تفکرات فلسفی به هنگام ظهور مکانیک کوانتومی

تفکر فلسفی فیزیکدانان در زمان پیدایش مکانیک کوانتومی دچار تغییر و یا شاید به بیان بهتر تزلزل عمیقی گردید.برای آندسته ازفیزیکدانانی که صدها سال با جبر نیوتنی یا اصل علیت خوگرفته بودند و وقوع هر معلولی را به یک علت خاص ربط می‌دانند بسیار دردناک بود که دست از این تفکر بردارند چرا که این تفکر بخوبی با وقایع دنیایی قابل مشاهده سازگاری می نمود.گردش زمین تنها معلول نیروی گرانشی است که خورشید برآن وارد می‌کند، انحراف نور ستارگان دور دست از یک مسیر مستقیم، تنها معلول انحنای فضا – زمان است  و دامنه این تفکر جبری به جائی رسید که لاپلاس ریاضیدان فرانسوی بیان نمود که حالت جهان معلول گذشته آن و علت آ‌ینده آن است. این تفکر به ما می‌گوید که با آگاهی از موقعیت کنونی هر چیزی می توان آینده ی آن چیز را به طور بسیار دقیقی پیش بینی نمود. بنابراین همه چیز از جبر نیوتنی یا اصل موجبیت یا علیت پیروی می کرد ولی با  پیدایش فیزیک کوانتومی و اصل عدم قطعیت همه چیز تغییر نمود و تردید و احتمال بر دنیای زیر سایه انداخت .غیر قابل پیش بینی بودن برخی از وقایع – تاثیر روش های اندازه‌گیری بر روی سیستمهای مورد آزمایش- ناتوانی مطلق دراندازه گیری همزمان متغیرها‌ی مکمل(چون تکانه و مکان ذرات یا خاصیت موجی و ذره‌ای فوتون) از جمله پیامدهای مکانیک کوانتومی بود. این فیزیک جدید به ما می‌‌گوید نمی‌توان با قطعیت مسیر یک ذره‌ای را بادانستن تمامی حالات کنونیش پیش‌بینی کرد، ما هرگز نمی‌توانیم بفهمیم در پدیده تداخل الکترون مورد نظر ما از کدام یک از دو شکاف دستگاه عبور کرده است.مکانیک کوانتومی همانند فیزیک کلاسیک و نسبیت این اجازه را به ما نمی‌دهد که با دانستن حالت کنونی یک سیستم با قطعیت از آینده آن صحبت کنیم.همه جا صحبت ازمیانگین‌ها و احتمال در میان است و همین موضوع بود که اینشتین را وادار به بیان این جمله کرد : خدا هرگز تاس نمی‌اندازد.

به ادامه مطلب مراجعه نمایید

فیزیک علمی است که روابط ریاضی یک پدیده را که خاصیت تکرار داشته باشد بصورت یک قانون بیان می کند هر چند ممکن است تعاریف متفاوتی از فیزیک ارائه داد ولی مهم آن است که علم فیزیک در مورد روابط بین اشیاء مادی بحث می کند.

فلسفه ی فیزیک از دیدگاه فیلسوفان

دکارت می گفت :محقق است که خدا قبلا همه چیز را مقدر کرده است و قدرت اراده فقط ناشی از اینست که ما به قسمی عمل می کنیم که از نیروی خارجی که به سبب آن مجبور به عمل خاصی هستیم آگاه نمی باشیم. دنیای جدیدی که گالیله و نیوتن.. ساخته بودند حتی عامه مردم را درگیر خود کرده بود هرچند مردم بصورت فطری از آن سر باز می زدند و آن را قبول نداشتند آنها اراده می کردند و به مقصود می رسیدند در واقع فیزیک کلاسیک از طرز تفکر موجبیت (دترمی سیسم ) دفاع می کرد و پایه استدلالات آن بر پایه منطق ریاضی بود و ظاهرا چاره ای جز قبول موجبیت در طبیعت نبود امانوئل کانت برای رفع این مشکل در مورد آزادی اراده می گوید اگر عالم فقط همین است (که می بینیم) در این صورت بدیهی است که اراده نمیتواند آزاد باشد یعنی که چیزی را که می بینیم شاید چیزی نباشد که در واقع هست همان مثال مشهور غار افلاطون که کسانی که در زنجیر شده اند سایه ها را واقعیت می شمارند و نمی دانستند که سایه ها فقط سایه ای از واقعیت هستند! کانت بدین صورت عقیده خود را بیان می کند که پدیده ها فقط نشانه ها و نمایشهایی از حقیقت مطلق هستند نه خود حقیقت و استدلال می کند که منشاء اصلی آنها باید در جایی غیر از این عالم پدیده ها باشد بطوری که هر چند یک پدیده با پدیده دیگر رابطه علت و معلول داشته باشد ضرورتی برای قبول علیت بین تولید کنندگان آن پدیده نباشداگر، توجه خود را به پدیده ها معطوف کنیم ظاهرا قوانین ماشینی و جبر درست هستند و اگر بتوانیم با حقیقتی که اساس و اصل پدیده ها ست تماس حاصل کنیم شاید ببینیم که چنین قانونی وجود ندارد کانت در ادامه می گوید هدفش اثبات آزادی اراده نبود بلکه فقط می خواست این مسئله را حل کند که حداقل طبیعت و آزادی متضاد هم نیستند البته آنان سعی می کردند آزادی اراده را به اثبات برسانند هر چند بطور کامل موفق نشدند مکانیک نیوتنی توسط فرمولهای ریاضی پایه ریزی شده بود و ظاهرا شکست ناپذیر بنظر میرسید اما پس از مدتی مشخص شد آنگونه که در ابتدا فکر می کردند نمی توانند تمام پدیده ها را توجیه کنند از جمله خواص نور که خاصیت دوگانه ای از خود نشان می داد هم عصر نیوتن، هویگنس از لحاظ هندسی ثابت کرد که نور دارای خاصیت موجی است هر چند بعضی از پدیده ها با در نظر گرفتن خاصیت ذره ای نور قابل توجیه بوده با این حال در پدیده ها یی مانند تداخل و پراش نظریه ذره ای دچار مشکل می شد و در عوض نظریه موجی به طور کامل آنها را توجیه می کرد.

به ادامه مطلب مراجعه نمایید

هنگامی که مردم در مورد کارایی اتومبیل فکر می کنند، معمولاً کلماتی نظیر: اسب بخار، گشتاور و شتاب صفر تا صد به ذهن شان خطور می کند. ولی اگر راننده نتواند خودرو را کنترل کند، همه قدرتی که توسط موتور ایجاد می گردد، بدون استفاده است. به همین دلیل، مهندسین خودرو تقریباً از هنگامی که به فناوری موتورهای احتراق داخلی چهار زمانه دست پیدا کردند، توجهشان به سیستم تعلیق معطوف گردید.
کار تعلیق خودرو، در به حداکثر رسانیدن اصطکاک بین لاستیک و سطح جاده، برای فراهم آوردن هدایت پایدار، دست فرمان خوب و اطمینان از اینکه سرنشینان در راحتی به سر می برند، خلاصه می شود. در این مقاله ما به کاوش چگونگی کارکرد سیستم تعلیق می پردازیم، و اینکه در طول سال ها چگونه متحول شده، و اینکه طراحی سیستم های تعلیق در آینده به کدام جهت سوق پیدا می کند.
اگر جاده ها کاملاً صاف بودند و بدون هیچ دست اندازی، ما نیازی به سیستم تعلیق نداشتیم. ولی جاده ها از صاف بودن فاصله زیادی دارند. حتی جاده هایی هم که به تازگی آسفالت شده اند، دارای ناصافی هایی جزئی هستند که می توانند بر چرخ های خودرو تاثیر بگذارند. این ناصافی ها بر چرخ ها نیرو وارد می کنند و طبق قوانین حرکت نیوتن، همه نیروها جهت و اندازه دارند. یک دست انداز باعث می شود تا چرخ به صورت عمودی بر سطح جاده بالا و پایین برود. البته نیرو به بزرگی و کوچکی دست انداز بستگی دارد. در عین حال، چرخ خودرو هنگامی که از نا هم سطحی عبور می کند، یک شتاب عمودی را نیز به دست می آورد.
بدون یک نظام مداخله کننده، همه انرژی عمودی چرخ، به شاسی که در همان جهت در حال حرکت است انتقال می یابد. در چنین شرایطی، ممکن است که چرخ ها به طور کامل ازجاده جدا شده و سپس، تحت نیروی جاذبه، مجدداً با سطح جاده برخورد کنند. چیزی که شما نیاز دارید، سیستمی است که انرژی چرخ را (که دارای شتاب عمودی است) در حال عبور از دست انداز، جذب کرده و به شاسی و بدنه اجازه دهد تا به راحتی حرکت کنند.
مطالعه نیروهای موجود در یک خودروی متحرک را دینامیک خودرو می نامند، و برای درک بهتر ضرورت وجود یک سیستم تعلیق، در وحله اول، نیاز به دانستن بعضی مفاهیم می باشد. اکثر مهندسان اتومبیل، دینامیک خودروی متحرک را از دو دیدگاه بررسی می کنند:
▪ سواری، توانایی خودرو برای به نرمی عبور کردن از یک جاده پر دست انداز.
▪ دست فرمان، امنیت خودرو در شتاب، ترمز و در پیچ ها و دورها.
این دو خصیصه را می توان به صورت عمیق تری در سه بخش مهم توضیح داد – ایزولاسیون جاده، نگهدارندگی جاده و پیچ.
▪ شاسی:
سیستم تعلیق یک خودرو در حقیقت بخشی از شاسی است که شامل تمام سیستم های مهمی که در زیر بدنه قرار دارند، می شود.
این سیستم ها شامل بخش های زیر می شوند:
ـ شاسی(فریم): قطعه ساختاری و حامل بار که بدنه موتوردار خودرو را حمل می کند، پس در نتیجه توسط سیستم تعلیق پشتیبانی می شود.
ـ سیستم تعلیق: تشکیلاتی که وزن را تحمل می کند، شوک و فشار را جذب کرده و کاهش می دهد و تماس لاستیک را کنترل می کند.
ـ سیستم هدایت: مکانیزمی که راننده را قادر می سازد تا وسیله را هدایت کرده و جهت بدهد.
ـ چرخ ها و لاستیک ها: اجزایی که حرکت خودرو را، با درگیری (اصطکاک) با سطح جاده، میسر می سازند.
با مرور این شمای کلی در ذهن، نوبت پرداخت به سه قطعه بنیادین هر سیستم تعلیق می رسد: فنرها، کمک فنرها و میل موج گیر.
▪ فنرها:
سیستم فنرهای امروزی بر پایه ی یک طرح از چهار طرح کلی می باشند:
ـ فنرهای پیچشی: رایج ترین نوع فنر بوده و در اصل یک میله فلزی سخت و محکم می باشد که حول یک محورپیچیده است. فنر پیچی ها باز و بسته می شوند تا جا به جایی چرخ ها را جذاب کنند.
ـ فنرهای تخت: این نوع از فنر از لایه های مختلف فلزی تشکیل شده که به یکدیگر متصل می شوند تا به عنوان یک واحد عمل کنند. فنرهای تخت، اول بار در کالسکه های اسب کش استفاده شدند و تا سال ۱۹۸۵ بر روی اکثر اتومبیل های آمریکایی به کار گرفته می شدند. امروزه نیز هنوز بر روی اکثر کامیون ها و خودروهای سنگین استفاده می شوند.
ـ میله های پیچشی: میله های پیچشی از خواص پیچش یک میله استیل استفاده می کند تا کارایی همانند فنر پیچشی را ایجاد کند. طریقه کارش به این صورت می باشد که یک سر میله به بدنه خودرو قلاب و متصل شده. انتهای دیگر به یک جناغ متصل است که مانند اهرمی عمل می کند که با زاویه º ۹۰ نسبت به میله پیچشی حرکت می کند. هنگامی که چرخ با یک دست انداز برخورد می کند، حرکت عمودی به جناغ انتقال یافته و سپس، در طی عمل هم سطح سازی، به میله پیچشی می رسد. پس از آن میله پیچشی به دور محورش می پیچد تا نیروی فنری ایجاد نماید. خودروسازان اروپایی از این سیستم به صورت گسترده ای استفاده کردند، و نیز در ایالات متحده، پاکارد و کرایسلر در طول سال های ۱۹۵۰ تا ۱۹۶۰ این کار را انجام دادند.
ـ فنرهای بادی: فنر بادی که شامل یک محفظه سیلندری هوا می باشد، بین چرخ و بدنه خودرو قرار گرفته، و از خواص فشرده سازی هوا استفاه می کند تا لرزش های چرخ را بگیرد. طرح آن بیش از یک قرن قدمت دارد و می توان آن را در کالسکه های اسب کش یافت. فنرهای بادی در آن دوران از کیسه های چرمی پر از هوا درست می شدند، بسیار شبیه به کیسه های سازهای بادی؛ در سال ۱۹۳۰ فنرهای بادی چرمی-قالبی جایگزین این کیسه ها شدند.
با توجه به محلی که فنرها در خودرو قرار دارند – که همان بین چرخ ها و بدنه می باشد – مهندسان، اغلب صحبت درباره جرم معلق و جرم نامعلق (= جرمی که در تماس با جاده می باشد) را مناسب می دانند.
▪ فنرها: جرم معلق و نامعلق
جرم معلق، جرم خودرو بر فنرها است، حال آنکه جرم نامعلق به صورت جداگانه، جرم بین جاده و فنرهای سیستم تعلیق تعریف می شود. خشکی فنر، بر عکس العمل جرم معلق در هنگام رانندگی تاثیر می گذارد. خودروهایی که دارای جرم معلق ضعیفی هستند، نظیر خودروهای اشرافی (مانند خودروی شهری لینکلن) می توانند دست اندازها را به راحتی هضم کرده و یک سواری فوق العاده نرم و راحت را فراهم آورند؛ هر چند، این چنین خودرویی از شیرجه و نشست، در هنگام ترمز کردن و شتاب گرفتن رنج می برد و در سر پیچ ها و دورزدن ها، تمایل بیشتری به تجربه موج یا پیچش بدنه نشان می دهد. خودروهایی که دارای فنرهای سخت می باشند، مانند خودروهای اسپرت (مثل Mazda Miata) نسبت به جاده های پر دست انداز، خشونت بیشتری نشان می دهند. ولی این نوع اتومبیل، به خوبی حرکت بدنه را به حداقل می رساند؛ واین بدان معناست که آنها قابلیت سواری به صورت دیوانه وار را دارا هستند، حتی در سر پیچ ها.
پس در حالی که فنرها به خودی خود، قطعاتی ساده به نظر می آیند، طراحی و به کارگیری آنها بر روی یک خودرو به منظور تعادل بین راحتی سرنشین و کنترل خودرو، فرآیند پیچیده ایست. و برای پیچیده تر ساختن مسئله، همین کافی است که فنرها به تنهایی نمی توانند یک سواری کاملاً نرم را فراهم آورند. چرا؟ زیرا آنها در جذب انرژی بسیار عالی عمل می کنند، ولی در رهاسازی اش به آن خوبی نیستند. قطعات دیگری، به عنوان کمک فنر نیاز هستند تا این کار به خوبی انجام پذیرد.
● سیستم های تعلیق تاریخی
در قرن شانزدهم تلاشی در حل مشکل انتقال بد همه نیرو از دست انداز به گاری و واگن ها انجام گردید. آنها توسط چهار کیسه چرمی پر از باد که به چهار ستون شاسی متصل بودند، بدنه گاری را (که شبیه به یک میز وارونه بود) معلق نمودند، و چون بدنه گاری از شاسی معلق بود، سیستم، به عنوان یک "سیستم تعلیق" شناخته شد – اصطلاحی که امروزه نیز به انواع راه حل ها اطلاق می شود. سیستم "بدنه معلق"، یک نظام فنری کامل نبود، ولی چرخ ها و بدنه را قادر می ساخت تا به صورت آزاد حرکت کنند.
فنرهای نیمه بیضوی، که با نام "فنرهای گاری" نیز شناخته می شوند، به سرعت جایگزین تعلیق کیسه های چرمی شدند. فنرهای نیمه بیضوی به صورت عمومی در انواع واگن ها، گاری ها و ... استفاده می شدند. اغلب، هم بر روی اکسل عقب و هم بر روی اکسل جلو به کار می رفتند. هرچند، این سیستم باعث به وجود آمدن موج رو به جلو و عقب می شد و مرکز ثقل بسیار بالایی داشت.
با ورود و ازدیاد خودروهای موتوری، سیستم های فنری متفاوت و موثرتری گسترش یافتند که سواری را بر سرنشینان راحت تر می کردند.

منبع: سایت مقالات علمی ایران

وقتی هواپیمایی برعرشه ناوهواپیمابری فرودمل آید،سرعتش بایددرمسافتی حدود60متراز240کیلومتردرساعت به صفربرسد.وزن هواپیماممکن است23تن باشد،بنابراین مقدارانرژی جنبشی که بایدخنثی شودقابل توجه است.درعین حال آهستگی هواپیمانیزبایدیکنواخت باشد،بدین معناکه نبایدحرکتی ناگهانی رخ دهدکه یاباعث شکستگی گردن خلبان شودیابه اسکلت هواپیمافشاربیش ازحدواردکندیامسیرفرودرامختل کند.درحالت ایده آل،شتاب منفی بایدتدریجی باشدیعنی ازصفربه ماکزیمم مقداربرسدوسپس تاوقتی هواپیمابه توقف کامل برسد،ثابت بماند.

ادامه ی مقاله در ادامه مطلب

جوشکاری اصطکاکی نسبت به دیگر انواع جوش نظیر قوس الکتریکی، جوشکاری لیزری و جوشکاری با گاز، مزایای بسیاری دارد. این نوع جوشکاری تنها برای قطعاتی میسر است که شکل دوار داشته باشند زیرا عمل جوش توسط حرارت حاصل از چرخش سریع و تحت فشار یک یا هر دو قطعه نسبت به یکدیگر صورت می‌پذیرد، اما با استفاده از روش جوشکاری اصطکاکی تلاطمی، می‌توان ورق‌های فلزی را نیز به یکدیگر پیوند داد. در این مقاله به معرفی مختصر این روش می‌پردازیم.

لطفا این مقاله را در ادامه مطلب را بخوانید

به علت زیاد بودن محتوای مقاله، آن را در ادامه مطلب بخوانید.

مقاله زیر نوشته مهندس سعید شادروانان است و در مجله موتور چاپ شده است.

چکیده
در سال‌های اخیر، توانمندیهای پرنده های کوچک (mini aerial vehicles) و میکروپرنده‌ها (MAV's) به منظور انجام عملیات شناسایی، اکتشاف و تجسس در کنار هواپیماهای بدون سرنشین (UAV)، بسیار مشهود بوده است. انتخاب ترکیب مناسبی از سیستم پیشرانش (موتور و ملخ)، یکی از مهمترین مراحل تعیین کننده در طراحی این وسایل پرنده میباشد. در این مقاله به مطالعه و بررسی سیستم اندازه‌گیری و محاسبه کارآیی بخش پیشرانش میکروپرنده‌ها پرداخته خواهد شد. همچنین آزمایشات تجربی مختلف در راستای محاسبه نیروی تراست و توان تولیدی در این وسایل پرنده شرح داده میشود. نتایج حاصل از آزمایشات تجربی با داده‌های شرکت سازنده مقایسه شده و از این طریق، صحت روند آزمایشات بررسی میگردد. بررسی سیستم‌های اندازه‌گیری و انجام آزمایشات تجربی، موجب بهینه شدن روند طراحی ملخ‌ها و انتخاب مناسب موتور با توجه به پارامترهای انجام مأموریت وسیله پرنده خواهد شد.

ادامه ی مقاله ادامه مطلب

آیا می دانید : سقف های گنبدی بسیار محکم تر از سقف های معمولیست ؟؟

سوخت یک نیروگاه هسته ای ، اورانیوم است. اورانیوم عنصری است که در اکثر مناطق جهان از زیرزمین استخراج می شود. اورانیوم بعداز مرحله کانه آرایی بصورت قرصهای بسیار کوچکی در داخل میله های بلند قرار گرفته و داخل رآکتور نیروگاه نصب می شوند. کلمه «Fission» به معنی شکافت است. در داخل رآکتور یک نیروگاه اتمی ، اتمهای اورانیوم تحت یک واکنش زنجیره ای کنترل شده ، شکافته می شوند. در یک واکنش زنجیره ای ، ذرات حاصل از شکافت اتم به سایر اتمهای اورانیوم برخورد کرده و باعث شکافت آنها می گردند. هریک از ذرات آزاد شده مجدداً باعث شکافت سایر اتمها در یک واکنش زنجیره ای می شود. درنیروگاههای هسته ای ، معمولاً از یک سری میله های کنترل جهت تنظیم سرعت واکنش زنجیره ای استفاده می گردد. عدم کنترل این واکنشهامی تواند منجربه تولید بمب اتم شود. اما در بمب اتم ، تقریباً ذرات خالص اورانیوم 235 یا پلوتونیوم (باشکل و جرم معینی) باید با نیروی زیادی در کنارهم قرار گیرند. چنین شرایطی در یک رآکتور هسته ای وجود ندارد.


واکنشهای زنجیره ای همچنین باعث تولید یک سری مواد رادیواکتیو می شوند. این مواد در صورت رهایی می توانند به مردم آسیب برسانند. بنابراین آنها را به شکل جامد نگهداری می کنند. این مواد در گنبدهای بتنی بسیار قوی نگهداری می شوند تا در صورت بروز حوادث مختلف ، خطری بوجود نیاید .


واکنشهای زنجیره ای باعث تولید انرژی گرمایی می شوند. این انرژی گرمایی برای جوشاندن آب در قلب رآکتور مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین ، به جای سوزاندن سوخت ، در نیروگاههای هسته ای ، اتمها از طریق واکنش زنجیره ای شکافته شده و انرژی گرمایی تولید می کنند. این آب از اطراف رآکتور به قسمت دیگری از نیروگاه فرستاده می شود . در این قسمت که مبدل گرمایی نامیده می شود، لوله های پر از آب حرارت داده شده و بخار تولید می کنند. سپس بخار حاصله باعث گردش توربین و درنتیجه تولید برق میشود.
رئیس شرکت دولتی ایمنی امور نظارت فنی روسیه گفت که نیرو گاه هسته ای توسط روسیه در بوشهر در حال ساخت است بدون هیچ تردیدی ایمن است و همه استانداردهای بین المللی معاصر را برآورده می کند .


ولادیمیر کوزلوف رئیس شرکت دولتی ایمنی امور نظارت فنی روسیه (Rostekhnadzor) در گفتگویی با خبرگزاری ایتارتاس گفت که مسئله اصلی در باره ایمنی نیروگاه بوشهر حفاظت آن در مقابل تاثیرات جوی است .


وی گفت : نیرو گاه اتمی بوشهر باید به طور موثر در یک صدم درصد رطوبت و چهل و پنج درجه دمای هوا کار کند . مثل اینکه در یک حمام روسی دائمی قرار داشته باشد .


این کارشناس روسی گفت : این نیروگاه همچنین تمامی اصول ایمنی دیگر را برآورده می کند و بویژه در مقابل زلزله مقاوم است ومی تواند سقوط یک هواپیما از ارتفاع چند هزار کیلو متری را تحمل کند و از تهدیدات تروریستی نیز حفاظت می شود .


وی با بیان این مطلب که واحد های انرژی اتمی این نیرو گاه که توسط روسیه ساخته شده است یکی از بهترین واحدهایی است که در جهان ساخته شده گفت : در نیرو گاه بوشهر که از هر ده کارشناس آن پنج تن آنها روسی هستند به طور دائم کیفیت این نیرو گاه در برابر هرگونه نشت و سوراخ کنترل می کنند و هر ساله دهها کارشناس روسی از ساختمان این سایت بازدید می کنند .


رئیس شرکت (Rostekhnadzor) گفت ما برتولید تمامی تجهیزات لازم نظارت کامل داریم و بخشهایی ازاین تولیدات را به 130 شرکت روسی که در طرحهای بوشهر سهیم هستند واگذار کردیم .
شایان ذکر است ولادیمیر کوزلوف که شرکت وی قراردادهای جداگانه ای با ایران برای کمک به امور بازرسی هسته ای این نیرو گاه امضاء کرده است و این قرارداد در سال 1996 به امضاء رسیده و از همان سال تا سال 2008 اعتبار دارد . طبق این قرارداد کارشناسان روسی بازرسی از نقشه و نصب نیروگاه بوشهر ، آموزش پرسنل و تایید اسناد کنترل کیفی لازم را انجام می دهند.

منبع :www.daneshju.ir

محققان کره‌ای گیرنده‌های بویایی انسان را با فناوری نانو ترکیب کرده و نوع جدیدی از «بینی بیوالکترونیکی» با قابلیت درک بیشتر حس بویایی تولید کرده‌اند.

به گزارش سرویس علمی پزوهشی ایسنا- منطقه علوم پزشکی تهران؛ تای هیونک پارک و جیونگسیک جانگ از دانشگاه ملی سئول تخصص گروه تحقیقاتی خود در زمینه فناوری زیستی و ابزارهای پلیمری رسانا را با یکدیگر ترکیب نموده و پروتئین‌های گیرنده بویایی انسان (hOR) را روی نانولوله‌های پلیمری رسانا سوار کردند. سپس این نانولوله‌ها را به آرایه‌ای از میکروالکترودها متصل کرده و یک ترانزیستور اثر زمینه ساختند. زمانی که مولکول‌های بو به گیرنده‌های پروتئینی متصل می‌شوند، تغییراتی در سیگنال الکتریکی ترانزیستور ایجاد کرده و موجب تشخیص بو می‌شوند.

پارک می‌گوید این سیستم می‌تواند بو را به خوبی تشخیص دهد. این پروتئین‌ها در سطح خود دارای گروه‌های آمینی هستند؛ پلیمرهای رسانا نیز با گروه‌های اسید کربوکسیلیک عامل‌دار شده‌اند؛ در نتیجه پروتئین‌ها می‌توانند با تشکیل پیوندهای پپتیدی به صورت کووالانسی به نانولوله‌ها متصل شوند. وجود این پیوند کووالانسی بدین معناست که اگر مولکول‌ها بو به گیرنده‌های پروتئینی متصل شوند، سیگنال حاصله به خوبی به نانولوله‌ها منتقل می‌شود».

گیرنده مورد استفاده در این ابزار به خوبی به بوتیرات آمیل متصل می‌شود. آمیل بوتیرات استری با بوی آناناس یا زردآلو است که به عنوان افزودنی غذایی استفاده می‌شود.

این گروه پژوهشی دریافتند که می‌توانند به راحتی غلظت‌های بسیار کم (فمتومولار) از آمیل بوتیرات را با این ابزار تشخیص دهند، در حالی که استرهای مشابه (همانند بوتیل یا هگزیل بوتیرات) که تنها در یک اتم کربن با مولکول اصلی تفاوت دارند، با غلظت‌های 10 میلیارد برابر بیشتر هیچ پاسخی را توسط این شناساگر موجب نشدند.

پارک می‌افزاید: «حساسیت و انتخابگری این ابزار بسیار خوب است که نشان می‌دهد پروتئین هنوز به خوبی عمل می‌کند و در اثر اتصال به نانولوله، آسیب ندیده است. هنوز نمی‌دانیم اتصال این پروتئین‌های گیرنده بو به نانولوله‌ها چه تغییری در کنفورماسیون آنها ایجاد کرده است، اما می‌بینیم که هنوز کار می‌کند».

با وجودی که این ابزار کاربردهای زیادی در تشخیص مولکول‌های خاص دارد، پارک توضیح می‌دهد که آنها می‌خواهند از این ابزار برای درک بهتر چگونگی عملکرد حس بویایی انسان کمک بگیرند.

او می‌گوید: «حدود 370 تا 380 گیرنده بویایی مختلف وجود دارند، اما بسیاری از آنها انتخابگری خاصی برای مولکولی ویژه نداشته و مولکول هدف برخی از آنها را نمی‌شناسیم. ما باید تعداد زیادی از این گیرنده‌ها را روی این ابزار جدید استفاده کرده و سپس ابزارهایی با ترکیب‌های مختلف از این گیرنده‌ها بسازیم تا بتوانیم بوهای مختلف را شناسایی کرده و بفهمیم که انسان چگونه میان این بوها تمایز قائل می‌شود».

منبع : سایت فیزیک هوپا

در ادامه ی مطلب مقاله ای ارزشمند و پر محنوا در مورد آیرودینامیک پرواز را بخوانید.

NEW YORK—In advance of their debut at the Society of Automotive Engineers World Congress in Detroit April 20, Honda gave ScientificAmerican.com a preview of two devices designed to assist the elderly and the physically disabled in walking.

David Iida, a spokesperson for Honda present at the event, says the primary inspiration for the devices was the demographic shift in Japan, which has a shrinking population and the world's highest proportion of elderly people. Honda's goal: to provide automated devices such as the Stride Management Assist and the Body Weight Support Assist that will provide the aged and disabled with increased mobility.

The Stride Management Assist works by pushing and pulling the user's legs forward or backward as he or she walks. Two small, silent electric motors placed level with the hip joint power the device, which straps on to the user with three belts—one around the waist and two around each leg.

The Bodyweight Support Assist supports the weight of users rather than adding extra force to their stride. Users "sit" in a saddle connected to their shoes by leglike armatures, and the unit maintains a constant upward force toward the wearer's center of gravity, making it feel as if the user is lighter than he or she actually is.

http://www.youtube.com/watch?v=EdK2y3lphmE

http://www.youtube.com/watch?v=qNEOI7bYl3c

Main Source: Www.Sciam.Com 

چکیده :

هنگامی که خازنی با الکترودهای نامتقارن با ولتاژ بسیار بالا شارژ شود ، یک نیروی پیشران غیر عادی به سمت الکترود کوچکتر ظاهر میشود . این پدیده که به اثر بیفلد - براون مشهور است اساس کار بسیاری از پرنده‌های امروزی را تشکیل می‌دهد . بهترین رکورد منتشر شده برای پرواز این نوع پرنده‌ها 2.4 متر از [سطح زمین] اعلام شده است . با این حال هنوز توجیه فیزیکی قابل قبولی برای این اثر شناخته نشده است .


ویدئو
http://www.youtube.com/watch?v=ulP1UB5PIN0

k=½Iω²



که k انرژی جنبشی دورانی ، I ممان اینرسی جسم دوار و W سرعت زاویه‌ای این دوران است . برای درک این انرژی یا نیرو فرض می‌کنیم که میدان الکتریکی پیرامون الکترون ، تقارن خود را برای مدتی از دست داده و تمام انرژی جنبشی دورانی آن تبدیل به انرژی جنبشی انتقالی شود که در این وضعیت الکترون شتاب گرفته و سرعت آن اینچنین بدست می‌آید :







Kω انرژی جنبشی دورانی الکترون ، I لختی دورانی یا ممان اینرسی الکترون ، ω سرعت زاویه‌ای الکترون معادل 20^10 الی 23^10 رادیان بر ثانیه ( علت اختیار این سرعت زاویه‌ای این است که زوج الکترون - الکترون در هنگام تبدیل شدن به زوج الکترون - پوزیترون و برعکس ، تابش گاما جذب و یا گسیل می‌کند که بیانگر این موضوع است که الکترونها به تعداد فرکانس امواج گاما در حال دوران حول محور فرضی خود در هر ثانیه هستند ) ، Kv انرژی جنبشی انتقالی الکترون ، m جرم الکترون معادل 9.109534X10-31 کیلو گرم و v سرعت خطی ( انتقالی ) الکترون میباشد .

بشقاب پرنده‌ها توان تولید میدان الکتریکی بسیار قوی ، پیرامون خود را دارند که با تغییر در چگالی آن میتوانند به نیروی بسیار زیادی از نوع الکتروگراویتی دست یابند که این نیرو میتواند بی‌وزنی و شتاب بسیار زیادی به آنها بدهد .



http://www.youtube.com/watch?v=GQ_V1UlL-qY
ویدئو

جهت کسب اطلاعات بیشتر فایل PDF زیر را به دقت مطالعه فرمایید .

www.ki2100.com/pdf/electro_gravity/electrogravity1.pdf

شرح کلی موضوع در ادامه مطلب

با توجه به نفوذ روز افزون سیستم های هیدرولیکی در صنایع مختلف وجود پمپ هایی با توان و فشار های مختلف بیش از پیش مورد نیاز است . پمپ به عنوان قلب سیستم هیدرولیک انرژی مکانیکی را که توسط موتورهای الکتریکی، احتراق داخلی و ... تامین می گردد به انرژی هیدرولیکی تبدیل می کند. در واقع پمپ در یک سیکل هیدرولیکی یا نیوماتیکی انرژی سیال را افزایش می دهد تا در مکان مورد نیاز این انرژی افزوده به کار مطلوب تبدیل گردد.

فشار اتمسفر در اثر خلا نسبی بوجود آمده به خاطر عملکرد اجزای مکانیکی پمپ ، سیال را مجبور به حرکت به سمت مجرای ورودی آن نموده تا توسط پمپ به سایر قسمت های مدار هیدرولیک رانده شود.

در هواپیما اختلاف فشار هوائی که از روی بال و زیر بال می‌گذردایجاد نیروی برآر می‌کند و با خنثی شدن نیروی وزن، هواپیما به پرواز درمی‌آید.

بر هواپیمائی که در حال پرواز یک‌نواخت و مستقیم است چهار نیرو وارد می‌شود:

نیروی پیش‌رانش که هواپیما را به جلو می‌برد.

نیروی برآر ناشی است از شکل بال هواپیما و سرعت هواپیما و همچنین زاویه قرار گیری بال هواپیما نسبت به جریان هوا و هواپیما را به بالا می‌برد.

نیروی پسار یا نیروی مقاوم هوا که جهت آن رو به عقب هواپیما است و همواره در مقابل نیروی پیش رانش قرار دارد و مقدار آن بستگی به شکل بال هواپیما و سرعت هواپیما و همچنین زاویه قرار گیری بال هواپیما نسبت به جریان هوا دارد.

نیروی وزن که هواپیما را به پائین می‌کشاند.

نیروی پیش‌رانش در خلاف جهت نیروی پسار است و نیروی وزن هواپیما در خلاف جهت نیروی برا قرار دارد. اگر نیروی پیش‌رانش بزرگ‌تر از نیروی پسار یا مقاومت هوا نباشد هواپیما دچار واماندگی خواهد شد و همچنین برای پرواز باید نیروی برآر از نیروی وزن بیشتر باشد تا هواپیما بتواند از زمین بلند شده و پرواز کند. وزن هواپیما ثابت است (بدون در نظر گرفتن وزن سوخت) ولی در شرایط مختلف پرواز نیروهای دیگر (نیروی برار و نیروی پسار و نیروی پیش‌رانش) ممکن است تغییر نمایند. مثلاً در هنگام اوج گیری که زاویه هواپیما نسبت به افق بیشتر است نیروی پسار هم بیشتر خواهد بود. اگر توان موتور یا نیروی پیش‌رانش نتواند نیروی پسار ایجاد شده در اثر افزایش زاویه پرواز هواپیما را جبران کند، هواپیما دچار واماندگی خواهد شد. همچنین نیروی برار هم با افزایش سرعت هواپیما افزایش خواهد یافت و با ارتفاع گرفتن هواپیما در اثر رقیق شدن هوا (در صورت ثابت بودن سرعت هواپیما) کاهش می یابد.

برآر یا نیروی برآر، نیرویی است که در اثر حرکت ماهواره در شاره (سیال) ایجاد می‌شود. پرواز هواپیما در اثر نیروی برآری است که حاصل از شکل مقطع آیرودینامیکی بال‌ آن است، که اصطلاحاً مقطع ماهیواره دارند، نیروی برآر بال هواپیما به عواملی مانند سرعت هواپیما، مساحت بال، چگالی هوا، و شکل ماهیوارهٔ بال بستگی دارد و مطابق با فرمول زیر محاسبه می‌شود.

که در این فرمول:

ρ( V^2) S C(L) = 2L

L نیروی برآر هواپیما،
ρ چگالی هوا،
V سرعت پرواز هواپیما،
S مساحت بال، و
(C(L ضریب برآر است.
برآر را در فارسی «برآ» هم می‌گویند. واژه «برآر» پیشنهاد فرهنگستان است

پسار برآیند تمام نیروهائی است که هنگام حرکت جسم صلب در شاره در جهت مخالف حرکت آن عمل می‌کنند. این نیرو را معمولاً مقاومت هوا نیز می‌گویند، هرچند این اصطلاح دقیق نیست. پسار القایی درگ القایی نوعی از نیرو میباشد که در اثر نیروی برا بوجود می آید.هنگامی که بال با زاویه حمله صفر پرواز میکند نیروی پسا ر القایی نداریم و پسار موجود تماما یک نیروی اضافی و صرفاً مقاوم است.هنگامی که زاویه حمله افزایش مییابد بال یک نیرو ایجاد میکند,مولفه هایی از این نیرو که با باد نسبی موازی است پسار القایی نامیده میشود. همان طور که میدانید وقتی که بال نیروی لیفت ایجاد میکند جریان باد را بصورت یک مسیر منهنی منحرف میکند.نیروهای منتجه هنگامی که با هم جمع شوند نیروی عکس العمل کل را تشکیل میدهند.اگر نیروی عکس العمل کل درست عمود بر جریان نسبی باد باشد آن وقت نیروی لیفت بدون پسار القایی خواهد بود.اما عملا هیچگاه میگوید که بال با بوجود آوردن down wash نیروی لیفت ایجاد میکند.به عبارت دیگر با عبور هوا از روی بال جریان هوا به سمت پایین منحرف میشود.نیروی لیفت نیروی عکس العمل در برابر این حرکت به سمت پایین میباشد.پس down wash منشا اصلی وجود درگ القایی است. عوامل موثر بر روی پسار القایی 1)نمای افقی بال نمای افقی بال مهم‌ترین فاکتور طراحی برای تعیین مقدار پسار القا شده است.معمولاً پیش بینی میشود که یک بال با پهنای بلندتر جریان باد را بیشتر به سمت پایین منحرف میکند تا یک بال با پهنای کوتاهتر.این خود up wash بزرگ‌تری را در جلوی بال ایجاد میکند اما اگر طول بال را بلندتر انتخاب کنیم آنگاه کمترین نیروی درگ القایی را خواهیم داشت. 2)زاویه حمله با افزایش زاویه حمله نیروی لیفت بیشتری خواهیم داشت و در نتیجه در انتهای بال down wash بیشتری خواهیم داشت.با افزایش یافتن down wash میدان فشاری که دور بال در حال چرخش است و گرداب های نوک را نیز در بر میگیرد قدرت بیشتری پیدا میکند که باعث افزایش up wash و در مهایت درگ القایی میگردد. 3)زاویه sweep هواپیمای دارای بالهای جارویی(همگرا)در موقعیت استال جریان هوای بیشتری را به سمت بالها همگرا میکند.این عمل به بزرگ‌تر شدن up wash در جلوی بال جارویی نسبت به بالهای مستقیم می انجامد و در نتیجه آن زاویه درگ القایی و همچنین زاویه حمله بزرگ‌تر در هنگام استال خواهیم داشت. با محاسبات ریاضی نه چندان پیچیده میتوان فرمولی را برای محاسبه درگ القایی ارایه کرد: D(i)=[2]W2/#peV2b2 با عرض پوزش قرارداد های زیر را درباره فرمول بالا بپذیریدچون که علایم جدیدی در ریاضیات اختراع کردم چون کامپیوترم برنامه فرمول نویسی نداشت: i داخل پرانتز به عنوان زیروند است برای D و در مجموع D با زیروند i معرف درگ القایی است. 2 داخل کروشه ضریب است وبجز آن هر عددی که میبینید معرف توان است. W وزن هواپیماست برحسب نیوتون. / یعنی تقسیم.

همان عدد پی است که هیچ شباهتی با نماد یونانی آن ندارد.

p همان رو یا چگالی هوا است بر حسب Kg/m2. V سرعت هواپیماست برحسب Km/h. b طول بال برحسب m و e عدد کارایی اسوالد است که برای بالهای بیضوی 1 وبرای سایر بالها بین0.7 تا 0.9 است برحسبN2h2m/Km2Kg(که باز هم اعداد توان هستند)عنوان پیوند. واژه «پسار» از پیشنهادات فرهنگستان است و در بیشتر متن‌های هوانوردی فارسی به آن «پسا» می‌گفتند.هواپیما با بال ثابت بیشتر هواپیماهای امروزی به‌ویژه هواپیماهای مسافری در این دسته جای دارند.

منظور از بال ثابت آن است که بال هواپیما (بر خلاف هلیکوپتر) فقط در اثر پیش‌رانش نیروی برآر ایچاد می‌کند. اگرچه بال در بعضی هواپیماها برای جاگیری کمتر یا ملاحظات هواپویشی ممکن است باز و بسته شود ولی این‌گونه هواپیما را نیز دارای بال ثابت می‌شمارند چون باز وبسته شدن بال ایجاد نیروی برآر نمی‌کند.هواپیما با بال ثابت

بیشتر هواپیماهای امروزی به‌ویژه هواپیماهای مسافری در این دسته جای دارند.

منظور از بال ثابت آن است که بال هواپیما (بر خلاف هلیکوپتر) فقط در اثر پیش‌رانش نیروی برآر ایچاد می‌کند. اگرچه بال در بعضی هواپیماها برای جاگیری کمتر یا ملاحظات هواپویشی ممکن است باز و بسته شود ولی این‌گونه هواپیما را نیز دارای بال ثابت می‌شمارند چون باز وبسته شدن بال ایجاد نیروی برآر نمی‌کند.

شهپرهای هواپیماها در چند نوع هستند از جمله شهپرهای برآفزا که به افزایش نیروی برآ (نیروی بالابرنده) در پرواز کمک می‌کنند و شهپرهای برآکُش که از نیوری برآ جلوگیری می‌کنند

منبع: هوپا

 فرایند بوییدن ار طریق تونل زنی الکترون . ( الف ) یک الکترون موجود در گیرنده ی بینی راه خود را جزء بخشنده ی گیرنده پیدا می کند ؛ ( ب) و ( ج ) بسامد ارتعاش مولکول معطر به الکترون امکان تونل زنی بین حالت های مختلف انرژی را می دهد ؛ ( د)  الکترون وارد واحد گیرنده می شود و مولکول آن را ترک می کند .

دانشمندان مرکز نانو فناوری لندن ( LCN - London Centre for Nanotechnology) در یونیور سیتی کالج لندن به تازگی نظریه ی 10 ساله و کنجکاوی بر انگیز بوییدن را تحلیل کرده و دریافته اند که این ایده شاید بیش از آنچه زمانی تصور می شد منطقی است .

دانشمندان دربار ه ی بوییدن فقط چند قطعه از پازل را در اختیار دارند و هنوز معلوم نیست که آن ها چگونه در تصویر بزرگ قرار می گیرند . اصولاً دانشمندان می دانند که مولکول های بودار موجود در هوا چند نوع گیرنده در بینی های ما را بر می انگیزد ، که سپس باعث به کار افتادن یاخته های عصبی مغز جهت تحلیل بو می شوند . اما ، در حالی که دانشمندان می دانند شکل و اندازه ی مولکول ها می تواند باعث متفاوت شدن بوی آن ها شود ، اما برخی مولکول ها ی با شکل تقریباً همانند بوی یکسانی ندارند .

این معمای ظاهراً لاینحل ناشی از عدم شناخت ما از چیز هایی است که در هنگام و پیش از بر هم کنش مولکول های بودار با گیرنده های بینی رخ می دهد . این فرایند های اولیه ی در مقیاس اتمی باید شامل برخی معیار های گزینش باشند که توضیح می دهد چرا گیرنده ها به مولکول ها ی با شکل های یکسان ( یا مختلف ) به صورت متفاوت واکنش می دهند .

امکانی که فیزیکدانان LCN جیفر بروکس (Jennifer Brooks ) ، فیلیو هارتوسیو ( Filio Hartosiou) ، آندرو هررسفیلد (Andrew Horsfield ) و استو نهام(Marshall Stoneham ) بررسی کرده اند آن است که الکترون های گیرنده ، در صورتی که بسامد ارتعاش مولکول های بودار نظیر اختلاف انرژی بین حالت های انرژی شود ، الکترون های گیرنده را می توان واداشت تا بین این حالت های انرژی تونل بزنند . گروه  LCN امکان فیزیکی این ساز و کار را که ابتدا دانشمندی به نام لوکاتورین (Luca Turin) در سال 1996 مطرح کرده بود بررسی کردند ، و دریافتند که یک مدل کلی این تونل زنی الکترون با قانون های فیزیک و همین طور جنبه های شناخته شده بوییدن سازگار است .

تونل زنی کوانتوم مکانیکی ، فرایندی که اغلب در فناوری مورد استفاده قرار می گیرد ، وقتی رخ می دهد که ذره ای در سد تونل بزند که به لحاظ مکانیک کلاسیک ممنوع است . این برای اجسام در مقیاس کوچک ، مانند الکترون ها ، به واسطه ی  ویژگی های موج گونه شان رخ می دهد . اگر ارتعاش های مولکول های بودار ( یا فونون ها ) باعث شود که الکترون های موجود در یک گیرنده ی بینی بین حالت های مختلف تونل بزنند ، سیگنال های عصبی به مغز فرستاده می شود . بسامد های مختلف ارتعاش را گیرنده های مختلف آشکار می سازند ، بنابراین ، چون مولکول های بودار مختلف دارای بسامد های متفاوتند ، پس مشام ما آن ها را متفاوت حس می کند .

استونهام گفت : " شخص من متعجب شدم که پاسخ های ما تا این اندازه قاطع به نظر می رسد – ما مجبور شدیم چیزی را سر هم بندی کنیم تا مقدار های مفید خاصی را برای پارامتر ها اختیار کنیم . در ابتدا اصلاً مطمئن نبودیم . در واقع وقتی اولین بار این ایده را 10 سال قبل شنیدیم ، اصلاً انتظار نداشتیم که عملی باشد . ایده ی ارکاتورین را دوست داشتم – جالب بود – اما معلوم شد آنچه انجام دادیم اصلاً بدیهی نیست . "

در حالی تصویر بنیادی شیمیایی بو در گذشته یک مدل «قفل وکلید » بود که در آن مولکول های به شکل متفاوت به گیرنده ها مختلف پر ارزش می یافتند ، گروه LCNبیان می کند که چگونه ساز و کار تونل زنی الکترون بیشتر یک مدل « کارت خوانی » است . مولکول بودار را ، گیرنده هایی که طیف ارتعاش آن را گرفته اند ،مثل یک کارت اعتباری با همساز شدن با شکل آن «می خوانند .»

استونهام اظهار داشت " نظریه های مهم دیگر در مورد چگونگی تولید سیگنال های منحصر به برخی مولکول ها ، نظریه هایی است که به شکل مولکولی بستگی دارد ، یعنی عمدتاً ساز و کار های «قفل وکلید » همان طور که در مقالۀ فیزیکال ریویو لتررز خود بیان کرده ایم ، این مدل متداول برای این مولکول های معطر کوچک با شکست بدی مواجه می شود ( مولکول های همانند دارای بوهای مختلف هستند ، مولکول های با شکل های متفاوت دارای یک بو هستند ، فرایند بر انگیخته شدن به خوبی تعریف نشده است . "

همان طور که محاسبه های گروه LCN نشان می دهد ، این روش بر انگیزش غیر مکانیکی به لحاظ فیزیکی قابل قبول است ؛ سیگنال الکترونی ناکشسان را می توان رمز گشایی کرد ؛ و به نظر می رسد ارتباطی بین طیف ارتعاش مولکول و بوی آن وجود داشته باشد . گرچه دانشمندان هنوز باید چیز هایی را درباره ی ویژگی های گیرنده ها بدانند ، اما مدل کارت خوانی بینشی را در مورد چگونگی عمل گزینش گری برای مشاهده ی انسان به دست می دهد . استونهام توضیح داد که " در مورد امکان شناخت کامل بوییدن در آیندۀ نزدیک ، سطح های شناخت متفاوتی وجود دارد . اما تا سطحی که بتوان بو ها را طراحی کرد ، احتمالاً آری ( و در واقع لوکاتورین و شرکت او فلکسیترال ( Flexitral) ، نسبتاً موفق بوده اند.)

ترجمه:  http://khalily.googlepages.com/rahbar

 برای ساختن چگاله ی بوز-آینشتاین فیزیکدانان معمولا گاز های اتمی را در چند میلیاردم یک درجه ی کلوین سرد می کنند. به تازگی گزینه ی جدیدی مطرح شده که می توان این سیستم های کوانتمی درشت مقیاس را در دما های نسبتا بالا با استفاده از پولاریتون ها کاوید.

بر اساس مکانیک کوانتمی، طبیعت موجی یک شئ به آن اجازه می دهد تا از میان مانعی بگذرد که از نظر فیزیک کلاسیک مطلقا غیر قابل نفوذ است.
پس چرا نمی توانیم تونل زنی و دیگر پدیده های کوانتمی را در زندگی روزمره مان ببینیم؟

دلیل اینست که این پدیده ها تنها در مقیاس طول موج اتم هایی اتفاق می افتد که اشیا ریز- مقیاس را شکل می دهند، و این طول موج ها بسیار کوچکتر از آنند که اثرشان دیده شود. برابر فرمول      (در این فرمول p اندازه ی حرکت است و برابر است با حاصل جرم در سرعت)، طول موج دوبروی یک اتم نوعی در دمای اتاق در حدود   است.

برای مشاهده ی رفتار موجی یک ذره ما باید اندازه حرکت آن را کاهش دهیم. اگر اندازه حرکت گروهی از ذرات آنقدر پایین باشد که طول موج ذرات با فاصله بینشان برابر شود، تابع موج منحصر به فرد ذرات شروع به انطباق سازنده می کنند یا به عبارتی افزایش می یابند. وضعیت بسیار منظمی که حاصل می شود به نام چگالش بوز- آینشتاین شناخته می شود که در آن تمام ذرات همچون یک موج واحد رفتار می کنند. این پدیده تنها در میان ذراتی به نام بوزون ها که دارای اندازه حرکت زاویه ای و اسپین صحیح هستند شکل می گیرد.

از زمان ساخته شدن اولین چگاله ی بوز- آینشتاین (BEC) از اتم های گاز روبیدیم، 12 پیش، فیزیکدانان علاقمند بوده اند که به این اندازه حرکت بسیار کوچک از طریق سرد کردن ذرات (کم کردن سرعتشان) برسند. اما دمای مورد نیاز فوق العاده پایین است، در مجموع تنها چند میلیاردم درجه، که نیازمند تکنیک های بسیار پیشرفته سرمایش از جمله سرمایش لیزری می باشد. گزینه ی دیگر که هماکنون توسط لابراتوار های بسیاری در سرتاسر دنیا دنبال می شود، ساختن نوع خاصی از ذرات بسیار سبک به نام پولاریتون است. پولاریتون ها که بوزون هایی هستند متشکل از یک جفت حفره- الکترون و یک فوتون، میلیارد ها بار سبک تر از اتم های روبیدیم هستند، بنابراین باید قادر باشند BEC را در دما های بسیار بالاتر تشکیل دهند.

اولین نشانه ی چگاله ی پولاریتون سال گذشته زمانی که Jacek Kasprazk از دانشگاه ژوزف فوریه در فرانسه به همراه همکارانی در سویس و انگلستان، از لیزر برای افزایش پیوسته چگالی پولاریتون ها در یک ریز حفره ی نیمه رسانا که در دمای نسبتا گرم 19K قرار دارد استفاده کردند، بدست آمد. آنها دریافتند که بالای چگالی بحرانی پولاریتون ها شروع می کنند به نشان دادن رفتار همدوس یک BEC.

دیگر محققان این زمینه شک داشتند که پولاریتون ها BEC واقعی بوده باشند، چراکه این رفتار تنها در منطقه ای که با لیزر برانگیخته شده است دیده شده، که این منطقه به خودی خود همدوس است. برای حل این مشکل دیوید اسنوک و همکارانش از دانشگاه پیتزبورگ و آزمایشگاه های بل در ایالات متحده سیستم مشابه ای ساخته اند که در آن پولاریتون ها توسط لیزری تولید می شوند که متعاقباً از برانگیختگی لیزری دوری می کند. آنها این کار را با استفاده از یک میخ تیز به عرض 50 μm انجام دادند که با ایجاد یک پریشانی ناهمگن در ریز حفره تله ای می سازد که پولاریتون ها می توانند در آن انباشته شوند. آنها دریافتند که در این سیستم هنوز BEC در دمای 4.2K شکل می گیرد.

با اینکه این نتیجه به گرمی BEC 19 کلوینی ای که تیم Kasprazk گزارش کرده نیست، دکتر اسنوک به فیزیک وب گفت که از زمان انتشار نتیجه تا کنون آنها دمای چگاله را تا 32K افزایش داده اند: "به دلایل متعدد می توان انتظار داشت که می توانیم به دماهای بالاتر هم برسیم... من رسیدن به دمای اتاق را پیش بینی نمی کنم اما بیش از 100K دور از دسترس نیست."
به علاوه ریز حفره ی تیم آمریکایی از نیمه رسانا های در دسترس گالیم آرسنید که در سیستم های محصور سازی -مانند آنچه که برای گاز های اتمی استفاده می شوند- ساخته شده است که باعث می شود این زمینه برای گروه های تحقیقاتی بیشتری قابل دسترسی باشد.

با این وجود هنوز تردید هایی وجود دارند که آیا سیستم اسنوک یک BED با شرایط متعارف است؟ چرا که پولاریتون ها چنان عمر کوتاهی دارند که سیستم تنها می تواند به شبه- تعادل برسد. اسنوک می گوید:" برخی می خواهند استفاده از عبارت BEC را به سیستم های در تعادل حقیقی محدود کنند. از طرف دیگر عده ای می خواهند این عبارت را کلی تر کنند تا تمامی انواع سیستم ها ازجمله لیزر را در بر گیرد. به نظر من این مسئله بیشتر مربوط می شود به اصطلاحات و نامگذاری فنی."

 pszine.com

اختر فیزیکدان‌ها دلایلی را یافته‌اند که روایت تصحیح‌شده‌ای از قانون دوم نیوتون (که با جرم و شتاب سروکار دارد) در مقیاس بزرگ عالم به خوبی کار می‌کند. این تصحیح‌های فیزیک نیوتونی به «دینامیک نیوتونی تصحیح شده» (Modified Newtonican Dynamics) (MOND) معروفند. الکس ایگناتیف (Alex Ignatiev) می‌گوید «نیوتون مبنایی را برای مکانیک کلاسیک در رابطه با نیرو، جرم و شتاب دراختیار می‌گذارد. این مبنا همواره، به استثنای موارد خاص صادق است». ایگناتیف روشی را برای آشکارسازی این مورد خاص ابداع کرده است که با شتاب‌های مختصر بر روی زمین سروکار دارد. این نوع آزمایش اغلب چنان دشوار درنظر گرفته می‌شد که در گذشته آن را ناممکن می‌دانستند. ایگناتیف که دانشمند انستیتوی پژوهش‌های فیزک نظری در ملبورن استرالیاتس، می‌گوید: «ما قبلاً مشاهده‌هایی از این نظریه با دلایل اختر فیزیکی داشتیم اما می‌خواهم ببینم که این نظریه روی زمین چگونه می‌شود». پیشنهاد ایگناتیف درباره‌ی چگونگی انجام این کار با عنوان «آیا نقض قانون دوم نیوتون امکان‌پذیر است؟» در فیزیکال ریویولترز چاپ شده است.

ایگناتیف می‌گوید «ولتسنرام‌های نقض قانون دوم نیوتون در شرایط خاص بر روی زمین با فیزیک بنیادی سروکار دارد. اگر قانون دوم بر روی زمین نقض شود، باید هر چیزی را که می‌دانیم مورد ارزیابی مجدد قرار دهیم» و این جایی است که مشکلات پیشنهاد ایگناتیف آغاز می‌شود. به نظر ایگناتیف «شرایط لازم برای آزمودن این موضوع واقعاً بسیار خاص است. زمان و مکان آن را باید به حساب آورد. جاهای ممکن برای انجام این آزمایش 80 درجه شمال و جنوب استواست. این در عرض‌های جغرافیایی مانند قطب جنوب و گرینلند قرار دارد که نواحی مساعدی نیستند اما زمان انجام آن نیز اهمیت دارد و باید به دقت تنظیم شود». ایگناتیف تأکید می‌کند که فقط در مدت 1000/1 ثانیه در دو تاریخ در طول سال، در حوالی اعتدال‌ها برای این کار مناسب است».

اگر قرار باشد این آزمایش‌ها انجام شوند، دانشمندان باید در جست‌وجوی چیزی باشند که اثر Static High Latitude Modified Inertia (SHLEM) نامیده می‌شود که حرف‌های اول لختی اشیای تصحیح شده‌ی عرض‌های جغرافیایی زیاد در هنگام اعتدال است و در شرایطی قابل ملاحظه است که نیروهای چرخش زمین حول محورش را نیروی مداری حرکت زمین به دور خورشید خنثی کند. به گفته‌ی ایگناتیف «این موضوع به جابه‌جایی مختصری می‌انجامد که باید آشکار ساخته شود» اما این موضوع چه‌قدر امکان‌پذیر است؟ به استثنای محاسبه‌هایی که به گفته‌ی او به تعیین تاریخ‌ها و مکان‌های مناسب آشکارسازی اثر SHLEM انجامیده است. به نظر ایگناتیف این کار شدنی است و چنان که قبلاً گمان می‌رفت، ناممکن نیست.

ایگناتیف می‌گوید «آشکارسازهای موج گرانشی نقطه‌های شروع خوبی هستند. به نظر او جست‌وجوی انتقال‌های مختصر در گرانی می‌تواند به شناخت این جابه‌جایی‌ها یا شتاب‌های مختصر کمک کند. به نظر یگناتیف «گرچه ما به نیروهای متفاوتی می‌نگریم اما روش آشکارسازی گرانشی را می‌توان برای این تحقیق به‌کار برد زیرا گرانشی، نیرویی ضعیف با تمام انواع جابه‌جایی‌هاست و جابه‌جایی‌های شتاب نیز به همین صورت کوچکند». او اضافه می‌کند «آشکارسازهای موج گرانشی زیادی وجود  دارند و آشکارسازهای بیش‌تری نیز در حال ساخت هستند».

  به رغم شرایط خاص لازم برای آزمودن نقض قانون دوم نیوتون بر روی زمین ایگناتیف حس می‌کند که این کار ارزش تحمل آن‌ها را دارد. به نظر او «این کار دشوار است اما ناممکن نیست. اثر SHELM کلید آن است و اگر این نقض را بیابیم، ارزش آن برای فیزیک بنیادی بسیار عظیم خواهد بود».

ترجمه:  http://khalily.googlepages.com/rahbar   

اگر می‌‌خواهید تصویری از سال 2050 میلادی در برابر چشمانتان ظاهر شود پس این مقاله را مطالعه کنید. حدود صد سال پیش ژول ورن نویسنده کتب علمی تخیلی، آنچه را که در نوشته‌هایش جای می‌داد فقط در رویاها می‌گنجید. کشتی زیردریایی، بالن، سفر به اعماق زمین، سفینه‌های فضایی و دریایی تنها جنبه تخیل این نویسنده را نشان می‌داد اما همان طور که می‌دانیم همه این رویاها به سرعت به حقیقت پیوست و همه تصاویر خیالی کتاب‌های ژول ورن واقعی شد و امروزه جزولاینفک زندگی بشر شده است. پس آنچه را که درباره سال 2050 خواهید خواند، شاید در حال حاضر کمی غیرواقعی جلوه کند اما شاید در42 سال آینده همه تخیلات و رویاهای انسان به تحقق خواهد پیوست.

همدم با روبات‌ها

کارشناسان و محققان هوش مصنوعی معتقدند تا 50 سال آینده روباتی به بازار خواهد آمد که به عنوان همدم می‌توان او را انتخاب کرد. در واقع روبات‌ها به دستگاه‌هایی بسیار مشابه انسان‌های امروزی تبدیل خواهند شد که احساس هم دارند و می‌توانند با حرکات خود انسان‌ها را عاشق خود کنند! این روبات‌ها به عنوان دوست، یاری‌رسان و همدم در نظر گرفته خواهند شد. دیوید لوی یک محقق انگلیسی هوش مصنوعی که استاد بین‌المللی شطرنج نیز هست اظهار داشت، که روبات‌ها کار خود را در کارخانجات خودروسازی آغاز کردند اما در آینده قرار است ارتباط بیشتری با انسان داشته باشند و رابطه‌ای احساسی را در پیش بگیرند.
روبات‌های آینده می‌توانند شوخ‌طبع، جدی یا عبوس باشند و هر فرد طبق علاقه خود، روبات‌ها را انتخاب می‌کند. کم‌کم روبات‌ها به اعضای خانواده تبدیل می‌شوند در مشورت‌ها شرکت می‌کنند و نظر می‌دهند و در گپ‌های دوستانه شرکت ابراز احساسات می‌کنند و می‌توانند یک همدم خوب برای انسان‌ها باشند.

بدن مجازی

تا سال 2050 علوم پزشکی به دلیل نقشه‌برداری از اعضای هر انسان به صورت مشخصی خواهد شد یعنی علم پزشکی برای هر فرد تصمیم می‌گیرد و دارو می‌سازد و هر یک از انسان‌ها صاحب یک «من برتر مجازی» خواهند شد که وزن، رژیم غذایی و پارامترهای سلامتی دیگر را کنترل خواهد کرد. همچنین علم پزشکی روی ژن‌های خاص و بیماری‌های آینده متمرکز می‌شود و هر فرد یک نقشه ژنتیکی خواهد داشت و طبق آن درمان خواهد شد.همچنین براساس تغییرات پزشکی، پیش‌بینی می‌شود که پوکی استخوان که یک بیماری رایج امروزی است، کاهش خواهد یافت و هیچ کس از استخوان درد و کمردرد رنج نخواهد کشید.از این رو دهه‌های بعدی پیر شدن جمعیت جهان بروز خواهد کرد.

نیویورک در سال 2050

به علت گرم شدن بیش از حد زمین و طوفان‌های شدید، مردم نیویورک باید این شهر را به فراموشی بسپارند، پیش‌بینی‌های رایانه‌ای از زیر آب رفتن این شبه جزیره بزرگ در آینده خبر می‌دهد. زیرا با شکسته شدن یکی از بزرگ‌ترین توده‌های یخی جزیره‌ای در آرکتیک کانادا بر اثر گرم شدن سطح زمین، بسیاری از شهرهای جهان به ویژه نیویورک زیرآب خواهد رفت. به گفته کارشناسان سطح آب اطراف نیویورک تا سال 2050 تا 50 متر بالا خواهد آمد. لذا در چند دهه آینده شهر نیویورک بر اثر آب شدن یخ‌های مناطق اطراف به ویژه قطب شمال ناپدید خواهد شد.

آلودگی هوا از بین خواهد رفت

حال با نگاهی خوش‌بینانه به آینده می‌نگریم پس باید بگوییم که به علت، تاثیر گازهای گلخانه‌ای که ناشی از سوزاندن سوخت فسیلی است، بشر از انرژی فوزیونی استفاده خواهد کرد که بهتر و ارزان‌تر خواهد بود. اتومبیل‌ها از سوخت‌های بدون آلوده‌کننده که هیدروژنی هستند و از راکتورهای فوزیونی به دست می‌آید، استفاده خواهند کرد. لذا آلودگی هوا تا سال 2050 از بین خواهد رفت.برای سفر به ناشناخته‌ها، بشر وسیله‌های نقلیه راحتی را به کره ماه و دیگر سیاره‌ها خواهد ساخت. حتی عده‌ای در کره ماه سکنی می‌گزینند. همچنین روبات‌ها در خدمت انسان‌ها هستند. خانم‌های خانه‌دار با استخدام یک روبات می‌توانند به راحتی بنشینند و تمام روز را تلویزیون تماشا کنند و خیالشان از بابت غذا و کارهای خانه راحت باشد.حتی قرار است مدرسه‌ها دیگر تشکیل نشود و دانش‌آموزان پای رایانه بنشینند و درس فرا بگیرند و درس جواب دهند. بدون آنکه مجبور باشند صبح خیلی زود از خواب بیدار و راهی مدرسه شوند و مورد بازخواست مسئولان مدرسه قرار گیرند.

اتمام نفت

حال با دیدی خلاف بر خوشبینی به آینده می‌نگریم: تولید جهانی نفت به اوج خود می‌رسد و همه سوخت فسیلی به پایان خواهد رسید و مردم تا زمانی که انرژی دیگری را جایگزین نفت و گاز کنند، مدتی طول خواهد کشید و به مشکلات زیادی برخورد خواهند کرد. اکولوژی رو به نابودی می‌رود، بالا آمدن آب دریاها، باعث می‌شود اکثر شهرهای قاره اروپا در آب فرو برود همچنین شهرهای ساحل جنوب و جنوب شرق آسیا، به علت نبود سوخت‌های فسیلی و گران شدن اتومبیل‌ها با سوخت هیدروژنی، مسافرت و حمل و نقل کالا محدود می‌شود و انسان‌ها مجبورند یا از دوچرخه استفاده کنند یا با پای پیاده راهی شوند.کمبود آب در جهان به یک معضل تبدیل خواهد شد و برای به دست آوردن آب که یک نوشیدنی حیاتی برای انسان‌هاست، کشورها با هم می‌جنگند تا آب بیشتری به دست آورند! حال نمی‌دانیم در پایان این مقال اشاره داشته باشیم که، زندگی در سال 2050 مناسب است یا نامناسب، آیا روی خوشش را به بشر نشان می‌دهد و یا روی بدش را...

به نقل از سی پی اچ تئوری

پُمپ یا تُلُمبه وسیله‌ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی مایعات را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولا حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد.

پمپ کاربردهای فراوان در صنعت و حتی در وسایل نقلیه دارد. مانند پمپ بنزین یا پمپ آب خودرو تا پمپ‌های بزرگ برای پر کردن حوضچه‌های تعمیر کشتی.

*تعریف پمپ: به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرﮊی مکانیکی را از یک منبع خارجی اخذ و به سیال مایعی که از آن عبور می کند، انتقال می دهد. در نتیجه انرﮊی سیال پس از خروج از این دستگاه (پمپ) افزایش می یابد. در پمپ ها تغییرات انرﮊی سیال همواره به صورت تغییر فشار سیال مشاهده می گردد. از پمپها برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا جا به جایی آن در یک سیستم لوله کشی و یا هیدرولیک استفاده می نمایند. به عبارت کلی تر از پمپ برای انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. پمپها دارای انواع مختلفی هستند که هرکدام دارای کاربرد خاصی می باشند. مهمترین پمپهایی که در این واحد استفاده شده اند عبارتند از:

1. پمپهای سانتریفوﮊ. 2. پمپهای رفت و برگشتی. 3. پمپهای چرخ دنده ای.

*پمپهای سانتریفوﮊ: این پمپها از نوعی می باشند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به طور دائمی انجام می پذیرد. پمپهای سانتریفوﮊ معمولا نیروی محرکه خود را از طریق یک الکترو موتور (موتور الکتریکی) دریافت می کنند. انتقال نیروی محرکه از موتور به پمپ از طریق یک محور به نام شَفت منتقل می شود. شَفت موتور به وسیله نوعی تجهیزات مکانیکی به نام کوپلینگ به شَفت پمپ متصل شده است. به این ترتیب انتقال نیرو به راحتی از طریق شفت موتور الکتریکی به شفت پمپ منتقل می گردد.

پمپ های سانتریفوﮊ دارای یک محفظه هستند که حلزونی شکل است و پوسته یا کِیسینگ نامیده می شود و درون آن یک یا چند چرخ قرار دارند که روی یک محور (شفت) نصب شده اند. هر چرخ مجهز به تعدادی پره می باشد. انتقال انرﮊی به سیال در این قسمت انجام می شود. برای اینکه از محل خروج شفت از کِیسینگ پمپ سیالی خارج نشود و اصطلاحا نشتی به خارج نداشته باشیم از ابزاری به نام مکانیکال سیل استفاده شده است. نکته بسیار مهم در مورد این نوع پمپها هواگیری یا پرایم کردن پمپ پیش از روشن کردن آنها می باشد. یعنی پس از لاین آپ نمودن پمپ و اطمینان از ورود سیال به داخل پمپ، باید از خروج کامل هوا یا گاز حبس شده در داخل پمپ نیز اطمینان حاصل نمود. از این نوع پمپها در ابعاد و اندازه های مختلف برای مصارف گوناگون ساخته می شوند.

*پمپهای رفت وبرگشتی: این نوع پمپها وسایلی هستند که انتقال انرﮊی از آنها به سیال به صورت پریودیک و دوره ای می باشد. نیروی محرکه این نوع پمپها نیز غالبا توسط موتورهای الکتریکی تامین می گردد. در این نوع پمپها حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل به حرکت رفت و آمدی پیستونی در یک سیلندر می شود. با عقب رفتن پیستون در سیلندر ایجاد مکش شده و در نتیجه مایع از طریق یک شیر ورودی داخل سیلندر می گردد. با حرکت پیستون به طرف جلو دریچه ورودی بسته و مایع از طریق شیر خروجی به خارج هدایت می گردد. شیرهای ورودی و خروجی یکطرفه بوده و طوری ساخته شده اند که در مراحل رفت و آمد پیستون، از ورود مایع داخل سیلندر به قسمت کم فشار و بالعکس ممانعت شود. اگر بجای پیستون، پلانجری در داخل سیلندر رفت و آمد کند در این حالت به آن پمپ پلانجری می گویند. در ضمن چنانچه پلانجر دیافراگمی را حرکت دهد پمپ از نوع دیافراگمی است. فرق میان پیستون وپلانجر در این است که طول سر پیستون کوتاه تر از مسافتی است که پیستون درون سیلندر طی می نماید، در حالی که طول پلانجر بیشتر از طول مسافت طی شده توسط آن در داخل سیلندر می باشد. از طرفی در پمپهای پیستون از حلقه یا رینگی جهت آب بندی پیستون و سیلندر استفاده شده است که روی بدنه پیستون قرار گرفته و همراه آن حرکت می کند، در حالیکه در پمپهای پلانجری این رینگ روی سیلندر قرار دارد و ثابت است. این پمپها معمولا کم ظرفیت هستند ولی فشار خروجی سیال را می توانند تا مقدار زیادی افزایش دهند. بنابراین از این پمپها در جاهایی که نیاز به جا به جا کردن سیالی با حجم کم ولی فشار بالا می باشد استفاده می کتتد. در ضمن باید به این نکته نیز توجه داشت که جریان سیال در این پمپها به صورت غیر یکنواخت می باشد. نکته بسیار مهم در مورد این پمپ ها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود

*پمپهای چرخ دنده ای یا گی یِر پمپ: این پمپها نوعی از پمپهای گردشی یا روتاری می باشند. پمپ های چرخ دنده ای از دو قسمت متمایز تشکیل شده اند، یکی قسمت جداره ثابت و دیگری قسمت دوار که شامل یک محور گردان با چرخ دنده می باشد. در پمپ های چرخ دنده ای مقداری مایع بین دنده های چرخ دنده پمپ به اصطلاح به تله می افتد و در اثر چرخیدن چرخ دنده ها این مایع به قسمت خروجی پمپ رانده می شود. این پمپ ها به گونه ای ساخته می شوند که در آنها فاصله میان اجزاء گردنده و جداره ثابت بسیار کم می باشد. کار برد این پمپها برای جا به جایی مایع با حجم کم و فشار متوسط می باشد. نکته مهم در مورد این پمپها آن است که هرگز نباید آنها را در حالیکه شیر خروجی پمپ (دیسچارج پمپ) بسته است روشن نمود؛ چرا که در این حالت، اگر هیچ شیر اطمینانی (سِیفتی وَلو) در مسیر دیسچارج پمپ وجود نداشته باشد، یا خود پمپ از بین می رود و یا اینکه لوله دیسچارج می شکند.

*کاویتاسیون : این پدیده یکی از خطرناکترین حالتهایی است که ممکن است برای یک پمپ به وجود آید. آب یا هر مایع دیگری، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معینی تبخیر می شود. هرگاه در حین جریان مایع در داخل چرخ یک پمپ، فشار مایع در نقطه ای از فشار تبخیر مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حبابهای بخار یا گازی در فاز مایع به وجود می آیند که به همراه مایع به نقطه ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می نمایند. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد، حبابهای بخار در این محل تقطیر شده و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف شده و با سرعتهای فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پره ها برخورد می نمایند. در چنین مکانی بسته به شدت برخورد، سطح پره ها خورده شده و متخلخل می گردد. این پدیده مخرب در پمپ ها را کاویتاسیون می نامند. پدیده کاویتاسیون برای پمپ بسیار خطرناک بوده و ممکن است پس از مدت کوتاهی پره های پمپ را از بین ببرد. بنابراین باید از وجود چنین پدیده ای در پمپ جلو گیری گردد. کاویتاسیون همواره با صدا های منقطع شروع شده و سپس در صورت ادامه کاهش فشار در دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صدا ها افزوده می گردد. صدای کاویتاسیون مخصوص ومشخص بوده وشبیه برخورد گلوله هایی به یک سطح فلزی است. همزمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش در می آید. در انتها این صداهای منقطع به صداهایی شدید ودائم تبدیل می گردد و در همین حال نیز راندمان پمپ به شدت کاهش می یابد.                          

   منبع>>>>> ویکی پدیا

بعد از اختراع لیزر در سال 1960 میلادی، ایده بکارگیری فیبر نوری برای انتقال اطلاعات شکل گرفت .خبر ساخت اولین فیبر نوری در سال 1966 همزمان در انگلیس و فرانسه با تضعیفی برابر با اعلام شد که عملا درانتقال اطلاعات مخابراتی قابل استفاده نبود تا اینکه در سال 1976 با کوشش فراوان محققین تلفات فیبر نوری تولیدی شدیدا کاهش داده شد و به مقدار رسید که قابل ملاحظه با سیم های کوکسیکال مورد استفاده در شبکه مخابرات بود.

در ایران در اوایل دهه 60 ، فعالیت های تحقیقاتی در زمینه فیبر نوری در مرکز تحقیقات منجر به تاسیس مجتمع تولید فیبر نوری در پونک تهران گردیدو عملا در سال 1373 تولید فیبرنوری با ظرفیت 50.000 کیلومتر در سل در ایران آغاز شد.فعالیت استفاده از کابل های نوری در دیگر شهرهای بزرگ ایران شروع شد تا در آینده نزدیک از طریق یک شبکه ملی مخابرات نوری به هم متصل شوند.

فیبرنوری یک موجبر استوانه ای از جنس شیشه (یا پلاستیک) که دو ناحیه مغزی وغلاف با ضریب شکست متفاوت ودولایه پوششی اولیه وثانویه پلاستیکی تشکیل شده است . بر اساس قانون اسنل برای انتشار نور در فیبر نوری شرط : می بایست برقرار باشد که به ترتیب ضریب شکست های مغزی و غلاف هستند . انتشار نور تحت تاثیر عواملی ذاتی و اکتسابی ذچار تضعیف می شود. این عوامل عمدتا ناشی از جذب ماورای بنفش ، جذب مادون قرمز ،پراکندگی رایلی، خمش و فشارهای مکانیکی بر آنها هستند . منحنی تغییرات تضعیف برحسب طول موج در شکل زیر نشا ن داده شده است.

فیبرهای نوری نسل سوم

طراحان فیبرهای نسل سوم ، فیبرهایی را مد نظر داشتند که دارای حداقل تلفات و پاشندگی باشند. برای دستیابی به این نوع فیبرها، محققین از حداقل تلفات در طول موج 55/1 میکرون و از حداقل پاشندگی در طول موج 3/1 میکرون بهره جستند و فیبری را طراحی کردند که دارای ساختار نسبتا پیچیده تری بود. در عمل با تغییراتی در پروفایل ضریب شکست فیبرهای تک مد از نسل دوم ، که حداقل پاشندگی ان در محدوده 3/1 میکرون قرار داشت ، به محدوده 55/1 میکرون انتقال داده شد و بدین ترتیب فیبر نوری با ماهیت متفاوتی موسوم به فیبر دی.اس.اف ساخته شد.

کاربردهای فیبر نوری

الف)کاربرد در احساسگرها

استفاده از احساسگرهای فیبر نوری برای اندازه گیری کمیت های فیزیکی مانندجریان الکتریکی، میدان مغناطیسی فشار،حرارت ،جابجایی،آلودگی آبهای دریا سطح مایعات ،تشعشعات پرتوهای گاماوایکس در سال های اخیر شروع شده است . در این نوع احساسگرها ، از فیبر نوری به عنوان عنصر اصلی احساسگر بهره گیری می شود بدین ترتیب که خصوصیات فیبر تحت میدان کمیت مورد اندازه گیری تغییر یافته و با اندازه شدت کمیت تاثیر پذیر می شود.

ب)کاربردهای نظامی

فیبرنوری کاربردهای بی شماری در صنایع دفاع دارد که از آن جمله می توان برقراری ارتباط و کنترل با آنتن رادار، کنترل و هدایت موشک ها ، ارتباط زیر دریایی ها (هیدروفون) را نام برد .

ج)کاربردهای پزشکی

فیبرنوری در تشخیص بیماری ها و آزمایش های گوناگون در پزشکی کاربرد فراوان دارد که از آن جمله می توان دزیمتری غدد سرطانی ، شناسایی نارسایی های داخلی بدن،جراحی لیزری فاستفاده در دندانپزشکی و اندازه گیری مایعات و خون نام برد .

فن آوری ساخت فیبرهای نوری

برای تولید فیبر نوری ، ابتدا ساختار آن در یک میله شیشه ای موسوم به پیش سازه از جنس سیلیکا ایجادمی گردد و سپس در یک فرایند جداگانه این میله کشیده شده تبدیل به فیبرمی گردد . از سال 1970 روش های متعددی برای ساخت انواع پیش سازه ها به کار رفته است که اغلب آنها بر مبنای رسوب دهی لایه های شیشه ای در اخل یک لوله به عنوان پایه قرار دارند .

روشهای ساخت پیش سازه

روش های فرایند فاز بخار برای ساخت پیش سازه فیبرنوری را می توان به سه دسته تقسیم کرد :

1.     رسوب دهی داخلی در فاز بخار

2.     رسوب دهی بیرونی در فاز بخار

3.     رسوب دهی محوری در فاز بخار

موادلازم در فرایند ساخت پیش سازه

- تتراکلرید سیلسکون :این ماده برای تا مین لایه های شیشه ای در فرایند مورد نیاز است .
- تتراکلرید ژرمانیوم : این ماده برای افزایش ضریب شکست شیشه در ناحیه مغزی پیش سازه استفاده می شود .
- اکسی کلرید فسفریل: برای کاهش دمای واکنش در حین ساخت پیش سازه ، این مواد وارد واکنش می شود .
- گازفلوئور : برای کاهش ضریب شکست شیشه در ناحیه غلاف استفاده می شود .
- گاز هلیم : برای نفوذ حرارتی و حباب زدایی در حین واکنش شیمیایی در داخل لوله مورد استفاده قرار می گیرد.
- گاز کلر: برای آب زدایی محیط داخل لوله قبل از شروع واکنش اصلی مورد نیاز است .

مراحل ساخت

+ مراحل سیقل حرارتی: بعد از نصب لوله با عبور گاز های کلر و اکسیژن ، در درجه حرارت بالاتر از 1800 درجه سلسیوس لوله صیقل داده می شود تا بخار اب موجود در جدار داخلی لوله از ان خارج شود.
+ مرحله اچینگ: در این مرحله با عبور گازهای کلر، اکسیژن و فرئون لایه سطحی جدار داخلی لوله پایه خورده می شود تا ناهمواری ها و ترک های سطحی بر روی جدار داخلی لوله از بین بروند .
+ لایه نشانی ناحیه غلاف : در مرحله لایه نشانی غلاف ، ماده تترا کلرید سیلیسیوم و اکسی کلرید فسفریل به حالت بخار به همراه گاز های هلیم و فرئون وارد لوله شیشه ای می شوند ودر حالتی که مشعل اکسی هیدروژن با سرعت تقریبی 120 تا 200 میلی متر در دقیقه در طول لوله حرکت می کند و دمایی بالاتر از 1900 درجه سلسیوس ایجاد می کند ، واکنش های شیمیایی زیر ب دست می آیند.

ذرات شیشه ای حاصل از واکنش های فوق به علت پدیده ترموفرسیس کمی جلوتر از ناحیه داغ پرتاب شده وبر روی جداره داخلی رسوب می کنند و با رسیدن مشعل به این ذرات رسوبی حرارت کافی به آنها اعمال می شود به طوری که تمامی ذرات رسوبی شفاف می گردند و به جدار داخلی لوله چسبیده ویکنواخت می شوند.بدین ترتیب لایه های یشه ای مطابق با طراحی با ترکیب در داخل لوله ایجاد می گردد و در نهایت ناحیه غلاف را تشکیل می دهد.

 www.physicsir.com

ریشه لغوی

این شیوه تصویر برداری در حقیقت به معنی تصویر گیری مقطعی و عرضی از اعضای بدن می‌باشد. اما دارای اسامی مختلفی است که از آن جمله می‌توان به CAT مخفف کلمات Computerized Axial Tomography به معنی توموگرافی کامپیوتری محوری می‌باشد. CTAT مخفف کلمات Computerized trans Axial Tomography به معنی توموگرافی کامپیوتری عرضی محوری می‌باشد. CTR مخفف کلمات computerized trans Recanstration ، CDT مخفف کلمات computerized Digital Tomography به معنی توموگرافی دیجیتالی کامپیوتری می‌باشد. اما نام ترجیحی آن که در کتابها و کاربردهای پزشکی بکار می‌رود کلمه CT اسکن مخفف کلمات computerized tomography scan می‌باشد که کلمه scan اسکن به معنی تقطیع کردن و واژه توموگرافی از Tomo به معنی برش یا قطعه و graphy به معنی شکل و ترسیم است، گرفته شده است. در اصل به معنی تصویرگیری از برشهای قطع شده از یک عضو به صورت کامپیوتری می‌باشد.

اگر با یک درخواست سی‌تی اسکن ، به بخش سی‌تی اسکن یک بیمارستان مراجعه کرده باشید، شاید برای شما این سوال پیش آمده باشد که فرو رفتن در یک دستگاه تونل مانند و بی حرکت ماندن برای مدتی در داخل آن شما را دچار دلهره می‌کند یا نه. آیا با توجه به اخبارهای رادیو و تلویزیون راجع به خطرات اشعه ایکس خطری شما را تهدید می‌کند یا نه؟ یا اینکه چگونه یک کارشناس رادیولوژی بعد از قرار دادن شما در داخل دستگاه خود به اتاق دیگری رفته و از پشت یک شیشه بزرگ و یک کامپیوتر چه کاری انجام می‌دهد و با بلندگو با شما صحبت می‌کند؟

تاریخچه

در سال 1917 میلادی یک ریاضیدان اتریشی به نام رادون (J.Radon) ثابت کرد که یک شیئی دو یا سه بعدی را می‌توان با گرفتن بی‌نهایت عکس از آن در جهات مختلف به تصویر کشید که پایه‌ای برای سی‌تی اسکن محسوب می‌شد. در سال 1956 دانشمندی به نام بارسول (Barcewell) نقشه خورشیدی از تصاویر شعاع‌ها درست کرد. در سال 1961 الدندرف (oldendorf) و در سال 1963 آلن کورمارک (Allencormarck) اندیشه‌هایی از سی‌تی اسکن را فهمیده و مدلهایی در حد آزمایشگاهی ساخته‌اند. در سال 1968 کول (kuhl) و ادواردز (Edwords) یک دستگاه اسکن مکانیکی برای تصویری از هسته ساخته‌اند که موفق بودند. اما نتوانستند کار خود را در حد رادیولوژی تشخیصی ، توسعه دهند. تا اینکه در سال 72-1970 اصول ریاضی گفته ‌شده توسط ریاضیدان انگلیسی (God feryhaunsfield) بکار گرفته شد و توانست یک دستگاه سی‌تی اسکن را بسازد و جهت مصرف بالینی معرفی کند. در سال 1979 جایزه نوبل بطور مشترک به پروفسور آلن کورمارک و گاد فری هانسفیلد تعلق گرفت.

سیر تحولی و رشد

مانند تمام رشته‌های تصویر گیری پزشکی (رادیولوژی) دستگاه‌های سی‌تی اسکن بطور مداوم تغییر کرده و بوسیله کارخانه‌ها و سازندگان مختلف پیش رفته است. دستگاه اولیه که بوسیله هانسفیلد و توسط شرکت EMI ساخته شده بود، فقط برای ارزیابی مغز طراحی شده بود، که دستگاه نسل اول یا EMI نام داشت. مدت‌ زمان کوتاهی نگذشت که نسل دوم دستگاه‌های سی‌تی اسکن با امکانات بیشتر به بازار آمد و نسل سوم این دستگاه‌ها با امکاناتی از جمله کم شدن زمان تصویر گیری معرفی شد. هم ‌اکنون نسل چهارم با سرعت خیلی بالا و امکانات بهینه و نتایج عالی موجود می‌باشد.

ساختمان یک دستگاه سی‌تی اسکن

یک دستگاه اسکن توموگرافی کامپیوتری از یک میز برای قرار گرفتن بدن بیمار ، یک گانتری که سر بیمار در آن قرار می‌گیرد، یک منبع تولید اشعه ایکس ، سیستمی برای آشکار کردن تشعشع خارج ‌شده از بدن ، یک ژنراتور اشعه ایکس ، یک کامپیوتر برای بازسازی تصویر و کنسول عملیاتی که تکنولوژیست رادیولوژی بر آن قرار می‌گیرد، تشکیل شده است.

اصول کار دستگاه سی‌تی اسکن

پس از اینکه بدن بیمار بر روی میز و سر آن در گانتری قرار گرفت و شرایط دستگاه بر حسب ناحیه مورد تصویر برداری تنظیم شد، یک دسته پرتو ایکس توسط کولیماتور (محدودکننده دسته اشعه) به صورت یک باریکه در آمده و از بدن بیمار رد می‌شود (پالس می‌شود). مقداری از انرژی اشعه هنگام عبور از بدن جذب و باقیمانده اشعه با عنوان پرتو خروجی که از بدن بیمار عبور می‌کند توسط آشکار سازی که مقابل دسته پرتو ایکس قرار دارد، اندازه ‌گیری شده و بعد از تبدیل به زبان کامپیوتری در حافظه کامپیوتر ذخیره می‌شود. بلافاصله پس از اینکه اولین پالس اشعه بطرف بیمار فرستاده و اندازه‌گیری شد و لامپ اشعه ایکس یک حرکت چرخشی بسیار کم انجام داد، دسته پرتو ایکس دوباره پالس شده ، مجددا اندازه‌گیری می‌شود و در حافظه کامپیوتر ذخیره می‌گردد.

این مرحله چند صد یا چند هزار بار بسته به نوع دستگاه تکرار می‌شود تا تمام اطلاعات مربوط به عضو مورد نظر در حافظه کامپیوتر ذخیره شود. کامپیوتر میزان اشعه‌ای را که هر حجم معینی از بافت جذب می‌کند، اندازه ‌گیری می‌کند. این حجم بافتی را واکسل (Voxel) می‌نامند که مشابه چند میلیمتر مکعب از بافت بدن می‌باشد. در سی ‌تی ‌اسکن یک لایه مقطعی از بدن به این واکسلهای ریز تقسیم می‌شود، که با توجه به مقدار جذب اشعه‌ای که توسط هر کدام از این واکسلها صورت می‌گیرد، یک شماره نسبت داده می‌شود. این شماره‌ها نیز بر روی تصویر که بر صفحه تلویزیون مانند کامپیوتر می‌افتد، یک چگالی با معیار خاکستری (از سفید تاسیاه) اختصاص داده می‌‌شود.

نمایش هر کدام از واکسلها را بر روی مونیتور یک پیکسل (Pixl) می‌گویند. یعنی واکسلها حجم سه بعدی و پیکسلها دو بعدی می‌باشند و هر چه تعداد پیکسلها بر روی مونیتور بیشتر باشد تصویر واضح‌تر و قابل تفکیک‌تر است. اعدادی که با توجه به مقدار جذب اشعه به هر بافت اختصاص داده می‌شود، را اعداد سی ‌تی یا اعداد هانسفیلد می‌نامند. بطور مثال بافت چربی کمتر از بافت عضلانی و بافت عضلانی کمتر از بافت استخوانی اشعه را جذب می‌کند. بنابراین بطور مثال استخوان 400+ ، آب صفر و چربی 50 و هوا 500 می‌باشد که هر چه مقدار این اعداد کمتر باشد، بر روی فیلم سی‌تی اسکن آن قسمت طبق معیار خاکستری بیشتر به سمت سیاهی تمایل دارد و برعکس هرچه عدد سی‌ تی مثل استخوان بالا باشد تصویر به سمت سفیدی تمایل دارد. گاهی برای مشخص ‌تر شدن اعضایی که دارای چگالی شبیه به هم هستند از مواد کنتراست‌ زا استفاده می‌شود که تفاوت را به خوبی مشخص کند.

کاربرد

تشخیص بیماریهای مغز و اعصاب

چون سی ‌تی اسکن می‌تواند تفاوت بین خون تازه و کهنه را به تصویر بکشد، به همین دلیل برای نشان دادن موارد اورژانس بیماریهای مغزی بهترین کاربرد را دارد.

بیمارهای مادر زادی مانند بزرگی یا کوچکی جمجمه .

تشخیص تومورهای داخل جمجمه‌ای و خارج مغزی .

خونریزی در قسمت‌های مختلف مغز و سکته‌های مغزی .

تشخیص بیماری اعضای داخل شکمی مانند کبد ، لوزالمعده ، غدد فوق کلیوی.

بررسی بیماریهای ریه.

دانشنامه رشد

 نرم افزار CATIA : در میان نرم افزارهای طراحی مکانیکی این نرم افزار از جایگاه ویژه ای برخوردار است زیرا نه نها با دارا بودن محیط های کاری متعدد مراحل CAD,CAE و CAM محصولات را پشتیبانی می کند بلکه پا را فراتر از مراحل طراحی-تحلیل و ساخت می گذارد و با قرار گیری در سیستمی یکپارچه و در کنار سایر راه حل های نرم افزاری مدیریت چرخه ی تولید محصول مدیریت تمام مراحل تولید یک محصول را از ایجاد مفهوم آن در ذهن طرح تا مرحله ی از رده ی تولید خارج شدن آن پوشش می دهد.به عبارت بهتر CATIA نر افزار طراحی-ساخت و تولید است که قدرت کنترل و مدیریت کل فرآیند تولید محصول را داراست. این نرم افزار مجموعه ای در حدود 120 محیط کاری مختلف است که هر کدام از آنها با هدف پاسخگویی به نیاز بخشی از فرآیند ساخت و تولید محصول ایجاد شده اند.یکی از اهداف ایجاد CATIA حرکت به سوی تعریف دیجیتالی محصول و ایجاد نمونه های سه بعدی مجازی از آنهاست تا بدین وسیله با افزایش خلاقیت و نوآوری هزینه های تولید کاهش پیدا کند و قدرت رقابت صنایع دارای این تکنولوژی در بازار رقابتی دنیا افزایش یابد. این نرم افزار دارای کاربردهای وسیعی است که در زیر به برخی از آنها اشاره میگردد:

1-محیط های مدل سازی (Solid Model) : این قسمت که در زیر مجموعه ماژول Mechanical Design  قرار دارد برای مدل کردن قطعات توپر (Solid) و  مجموعه مونتاژی و طراحی قالب و طراحی مدل های ورقکاری (Sheetmetal)، نقشه کشی صنعتی ،تلرانس گذاری و ... استفاده میشود .

٢-مدل سازی سطوح : این قسمت علاوه بر ساخت سطوح پیچیده قابلیت انجام مدلسازی روی ابر نقاط و فایلهای حاصل از اسکن سه بعدی را نیز دارا است .

٣-محیط ماشینکاری : پس از ساخت مدل به کمک قابلیتهای محیط ماشینکاری براحتی میتوان عملیات ماشینکاری مورد نیاز برای تهیه قطعه مدل شده از روی قطعه خام را تعریف کرده و هر مرحله از ماشینکاری را بصورت متحرک ( انیمیشن) مشاهده کنید .

۴

-محیط تحلیل المان محدود : به کمک قابلیتهای این محیط میتوانید قطعات و مدلهای مونتاژی ساخته شده در این نرم افزار را تحلیل کرده و مواردی مانند تغییرشکل ،توزیع تنش و ... را در آنها بدست آورد .

۵-طراحی و تحلیل مکانیزمها : به کمک این قابلیت از نرم افزار Catia  میتوانید پس از تعریف اتصالات بین اجزای مختلف مکانیزم حرکت مکانیزم را مشاهده کرده و آنرا تحلیل کنید .

عکسهایی از محیط این نرم افزار

مهندسی مکانیک شاخه‌ای از مهندسی است که با طراحی، ساخت و راه‌اندازی دستگاه‌ها و ماشین‌ها سروکار دارد. مهندسی مکانیک نقش به سزایی در بالا بردن امنیّت زندگی، بهبود کیفیّت کلّی زندگی، و نیز ایجاد شور و نشاط اقتصادی ایفا می‌کند. به جرئت می‌توان گفت که مهندسی مکانیک، گسترده‌ترین رشتهٔ مهندسی از نظر دامنهٔ فعالیّت‌ها و کاربردها است.

مهندسان مکانیک، اصول اساسی نیرو، انرژی، حرکت و گرما را به کار برده و با دانش تخصصی خود، سیستم‌های مکانیکی و دستگاه‌ها و فرآیندهای گرمایی را طراحی کرده و می‌سازند. مهندسان مکانیک، گسترهٔ وسیعی از دستگاه‌ها، فرآورده‌ها و فرآیندها را تولید می‌کنند؛ به عنوان نمونه:
موتورها و سیستم‌های کنترل خودرو و هواپیما، نیروگاه‌های الکتریکی، دستگاه‌های پزشکی، اجزا و قطعه‌های گوناگون از موتورهای با ابعاد میکروسکوپی گرفته تا چرخ‌دنده‌های غول‌آسا، فناوری لیزر، طراحی و ساخت به کمک رایانه، ماشینی کردن یا خودکارسازی (اتوماسیون) و روباتیک، انواع گوناگونی از فرآورده‌های مصرفی از دستگاه‌های تهویهٔ مطبوع گرفته تا رایانه‌های شخصی و تجهیزات ورزشی، ماشین‌ها و دستگاه‌هایی که هر یک از فرآورده‌های بالا را به صورت انبوه تولید می‌کنند.

می‌توان گفت تقریباً همهٔ جنبه‌های زندگی، در ارتباط با مهندسی مکانیک هستند. هر چیزی که حرکت کند یا انرژی مصرف نماید، احتمالاً یک مهندس مکانیک در طراحی یا ساخت آن نقش داشته است.

• چرخ دنده

 مهندسان مکانیک معروف

چند تن از مهندسان مکانیک معروف که پیش از این می‌زیسته‌اند، عبارت‌اند از:

• کارل (فردریش) بنز (۱۸۴۴-۱۹۲۹): مخترع موتور های دیزلی و بنیان گذار موتور های احتراق داخلی ( هم دوره با دایملر و می باخ)و سازنده اولین خودروی تجاری ، مبدع پدال گاز در خودرو و سیستم جرقه زنی با استفاده از شمع و باتری، مخترع کلاچ و مکانیزم تعویض دنده ، کاربراتور و رادیاتور نیز از اختراعات اوست.
• گوتلیب ویلهلم دایملر (۱۸۳۴-۱۹۰۰): مهندس و طراح صنعتی ، به همراه می باخ مخترع اولین موتور سیکلت (دوچرخه موتور دار)و پیشرو در گسترش موتور های احتراق داخلی، پدر بزرگ موتور های احتراق داخلی.
• چستر کارل‌سون (۱۹۰۶-۱۹۶۸): دستگاه زیراکس از نو‌آوری‌های اوست.
• ساموئل کولت (۱۸۱۴-۱۸۶۲): سازندهٔ اسلحهٔ کولت.
• سویچیرو هوندا (۱۹۰۶-۱۹۹۱): بنیان‌گذار شرکت معروف هوندا.
• آیزاک سینگر (سینجر) (۱۸۱۱-۱۸۷۵): سازندهٔ نخستین چرخ خیاطی خانگی.
• آلفرد برنارد نوبل: پایه‌گذار اندیشهٔ جایزهٔ نوبل.
• رودولف دیزل: سازندهٔ موتورهای معروف دیزل که با گازوئیل کار می‌کنند.
• ویلیس کریر: مخترع تهویه مطبوع
• دونالد کرن:در زمینه مبدلهای حرارتی خدمات ارزنده ای بر جای نهاد و مولف کتاب heat exchanger design نیز میباشد.
• می باخ ویلهلم(1846-1929):مهندس و طراح صنعتی، صاحب نشان میباخ، همکاری با دایملر در ساخت موتور های احتراق داخلی و موتور های چهار زمانه،دارنده دکترای افتخاری از دانشگاه اشتوتگارت، عضو افتخاری انجمن مهندسین آلمان.
• نیکلاس اتو(1832-1891):مهندس ومخترع اولین موتور احتراق داخلی با بازدهی مطلوب ،تعمیم دهنده مفهوم چهار زمانه به موتورهای احتراق داخلی.
• جیمز وات‌: تکمیل کننده موتور بخار و پدر انقلاب صنعتی

زمینه‌های فعالیّت در مهندسی مکانیک

زمینه‌های فعالیّت مهندسی مکانیک به طور جامع‌تر عبارت‌اند از:

• در زمینهٔ طراحی:
  • ماشین‌ها و دستگاه‌هایی که هر نوع محصولی را ساخته و بسته‌بندی می‌کنند.
    
  • تجهیزات گردنده مانند پمپ‌ها، فشرده‌سازها (کمپرسورها)، دمنده‌ها، توربوماشین‌ها (توربین‌ها و ...).
    
  • موتورهای درون‌سوز
    
  • مخزن‌های تحت فشار، رآکتورها، مبادله‌کن‌های گرمایی، دیگ‌های بخار
    
  • سامانه‌های لوله‌کشی
    
  • وسیله‌های نقلیه مانند خودرو، کامیون، اتوبوس، هواپیما، قطار و ...
    
  • تجهیزات حمل مواد مانند تسمه‌نقّاله‌ها، روبات‌ها و ...
    
  • طراحی کنترلر برای سیستمهای دینامیکی
    

• در زمینهٔ تحلیل:
  • شکست دستگاه‌ها
  • بهبود عملکرد و قابلیّت اطمینان
  • انتقال گرما
  • ارتعاشات مکانیکی، آکوستیک
  • پیزوالکتریک

• در زمینهٔ آزمایش:
  • آزمایش کیفیّت، امنیّت و قابلیّت اطمینانِ فرآورده‌ها، دستگاه‌ها و فرآیندها

• در زمینه فرآیندهای ساخت و تولید
  • فرایندهای ماشینکاری سنتی
  • فرایندهای ماشینکاری غیر سنتی
  • فرایندهای شکل‌دهی شامل شکل‌دهی ورقی و حجمی
  • طراحی و ساخت قالبها و قیود
  • روشهای اتصال و جوشکاری
  • عملیات حرارتی
  • روشهای ریخته گری
  • مترولوژی و سیستم‌های اندازه گیری

• زمینه های نوین
  • فن آوری نانو
  • سیستم های میکروالکترومکانیکی (حسگری و عملگری)
  • سیستم های دارو رسانی در ابعاد نانو
  • سیستم های میکرو و نانو سیالاتی
  • نانو روباتها

• همکاری با مهندسان دیگر رشته‌ها (مانند مهندسی عمران، برق، شیمی و ...) به منظور طراحی واحدهای تولیدکنندهٔ انواع گوناگون فرآورده‌ها

 آینده شغلی مهندسی مکانیک

چشم‌انداز شغلی مهندسان مکانیک، امیدبخش و بااستحکام است. برای مثال، در ایالات متحد آمریکا، رشد شغل‌ها و حرفه‌های مربوط به مهندسی مکانیک، هر سال حدود ۱۶٪ (۳۵ هزار شغل) است و انتظار می‌رود این آهنگ رشد تا سال ۲۰۰8 میلادی حفظ شود. مهندسان مکانیک از روزگاران گذشته تا به امروز، اغلب در بخش‌های صنعتی زیر نقش عمده‌ای ایفا می‌کنند:
هوا فضا، خودروسازی، واحدهای شیمیایی، فن آوری نانو، رایانه و الکترونیک، ساختمان‌سازی، انواع فرآورده‌های مصرفی، انرژی، مشاوره مهندسی و بخش‌های دولتی.
هم‌چنین صنعت پزشکی و داروسازی، فرصت‌های شغلی هیجان‌انگیزی را برای مهندسان مکانیک به وجود آورده‌اند تا نیروها و دانش‌های زیستی را در هم بیامیزند. همچنین فرصت شغلی این رشته در ایران نسبت به رشته های دیگر بسیار مناسب است.

مباحث اساسی در مهندسی مکانیک

مبحث‌ها و موضوع‌های اساسی مهندسی مکانیک عبارت‌اند از:

• ایستایی‌شناسی (استاتیک)
• پویایی‌شناسی (دینامیک)
• مکانیک ماده‌ها (مقاومت مصالح)
• ترمودینامیک مهندسی
• مکانیک شاره‌ها (مکانیک سیالات)
• دینامیک سیّالات
• انتقال گرما (انتقال حرارت)
• نظریهٔ کنترل
• سیستم‌های کنترل شامل:
  • سیستم‌های هیدرولیکی کنترل
  • سیستم‌های نیوماتیکی کنترل
  • سیستم‌های ارتعاشی کنترل
  • سیستم‌های مکاترونیکی کنترل

مهم‌ترین نرم افزارهای مورد استفاده در مهندسی مکانیک

Adams

LS-DYNA

AUTODYN

pro-engineer پرو/اینجینیر(نرم افزار طراحی قطعات)

Marc (نرم افزار تحلیل نیروها و تنشها)

Ansys نرم افزاری برای تحلیل مهندسی قطعات در تحلیل های دینامیکی

cad نرم افزار طراحی 2d و 3d

Catia(نرم افزار طراحی قطعات)

Gambit

Fluent(نرمافزار تحلیل و بر رسی حرکت سیالات)

Matlab(نرم افزاری برای نوشتن برنامه و محاسبات ریاضی در مهندسی)

Mathcad

Working Model

Nastran

PATRAN

Abaqus

Solidworks (نرم افزار طراحی قطعات) PDMS

Autocad(نرم افزار طراحی قطعات)

inventor

Mechanical Desktop

Microstation

AutoPlant

Maple(نرم افزار محاسبات ریاضی و مهندسی)

CadPipe

Power shape نرم افزار مدلسازی

Power mill نرم افزار شبیه سازی تولید قطعات

PDMS

AutoPipe

AutoPlant

EES (Engineering Equation Solver)

Carrier

Aspen B-Jac

building systems

Cosmos(نرم افزار تحلیل نیروها و تنشها)

POWERMILL&POWERSHAPE

CAESAR II

برای عکسبرداری و سونوگرافی عمدتا از اشعه ایکس استفاده می‌شود. به لحاظ انرژی بالا و قدرت نفوذ زیاد اشعه ایکس از آن در سونوگرافی بافت‌های نرم و اعضای داخلی بدن نمی توان استفاده نمود. بنابراین از امواج آکوستیکی از جمله ماورای صوت در سونوگرافی بهره می‌گیرند.

ویژگی پیزو الکتریسیته در بلور کوارتز

در تکنیک سونوگرافی مبنای کار بر مواد پیزوالکتریک نهاده شده است. مواد پیزوالکتریک به موادی اطلاق می‌شود که می تواند تاثیر متقابل فشار مکانیکی و نیروی الکتریکی را در یک محیط برهم ایجاد کنند بهترین ماده پیزوالکتریک برای این منظور بلور کوارتز است. بلور شش ضلعی کوارتز دارای بار منفی و مثبت بصورت یک در میان در شش زاویه خود می‌باشد. اگر این بلور را تحت اثر فشار یا کشش مکانیکی قرار دهیم. دو طرف بلور دارای بارهای منفی و مثبت خواهد شد. حال اگر بلور را در حالت خنثی در یک میدان الکتریکی قرار دهیم وجود بارهای مثبت و منفی باعث کاهش یا فشار در روی بلور شده و شکل بلور را تغییر می‌دهد. اگر این میدان الکتریکی با فرکانس مشخص شروع به نوسان نماید. بلور پیزوالکتریک نیز متناسب با همان فرکانس شروع به ارتعاش نموده و امواج مکانیکی از خود صادر می‌کند و این مبنای تولید ماورای صوت به توسط سیستم پیزوالکتریک است.

طرز بکارگیری بلور کوارتز در سونوگرافی

یک نکته جالب توجه در پدیده سونوگرافی و ماورای صوت این است که همان بلور پیزوالکتریک که تحت تغییرات میدان الکتریکی فیزیک امواج ماورای صوتی تولید می‌کند. بازتابهای امواج را نیز از بافتهای درونی دریافت و با روندی دقیقا عکس روند تولید این فیزیک امواج به سیگنالهای الکتریکی تبدیل می‌کند. که این سیگنال با انتقال به پردازشگر مرکزی به شکل تصویر شخصی در روی صفحه نمایش دستگاه ظاهر می‌شود.

ایجاد تصویر واضع از اندام‌های داخلی

برای ایجاد وضوح و تمایز بهتر ، فرکانس تولید ماورای صوت طوری تنظیم می‌شود که فیزیک امواج بازتابیده را برای ایجاد وضوح و تمایز و تصویر واضح تری را ایجاد کند. برای جلوگیری از پخش فیزیک امواج ماورای صوتی در راستاهای دیگر در ترانسدیوسر از ماده میرا کننده در دسته ترانسدیوسر استفاده شده است. بدین ترتیب فیزیک امواج ماورای صوت فقط در یک راستا در جهت بافتهای بدن منتشر می‌شود. فرکانس 3 مگاهرتز برای تصویر برداری ماورای صوتی از بافت‌های عمقی و فرکانس یک مگاهرتز برای شناسایی بافت‌های سطحی بکار می‌رود.

بدترین عامل در کاهش نفوذ فیزیک امواج برای ایجاد تصویر واضح وجود آزمایش‌های مربوط به هوا در حد فاصل بدن بیمار و سطح ترانسدیوسر است. برای جلوگیری از این موضوع سطح بدن را با آب یا روغن یا ژله مخصوص آغشته می‌کنند تا هوایی در این فاصله باقی نماند. شرط بازتابش امواج در هنگام عبور از بافت‌های داخلی بدن تغییر دانسته بافت‌هاست. بدین ترتیب مرزهای اندامهای مختلف داخلی به خوبی مشخص می‌شوند. با توجه به این که مقداری از فیزیک امواج حین عبور جذب می‌شوند و میزان این جذب با افزایش چگال بافت بیشتر می‌شود. تصاویر ماورای صوتی اندامهایی که در پشت استخوان قرار دارند، چندان جالب و واضح نیست.

آزمایش ساده

اگر یک بلور پیزوالکتریک به طور مثال در فرکانس 3 مگاهرتز تنظیم شده باشد در واقع فیزیک امواج با فرکانس به 3 مگاهرتز را نیز تولید می‌کند که گستره این محدوده را پهنای باند فیزیک امواج گویند و هرچه پهنا اصلی ترین و شدیدترین آنها باشد. و سایر فیزیک امواج در این محدوده برای تولید تصاویر کناری یا فرعی در پدیده سونوگرافی بکار می‌روند.

آزمایش دیگر این تکنیک جداسازی ژرفی است و آن حداقل فاصله‌ای است که با تغییر بافت دستگاه می تواند آنرا نشان دهد. در دستگاههای مدرن با فرکانس 1-3 مگاهرتز این قدرت جداسازی حدود یک میلی متر است.
منبع: دانشنامه ی رشد 

اگر از کسی سوال کنید که از واگن در حال حرکت چگونه باید پرید؟ چنین جوابی خواهید شنید: رو به جلو. اما اگر از او بخواهید که درباره پاسخ خود توضیح دهد، او با اعتماد کامل شروع به استدلال می‌کند و اگر شما حرف او را قطع نکنید، خودش به زودی سکوت اختیار می‌کند، زیرا بنابر قوانین سرعت نسبی واقعا او باید به عقب بپرد.

هنگام پریدن چه اتفاقی می‌افتد؟

وقتی ما از واگن در حال حرکت می‌پریم، بدنمان دارای همان سرعت واگن است و به جلو حرکت می‌کند، (طبق قانون اول نیوتن: اگر برآیند نیروهای وارد بر جسمی صفر باشد، اگر آن جسم ساکن باشد، ساکن می‌ماند و اگر متحرک باشد به حرکت یکنواخت خود ادامه می‌دهد) پس وقتی به جلو می‌پریم، نه تنها این سرعت را از بین نمی‌بریم، بلکه آن را افزایش می‌دهیم.

از اینجا نتیجه می‌شود که باید به عقب پرید نه به جلو و در جهت حرکت واگن، زیرا ضمن پریدن به عقب سرعت حاصله از پرش از سرعتی که بدن ما با آن حرکت می‌کند (سرعت قطار) ، کم می‌شود در نتیجه بدن ما پس از تماس با زمین با نیروی کمتری به جلو خواهد افتاد.

به عقب نپرید!

اصل مطلب در ناتمام گذاشتن توضیحات است، ما چه به جلو بپریم و چه به عقب ، خطر افتادن ما را تهدید می‌کند. اهمیت اصلی مساله در این است که خطر افتادن به جلو از خطر افتادن به عقب کمتر است. در مورد اول ما با یک حرکت عادی پا را جلو می‌گذاریم و چنانچه سرعت واگن زیاد باشد، چند قدم می‌دویم و بدین وسیله از افتادن جلوگیری می‌کنیم. اما هنگام افتادن به عقب این حرکت نجات‌بخش پاها وجود ندارد و به همین دلیل خطر به مراتب بیشتر است. این مطلب نیز اهمیت دارد که وقتی ما به جلو به زمین می‌خوریم، با قرار دادن دستها به جلو کمتر از زمین خوردن به عقب صدمه می‌بینیم.

پریدن از واگن با یک ساک

روشن است که آنچه گفته شد برای اجسام بی‌جان صادق نیست و خطر شکستن یک بطری وقتی از یک واگن در حال حرکت به جلو ، به عقب پرتاب شود، کمتر از حالتی است که بطری به جلو (در جهت حرکت واگن) پرتاب شود.

پس چنانچه لازم باشد به دلیلی از واگن بپرید و بخواهید قبلا باری را که با خود دارید پرتاب کنید، باید بار را به عقب پرتاب کنید و خودتان به جلو بپرید.

منبع: دانشنامه رشد

اختر فیزیکدان‌ها دلایلی را یافته‌اند که روایت تصحیح‌شده‌ای از قانون دوم نیوتون (که با جرم و شتاب سروکار دارد) در مقیاس بزرگ عالم به خوبی کار می‌کند. این تصحیح‌های فیزیک نیوتونی به «دینامیک نیوتونی تصحیح شده» (Modified Newtonican Dynamics) (MOND) معروفند. الکس ایگناتیف (Alex Ignatiev) می‌گوید «نیوتون مبنایی را برای مکانیک کلاسیک در رابطه با نیرو، جرم و شتاب دراختیار می‌گذارد. این مبنا همواره، به استثنای موارد خاص صادق است». ایگناتیف روشی را برای آشکارسازی این مورد خاص ابداع کرده است که با شتاب‌های مختصر بر روی زمین سروکار دارد. این نوع آزمایش اغلب چنان دشوار درنظر گرفته می‌شد که در گذشته آن را ناممکن می‌دانستند. ایگناتیف که دانشمند انستیتوی پژوهش‌های فیزک نظری در ملبورن استرالیاتس، می‌گوید: «ما قبلاً مشاهده‌هایی از این نظریه با دلایل اختر فیزیکی داشتیم اما می‌خواهم ببینم که این نظریه روی زمین چگونه می‌شود». پیشنهاد ایگناتیف درباره‌ی چگونگی انجام این کار با عنوان «آیا نقض قانون دوم نیوتون امکان‌پذیر است؟» در فیزیکال ریویولترز چاپ شده است.

ایگناتیف می‌گوید «ولتسنرام‌های نقض قانون دوم نیوتون در شرایط خاص بر روی زمین با فیزیک بنیادی سروکار دارد. اگر قانون دوم بر روی زمین نقض شود، باید هر چیزی را که می‌دانیم مورد ارزیابی مجدد قرار دهیم» و این جایی است که مشکلات پیشنهاد ایگناتیف آغاز می‌شود. به نظر ایگناتیف «شرایط لازم برای آزمودن این موضوع واقعاً بسیار خاص است. زمان و مکان آن را باید به حساب آورد. جاهای ممکن برای انجام این آزمایش 80 درجه شمال و جنوب استواست. این در عرض‌های جغرافیایی مانند قطب جنوب و گرینلند قرار دارد که نواحی مساعدی نیستند اما زمان انجام آن نیز اهمیت دارد و باید به دقت تنظیم شود». ایگناتیف تأکید می‌کند که فقط در مدت 1000/1 ثانیه در دو تاریخ در طول سال، در حوالی اعتدال‌ها برای این کار مناسب است».

اگر قرار باشد این آزمایش‌ها انجام شوند، دانشمندان باید در جست‌وجوی چیزی باشند که اثر Static High Latitude Modified Inertia (SHLEM) نامیده می‌شود که حرف‌های اول لختی اشیای تصحیح شده‌ی عرض‌های جغرافیایی زیاد در هنگام اعتدال است و در شرایطی قابل ملاحظه است که نیروهای چرخش زمین حول محورش را نیروی مداری حرکت زمین به دور خورشید خنثی کند. به گفته‌ی ایگناتیف «این موضوع به جابه‌جایی مختصری می‌انجامد که باید آشکار ساخته شود» اما این موضوع چه‌قدر امکان‌پذیر است؟ به استثنای محاسبه‌هایی که به گفته‌ی او به تعیین تاریخ‌ها و مکان‌های مناسب آشکارسازی اثر SHLEM انجامیده است. به نظر ایگناتیف این کار شدنی است و چنان که قبلاً گمان می‌رفت، ناممکن نیست.

ایگناتیف می‌گوید «آشکارسازهای موج گرانشی نقطه‌های شروع خوبی هستند. به نظر او جست‌وجوی انتقال‌های مختصر در گرانی می‌تواند به شناخت این جابه‌جایی‌ها یا شتاب‌های مختصر کمک کند. به نظر یگناتیف «گرچه ما به نیروهای متفاوتی می‌نگریم اما روش آشکارسازی گرانشی را می‌توان برای این تحقیق به‌کار برد زیرا گرانشی، نیرویی ضعیف با تمام انواع جابه‌جایی‌هاست و جابه‌جایی‌های شتاب نیز به همین صورت کوچکند». او اضافه می‌کند «آشکارسازهای موج گرانشی زیادی وجود  دارند و آشکارسازهای بیش‌تری نیز در حال ساخت هستند».

  به رغم شرایط خاص لازم برای آزمودن نقض قانون دوم نیوتون بر روی زمین ایگناتیف حس می‌کند که این کار ارزش تحمل آن‌ها را دارد. به نظر او «این کار دشوار است اما ناممکن نیست. اثر SHELM کلید آن است و اگر این نقض را بیابیم، ارزش آن برای فیزیک بنیادی بسیار عظیم خواهد بود».

Source: www.hupaa.com