کنکور و پایگاه کنکور و کنکورچی و مشاوره کنکور و کارنامه نفرات برتر کنکور و مصاحبه با نفرات برتر کنکور و فیلم های آموزشی کنکور

۱۰ پدیده عجیب در فیزیک از بخش زنگ تفریح علمی کنکورچی

۱۰ پدیده عجیب در فیزیک

konkurchi342.png (430×290)

فیزیک بدون شک علمی شگفت‌انگیز است، ذراتی که وجود ندارند در احتمالات به حساب می آیند، و زمان متناسب با سرعت حرکت شیئی تغییر می کند. نشریه تلگراف ۱۰ پدیده عجیب از این عجایب در علم فیزیک را با کمک تعدادی از کاربران توئیتر و کیهان شناسی به نام مارکوس چاون ارائه کرده است که در ادامه ارائه خواهد شد.

خورشید می‌توانست از موز ساخته شده باشد: خورشید بسیار پر حرارت است، زیرا وزن چند میلیارد میلیارد میلیارد تنی آن گرانش عظیمی به وجود می‌آورد که در نتیجه هسته ستاره را تحت فشاری غیر قابل تصور گذاشته و در نتیجه فشار بالا حرارت فوق العاده تولید می کند. در صورتی که به جای گاز هیدروژن از میلیاردها میلیارد میلیارد تن موز استفاده می‌شد نیز همان میزان فشار و در نتیجه همان مقدار حرارت در خورشید به وجود می آمد. با این حال با افزایش حرارت، اتم‌ها با بخشهای مختلف ساختار ستاره ای برخورد کرده و انرژی اتمی را به وجود می آورند که در اینجا تفاوت میان حضور هیدروژن و موز در ساختار خورشید آشکار خواهد شد.

تمام ماده‌ای که نسل بشر را به وجود آورده است در یک حبه قند جا می گیرد: اتم‌ها ۹۹٫۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹ درصد فضای خالی هستند و به همین دلیل در صورتی که تمامی اتم ها را به گونه ای به هم بفشاریم که فضای خالی میان آنها از بین برود، یک قاشق چای خوری یا حجمی برابر یک حبه قند از این ماده در حدود پنج میلیارد تن وزن خواهد داشت، وزنی ۱۰ برابر مجموع وزن تمامی انسان‌هایی که در حال حاضر در جهان حضور دارند. این در واقع همان پدیده‌ای است که در ستاره های نوترونی رخ می دهد و وزن آنها را تا حد غیر قابل باوری افزایش می دهد.

آنچه آینده است می تواند آنچه گذشته بوده است را تغییر دهد: شگفتی جهان کوانتوم به اثبات رسیده است، آزمایش دو جداره که نور را در دو حالت موج و ذره به اثبات می رساند به اندازه کافی عجیب و غیر قابل تصور هست. به خصوص زمانی که اعلام شود مشاهده نور می تواند آن را از موج به ذره و یا برعکس تبدیل کند. اما پدیده‌های عجیب تر این جهان پس از آزمایش جان ویلر فیزیکدان در سال ۱۹۷۸ خود را نمایان کرد. آزمایش وی نشان داد، مشاهده یک ذره در حال می تواند سرنوشت ذره مشابه دیگری در گذشته را متحول سازد.

طبق آزمایش دو جداره، در صورتی که هر یک از پرتوهای نوری خارج شده از یکی از شکاف‌های صفحه آزمایش را مشاهده کنید، در واقع پرتو را مجبور کرده اید خصوصیات ذره‌ای به خود بگیرد و اگر به هدف برخورد پرتو چشم بدوزید، خصوصیت موج گونه به پرتو نور بخشیده اید؛ اما در صورتی که پس از عبور پرتو نور از شکاف به مسیری که از آن ناشی شده است چشم بدوزید، آنگاه است که پرتو نور می تواند در هر دو حالت شکل بگیرد.

برای مشاهده بقیه به ادامه مطلب رجوع کنید…

دانلود + ادامه مطلب

احتمالا؛ احتمالات از کجا وارد دنیای ریاضی شده است؟از بخش زنگ تفریح علمی کنکورچی

احتمالا؛ احتمالات از کجا وارد دنیای ریاضی شده است؟

konkurchi343.png (430×290)

کلمه احتمال از کلمه لاتین probare ( به معنی اثبات یا آزمایش کردن ) منشأ می‌گیرد. در زبان محاوره، احتمال یکی از چندین لغتی است که برای اتفاقات یا پیشامدهای غیر حتمی به کار می‌رود و کم و بیش با لغاتی مثل مشابه، با ریسک، خطرناک، نامطمئن، مشکوک و بسته به متن قابل معاوضه می‌باشد. شانس، بخت و شرط بندی از لغات دیگری هستند که نشان دهنده برداشت‌های مشابهی هستند. همانگونه که نظریه مکانیک؛ تعاریف دقیقی از عبارات متداولی مثل کار و نیرو دارد، نظریه احتمال نیز تلاش دارد تا برداشت‌های احتمال را کمیت سازی کند.

پیدایش رسمی احتمال از قرن هفدهم به عنوان روشی برای محاسبه‌ی شانس در بازی‌های شانسی بوده است. آغاز نظریه احتمال به اواسط قرن هفدهم باز می‌گردد. شرط بند با حرارتی؛ با نام شوالیه دومره (de mere) حل مسئله‌ای را، که برایش مهم بود، از بلز پاسکال درخواست کرد. شرط بند با معلوم بودن این مطلب که در یکی از مراحل میانی بازی، یکی از آنها دور و دیگری دور راه برده باشد و طبق قرار قبلی، اولین کسی که دور را ببرد؛ برنده کل بازی باشد. پاسکال راه حل خود را با «پی یردو فرما» که او نیز راه حلی برای این مسئله به دست آورد، درمیان گذاشت و راه حل سوم از کریستین هویگنس (۱۶۲۹ـ ۱۶۹۵) به دست آمد. مردان فرهیخته مزبور، اهمیت مساله مزبور را در بررسی قوانین حاکم بر پیشامدهای تصادفی دریافتند. به این ترتیب، مفاهیم و روش‌های اولیه علمی جدید، از مساله‌های مربوط به بازی‌های شانسی گسترش یافت.

خیلی بعد، در قرن نوزدهم، توجه به سرعت افزاینده در علوم طبیعی، گسترش نظریه احتمال را به مواردی غیر از چهارچوب بازی‌های شانسی ضروری ساخت. تحقیق در پیشامدهای انبوه با بررسی قوانین حاکم بر پیشامدهای تصادفی مرتبط است. به عنوان مثال، تولید کالایی که موارد کاربرد روزانه دارد، پیشامد انبوه و ظهور کالایی معیوب در میان آنها پیشامدی تصادفی است.

ارسطو پیشامدها را به سه دسته تقسیم می‌نمود:

۱- پیشامدهای قطعی که لزومآ اتفاق می‌افتادند.

۲- پیشامدهای احتمالی که در بیشتر موارد اتفاق می‌افتادند.

۳- پیشامدهای غیر قابل پیش‌بینی و غیر قابل شناسایی که فقط با شانس محض رخ می‌دهند.اما ارسطو به تعبیرهای مختلف احتمال اعتقاد نداشته و فقط احتمال شخصی که مربوط به درجه اعتقاد افراد نسبت به وقوع پیشامدهاست را معتبر می‌دانسته است.

همانطور که اشاره شد پاسکال و فرما اولین کسانی هستند که در اوایل قرن هفدهم مسایل مربوط به بازی‌های شانسی را مورد مطالعه قرار دادند و این دو نفر به عنوان بنیانگذاران تئوری ریاضی احتمال لقب گرفته‌اند. دانشمندانی از قبیل «هی گنز» کارهای آن‌ها را ادامه داده و «ویت و هلی» این مسایل را در آمارهای اجتماعی به کار گرفتند. این علم جدید نخستین نقطه‌ی اوج خود را در اثر مشهوری از ژاکوب برنولی به دست آورد. در این اثر علاوه بر تعریف کلاسیک احتمال ریاضی، اساس خاصی از قانون اعداد بزرگ و کاربردهای احتمال در آمارهای اجتماعی نیز مطرح شده است.

در قرن هجدهم متفکران بزرگی چون دی‌مور، دانیل برنولی، آلمبرت، اویلر، لاگرانژ، بیز، لاپلاس و گاوس قسمتی از وقت خود را به این علم جدید اختصاص دادند. بیز در سال ۱۷۶۳ قانون معروف بیز را ارایه می‌دهد و لاپلاس در نوشته‌ای تمام موضوع علم احتمال را جمع آوری می‌کند. تاثیر احتمال در ریاضی، فیزیک، علوم طبیعی، آمار، فلسفه و جامعه شناسی و مهم‌ترین قضایای حدی که در محاسبات احتمالی به کار می‌رفته؛ در این اثر جمع آوری شده است.

برای مشاهده بقیه به ادامه مطلب رجوع کنید…

دانلود + ادامه مطلب

آشنایی با دنیای رنگین رنگین‌کمان‌ها از بخش زنگ تفریح علمی کنکورچی

آشنایی با دنیای رنگین رنگین‌کمان‌ها

konkurchi346.png (430×290)

اولین کسی که به طور جدی درباره‌ی این مسئله مطالعه کرد رنه دکارت بود . قبل از دکارت کسانی مانند قطب‌الدین شیرازی یا تیودوریک در این‌باره تحقیق کرده بودند . دکارت با توجه به قوانین شکست، همزمان ولی به طور جداگانه از اسنل ( بنیان گذار اصلی قوانین شکست و بازتاب ) به شرح رنگین کمان پرداخت و در سال ۱۶۳۷ نتایج خود را منتشر کرد .

چرا رنگین کمان به وجود می آید:

اول از همه توجه کنیــد کـه قطـره‌هـای آب در حـال سـقوط کروی شکل‌اند، پس به سراغ نحوه برهــم کنـش یـک پرتـو نـور سـفید ، بـا یـک کـره شـفاف مـی‌رویـم . اگر کمـی بـــا چگونگی شکل گیری رنگین کمان آشنا باشید می‌دانیــد کـه رنگین کمان اصلی را مجموعه پرتوهایی که در مرز قطر هوا، دوبار شکسته و یک بــار بـاز تـابیده انـد، مـی سـازند و چـون ضریب شکست آب برای رنگ‌های مختلف متفاوت است، نور سفید در ضمن این شکســت هـا بـه اجـزای رنـگ‌هایش تجزیـه میشود، اما نور خورشید پیوسته است و در تمــام نقـاط رو بـه نور قطره با آن برخورد می کند که شرایط بازتاب و شکســت در هر یک از این نقاط ، متفاوت است.

مثلا پرتو نوری که راستای آن از مرکز قطره می گذرد، بدون شکست وارد آن شده و در سوی دیگر باز تابیده مــی شـود و روی همان مسیر ورودی بــه بـیرون بـر مـی گردد. بـه عبـارت دیگر پرتو به وسیله قطره ۱۸۰ درجه تغییر جهت می دهــد.

در مقابل اگر پرتو نور مماس بر قطره به آن بتابد، می‌توانید ببینید که هنگام ورود به بیشـترین مـیزان ممکـن مـی‌شـکند و پرتـو خروجی با پرتو خروجــی بـا پرتـو ورودی زاویـه حـدود ۱۶۵ درجه می سازد، بررسی بیشتر نشان می‌دهد که در بین این دو وضعیت حدی ، زاویه انحـراف زاویـه بیـن پرتـو خروجـی و ورودی از ۱۸۰ درجه کاهش می یابد بــه مقـدار کمینـه ۱۳۸ درجه می رسد و سپس دوباره تا ۱۶۵ درجه بالا مــی رود.

امـا چون در اطراف مقدار کمینه، تغیـیر زاویـه کـم اسـت، بخـش بزرگی از نور فـرودی ، در حـول و حـوش ایـن زاویـه ۱۳۸ درجه از قطره خارج می شود. به عبــارت دیـگر ، شـدت نـور خروجی در تمام زوایا یکسان نیست و بیشتر نـور رنگینـی کـه از قطره بیرون می رود، با جهت تابش خورشید، زاویه حــدود ۱۳۸ درجه یا معادل آن ۴۲ درجه می سازد. البته ایــن زاویـه، بستگی به رنگ پرتو دارد و بین ۴۰ تا ۴۲ درجه برای رنگ‌های قرمز تا بنفش متفاوت است.

بنابراین می توان تصور کـرد کـه تنها در زوایای حــدود ۴۲ درجـه ، پرتوهـای رنـگی بـه طـور مؤثر از قطره خارج می شوند.حالا تصور شکل رنگین کمــان، کـار سـاده ای اسـت، فـرض کنید در بعد از ظــهر ، خورشـید در حـال تـابش و فضـا پـر از قطره‌های کروی آب است و شما هم پشت به خورشــید و رو به شرق ایستاده اید، در این وضعیت نور رنــگی کـه بـه چشـم شما می رسد، مجموعه نورهای خـارج شـده از تمـام قطراتـی است که خط واصل چشم شما و آنها با راستای نور خورشید، زاویه بین ۴۰ و ۴۲ درجه می سازد.

مکان هندسی این قطره ها مخروطی بــه رأس چشـم شماسـت که نیم زاویه رأس آن حدود ۴۲ درجه است. چیزی که شما از رأس این مخروطی می بینید مقطع آن است، یعنی یک نوار دایره ای به پهنای زاویه ای بین ۴۰ و ۴۲ درجه که رنگهای قرمز تا بنفش را در خــود جـای داده اسـت، البتـه سطح افق، این دایره را قطع می کند و چون قطـرات آب تنـها در هـوا حضـور دارنـد، شـما تنـها کمـانی از یـــک دایــره را میبینید.

این کمان، وقتی پرتو خورشید موازی با افـق اسـت، یعنی هنگام غروب به بیشینه خــود مــی رسـد و بـه نیـم دایـره تبدیل می شود. البته در آســمان و مثـلا از درون هـواپیمـا در شرایط مساعد می تـوان رنگیـن کمـان دایـره ای را هـم دیـد . حقیقتاً از دیدگاه سنتی رنگین کمان عبارت از پرتو خورشیدی است که به رنگهای مختلف انتشار می یابد و به وسیله قطرات ریز باران به چشم مشاهده کننده بازمی گردد.اصطلاح کمان که بخشی از کلمه رنگین کمان را تشکیل می‌دهد در حقیقت مطلب را به خوبی توضیح می‌دهد که رنگین کمان دسته ای است از رنگ‌های خم شده کمانی است که مرکز مشترکی دارند.

برای مشاهده بقیه به ادامه مطلب رجوع کنید…

دانلود + ادامه مطلب

انتقال اطلاعات از بدن به بدن از بخش زنگ تفریح علمی کنکورچی

انتقال اطلاعات از بدن به بدن

konkurchi347.png (430×290)

محققان دانشگاه کره در سئول با کاشت دو الکترود که به فاصله ۳۰ سانتی ‌متر از هم در پوست یک فرد قرار گرفته بودند، برای اولین بار اطلاعاتی را با سرعت ۱۰ مگابیت در ثانیه منتقل کردند.

این الکترودها، بسیار ظریف و قابل انعطاف بوده و بسیار کمتر از اتصالات دیگر از جمله بلوتوث انرژی مصرف می‌ کنند. زیرا امواج الکترومغناطیسی با توجه به فرکانس کمی که دارند، با میرایی اندکی ، در مسیری که امواج را از خروج از مدار محافظت می‌ کند، از داخل پوست عبور می ‌کنند.محققان کره‌ای بیشتر از اینکه دسترسی مستقیم افراد به اینترنت را مد نظر گرفته باشند، روی فواید سلامت فناوری‌ های ‌شان متمرکز شده ‌اند.

کنترل امواج حیاتی همانند کنترل قند خون و فعالیت الکتریکی قلب بسیار دشوار است. زیرا در تمامی این موارد حیات فرد بسته به کنترل امواج حیاتی است. در مورد اتصال به اینترنت از طریق بدن نیز امواج الکترو مغناطیسی برای حفظ اتصال به اینترنت ضروری است.

“سانگ- هون لی ” یکی از اعضای تیم این پروژه در دانشگاه کره در سئول می‌گوید: اگر از فناوری بی‌سیم برای کنترل این امواج استفاده می‌کردیم، حتما نیاز به باتری وجود داشت.

وی می‌ افزاید: شبکه‌ای که اطلاعات را از طریق پوست منتقل می ‌کند، نیاز به انرژی را تا ۹۰ درصد کاهش می‌دهد.

خطری در کار نیست

یک لینک ارتباطی با کارکرد مشابه برای نخستین بار در سال ۲۰۰۵ توسط محققان دانشگاه توکیو به نمایش درآمد، با این تفاوت که الکترودهای به کار رفته، بزرگ و سفت و سخت بودند و از کلرید نقره ساخته شده بودند. این ماده شیمیایی در صورت تماس مداوم با پوست دست ،ممکن است موجب ناراحتی‌های پوستی شود.

اما لی و همکارانش یک الکترود فلزی را با پلیمر سیلیکونی پوشش دادند. آنها برای اطمینان از سلامت پوستی این الکترودها، از داوطلبان درخواست کردند الکترودها را به مدت یک هفته پشت گوش یا روی شانه خود قرار دهند. تیم تحقیقاتی” لی” همچنین آزمایش‌هایی را برای جلوگیری از سم‌زدگی سلولی (سیتوتوکسیسیتی) به عمل آوردند.

این دستگاه تنها ۳۰۰ میکرومتر، یعنی به اندازه سه تار مو ضخامت دارد و در آزمایش‌ها، ۷۰۰ هزار بار در برابر زاویه ۹۰ درجه خم شد.

الکترود زیرپوستی

این تیم کره‌ای در حال حاضر با یک تولید کننده بزرگ در حال همکاری است تا شبکه‌های نظارت بر سلامت را با استفاده از این الکترودها توسعه دهد.

برای مشاهده بقیه به ادامه مطلب رجوع کنید…

دانلود + ادامه مطلب

از فن‌آوری نانو چه می‌دانیم از بخش زنگ تفریح علمی کنکورچی

از فن‌آوری نانو چه می‌دانیم

konkurchi344.png (430×290)

در طول تاریخ بشر از زمان یونان باستان، مردم و به‌خصوص دانشمندان آن دوره بر این باور بودند که مواد را می‌توان آنقدر به اجزاء کوچک تقسیم کرد تا به ذراتی رسید که خردناشدنی هستند و این ذرات بنیان مواد را تشکیل می‌دهند، شاید بتوان دموکریتوس فیلسوف یونانی را پدر فناوری و علوم نانو دانست چرا که در حدود ۴۰۰ سال قبل از میلاد مسیح او اولین کسی بود که واژه اتم را که به معنی تقسیم‌نشدنی در زبان یونانی است برای توصیف ذرات سازنده مواد به کار برد.

فناوری نانو یکی از آخرین دستاوردهای علمی است. طبق بررسی‌های شورای پژوهش های اجتماعی _ اقتصادی انگلستان، فناوری نانو از جمله موارد رو به گسترش و مورد توجه اجتماعی _ اقتصادی است. بحث هایی کم و بیش در زمینه کاربرد این نوع فناوری چه منتقدانه و یا طرفدارانه وجود دارد. بیشترین اشکالی که منتقدان در این زمینه وارد می‌کنند، ترس از انباشته شدن کره زمین از وجود موادی است که ممکن است این فناوری در پی داشته باشد و به نوعی خطرناک باشد. اما نقطه نظر طرفداران سرسخت این نوع فناوری بیشتر متوجه تاثیر مثبت آن در ارتقای زندگی، تولیدات جدید و توسعه‌گرانه و تولید محصولات ارزان‌تر است.

به طور کلی این فناوری عبارت از کاربرد ذرات در ابعاد نانو است. یک نانومتر، یک میلیاردم متر است. از دو مسیر به این ابعاد میتوان دسترسی پیدا کرد. یک مسیر دسترسی از بالا به پایین و دیگری طراحی و ساخت از پایین به بالا است.

تاریخچه

نقطه شروع و توسعه اولیه فناوری نانو به طور دقیق مشخص نیست. شاید بتوان گفت که اولین نانوتکنولوژیست‌ها شیشه‌گران قرون وسطایی بوده‌اند که از قالب‌های قدیمی(Medieal forges) برای شکل‌دادن شیشه‌هایشان استفاده می‌کرده‌اند. البته این شیشه‌گران نمی‌دانستند که چرا با اضافه‌کردن طلا به شیشه رنگ آن تغییر می‌کند. در آن زمان برای ساخت شیشه‌های کلیساهای قرون وسطایی از ذرات نانومتری طلا استفاده می‌‌شده است و با این کار شیشه‌های رنگی بسیار جذابی بدست می‌آمده است. این قبیل شیشه‌ها هم‌اکنون در بین شیشه‌های بسیار قدیمی یافت می‌شوند. رنگ به‌وجودآمده در این شیشه‌ها برپایه این حقیقت استوار است که مواد با ابعاد نانو دارای همان خواص مواد با ابعاد میکرو نمی‌باشند.

در واقع یافتن مثال‌هایی برای استفاده از نانو ذرات فلزی چندان سخت نیست.رنگدانه‌های تزیینی جام مشهور لیکرگوس در روم باستان ( قرن چهارم بعد از میلاد) نمونه‌ای از آنهاست. این جام هنوز در موزه بریتانیا قرار دارد و بسته به جهت نور تابیده به آن رنگ‌های متفاوتی دارد. نور انعکاس یافته از آن سبز است ولی اگر نوری از درون آن بتابد، به رنگ قرمز دیده می‌شود. آنالیز این شیشه حکایت از وجود مقادیر بسیار اندکی از بلورهای فلزی ریز ۷۰۰ (nm) دارد ، که حاوی نقره و طلا با نسبت مولی تقریبا ۱۴ به ۱ است حضور این نانوبلورها باعث رنگ ویژه، جام لیکرگوس گشته است.

در سال ۱۹۵۹ ریچارد فاینمن مقاله‌ای را درباره قابلیت‌های فناوری نانو در آینده منتشر ساخت. با وجود موقعیت‌هایی که توسط بسیاری تا آن زمان کسب‌شده بود، ریچارد. پی. فاینمن را به عنوان پایه گذار این علم می‌شناسند. فاینمن که بعدها جایزه نوبل را در فیزیک دریافت کرد درآن سال در یک مهمانی شام که توسط انجمن فیزیک آمریکا برگزار شده بود، سخنرانی کرد و ایده فناوری نانو را برای عموم مردم آشکار ساخت.عنوان سخنرانی وی «فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد» بود.

سخنرانی او شامل این مطلب بود که می‌توان تمام دایره‌المعارف بریتانیکا را بر روی یک سنجاق نگارش کرد.یعنی ابعاد آن به اندازه ۲۵۰۰۰/۱ ابعاد واقعیش کوچک می‌شود. او همچنین از دوتایی‌کردن اتم‌ها برای کاهش ابعاد کامپیوترها سخن گفت (در آن زمان ابعاد کامپیوترها بسیار بزرگتر از ابعاد کنونی بودند، اما او احتمال می‌داد که ابعاد آنها را بتوان حتی از ابعاد کامپیوترهای کنونی نیز کوچکتر کرد. او همچنین در آن سخنرانی توسعه بیشتر فناوری نانو را پیش‌بینی نمود.

برای مشاهده بقیه به ادامه مطلب رجوع کنید…

دانلود + ادامه مطلب

آزمایش‌های جالب در مورد کشش سطحی آب از بخش زنگ تفریح علمی کنکورچی

آزمایش‌های جالب در مورد کشش سطحی آب

konkurchi345.png (430×290)

کشش سطحی (به انگلیسی: Surface tension) ویژگی‌ای در مایع‌ها است که باعث می‌شود لایه بیرونی آن‌ها به صورت ورقه‌ای کشسان عمل کند. این همان ویژگی‌ای است که موجب ربایش دو سطح مایع به یکدیگر می‌شود؛ مانند دو قطرهٔ آب که همدیگر را می‌ربایند و قطرهٔ بزرگ‌تری می‌سازند.

کشش سطحی کمیتی است که بعد نیرو در واحد طول یا انرژی در واحد سطح دارد و در فیزیک معمولاً با γ نشان داده می‌شود. کشش سطحی را همچنین می‌توان مقدار کار لازم برای ایجاد واحد سطح مشترک جدید در نظر گرفت.هر مولکول مایع از سوی مولکول‌های دیگرِ مایع ربوده می‌شود. مولکول‌هایی که درون حجم مایع هستند، از همه جهت ربوده می‌شوند و برایند نیروی وارد به آن‌ها صفر است. اما مولکول‌هایی که در سطح مایع هستند، تنها از یک جهت از سوی دیگر مولکول‌ها ربوده می‌شوند و نیروی ربایش در آن سوی مرز مایع (مثلاً از طرف مولکول‌های هوا) به آن‌ها کمتر است.

بنابراین، به مولکول‌های روی سطح مایع نیروی خالصی به سمت درون وارد می‌شود که این نیرو با مقاومت مایع در برابر فشرده‌شدن خنثی می‌شود. در نتیجه، نیرویی در مایع به وجود می‌آید که می‌خواهد سطح مایع را کم کند. از همین رو سطح مایع به شکل ورقه‌ای الاستیک عمل می‌کند و آن قدر جمع می‌شود که کمترین سطح ممکن را داشته باشد.

راه دیگر برای توضیح کشش سطحی این است که یک مولکول اگر در کنار مولکول همسایه‌اش باشد، انرژی‌اش کمتر از وقتی است که کنار آن همسایه نباشد. مولکول‌های درونی بیشترین تعداد همسایه‌های ممکن را دارند. ولی مولکول‌هایی که در سطح هستند همسایه‌های کمتری دارند و بنابراین انرژی‌شان بیشتر از انرژی مولکول‌های درونی است. بنابراین، وقتی که مایع می‌خواهد انرژی کل‌اش را کمینه کند، می‌کوشد تا از شمار مولکول‌های سطحی‌اش بکاهد، و این یعنی یک مایع می‌خواهد کمترین سطح ممکن را داشته باشد.

برای کاستن از سطح، یک مایع همیشه هموارترین شکل ممکن را در سطح خود می‌گیرد.هر خمیدگی تازه بر روی سطح به مساحت بیشتر و در نتیجه انرژی بیشتر می‌انجامد.اگر بخواهیم رویهٔ دوبعدی‌ای را بیابیم که میان مرزهای مشخصی قرار بگیرد و کمترین سطح ممکن را داشته باشد، شاید با ریاضیات به سختی به نتیجه برسیم. ولی به جایش می‌توانیم مرزها را با سیم بسازیم و آن را درون ظرفی پر از آب و صابون فرو ببریم. لایهٔ حباب صابونی که بین سیم‌ها ساخته می‌شود به تقریب نشان‌دهندهٔ رویه‌ای با کمترین سطح ممکن است (اگر گرانش زمین نبود دقیقاً کمترین سطح را می‌ساخت).

اگر بخواهیم رویهٔ دوبعدی‌ای را بیابیم که میان مرزهای مشخصی قرار بگیرد و کمترین سطح ممکن را داشته باشد، شاید با ریاضیات به سختی به نتیجه برسیم. ولی به جایش می‌توانیم مرزها را با سیم بسازیم و آن را درون ظرفی پر از آب و صابون فرو ببریم. لایهٔ حباب صابونی که بین سیم‌ها ساخته می‌شود به تقریب نشان‌دهندهٔ رویه‌ای با کمترین سطح ممکن است (اگر گرانش زمین نبود دقیقاً کمترین سطح را می‌ساخت).

شکستن جریان مایع به قطره
جریان آبی که از شیر می‌آید، هر چه‌قدر هم که یکنواخت باشد، قطره‌قطره می‌شود. این به خاطر پدیده‌ای به نام ناپایداری پلاتو-ریلی است . که خود پیامد مستقیمی از کشش سطحی است.

دانه‌دانه‌شدن قطره‌های باران روی سطح خودرو. آب به سطوح روغنی بسیار کم جذب می‌شود و به خودش به‌شدت جذب می‌شود. از همین رو، روی سطح خودرو قطره تشکیل می‌دهد. کشش سطحی در پدیده‌های دیگری هم رخ می‌دهد، مثلاً در موادی که کشش سطحی آن‌ها کم است:حباب صابون سطح بسیار بزرگی با مادهٔ بسیار کمی دارد. قطره‌هایی که از آب ساخته‌شده‌اند، ناپایدارند.

برای مشاهده بقیه به ادامه مطلب رجوع کنید…

دانلود + ادامه مطلب

دی وی دی های مهندس دربندی
دی وی دی های مهندس در بندی
به ما امتیاز بدهید