مقاله : سیارک ها

1. سیارک‌ها سیارات بسیار کوچکی هستند که از صخره و فلز ساخته شده‌اند.

سیارک‌ها معمولاً اجسام نامنتظمی هستند و بر گرد خورشید حرکت می‌کنند. هزاران سیارک در منظومه خورشیدی ما وجود دارند .

1. بسیاری از آنها میان مدار مریخ و مدار هرمز مشتری قرار گرفته‌اند و گرد خورشید می‌گردند.
2. دسته‌ای دیگر از آنها در مکان‌های دیگر منظومه خورشیدی یافت می‌شوند.

به نظر می رسد علت اینکه اغلب آن ‌ها در فاصله ی مریخ و مشتری دیده می شوند این است که احتمالاً

در مدار بین مریخ و مشتری سیاره، سیاره ی دیگری نیز وجود داشته است که به علت جاذبه ی شدید مشتری متلاشی شده است و سیارک‌ها پدید آمده باشند.

به سیارک‌هایی که بر اثر نیروی گرانش سیاره‌ها در مداری گیر افتاده باشند «سیارک اسیر» می‌گویند. در این صورت سیاره مزبور به گرد سیاره بزرگ ‌تر می‌گردد.

سیارک 234 Ida  و قمر آن Dactyl

 نزدیک‌ترین سیارک به زمین، توتاتیس نام دارد. سنگ آسمانی توتاتیس دارای حدود 8/ 4 کیلومتر طول و4 /2 کیلومتر عرض است. این سنگ آسمانی تقریبا هر چهار سال یکبار به دور ستاره خورشید می چرخد و مدار آن از درون مدار سیاره زمین به دور خورشید آغاز شده و به خارج از مدار سیاره مریخ، ختم می شود. از آنجا که هم زمین و هم توتاتیس به طور دائم در حرکتند، فاصله میان آن ها نیز بسیار متغیر است.

به طور معمول این سنگ آسمانی را می توان در مناطق بدور از نور شهرها، با کمک دوربین دو چشمی ساده نیز رصد کرد.

سیارک 2004 FH  که در مرکز صفحه آنرا در حال حرکت می بینید. شیئی  که به صورت نور درخشان از مقابل دوربین به سرعت عبور میکند یک ماهواره است.

---

 در آغازین روزهای  ژانویه ???? جوزپه پیاتزی ((? جولای ???? - ?? جولای ????)جرمی را در آسمان رصد نمود که ابتدا یک ‌دنباله‌دار به نظر می‌رسید  ولی زمانی که مدار آن به درستی تعیین گردید، مشخص شد که سیاره بسیار کوچکی است، آنقدر کوچک که آن را در رده جدیدی به نام سیارک‌ها دسته‌ بندی کردند.

پیاتزی آن را سرس نامید. تا چند سال بعد سه سیارک جدید دیگر کشف شدند و تا پایان آن قرن،  صدها عدد از آنها شناسایی شده بودند. تا به امروز تعداد این سیارک ها به چند صد هزار رسیده است و هنوز اکتشاف آنها ادامه دارد. تعدادی از سیارک ها چنان کوچکند که از زمین قابل رؤیت نیستند اما بزرگترین آن ها همان سرِس است که تاکنون شماره یک را بر پیشانی خود دارد.

---

نام گذاری سیارک ‌ها

همین که مدار سیارکی مشخص می‌گردد، عددی به ترتیب زمان کشف بدان نسبت داده می‌شود و به دنبال آن نامی می‌آورند . نام را معمولاً کاشف بر می‌گزیند مثلاً سرس-1. در آغاز نام های زنانه از اسطوره ‌های یونان و روم انتخاب می‌شد. بعدها نام هایی از نمایشنامه‌ های شکسپیر و اپراهای  واگنر برگزیده شدند.

 بسیاری از سیارک‌ها را کاشفان به نام های زنان، دوستان و حتی سگ ها و گربه‌های خود نامیدند. همواره نام هایی مونث به کار رفته‌است، جز در مورد چند سیارک که مدارهایی نامتعارف دارند نام های مذکر نهاده شده‌است.

تصویر فوق :  کمربند اصلی سیارک ها (نوار سفید )

ارزش اقتصادی

سیارک ‌ها می‌توانند برای تأمین مواد و آب مورد نیاز برای ساخت تجهیزات فضایی و مداری به کار روند. هم‌اکنون بسیاری از مراکز پژوهشی مرتبط با فناوری فضایی در حال مطالعه امکان سفر به سیارک‌ها و برداشت از ذخایر طبیعی آن‌ها هستند.

به تازگی و با کشف یخ آب بر سطح سیارک تمیس-??، ایده‌هایی به منظور برداشت آب از سیارک‌ ها جهت تولید آب مصرفی فضانوردان و تأمین اکسیژن و هیدروژن توسط الکترولیز آب برای مصرف تنفسی و یا سوخت فضاپیماهای آینده مطرح شده است.

 اگر مدار سفرهای فضایی آینده را بتوان به گونه‌ای طراحی کرد که هر بار سیارک دارای ذخایر یخ آب در مسیر قرار داشته باشد می‌توان به سادگی تأسیسات لازم برای یک ایستگاه سوخت گیری فضایی را روی آن سیارک بنا نمود. تأسیساتی تمام اتوماتیک که انرژی تابشی خورشید را توسط صفحات خورشیدی دریافت و به الکتریسیته تبدیل خواهد کرد، سپس با استفاده از این انرژی الکتریکی، یخ آب موجود در خرده‌ سیارک را با یک اجاق مایکروویو ساده ذوب کرده و در ادامه آب حاصله را با یک دستگاه ساده الکترولیز به هیدروژن و اکسیژن خواهد شکاند.

 در انتها هیدروژن و اکسیژن به دست آمده در مخازن جدا از هم ذخیره خواهد شد. این طرح هنوز در مرحله ایده قرار داشته و عملیاتی نشده است.

---

مرکز یادگیری سایت تبیان - گردآوری: فائزه آقاخانی

تنظیم: یگانه داودی

از دیگران نخواهیم رخدادهای اندوهناک گذشته خویش را برایمان بازگویند . حکیم ارد بزرگ



درد پیری انحطاط روحی و جسمانی آن نیست ، بلکه بار خاطرات آن است . سامرست موام



برای شب پیری در روز جوانی چراغی باید تهیه کرد . بلوتارک

مقاله : کامپوزیت

کامپوزیت چیست؟

کامپوزیت مخلوط فیزیکی از دو یا چند ماده مختلف است که این مواد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خودرا حفظ کرده و مرز مشخصی را با یکدیگر تشکیل می دهند. این مخلوط در مجموع و با توجه به برخی معیارها، خواص بهتری از هریک از اجزای تشکیل دهنده خودرا دارا می باشد.

اولین کامپوزیت ها

از اولین کامپوزیت‌ها یا همان چندسازه‌های ساخت بشر می‌توان به کاه گل وآجرهای گلی که در ساخت آن ها از تقویت کننده کاه استفاده می شده است اشاره کرد. چون گل بعد از خشک شدن ترک می‌خورد، مقداری کاه به آن افزودند تا حفره‌ها را پُر کند و مانع از ترک خوردن گل شود. 

                                                                       نمایی از یک دیوار کاهگلی

شاید هم اولین کامپوزیت را مصری‌ها ساخته باشند. آن ها  به چوب بدنه قایق هایشان  مقداری پارچه می‌آمیختند تا در اثر خیس شدن چوب باد نکند.

ساختار کامپوزیت

کامپوزیت‌ از دو قسمت تشکیل شده‌است:

1) قسمت زمینه

ماده ای که در یک سری از خواص مکانیکی نقص دارد.ماده زمینه تقویت کننده را احاطه کرده است، به طوری که نگذارد ماده تقویت‌کننده پراکنده شود؛ همچنین محافظت از ماده تقویت‌کننده در برابر عوامل شیمیایی را بر عهده دارد .

2) قسمت تقویت‌کننده

تقویت‌کننده‌ها موادی هستند که به صورت تکه‌تکه، در یک زمینه پیوسته وارد می‌شوند تا خواص ماده زمینه را بهتر بهبود بخشند.

 مواد زمینه را نرم انتخاب می‌کنند، وقتی نیرو به کامپوزیت وارد می‌شود، توسط زمینه به مادة تقویت‌کننده انتقال داده شود تا مادة تقویت‌کننده نیرو را تحمل کند.

مقدار ماده‌ای که به عنوان زمینه استفاده می‌شود معمولا بیشتر از قسمت تقویت‌کننده است.

در مثال کاهگل،گل نقش فاز زمینه و کاه نقش تقویت کننده را بازی می کند.

تقویت‌کننده‌ها می‌توانند به صورت یک صفحه، یک رشته ( نخ)، یا یک ذره (پودر) وارد حجم زمینه شوند و خواص آن را بهبود بخشند.       

                           کامپوزیت لایه ای                  کامپوزیت رشته ای                    کامپوزیت ذره ای

خواص کامپوزیت ها

وزن کم این مواد در عین بالا بودن نسبت مقاومت به وزنشان در مقایسه با موادی مانند فولاد باعث شده که مصرف آنها در صنایع روز به روز افزایش یابد. همچنین به علت وجود فاز زمینه مقاومت به خوردگی کامپوزیت بالاست.

روش های ساخت گوناگون و همچنین امکان تولید اشکال پیچیده و متنوع از دیگر مزایای مواد مرکب است.

کاربرد های کامپوزیت

با توجه به پایداری بسیار زیاد کامپوزیت‌ها و مقاومت بسیار خوب آنها در محیط‌های خورنده، این مواد، کاربردهای وسیعی در صنایع دریایی پیدا کرده‌اند که از آن جمله می‌توان به ساخت بدنه قایق ها و کشتی ها و تاسیسات فراساحلی اشاره داشت. استفاده از کامپوزیت‌ها در این صنعت، حدود 60 % صرفه‌جویی اقتصادی داشته است که علت اصلی آن مربوط به پایداری بالای این مواد است.

صنعت ساختمان پرمصرف‌ترین صنعت برای مواد کامپوزیتی است. استخرهای شنا ، وان حمام ، سینک ظرفشویی و دست‌شویی ، کف‌پوش ، نماپوش ، برج‌های خنک‌کننده،مخازن سوخت CNG و … همگی از مواد چند سازه ای  هستند.

نماپوش کامپوزیتی	مخزن های کامپوزیتی

---

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: هادی داودی

تنظیم: نوربخش                      

اگر تمام عالم در یک کفه ترازو نهاده شود و مادرم در کفه دیگر ، کفه عالم بالاتر خواهد ایستاد . لورولا بکدیل



با بازگویی رخدادهای بد زندگی ، خویش را نیازاریم . حکیم ارد بزرگ 



وقت گرانبها است ، اما حقیقت گرانبها تر است . دیسرائیلی



تنها با عشق میان دلهای شماست که عشق میان شما عمق و استحکام واقعی خود را نشان خواهد داد . باربارا دی آنجلیس

مقاله : انواع کاتالیست ها (2)

مثال هایی از کاتالیست های ناهمگن

1. • هیدروژن دار کردن پیوند دوگانه ی کربن - کربن
2.  ساده ترین مثال برای این کاتالیست ها، واکنش بین اتان و هیدروژن در حضور کاتالیست نیکل است...
3. 

در عمل، این واکنش بی معنی به نظر می رسد؛ زیرا اتان که ماده ای فوق العاده مفید است، به اتان نسبتاً بی مصرف تبدیل می شود. با این وجود، همین واکنش با هر ترکیبی که شامل ترکیب دوگانه ی کربن - کربن باشد، اتفاق خواهد  افتاد.

1. یکی از مصارف صنعتی مهم، هیدروژن دار کردن روغن های گیاهی برای به دست آوردن مارگارین است. که شامل:

واکنش دهی پیوند دوگانه ی کربن- کربن در روغن گیاهی با هیدروژن در حضور کاتالیست نیکل است. مولکول های اتان روی سطح نیکل، جذب می شوند؛ پیوند دوگانه  بین اتم های کربن می شکند و الکترون ها برای پیوند اتم های کربن روی سطح نیکل به کار گرفته می شوند...

---

مولکول های هیدروژن نیز روی سطح نیکل جذب می شوند.

 وقتی این اتفاق افتاد، مولکول های هیدروژن به اتم های هیدروژن تجزیه می شوند. این اتم ها می توانند اطراف سطح نیکل حرکت کنند...

---

اگر اتم هیدروژن به نزدیکی یکی از کربن های پیوند یافته به روی سطح، پخش شود؛ پیوند بین کربن و نیکل با پیوند بین کربن و هیدروژن جایگزین می شود.

---

اکنون انتهای اتان اصلی از سطح جدا می شود و در نهایت همین فرایند برای انتهای دیگر نیز اتفاق می افتد...

---

همانند قبل، یکی از اتم های هیدروژن، پیوندی با کربن تشکیل می دهد. اکنون فضایی روی سطح نیکل برای مولکول های واکنش دهنده ی جدید وجود دارد تا این فرایند از نو تکرار شود...

البته توجه داشته باشید که برخی فلزات از جمله نیکل، به همان نسبت که هیدروژن را جذب سطح خود می کنند، قابلیت جذب هیدروژن به درون ساختار خود را نیز دارند. در این موارد، مولکول های هیدروژن باز هم به اتم های هیدروژن تبدیل می شوند که می توانند درون ساختار فلز پخش شوند.

این اتفاق برای نیکل زمانی خواهد بود که هیدروژن تحت فشار بالا قرار گیرد (البته در این مقاله به این اشاره نشده است که هیدروژن دار کردن تحت فشارهای کم باعث جذب در ساختار نیکل خواهد شد یا نه).

تبدیل کننده های کاتالیستی:

 تبدیل کننده های کاتالیستی، مولکول های سمی مانند مونوکسیدکربن و اکسید های مختلف نیتروژنی در اگزوز ماشین ها را به مولکول هایی کم خطر مانند دی اکسید کربن و نیتروژن تبدیل می کنند. این مواد از فلزات گران قیمتی مانند پلاتین، پالادیوم و رودیوم که نقش کاتالیست های ناهمگن را دارند، استفاده می کنند.

فلزات ذکر شده به صورت لایه ی نازکی بر روی سطح لانه زنبوری سرامیک پاشیده می شوند (به این عمل، لایه نشانی گفته می شود)؛ این عمل باعث افزایش دادن مساحت سطح شده و مقدار فلز مصرف شده را حداقل می کند (بهینه سازی مصرف فلزات گران و افزایش فعالیت کاتالیستی) .

حال واکنش بین مونوکسیدکربن و مونوکسید نیتروژن را بررسی می کنیم:

مانند روش مثال قبل، مونوکسیدکربن و مونوکسید نیتروژن، جذب سطح کاتالیست خواهند شد و در همان سطح کاتالیست با هم وارد واکنش خواهند شد. سپس دی اکسید کربن و نیتروژن از سطح کاتالیست جدا می شوند.

1. • استفاده از اکسید وانادیوم (V) در فرایند اتصال:

طی فرایند اتصال برای ساخت اسید سولفوریک، دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد تبدیل می شود. این فرایند با عبور دادن دی اکسید گوگرد و اکسیژن از روی کاتالیست اکسید وانادیوم(V)  انجام می شود:

این واکنش کمی متفاوت از واکنش قبلی است زیرا در حقیقت گازها با سطح کاتالیست  واکنش می دهند و به طور موقت سطح کاتالیست را تغییر می دهند. این مثال خوبی از توانایی انتقال فلزات و ترکیبات آن ها در کاتالیست بودنشان است زیرا قادرند حالت اکسایش خود را تغییر دهند.

به کمک اکسید وانادیوم، دی اکسید گوگرد به تری اکسید گوگرد اکسایش پیدا می کند. در این فرایند، اکسید وانادیوم (V) به اکسید وانادیوم (IV) کاهش پیدا می کند:

اکسید وانادیوم (IV) توسط اکسیژن دوباره اکسایش پیدا می کند:

این فرایند، مثال خوبی از روشی است که کاتالیست می تواند در طول مسیر واکنش تغییر کند. اما در هر حال، در پایان واکنش، به طور شیمیایی همان کاتالیست موجود در ابتدای واکنش خواهد بود.

---

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه : خدیجه آلچالانلو

تنظیم: یگانه داودی

مقاله : پیدایش مثلثات

تاریخ علم به آدمى یارى مى رساند تا «دانش» را از «شبه دانش» و «درست» را از «نادرست» تشخیص دهد و در بند خرافه و موهومات گرفتار نشود. در میان تاریخ علم، تاریخ ریاضیات و سرگذشت آن در بین اقوام مختلف ، مهجور واقع شده و به رغم اهمیت زیاد، از آن غافل مانده اند. در نظر داریم در این فضاى اندک و در حد وسعمان برخى از حقایق تاریخى( به خصوص در مورد رشته ریاضیات) را برایتان روشن و اهمیت زیاد ریاضى و تاریخ آن را در زندگى روزمره بیان کنیم.

براى بسیارى از افراد پرسش هایى پیش مى آید که پاسخى براى آن ندارند: چه شده است که محیط دایره یا زاویه را با درجه و دقیقه و ثانیه و بخش هاى شصت  شصتى اندازه مى گیرند؟ چرا ریاضیات با کمیت هاى ثابت ادامه نیافت و به ریاضیات با کمیت هاى متغیر روى آوردند؟ مفهوم تغییر مبناها در عدد نویسى و عدد شمارى از کجا و به چه مناسبت آغاز شد؟ یا چرا در سراسر جهان عدد نویسى در مبناى 10 را پذیرفته اند، با اینکه براى نمونه عدد نویسى در مبناى 12 مى تواند به ساده تر شدن محاسبه ها کمک کند؟ ریاضیات از چه بحران هایى گذشته و چگونه راه خود را به جلو گشوده است؟ چرا جبر جانشین حساب شد، چه ضرورت هایى موجب پیدایش چندجمله اى هاى جبرى و معادله شد؟ و… براى یافتن پاسخ هاى این سؤالات و هزاران سؤال مشابه دیگر در کلیه رشته ها، تلاش مى کنیم راه را نشان دهیم، پیمودن آن با شماست…

از نامگذارى «مثلثات» مى توان حدس زد که این شاخه از ریاضیات دست کم در آغاز پیدایش خود به نحوى با «مثلث» و مسئله  هاى مربوط به مثلث بستگى داشته است. در واقع پیدایش و پیشرفت مثلثات را باید نتیجه اى از تلاش هاى ریاضیدانان براى رفع دشوارى هاى مربوط به محاسبه هایى دانست که در هندسه روبه روى دانشمندان بوده است. در ضمن دشوارى هاى هندسى، خود ناشى از مسئله  هایى بوده است که در اخترشناسى با آن روبه رو مى شده اند و بیشتر جنبه محاسبه اى داشته اند.

در اخترشناسى اغلب به مسئله هایى بر مى خوریم که براى حل آن ها به مثلثات و دستورهاى آن نیازمندیم. ساده ترین این مسئله ها، پیدا کردن یک کمان دایره (بر حسب درجه) است، وقتى که شعاع دایره و طول وتر این کمان معلوم باشد یا برعکس، پیدا کردن طول وترى که طول شعاع دایره و اندازه کمان معلوم باشد. مى دانید سینوس یک کمان از لحاظ قدر مطلق برابر با نصف طول وتر دو برابر آن کمان است. همین تعریف ساده اساس رابطه بین کمان ها و وترها را در دایره تشکیل مى دهد و مثلثات هم از همین جا شروع شد. کهن ترین جدولى که به ما رسیده است و در آن طول وترهاى برخى کمان ها داده شده است متعلق به هیپارک، اخترشناس سده دوم میلادى است و شاید بتوان تنظیم این جدول را نخستین گام در راه پیدایش مثلثات دانست. منه لائوس ریاضیدان و بطلمیوس اخترشناس (هر دو در سده دوم میلادى) نیز در این زمینه نوشته هایى از خود باقى گذاشته اند. ولى همه کارهاى ریاضیدانان و اخترشناسان یونانى در درون هندسه انجام گرفت و هرگز به مفهوم هاى اصلى مثلثات نرسیدند.

نخستین گام اصلى به وسیله آریابهاتا، ریاضیدان هندى سده پنجم میلادى برداشته شد که در واقع تعریفى براى نیم وتر یک کمان _یعنى همان سینوس- داد. از این به بعد به تقریب همه کارهاى مربوط به شکل گیرى مثلثات (چه در روى صفحه و چه در روى کره) به وسیله دانشمندان ایرانى انجام گرفت. خوارزمى نخستین جدول هاى سینوسى را تنظیم کرد و پس از او همه ریاضیدانان ایرانى گام هایى در جهت تکمیل این جدول ها و گسترش مفهوم هاى مثلثاتى برداشتند. مروزى جدول سینوس ها را تقریبا 20 درجه به 30 درجه تنظیم کرد و براى نخستین بار به دلیل نیازهاى اخترشناسى مفهوم تانژانت را تعریف کرد.

جدى ترین تلاش ها به وسیله ابوریحان بیرونى و ابوالوفاى بوزجانى انجام گرفت که توانستند پیچیده ترین دستورهاى مثلثاتى را پیدا کنند و جدول هاى سینوسى و تانژانتى را با دقت بیشترى تنظیم کنند.

 ابوالوفا با روش جالبى به یارى نابرابرى ها توانست مقدار سینوس کمان 30 دقیقه را پیدا کند و سرانجام خواجه نصیرالدین طوسى با جمع بندى کارهاى دانشمندان ایرانى پیش از خود نخستین کتاب مستقل مثلثات را نوشت. بعد از طوسى، جمشید کاشانى ریاضیدان ایرانى زمان تیموریان با استفاده از روش زیبایى که براى حل معادله درجه سوم پیدا کرده بود، توانست راهى براى محاسبه سینوس کمان یک درجه با هر دقت دلخواه پیدا کند. پیشرفت بعدى دانش مثلثات از سده پانزدهم میلادى و در اروپاى غربى انجام گرفت. یک نمونه از مواردى که ایرانى بودن این دانش را تا حدودى نشان مى دهد از این قرار است: ریاضیدانان ایرانى از واژه «جیب» (واژه عربى به معنى «گریبان») براى سینوس و از واژه «جیب تمام» براى کسینوس استفاده مى کردند. وقتى نوشته هاى ریاضیدانان ایرانى به ویژه خوارزمى به زبان لاتین و زبان هاى اروپایى ترجمه شد، معناى واژه «جیب» را در زبان خود به جاى آن گذاشتند: سینوس. این واژه در زبان فرانسوى همان معناى جیب عربى را دارد.

نخستین ترجمه از نوشته هاى ریاضیدانان ایرانى که در آن صحبت از نسبت هاى مثلثاتى شده است، ترجمه اى بود که در سده دوازدهم میلادى به وسیله «گرادوس کره مونه سیس» ایتالیایى از عربى به لاتینى انجام گرفت و در آن واژه سینوس را به کار برد. اما درباره ریشه واژه «جیب» دو دیدگاه وجود دارد: «جیا» در زبان سانسکریت به معناى وتر و گاهى «نیم وتر» است. نخستین کتابى که به وسیله فزازى (یک ریاضیدان ایرانى) به دستور منصور خلیفه عباسى به زبان عربى ترجمه شد، کتابى از نوشته هاى دانشمندان هندى درباره اخترشناسى بود. مترجم براى حرمت گذاشتن به نویسندگان کتاب، «جیا» را تغییر نمى دهد و تنها براى اینکه در عربى بى معنا نباشد، آن را به صورت «جیب» در مى آورد. دیدگاه دوم که منطقى تر به نظر مى آید این است که در ترجمه از واژه فارسى «جیپ»- بر وزن سیب- استفاده شد که به معنى «تکه چوب عمود» یا «دیرک» است. نسخه نویسان بعدى که فارسى را فراموش کرده بودند و معناى «جیپ» را نمى دانستند، آن را «جیب» خواندند که در عربى معنایى داشته باشد.

---

مرکز یادگیری سایت تبیان - تجمیع و تنظیم : نوربخش

از دیروز بیاموز برای امروز زندگی کن و امید به فردا داشته باش . آلبرت انیشتن



رستاخیزهای اجتماعی بدون همراهی زنان شجاع غیر ممکن است چرا که زن پرچمدار وارستگی ، پاکی و از خودگذشتگی ست . حکیم ارد بزرگ



پشتکار گوهر مردان و زنان فرهمند است . حکیم ارد بزرگ



در این دنیا از دو راه می توان موفق شد ؛ یا از هوش خود و یا از نادانی دیگران . لابرویر

مقاله : نیوتون، پاشندگی در مواد و طیف رنگ

 

سرعت انتشار نور در تمام مواد تا حدی به فرکانس تابش بستگی دارد؛ فقط در خلأ است که سرعت انتشار امواج الکترومغناطیسی از فرکانس مستقل است.

به عنوان مثال:

ضریب شکست سیلیس بی شکل (شیشه ی کوارتز) برای نور آبی با طول موج 480 nm مقدار1/4636   و برای نور قرمز با طول موج 670 nm  مقدار 1/4561  را دارد.

به همین دلیل، اگر پرتوی شامل نورهای قرمز و آبی به طور مایل به قطعه ی سیلیس بی شکل بتابد، در شیشه دو پرتو شکست به وجود می آید که زاویه شکست آن ها اندکی با هم متفاوت است؛ پرتو آبی کمی بیش تر از پرتو قرمز به خط عمود بر سطح نزدیک می شود.  

پرتو نوری شامل نور قرمز و آبی از بالا به شیشه می تابد. چون ضریب شکست شیشه برای نور آبی با طول موج کوتاه بیش از نور قرمز با طول موج بلند است، نور آبی در سطح بالایی بیش تر می شکند، پس از شکست در سطح زیرین، هر دو بخش باریکه، جدا از هم ولی به موازات همدیگر و موازات پرتو اولیه از شیشه خارج می شوند.  

پرتو های نور سفید نیز که شامل تمام طول موج های طیف مرئی اند، به همین شکل بر اثر شکست با شیشه به اجزای طیفی خود تفکیک می شوند. "تجزیه نور به وسیله ی یک قطعه شیشه"

اگرچه "پدیده ی مشهور رنگ ها" را دست کم از زمان یونانی ها می شناختند؛ منشأ واقعی آن تا زمانی که نیوتون نبوغ خود را در این راه به کار انداخت، ناشناخته بود.

توجیه پذیرفته شده ی آن زمان این بود که نور در حین عبور از منشور، تغییر شکل پیدا می کند؛ یعنی ابتدا به رنگ قرمز در می آید و بعد از گذشتن از لایه های ضخیم تر شیشه، طوری تغییر می کند که به رنگ سبز و در نهایت، بنفش تبدیل می شود.

این توجیه، هیچ یک از خواص مشخص این پدیده را توضیح نمی داد و به پرسش های مربوط به این زمینه نیز پاسخی نمی داد.

مثلاً اگر واقعاً ضخامت شیشه است که رنگ نور خروجی را تعیین می کند، پس چرا وقتی نور سفید از یک شیشه ی معمولی می گذرد، رنگی تولید نمی شود و چرا الگوی رنگ ها زمانی که باریکه از نزدیکی یال منشور یا نزدیک قاعده می تابد، فرقی نمی کند؟

نیوتون نیز مانند انیشتین که بیش تر ایده های انقلابی، طی دورانی به ذهنش خطور کرد که تقریباً ارتباط علمی با بیرون نداشت (در این دوران او در برن کارمند اداره ی ثبت اختراعات بود)، بیش تر کارهای مهم خود را در سال های شیوع طاعون  1665,1666آغاز و تکمیل کرد، سال هایی که دانشگاه کمبریج بسته بود و وی همراه مادرش در وولستورپ زندگی می کرد.

درک امروزی ما از نور و رنگ، از اسحاق نیوتون (1642-1726)  و مجموعه ی آزمایشاتی که در 1672 منتشر کرد، شروع می شود.

او نخستین کسی بود که مفهوم رنگین کمان را درک کرد؛ وی نور سفید را با یک منشور منکسر کرد و آن را به اجزای سازنده ی خود تجزیه کرد: 

نظر نیوتون چنین بود:

در آن جا من برای خودم یک منشور مثلث القاعده از شیشه ساختم تا پدیده ی مشهور رنگ ها را آزمایش کنم...

در ابتدا مشاهده ی رنگ های زنده و جذابی که به این وسیله تولید می شد، سرگرمی بسیار لذت بخشی بود؛ اما پس از مدتی تصمیم گرفتم آن ها را دقیق تر بررسی کنم.

با کمال تعجب دیدم که این نورها به شکل دوک خارج می شوند نه به شکل دایره ای که از قوانین پذیرفته شده ی شکست نور انتظار داشتم!

و دیدم که نوری که به یک سر تصویر نزدیک بود، خیلی بیش تر از نور سر دیگر شکسته شده است. و به این ترتیب معلوم شد که

 علت واقعی تجزیه شدن نور و بسط یافتن تصویر آن است که نور از پرتوهایی با قابلیت شکست متفاوت تشکیل می شود...

به بیان دیگر، به نظر نیوتون، نور سفید تغییر شکل پیدا نمی کند بلکه از لحاظ فیزیکی به اجزای تشکیل دهنده اش (که رنگ هایی متفاوت دارند) تجزیه می شود و علت این امر، تفاوت در قابلیت شکست شیشه برای رنگ های متفاوت است.

نیوتون آزمایش هایش را با این استنتاج متوقف نکرد. او منشور دیگری را بر سر راه نور تجزیه شده گذاشت و چنین مشاهده کرد:

زمانی که هر کدام از این پرتوها به خوبی از انواع دیگر جدا می شد، از آن به بعد، رنگ خود را به طور کامل حفظ می کرد و در اثر هیچ یک از تلاش های من، کوچک ترین تغییری نمی کرد.

این مشاهده کاملاً با دیدگاه قبلی که طبق آن، عبور از درون شیشه، رنگ را عوض می کند، ناسازگار بود؛

نیوتون این آزمایش را تعیین کننده تشخیص داد:

اگر منشور، نور سفید را به اجزای طیفی آن تجزیه می کند، باید امکان معکوس کردن این فرایند هم وجود داشته باشد، یعنی باید بتوان تمام رنگ های رنگین کمان را با هم ترکیب کرد و دوباره نور سفید به دست آورد.

عالی ترین و عجیب ترین ترکیب به سفید مربوط است. هیچ یک از انواع پرتوها نمی تواند به تنهایی این ترکیب را ایجاد کند. نور سفید همواره مرکب است و برای ساختن آن تمام رنگ های یاد شده، ضروری اند و باید به نسبت مناسب با هم درآمیزند.

اشتباه است اگر تصور کنیم همگان توضیح نیوتون را پذیرفتند؛ برعکس:

از بحث هایی که انتشار نظریه ی نورم برانگیخت، چندان آزرده شدم که وقتی آرامش و خونسردی ام همچون سایه ای گریزان از دست رفت، نابخردی خود را در ترک موهبتی چنان بزرگ سرزنش کردم.

یکی از جنبه های بارز کار نیوتون، کاربرد زیبای چیزی است که امروزه آن را روش علمی می نامیم. نیوتون پس از رسیدن به این فرض که رنگ های ناشی از تجزیه ی نور، نتیجه ی وابستگی ضریب شکست به رنگ هستند، نتیجه گرفت که:

پاشندگی در تمام مواد وجود دارد. هر کسی از منظره ی رنگین کمان لذت برده باشد، شاهد تجزیه ی نور سفید به وسیله ی آب بوده است. توجه کنید که رنگ بنفش - آبی در پایین رنگین کمان و رنگ قرمز در پایین آن دیده می شود. البته ناظر به طرف خورشید نگاه نمی کند؛ بلکه در خلاف جهت نگاه می کند.

به این نکته هم توجه کنید که بقیه ی نورهای رنگین کمان مثل سبز و ... در شکل نشان داده نشده اند اما تمام آن ها نیز در نور خورشید وجود دارند و در قطره های آب باران، شکست پیدا کرده و مانند رنگ قرمز و بنفش نشان داده شده در شکل، به چشم می رسند.

شکست نور خورشید به وسیله ی یک قطره ی کروی آب و به دنبال بازتابش داخلی و شکستی دیگر.

نوری که خارج می شود، به رنگ های تشکیل دهنده اش تجزیه شده است.

---

مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه:خدیجه آلچالانلو - تنظیم: یگانه داودی

همیشه به خود اعتماد داشته باشید. اگر یک بار کاری را با موفقیت انجام داده باشید، باز هم می توانید. آنتونی رابینز



کسانی که دنیا را تکان داده اند در استعدادهای طبیعی نابغه نبوده اند ، بلکه بر عکس قوای عقلی آنان از حد معمول و متوسط تجاوز نمی کرده است ولی به یک صفت ممتاز بوده اند : ثبات و استقامت . دیسرائیلی



جشن ها را می توان نرفت اما در سوگواری آشنایان باید همراه و غمخوار بود . حکیم ارد بزرگ



فصیح ترین زبان عمل است . شکسپیر