Quantum Physics

2021-09-17 20:30:25 کانالی برای دوستداران علم در راستای ترویج علم و دانش بدون هر گونه شبه علم و خرافات :

لینک جوین :

@Function_of_the_world باز کردن / نظر دهید

2021-09-17 19:04:03 ساختار کلی یک ستاره سه لایه دارد
در مرکز، هسته وجود دارد که در آن واکنش های هسته‌ای انجام می‌شود.
انرژی آزاد شده در هسته ابتدا توسط تابش سپس طی فرایند همرفت (نحوه رخ دادن همرفت به اين صورت است که پلاسمای داغ از نواحی زيرين خورشيد بالا می‌آيد، گرمای خود را ساطع می‌کند و مجددا در اثر سرد شدن به درون خورشيد فرو می‌رود.) و از سطح ستاره توسط تابش الکترومغناطیس به فضا می‌رود.

جالب است بدانید که فوتون تولید شده در هسته خورشید 10⁷ سال وقت لازم دارد تا به سطح برسد. به دلیل اینکه فوتون تولید شده پی در پی جذب شده و باز تولید می‌شود. اما نوترینو میتواند بدون برهمکنشی از هسته به سطح برسد و خارج شود. بنابراین نوترینو میتواند حاوی اطلاعاتی ارزشمند از داخل ستاره باشد اما به دلیل برهمکنش بسیار ضعیف گیر انداختن این ذرات بسیار سخت است.

@Physics3p باز کردن / نظر دهید

2021-09-17 19:01:40 ‍ لکه های خورشیدی:
@Physics3p

لکه های خورشيدی نواحی بر روی سطح خورشيد هستند که به وسيله فعاليت‌های شديد مغناطيسی به وجود می آيند و مانع از انتقال گرما می‌شوند. مهمترين علت وجود لکه ها، قوی شدن ميدان مغناطيسی روی سطح خورشيد است. اين ميدان مغناطيسی باعث به وجود آمدن نيرویی به سمت بيرون می‌شود و آنقدر قوی است که اثر گرانش ستاره را خنثی می کند. در جاهای ديگر سطح خورشيد که لکه ای وجود ندارد، نيروی گرانش را فشار گاز داغ خنثی می کند. يعنی فشار گاز داغ می خواهد گاز را منبسط کند و گاز مي خواهد به سمت بيرون برود، در صورتی که گرانش مي خواهد اين گاز را به درون ستاره بکشد. در جاهايي که لکه وجود دارد، ميدان مغناطيسی به کمک فشار گاز می آيد. يعنی بر خلاف نيروی گرانش عمل می کند به همين دليل ما به فشار کمی نياز داريم. همين فشار کم باعث پايين آمدن دمای لکه مي شود و لکه نسبت به مناطق ديگر ستاره کم دماتر ديده مي شود. لکه های خورشیدی به صورت قطب های مغناطیسی مخالف با هم جفت می شوند،اگر ما بتوانیم یک آهنربای نعلی شکل را زیر سطح خورشید بگیریم میدان مغناطیسی شبیه به زوج لکه های خورشیدی تولید می کند. دمای سطح لکه ها حدود ۳۷۰۰ درجه سانتیگراد است درحالی که دمای میانگین سطح خورشید حدود ۵۷۰۰ درجه می‌باشد. این کمتر بودن دمای سطح لکه باعث می‌شود که تاریک تر از بقیه سطح ستاره به نظر برسد.

هر چه لکه بزرگتر باشد طول عمر بيشتری دارد. طول عمر يک لکه ممکن است آنقدر زياد باشد که به کمک آن دوران خورشيد را تشخيص دهيم. يعنی همچنان که خورشيد به دور خود می چرخد، شاهد حرکت لکه روی سطح آن باشيم. درواقع به کمک همين لکه ها می فهميم که سرعت دوران خورشيد در تمام عرض های جغرافيایی يکسان نيست. در استوا خورشيد بسيار تندتر به دور خود می چرخد ولی در قطبين اين چرخش به نسبت کندتر است.

@Physics3p باز کردن / نظر دهید

2021-09-17 19:01:34 ‍ تعادل هیدرواستاتیک:

بر اساس مشاهدات شعاع یک ستاره ثابت است. می‌دانیم که جرم داخلی ستاره بسیار زیاد است و نیروی گرانشی بزرگی بر سطح خارجی ستاره وارد میکند و سعی بر کشیدن آن به داخل را دارد. اما نیرویی وجود دارد که از این اتفاق جلوگیری می‌کند و اجازه نمی‌دهد گرانش ستاره را منقبض کند به این نیرو نیروی فشار میگویند.

ستونی به سطح مقطع 1cm² و ارتفاع h∆ روی ستاره در نظر میگیریم. به این ستون نیروی گرانش به طرف داخل وارد می‌شود. اگر m جرم این ستون، d چگالی و V∆ حجم این بخش باشد:

∆V=∆h×1
m=d∆h
نیروی گرانشی وارد بر این جزء:
F=d∆hg
نیروی ناشی از فشار گاز که در ارتفاع h به سمت بالا بر این بخش وارد میشود (h)P و نیروی ناشی از فشار گاز در ارتفاع h+∆h که به سمت پایین وارد میشود (h+∆h)P می باشد. طبق مشاهدات شعاع یک ستاره مانند خورشید ثابت است نه منقبض می‌شود و نه منبسط از طرفی میتوانیم به طور کلی برای ستارگان دو نیروی اصلی وارده را گرانش و فشار در نظر بگیریم طبق توضیحات باید این نیرو ها باهم برابر باشند:
P(h)= P(h+∆h)+d∆hg
P(h+∆h)–P(h)/∆h=–dg
درصورتی که h∆ به صفر میل کند حد عبارت برابر می‌شود با:
dP/dh=–dg
(معادله هیدرواستاتیک ستاره)
با استفاده از این معادله است که میتوان دمای مرکز ستاره را بدست آورد.

@Physics3p

منبع: اخترفیزیک ستاره ای جلد۳ اریکا بوم-ویتنس باز کردن / نظر دهید

2021-09-16 19:27:18 لیستی از بهترین کانال های فیزیک و علوم مرتبط


باز کردن / نظر دهید

2021-09-13 10:44:54 ‍ تعبیر جهان های متعدد در مکانیک کوانتوم:

@Physics3p

در مطالب قبلی کانال توضیح دادیم که ذرات پیش از مشاهده احتمال حضور در چندین مکان را دارند. و به تعبیر کپنهاگی اشاره کردیم که بیان داشت با مشاهده ذرات حالت های دیگر نابود شده و فقط یک حالت باقی می‌ماند.

اما تکلیف حالت های دیگر چیست؟ اگر فقط از تمام حالت های موجود ذره یک حالت را انتخاب می‌کند بقیه حالت ها چه میشود؟

ریچارد فاینمن از فرضیه واقعیت های موازی استفاده کرد. وی از ایده ای موسوم به «جمع مسیر ها» یا «جمع تاریخچه ها» استفاده کرد. فاینمن اعتقاد داشت که ذره تا قبل از اینکه مشاهده شود و در حالت برهمنهی قرار دارد می‌تواند تمام مسیر های بین دو نقطه را طی کند. این که چرا ما فقط یک مسیر را مشاهده میکنیم به عقیده فاینمن به علت این است که تمام مسیر های ممکن دیگر یک دیگر را خنثی می‌کنند و فقط یک مسیر باقی می‌ماند. فاینمن به هر مسیر عددی اختصاص می‌دهد که این اعداد با کمک مجموعه قوانین دقیقی محاسبه می‌شوند. با ترفند های ریاضی گونه با جمع کردن تمام اعداد مربوط به مسیر های ممکن می‌توان احتمال مسیری را که بین تو نقطه طی کرد را به دست اورد. در واقع فاینمن دریافته بود که اعداد مربوط به مسیر های عجیب اغلب یکدیگر را خنثی کرده و حاصل کوچکی دارند. و مسیر معقول نیوتونی بود که بیشترین مجموع را داشت.
این بینش ریاضی فاینمن به «انتگرال مسیر» معروف است. اما باز هم تفسیر کپنهاگی بی توضیح باقی مانده بود. در سال ۱۹۵۷ دانشجویی به نام هیو اورت راه حل مناسبی پیشنهاد داد.
هیو اورت به جای رمبش تصادفی تابع موج به یک حالت ملموس کلاسیکی، به وقوع پیوستن تمامی حالت ها و احتمال های ممکن و برهم نهاده‌ی تابع موج را در فضای هیلبرت فرض کرد. فضای هیلبرت فضایی برداری با بی‌نهایت بُعد است که تابع موج به عنوان برداری در آن شناخته میشود. به نوعی هر سیستم کوانتومی را می‌توان تابع موجی در فضای هیلبرت پنداشت. در این رویکرد اورت با نادیده گرفتن رمبش و به جای حذف واقعیت ها توسط مشاهده گر، واقعیت هار را در جهانی دیگر به فعلیت رساند. یعنی در واقع تمامی حالات ممکن برای یک ذره اتفاق می‌افتد. هرکدام از آنها در جهانی خاص فعلیت می‌یابند. اورت از بین رفتن تابع موج به یک حالت کلاسیکی را منتفی کرد. به عقیده وی تابع موج هرگز از بین نمی‌روند بلکه به حالت های بالقوه خود تقسیم می‌شوند همانند شاخه های درخت و چنان اذعان داشت که هر کدام از شاخه های این درخت نماینده یک جهان کامل و مستقل هستند. در این رویکرد دیگر نیازی به رمبش ناگهانی تابع موج نبود. اما حامل پیامی گنگ تر بود:
جهان هایی که می‌توانستند دائما به میلیارد ها جهان دیگر منشعب شوند.

@Physics3p

منبع: کتاب به دنبال جهان های موازی سعید گراوندی(زاحل) باز کردن / نظر دهید

2021-09-13 10:44:46 ‍ تعبیر کپنهاگی:

کانال فیزیک کوانتوم

اگر معادله شرودینگر را حل کنیم فقط احتمال حضور ذره در مکان را بیان می‌کند و دقیق مانند مکانیک کلاسیک نیست که بتوانیم با حل معادله مکان دقیق یک متحرک را بدست آوریم. خب این سوال مطرح می‌شود که قبل از اینکه ذره را مشاهده کنیم و در نقطه ای بیاییم آن ذره کجا بوده است؟

یک دیدگاه وجود داشت که بیان می‌کرد ذره در همان نقطه ای بوده که آنرا مشاهده کرده ایم که اینشتین طرفدار این پاسخ بود. اما اگر چنین پاسخی برای سوال درست باشد یعنی نظریه مشکل دارد و دقیق نیست چون به جای دادن مکان دقیق ذره به ما فقط احتمال وجود ذره در مکانی را می‌دهد.

دیدگاه دیگری که وجود دارد این است که ذره در واقع هیچ جای خاصی نبوده. این عمل اندازه گیری بوده که ذره را وادار کرده تا مکانی را اختیار کند. پاسکوال جردن فیزیکدان آلمانی معتقد بود که (مشاهدات نه تنها آنچیزی که در حال اندازه‌گیری است را مختل می‌کند بلکه آنرا تولید هم میکنیم. ما ذره را وادار می‌کنیم تا مکان مشخصی را اختیار کند.) این دیدگاه به تعبیر کپنهاگی معروف است. در سال ۱۹۶۴ جان بل این تعبیر را ثابت کرد.

یک ذره به وضوح پیش از اندازه گیری مکان دقیقی ندارد همانطور که موجک های روی دریاچه ندارند. این فرآیند اندازه‌گیری است که مصرانه عدد خاصی را اعلام کرده و نتیجه خاصی را خلق می‌کند.

معادله شرودینگر

@Physics3p

منبع: آشنایی با مکانیک کوانتوم گریفیث باز کردن / نظر دهید

2021-09-11 18:38:07 ‍ معادله شرودینگر چیست؟
@Physics3p

ذره ای به جرم m را تصور کنید که مقید به حرکت در امتداد محور x بوده و تحت تاثیر نیروی (x,t)F قرار داشته باشد. در صورتی که تابع مکان این ذره را داشته باشیم می‌توانیم سرعت، تکانه و انرژی جنبشی یا هر متغییر دینامیکی دلخواهی را بدست اوریم. اما چگونه این تابع را بدست اوریم؟
با استفاده‌ از قانون دوم نیوتون (F=md²x/dt²) برای سامانه های پایستار نیرو را میتوان بر حسب مشتق تابع انرژی پتانسیل بیان کرد که قانون به شکل :

(md²x/dt²=∂V/∂x)

در می‌آید. این رابطه به همراه مکان و سرعت اولیه تابع مکان نسبت به زمان ذره را مشخص می‌کند.
مکانیک کوانتوم این مسئله به شکلی کاملا متفاوت مورد بررسی قرار می‌دهد. در اینجا آنچه به دنبالش هستیم تابع موج ذره است که آنرا از طریق حل معادله شرودینگر بدست می‌آوریم. معادله شرودینگر به طور منطقی نقشی مانند قانون دوم نیوتن ایفا می‌کند با داشتن شرایط اولیه معادله شرودینگر تابع (r,t)𝛹 را برای تمام زمان ها بدست می‌دهد درست همانطور که در مکانیک کلاسیک تابع مکان نسبت به زمان برای تمام زمان ها تعیین میکند.
اما این تابع موج چیست؟
تابع موج همانطور که از نامش پیداست در فضا پخش می‌شود یعنی مانند ذره کلاسیکی که یک مکان مشخص دارد نیست. تعبیر آماری بورن میگوید که
|𝛹(r,t)|²dx

احتمال یافتن ذره را در مکان x (یا به طور دقیق تر بین فاصله x تا x+dx) و لحظه t را بدست میدهد هر چه ²|𝛹| بزرگتر باشد احتمال یافتن ذره در آن نقطه بیشتر است.

تعبیر آماری نوعی ابهام را وارد مکانیک کوانتوم می‌کند. به طوری که حتی اگر همه‌ی آنچیز که نظریه باید درباره ذره به شما بگوید را بدانید باز هم نمی‌توانید با قطعیت پیش بینی کنید که نتیجه یک آزمایش ساده برای اندازه‌گیری مکان چیست. این ابهام همیشه برای فیزیکدانان دردسر ساز بوده چون همواره این پرسش مطرح می‌شود که آیا این واقعیت طبیعت است یا نقص نظریه. در ادامه در مورد پاسخ این سوال مطالبی را ارائه می‌کنیم.

@Physics3p

منبع: آشنایی با مکانیک کوانتوم گریفیث باز کردن / نظر دهید

2021-09-11 17:35:27
قسمت دهم #گرانش منتشر شد


در این قسمت با دکتر سروش شاکری درباره مبحث ذرات بنیادی وپژوهش های آن گفت وگو کردیم

از طریق لینک زیر به تماشای دهمین قسمت از گرانش بنشینید :

https://aparat.com/v/v0Ld7




#تلویزیون_اینترنتی_گرانش
#توسعه
#علم_و_فناوری
#آینده_ی_کشور
@GRAVITY_TVshow

https://instagram.com/gravitytvshow?igshid=49ziojvrvbk6 باز کردن / نظر دهید

2021-09-11 17:34:29 ‍ ‍ همانطور که گفته شد نور هر دو ماهیت موجی و ذره ای برایش ثابت شد ماهیت ذره ای توسط اثر کامپتون، فوتوالکتریک و جسم سیاه. ماهیت موجی در آزمایش یانگ که در آن طرح تداخلی ظاهر شد ثابت شد.

توسط ازمایش فرانک-هرتز ثابت شد که الکترون ها در اتم تراز های انرژی مشخصی دارند و فقط فوتون با انرژی های خاصی را جذب و گسیل می‌کنند. بور نتایج این آزمایش را به کمک مدار های الکترونی در اتم هیدروژن تعبیر کرد. اما دلیل اینکه چرا فقط فوتون ها با انرژی های خاصی جذب و گسیل می‌شدند مشخص نبود.

در سال ۱۹۲۳ دوبروی فرضیه این را پیشنهاد کرد که ذرات مادی هم مانند فوتون ها باید یک جنبه‌ی موجی هم داشته باشند. وی سپس با استفاده از این فرض قواعد بور را نتیجه گرفت: تراز های انرژی مجاز مختلف مشابه مد های ویژه یک تار مرتعش هستند. آزمایش های پراش الکترون با نشان دادن اینکه الگوی تداخلی توسط ذرات مادی مانند الکترون تشکیل شود فرضیه دوبروی را ثابت کرد. بنابراین طبق فرضیه دوبروی باید به جای مفهوم کلاسیکی یک مسیر باید مفهوم یک حالت متغییر نسبت به زمان جایگزین کنیم. حالت کوانتومی یک ذره مانند الکترون توسط یک تابع موج (r,t)𝛹 مشخص می‌شود. که تمام اطلاعات ممکن درباره ذره را در بر دارد که (r,t)𝛹 هم به عنوان دامنه‌ی احتمال حضور ذره تعبیر می‌شود.

تابش جسم سیاه
اثر فوتوالکتریک
اثر کامپتون

@Physics3p

منبع: فیزیک کوانتوم جلد۱ کلودکوهن تانوجی برنارد دیو فرانک لالوئه باز کردن / نظر دهید