لینک:
https://chem.libretexts.org/Courses/Pacific_Union_College/Quantum_Chemistry/01%3A_The_Dawn_of_the_Quantum_Theory/1.01%3A_Blackbody_Radiation_Cannot_Be_Explained_Classically

#انقلاب_علمی #الکترومغناطیس #اتر #لورنتس #مکانیک_کلاسیک

🟡 انقلاب‌های فیزیک (قسمت ۱۶):

🟢 یک ناسازگاری دیگر در فیزیک کلاسیک (تابش جسم سیاه):

در داستان سیر خود در انقلاب‌های فیزیک، نظریه‌ی نسبیت را از نظر گذراندیم. اما چطور شد که به نظریه‌ی نسبت رسیدیم؟ باید باز گردیم به قسمت ۸- بخش ۱؛ عمیق‌ترین ناسازگاری فیزیک. آن‌جا بیان کردیم که در اواخر قرن نوزدهم، بیشتر فیزیک‌دانان معتقد بودند که دیگر علم فیزیک به آخر خط رسیده است و تنها چند مسئله‌ی حل نشده باقی مانده است. اما اینگونه نبود! نه تنها علم فیزیک به آخر خط نرسیده که تازه قرار است شروعی حیرت‌آور را شاهد باشد.

یکی از آن مسائل حل‌نشده منجر به نظریه‌ی نسبیت شد، که در طی چند قسمت گذشته، آن را مرور کردیم. اما مسئله‌های حل نشده‌ی دیگری هم بودند. این مسائل دنیای جدیدی را پیش روی فیزیک‌دانان باز کردند. دنیای جدیدی که تأثیر به سزایی در بسیاری از ابعاد زندگی بشریت گذاشت. این دنیای جدید فقط مختص فیزیک‌دانان نبود. فیلسوفان را نیز درگیر خود کرد، ریاضی‌دانان را همچنین، شیمی‌دانان را همچنین، بعدها زیست‌شناسان را، بعدها فناوری را، و این سیر هنوز هم ادامه دارد...

اما باز گردیم به مسئله‌ی مدنظر! از آزمایشات انجام شده متوجه شده بودیم که تمامی اجسام، در هر دمایی که باشند، از خود تابشی الکترومغناطیسی ساتع می‌کنند که معروف است به «تابش گرمایی». همچنین، اجسام این تابش‌های گرمایی را جذب نیز می‌کنند. از نتایج آزمایش‌ها فهمیده بودیم که تابش گرمایی ساتع شده از همه‌ی اجسام، در هر دمایی، متفاوت است. اولاً این تابش گرمایی در همه‌ی طول موج‌ها ساتع می‌شود، ولی بسته به اینکه دمای جسم چند درجه است، ممکن است در طول‌ موج‌های متفاوتی، شدت بیشینه را داشته باشد. وین سعی کرد تا رابطه‌ای برای آن بیابد که سرانجام موفق شد و این رابطه‌ امروز معروف است به «قانون جابه‌جایی وین».

حال سوال دیگر این بود که شدت تابش گرمایی با دمای جسم چه رابطه‌ای دارد؟ در واقع، می‌توان سوال جامع‌تری مطرح کرد و پرسید که چطور می‌توان تابش گرمایی را، با استفاده از مدل‌های موجود تا آن زمان، توصیف کرد؟ مدل‌های مربوط به این مسئله، یکی «ترمودینامیک» بود و دیگری «الکترومغناطیس». استفان و چند سال بعد بولتزمن توانستند پاسخی برای این سوال بیابند. کار ارزشمند بولتزمن این بود که توانست با استفاده از الکترومغناطیس و ترمودینامیک پاسخی برای این سوال بیابد. شدت کل تابش گرمایی، با توان ۴ دمای جسم رابطه‌ مستقیم دارد. ضریب تناسب هم از ضرب یک عدد بین ۰ و ۱ و ثابت بولتزمن به دست می‌آید. این رابطه امروز معروف است به «قانون استفان-بولتزمن».

💭 این داستان ادامه دارد...

🖋 نویسنده: مهدی فراهانی

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#ترجمه_مقاله #لیزر #نور #پرتو #فوتون #امواج #همدوسی

📄ترجمه مقاله

🔴A Brief Introduction to Lasers and Applications: Scientific Approach

🟠مقدمه ای کوتاه بر لیزرها و کاربردها: رویکرد علمی

🟢 قسمت ۱۰:

نتیجه

لیزر دستگاهی است که تابش الکترومغناطیسی را از طریق فرآیند تقویت نوری بر اساس انتشار تحریک شده فوتون ها ساطع می کند. طول موج نور لیزر در مقایسه با سایر منابع نور بسیار خالص است و تمام فوتون‌هایی که پرتو لیزر را تشکیل می‌دهند،  نسبت فاز ثابتی نسبت به یکدیگر دارند. لیزر منبع نور قدرتمندی است که دارای خواص فوق العاده ای است که در منابع نور معمولی مانند لامپ های تنگستن، لامپ های جیوه ای و غیره یافت نمی شود. ویژگی منحصر به فرد لیزر این است که امواج نور آن فواصل بسیار طولانی را با واگرایی بسیار کم طی می کنند. لیزر مشابه فنری است که پیچ خورده و خمیده شده است، برای رها شدن به یک کلید نیاز دارد، در این فرآیند منظور از کلید این است که فوتون دقیقاً همان طول موج نوری که گسیل می شود را داشته باشد. لیزرها به عنوان یک دستگاه در پزشکی، نجوم، ژئودزی، مترولوژی، شیمی، زیست شناسی، طیف سنجی، هولوگرافی، مهندسی قدرت، در فرآیندهای مختلف در مهندسی، و همچنین در فناوری ارتباطات، اتوماسیون و کنترل از راه دور، در فناوری نظامی،در صنعت، مرمت های هنری و ... استفاده می‌شوند.

لینک این مقاله

🖋مترجم: نرگس رسولی

⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

📄ترجمه مقاله

🔴The universe is expanding faster than it should be

🟠جهان سریع‌تر از مقدار مورد انتظار منبسط می شود!

🟢 قسمت ۱:

اندازه‌گیری های اخیر که از تلسکوپ هابل بدست آمده نشان می‌دهد که جهان سریع‌تر از مقدار پیش‌بینی شده توسط مدل های دانشمندان منبسط می شود.
یکی از بزرگترین معماهای ستاره شناسی مدرن این است که بر اساس مشاهدات متعدد از ستارگان و کهکشان‌ها، به نظر می‌رسد که جهان سریع‌تر از آنچه مدل‌های کیهانی پیش‌بینی می‌کنند، از یکدیگر دور می‌شوند.شواهدی از این معما سال‌هاست که در حال انباشته شدن بوده و باعث شده است که برخی از محققان آن را بحرانی در آینده در کیهان‌شناسی بنامند.
اکنون گروهی از محققان با استفاده از تلسکوپ هابل مجموعه‌ای از داده‌های عظیم جدید را گرد آوری کرده اند. به نظر می‌رسد یا حتی بیشتر محتمل است که عنصری بنیادی در کیهان وجود داشته باشد یا عناصر شناخته شده کیهانی، اثر غیر منتظره ای داشته باشند که کیهان شناسان هنوز آن را شناسایی نکرده اند.
آدام ریس، ستاره شناس دانشگاه جانز هاپکینز که رهبری آخرین تلاش برای آزمایش این ناهنجاری را بر عهده داشت، می‌گوید:« به نظر می‌رسد که جهان شگفتی‌های زیادی را متوجه ما می‌کند، و این چیز خوبی است، زیرا به ما کمک می‌کند تا یاد بگیریم».
یکی از این معماها به عنوان تنش هابل شناخته می شود. در سال ۱۹۲۹ ادوین هابل مشاهده کرد که کهکشان هایی که در فاصله دورتری نسبت به ما قرار داشتند، با سرعت بیشتری از ما دور می شدند! این رصد به هموار کردن راه به سمت تصور فعلی ما از جهان که با انفجار بزرگ شروع شد و از آن زمان در حال انبساط است، کمک کرد.

لینک مقاله

🖋مترجم: شقایق اعلایی

#ترجمه_مقاله
#کیهان_شناسی
#انرژی_تاریک
#انبساط_عالم
#مدل_استاندارد_کیهان_شناسی
#ثابت_هابل
#تابش_زمینه_کیهانی

⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

لینک:
https://www.physicsclassroom.com/class/newtlaws/Lesson-1/Inertia-and-Mass


⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک

🟠اینرسی:
اگر جسمی در حال سکون باشد، و نیرویی به آن وارد نشود،‌ در حال سکون باقی می‌ماند. اگر جسمی در حالت حرکت با سرعتی ثابت در خطی مستقیم باشد، و نیرویی به آن وارد نشود، همان حرکت با سرعت ثابت در خطی مستقیم را حفظ خواهد کرد. این بیان قانون اول نیوتون است و نشان‌دهنده‌ی خاصیتی بین اجسام است که معروف است به «اینرسی» یا «لختی».

تمامی اجسام دارای اینرسی هستند. هیچ جسمی تمایل طبیعی ندارد که سرعت خود را تغییر دهد. اگر بخواهید چنین کاری انجام دهید، باید به جسم نیرو وارد کنید و به نوعی جسم را مجبور کنید به تغییر سرعت.

میزان اینرسی یک جسم را «جرم لختی» آن جسم مشخص می‌کند. هرچه جرم لختی جسمی بیشتر باشد، آن جسم اینرسی بیشتری دارد.


#مفاهیم_فیزیک
#اینرسی
#لختی
#جرم_لختی


⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#انقلاب_علمی #الکترومغناطیس #اتر #لورنتس #مکانیک_کلاسیک

🟡 انقلاب‌های فیزیک (قسمت ۱۷):

🟢 یک ناسازگاری دیگر در فیزیک کلاسیک (تابش جسم سیاه):

در قانون استفان-بولتزمن، یک ضریبی وجود دارد که می‌تواند عددی بین ۰ تا ۱ داشته باشد. اگر جسمی بیابیم که این عدد برای آن جسم برابر با ۱ باشد، آن را «جسم سیاه» نامگذاری می‌کنند. چرا که مانند این است که همه‌ی تابش‌های گرمایی فرودی به خودش را جذب می‌کند. از این پس، برای سادگی، مطالعه‌ی خود را محدود به تابش گرمایی از جسم سیاه می‌کنیم.

هنوز سوالی مهم وجود دارد. رابطه‌ای بین دمای جسم و شدت کل تابش گرمایی به دست آمد، ولی همانطور که گفتیم تابش گرمایی ساتع شده از جسم، در هر طول موجی وجود دارد. حال سوالی که پیش می‌آید این است که رابطه‌ی بین شدت ناشی از هر طول موج، برای جسمی در دمایی مشخص چیست؟ ابتدا وین از قانون استفان-بولتزمن استفاده کرد و رابطه‌ای بدست آورد. ولی این رابطه، تنها در طول‌ موج‌های کم صادق بود و در طول‌ موج‌های زیاد، با تجربه ناسازگار بود. ریلی تلاش دیگری کرد و با استفاده از الکترومغناطیس، به رابطه‌ای متفاوت رسید. اما رابطه‌ی ریلی نیز فقط در طول موج‌های بلند صادق بود و در طول‌موج‌های کوتاه با تجربه ناسازگار بود.

از طرفی، هم رابطه‌ی وین و هم رابطه‌ی ریلی به وضوح بیان می‌کردند که در طول‌موج‌های فرابنفش، شدت تابش گرمایی به بی‌نهایت میل می‌کند. از طرفی تابش گرمایی ناشی از خورشید که حاوی طول‌موج‌های فرابنفش می‌باشد، باید حیات را بر روی کره‌ی زمین نابود می‌کرد. ولی ما هنوز زنده‌ایم! این واقعه به «فاجعه‌ی فرابنفش» معروف شد. این نقطه از تاریخ، یکی دیگر از شکست‌های نظریه‌ی فیزیک کلاسیک بود، که نتوانسته بود تجربه را به درستی توصیف کند.

در واقع، اینجا یکی از شکست‌های نظریه‌ی الکترومغناطیس را شاهد هستیم. نظریه‌ای که منجر به نسبیت شد، اکنون خود در باتلاقی دیگر گیر افتاده است. این یعنی، نسبیت قرار نیست توصیف‌کننده‌ی تابش گرمایی باشد، و باید به دنبال نظریه‌ی جدیدی باشیم. این نظریه‌ سال‌های بعد تدوین شد، ولی اولین بذرهای این نظریه در همین بحث‌ها شکل گرفت. این اولین بذرها، توسط یکی از بزرگترین دانشمندان فیزیک کاشته شد، که به گفته‌ی خود، تنها ایمانش باعث شد که سال‌ها برای یافتن پاسخ این سوال وقت صرف کند...

💭 این داستان ادامه دارد...

🖋 نویسنده: مهدی فراهانی

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

لینک:
https://www.scienceabc.com/pure-sciences/what-is-blackbody-radiation.html



⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

📄ترجمه مقاله

🔴The universe is expanding faster than it should be

🟠جهان سریع‌تر از مقدار مورد انتظار منبسط می شود!

🟢 قسمت ۲:

محققان سعی کرده‌اند نرخ انبساط جهان را به دو روش اصلی اندازه‌گیری کنند: با اندازه‌گیری فواصل تا ستاره‌های مجاور، و با ترسیم یک درخشش ضعیف که قدمت آن به جهان نوزاد می‌رسد. این رویکردهای دوگانه راهی برای آزمایش درک ما از جهان در بیش از 13 میلیارد سال از تاریخ کیهانی را فراهم می کند. این تحقیق همچنین برخی از اجزای کلیدی کیهانی، مانند «انرژی تاریک» را کشف کرده است، نیروی مرموزی که گمان می‌رود انبساط شتابدار جهان را هدایت می‌کند.
اما این دو روش در مورد نرخ انبساط کنونی جهان تا حدود 8 درصد با هم اختلاف دارند. این تفاوت ممکن است زیاد به نظر نرسد، اما اگر این اختلاف واقعی باشد، به این معنی است که جهان اکنون سریعتر از آن چیزی است که حتی انرژی تاریک می تواند توضیح دهد، در حال انبساط است که این به نوعی شکست در بررسی های ما از کیهان دلالت دارد.
یافته‌های محققان که در چندین مطالعه ارائه شده است، از انواع خاصی از ستارگان و انفجارهای ستاره‌ای برای اندازه‌گیری فاصله بین ما و کهکشان‌های نزدیک استفاده می‌کند. این مجموعه داده شامل مشاهدات 42 انفجار ستاره‌ای مختلف است که بیش از دو برابر بزرگ‌ترین تحلیل در نوع خود است. طبق کار این تیم، تنش بین تجزیه و تحلیل جدید آنها و نتایج اندازه‌گیری‌های کیهان اولیه به پنج سیگما رسیده است که این، آستانه آماری مورد استفاده در فیزیک ذرات برای تأیید وجود ذرات جدید است.ستاره شناسان دیگر هنوز جایی برای خطاهای احتمالی در داده ها می بینند، به این معنی که هنوز هم ممکن است تنش هابل ساختگی باشد.


لینک مقاله

🖋مترجم: شقایق اعلایی

#ترجمه_مقاله
#کیهان_شناسی
#انرژی_تاریک
#انبساط_عالم
#مدل_استاندارد_کیهان_شناسی
#ثابت_هابل
#تابش_زمینه_کیهانی

⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#انقلاب_علمی #الکترومغناطیس #اتر #لورنتس #مکانیک_کلاسیک

🟡 انقلاب‌های فیزیک (قسمت ۱۸):

🟢 کوانتوم‌های پلانک (فرضیه‌ی‌ پلانک):

ماکس پلانک، یکی از فیزیکدانان شهیر آلمانی، خود را در مقابل مسئله‌ی تابش گرمایی می‌دید که از طرفی تعداد زیادی نظریه‌ی ضد و نقیض برای توصیفش ارائه شده بود و از طرفی هیچ‌کدام از این نظریه‌ها با تجربه سازگار نبود. یافتن پاسخ این سوال، برای او، قریب به ۲۰ سال طول کشید و در تمام این سال‌ها او از خود می‌پرسید که آیا واقعاً این سوال آنقدر اهمیت دارد که من بخش اصلی عمر علمی خود را صرف پاسخ آن می‌کنم. او بعدها گفت که تنها ایمانش باعث شد که او در تمام این سال‌ها ادامه بدهد.

ماکس پلانک فرضیه‌ای انقلابی مطرح کرد و در ابتدا بسیار ساده می‌آید، ولی بلافاصله مسئله را حل می‌کند. او فرض کرد که جذب و دفع تابش گرمایی، توسط اجسام، به صورت پیوسته نباشد و به صورت گسسته این کار انجام شود. یعنی امواج الکترومغناطیسی، همچنان یک پیوستاری از میدان‌های الکترومغناطیسی هستند که در فضا منتشر می‌شوند، منتها وقتی می‌خواهند توسط جسمی جذب شوند، یا از جسمی ساتع شوند، به صورت گسسته جذب و دفع شوند. انرژی هر واحد گسسته‌ی این تابش‌ها نیز، رابطه‌ی مستقیم با فرکانس آن تابش دارد و ضریب تناسب این رابطه، بعدها «ثابت پلانک» نامیده شد.

همین فرض به نظر ساده، ناگهان مسئله را حل کرد! رابطه‌ای وین و رابطه‌ی ریلی، با این فرض، به یک رابطه‌ی واحد تبدیل شدند و این رابطه‌ی واحد، سازگاری بسیار خوبی با تجربه داشت. مسئله حل شد، اما به چه قیمتی؟ این فرضیه از کجا می‌آید؟ ریشه‌اش چیست؟ آیا می‌توان با فیزیک کلاسیک، این فرضیه را توجیه کرد؟

فرضیه‌ی گسسته‌سازی جذب و دفع امواج الکترومغناطیسی، بعدها «فرضیه‌ی کوانتوم» نام گرفت. کوانتوم، یک واژه‌ی لاتین است، به معنای گسسته. در هیچ‌کجای نظریات کلاسیکی، خبری از کوانتوم‌ها نیست. این نشان‌گر این است که بذر انقلاب جدیدی در فیزیک ریخته شده است و قرار است دنیای جدید خود را به ما بنمایاند. اما داستان هنوز تمام نشده. کوانتوم‌ها از جاهای دیگر فیزیک نیز سربرآوردند.

💭 این داستان ادامه دارد...

🖋 نویسنده: مهدی فراهانی

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

لینک:
https://www.qmunity.tech/post/max-planck-the-father-of-quantum-mechanics




⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

📄ترجمه مقاله

🔴The universe is expanding faster than it should be

🟠جهان سریع‌تر از مقدار مورد انتظار منبسط می شود!

🟢 قسمت ۳:

تابش کیهانی و نردبان فاصله

تنش هابل از تلاش برای اندازه‌گیری یا پیش‌بینی نرخ کنونی انبساط جهان که ثابت هابل نامیده می شود، نشأت می گیرد. با استفاده از آن، ستاره شناسان می‌توانند سن کنونی عالم را از زمان بیگ بنگ تخمین بزنند.یکی از راه‌های بدست آوردن ثابت هابل به تابش پس‌زمینه کیهانی (CMB) متکی است، درخشش ضعیفی که زمانی که کیهان فقط 380000 سال سن داشت، شکل گرفت. تلسکوپ‌هایی مانند رصدخانه پلانک آژانس فضایی اروپا CMB را اندازه‌گیری کرده‌اند و تصویری دقیق از نحوه توزیع ماده و انرژی در کیهان اولیه و همچنین فیزیک حاکم بر آنها ارائه می‌دهند.
کیهان‌شناسان با استفاده از مدلی که بسیاری از ویژگی‌های جهان را با موفقیت چشمگیر پیش‌بینی می‌کند - معروف به مدل ماده تاریک سرد لامبدا - می‌توانند از نظر ریاضی، جهان نوزاد را همانطور که در CMB دیده می‌شود، به جلو ببرند و پیش‌بینی کنند که ثابت هابل امروزی چقدر باید باشد. این روش پیش بینی می کند که جهان باید با سرعتی در حدود 67.36 کیلومتر در ثانیه در هر مگاپارسک منبسط شود (مگاپارسک برابر با 3.26 میلیون سال نوری است).

لینک مقاله

🖋مترجم: شقایق اعلایی

#ترجمه_مقاله
#کیهان_شناسی
#انرژی_تاریک
#انبساط_عالم
#مدل_استاندارد_کیهان_شناسی
#ثابت_هابل
#تابش_زمینه_کیهانی

⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#انقلاب_علمی #الکترومغناطیس #اتر #لورنتس #مکانیک_کلاسیک

🟡 انقلاب‌های فیزیک (قسمت ۱۹):

🟢 فوتون‌های انیشتین:

طبق نظریه‌ی الکترومغناطیس، انرژی امواج الکترومغناطیس به شدت این امواج وابسته است. یعنی هرچه شدت بیشتر باشد، طبیعتاً انرژی نیز بیشتر خواهد بود. بنابراین اگر امواج الکترومغناطیسی را به سطح یک فلز بتابانیم، برخورد این امواج با سطح این فلز، باعث می‌شود که الکترون‌های سطحی این فلز کنده شوند. به این پدیده، اثر «فوتوالکتریک» گفته می‌شود. حال اگر این الکترون‌های کنده شده از سطح را در یک میدان الکتریکی شتاب دهیم، تا به قطب دیگری برسند، می‌توانیم با اندازه‌گیری جریان، نرخ تعداد الکترونی که از سطح فلز کنده می‌شود را اندازه‌گیری کنیم. طبیعتاً انتظار داریم، هر چه شدت موج الکترومغناطیسی را بیشتر کنیم، تعداد الکترون‌های کنده‌شده از سطح بیشتر شده، جریان بیشتر شود.

اولین بار، این آزمایش توسط هرتز انجام شد. اما نتایج آزمایش بسیار اعجاب‌آور بود، کاملاً برخلاف پیش‌بینی‌ها. هنگامی که موج الکترومغناطیسی، در ناحیه‌ی فروسرخ به سطح فلز تابانده شد، جریان تقریباً صفر بود. هر چه شدت این موج فروسرخ را نیز افزایش دهیم، باز هم تغییری در جریان ایجاد نمی‌شود. ولی به محض اینکه، «فرکانس» موج الکترومغناطیسی را تغییر دهیم، ناگهان جهش عجیبی در افزایش جریان مشاهده می‌شود. مثلاً، موج الکترومغناطیسی در ناحیه‌ی فرابنفش، حتی با شدت بسیار کم، جریان بسیار زیادی ایجاد می‌کند. هرتز مشاهدات خود را گزارش کرد، ولی این مشاهدات کاملاً با نظریه‌ی الکترومغناطیس در تعارض بود. نکته‌ی مهمی که در اینجا وجود دارد این است که این مشاهده، سال‌ها قبل از کشف فرضیه‌ی کوانتوم پلانک انجام شد.

بعدها که فرضیه‌ی پلانک مطرح شد، امیدی به توصیف این پدیده با استفاده از کوانتوم‌های پلانک ایجاد شد. چراکه در فرضیه‌ی پلانک، انرژی امواج الکترومغناطیس نیز به فرکانس موج وابسته بود. چیزی که هرتز در آزمایش‌هایش مشاهده کرده بود. توصیف پدیده‌ی فوتوالکتریک را آلبرت انیشتین، یک آلمانی دیگر، بر عهده گرفت. او در سال ۱۹۰۵، فرضیه‌ی پلانک را کمی گسترش داد. او متذکر شد که نه فقط جذب امواج الکترومغناطیسی گسسته است، بلکه ذاتاً این امواج الکترومغناطیسی گسسته هستند. هر واحد موج الکترومغناطیسی، «فوتون» نامیده شد.

انیشتین با استفاده از این فرض، توضیحی بسیار ساده برای پدیده‌ی فوتوالکتریک ارائه کرد که با مشاهدات کاملاً سازگار بود. او حتی توانست با استفاده از مدل خود، محاسبه‌ای برای ثابت پلانک ارائه کند. این توضیح ساده، ولی در عین حال انقلابی، یکی از مهم‌ترین کارهای علمی انیشتین، در طول عمرش بود. در نهایت در سال ۱۹۲۱، این کار علمیش، یکی از دلایل اصلی‌ای بود که جایزه نوبل فیزیک را دریافت کند. باز هم کوانتوم‌ها، خود را در جای دیگری از پدیده‌های فیزیکی نشان دادند. اما هنوز بخش اصلی داستان باقی مانده. آجرهای اصلی تشکیل‌دهنده‌ی ماده در طبیعت، که «اتم» نامیده می‌شود، آيا رابطه‌ای با این کوانتوم‌ها دارد؟

💭 این داستان ادامه دارد...

🖋 نویسنده: مهدی فراهانی

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

لینک:
https://be-bright.click/photoelectric-effect-einstein



⚛کانال تکامل فیزیکی.
@physical_evolution

📄ترجمه مقاله

🔴The universe is expanding faster than it should be

🟠جهان سریع‌تر از مقدار مورد انتظار منبسط می شود!

🟢 قسمت ۴:

در مقابل، تیم‌های دیگر با نگاه کردن به جهان به صورت موضعی، ثابت هابل را اندازه‌گیری می‌کنند، به وسیله ستاره‌ها و کهکشان‌های جدیدتر که نسبتاً به ما نزدیک هستند.
این مدل از محاسبات به دو نوع داده نیاز دارد: کهکشان با چه سرعتی از ما دور می‌شود؟ و اینکه کهکشان چقدر دور است؟. این به نوبه خود مستلزم آن است که ستاره شناسان چیزی را که به عنوان نردبان فاصله کیهانی شناخته می شود، توسعه دهند.
مطالعات جدید درباره نردبان فاصله کیهانی که توسط گروه ریس انجام شد، با اندازه‌گیری فاصله میان ما و نوع خاصی از ستارگان که متغییر های قیفاووسی نام دارند، شروع شد.قیفاووسها ارزشمند هستند زیرا در اصل آنها مانند نورهایی درخشان با وات شناخته شده عمل می کنند: آنها به طور منظم روشن و کم نور می شوند و هر چه قیفاووس روشن تر باشد، ضربان آنها آهسته تر است. با استفاده از این اصل، اخترشناسان می توانند درخشندگی ذاتی قیفاووس های حتی دورتر را بر اساس نرخ تپش آنها تخمین بزنند و در نهایت فاصله ستارگان را از ما محاسبه کنند.
برای گسترش بیشتر نردبان، اخترشناسان پله هایی را بر اساس انفجارهای ستاره ای به نام ابرنواخترهای نوع 1a اضافه کرده اند. با مطالعه کهکشان‌هایی که هم میزبان قیفاووس‌ها و هم ابرنواخترهای نوع 1a هستند، اخترشناسان می‌توانند رابطه بین روشنایی ابرنواخترها و فواصل آنها را بررسی کنند. و از آنجایی که ابرنواخترهای نوع 1a بسیار درخشان تر از قیفاووس ها هستند، می توان آنها را در فواصل بسیار دورتر مشاهده کرد و این به اخترشناسان اجازه می‌دهد که اندازه گیری های خود را به کهکشان های عمیق تر در کیهان گسترش دهند.

لینک مقاله

🖋مترجم: شقایق اعلایی

#ترجمه_مقاله
#کیهان_شناسی
#انرژی_تاریک
#انبساط_عالم
#مدل_استاندارد_کیهان_شناسی
#ثابت_هابل
#تابش_زمینه_کیهانی

⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

📚مفاهیم فیزیک:

🟠نیرو:
در فیزیک، پارادایم اصلی تفکرمان بر این حقیقت استوار است که طبیعت را به دو بخش سیستم و محیط تقسیم‌بندی می‌کنیم. آن بخشی از طبیعت که قصد داریم آن را مطالعه کنیم، سیستم می‌نامیم و تمام آن چه باقی می‌ماند را محیط.

محیط مدام در حال برهم‌کنش با سیستم است، مگر اینکه سیستم را از محیط ایزوله کنیم. این برهم‌کنش‌هایی که از سوی محیط به سیستم اعمال می‌شود، حالت سیستم را تغییر می‌دهد. مثلاً سیستم را کره‌ی زمین فرض بگیرید. در محیط، جسمی وجود دارد به نام خورشید، در حال برهم‌کنش بر روی این سیستم است. همین باعث می‌شود که زمین مدام در تغییر حالت باشد، یعنی در حال حرکت به دور خورشید باشد.

این برهم‌کنش‌هایی که محیط به سیستم وارد می‌کند در هر مدلی از فیزیک متفاوت است. هنگامی که مدل مکانیک نیوتونی را بررسی می‌کنیم، این برهم‌کنش‌ها «نیرو» نامیده می‌شوند. نیروها یک بردار هستند. هنگامی که به یک سیستم نیرو وارد شود، آن سیستم شتاب خواهد گرفت، که جهت شتاب، هم جهت با نیرو است. همچنین،‌ مقدار شتاب سیستم، از تقسیم اندازه‌ی نیرو بر جرم لختی،‌ به دست می‌آید.

در مدل مکانیک نیوتونی، اگر تمام نیروهای وارد بر یک سیستم را بدانیم، می‌توانیم آینده‌ی آن سیستم را به طور دقیق مشخص کنیم. تمام مسائل مکانیک کلاسیک نیوتون، خلاصه می‌شود در یافتن نیروها و به دست آوردن تحول سیستم.

#مفاهیم_فیزیک
#نیرو
#مکانیک
#نیوتون
#شتاب


⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

لینک تصویر:
https://www.khanacademy.org/science/chemistry/electronic-structure-of-atoms/history-of-atomic-structure/a/discovery-of-the-electron-and-nucleus


⚛کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution

#انقلاب_علمی #الکترومغناطیس #اتر #لورنتس #مکانیک_کلاسیک

🟡 انقلاب‌های فیزیک (قسمت ۲۰):

🟢 اتم‌ها چه شکلی هستند؟

درون اتم‌ها چه شکلی است؟ این سوال مهمی بود که سال‌های سال در ذهن فیزیکدانان مطرح بود، بدون اینکه پاسخ مشخصی برای آن داشته باشند. در ابتدا، تامسون سعی کرد که مدلی ارائه کند. او با توجه به اینکه آزمایش‌های زیادی با الکترون‌ها انجام داده بود، با خود فکر کرد که در درون اتم‌ها، این بارهای منفی به صورت جایگزیده وجود دارند و دریاچه‌ای از بارهای مثبت آن‌ها را احاطه کرده است. شاید باریکه‌های الکترون‌های موجود در لامپ پرتو کاتدی، که تامسون بارها با آن آزمایش انجام داده بود، وی را قانع کرد که الکترون‌ها باید ذره‌ای باشند. این مدل، معروف شد به مدل «کیک کشمشی».

سال‌های بعد، رادرفورد، سعی کرد تا این فرضیه‌ی تامسون را با آزمایش بسنجد. او ورقه‌ای بسیار نازک از طلا را آماده کرد و این ورقه را با ذرات باردار مثبت، بمباران کرد. سپس به نحوه‌ی پراکندگی این ذرات باردار مثبت توجه کرد. او متوجه شد که تعداد بسیار زیادی از این ذره‌های باردار مثبت، بدون هیچ تغییر جهتی، در ورقه‌های طلا عبور می‌کنند. تعدادی بسیار کمی از این ذرات به صورت عمودی بازخواهند گشت. به نظر شما این مشاهده چه معنی‌ای می‌دهد؟

روشن است که اگر مدل تامسون درست می‌بود و بار مثبت همچون دریاچه‌ای در میان بارهای منفی بود، باید تعداد بسیار زیادی از ذرات باردار مثبت به سمت عقب برمی‌گشتند (به دلیل دافعه‌ی الکتریکی بین بارهای همنام). اینکه تعداد بسیار کمی به عقب باز گشتند، نشان می‌دهد که حجم بسیار کوچکی از اتم را بار مثبت پر کرده است. اینکه تعداد زیادی از این ذرات مثبت از درون این ورقه طلا بدون هیچ تغییر جهتی گذشتند، نشان می‌دهد که حجم عظیمی از اتم‌ها فضای خالی است و همچینن نشان می‌دهد که الکترون‌ها بسیار سبک هستند و نمی‌توانند تأثیر زیادی بر ذرات باردار مثبت بگذارند و جهت‌شان تغییر دهند. به همین ترتیب، تصویری که از فضای درون اتم‌ها داشتیم، ناگهان زیر و رو شد.

رادرفورد،‌ نتیجه گرفت که، بارهای مثبت درون اتم‌ها در یک حجم کوچک در هسته‌ی این اتم‌ها جای دارند و ذرات با بار منفی در اطراف این هسته در حال گردش هستند، همچون منظومه‌ی شمسی. ولی همین‌جا اشکالی پیش می‌آيد. طبق نظریه‌ی الکترومغناطیس، ذرات بارداری که در حال حرکت شتابدار هستند، از خود تابش الکترومغناطیسی ساتع می‌کنند و رفته رفته انرژی‌شان کم می‌شود. الکترون‌ها اگر به دور هسته‌ها در گردش باشند، این حرکت شتابدار است و قطعاً باید از خود تابش ساتع کنند. و با از دست دادن انرژی، به هسته‌ی اتم نزدیک و نزدیک‌تر شوند تا سرانجام بر روی هسته سقوط کنند. به این ترتیب، اتم‌های عالم در عرض کمتر از یک ثانیه، باید بر روی فرو می‌پاشیدند! ولی اتم‌ها پایدارند.

چطور ممکن است اتم‌ها پایدار باشند. نظریه‌ی الکترومغناطیس به وضوح می‌گوید که نباید پایدار باشند. آیا باز هم باید کوانتوم‌ها به کمک ما بیایند؟

💭 این داستان ادامه دارد...

🖋 نویسنده: مهدی فراهانی

⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution