تحقیق در مورد فیزیک الکتریسیته و مغناطیس 15 ص با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 11

فیزیک الکتریسیته و مغناطیس

محقق : فاطمه پایمرد

رشته کنترل صنعتی

یا حق

الکتریسیته و مغناطیس

الکتریسیته و مغناطیس تاریخی طولانی و درازی دارند. الکتریسیته و مغناطیس ابتدا در قرن هشتم قبل از میلاد مورد توجه یونانیان باستان قرار گرفتند. مهمترین عاملی که موجب جذب و توجه مردم به الکتریسیته ومغناطیس شد، دو ماده طبیعی کهربا و کانی مگنتیت(سنگ مغناطیس) بود. کهربا، شیره برخی از درختانی است که چوب نرمی دارند؛ هنگامی که این شیره از درخت بیرون می آید، پس از مدتی سفت می شود. این جامد سفت که رنگی بین قهوه ای و زرد دارد، کهرباست. و اگر کهربا را به پارچه ای بمالیم، باردار شده و می تواند تکه های برگ یا کاغذ را جذب کند.

سنگ مغناطیس، همان اکسید آهن است؛ که براده های آهن را جذب می کند. سنگ های مغناطیسی می توانند یکدیگر را جذب کنند. و علت این نامگذاری آنست که این سنگ در منطقه ای به نام “مگنزیا” یا “مغناطیس” برای نخستین بار کشف شد. که به ماهیت این سنگ، مغناطیس گفته می شود. اگر یک تکه از این سنگ ها را بر روی آب شناور کنیم، جهت آن در راستای شمال-جنوب قرار می گیرد. همین خاصیت سنگ مغناطیسی سبب شد که در قرون گذشته دریانوردان از آن بعنوان جهت یاب استفاده کنند.

دموکریتوس، که یکی از فلاسفه بزرگ باستان و بنیانگذار تئوری اتمی است، معتقد است که میان سنگ مغناطیسی جریانی از ذرات بسیار ریز به نام اتم وجود دارد. و در این جریان هنگامی که اتم به آهن یا سنگ مغناطیسی دیگر برخورد می کند، در برگشت به سوی سنگ مناطیس، سبب می شود که آهن را به دنبال خود بکشاند. ویلیام گیلبرت یکی از نخستین دانشمندانی است که در زمینه مغناطیس دست به آزمایش ها و بررسی های اساسی کرد. او مشاهده کرد که براده های آهن در اطراف سنگ مغناطیس در راستای منظمی قرار می گیرند. و همچنین سنگ مغناطیس در حالت آویزان یا حتی سوزن های آهنی در حالت شناور در راستای شمال-جنوب قرار می گیرند.

او چنین پنداشت که علت این امر آنست که زمین یک سنگ مغناطیس بسیار بزرگیست که اینگونه عمل می کند. او برای اثبات نظریه خود، یک سنگ مغناطیس را به صورت یک کره بزرگ در آورد و سپس در اطراف و بر روی سطح این کره، سنگ های مغناطیسی کوچک و براده های آهنی قرار داد و مشاهده کرد که این براده ها در راستای شمال-جنوب قرار می گیرند.

قبل از اینکه به بحث در مورد خطوط و میدان مغناطیسی آهنربا و زمین بپردازیم، لازم است که به قطب های مغناطیسی و خاصیت آن اشاره ای کنیم.

در آهنربا یا همان سنگ مغناطیسی، دو ناحیه وجود دارد که نسبت به سایر نقاط دیگر آهنربا، خاصیت جذب براده های آهن بیشتر و راستای این براده ها به سمت این نواحی است. که به این دو ناحیه، قطب های مغناطیسی می گویند. اگر آهنربا را شناور قرار دهیم، قطبی که به سمت شمال است را قطب شمال یا شمال یاب، و قطب مقابل آن را قطب جنوب یا جنوب یاب می گویند. پس هر ماده مغناطیسی از دو قطب شمال وجنوب تشکیل شده است. در مغناطیس مانند الکتریسیته، قطب های ناهمنام یکدیگر را جذب و قطب های همنام یکدیگر را دفع می کنند. پس در خاصیت مغناطیسی، نیروی دفع وجذب نیز وجود دارد.

آزمایش ها نشان می دهد که اگر در اطراف یک آهنربا، قطب نما یا سنگ های مغناطیسی کوچک قرار دهیم، نیروی حاصله از مغناطیس بر قطب های آن ها اثر گذاشته، به طوری که قطب شمال قطب نما به سمت قطب جنوب آهنربا و بلعکس قرار می گیرد. و این نشان می دهد، که در نقاط اطراف آهنربا، نیرویی وجود دارد که بر قطب های قطب نما وارد می شود و آن را در راستای مشخصی قرار می دهد. که به مجموعه ای از این نیروها یا نقاط، میدان مغناطیسی می گویند. میدان مغناطیسی اطراف آهنربا را توسط خطوطی نشان می دهند که این خطوط قطب جنوب(s) را به قطب شمال(n) وصل می کند. و جهت این خطوط از شمال(n) به جنوب(s) است. خطوط میدان مغناطیسی ویژگی هایی دارند که عبارتند از: ۱) خطوط همانطور که قبلا گفته شد راستاو جهتشان از شمال به جنوب است. ۲) خطوط یکدیگر را قطع نمی کنند. ۳) تراکم خطوط در نزدیکی قطب ها بیشتر از نواحی دیگر است و این نشان دهنده آن است که نیروی مغناطیسی در این نواحی زیاد است. ۴) برآیند نیروهای مماس بر خطوط میدان در یک نقطه برابر با نیروی مغناطیسی در آن نقطه است.

اکنون به سراغ علت تاثیر نیروی مغناطیسی بر براده های آهن می رویم. می دانیم که الکترون در ساختار تمام اجسام وجود دارد که الکترون ها دارای دو قطب مغناطیسی می باشند. بنابراین می توان نتیجه گرفت که تمام اجسام از ذراتی تشکیل شده اند که دارای دو قطب مغناطیسی هستند که به این ذرات، دو قطبی مغناطیسی می گویند و به موادی که دارای دوقطبی مغناطیسی هستند، مواد مغناطیسی می گویند.

البته لزومی ندارد که بگوییم این دوقطبی ها همان الکترون ها هستند بلکه این دوقطبی ها ذرات بنیادی مغناطیس هستند همانطور که از الکترون بعنوان بار بنیادی در الکتریسیته یاد می کنیم. این دوقطبی های مغناطیسی مانند یک آهنرباعمل می کنند و در اطراف خود میدان مغناطیسی تولید می کنند.

آهن نیز دارای این دوقطبی های مغناطیسی است اما در آهن دو قطبی های مغناطیسی به گونه ای رفتار می کنند، که خاصیت مغناطیسی یکدیگر را خنثی می کنند. و هنگامی که در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرند، بر این دوقطبی ها نیروی مغناطیسی وارد می شود، به طوری که قطب شمال تمام این دوقطبی ها در جهت خطوط میدان قرار می گیرند. و آهن ساختار ساختمانی منظمی پیدا می کند و به یک آهنربا تبدیل می شود. که از آن می توان بعنوان یک قطب نما استفاده کرد. اگر این آهنربا را به دوقسمت تقسیم کنیم، این آهنربا باز هم خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می کند، زیرا دوقطبی های مغناطیسی در یک جهت قرار دارند و این دو قطبی ها عامل ایجاد خاصیت مغناطیسی در آهنربا هستند. سوالی که پیش می آید این است که آیا فقط آهن تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار می گیرد؟ برای پاسخ به این سوال برمی گردیم به مواد مغناطیسی که از دو قطبی های مغناطیسی تشکیل شده اند در مواد مغناطیسی، حرکت و رفتار دوقطبی ها به گونه ای است که اثر میدان مغناطیسی یکدیگر را خنثی می کنند.

مواد مغناطیسی از نظر رفتار دوقطبی های مغناطیسی به سه دسته تقسیم می کنند:

1- مواد پارامغناطیس:

موادی هستند که حرکت و جنبش دوقطبی هایشان راحت و آسان تر است. هنگامی که این مواد را در میدان مغناطیسی قرار دهیم، بر دوقطبی های آن نیرو وارد شده و تعداد زیادی از آن ها در خطوط میدان به طوری که قطب های شمال در جهت خطوط قرار می گیرند. و این امر سبب می شود که این مواد به یک آهنربای قوی تبدیل شود. اما چون حرکت وجنبش این دو قطبی ها سریع است، با برداشتن این مواد از میدان مغناطیسی، این دوقطبی ها به سرعت از مسیر خطوط خارج و به حالت کاتوره ای قبلی برمی گردند و این مواد در خارج از خطوط میدان به سرعت خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند. مانند آلومینیوم.

2- مواد دیامغناطیس : مواد دیامغناطیس موادی هستند که اگر در میدان مغناطیسی قرار بگیرند از آهنربا دفع می شوند. در این مواد برآیند گشتاور دو قطبی مغناطیسی صفر است و در

تحقیق در مورد فیزیک الکتریسیته 13 ص با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

بار و ماده

1 – الکترو استاتیک

تقسیمات الکتریسیته

2 - الکتروسنتیک

الکترو استاتیک یا الکترسیته ساکن :

اگر یک میله شیشه‌ای را با ابریشم مالش دهیم و آنرا از یک نخ دراز آویزان کنیم به این حقیقت دست می‌یابیم که دو نوع بار داریم. به همین ترتیب از مالش یک میله پلاستیکی خز به همین نتیجه خواهیم رسید. به این ترتیب که ایندو همدیگر را می‌ربایند ولی اگر یک میله شیشه‌ای مالش داده شده با ابریشم را به مورد اول نزدیک کنیم همدیگر را می‌رانند. بنابه قرارداد فوانکین نوع الکترسیته ظاهر شده بر روی شیشه را مثبت و نوع الکترسیته ظاهر شده بر روی پلاستیک را منفی نامید. پس بارهای همنام همدیگر را می‌رانند و بارهای غیر هم نام همدیگر را می‌ربایند. در اینجا می‌توانیم رسانا و نارسانا و نیمه رسانا را توجیه کنیم بدین صورت که اگر الکترونهای آزاد را که در فلزها بعنوان حاملهای بار هستند (بنا به پدیده هال) در رسانادر رساناها وجود دارند آزادانه به همه طرف حرکت می‌کنند و جریان را منتقل می‌کنند ولی در نارساناها الکترونهای آزاد وجود ندارند (نه بطور مطلق). نیمه رساناها حد بیان این دو حالت می‌باشد یعنی اینکه تحت شرایطی می‌توان در فلز الکترون آزاد بوجود آورد. نمودارهای زیر بیان کننده این واقعیت هستند.

واحد بار در دستگاه C.G.S فرانکین است و آن عبارت است از باری که بار برابر خود را در فاصله یک سانتی‌متر با نیرویی دفع یا جذب می‌کند.

تعریف کولن : واحد بار در دستگاه استاندارد SI کولن می‌باشد و آن عبارت است از مقدار باری که بار مساوی خود را در فاصله یک متر با نیروی یک نیوتن جذب یا دفع می‌کند.

شدت میدان الکتریکی :

نکته جهت می دان در بار مثبت و منفی را چنین رسم می‌کنیم :

خطوط میدان از بار مثبت خارج می‌شوند و خطوط نیرو بر بار منفی وارد می‌شوند.

مثال 1 – نیروی الکترواستاتیک دافعه بین دو ذرة آنها را وقتی که به فاصله 10-13 متر از همدیگر قرار دارند محاسبه کنید بار هر ذره آنها 3.2 * 10-19 است. اگر جرم هر ذره 6.68*10-27 باشد نیروی مذکور را با نیروی جاذبه ثقلی بین ذرات مقایسه کنید.

دو قطبی :

تشکیل شده است از دوبار مساوی غیر همنام که بفاصله 2a از یکدیگر قرار گرفته‌اند .در اینجا هدف ما این است که نیروی وارد بر واحد بار در نقطه ای واقع بر عمود منصف خط واصل بین دو بار را محاسبه کنیم ، سپس در مورد شرایطی که فاصله x خیلی بزرگتر از a ‌ باشد مطابق شکل بحث خواهیم کرد .

جریان متناوب : اگر الکترونها همیشه نوسان کنند جریان را متناوب گوئیم . AC

جریان مستقیم : اگر الکترونها همیشه رو به یک طرف و مستقیم حرکت کنند جریان را مستقیم یا DC مینامنند .

شدت جریان : جریان الکتریسیته در یک سیم شبیه جریان آب در یک لوله میباشد . بهمان ترتیب که جریان آب برابر است با مقدار آبی که در واحد زمان میگذرد . شدت جریان برق نیز مقدار الکتریسیته‌ای است که در واحد زمان از سطح مقطع سیر عبور میکنند که با حرف I نشان میدهند و واحد آن … است که آمپر مینامیم .

توزیع با در رسانا :

برای اینکه نشان دهیم که شکل رسانا چگونه بر توزیع بار در روی سطح آن تاثیر دارد می‌توانیم از رسانا هایی با اشکال مختلف استفاده می‌کنیم . دو رسانای کروی و گلابی شکل را در نظر می گیریم . به کمک صفحه آزمون چگونگی توزیع بار را بر روی هر دوی این اشکال مشاهده خواهیم کرد .

اگر صفحه آزمون را با هر کدام از اشکال تماس بدهیم صفحه آزمون قسمتی از ان سطح می‌شود و مقداری از بار آنرا بخود می‌گیرد . اگر هم دور برده شود بار را با خود می‌برد مقدار باری که روی صفحه آزمون جمع می‌شود مقیاسی از باردر مساحت معینی از سطح رسانا ( مساحتی برابر با مساحت قرص صفحه آزمون ) که خود مقیاسی از چگالی سطحی بار روی سطح رسانا بدست می‌دهد.

چگالی سطحی بار به صورت مقدار بار در واحد سطح رسانا تعریف می‌شود.

نتیجه :

1 – هرجا خمیدگی تیزتری دارد چگالی سطحی بار بیشتری دارد.

2 – بار روی سطح یک رسانای کروی به طور یکنواخت توزیع می‌شود.

3 – در موردئ رسانای گلابی شکل چگالی سطحی بار در نوک تیز رسانای گلابی از همه جا بیشتر است.

4 – این نتیجه‌ها فقط در مورد سطوح رسانا درست است در نارساناها بار نمی‌تواند شارش بکند.

محاسبه میدان الکتریکی حاصل از یک بار نقطه‌ای : بار آزمون q1 از در نقطه A از بار q1 در نظر می‌گیریم. طبق قانون کولن نیروی F دارد بر این بار برابر است با :

در نتیجه میدان الکتریکی در نقطه A با رابطه زیر داده می‌شود.

اگر q1 مثبت باشد مثبت باشد E بطرف خارج این فاصله و اگر q1 منفی

باشد بطرف q1 است.

حال اگر در مثال بالا بار q2 را در A قرار دهیم نیروی وارد بر آن برابر است با : که اگر یکی q و دیگری q 2a از همدیگر قرار بگیرند تولید دو قطبی می‌کنند که میدان حاصل را از محور دو قطبی قبلاً محاسبه کرده‌ایم .

خطوط نیرو برای یک صفحه رسانا :

تحقیق در مورد فیزیک 19 ص با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 20

فیزیک چیست ؟

زندگی بشر را چیزی جز مکانیزم حرکتی ( دینامیک) و الگوهای ثابت و بی حرکت(ایستاتیک) تشکیل نمی دهد.در ابتدای زندگی بشر امکان اکتشاف قوانین از لابلای حوادث زندگی روزمره او وجود نداشته است. شاید خود او نیز از حضور چنین قوانینی در زندگی اش که معیشت او را امکان پذیر ساخته بی خبر بوده است و هر رویداد و حادثه ای را امری طبیعی می پنداشت و هیچ وقت کشش و جاذبه ای برای کشف علت و معلول نداشته است.

فیزیک حقیقت علت و معلول جهان هستی را تشکیل می دهد. شاید در ابتدا با شنیدن لفظ ان مفاهیمی مانند مسائل پیچیده و یا قانون ساده گرانش زمین و سیب نیوتن در ذهن همگی تداعی شود. اما چنین نیست! دنیایست پیچیده از کلیه حوادثی که دانستن هر یک از انها زمینه ای برای شکر گذاری هر چه بیشتر خالق منان را فراهم می سازد.

شصت سال فیزیک ایران

استاد دکتر محمود حسابی تنها شاگرد ایرانی پروفسور انیشتین بوده و در طول زندگی با دانشمندان طراز اول جهان نظیر شرودینگر- بورن- فرمی- دیراک- بور و... و با فلاسفه و ادبایی همچون اندره ژید- برتراند راسل و.. تبادل نظر داشته اند. ایشان از سوی جامعه علمی و جهانی به عنوان (مرد اول علمی جهان) بر گزیده شدند و در کنگره شصت سال فیزیک در ایران ملقب به پدر فیزیک ایران گردیدند.

ذرات بینهایت

در زمینه تحقیق علمی 25 مقاله رساله و کتاب از استاد به چاپ رسیده است.تئوری بینهایت بودن ذرات ایشان در میان دانشمندان و فیزیکدانان جهان شناخته شده است.نشان (اومیسیه دو لالژیون دونور) و همچنین نشان (کو ماندور دو لایژیون دو نور) بزرگترین نشان های کشور فرانسه به ایشان اهدا گردید.

تاریخچه علم فیزیک

فیزیکدانان تا اغاز سده نونزدهم میلادی( حدود سال 1280 هجری شمسی) توانسته بودند برای بسیاری از پدیده های طبیعی توجیه های قانع کنندهای ارائه کنند. مجموعه قانون ها و نظریه های تدوین شده تا ان زمان را فیزیک کلاسیک می نامند. این مجموعه از قانونها امروزه هم در بسیاری از مورد ها برای توجیه پدیده های طبیعی مورد استفاده قرارمی گیرد. در سالهای پایانی سده نوزدهم میلادی پدیده هایی مشاهده شدند که با فیزیک کلاسیک قابل تو جیه نبو دند. فیزیکدانان در دهه های نخست سده بیستم میلادی این پدیده ها را به کمک نظریه های جدیدی که در فیزیک کلاسیک مطرح نبو دند تو جیه کردند. مجموعه این نظریه ها و قانون های مربوط به انها امروزه به نام فیزیک جدید یا نوین شناخته می شود.

نسبیت و کوانتوم

مبنا و شالوده فیزیک جدید را نسبیت و کوانتوم تشکیل می دهد. نسبیت مربوط به مطالعه پدیده ها در سرعت های بسیار بالا و نزدیک به سرعت نور است. و رفتار مواد را از دید ماکروسکوپیک مد نظر قرار می دهد.

کوانتوم نیز به بررسی پدیده ها در مقیاسهای کوچک و ذرات بنیادین و یا به عبارتی رفتار میکروسکوپیکی مواد می پردازد.

نظریه های نسبیت و کوانتوم هر دو طی بیست و پنج سال اول سده بیستم مطرح شدند. پایه گذار نظریه نسبیت البرت انیشتین بودو نظریه کوانتومی بودن ذرات نتیجه پژوهش های بسیاری از جمله انیشتین- بور –شروندینگر- هایز بنرگ- دیراک- پائولی و... بوده است.

نظریه کوانتومی

در سال 1279 هجری شمسی پنج سال قبل از ان که انیشتین نظریه نسبیت را پیشنهاد کند ماکس پلانک نظریه ای ارائه داد که در ان زمان تاثیر شگرف ان بر تحول های بعدی چندان اشکار نبود. نظریه کوانتومی که توسط پلانک ارائه شد نخستین نظریه از زنجیره نظریه هایست که مبانی مکانیک کوانتومی را تشتیل می دهد.پلانک این نظریه را برای تو جیه نتیجه های تجربی مر بوط به تابش مو ج های الکترو مغناطیسی از اجسام ارائه داد. شایان ذکر است که این تجربه ها قابل توجیه با قانونهای فیزیک کلاسیک نبود.

الکترومغناطیس- سابقه تاریخی

مبدا علم الکتریسیته به مشاهده معروف

THALES OF MILETUS

 در 600 سال قبل از میلاد بر می گردد. در ازمایشگاه تالس متوجه شد که یک تکه کهربای مالش داده شده خرده های کاه را می رباید. از طرف دیگرمبدا علم مظناطیس به مشاهده این واقعیت برمی گردد که بعضی سنگها ( یعنی سنگهای ماگنیتیت) به طور طبیعی اهن را جذب می کنند. در سال 1820 هانس کریسنیان اورستد مشاهده کرد که جریان الکتریکی در یک سیستم می تواند عقربه قطب نمای مغناطیس را تحت تاثیر قرار دهد. بدین ترتیب الکترومغناطیس به عنوان یک علم مطرح شد. این علم جدید توسط بسیاری از پژوهندگان که مهمترین انان مایکل فاراده بود تکامل یافت. جیمز کلرک مالسول قوانین الکترومغناطیس را به شکلی که امروزه می شناسیم دراورد. معادلات ماکسول همان نقشی را در الکترومغناطیس دارند که قوانین حرکت و گرانش نیوتن در مکانیک دارا هستند.

اپتیک

ماکسول چنین نتیجه گرفت که ماهیت نور الکترومغناطیس است و سرعت ان را می توان با اندازگیریهای صرفا الکتریکی و مغناطیسی کرد. از این رو اپتیک با الکتریسیته و مغناطیس رابطه نزدیکی پیدا کرد.

داستان ادامه دارد؟!!

تکامل الکترو مغناطیس کلاسیک به ماکسول ختم نشد. فیزیکدانان انگلیسی لایور هوی ساید و به ویژه فی زیکدانان هلندی در پالایش نظریه ماکسول مشارکت اساسی داشتند.

حسادت!

هاینریش هرتز بیست سال و اندی پس از انکه نظریه خود را مطرح کرد گام موثری به جلو برداشت. وی امواج ماکسولی الکترو مغناطیسیی را از نوعی که اکنون امواج کوتاه رادیویی می نامیم در ازمایشگاه تولید کرد. مارکونی و دیگران کاربرد علمی امواج الکترو مغناطیسی ماکسول و هرتز را مورد استفاده قرار دادند.

دسترنج!!

امروزه علم الکترو مغناطیس از دو جهت مورد توجه است. یکی در سطح کاربردهای مهندسی که در ان معادلات ماکسول در حل تعداد زیادی از مسائل علمی مورد استفاده قرار می گیردو در سطح مبانی نظری. در این سطح چنان تلاش مداومی برای گسترش دامنه ان وجود دارد که الکترومغناطیس حالت ویژگی ازیک نظر عمومی تر جلوه می کند. این نظریه عمومی تر نظریه های گرانش و فیزیک کوانتومی را نیز در بر می گیرد.

فیزیک

فیزیک (در یونانی φύσις به معنای طبیعت، ماهیت، سرشت و چهر است که در فارسی چهران هم گفته می‌شود) دانش تجربی انسان و علمی طبیعی از ذرات ریز اتمی تا کیهان است. این پدیده‌ها از انرژی، ماده و برهمکنش آن‌ها با هم به وجود می‌‌آیند. از آنجا که دانش‌های تجربی دیگر هر یک به شکلی، جنبه‌ای از پدیده‌های طبیعی را بررسی می‌‌کنند، فیزیک را «دانش بنیادین» نیز نامیده‌اند.

امروزه فیزیکدان‌ها سامانه‌های بسیاری را بررسی می‌‌کنند: از ساختارهای بسیار بزرگ مانند کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی گرفته تا ذرات بی‌نهایت ریز و حتی سیستم‌های اقتصادی، زیستی و مانند آن‌ها.

تحقیق در مورد فیزیک هسته ای 10 ص با فرمت ورد

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 11

بسم الله الرحمن الرحیم

فیزیک هسته ای

نام و نام خانوادگی:

نفیسه روشن نیا

عطیه شیبانی راد

دبیرراهنما:

سرکار خانم سلیمی

پایه تحصیلی:دوم ریاضی وتجربی

دبیرستان فرزانگان 2

سال تحصیلی86-87

مقدمه

درون هر اتم می‌توان سه ذره ریز پیدا کرد: پروتون، نوترون و الکترون.پروتونها در کنار هم قرار می‌گیرند و هسته اتم را تشکیل می‌دهند، در حالی که الکترونها به دور هسته می‌چرخند. پروتون بار الکتریکی مثبت و الکترون بار الکتریکی منفی دارد و از آنجا که بارهای مخالف ، یکدیگر را جذب می‌کنند، پروتون و الکترون هم یکدیگر را جذب می‌کنند و همین نیرو، سبب پایدار ماندن الکترونها در حرکت به دور هسته می‌گردد. در اغلب حالت‌ها تعداد پروتونها و الکترونهای درون اتم یکسان است، بنابراین اتم درحالت عادی و طبیعی خنثی است.نوترون، بار خنثی دارد و وظیفه اش در هسته، کنار هم نگاه داشتن پروتونهای هم بار است.

اتمهای ناپایدارتا اوایل قرن بیستم، تصور می‌شد تمامی اتم‌ها پایدار هستند، اما با کشف خاصیت پرتوزایی اورانیوم توسط بکرل مشخص شد برخی عناصر خاص دارای ایزوتوپ های رادیواکتیو هستند و برخی دیگر، تمام ایزوتوپ هایشان رادیواکتیو است. رادیواکتیو بدان معنی است که هسته اتم از خود تشعشع ساطع می‌کند.

هیدورژن ایزوتوپ های متعددی دارد و فقط یکی از آنها رادیو اکتیو است. هیدروژن طبیعی ،هیدروژن 2 یا دو تریوم است که یک پروتون و یک نوترون در هسته خود جای داده است ولی ایزوتوپ بعدی که تریتیوم خوانده می‌شود، ناپایدار است

/

واپاشی رادیو اکتیو1- واپاشی آلفا2- واپاشی بتا3- شکافت خودبه خودی

در این فرآیندها چهار نوع تابش رادیواکتیو مختلف تولید می‌شود:1- پرتو آلفا2- پرتو بتا3- پرتو گاما4- پرتوهای نوترون

تابش های طبیعی خطرناک

ذرات پر انرژی آلفا، بتا، نوترونها، پرتوهای گاما و پرتوهای کیهانی، همگی به تابش های یون ساز معروفند، بدین معنی که بر همکنش آنها با اتم‌ها منجر به جداسازی الکترون‌ها از لایه ظرفیتشان می‌شود. از دست دادن الکترونها، مشکلات زیادی از جمله مرگ سلول‌ها و جهش های ژنتیکی را برای موجودات زنده به دنبال دارد. جالب است بدانید جهش ژنتیکی عامل بروز سرطان است.ذ رات آلفا، اندازه بزرگتری دارند و از این رو توانایی نفوذ زیادی در مواد ندارند، مثلاً حتی نمی توانند از یک ورق کاغذ عبور کنند. از این رو تا زمانی که در خارج بدن هستند تأثیری روی افراد ندارند. ولی اگر مواد غذایی آلوده به مواد تابنده ذرات آلفا بخورید، این ذرات می‌توانند آسیب مختصری درون بدن ایجاد کنند.ذرات بتا توانایی نفوذ بیشتری دارند که البته آن هم خیلی زیاد نیست، ولی در صورت خورده شدن خطر بسیار بیشتری دارند. ذرات بتا را می‌توان با یک ورقه فویل آلومینویم یا پلکسی گلاس متوقف کرد.پرتوهای گاما همانند اشعه X فقط با لایه های ضخیم سربی متوقف می‌شوند. نوترونها هم به دلیلی بی یار بودن، قدرت نفوذ بسیار بالایی دارند و فقط با لایه های بسیار ضخیم بتن یا مایعاتی چون آب و نفت متوقف می‌شوند. پرتوهای گاما و پرتوهای نوترون به دلیل همین قدرت نفوذ بالا می‌توانند اثرات بسیار وخیمی بر سلول های موجودات زنده بگذارند، تأثیراتی که گاه تا چند نسل ادامه خواهد داشت..

ساختار نیروگاه اتمی

طی سال های گذشته اغلب کشورها به استفاده از این نوع انرژی هسته ای تمایل داشتند و حتی دولت ایران ۱۵ نیروگاه اتمی به کشورهای آمریکا، فرانسه و آلمان سفارش داده بود. ولی خوشبختانه بعد از وقوع دو حادثه مهم تری میل آیلند (Three Mile Island) در ۲۸ مارس ۱۹۷۹ و فاجعه چرنوبیل (Tchernobyl) در روسیه در ۲۶ آوریل ۱۹۸۶، نظر افکار عمومی نسبت به کاربرد اتم برای تولید انرژی تغییر کرد و ترس و وحشت از جنگ اتمی و به خصوص امکان تهیه بمب اتمی در جهان سوم، کشورهای غربی را موقتاً مجبور به تجدیدنظر در برنامه های اتمی خود کرد.

نیروگاه اتمی در واقع یک بمب اتمی است که به کمک میله های مهارکننده و خروج دمای درونی به وسیله مواد خنک کننده مثل آب و گاز، تحت کنترل درآمده است. اگر روزی این میله ها و یا پمپ های انتقال دهنده مواد خنک کننده وظیفه خود را درست انجام ندهند، سوانح متعددی به وجود می آید و حتی ممکن است نیروگاه نیز منفجر شود، مانند فاجعه نیروگاه چرنوبیل شوروی. یک نیروگاه اتمی متشکل از مواد مختلفی است که همه آنها نقش اساسی و مهم در تعادل و ادامه حیات آن را دارند. این مواد عبارت اند از:۱- ماده سوخت متشکل از اورانیوم طبیعی، اورانیوم غنی شده، اورانیوم و پلوتونیم است:عمل سوختن اورانیوم در داخل نیروگاه اتمی متفاوت از سوختن زغال یا هر نوع سوخت فسیلی دیگر است. در این پدیده با ورود یک نوترون کم انرژی به داخل هسته ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ عمل شکست انجام می گیرد و انرژی فراوانی تولید می کند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم، ناپایداری در هسته به وجود آمده و بعد از لحظه بسیار کوتاهی هسته اتم شکسته شده و تبدیل به دوتکه شکست و تعدادی نوترون می شود. تعداد متوسط نوترون ها به ازای هر ۱۰۰ اتم شکسته شده ۲۴۷ عدد است و این نوترون ها اتم های دیگر را می شکنند و اگر کنترلی در مهار کردن تعداد آنها نباشد واکنش شکست در داخل توده اورانیوم به صورت زنجیره ای انجام می شود که در زمانی بسیار کوتاه منجر به انفجار شدیدی خواهد شد.در واقع ورود نوترون به درون هسته اتم اورانیوم و شکسته شدن آن توام با انتشار انرژی معادل با ۲۰۰ میلیون الکترون ولت است این مقدار انرژی در سطح اتمی بسیار ناچیز ولی در مورد یک گرم از اورانیوم در حدود صدها هزار مگاوات است. که اگر به صورت زنجیره ای انجام شود، در کمتر از هزارم ثانیه مشابه بمب اتمی عمل خواهد کرد.اما اگر تعداد شکست ها را در توده اورانیوم و طی زمان محدود کرده به نحوی که به ازای هر شکست، اتم بعدی شکست حاصل کند شرایط یک نیروگاه اتمی به وجود می آید. به عنوان مثال نیروگاهی که دارای ۱۰ تن اورانیوم طبیعی است قدرتی معادل با ۱۰۰ مگاوات خواهد داشت و به طور متوسط ۱۰۵ گرم اورانیوم ۲۳۵ در روز در این نیروگاه شکسته می شود و همان طور که قبلاً گفته شد در اثر جذب نوترون به وسیله ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۸ اورانیوم ۲۳۹ به وجود می آمد که بعد از دو بار انتشار پرتوهای بتا (یا الکترون) به پلوتونیم ۲۳۹ تبدیل می شود که خود مانند اورانیوم ۲۳۵ شکست پذیر است. در این عمل ۷۰ گرم پلوتونیم حاصل می شود. ولی اگر نیروگاه سورژنراتور باشد و تعداد نوترون های موجود در نیروگاه زیاد باشند مقدار جذب به مراتب بیشتر از این خواهد بودو مقدار پلوتونیم های به وجود آمده از مقدار آنهایی که شکسته می شوند بیشتر خواهند بود. در چنین حالتی بعد از پیاده کردن میله های سوخت می توان پلوتونیم به وجود آمده را از اورانیوم و فرآورده های شکست را به کمک واکنش های شیمیایی بسیار ساده جدا و به منظور تهیه بمب اتمی ذخیره کرد.۲ - نرم کننده ها موادی هستند که برخورد نوترون های حاصل از شکست با آنها الزامی است و برای کم کردن انرژی این نوترون ها به کار می روند. زیرا احتمال واکنش شکست پی در پی به ازای نوترون های کم انرژی بیشتر می شود. آب سنگین (D2O) یا زغال سنگ (گرافیت) به عنوان نرم کننده نوترون به کار برده می شوند. ۳ - میله های مهارکننده: این میله ها از مواد جاذب نوترون درست شده اند و وجود آنها در داخل رآکتور اتمی الزامی است و مانع افزایش ناگهانی تعداد نوترون ها در قلب رآکتور می شوند. اگر این

تحقیق در مورد فیزیک الکتریسته ساکن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 16 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

موضوع:الکتریسیته ی ساکن

فهرست عناوین

1-مقدمه:تاریخچه الکتریسیته ساکن صفحه 3

2- قانون کولن " 4

3-آزمایشات کولن " 6-5

4-میدان الکتریکی " 6

5-علت بسیار کوچک بودن بار آزمون " 7

6-مشخصات میدان الکتریکی " 7

7-میدان الکتریکی حاصل از یک بار نقطه ای " 8-7

8-میدان الکتریکی حاصل از توزیع های مختلف بار " 8

9-محاسبه ی نیروی الکتریکی با استفاده از میدان الکتریکی " 8

10-ساختار میدان الکتریکی ساده " 9-8

11-خواص خطوط میدان الکتریکی " 11-10

12-توزیع بار در اجسام رسانا " 12-11

13-مولد وان دو گراف " 13-12

14-انرژی پتانسیل الکتریکی " 14-13

15-خازن " 15

16-پر کردن خازن " 15

17-ظرفیت خازن " 16-15

18-عواملی که بر ظرفیت خازن اثر می گذارد " 16

19-ظرفیت خازن کروی " 16

20-ظرفیت خازن استوانه ای " 16

21-ظرفیت یک کره متروی " 16

22-کد رنگی خازن ها " 17-16

23 -نقش دی الکتریک در خازن " 17

24-مکانیزم علمی افزایش ظرفیت با گذردهی عایق " 18-17

25-تغییرات پارامترهای خازن توسط دی الکتریک " 18

26-انواع خازن " 20-19-18

27-منابع " 21

مقدمه:تاریخچه الکتریسیته ساکن

یونانیان باستان ازمشاهدات خود نتیجه گرفتند که هرگاه کهربا را با پارچه پشمی یا پوست مالش دهند، اجسام سبکی را به خود جذب می کند.واژه الکتریسیته ازکلمه یونانی الکترون به معنی کهربا گرفته شده است.این واژه اولین بار درنوشته های تالس به کار رفته است.(547-640ق.م). ویلیام گیلبرت (1544-1603م) با انتشار کتابی درباره مغناطیس نظریات گذشتگان را مورد بررسی قرارداد ونتیجه گرفت که نیروهای الکتریکی ومغناطیسی ازهم جدا می باشند.برای مثال سنگ مغناطیس می تواند آهن و فقط چند ماده دیگررا جذب کند.درصورتی که کهربا واجسامی که خاصیت الکتریکی دارند میتوانند ذرات کوچک و سبک اجسام گوناگون را جذب کنند.وی عقیده داشت که اجسام الکتریکی اثردافعه ندارد.در سال 1646 سر توماس برادن تجربه های خود را درباره اثر دافعه الکتریکی منتشر کرد و اظهارکرد که بین مواد الکتریکی نیزمانند موادمغناطیسی نیروهای دافعه وجاذبه وجود دارند.درسال 1663اتونون گریکه ماشینی ساخت که به وسیله آن بارالکتریکی زیادی تولید می شد.آنگاه دانشمندان دیگری چون استن گری (1670 -1736)وشارل دونی(1698-1739)تجربه های دقیق تری انجام دادند،به خودونوع الکتریسیته پی بردند. برای ایجادالکتریسیته ساکن تری که می توانستند جرقه ها وتکان های ترسناک الکتریکی تولید کنند.برای مثال یکی ازاستادان فیزیک دانشگاه لندن بارهای الکتریکی این گونه ماشینها را دریک بطری جمع کرد. مقدارالکتریسیته دربطری لیدن آنقدرزیاد بودکه اگرشخصی بطری رادردست می گرفت ودست دیگرخود رابه میله سربطری میزد تکان شدیدی دربدن خوداحساس میکرد.درقرن هجدهم میلادی بطری لیدن مورد توجه بنیامین فرانکلین (1756-1790) قرارگرفت،وی پس ازآزمایشهای متعدد نتایج کارخود را در سال 1747منتشر کرد.اومعتقد بود که دونوع الکتریسیته که قبل ازوی کشف شده بود اساساً باهم تفاوتی ندارد، بلکه حتی جسمی دراثرمالش دارای الکتریسیته میشود.یکی ازدوجسم دارای الکتریسیته اضافی یعنی بار مثبت ودیگری دارای الکتریسیته منفی میشود.دونوع بارالکتریکی وجود دارد واین بارهای الکتریکی که می توانند ساکن یا متحرک باشند وآثاری ازخود ظاهرمیسازند.ازنظریه فرانکلین این نتیجه درست نیزبه دست آمدکه:بارهای الکتریکی ایجاد نمیشوندوازبین نمیروندازقسمتی ازیک جسم به قسمت دیگرمنتقل می شوند،همچنین بارهای مثبت ومنفی یکدیگررا خنثی میکنند، ولی هیچگاه نابود نمیشوند.این نتایج امروزه قانون بقای بارالکتریکی نامیده میشود که مانند قانون بقای جرم وانرژی ازقوانین اساسی طبیعت محسوب میشود.پدیده وضع الکتریکی نخستین باردرسال (1672م) توسط گریکه بیان شد.اومشاهده کرد که پرهای مرغ نخست جذب یک گلوله گوگردی باردارشده وسپس ازآن رانده میشوند.صدوپنجاه سال بعد،درفرانسه محققی به نام شارل دونی کشف کرد که دوجسم باردارهمیشه یکدیگررا نمیرانند بلکه گاهی یکدیگررا می ربایند وبه این نتیجه رسید که دو نوع بارالکتریکی وجود دارد.بطوری که بارهای الکتریکی ممنوع یک دیگررامیرانندوبارهای الکتریکی که نوع آنها مختلف است یکدیگررامیربایند.دونی برای تشخیص این دو نوع الکتریسیته یکی راالکتریسیته شیشه ای ودیگری را الکتریسیته صمغی نامید.الکتریسیته شیشه ای از مالیدن شیشه به پارچه ابرپشمی تولیدمیشودوالکتریسیته صمغی ازمالیدن کهربا،گوگرد،لاک و...به پشم یا پوست حیوان به دست میآید.بعدها معلوم شدکه این طرف نام گذاری درپاره ای ازموارد گمراه کننده است. زیرامثلا شیشه سنگی زبردراثرمالش،الکتریسیته صمغی تولیدمیکندوابونیت بسیارصیقلی شده دارای نوع الکتریسیته شیشه ای میشود.ازاینروفرانکلین دانشمند آمریکایی اصطلاح امروزی الکتریسیته مثبت ومنفی رابه جای دونوع شیشه ای وصمغی وضع کرد.

قانون کولن:

قانون کولن بیان می کند که نیرویی که دو بار الکتریکی بر هم وارد میکنند،با حاصل ضرب اندازه دو بار نسبت مستقیم و با مجذور فاصله ی آنها نسبت عکس دارد.

دراواخرقرن هجدهم علوم تجربی به درجه ای ازرشد وپیشرفت رسیده بود که بتوان مشاهدات دقیقی در باره ی نیروهای میان بارهای الکتریکی به عمل آورد. نتایج این مشاهدات را که درآن زمان فوق العاده مجادله آمیزبودند،نمیتوان به این صورت بیان نمود.دونوع وفقط دونوع بارالکتریکی وجود داردکه ما این هارا به نام بارهای الکتریکی مثبت ومنفی میشناسیم.همچنین دوبارنقطه ای نیروهایی بریکدیگراعمال می کنندکه بزرگی این نیروها بامربع فاصله بین دو بارنسبت عکس وباحاصلضرب اندازه بارها نسبت مستقیم دارد.این نیروبرای بارهای همنام دافعه ودرمورد بارهای غیرهمنام جاذبه است.(نیروی کولن).آنچه گفته شدبه افتخارشارل آرگوستن کولن که ازپیشروان الکتریسیته درقرن هجدهم بود،به نام قانون کولن معروف است.کولن دستگاهی ساخت که به وسیله آن میتوانست نیرویی راکه دوذره بارداربریکدیگرواردمی کنند، اندازه بگیرد.درترازوی کولن میله ای دمبل مانند قرارداردکه به دوانتهایش کره های کوچک متصل شده است.این دمبل به وسیله یک رشته که ازوسط دمبل میگذرد،آویخته شده است.هرگاه کره ی بارداردیگری را به یکی ازاین کره ها که قبلا باردارشده است،نزدیک کنیم،براساس قانون کولن با توجه به نوع بارها، این دویکدیگرراجذب یا دفع میکنند،بنابرین دراثراین نیرودنبل خواهدچرخید ورشته تاب میخورد.با اندازه گیری زاویه انحراف دنبل میتوان نیروی بین دو بارالکتریکی را سنجید.لازم به ذکراست که دقت اندازه گیری ترازوی کولن به زحمت ازچند درصد تجاوزمیکند.به عنوان مثال،چنین اندازه گیریهایی نمی تواند مارا متقاعد سازد که دررابطه قانون کولن توان فاصله بارها ازیکدیگردقیق برابر2است.قانون کولن در مورد بارهای نقطه ای به کارمیرود.ازلحاظ ماکروسکوپی بارنقطه ای باری است که ابعاد فضایی آن در مقایسه باهرطول دیگردرمسأله موردنظربسیارکوچک است.قانون کولن درمورد برهمکنش ذرات بنیادی مانند پروتن ها والکترونها نیزصادق است درمورد دفع الکترواستاتیکی میان هسته ها درفواصل بیشتراز نیزاین قانون صدق میکند،اما در فواصل کمترنیروهای پرقدرت وکوتاه برد هسته ای عمل میکند.

نیرویی که قانون کولن بیان می کند، به نیروی کولن معروف است. نیروی کولن بسته به نوع بارهای الکتریکی میتواندجاذبه یا دافعه باشد.قانون کولن یک قانون تجربی است،ولی با وجوداین شواهد تجربی و نظری هردونشان میدهندکه قانون عکس مجذورکولن دقیق است.آنچه قانون کولن بیان میکند،یک رابطه ی تناسبی است.با ضرب کردن طرف دوم دریک ثابت تناسب این رابطه تناسبی به یک تساوی تبدیل می شود.مقدارثابت تناسب بستگی به دستگاه یکایی دارد که مورداستفاده قرارمیگیرد.به عنوان مثال،درسیستم یکای گاوسی این مقدارثابت رابراریک فرض میکنندویکای بارالکتریکی رابه گونه ای انتخاب میکنند که رابطه باتجربه سازگارباشد.اما دستگاه اس آی که بارالکتریکی را برحسب کولن،فاصله را برحسب مترو نیرورابرحسب نیوتون بیان میکنند،ثابت تناسب باید کمیتی باشدکه دارای بعداست.به وسیله ی آزمایشهای تجربی مقداراین ثابت تناسب به صورت زیرمحاسبه میشود: