حیواناتی که فرا صوت و فرو صوت را می شنوند:

فرا صوت={خفاش-گرازماهی}   فروصوت={اسب-حشراتی مثل عنکبوت فروصوت را می شنوند وده دقیقه قبل از وقوع زلزله امواج طولی را می شنوند

-بله»خفاش با ایجاد فراصوت و گوش دادن به بازتاب ان مانع را شناسایی می کنند

2- چگونه با استفاده از فراصوت عمق دریا را اندازه می گیرند؟

با فرستادن موجهای فراصوت به سوی کف دریا و محاسبه ی زمان رفت و برگشت ان و با معلوم بودن سرعت صوت در اب دریا عمق را محاسبه می کنند{سرعت اب در دمای معمولی 1425متر

بر ثانیه}اگر سرعت را با {v}وعمق را با {x}و زمان رفت و برگشت را با{t}نمایش دهیم

                                 X=0.5*t*v

1-گاما:فیزیوتراپی و بمباران   غده های سرطانی

2-ایکس:رادیو گرافی و عکس برداری

3-فروسرخ:دوربین های مادون قرمز

4-رادار:ارتباط و شناسایی

1-پیک های اسب سوار{چا پار}

2-علامت دادن با دود و اتش

3-پیام های نوری {باز و بسته کردن چشمهی نور}

اصواتی با بسامد‌های زیر به عنوان فرو صوت شناخته می‌شوند. در مقابل اصواتی با بسامد‌های بالاتر از به عنوان فراصوت نامیده می‌شوند. با این حال گوش انسان توان شنیدن چنین اصواتی را ندارد. برخی حیوانات توان شنیدن فروصوت و فراصوت را دارند.

کرگدن‌ها با اصواتی به بسامد با یکدیگر صحبت می‌کنند.

در حالی که خفّاش‌ها با اصوات شکار خود را شناسایی و جهت یابی می‌کنند.

در تصویر زیر محدوده بسامد صدای انسان، موش، خفّاش، فیل، پروانه و زلزله آمده‌است.


بسامد یک ویژگی فیزیکی صوت است زیرا به‌کمک لوازم الکترونیکی می‌توان آن را اندازه گرفت. در مقابل، بسامد در گوش ما به عنوان یک اثر کیفی است به طوری که با آن زیر و یا بمی صدا را تشخیص می‌دهیم. یک صدای خالص با بسامد کم به عنوان صدای بم و صدای دیگر با بسامد زیاد به عنوان صدای زیر شنیده می‌شود.
پیانو معمولاً صدای زیر درست می‌کند در حالی که طبل صدای بم تولید می‌کند.
چه حيواناتي قادر به شنيدن امواج فراصوت و فروصوت هستند؟

حيوانات از از صوتها چه استفاده هايي مي كنند؟فرو صوت : برخي حيوانات نيزاز قبيل فيلها ؛ نهنگها ،دلفين‌ها و خفاش‌ها از اين اصوات براي برقراري ارتباطاتراه دور استفاده مي کنند. فراصوتهاموشها : وقتى حرف آواز خواندنبه ميان مى آيد معمولاً آواز پرندگان، نهنگ ها و آدم ها بيش از همه جلب توجه مىكند. اما پژوهش جديدى نشان مى دهد كه موش ها را هم بايستى در همان حد و اندازه هابه اين فهرست افزود. اكنون مدتى است كه پژوهشگران مى دانند موش هاى نر هنگامى كه بانشانه هايى از موش هاى ماده در نزديكى خود مواجه مى شوند، آواهاى فراصوتى از خود سرمى دهند.تيموتى هولى ( Holy. T) زيست شناس و زونگ شنگ گيو (.Guo Z) برنامه سازكامپيوترى، هر دو از دانشگاه پزشكى دانشگاه واشينگتن در سنت لوئيس، براى نخستين باراين آوازها را با جزئياتشان مورد بررسى قرار دادند و موفق به كشف شگفت انگيزىشدند.اگرچه آوازهاى فراصوت موش ها براى گوش انسان قابل شنيدن نيست اما اينپژوهشگران با ضبط و سپس پائين آوردن ارتفاع صوت آواها تا چندين اكتاو توانستندپيچيدگى واقعى آنها را بشنوند.اين آواها از دو ويژگى مهم آوازها برخوردارند كهعبارتند از انواع چندگانه سيلاب ها و يك الگوى زمانمند منظم. علاوه بر اين هر موشآوازهاى مخصوص به خود دارد كه در مقايسه با آواهاى ساده حشرات و دوزيستان بسيارپيچيده ترند. اكنون فقط اين مانده كه ببينيم آيا اين آواها براى برقرارى ارتباط بينموش ها به كار گرفته مى شود يا خير. مطالب تکميلي از صوت و قدرت شنواييانسانها: محدوده فركانس قابل شنيدن براي انسان 20 تا 20000 هرتز ميباشد. محدوده فركانس گفتاري نيز مابين 300 تا 4000 هرتز است. اما گوش انسان نسبت به اصواتبا فركانسهاي 1000 تا 4000 هرتز حساسيت بيشتري دارد. به فركانس صوتي پايين تر از 20هرتز فروصوت و به فركانس هاي صوتي بالاتر از 20 هزارهرتز فراصوت اطلاق ميگردد. بااينكه فراصوت و فروصوت توسط انسان قابل شنيدن نميباشند، اما فردي كه در معرض آنهاقرار ميگيرد دچار احساس سرگيجه، تهوع و سردرد ميگردد. اصوات به انواع دايمي وپيوسته (بلندي ثابت است مثل صداي سيستم تهويه هوا)، نوساني (بلندي و يا فركانسمتغييراست مثل آژير)، منقطع (مثل زنگ تلفن) و انفجاري (مثل شليك گلوله) تقسيم بنديميگردند. سرعت صوت در هوا 345 متر در ثانيه، در آب 1500 متر در ثانيه و در فلزات 5000 متر در ثانيه ميباشد. سرعت صوت در هواي خشك از طريق فرمول V=331+0.6T محاسبهميگردد، كه در آن T حرارت به سانتي گراد ميباشد. هر قدر رطوبت هوا بيشتر باشد سرعتصوت نيز بيشتر است. كاهش قدرت شنوايي با عدم توانايي در تشخيص فركانسهاي بالا(صدايزنان و كودكان) آغاز ميشود. همچنين اين عارضه باعث نامفهوم گشتن اصوات نيز ميگردد. به همين خاطر چنانچه فركانسهاي بالا شنيده هم گردند، باز فرد ممكن است قادر به دركصحيح آنها نباشد. شدت و بلندي صدا با مقياس دسي بل(DECIBEL) اندازه گيريميشود. شدت صوت به بزرگي نوسانات در فشارهوا كه توسط امواج صوتي ايجاد ميگردند،اطلاق ميگردد. پايين ترين حد آن 0 دسي بل است كه آستانه شنوايي ناميده ميگردد. مقياس دسي بل لگاريتمي ميباشد. بطوري كه با افزايش هر 10 دسي بل، شدت سر و صدا 10برابر ميگردد. ادراك بلندي صدا نيز در انسان لگاريتمي است بطوري كه به ازاي هر 10دسي بل افزايش شدت، ادراك بلندي صدا نيز دو برابر ميگردد. بنابراين شدت 80 دسي بليك ميليون بار شديد تر از 20 دسي بل بوده و 64 بار بلندتر ميباشد. درغياب هرگونه شيبازتابنده، سطح موثر دسي بل به ميزان 6 دسي بل به ازاي 2 برابر شدن فاصله، كاهش مييابد. براي مثال شدت صداي 100 دسي بل در فاصله 10 متري، در فاصله 20 متري به 94 دسيبل و در فاصله 40 متري به 88 دسي بل كاهش مي يابد. به ازاي هر 3 دسي بل افزايش شدتصوت، ميزان فشاري كه به پرده صماخ گوش وارد ميشود، 2 برابر ميگردد. دو فاكتور شدتصوت و طول مدت قرارگيري در معرض منبع صدا در آسيب به شنوايي انسان موثر ميباشند. شدت صوت به ازاي دو برابر شدن فاصله از منبع صوت به ميزان 6 دسي بل كاهش مييايد.

آونگ درحال نوسان
به حركت هاي رفت و برگشتي، مثل حركت آونگ، حركت نوساني مي گويند.
جسم در حال نوسان را نوسانگر مي گويند.
دوره يا زمان يك نوسان: در حركت نوساني به مدت زماني كه طول مي كشد تا نوسانگر يك نوسان كامل انجام مي دهد، دوره مي گوييم.

دوره را با نماد T نشان داده مي شود.
يكاي اندازه گيري دوره: ثانيه (S).
نكته: هر چه نوسانگر تندتر نوسان كند، زمان هر نوسان آن كوتاه تر مي شود.
بسامد: به تعداد نوسان هايي كه يك نوسانگر در مدت يك ثانيه انجام مي دهد، بسامد يا فركانس مي گويند.
بسامد را با نماد f نشان مي دهند.
يكاي اندازه گيري:هرتز (Hz)
نكته: هر چه نوسانگري تندتر نوسان كند، زمان هر نوسان كم تر و بسامد آن بيش تر مي شود.
رابطه ي بين دوره و بسامد: دوره و بسامد در حركت نوسان ساده، وارون يكديگرند.

فرو صوت :
برخي حيوانات نيز از قبيل فيلها ؛ نهنگها ،دلفين‌ها و خفاش‌ها از اين اصوات براي برقراري ارتباطات راه دور استفاده مي کنند.

فراصوتها
موشها :
 وقتى حرف آواز خواندن به ميان مى آيد معمولاً آواز پرندگان، نهنگ ها و آدم ها بيش از همه جلب توجه مى كند. اما پژوهش جديدى نشان مى دهد كه موش ها را هم بايستى در همان حد و اندازه ها به اين فهرست افزود. اكنون مدتى است كه پژوهشگران مى دانند موش هاى نر هنگامى كه با نشانه هايى از موش هاى ماده در نزديكى خود مواجه مى شوند، آواهاى فراصوتى از خود سر مى دهند.تيموتى هولى ( Holy. T) زيست شناس و زونگ شنگ گيو (.Guo Z) برنامه ساز كامپيوترى، هر دو از دانشگاه پزشكى دانشگاه واشينگتن در سنت لوئيس، براى نخستين بار اين آوازها را با جزئياتشان مورد بررسى قرار دادند و موفق به كشف شگفت انگيزى شدند.اگرچه آوازهاى فراصوت موش ها براى گوش انسان قابل شنيدن نيست اما اين پژوهشگران با ضبط و سپس پائين آوردن ارتفاع صوت آواها تا چندين اكتاو توانستند پيچيدگى واقعى آنها را بشنوند.اين آواها از دو ويژگى مهم آوازها برخوردارند كه عبارتند از انواع چندگانه سيلاب ها و يك الگوى زمانمند منظم. علاوه بر اين هر موش آوازهاى مخصوص به خود دارد كه در مقايسه با آواهاى ساده حشرات و دوزيستان بسيار پيچيده ترند. اكنون فقط اين مانده كه ببينيم آيا اين آواها براى برقرارى ارتباط بين موش ها به كار گرفته مى شود يا خير.

فروصوت
دانشمند انگليسي نشان داده اند که فروصوت ها يعني اصواتي که از حد شنوايي گوش انسان پايين ترند و انسان نمي تواند آنها را بشنود ، دليل اصلي القاي چنين احساسي هستند.
به اين ترتيب گره از رازي که دهها سال ذهن دانشمندان را به خود معطوف کرده بود ، برداشته شد.
فروصوت هايي که به صورت طبيعي وجود دارند و يا توسط انسانها توليد مي شوند، در تمامي اوقات در اطراف ما پرسه مي کنند.
برخي حيوانات نيز از قبيل فيلها و نهنگها ، از اين اصوات براي برقراري ارتباطات راه دور استفاده مي کنند.
همچنين دانشمندان علوم جوي از آنها براي شناسايي طوفان هايي که در دوردست مي غرند بهره مي گيرند و يا اين که به کمک ادوات صوتي مخصوصي که از اين امواج در آنها استفاده مي شود ، مي تواند برخي از منابع فروصوتي از قبيل امواج اقيانوسي را از هزاران مايل دورتر شناسايي کنند.
اقيانوس هاي پرسر و صدا گوش انسان هر چيزي را که پايين تر از آستانه 20هرتز باشد، نمي تواند بشنود، اما براحتي آن را احساس مي کند.
اين دو دانشمند نيز نامي جالب براي اين پرنده انتخاب کرده اند: «سمفوني مجازي فروصوت ها» اين اصوات ناشنيدني اما گاهي اوقات احساس شدني ، اصواتي هستند که چگالي انرژي آنها به اندازه اصواتي است که قابل شنيدن هستند.
به عنوان مثال ، قدرت امواج فروصوتي که توسط طوفان هاي قوي جوي ساتع مي شود ، معادل نيروي الکتريکي است که توسط شهري با 100هزار نفر جمعيت مصرف مي شود و همين نوع از نيروست که مي تواند تشخيص منابع فروصوتي از قبيل طوفان هاي دوردست را از ديگر صداهايي که ادوات مربوط شناسايي مي کنند ، آسان سازد.
يک احساس وهم آور به اين ترتيب مشخص شد که چرا آمار خودکشي در مناطق آلپ و قسمتهاي غربي ايالات متحده بسيار بالاست محققان معتقدند که بادهايي که در رشته کوهها مي وزند مي توانند امواج فروصوتي توليد کنند که روزها باقي مانده و سبب بروز واکنش هاي بيولوژيکي ناشناخته اي مي شوند.
حتي وقتي اين نوع اصوات را با نوعي از موسيقي ترکيب کردند و عده اي را به شنيدن آنها واداشتند ، نتايج جالبي به دست آمد.
اين اشخاص در حال شنيدن اين موسيقي بسيار پريشان و مضطرب و عصبي بودند و در ستون فقراتشان سرماي خاصي را احساس مي کردند.
به اين ترتيب مشخص شد که با فرکانس پايين مي توانند تجربيات غيرمعمولي را در انسانها به وجود آورند، حتي اگر اين اشخاص نتوانند واقعا حضور اين اصوات را در اطراف خود تشخيص دهند.
اين «سمفوني ناشنيدني امواج فروصوت» ابزار مهمي براي تشخيص آزمايش هاي هسته اي غيرقانوني و يا سقوط بهمن و بروز زلزله شده است.
پس اگر در يک مکان مرموز دچار يک احساس مرموز شديد ، دنبال عوامل ماورائ طبيعي نباشيد تنها کافي است که همه چيز را به گردن امواج فروصوت بيندازيد

فرو صوت و فراصوت
اصواتی با بسامد‌های زیر به عنوان فرو صوت شناخته می‌شوند. در مقابل اصواتی با بسامد‌های بالاتر از به عنوان فراصوت نامیده می‌شوند. با این حال گوش انسان توان شنیدن چنین اصواتی را ندارد. برخی حیوانات توان شنیدن فروصوت و فراصوت را دارند.

کرگدن‌ها با اصواتی به بسامد با یکدیگر صحبت می‌کنند.

در حالی که خفّاش‌ها با اصوات شکار خود را شناسایی و جهت یابی می‌کنند.

بسامد یک ویژگی فیزیکی صوت است زیرا به‌کمک لوازم الکترونیکی می‌توان آن را اندازه گرفت. در مقابل، بسامد در گوش ما به عنوان یک اثر کیفی است به طوری که با آن زیر و یا بمی صدا را تشخیص می‌دهیم. یک صدای خالص با بسامد کم به عنوان صدای بم و صدای دیگر با بسامد زیاد به عنوان صدای زیر شنیده می‌شود.
پیانو معمولاً صدای زیر درست می‌کند در حالی که طبل صدای بم تولید می‌کند.
چه حيواناتي قادر به شنيدن امواج فراصوت و فروصوت هستند؟حيوانات از از صوتها چه استفاده هايي مي كنند؟فرو صوت : برخي حيوانات نيزاز قبيل فيلها ؛ نهنگها ،دلفين‌ها و خفاش‌ها از اين اصوات براي برقراري ارتباطاتراه دور استفاده مي کنند. فراصوتهاموشها : وقتى حرف آواز خواندنبه ميان مى آيد معمولاً آواز پرندگان، نهنگ ها و آدم ها بيش از همه جلب توجه مىكند. اما پژوهش جديدى نشان مى دهد كه موش ها را هم بايستى در همان حد و اندازه هابه اين فهرست افزود. اكنون مدتى است كه پژوهشگران مى دانند موش هاى نر هنگامى كه بانشانه هايى از موش هاى ماده در نزديكى خود مواجه مى شوند، آواهاى فراصوتى از خود سرمى دهند.

 

منابع اشعه مادون قرمز

منبع طبیعی

بزرگترین منبع طبیعی اشعه مادون قرمز ، خورشید است. مقداری از نور آفتاب که به ما می‌رسد، دارای اشعه مادون قرمز کوتاه است، زیرا پرتوهای مادون قرمز بلند آن در طبقات هوا جذب شده‌اند.

منبع مصنوعی

• اجسام ملتهب
  
  بهترین منبع مصنوعی برای اشعه مادون قرمز ، اجسام ملتهب می‌باشند که طول موج آنها بر حسب درجه حرارت تغییر می‌کند. اگر بخواهیم اشعه مادون قرمز تنها داشته باشیم، باید نور این قبیل منابع مصنوعی را بوسیله شیشه‌هایی که در ترکیب آنها ید و یا اکسید منگنز دو (MnO) وجود دارد، صاف کنیم. این نوع صافیها طیف مرئی را جذب می‌کند و فقط اشعه مادون قرمز کوتاه را عبور می‌دهند.
• عبور حریان الکتریکی از مقاومتها
  
  روش دیگر که سهل و عملی است، عبور جریان الکتریکی از مقاوتهای فلزی است، بطوری که این مقاوتها سرخ می‌شوند. این مقاومتها غالبا از آلیاژهای آهن و نیکل ساخته شده‌اند.
• چراغ با مفتول زغال چراغهایی که مفتول آنها از زغال چوب ساخته شده است، نیز به نسبت زیاد اشعه مادون قرمز دارند. در این چراغ نسبت اشعه کوتاه بین 1 میکرومتر و 7 میکرومتر خیلی کم ، ولی نسبت اشعه مادون قرمز بلند آن زیاد است.
• چراغ بخار جیوه چراغ بخار جیوه نیز ، اشعه مادون قرمز با طول موج کوتاه بین 0.92 میکرومتر و 1.3 میکرومتر تولید می‌کند، ولی نسبت اشعه حاصله نسبت به سایر منابع کمتر است.

اندازه گیری اشعه مادون قرمز

برای اندازه گیری اشعه مادون قرمز از جذب انرژی حرارتی آن استفاده می‌نمایند، یعنی این اشعه را به جسمی می‌تابانند که بتواند کلیه انرژی را جذب کند و سپس مقدار حرارتی را که در جسم مزبور تولید گشته ، اندازه می‌گیرند.

• پیل ترموالکتریکی : وسیله دقیق دیگر برای اندازه گیری اشعه مادون قرمز ، استفاده از پیل ترموالکتریک می‌باشد که در آن انرژی حرارتی تبدیل به انرژی الکتریکی می‌شود و به سهولت قابل اندازه گیری است.
• سوزن ترموالکتریک : برای اندازه گیری درجه حرارت در داخل نسوج زنده از دستگاهی به نام سوزن ترموالکتریک استفاده می‌کنند.

خواص فیزیولوژیکی اشعه مادون قرمز

• اشعه مادون قرمز سبب گرم شدن پوست و نسج سلولی زیر جلدی می‌شود.
• اشعه مادون قرمز ممکن است در پوست سوختگی‌های نسبتا شدیدی ایجاد نماید.
• اگر اشعه مادون قرمز را به مقدار مناسب بکار برند، در نتیجه اتساع رگهای زیر پوست ، سبب تسهیل اعمال فیزیولوژیک پوست می‌شود و حتی از راه عکس‌العمل پوستی در بهبودی حال عمومی ‌نیز می‌تواند موثر واقع شود.
• این اشعه خاصیت تسکین درد را نیز دارد که علت آن همان اتساع عروق و بهتر انجام گرفتن عمل رفع سموم و تغذیه بافتها است.

کاربرد اشعه مادون قرمز

• ترموگرافی
• طیف سنجی
• بالا بردن متابولیسم

 ----------------------------------------------------------------------------

 

رادار                                                                    

رادار یک سیستم الکترومغناطیسی است که برای تشخیص و تعیین موقعیت هدف بکار می رود . با رادار می توان درون محیطی را که برای چشم ،غیر قابل نفوذ است دید مانند تاریکی ،باران،مه.برف،غبار و غیره . اما مهمترین مزیت رادار توانایی آن درتعیین فاصله یا حدود هدف می باشد .کاربرد رادارها در اهداف زمینی ، هوایی،دریایی، فضایی و هواشناسی می باشد.

امواج رادار چیزی است که در تمام اطراف ما وجود دارد، اگر چه دیده نمی‏شود. اما مرکز کنترل ترافیک فرودگاهها برای ردیابی هواپیماها چه آنها که بر روی باند فرودگاه قرار دارند و چه آنها که در حال پرواز هستند، از رادار استفاده می‏کنند. در برخی از کشورها پلیس از رادار برای شناسایی خودروهای با سرعت غیر مجاز استفاده می‏‏کند. ناسا از رادار برای شناسایی موقعیت کرة زمین و دیگر سیارات استفاده می‏کند، همین طور برای دنبال کردن مسیر ماهواره ‏ها و فضاپیماها و برای کمک به کشتی‏ها در دریا و مانورهای رزمی از آن استفاده می‏شود. مراکز نظامی نیز برای شناسایی دشمن و یا هدایت جنگ افزارهایشان از آن استفاده می‏کنند.

هواشناسان برای شناسایی طوفانها، تندبادهای دریایی و گردبادها از آن استفاده می‏برند. شما حتی نوعی خاص از رادار را در مدخل ورودی فروشگاهها می‏بینید که در هنگام قرار گرفتن اشخاص در مقابلشان، درب را باز می‏کنند. بطور واضح می‏بینید که رادار وسیله‏ ای بسیار کاربردی می‏باشد.

استفاده از رادار عموماً در راستای سه هدف زیر می‏باشد:

·         شناسایی حضور یا عدم حضور یک جسم در فاصله ه‏ای مشخص – عمدتاً آنچه که شناسایی می‏شود متحرک است و مانند هواپیما، اما رادار قادر به شناسایی حضور اجسامی که مثلاً در زیرزمین نیز مدفون شده ‏اند، نیز می‏باشد. در بعضی از موارد حتی رادار می‏تواند ماهیت آنچه را که می‏یابد مشخص کند، مثلاً نوع هواپیمایی که شناسایی می‏کند.

·         شناسایی سرعت آن جسم- دقیقاً همان هدفی که پلیس در بزرگراه‌ها برای کنترل سرعت خودروها از آن استفاده می‏کند.

·         جابه‌جایی اجسام – شاتل‏های فضایی و ماهواره های دوار بر دور کره زمین از چیزی به عنوان رادار برای شناسایی حفره ‏های مجازی ،  تهیه نقشه جزئیات زمین ، نقشه ‏های عوارض جغرافیایی سطح ماه و دیگر سیارات استفاده می‏کنند.

پرتوها

در فیزیک پرتو به معنای ذرات انرژی یا امواج گذرنده در درون محیط یا فضاست.دو گونه پرتو وجود دارد:گونه نخست پرتوی یونی و گونه دوم پرتوی غیر یونی می‌باشند.اما واژه پرتو بیشتر برای گونه یونی بکار می‌رود (انرژی کافی برای یونیزه کردن اتم) اما گاهی ممکن است برای گونه غیر یونیزه (امواج رادیویی و نور) هم بکار رود.انرژی تابش از مبدا خود به همه‌جا به طرف بیرون و در خط راست سیر می‌کند.این هندسه بطور طبیعی منجر به سیستم اندازه‌گیری‌ها و واحدهای فیزیک که قابل اجرا بر روی تمام گونه‌های پرتو است، شد.هر دو گونه تابش یونی و غیر یونی می‌تواند برای اندامگان آسیب‌رسان باشد و همچنین ممکن است منجر به تغییراتی در زیست‌بوم شود.

پرتو ایکس یا اشعه ایکس (اشعه رونتگن) نوعی از امواج الکترومغناطیس با طول موج حدود ۱۰ تا ۱۰^-۲ آنگستروم است که در بلورشناسی و عکسبرداری از اعضای داخلی بدن و عکسبرداری از درون اشیای جامد و به عنوان یکی از روش‌های تست غیرمخرب در تشخیص نقص‌های موجود در اشیای ساخته شده (مثلاً در لوله‌هاو...) کاربرد دارد.

انواع پرتو ایکس

• پرتو ایکس تکفام (تک رنگ): پرتو ایکسی که فقط دارای یک طول موج خاص است را پرتو ایکس تکفام می‌نامند.

• پرتو ایکس سفید (پیوسته): پرتو ایکسی که تکفام نبوده و دارای طول موج‌هایی در بازهٔ λ₁ تا λ₂ است.

• اشعه گاما چیست ؟

  از تابشهای الکترو مغناطیسی و از جنس نور و اشعه ایکس هستند. این اشعه طول موجهایی کوتاهتر از طول موج نور و اشعه ایکس دارد و بر سلول های بینایی اثر مخرب می‌گذارد. اشعه گاما مانند تابش‌های دیگر الکترومغناطیسی با سرعت نفوذ منتشر می‌شود . توانایی نفوذ این اشعه خیلی بیشتر از توانایی نفوذ اشعه بتا و اشعه آلفاست. اشعه گاما به هنگام فروپاشی هسته عناصر رادیو اکتیو به وجود می‌آید. هسته رادیو اکتیو وقتی اشعه گاما تابش کند مقداری از انرژی خود را از دست می‌دهد ولی در ساختمان آن تغییری به وجود نمی‌آید. هر چه هسته رادیو اکتیو اشعه گاما با طول موج کمتر تابش کند انرزی تابشی آن بیشتر و توانایی نفوذ آن زیادتر می‌شود. مثلا اگر هسته ای ۵ میلیون الکترون‌ولت از دست بدهد، توانایی نفوذ اشعه آن به قدری زیاد است که از ورقه اهن به ضخامت ۲/۵ سانتیمتر، آبی به عمق ۲۳ سانتیمتر یا ورقه ای از سرب به قطر ۱۳ میلیمتر می‌تواند تنها جلو عبور نصف آن را بگیرد. به این ترتیب سرب بهترین وسیله برای جلوگیری از اشعه گاماست.

عدسی ها وکاربرد آنها

عدسیها همانند آینه‌ها دارای تصاویر حقیقی و مجازی هستند، این تصاویر از پرتو های همگرا شونده و واگرا شونده بازتابی ایجاد می‌شود. بر خلاف آینه‌ها در عدسیها عبور نور نیز مطرح است و تصاویر ممکن است در پشت و جلوی عدسی شکل گیرد. عدسیهایی که ضخامت قسمتهای کناریش بزرگتر باشد، پرتو های موازی را همگرا می‌کند و عدسی محدب نام دارد، که دارای فاصله کانونی مثبت می‌باشد. بر خلاف آینه‌ها دارای دو کانون در فضاهای جلو و پشت عدسی می‌باشند ، عدسیهایی که ضخامت قسمت محوری آنها کمتر از ضخامت قسمت کناری باشد، پرتوهای موازی را از هم باز می‌کنند و دارای فاصله کانونی منفی هستند و عدسی مقعر نام دارند، که اینها نیز دارای دو کانونی در فضای جسم و تصویر هستند.

کاربرد و موارد استفاده عدسی

الف- دور بین عکاسی 1- قسمتهای اساسی دور بین عکسبرداری عبارتند از : جعبه ضد نور ، دیا فراگم جلو دور بین ، در یچه باز و بست ،عدسی محدب پشت در یچه ، فیلم در قسمت عقب  دوربین و قسمتی که فیلم را می چرخاند. 2- نور از طریق در یچه وارد  دوربین می شود و پرتو های نور پس از عبور از عدسی منحرف می گردند ، به طوری که در کانون عدسی در روی فیلم متمرکز می شوند.  3- روی فیلم را قشری از مواد شیمیایی که در مقابل نور حساسیت دارند ، پوشانده است. 4- وقتی که پرتو های نور روی فیلم متمرکز می شوند ، واکنش شیمیایی صورت می گیرد. 5- سپس فیلم در مواد شیمیایی قرار می گیرد و منفی می شود یعنی قسمتهای تاریک جسم روشن و قسمتهای روشن آن تاریک دیده می شود. 6-هنگامی که نور از نگاتیو (منفی) می گذرد و روی کاغذ حساس نور می افتد تصویر مثبت می شود ، یعنی قسمتهای تاریک نگاتیو (منفی) روشن و قسمتهای روشن آن تاریک می شوند، درست مانند شئ اصلی . 7-در دور بینهای ارزان قیمت ، عدسی ثا بت است به طوری که فقط قا در است پرتو های نوری اشیایی را که در فاصله بیش از 6 پا از دور بین قرار دارند ، در کا نون متمرکز کند. 8- در بیشتر دور بینهای گرانقیمت ، عدسی متحرک است ، به طور ی که قادر است پرتو های نور ی اشیاء دور و نزدیک را در کانون متمرکز کند. ب- میکرو سکپ 1-هر میکرو سکپ دارای دو عدسی  محدب است که در انتهای یک لوله ضد نور قرار دارد . 2-عدسی بالایی را چشمی  و پایینی را شیئ  می نامند. 3-پرتو های نور شیئ ضمن عبور از عدسی شیئ ،می شکند و تصویر بزرگی از آن در داخل  لوله تولید  می نامند. 4-عدسی چشمی مانند ذره بین عمل می کند و باز هم تصویر را بزرگتر می کند وچندین برابرنشان می دهد. 5-برای میزان کردن میکروسکپ ،قسمتی از لوله در داخل قسمت دیگر آن به طرف بالا و پایین می لغزد . ج- تلسکوپ  1- در یک انتهای تلسکوپ انعکاسی ،یک آینه مقعر بزرگ قرار دارد و در انتهای دیگر آن یک عدسی محدب کوچک قرار گرفته که تصویری را که به وسیله آینه تولید می شود ،بزرگ می کند. 2-تلسکوپ انکساری شبیه میکروسکپ عمل می کند و دارای یک عدسی شیئ و یک عدسی چشمی می باشد. 3-در عدسی شیئی ،یک عدسی محدب بزرگ تمام پرتو های نوری را که از فاصله دور می تا بند جمع می کند. و آنها را می شکند تا تصویر تشکیل شود، این تصویر به وسیله عدسی محدب کوچکتر  در عدسی چشمی بزرگ می شود. 4-دو قسمت لوله در داخل هم می لغزد ،تا اشیایی را که در فواصل مختلفی قرار دارند در کانون متمرکز کنند. 5-دوربین های دو چشمی و دوربینهای مخصوص اپرا در حقیقت دو تلسکوپ انکساری هستند که به هم متصل می شوند و هر کدام از آنها مختص یک چشم است. 6-منشور های دوربینهای دو چشمی و دوربینهای مخصوص اپرا ، پرتو های نور را طوری باز می تابند که تصویر مستقیم دیده می شود. د-پروژکتور ها 1-در تمام پروژکتور ها یک یا چند عدسی محدب به کار برده می شود، تا تصویر کوچکی را به تصویر بزرگی روی پرده تبدیل کند. 2-دسته ای قوی از پرتو ها به فیلم شفاف می تابد و به وسیله عدسی محدب منحرف می شود تا تصویر بزرگی روی پرده ظاهر شود. 3-پروژکتور ها بیشتر در مدارس مورد استفاده قرار می گیرند.

انواع عدسی

عدسی محدب (کوژ)

عدسیهایی که نور را همگرا می‌کنند و جهت تصویر سازی حقیقی و نیز همگرا نمودن پرتوهای تابشی از نقاط دور مانند پرتوهای ستارگان مورد استفاده قرار می‌گیرند.

عدسی مقعر (کاو)

این عدسیها نور را واگرا می کنند و جهت واگرا نمودن نورها و اصلاح برخی سیستمها که نیاز به واگرایی نور را دارد از جمله چشم مورد استفاده واقع می‌شوند.

قواعد نحوه رسم پرتو در عدسیها

اکثر قواعد همانند آینه‌هاست و در حالت کلی عمده‌ترین آنها که پرتو های خاصی را شامل می‌شود عبارتند از:

1. پرتوی موازی با محور نوری بعد از برخورد به عدسی و عبور از آن ، از نقطه کانون می‌گذرد که فاصله آن از رأس عدسی f است.

1. پرتوهای عبوری از کانون عدسی بعد از شکست در آن به موازات محور نوری خواهد بود.
   
   
2. پرتو نوری عبوری از رأس عدسی بدون شکست از آن رد می‌شود.
   
   
3. همواره شیئی نوری در سمت چپ عدسی قرار داده می‌شود و نور از چپ به راست بر عدسی می‌تابد و در عدسیها بر عکس آینه‌ها ردیابی پرتویی (ترسیم پرتو) برای نور عبوری (شکستی) صورت می‌گیرد.
   
   
4. فضای سمت چپ عدسی فضای جسم و فضای سمت راست عدسی فضای تصویر می‌باشد که جسم موجود در سمت چپ (فضای جسم) را جسم حقیقی و جسم موجود در سمت راست (فضای تصویر) را جسم مجازی گویند. که وجود خارجی ندارد و نیز تصویر در فضای تصویر حقیقی و تصویر در فضای جسم مجازی می‌باشد.

 

 

کسوف و خسوف

 

همانطور که دیدید با مدل اشعه نوری توانستیم پدیده سایه و نیم سایه را توصیف کنیم. این مدل همچنین برای توصیف انعکاس نور در آینه‌ها و شکست نور وقتی از یک محیط وارد محیط دیگر می‌شود بسیار مفید است. امّا برای توصیف بسیاری از پدیده‌های نوری هیچ کاربردی ندارد. به عنوان مثال می‌توان به دیدن طیف نور در یک اشاره کرد که با مدل اشعه نوری نمی‌توان آن را توصیف کرد.

انسان برای کند کردن یا جلوگیری از انجام شدن واکنش های شیمیایی از راه های گوناگونی استفاده می کند. فهرستی از راه هایی را تهیه کرده در کلاس ارائه دهید که به این منظور در زندگی روزانه به کار می برید

خشک نگه داشتن – سرد نگه داشتن – دور از نور نگه داشتن

مواد منفجره

انواع مواد منفجره از معدودی اجزاء که همگی شناخته شده هستند و ایمنی کار با آنها تایید شده است ساخته می شوند . این مواد انرژی را به صورت ذخیره در خود نگه می دارند و آماده برای اجرای مقاصد نظامی و مهندسی می باشند.

در پی سالهایی که پروژه های معدنی و عمرانی در سراسر جهان به انجام رسیده ثابت شده است که استفاده از مواد منفجره ارزان تر، سریعتر، پرکاربردتر و نیز ایمن ترین راه اجرای طرح های معدنی و عمرانی می باشد. نکته قابل توجه در استفاده از مواد منفجره ایمنی بسیار بالای مواد منفجره می باشد، که این امر موجب گشته است که مهندسان اجرا، استفاده از مواد منفجره را به ماشین آلات ترجیح می دهند.

طبقه بندی مواد منفجره

انواع مواد منفجره را می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد.

 

کاربرد مواد منفجره

• راه سازی، تونل سازی، بهره‌برداری از معادن، سد سازی، صنایع نظامی، آتش بازی

گاز متان

گاز طبیعی که معمولاً گاز گفته می‌شود نوعی سوخت فسیلی گازی شکل است. گازی طبیعی سوختی است که معمولاً اثرات زیان‌آور کمتری نسبت به سوخت‌های فسیلی دارد و جزء منابع تجدید ناپذیر می‌باشد.

در حال حاضر ۲۰ درصد مصرف جهانی انرژی را گاز طبیعی تشکیل می‌دهد که با آهنگ ۲٫۴ درصد در حال رشد است.

قابلیت اشتعال گاز طبیعی فقط در محدوده خاصی از نسبتهای اختلاط با هوا اتفاق می‌افتد که این محدوده را محدوده «قابلیت اشتعال »می نامند مرز پائین این محدوده را اشتعالL.E .L و مقدار بالای این محدوده را، حد بالای اشتعال L.H .L می‌نامند.

حد پائین اشتعال گاز طبیعی ۵ درصد و حد بالای آن ۱۵ درصد می‌باشد . بهترین حالت برای اشتعال گاز طبیعی نسبت ۱۰ درصد گاز با هواست که همان نسبتی است در فرمول ترکیب متان و اکسیژن (هوا) دیده می‌شود .

CH۴+۲O۲ = CO۲+۲H۲O+ ۱۰۰۰۰ Kcal/m۳

همانطور که واکنش فوق نشان می‌دهد یک حجم متان برای سوخت کامل نیاز به ۲ حجم اکسیژن دارد و با توجه به اینکه یک حجم اکسیژن تا حدودی در ۵ حجم هوا موجود است . بنا بر این می‌توان گفت که یک حجم متان نیاز به ۱۰حجم هوا دارد که تا حدودی همان نسبت یک به ۱۰ و یا ده درصد است .

البته برای سوختن کامل نیاز به ۲۰ الی ۳۰ درصد هوای اضافی داریم ولی در انفجارها هر چه به نسبت ۱۰ درصد گاز در هوا نزدیک تر باشیم انرژی حاصل از انفجار بیشتر است .

جدول فوق حد بالا و پائین اشتعال اجزاء گاز طبیعی را نشان می‌دهد .

تغییر شیمیایی

تغییراتی که در واکنشی بر روی مواد واکنش دهنده صورت می‌گیرد، بطور کلی به دو نوع تغییر فیزیکی و تغییر شیمیایی ، تقسیم می‌شوند. در تغییر فیزیکی ، فقط حالت فیزیکی ماده تغییر می‌یابد. یعنی ساختار ذره‌های تشکیل دهنده ماده تغییر نمی‌کند. بنابراین تغییر کلیه حالات ماده نظیر ذوب و انجماد و تبخیر و تصعید و غیره همچنین انحلال نمک ها و بازها در آب ، تغییر فیزیکی محسوب می‌شوند.

لیکن در تغییر شیمیایی ، در واقع اتصال اتم‌ها به یکدیگر در واکنش دهنده ها دستخوش تغییر می‌شود و همچنین آرایش الکترونی اتم‌ها نیز تغییر می‌یابد. البته باید توجه داشت که در جریان یک واکنش شیمیایی ، اتم‌ها نه بوجود می‌آیند و نه از بین می‌روند و تنها شامل ترکیب ، تجزیه یا بازآرایی اتم‌هاست.

واکنش شیمیایی در واقع توصیفی برای یک تغییر شیمیایی است. واکنش‌های شیمیایی ممکن است با آزاد کردن انرژی بصورت گرما ، نور یا صوت همراه باشند و تولید یک گاز ، تشکیل یک رسوب یا تغییر رنگ در پی داشته باشند.

روی دادن تغییر فیزیکی و تغییر شیمیایی بطور متوالی

البته مواردی وجود دارد که هر دو تغییر فیزیکی و شیمیایی بر روی یک پدیده ، بطور متوالی اتفاق می‌افتند. برای مثال ، با حرارت دادن تکه ای قند در لوله آزمایش ، ابتدا قند ذوب می‌شود که یک پدیده فیزیکی است. سپس به رنگ قهوه ای در می‌آید که نشان‌دهنده شروع تبدیل قند به کربن و یک پدیده شیمیایی است. در ادامه ، مقداری بخار آب به بالای لوله می‌رسد که نشانه تجزیه قند و ادامه پدیده شیمیایی قبل است.

پس قطره‌های آب روی دیواره لوله آزمایش پدیدار می‌شود که نشان‌دهنده میعان بخار آب آزاد شده و یک پدیده فیزیکی است. در پایان ، در داخل لوله ، ماده‌ای سیاهرنگ ، بی‌مزه و نامحلول در آب (برخلاف قند اولیه) باقی می‌ماند که این ماده جدید ، زغال است و با توجه به تغییر رنگ ، مزه و حلالیت آن در آب ، نشان‌دهنده وقوع یک پدیده شیمیایی است.

انرژی شیمیایی

هر نوع پیوندی میان اتمهای مختلف سازنده مولکول یک جسم ، نوعی انرژی بنام در "انرژی شیمیایی" دارد که مقدار آن به نوع اتم‌ها و نحوه قرار گرفتن آنها در مولکول بستگی دارد. در یک واکنش شیمیایی ، در واقع اتصال اتمها به یکدیگر در واکنش‌ها دستخوش تغییر می‌شود و در نتیجه انرژی شیمیایی فراورده‌های واکنش با انرژی شیمیایی واکنش‌دهنده‌ها تفاوت پیدا می‌کند.

به عنوان مثال ، واکنش گاز کلر با گاز هیدروژن را در نظر بگیریم. گاز کلر از مولکولهای دو اتمی Cl₂ و گاز هیدروژن از مولکولهای دو اتمی H₂ تشکیل شده‌اند. فراورده واکنش ، کلرید هیدروژن HCl خواهد بود که در مقایسه با واکنش‌دهنده با پیوندهای کاملا متفاوتی دارد و از این رو انرژی شیمیایی آنها متفاوت است.

اکنون این پرسش مطرح می‌شود که با توجه به متفاوت بودن انرژی شیمیایی فراورده‌ها و واکنش‌دهنده‌ها با در نظر گرفتن "قانون پایستگی انرژی" این اختلاف انرژی به چه صورت ظاهر می‌شود؟

تغییر گرماگیر و تغییر گرماده

مطابق قانون پایستگی انرژی ، در هر واکنش ، باید انرژی کل ثابت بماند. بنابراین در واکنش‌ها ، اختلاف انرژی میان فراورده‌ها و واکنش‌دهنده‌ها به صورت گرما ظاهر می‌شود. از این رو ، واکنش‌هایی نظیر واکنش‌های سوختن متان و با تشکیل کلرید هیدروژن که در آنها ، سطح انرژی فراورده‌های واکنش از مواد واکنش‌دهنده پایین‌تر باشد، بعلت تولید انرژی گرمایی گرماده می‌گوییم و در مقابل ، واکنش‌هایی که در آنها سطح انرژی شیمیایی فراورده‌ها بیشتر از واکنش‌دهنده‌ها باشد، واکنش‌های گرماگیر نامیده می‌شوند و برای انجام چنین واکنشی باید مقداری گرما به اجزای واکنش‌دهنده داده شود، مانند تجزیه کردن کلرید آمونیوم جامد که با گرم کردن ، به دو گاز آمونیاک و کلرید هیدروژن تبدیل می‌شود.

بنابراین در اندازه گیری و محاسبه انرژی واکنش‌های شیمیایی ، چیزی که همیشه محسوس و قابل اندازه‌گیری است، تفاوت محتوای انرژی یا بعبارتی سطح انرژی مواد اولیه و محصولات عمل است که معمولا به تغییر محتوای گرمایی ، تغییر آنتالپی گفته می‌شود و با ΔH نمایش می‌دهند و در یک واکنش گرماده خواهیم داشت:

 

 

 

به این ترتیب تغییر آنتالپی ΔH در یک واکنش انرژی‌ده ، منفی است.

در یک واکنش گرماگیر خواهیم داشت:

پس تغییر آنتالپی ، ΔH در یک واکنش انرژی‌گیر ، مثبت است.

واکنش‌های شیمیایی برگشت پذیر و برگشت ناپذیر

واکنش‌های برگشت ناپذیر

در این قبیل واکنش‌ها ، محصولات واکنش بر هم اثر شیمیایی ندارند. به همین دلیل واکنش فقط در جهت رفت انجام می‌گیرد و تا مصرف شدن کامل واکنش‌دهنده پیش می‌رود. مثلا اگر تکه‌ای نوار منیزیم را در ظرف محتوی HCl وارد کنیم، واکنش شدیدی میان منیزیم و اسید رخ می‌دهد و فلز بتدریج در اسید ، حل و ناپدید می‌شود و همزمان با ناپدید شدن فلز ، حباب‌های گاز هیدروژن درون اسید به چشم می‌خورند که از ظرف خارج می‌شوند.

بنابراین این واکنش یک‌طرفه است و فقط در جهت رفت پیش می‌رود. یعنی اگر مقداری گاز هیدروژن را در محلول کلرید وارد کنیم، هیچگونه واکنشی انجام نمی‌گیرد.

علاوه بر واکنش فوق ، سوختن انواع سوخت‌ها مانند بنزین ، نفت ، گاز طبیعی و... در مجاورت هوا ، محکم شدن تدریجی سیمان ، پختن تخم مرغ ، مچاله شدن نایلون در برابر شعله ، نمونه‌هایی از واکنش‌های برگشت ناپذیرند.

واکنش‌های برگشت پذیر

این واکنش‌ها در شرایط مناسب در هر دو جهت رفت و برگشت پیش می‌روند، مثلا اگر بخار آب را از روی گرد آهن داغ عبور دهند، اکسید آهن همراه با گاز هیدروژن پدید می‌آید.

و اگر گاز هیدروژن را بر اکسید آهن ( Fe₃O₄ ) عبور دهند، آهن و بخار آب تولید می‌شود. واکنش برگشت:

واکنش رفت و برگشت در مجموع یک واکنش برگشت پذیر را تشکیل می‌دهند و در نتیجه ، واکنش اثر بخار آب بر آهن داغ ، برگشت پذیر است. در زندگی روزانه با موارد زیادی از واکنش‌های برگشت پذیر برخورد می‌کنیم، مانند شارژ مجدد باطری اتومبیل. مواد شیمیایی موجود در باطری خودرو هنگام تولید جریان برق بتدریج مصرف شده و به مواد دیگری تبدیل می‌شود. با شارژ مجدد باطری ، واکنش‌های برگشت انجام می‌گیرند و مواد اولیه پدید می‌آیند.

شفق وفلق

شفق و فلق