نکته هاي کوتاه فيزيک 2

[Pari_A]

- رادار
مخفف و به معنای آشکار سازی و فاصله يابی به کمک امواج رادیویی است.اين سيستمکه بر اساس الکترو مغناطيس کار می کند با ارسال شکل موجهای خاص به طرف هدف و در يافتموج بازگشتی اطلاعاتی درباره جهت در اختيار استفاده کننده قرار ميدهد.اصول اوليه رادار در سال ۱۸۸۸ م توسط هرتز عرضه شد و آلمانيها پيشگامان اين علم بودند.محدوده عمل رادارها به لحاظ تئوری-۳MHz ۳۰۰GHzاست.اما بيشتر رادارها در باند مايکروويو ۱۸GHz-۱GHz وUHF_VHF کار ميکنند.باندهای رادار به گونه ای مشخص می شود که اثرات منابع و انتشار و انعکاس هدف در هر باند تقريبا يکسان باشد.اصول کلی يک رادار تقريبآ در تمام سيستمها يکسان و به صورت زير ميباشد: آنتن<-->سيرکولاتور<-->*****<-->تقويت کننده <-->پردازش و نمايش<--> فرستنده .کاربردهای رادار نه تنها در استفاده های نظامی است بلکه در مصارف غير نظامی نيز هست مانند:
پزشکی:سيستمهای تصوير برداری(انعکاس)از بافت های بدن
اجتماعی:کنترل ترافيک هوايي-ناوبری هوايي و دريايی-جلوگيری از تصادفات-فضا
(سنجش اجرام فضايی)-اجرای قانون توسط پليس(تعيين سرعت اتومبيل ها)-کنترل خط توليد
هواشناسی
زمين شناسی
کشاورزی:(تخمين ميزان محصول و اينکه زمان برداشت رسيده يا نه)
انواع رادار
رادارهای پالس
رادارهای موج پيوسته
رادارهای ردياب
رادارهای پالس دوپلری MTI_AMTI
رادارهای ليزری LADAR
چگونگی گريز از رهگيری رادار
داشتن سطح مقطع موثر و روشهای کاهش آن:
-شکل دهی وتغیر شکل
ـمواد جاذب رادار(کربن)
ـحذف غیر فعال
ـحذف فعال:موج ازلحاظ دامنه و فاز وفرکانس اندازه گیری شده و بازگشتی آن را اکو می کنند.
----------------------------------------------------------------------
- درسال ۱۶۵۴قبل از اختراع ماشين بخار اولين بار اتوفن گواريک فيزيکدان المانی با ازمايش نشان داد که هوا دارای فشار است.وی ابتدا هوای دونيمکره مسی را با پمپ تخليه هوا از انها خارج نمود وسپس انها را به هم چسباند اين نيمکره ها بقدری از هوای بيرون تحت فشار بودند که ۸ جفت اسب از طرفين هم نمی توانستند نيمکره ها را از هم جدا سازند. فشار هوا را در سطح تراز دريا يک اتمسفر فرض شده است با بالا رفتن از سطح تراز دريا فشار هوا به علت کاهش چگالی هوا کم می شود از انجايی که شارش هوا از منطقه پر فشار به کم فشار صورت ميگيرد کوهنوردان در صعود به کوه دچار مشکل می شوند چون هوای بيرون فشار کمی دارد وبراحتی اکسيژن وارد بدن شخص نمی شود به همين دليل کوهنوردان در صعود به کوههای مرتفع اکسيژن با خود حمل ميکنند.
- آيا ميدانستيد که هرچه از مركز زمين فاصله بگيريم نيروي جاذبه كمتر مي شود، در نتيجه وزن كاهش مي يابد ، وزن فردي که در خط استوا ايستاده از وزن همين شخص در قطب شمال و جنوب كمتر است زيرا در خط استوا زمين بر آمده تر و در قطب هموارتر است اين تفاوت وزن حدود پنج درصد است

- ابررسانا ها ، برخي از فلزها ، آلياژها يا تركيبهاي فلزها هستند كه در دماهاي پايين نزديك به صفر مطلق ،مقاوت الكتريكي و نفوذپذيري مغناطيسي خود را از دست ميدهند و رسانايي الكتريكي آنها بينهايت زياد ميشود ، محدوده دمايي به ماهيت ماده بستگي دارده ، كه از حدود 0.5 تا 18 درجه كلوين است ، خاصيت ابر رسانايي در فلزات قليايي، فلزهاي نجيب و مواد فرو مغناطيس مشاهد نشده است ، بلكه به طور عمده در عنصرهايي كه اتم آنها 3، 5 يا 7 الكترون در لايه ظرفيت خود دارد و مقاومت الكتريكي آنها در دماي معمولي زياد است بوجود مي آيد.
پديده ابر رسانايي از همان آغاز كشف ، توجه دانشمندان را بخود جلب كرده بود ، اونز اولين كسي بود كه هليم را مايع كرد و نخستين بار خواص ابر رسانايي مواد را در چنين دماهاي پاييني اندازه گرفت و معلوم داشت كه مقاومت الكتريكي جيوه در دماي 4.2 درجه كلوين به شدت محو ميشود ، در طول 75 سال اخير ، فلزات و آلياژهاي ديگر هم به فهرست ابررسانا ها افزوده شدند . ابر رسانايي در دماهاي بالا هم امكان پذير است ، كوپرات با فرمول شيميايي YBr2 Cu3O6.9 كه در دماي 93 درجه كلوين خواص ابر رسانايي را نشان ميدهد. در سال هاي پاياني دهه 1950 سه فيزيكدان - به نام هاي دكتر جان باردين، دكتر لئون كوپر و دكتر جان شرايفر - سازوكارهاي فيزيكي را كه به ابررسانايي منجر مي شوند، درك كردند. كار آنها به افتخار اين سه دانشمند، تئوری S.C.Bنام گرفت (آنها جايزه نوبل فيزيك در سال 1972 را از آن خود كردند.)در اواخر سالهای 1980 ابر رساناها در دماهای بالا نيز کشف شد.
كاربردها
ابر رساناهاي دماي پايين امروزه در ساخت آهنرباهاي ويژه طيف سنجهاي رزونانس مغناطيسي هسته ، رزونانس مغناطيسي براي مقاصد تشخيص طبي ، شتاب دهنده ذره ها ، ترنهاي سريع مغناطيسي و انواع ابزارهاي رسانايي الكترونيكي بكار ميرود از ديگر كاربردهاي انها مي توان به دستگاه هاي عكس برداري تشديد مغناطيسي هسته و قطارهاي جديدي كه توسط نيروهاي مغناطيسي در هوا معلق هستند و با سرعت 400 كيلومتر بر ساعت حركت مي كنند، اشاره كرد. . اما براي اينكه ابررساناهاي دماي بالا در كاربردهاي ميدان مغناطيسي در دماي بالا رقابت كنند ، هنوز زمان لازم دارد ، اين بعلت دشواري در توليد انبوه و با كيفيت بالاست . اگر چه در حال حاضر ، بازار ابررساناهاي دماي بالا رونق كمي دارد ، گمان ميرود كه در خلال دو دهه آينده كاربر د آن فراگير و پررونق شود .

- ابرمايعات نيز در درجه حرارت بسيار پايين، يعنی تنها کمی بالاتر از صفر مطلق، فعاليت می کنند و هيچ نوع اصطکاکی نشان نمی دهند به طوری که اگر به گردش درآيند متوقف نخواهند شد
--------------------------------------------------------------------------
- منظور از برق گرفتگي چيست ؟
اگر جريان برق از بدن انسان يا حيوان بگذرد برگ گرفتگي ايجاد مي شود . ممكن است اندازه جريان عبوري از بدن محسوس نباشد كه در اين صورت برق گرفتگي قابل تشخيص نيست . اما در صورتيكه ميزان جريان عبوري زياد شود ابتدا شوك به بدن وارد مي شود و در صورت زيادتر شدن جريان سبب قطع ضربان قلب - ايست تنفس و در نهايت مرگ مغزي مي شود .
اندازه جريان و ولتاژ مجاز چقدر است ؟
براي جريان متناوب 15 ميلي آمپر و براي جريان مستقيم 60 ميلي آمپر - ولتاژ متناوب 65 ولت و ولتاژ مستقيم 45 ولت است .
چگونه مي توان شخص را از خطر برق گرفتگي محافظت كرد ؟ به اين منظور بايد تمامي گزينه هايي را كه سبب برق گرفتگي مي شود يافت و آنها را بي اثر كرد . مهترين عاملي كه سبب برق گرفتگي مي شود اتصال بدنه است . در اين حالت بكمك كليد FI يا سيم ارت يا كليد FU يا سيستم نول اتصال بدنه را حذف مي كنيم . مي توان از دستگاههايي استفاده كرد كه بدنه عايقي دارند و امكان اتصال بدنه در آنها وجود ندارد . مي توان ولتاژ كار دستگاهها را كمتر از ولتاژ خطرناك براي بدن - كمتر از 65 ولت - بكار برد و در نهايت مي توان از ترانسهاي ايزوله استفاده كرد كه باعث جدا سازي فاز برق شهر از تغذيه دستگاه مي شود و در نتيجه در صورت اتصال بدنه خطر برق گرفتگي از بين مي رود
----------------------------------------------------------------------------------
بعد چهارم
صفر: يعني جايي كه هيچ بعدي نداره نه طول نه عرض نه ارتفاع و ... در اون موجودات بدون بعد زندگي ميكنن موجوداتي كه نمي تونن حركت بكنن
عالم يك بعدی :دنيايي است كه به آن خط ميگويند كه از نقطه هايي پشت سر هم تشكيل شده
و فقط داراي طول هست و موجودات روي آن فقط ميتونند به يك سو حركت كنندو با توجه به اين امكانات يه محدوديتي هم به بعد صفر دارد مو جودات در بعد ۱ نميتونن در كنا هم حركت بكنند و يا بعبارتي در كنار هم در عرض باشند در بعد صفر به دليل موجودات بدون بعد اين كار ممكن هست صفحه يا فضاي ۲ :بعدي مجموعه اي خط فقط داراي طول و عرض ميباشد
فضاي ۳ بعدی :يا همون مكعب داراي طول و عرض و ارتفاع (حجم)
بعد چهارم: زمان , نيوتن فكر مي كرد كه زمان چيزيست كه در همه ي عالم يكسان است. يعني ساعت روي دست شما و ساعتي كه در فلان ستاره است يك جور كار مي كند. اما انشتين اين را عوض كرد. گفت كه براي اينكه معادلات فيزيك در دنيا صادق باشد (هم روي زمين و هم در فلان ستاره) پس بايد طوري شود كه ساعتها در دنيا متفاوت كنند. يعني زمان حول و حوش ستاره اي كه خيلي سنگين است، خيلي تندتر بگذرد و روي يك ستاره ي سبك زمان بايد كندتر باشد. پس در جايي كه هيچ جرمي نيست (مثل فضاي بين ستاره ها) زمان خيلي خيلي كند جلو مي رود. نه اينكه ساعتتان خراب باشد. يعني اينكه اگر با ساعت خود به آنجا برويم چيزي از كندي زمان نمي فهميم. اما اگر كسي از زمين بتواند ساعت ما را بخواند مي فهمد كه ساعت ما مثل وقتي كه روي زمين بود كار نمي كند. -------------------------------------------------------------------------------------------------------
- ارتباطات راديويي
خانواده ارتباطات راديويي بسيار گسترده است . شيوه هاي مختلف نيز در شبكه سازي بدون سيم مورد استفاده قرار مي گيرد كه در ذيل به آنها اشاره مي كنيم:
1- radio ferequency RF : كه به فركانس امواج راديويي مشهور است. در اين روش شبكه بين محدود 10 كيلو هرتز تا چند گيگابايت قرار مي كيرد. آنتن هاي كه اين امواج را انتقال مي دهند ممكن است بصورت تمام جهتي و يا جهتي خاص استفاده شود. شعاع انتشار اين امواج بسيار زياد است كه البته براي نقاط دور تر امواج تقويت مي شود. ديتا در اين روش با سرعت 1 تا 11 مگابايت در ثانيا انتقال مي يابد كه ارتباطات در اين محدوده نيازي به مجوز ندارد و تجهيزات ارتباطي نيز بصورت گسترده فراهم مي باشد.
2- microwave : مايكروويو شيوه ديگري از شبكه هاي بي سيم مي باشد. امواج مايكروويو تنها از يك جهت منتشر مي شوند. سرعت انتقال متغير بوده و از يك تا دو مگابايت بر ثانيه مي باشد. مايكروويو شديداً تحت تاثير اتمسفر و نوسانات جويي نظير رعد و برق قرار دارند. اين سيستم ها در دو نوع زميني و ماهواره اي موجود بوده و از آنتن هاي بشقابي دو طرفه براي رله امواج در نوع زميني استفاده مي شود. براي استفاده از تجهيزات مايكروويو نياز به اخذ مجوز است.
3- IR :‌يا مادون قرمز نوع ديگري از امواج راديويي است. اين امواج از طريق ديودهاي نورگسيل LED‌ و يا ليزري ILD توليد مي شوند فركانس امواج مادون قرمز بالا است لذا سرعت انتقال ديتا از 1 تا 16 مگابايت در ثانيه مي باشد.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
- آنتـــــن وسيله ای است ، که در راديو و تلويزيون مورد استفاده قرار ميگيرد ، کار آنتن گيرنده گرفتن امواجي است ، که از دستگاه فرستنده منتشر گشته و بعد از پيمودن راه درازی ضعيف شده است آنتن اين امواج ضعيف را ميگيرد و به آمپلي فاير دستگاه مي سپارد ، تا دوباره قوی شوند ، و به صورت صدا و تصوير در آيند دوازده دســــــامبر سال 1901 ميلادی بود که ?مارکني? در يک اتاق اجاره ای دستگاه فرستنده ای کار گذاشته بود ، که از ساعت 15 تا 18 هر روز علايم راديويي مي فرستاد اين پيام فقط ?اس? بود ، که به دنبال هم از دستگاه فرستنده به صورت امواج الکترو مغناطيسي صادر ميشد وی تواسته بود ، اين امواج را از روی دريای مانش عبور دهد و اين کار او با موفقيت قرين بود ولـــــي اين بار که مي خواست اين علايم راديويي را از فراز اقيانوس اطلس بگذراند با ناکامي روبه رو شد زيرا دستگاه گيرنده او اين علايم را دريافت نکرد مارکني در اين موقع فقط بيست و پنج سال داشت وقتي در حضور تماشاگران زيادی آزمايش خود را بي نتيجه ديد ، بدون اينکه خودش را ببازد ، يک بادبادک درست کرد يک سيم نازک به آن متصل ساخت و بادبادک را به هوا فرستاد ، در حالي که انتهای پاييني اين سيم به دستگاه گيرنده وصل بود وقتي ارتفاع بادبادک از زمين تقريبا" به پنجاه متر رسيد ، ناگهان گيرنده به صدا در آمد و علامتهای ?اس? پشت سر هم از آن شنيده شد مارکني فريادی از خوشحالي برکشيد او به وسيله اولين آنتني که ساخته بود ، موفق شد ، پيامهای راديويي را بعد از طي مسافت سه هزار و پانصد کيلومتر اخذ کند زيرا بين گيرنده و فرستنده اقيانوس اطلس قرار داشت امروزه نيز گيرنده راديويي يا تلويزيوني وقتي ميتواند نتيجه مطلوب بدهد که آنتن مناسب داشته باشد.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
- ايا ميدانستيد كه سرعت گريز سرعتي است كه يك شئ بايد داشته باشد تا بتواند از سح يك جرم بزرگ ﴿سياره﴾ بگريزد.اين سرعت را ميتوان توسط اين معادله بدست اورد:

M جرم سياره , R شعاع ان و G ثايت جهاني جاذبه است.اين سرعت براي كره زمين تقريبا برابر است با 10>4 * 1.2 متر بر ثانيه ﴿توجه , اين سرعت به جرم شئ بستگي ندارد﴾ همين طور كه در معادله ميبينيد اگر جرم كره زياد و شعاع ان كم شود سرعت گريز ان بسيار زياد ميشود.براي مثال سرعت گريز براي يك شئ در كره اي كه جرم ان 3 برابر خورشيد و شعاع تنها 10 كيلو متر باشد, تقريبا برابر سرعت نور است.