تبلیغات
فیزیک - سه نمونه از کارهای انیشتین و کاربرد آنها
فیزیک
آموزش، نکته، تست، نمونه سوال فیزیک راهنمایی
به وبلاگ فیزیک خوش آمدید.شما در این قسمت می توانید مطلب مورد نظر خود را در وبلاگ جستجو کنید. لطفا برای بهبود کیفیت وبلاگ نظرات خود را در در بخش تماس با ما در پایین صفحه قرار دهید.
در حال بارگذاری موتور جستجو
بازدید : مرتبه
تاریخ : شنبه 30 دی 1391

اندیشه و طرز فکر انیشتین در بسیاری از پژوهش های علمی مورد استفاده قرار گرفته است. از شتاب دادن به ذره و نزدیک رسانیدن سرعت آن به سرعت نور تا توانا ساختن ستاره شناسان برای طرح ریزی نقشه ی آسمان بالای سر همه از فرضیات و معادلات انیشتین سرچشمه می گیرند. با این حال بر همه آنقدر روشن نیست که این فرضیات چه استفاده هایی در زندگی روزمره و عادی عموم دارند. در این مقاله به سه نمونه از کارهای انیشتین و کاربرد عمومی آن ها می پردازیم.

یکی از وسیله هایی که عموم در کارهای روزمره از آن استفاده می کنند چشم برقی یا فتوسل است. چشم برقی گیرنده ی حساسی است که به محض دریافت نوری مخصوص، وسایل ماشینی یا برقی متصل به خود را به راه می اندازد. ممکن است فکر کنید که تا به حال به یک چشم برقی برخورد نکرده اید ولی این طور نیست. به عنوان نمونه می توان به یک دَر خودکار (اتوماتیک) مغازه اشاره کرد که هنگام مواجه شدن و راه رفتن در جلوی آن، دَر خود به خود باز می شود. انیشتین اولین دانشمندی بود که توانست در مقاله ی علمی خود بر روی تاثیر فتوالکتریک، این پدیده را به طور صحیح توضیح داده و پیش بینی کند. به طور خلاصه هنگامی که اشعه ای از نور به فلز برخورد می کند، آن فلز از خود برق تولید می کند (که این برق باعث به کار افتادن وسیله ی متصل به آن می شود). مهم تر از آن این است که مقدار برق فرستاده شده توسط فلز به فرکانس نوری که به فلز می تابد بستگی دارد؛ (نه به مقدار نوری که به آن می تابد! سال ۱۹۰۵ میلادی) این مقاله بعدها باعث شد که انیشتن جایزه ی نوبل فیزیک سال ۱۹۲۱ را از آن خود کند. در زندگی روزمره بسیار با چشم برقی برخورد می کنیم بدون آن که متوجه آن باشیم. به عنوان نمونه در تورنتو بسیار مشاهده کرده ایم که چراغ های خیابان به طور خودکار هنگام غروب، درست هنگامی که رنگ آسمان ارغوانی می شود، روشن می شوند (رنگ بنفش و ارغوانی در طیف بین از شدت شدیدتری برخوردارند). از دیگر نمونه های کاربرد این برهان می توان به استفاده ی آن در باتری های خورشیدی در ساعت، ماشین حساب و حتی ماهواره ها اشاره کرد.

در سال ۱۹۱۷ میلادی انیشتن تحقیقی را بر روی نظریه ی نور و تشعشع آغاز کرد. در پی آمد این تحقیقات، انیشتین در مقاله ی علمی خود «در نظریه ی کوانتومی تشعشع» چگونگی تحریک شدن اتم ها و آزاد کردن آنی نور از آن ها را شرح داد. به طور خلاصه، یک فوتون (ذره ای از نور) می تواند الکترون های یک اتم را تحریک کند و این باعث تشعشع ِ فوتون دیگری از اتم می شود. سپس این دو فوتون الکترون های دو اتم دیگر را تحریک کرده و چهار فوتون را تشکیل می دهند. به این ترتیب از تابش یک فوتون به اتم های یک فلز، تعداد زیادی فوتون تشکیل می شوند. با متمرکز ساختن این فوتون ها پرتویی به وجود می آید که این پرتو همان لیزر است. اگر چه تا سال ۱۹۵۴ لیزر ساخته نشد، ولی اختراع آن و دیگر وسایل لیزری دست آورد نظریه ی انیشتن بر روی نور و ماده بود. دلیل این که چرا لیزر قبل از این بین سال های ۱۹۱۷ تا ۱۹۵۴ اختراع نشد هنوز مخفی است زیرا معادلات انیشتین ساختن لیزر را بسیار آسان کرده اند. لیزر بخش بسیار مهمی از DVD &#۰۳۹; CD &#۰۳۹; وسایل پزشکی، ابزار برش تجاری و فیبر نوری (Fiber Optic Communication) را تشکیل می دهد.

شاید مهم ترین کاربرد روزمره ی نظریه ی انیشتین سیستم مکان یابی ِ سراسری (Global Positioning System GPS) باشد. GPS دستگاهی است که از طریق ارتباط با یک ماهواره می تواند مکان خودش را به طور دقیق تعیین کند. امروزه رایج است که سیستم های GPS در ماشین به کار گذاشته شوند که می توانند مکان ماشین را به طور دقیق (در شعاع ۱۵ متری ماشین) تعیین کنند. برای سنجش دقیق فاصله و مکان، لازم است که هم زمانی بسیار دقیقی میان دستگاه GPS و ماهواره ی آن برقرار شود. برقراری چنین هم زمانی بدون وجود فرضیه ی نسبیت انیشتن غیر ممکن خواهد بود. چرا؟

فرضیه ی نسبیت انیشتین به طور خلاصه توضیح می دهد که ساعت (زمان سنج) در سرعت زیاد کندتر از ساعت بر روی زمین حرکت می کند. به همین ترتیب ساعتی شناور در فضا بسیار دور از مرکز زمین، کمتر در معرض نیروی جاذبه ی زمین قرار می گیرد و در نتیجه سریع تر از ساعت در روی زمین حرکت می کند.

بفرض که یک ماهواره ی GPS با سرعتی در حدود ۱۴۰۰۰ کیلومتر در ساعت حرکت می کند که بر طبق فرضیه ی نسبیت، این ساعت دقیقا ۷ میکرو ثانیه در روز کندتر از ساعتی ساکن بر روی زمین حرکت می کند. ولی به این دلیل که ماهواره ی GPS بیست هزار کیلومتر بالاتر از سطح کره ی زمین در حرکت است طبق فرضیه ی نسبیت، این ساعت ۴۵ میکرو ثانیه در روز تندتر از ساعتی بر روی سطح کره ی زمین حرکت می کند. بنابراین ساعت ماهواره در مجموع ۳۸ میکرو ثانیه در روز سریع تر حرکت می کند. این تفاوت شاید در ابتدا به هیچ عنوان مهم به نظر نرسد ولی همین تفاوت بسیار کوچک می تواند باعث از بین رفتن دقت سیستم GPS بمیزان ۱۱ کیلومتر در روز برسد. به واسطه ی فرضیه ی نسبیت انیشتین این هم زمان سازی می تواند تصحیح شده و دقت لازم را به سیستم GPS بدهد.

با وجود این که بیشتر مردم تنها از بمب اتمی به عنوان نمونه ی کاربردی نظریه ی انیشتین یاد می کنند، ولی نظریات و تئوری های بی شمار انیشتین زمینه ساز تعداد بی شماری از اختراعات شده اند که زندگی روزمره را راحت و راحت تر سازند.




طبقه بندی: مطالب متفرقه، 
برچسب ها: سه نمونه از کارهای انیشتین و کاربرد آنها، کاربرد آنها، سه نمونه از کارهای انیشتین، انیشتین،
ارسال توسط مرضیه برزگر
تقویم


حدیث روز:

سخن روز:
اخبار علمی

پیوند های روزانه
نظر سنجی
در کدام مبحث فیزیک بیشتر اشکال دارید؟











ابر برچسب ها
مترجم وبلاگ

فیزیک اول دوم سوم راهنمایی

نمونه سوال نکته آموزش فیزیک

فیزیک راهنمایی

مطالب جالب فیزیک

سمپاد تیزهوشان