و میدان مغناطیسی کنترل می‌کند، ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تحقیق می‌کند. نقاط کوانتومی مذکور در کاربردهایی از قبیل نسل جدید بازی‌های رایانه‌ای و همچنین تجهیزات انرژی خورشیدی می‌توانند به‌کار گرفته شوند.

گروه تحقیقاتی به سرپرستی آقای ماتیو بر روی نقاط کوانتومی تحقیق و بررسی می‌کنند. نقاط کوانتومی در مقایسه با اتم‌هایی مانند هیدروژن و هلیم، می‌توانند الکترون‌های منفرد را به‌دام بیندازند. معمولاً نقاط کوانتومی به‌عنوان اتم‌های مصنوعی مطرح می‌شوند زیرا خواص الکترونی مشابهی با اتم‌های طبیعی دارند. گروه تحقیقاتی نیز بر روی روش‌های تولید نقاط کوانتومی که منجر به ساخت مولکول‌های مصنوعی می‌شود، تحقیق می‌کنند.

بر خلاف مولکول‌های طبیعی، مولکول‌های نقاط کوانتومی برای ایجاد خواص یکسان و تنظیم پذیر برای الکترون‌های به‌دام افتاده در مولکول‌ها، مناسب هستند.

از جمله فعالیت‌های گروه تحقیقاتی مذکور می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1- فاکتور تنظیم کننده برای الکترون‌های منفرد محصور شده در داخل مولکول نقاط کوانتومی ایندیوم آرسنیک:

در این پروژه، راهبرد جدیدی برای طراحی، ساخت و مشخصه سازی نقاط کوانتومی در نظر گرفته شده‌است که امکان تنظیم ویژگی‌های الکترون به‌وسیله تغییر کوچک در ولتاژ اعمالی به مولکول را فراهم می‌سازد. موفقیت راهبرد مذکور، رویکرد جدیدی را برای مهندسی تجهیزات الکترونیک نوری با قدرت محاسباتی بالا فراهم می‌سازد.

2- اثرات اسپکتروسکوپی برهم‌کنش‌ها و حالت‌های الکترونی غیر مستقر در خود مونتاژی عرضی مولکول‌های نقاط کوانتومی:

در این پروژه، طراحی مولکولی متفاوتی ارائه شده‌ است و نقاط کوانتومی به‌جای اینکه بر روی‌هم قرار گیرند، در مجاورت هم و پهلو به پهلو قرار می‌گیرند. طراحی جدید انجام شده باعث می‌شود تا الکترون‌ها با مکانیسم متفاوت‌تری در مولکول‌ها به‌دام بیفتند و در نهایت حالت‌های الکترونی پیچیده‌تری ایجاد ‌شود. ساختار محاسباتی جدید که محدودیت‌های روش‌های محاسباتی متداول را بر طرف می‌نمایند، از جمله محصولات این پروژه است.

منبع: ستاد توسعه فناوری نانو

پرتوهای گاما، اشعه ایکس و الکترون های شتاب داده شده به عنوان پرتوهای مهم یونیزه کننده شناخته شده اند، زیرا این پرتوها از مواد غذایی، بافت های بیولوژیکی و خیلی از اجسام دیگر عبور کرده و طی انجام واکنش با مولکول ها، آن ها را یونیزه کرده یا به بیان دیگر از مواد خنثی به لحاظ بار الکتریکی، یون مثبت و منفی به وجود می آورند.

این ذرات یا یون های ناپایدار به سرعت تبدیل به رادیکال های آزاد می شوند که با واکنش پذیری بسیار بالا، به سهم خود با یکدیگر و یا مولکول های تغییر نیافته واکنش می دهند. تاثیر این واکنش در مولکول های گیاهان سبب جلوگیری از جوانه زدن و رسیدگی زودرس می گردد.

اگر این مولکول، مولکول های بزرگی مثل دی اکسی ریبونوکلییک اسید یا DNA باشد، مخصوصا برای شکسته شدن به مولکول های کوچک تر بسیار مستعد است. لذا این تغییرات شیمیایی سبب تخریب DNA می شود که این تخریب از تقسیم سلول های زنده جلوگیری می کند، لذا مرگ ارگانیسم های تابش دیده مثل قارچ ها، انگل ها، حشرات، لاروها، باکتری ها، میکروب ها، کپک ها و ویروس ها را سبب می گردد. هرچه اورگانیسم ساده تر باشد میزان دز بیشتری برای کشتن آن لازم است.

مثلا مولکول های DNA شامل اطلاعات ژنتیکی انسان، تمام وظایف وعملکردهای شیمیایی و فیزیکی سلول های انسان را کنترل می کنند. حال اگر این مولکولها صدمه ببینند، مولکول های DNA در اکثر موارد قادر هستند آنرا خودترمیم کنند، اما گاهی اوقات لطمات وارد شده به مولکول های DNA به حدی است که بر توانایی آنها در رفع اشکال و یا ادامه کار آنها برای انتقال اطلاعات به سلول های جدید تاثیر جدی می گذارند.

بدن انسان از عضوهای زیادی تشکیل یافته است، که هر عضو آن از سلول های اختصاصی ساخته شده است. پرتوهای یونیزه کننده بالقوه می توانند بر عملکرد طبیعی این سلول ها تاثیر بگذارند. بنابراین بحث تاثیرات بالقوه ی بیولوژیکی و مخاطرات ناشی از پرتوهای یونیزه کننده می تواند بسیار حائز اهمیت باشد.

تاثیر بیولوژیکی از زمان یونیزه شدن اتمها شروع می شود. در واقع مکانیزمی که صدمات بافت انسانی یا مواد دیگر را باعث می شود، همان یونیزه شدن اتمهای ماده است. پرتوهای یونیزه کننده که توسط بافتهای موجود زنده یا غیر زنده جذب می شود، معمولا به اندازه کافی انرژی دارندکه الکترون ها را از اتمهای مولکول های آن بافت خارج سازند. لذا وقتی که الکترون های به شراکت گذاشته شده بین اتمها در مولکول توسط پرتو یونیزه کننده جابه جا می شوند، پیوند مربوطه شکسته شده و مولکول به چند قسمت تبدیل می شود. این در واقع پایه و اصل مفهوم صدمه ناشی از پرتوهاست. زمانی که پرتوهای یونیزه کننده با سلول ها واکنش می دهند ممکن است، این اندرکنش قسمت حساس و اساسی و یا قسمت غیر حساس سلول را صدمه بزند. مثلا این امر در مورد کروموزوم ها که حساس ترین قسمت سلول ها هستند، مصداق پیدا می کند. این اجزای بیولوژیکی به دلیل برداشتن اطلاعات و دستورات ژنتیکی و نیاز به انجام وظایفشان و کپی کردن آن برای منظورهای تولید زودتر از بقیه می توانند دچار اشکال گردند.

مشاهدات عینی

در حدود 60 سال پیش مشاهده شد که پرتوهای یون ساز، مانند ان پرتوهایی که بخشی از محیط زیست مارا تشکیل می دهند  باعث جهش های ژنتیکی در حشرات و میوه می شود. از ان زمان تاکنون، مطالعات گسترده بر روی گیاهان و حیوانات نشان داده است که تابش های هسته ای می توانند جهش های ژنتیکی مشابهی را بوجود آورند. ولی در شواهد آسیب های ژنتیکی ناشی از تشعشع، حتی در مورد دزهای زیادی که بازماندگان بمب اتمی در ژاپن دریافت نموده اند، چنین اثراتی مشاهده نشده است.

در یک سلول گیاه یا حیوان، ماده DNA که اطلاعات ژنتیکی مورد نیاز برای توسعه و تغییرات سلول را حمل می کند، می تواند تحت تاثیر پرتوهای هسته ای قرار گیرد و تغییراتی در بازسازی و تقسیم سلولی حاصل کند. بیشتر آسیب های مربوط به DNA قابل ترمیم اند، ولی در تعداد کمی از سلول ها، DNA به طور دائم و پایدار دچار تغییر می شود.

این مسئله باعث مرگ سلول یا گسترش سرطان و یا در صورتی که این سلول مربوط به بخشی از بافت غدد جنسی باشد،  سبب تقویت ژنتیکی در نسل های آینده می گردد. بیشتر اینگونه تغییرات جهشی سلول ها زیان آورند و درصد بسیار ناچیزی از آنها بهبود می یابند. سطح تابش های هسته ای مجاز برای افراد عادی و کارکنان صنایع هسته ای در حدی  است که اثرات ژنتیکی مربوط به کارکرد نیروگاه های هسته ای نا محسوس باشد، که تقریبا نادیده گرفته می شود.

امروزه یکی از فاکتورهای تعیین کننده سلامت محیط هسته ای اثراتی است که تشعشعات بر تغییرات ژنتیکی و زیستی دارند و این مهم در طراحی های واحدهای هسته ای با نمونه گیری از سیستم های زنده محیطی در معر تابش های هسته ای بررسی می شود.

منبع: تبیان - مریم نایب زاده

این تصویر از مدارگرد شناسایی مریخ، ام.آر.او که توسط کارشناسان مرکز سیاره‌شناسی دانشگاه آریزونا منتشر شده، دهانه آتشفشانی آبی‌رنگی را در دامنه آتشفشانی بزرگ‌تر در منطقه سربروس مریخ نشان می‌دهد.

این منطقه از سیاره سرخ به‌خاطر مجراهای سربروس فوسائی (Cerberus Fossae) مشهور است، شیارهایی طولانی و باستانی که در خلال تشکیل منطقه آتشفشانی الایسیوم (Elysium) و به‌دنبال شکاف برداشتن گسل‌های پوسته مریخ ایجاد شده‌اند. دهانه آتشفشان کوچک هم در راستای یکی از این شیارها قرار دارد و جریان گدازه‌های باستانی، این شکل زیبا را ایجاد کرده است.

منبع: خبرآنلاین