تبلیغات
بانک مقالات علمی و آموزشی
بانک مقالات علمی و آموزشی
::پایه راهنمایی و دبیرستان::

مرتبه
تاریخ : چهارشنبه سوم آبانماه سال 1391

                                    

 این وبلاگ در وبسایت ساماندهی وبسایت ها و وبلاگ های وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی به آدرسwww.samandehi.ir ثبت شده است هر گونه کپی برداری لطفا با ذکر منبع انجام شود.

http://www.iranvij.ir/upload/images/ox83lg1yazz2ak869lj.gif


  ***

*** بهترین حالت نمایش وبلاگ با مرورگرmozilla firefow***

   ***



        
                          
                                                                                                                                       



طبقه بندی: فیزیک دوم دبیرستان،  ریاضی دوم دبیرستان،  زیست شناسی دوم دبیرستان،  شیمی دوم دبیرستان،  زیست شناسی اول دبیرستان،  شیمی اول دبیرستان،  آموزش علوم تجربی دوم راهنمایی،  آموزش علوم تجربی سوم راهنمایی، 
برچسب ها: خوش آمدید، وبلاگ علوم و دانستنی ها،
ارسال توسط مهدی نوری زاده
مرتبه
تاریخ : جمعه نهم فروردینماه سال 1392
ارسال توسط مهدی نوری زاده
مرتبه
تاریخ : دوشنبه پنجم فروردینماه سال 1392
انرژی Energy


فهرست مقالات انرژی

مباحث علمی مباحث کاربردی
منابع انرژی ماشینهای بادی
انرژی الکتریکی چوب
انرژی مغناطیسی زغال سنگ
انرژی الکترومغناطیسی نفت
انرژی گرمایی کشتیهای بادی
انرژی خورشید تولید انرژی
انرژی آب ذخیره انرژی
انرژی باد سیستم سرمایش
انرژی جزر و مد جمع کننده‌های انرژی
انرژی موج آب گرمکنهای خورشیدی
انرژی شیمیایی منابع تولید انرژیهای بالا
انرژی جنبشی انتقالی فیزیک انرژی بالا
انرژی جنبشی دورانی انرژی تراز فرمی
انرژی پتانسیل تعاریف و اصطلاحات انرژی
انرژی پتانسیل الکتریکی ناگفته‌های انرژی
انرژی پتانسیل گرانشی جهان و بحران انرژی
انرژی پتانسیل کشسانی انرژی حیات
انرژی داخلی انرژی مگنتو هیدرودینامیکی
انرژی مکانیکی انرژی فوزیون هسته‌ای
انرژی هسته‌ای ماشین بادی
انرژیهای فسیلی
انرژی نورانی
انرژی همبستگی هسته
انرژی همبستگی اتم
قانون بقای انرژی مکانیکی
هم ارزی جرم و انرژی
انرژی زمین گرمایی
انرژی برگشت پذیر
انرژی برگشت ناپذیر
انرژی آزاد
انرژی سکون ذرات
قضیه انرژی
قضیه کار و انرژی
انرژی درونی
مهار انرژی
ژول واحد انرژی
شارش انرژی
کار
توان
نیروی پایستار
نیروی ناپایستار
کار نیروی اصطکاک
قانون هوک




مقدمه

از زمانی که انسانهای اولیه شروع به استفاده از انرژی کرده‌اند تا حال ، انرژی به انرژیهای قدیمی و انرژیهای نو تقسیم بندی می‌شود.


  • انرژیهای قدیمی شامل: چوب ، زغال سنگ ، انرژی باد (برای کشتیهای بادی) ، نفت و ... می‌باشند.

  • انرژیهای نو شامل: انرژی خورشید ، باد (برای ماشینهای بادی امروزی) ، هیدروژن ، اتم ، انرژی هسته‌ای و ... هستند.

    این روزها همه صحبت از صرفه جویی در مصرف انرژی است و دانشمندان بیشترین تلاش خود را صرف پیدا کردن راههایی برای بدست آوردن انرژی بیشتر و ارزانتر می‌کنند و از باد ، خورشید ، جزر و مد دریاها و انرژی موجود در اتمها نیز مدد می‌جویند. اما جالب است بدانید که همین دانشمندان هم به سختی می‌توانند، تعریف دقیقی از انرژی ارائه کنند.

    در حقیقت اگر انرژی را به صورت "کار ذخیره شده" یا "توانایی انجام کار" تعریف کنیم، توانسته‌ایم تا حدود زیادی تعریفی از انرژی ارائه نمائیم. هر چند که این تعریف چندان جامع و کامل نیست. در حقیقت وجود ما و دنیای اطراف ما بدون وجود انرژی و حتی تبدیل آن به صورتهای گوناگون امری محال است. لذا انرژی نه از بین می‌رود ونه به وجود می‌آید!

    در تعریف انرژی می‌توانیم بگوییم که: انرژی توانایی انجام کار است. یعنی تمامی موجودات برای انجام کار باید غذا مصرف کنند تا این غذا بصورت انرژی در ماهیچه‌های آنها ذخیره شود که در موقع لازم بتوانند از آن استفاده کنند. با پیشرفت و انقلاب تکنولوژیک تمامی دستگاهها و ماشینها به نوعی از انرژیهای مختلف استفاده می‌کنند. مثلا ماشین بنزین مصرف نکند برای ما نمی‌تواند کار انجام دهد یا یخچال انرژی الکتریکی مصرف نکند، نمی‌تواند عمل سرمایشی انجام دهد.

    در حقیقت انرژی همواره از صورتی به صورت دیگر تبدیل می‌شود و همین امر کارها را به سرانجام می‌رساند. برای نمونه انرژی موجود در دریاچه‌های پشت سدها ، انرژی ارتفاعی است. خودورهای در حال حرکت ، مثل بسیاری از اشیا متحرک دیگر ، دارای انرژی حرکتی هستند. در کمان تیراندازی انرژی کششی نهفته است و در ابرهای باران زا نیز می‌توانیم انرژی الکتریکی را بیابیم. اما این انرژی کار آمد و مهم را چگونه اندازه گیری می‌کنند!؟

موقعیت جهانی انرژی

  • سرنوشت انسانها بر این روال است که در مقابل خطر متحد می‌شوند. ولی بر عکس در مورد مراکز هسته‌ای عقاید بسیار متفاوت است. زیرا بعضی از ملتها از دیگری می‌ترسند. در چنین شرایطی ، قانون طبیعی اتحاد به علت استفاده نادرست توسط قانون دیگر طبیعت به نام عدم اعتماد جایگزین می‌شود.

  • بخشی از مردم به انرژی توجه بیشتری دارند و تنها راه حل را در افزایش مصرف انرژی الکتریکی که از انرژی اتمی تولید می‌شود، می‌دانند و تصور می‌کنند که افزایش تکنیک ، سبب کاهش خطر به میزان قابل توجه برای همه خواهد بود. آنان در اتم ، در ادامه آنچه که در شیمی ، در هواپیمایی ، در پزشکی و در تحقیقات فضایی انجام یافته ، پیشرفت حتمی را می‌بینند.

  • بعضی دیگر از انرژی اتمی بیمناک هستند آنها بمب اتمی را بخاطر می‌آورند که به توسط مواد رادیواکتیو تشعشعات هسته‌ای نامرئی را بوجود می‌آورند، که برای محیط زیست بسیار زیان بار است.

  • طرفداران استفاده از انرژیهای غیر هسته‌ای ، اجتماع طبیعت و علم را جویا هستند تا روشهای دیگری را برای تولید انرژی و برای انرژی گیری بوجود می‌آورند.

اندازه گیری انرژی

بدون تردید اندازه گیری انرژی با توجه به اهمیت زیاد آن ، باید بسیار دقیق باشد، آن هم با ارزش روز افزون انرژی ، که دنیا را دگرگون ساخته است. برای اندازه گیری انرژی واحدهایی وجود دارند که معروفترین آنها "کیلو وات - ساعت" (KWh) است. میزان مصرف برق هر وسیله برقی خانگی را با همین واحد اندازه گیری می‌کنند.

منابع انرژی

ما برای تأمین انرژی مورد نیاز خود سه گروه انرژی را در اختیار داریم. گروه اول مواد سوختی سنگواره‌ای ، از قبیل زغال سنگ ، نفت و گاز طبیعی هستند که بازمانده گیاهان وجانورانی می‌باشند که میلیونها سال قبل می‌زیسته‌اند. جالب اینکه ، این منابع بسیار مهم انرژی ، که می‌توان از آنها دارو و بسیاری از مواد مصنوعی ارزشمند دیگر را تهیه کرد، در حجم وسیعی سوزانده می‌شوند.

گروه دوم منابع انرژی تجدید شدنی است. مانند خورشید ، باد ، جزر و مد ، نیروی آب و گرمای محیط ، که بدون دخالت انسان خود به خود تجدید می‌شوند و به محیط زیست نیز صدمه نمی‌زنند. متأسفانه استفاده چندانی از اینگونه انرژیها به عمل نمی‌آید. گروه سوم نیز "مواد سوختنی هسته‌ای" مانند "اورانیوم" و "پلوتونیوم" هستند که انرژی عظیم و شگفت آوری را برای ما به ارمغان می‌آورند و این انرژی از هسته اتم به عمل می‌آید. جالب است بدانید که از سوختن یک کیلوگرم زغال سنگ تقریبا هشت کیلو وات ساعت حرارت بدست می‌آید، در صورتی که از یک کیلوگرم اورانیم 23000000 کیلو وات ساعت حرارت حاصل می‌شود. البته این انرژی در صورت استفاده نادرست خطرات غیر قابل باوری را به همراه می‌آورد.

انرژی را به صورت دیگر نیز دسته بندی می‌کنند. برای نمونه آن را به دو دسته انرژی اولیه و ثانویه تقسیم بندی می‌کنند. "انرژی اولیه" انرژی بدست آمده از موادی است که بطور طبیعی وجود دارند، که از جمله می‌توان از نفت خام ، گاز و زغال سنگ نام برد. در حالی که "انرژی ثانویه" آن دسته از انرژیهایی هستند که از ناقلان انرژی اولیه بدست می‌آیند. مانند جریان الکتریکی ، بنزین و مواد سوختنی گرمازا. متأسفانه ، هنوز علم انسان آنقدر پیشرفت نکرده است که از قسمت اعظم انرژی استفاده کند، زیرا تنها قسمت بسیار کوچکی از آن بصورت مفید به مصرف می‌رسد که از این مقدار کم ، بیشترین سهم به مصرف در لوازم خانگی اختصاص دارد و صنایع در ردیف دوم قرار دارند و وسایل نقلیه عمومی در ردیف کم مصرف‌ترین وسایل قرار دارند.



img/daneshnameh_up/f/f6/mhd.jpg




چشم انداز

نیاز جهانی به انرژی اولیه در حال حاضر حدود 12 میلیارد تن SKE (واحد زغال سنگ) در سال است و مسلما این مقدار انرژی مورد نیاز ، پیوسته بیشتر و بیشتر هم خواهد شد و این در حالی است که اگر انسانها با صرفه جویی زیاد هم انرژی را مصرف کنند، تا یکصد سال دیگر موادی مثل نفت خام و گاز پایان می‌رسند و زغال سنگ نیز حداکثر تا دو قرن دیگر پاسخگوی بخشی از نیاز شدید انسان به انرژی خواهد بود. ذخایر اورانیوم قابل استخراج زمین نیز توانایی تولید 153 میلیارد تن SKE انرژی را دارند.

این مقدار در نگاه نخست ناچیز به نظر می‌رسد، ولی با توجه به دستیابی انسان به فن‌آوریهای جدید می‌تواند چندین قرن مسأله انرژی را حل کند، اما برای آینده دور ناچیز است! به هر حال احتمال یافتن انرژیهای نو در قرنهای آینده هم غیر ممکن نیست و می‌توان آن را بدست آورد، مشروط بر اینکه آلودگی ناشی از مصرف انرژی طبق روند کنونی پیش نرود و محیط زیست انسان و سایر جانداران را به مخاطره نیندازد.

در حقیقت ما به اندازه مواد موجود انرژی داریم. سنگ ، ساعت و انسان همه یک وجه اشتراک دارند که همان جرم آنهاست که وزن مخصوص است. هر چیزی که جرم دارد ماده است. البته ناقلان انرژی بدون جرم نیز وجود دارند. برای نمونه امواج نوری جزو این دسته هستند. تا آغاز قرن کنونی چنین فرض می‌شد که جرم و انرژی دو چیز متفاوت هستند و هرگز به یکدیگر تبدیل نمی‌شوند. اما در اوایل قرن حاضر "آلبرت انیشتین" ثابت کرد که ماده فقط یکی از شکلهای متعدد قابل تصور انرژی است. او با فرمول معروف خود E = mc2 که رابطه بین سرعت ، جرم و انرژی را بیان می‌کند، سخن از تبدیل ماده به انرژی را به میان آورد و دنیای علم را دگرگون ساخت و واکنشگرهای (رآکتورها) اتمی را برای بشر به ارمغان آورد.

هر چند که همچون همیشه ، بمبهای اتمی و در پی آنها بمبهای هیدروژنی نیز روانه بازار پر رونق سلاحهای جنگی مخوف شدند و در اولین قدم شهر هیروشیمای ژاپن را به تلی از خاک بدل کردند. به هر حال مطالعات و تحقیقات دانشمندان در مورد دستیابی به انواع ساده‌تر و ارزانتر انرژی در هر دو جهت مثبت و منفی کاربردهای فراوانی داشته است و در این میان شاید سهم ما بیشتر از هر چیزی درک آن حقیقت مهم و اساسی باشد که مصرف انرژی توسط فرد فرد ما می‌تواند مشخص کننده (کاهش یا افزایش) سرعت حرکت کشور در مسیر توسعه باشد.


ارسال توسط مهدی نوری زاده
مرتبه
تاریخ : دوشنبه پنجم فروردینماه سال 1392
سلول واحد ساختمان و کار اساسی موجودات زنده است. درست همان گونه که اتم واحد ساختمانی و کار اساسی ساختمانهای مولکولی است. سلول شناسی (Cytology) شاخه‌ای از زیست شناسی سلولی است که از ساختمان ، عمل ، تکثیر و پیدایش سلولها بحث می‌کند.

دید کلی

سلولها واحدهای ساختمانی و عملی تمامی موجودات زنده را تشکیل می‌دهند. کوچکترین موجودات تک سلولی و میکروسکوپی بوده، در حالی که موجودات بزرگتر ، پرسلولی هستند. برای مثال بدن انسان دارای حداقل 1014 سلول می‌باشد. موجودات تک سلولی شامل انوع متعدد بوده و در هر محیطی ، از مناطق سردسیر تا مناطق گرمسیر در داخل بدن موجودات بزرگتر وجود دارند. موجودات پر سلولی متشکل از انواع مختلف و متعدد سلولها بوده که هر کدام دارای شکل و عمل متفاوت و فعالیت اختصاصی هستند. بدون توجه به اندازه و پیچیدگی موجودات پرسلولی ، هر کدام از سلولهای آنها تا حدودی منحصر و مستقل هستند.

علی‌رغم تفاوتهای متعدد در بین انواع مختلف ، سلولها دارای خصوصیات ساختمانی مشترکی هستند. غشای پلاسمایی محیط سلول را معین نموده و محتویات آن را از محیط اطراف جدا می‌کند. ماده داخلی سلول که توسط غشای پلاسمایی احاطه شده است، به نام سیتوپلاسم ، از محلول آبی ، به نام سیتوزول تشکیل شده است که در ان انواع مختلفی از ذرات نامحلول به شکل معلق وجود دارند. تمامی سلولهای زنده حداقل برای قسمتی از عمر خود ، دارای یک هسته (Nucleus) یا شبه هسته بنام نوکلوئید می‌باشند که در داخل آن ژنوم (سری کامل ژنها که از روی DNA تشکیل شده است) ذخیره و همانندسازی می‌گردد. سلولهای دارای پوشش هسته‌ای را یوکاریوت و سلولهای فاقد پوشش هسته‌ای را پروکاریوت گویند.



img/daneshnameh_up/1/19/b.18.jpg

تاریخچه علم سلول شناسی

توجه زیست شناسان از اواخر قرن بیستم و به خصوص از 1940 به بعد ، با ابداع و بکار گرفتن فنون بیوشیمیایی به شناخت اعمال پیچیده سولی معطوف گردید. مطالعات شارگاف (1947) ، ویلکینز (1950) و کوری (1951) بر روی ساختار مولکولی DNA منجر به کشف ساختمان مولکولی DNA توسط واتسون و کریک در سال (1953) گردید.

از جمله کارهای درخشان دهه‌های 1950 تا 1970 در زمینه بیوسنتز اسیدهای هسته‌ای و پروتئینها ، می‌توان از کارهای تحقیقاتی مسلسون و استال بر روی همانند سازی DNA ، کریک بر روی رمز وراثتی ، کورنبرگ بر روی آنزیمهای بیوسنتز DNA نام برد. بطور کلی تا سال 1940 مطالعه سلول جنبه توصیفی داشته است (Cytology) و تنها پس از این زمان است که سلول شناسی جای خود را به زیست شناسی سلولی (Cell biology) داده است.

ابعاد سلولی

اکثر سلولها میکروسکوپی بوده و با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شوند. سلولهای حیوانی و سلولهای گیاهی ، دارای قطری حدود 5 تا 100 میکرومتر بوده و بسیاری از باکتریها تنها 1 تا 2 میکرومتر طول دارند. چه چیزی ابعاد سلولی را محدود می‌نماید؟ حداقل اندازه سلول احتمالا توسط حداقل تعداد هر نوع بیومولکول مورد نیاز سلول تعیین می‌گردد.

حد بالای اندازه سلول احتمالا توسط میزان انتشار مولکولهای حل شده در سیستمهای آبی تنظیم می‌گردد. یک سلول باکتری که برای تولید انرژی وابسته به واکنشهای مصرف اکسیژن است، می‌بایست اکسیژن مولکولی را از محیط اطراف ، از طریق انتشار از غشا دریافت کند. این سلول باید نسبت سطح به حجم بیشتری داشته باشد تا بتواند به راحتی اکسیژن را جذب کند.

شکل یک سلول نیز می‌تواند به جبران اندازه بزرگ آن کمک نماید. بسیاری از سلولهای بزرگ ، علی‌رغم شکل تقریبا کروی دارای سطوح شدیدا پیچیده‌ای هستند که این امر سبب ایجاد سطح بیشتری برای همان حجم شده و برداشت مواد غذایی و دفع مواد زاید به محیط اطراف را تسهیل می‌نماید. مانند سلولهای عصبی یا نرونها که به شکل ستاره یا شدیدا منشعب هستند.



تصویر

کاربرد سلولها و بافتها در مطالعات بیوشیمیایی

از آنجایی که تمامی سلولها از سلولهای اجدادی یکسانی ایجاد شده‌اند، دارای شباهتهای پایه‌ای خاصی هستند. مطالعه دقیق بیوشیمیایی تنها چند نوع سلول با وجود تفاوت در جزئیات بیوشیمیایی و ظاهر سطحی آنها ، کلیاتی را مشخص می‌کند که در مورد تمامی سلولها و موجودات کاربرد دارد. بطور مطلوب یک محقق مطالعه خود را با جداسازی آنزیمها و سایر اجزا سلولی آغاز نموده و برای این منظور از یک منبع غنی و یکدست استفاده می‌نماید. استفاده از منبع یکنواختی از یک آنزیم یا یک اسید نوکلئیک که در آن تمامی سلولها از نظر بیوشیمیایی و ژنتیکی یکسان هستند، هیچ شکی را در مورد نوع سلول بکار رفته برای تهیه جزء خالص شده ، باقی نمی‌گذارد.

بعضی بافتهای حیوانات آزمایشگاهی نظیر کبد موش ، مغز خوک و عضله خرگوش ، علی‌رغم یکسان نبودن تمامی سلولها ، منبع غنی مشابهی می‌باشند. بعضی از سلولهای حیوانی و گیاهی نیز در کشت سلولی تکثیر یافته و تعداد مناسبی از سلولهای یکسان (کلون شده) ایجاد می‌نمایند که برای بررسی بیوشیمیایی ، بکار می‌روند.

تکامل و ساختمان سلولهای پروکاریوتی

اولین سلولهای زنده ، پروکاریوتهای بی‌هوازی بودند. این سلولها 3.5 بیلیون سال قبل ظاهر شدند که در آن زمان اتمسفر فاقد اکسیژن بود. با گذشت زمان ، تکامل بیولوژیک باعث شد تا سلولها بتوانند فتوسنتز را انجام داده و اکسیژن را به عنوان یک محصول فرعی تولید کنند. با تجمع اکسیژن ، سلولهای پروکاریوتی قادر به انجام اکسیداسیون هوازی مواد سوختی شدند. دو گروه اصلی پروکاریوتها شامل یوباکتریها و آراکئی باکتریها در ابتدای دوره تکاملی جدا شدند. پوشش سلولی بعضی از انواع باکتریها شامل لایه‌هایی در خارج غشای پلاسمایی است که سبب سختی و محافظت می‌گردند.

بعضی از باکتریها دارای فلاژل بوده و برای حرکت به سوی جلو از آن استفاده می‌کنند. سیتوپلاسم باکتریها فاقد اندامکهای متصل به غشا بوده، ولی دارای ریبوزومها و گرانولهایی از مواد سوختی ذخیره شده و همچنین نوکلوئید هستند که DNA سلولی در آن قرار گرفته است. بعضی از باکتریهای فتوسنتتیک دارای غشاهای داخل سلولی وسیعی هستند که در آنها رنگدانه‌های تسخیر کننده نور وجود دارند.

تکامل و ساختمان سلولهای یوکاریوتی

حدود 1.5 بیلیون سال قبل ، سلولهای یوکاریوتی ظاهر شدند. این سلولها از پروکاریوتها بزرگتر بودند و ماده ژنتیکی آنها پیچیده‌تر بود. این سلولهای اولیه ارتباطات همزیستی با پروکاریوتها پیدا نمودند که در داخل سیتوپلاسم آنها زندگی می‌کردند. میتوکندریها و کلروپلاستهای امروزی از درون این همزیستهای اولیه مشتق شده‌اند. میتوکندریها و کلروپلاستها ، اندامکهای داخل سلولی هستند که توسط یک غشا دو لایه احاطه شده‌اند. این اندامکها محلهای ‌اصلی سنتز ATP در سلولهای یوکاریوتی هوازی هستند. کلروپلاستها تنها در موجودات فتوسنتتیک وجود دارند.

سلولهای یوکاریوتی امروزی دارای یک سیستم پیچیده غشاهای داخل سلولی هستند. این سیستم غشایی داخلی شامل پوشش هسته ، شبکه آندوپلاسمی صاف و خشن ، کمپلکس گلژی ، وزیکولهای ترشحی ، لیزوزومها و آندوزومها می‌باشند. ماده ژنتیکی موجود در سلولهای یوکاریوتی در داخل کروموزومها ، کمپلکسهای شدیدا منظم DNA و پروتئینهای هیستونی ، سازماندهی شده است. ویروسها انگل سلولهای زنده هستند و مسئول بسیاری از بیماریهای جدی انسانی می‌باشند.

آینده بحث

بطور کلی امروزه پذیرفته شده است که سلول واحد زندگی ، واحد ریخت شناسی و کار است و اساسا با امکان تولید مثل خود (خود زایشی) مشخص می‌شود. در عین حال ساختمان متداول سلولی ، خاص هم موجودات زنده نیست و باکتریها ، سیانوباکترها و اکتینومیست‌ها نوع دومی از ساختمان سلولی را نشان می‌دهند.

مباحث مرتبط با عنوان

سلول انسانیسلول گیاهی
هسته سلولغشای سلولی
دیواره سلول گیاهیسیتوپلاسم
میتوکندریکلروپلاست
لیزوزومریبوزوم
زیست شناسیزیست شناسی سلولی
زیست شناسی مولکولیپراکسی زوم
گلی اکسی زومشبکه آندوپلاسمی
دستگاه گلژیاسید نوکلئیک
کروموزومساختمان DNA
ساختمان RNAنظریه سلولی
متابولیسمآنزیم



ارسال توسط مهدی نوری زاده
مرتبه
تاریخ : دوشنبه پنجم فروردینماه سال 1392

مقدمه

هرگاه رسانایی را باردار کنیم، بارها طوری در آن توزیع می‌شوند که میدان الکتریکی از بین می‌رود و اختلاف پتاسیل الکتریکی بین هر دو نقطه در داخل آن صفر شود. توزیع بار یک چنین حالتی را بررسی می‌کنیم: یک رسانای تو خالی مثلا کره تو خالی مجزا با سوراخ کوچکی که دارد را باردار می‌کنیم. صفحه فلزی کوچک که روی دسته عایقی نصب شده است را به عنوان صفحه آزمون بار در دست می‌گیریم و آن را در نقطه‌ای با سطح بیرونی کره تماس می‌دهیم و سپس آنرا از کره کنده و به الکتروسکوپ متصل می‌کنیم. برگه‌های الکتروسکوپ از یکدیگر دور می‌شود. این نشان می‌دهد که صفحه آزمون با تماس گرفتن با کره ، باردار شده است. اما اگر صفحه آزمون را به سطح داخلی کره تماس دهیم (آنرا از سوراخ کره رد کرده و به سطح داخلی کره تماس دهیم) با وجود بار روی سطح بیرونی کره ، صفحه آزمون باری کسب نمی‌کند و خنثی باقی می‌ماند.



تصویر

فقط از روی سطح بیرونی رسانا می شود بار بیرون کشید. زیرا سطح داخلی باری برای از دست دادن ندارد. علاوه بر این اگر ابتدا صفحه آزمون را باردار کنیم و سپس آنرا به سطح داخلی کره اتصال دهیم، تمامی بار صفحه آزمون به رسانا منتقل می‌شود. این امر بدون توجه به بار موجود روی سطح رسانا رخ می‌دهد. بنابر این در حالت تعادل بارها فقط روی سطح بیرونی رسانا توزیع می‌شوند. در واقع سطوح رسانا ناحیه داخلی خود را از اثر میدان الکتریکی حاصل از بارهای روی سطوح خود و بارهای بیرونی به کلی محفوظ نگه می‌دارند (حفاظ الکتریکی). خطوط میدان الکتریکی خارجی روی این سطح پایان می‌یابد. این خطوط نمی‌توانند از میان لایه رسانا بگذرند و سطح درونی بدون میدان الکتریکی می‌ماند. به این دلیل این سطوح فلزی را سپر یا پرده الکترواستاتیک می‌نامند. مهم است بدانیم که از توری فلزی نیز می‌شود به عنوان سپر استفاده کرد، به شرطی که توری به قدر کافی ریز باشد. دلیل این امر در موارد کاربردی زیر نهفته است.


  • چرا پیرامون انبارهای نگهداری باروت را برای حفاظت از آذرخش توری فلزی متصل به زمین می‌کشند؟
  • چرا در انبارهای مهمات لوله‌های آب باید اتصال زمینی داشته باشند؟
  • چرا بدنه تانکرهای نفت کش و تانکرهای گاز را با زنجیری فلزی به زمین متصل می‌کنند؟



تصویر

کاربردهای عملی توزیع بار روی سطح خارجی رسانا‌ها

از توزیع بار روی سطح خارجی رسانا اغلب در کارهای عملی استفاده می‌شود. هنگامی که لازم باشد بار یک جسمی را بطور کلی به الکتروسکوپ یا الکترومتر انتقال دهند، باید یک محفظه تو خالی فلزی تقریبا بسته ، به الکتروسکوپ متصل شود و رسانای باردار ، درون این محفظه قرار گیرد. رسانا کاملا باردار و تمام بارش به الکتروسکوپ منتقل می‌شود. این وسیله را استوانه فارادی نامند. زیرا در عمل کاواک رسانا را عمدتا به شکل استوانه درست می‌کنند.

مولد وان دوگراف

آقای وان دو گراف پیشنهاد کرد که از خواص استوانه فارادی برای دست یابی به ولتاژهای بالا استفاده شود. نحوه کار وان دو گراف طوری بود که یک کمربند تسمه‌ای از ماده عایق مانند ابریشم توسط موتوری روی دو غلتک حرکت می‌کند بطوری که بخشی از حرکت در داخل استوانه تو خالی بزرگی که یکی از غلتک‌ها را احاطه کرده است و توسط عایق از زمین جدا است، انجام می‌گیرد. در خارج از استوانه کوچک تسمه به کمک جاروبک از چمشه‌ای مثلا باتری یا ماشین ویمچورست تا ولتاژ 30 تا50 نسبت به زمین باردار می‌شود، این به شرطی است که قطب دیگر ماشین یا باتری اتصال زمینی داشته باشد. در داخل استوانه بزرگ ناحیه‌های باردار تسمه در تماس با جاروبک داخل استوانه قرار دارد و بار خود را به کلی به استوانه انتقال می‌دهد. این بار بلافاصله روی سطح بیرونی استوانه توزیع می‌شود.

بنابر این مانعی وجود ندارد که از انتقال دائم بار به استوانه جلوگیری کند و ولتاژ بین استوانه و زمین پیوسته افزایش می‌یابد. به این صورت می‌توان به ولتاژی از مرتبه چند میلیون ولت دست یافت. در آزمایشهای شکافت هسته‌ای این نوع مولدها را بکار می‌گیرند. و نیز اکثر شتاب دهنده‌های ذرات نیز دارای این مولد می‌باشند.

مباحث مرتبط با عنوان




طبقه بندی: آموزش علوم تجربی سوم راهنمایی، 
ارسال توسط مهدی نوری زاده
مرتبه
تاریخ : چهارشنبه هجدهم بهمنماه سال 1391
ارسال توسط مهدی نوری زاده
مرتبه
تاریخ : چهارشنبه هجدهم بهمنماه سال 1391
ارسال توسط مهدی نوری زاده
مرتبه
تاریخ : چهارشنبه یازدهم بهمنماه سال 1391

انیمیشن چگونگی عمل هورمونها




طبقه بندی: آموزش علوم تجربی سوم راهنمایی، 
ارسال توسط مهدی نوری زاده
مرتبه
تاریخ : چهارشنبه یازدهم بهمنماه سال 1391
ارسال توسط مهدی نوری زاده
مرتبه
تاریخ : دوشنبه دوم بهمنماه سال 1391
ارسال توسط مهدی نوری زاده
(تعداد کل صفحات:15)      [...]   [4]   [5]   [6]   [7]   [8]   [9]   [10]   [...]  

آرشیو مطالب
نظر سنجی
نحوه ورود شما به وبلاگ؟







صفحات جانبی
پیوند های روزانه
امکانات جانبی
blogskin

قالب وبلاگ