صفحه 2
به طور تجربی ثابت شده است که الکترون ها حامل بارهای آزاد در فلزات هستند. تحت تاثیر میدان الکتریکیالکترون‌ها به دلیل ترمز کردن با سرعت متوسط ثابت حرکت می‌کنند شبکه کریستالی. سرعت حرکت منظم با شدت میدان در هادی نسبت مستقیم دارد.
IV.وابستگی مقاومت هادی به دما
اگر جریان باتری را از یک سیم پیچ فولادی عبور دهید و سپس شروع به گرم کردن آن در شعله مشعل کنید، آمپرمتر کاهش جریان را نشان می دهد. این بدان معنی است که با تغییر دما، مقاومت هادی تغییر می کند.
اگر در دمایی برابر با مقاومت رسانا برابر است و در دمایی برابر است، تغییر نسبی مقاومت، همانطور که تجربه نشان می دهد، با تغییر دما نسبت مستقیم دارد: .
ضریب تناسب را ضریب دمایی مقاومت می نامند. وابستگی مقاومت یک ماده به دما را مشخص می کند. ضریب دمایی مقاومت از نظر عددی برابر است با تغییر نسبی مقاومت هادی هنگام گرم شدن 1 K. برای همه هادی های فلزی و کمی با دما تغییر می کند. اگر فاصله تغییر دما کم باشد، می توان ضریب دما را ثابت و برابر با مقدار متوسط آن در این بازه دما در نظر گرفت. در فلزات خالص
هنگامی که هادی گرم می شود، ابعاد هندسی آن کمی تغییر می کند. مقاومت یک هادی عمدتاً به دلیل تغییر در مقاومت آن تغییر می کند. می توانید وابستگی این مقاومت را به دما پیدا کنید: .
از آنجایی که با تغییر دمای رسانا کمی تغییر می کند، می توانیم فرض کنیم که مقاومت هادی به طور خطی به دما بستگی دارد (شکل 1).
|
اگرچه ضریب بسیار کوچک است، اما در نظر گرفتن وابستگی مقاومت به دما هنگام محاسبه دستگاه های گرمایشی به سادگی ضروری است. بنابراین، مقاومت رشته تنگستن یک لامپ رشته ای بیش از 10 برابر با عبور جریان از آن افزایش می یابد. برخی از آلیاژها مانند آلیاژ مس نیکل دارای ضریب مقاومت دمایی بسیار کمی هستند:
; مقاومت کنستانتان بالاست: 
. چنین آلیاژهایی برای ساخت مقاومت های استاندارد و مقاومت های اضافی برای ابزارهای اندازه گیری استفاده می شود. در مواردی که لازم است مقاومت با نوسانات دما تغییر محسوسی نداشته باشد.
وابستگی مقاومت فلز به دما در دماسنج های مقاومتی استفاده می شود. به طور معمول، عنصر اصلی کار چنین دماسنج سیم پلاتین است که وابستگی مقاومت آن به دما کاملاً مشخص است. تغییرات دما با تغییر در مقاومت سیم قضاوت می شود که می تواند اندازه گیری شود. چنین دماسنج هایی به شما این امکان را می دهند که دماهای بسیار پایین و بسیار بالا را زمانی که دماسنج های مایع معمولی نامناسب هستند اندازه گیری کنید.
مقاومت فلزات با افزایش دما به صورت خطی افزایش می یابد. برای محلول های الکترولیت با افزایش دما کاهش می یابد.
V.ابررسانایی
|
اگر در یک هادی حلقه ای که در حالت ابررسانا قرار دارد جریانی ایجاد شود و سپس منبع جریان الکتریکی حذف شود، در این صورت قدرت این جریان برای هیچ مدت زمان تغییر نمی کند. در یک هادی غیر ابررسانا معمولی، جریان الکتریکی متوقف می شود.
ابررساناها به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین، آهنرباهای الکترومغناطیسی قدرتمند با سیم پیچ ابررسانا ساخته می شوند که در مدت زمان طولانی بدون مصرف انرژی، میدان مغناطیسی ایجاد می کنند. از این گذشته، هیچ گرمایی در سیم پیچ ابررسانا آزاد نمی شود.
با این حال، به دست آوردن یک میدان مغناطیسی خودسرانه قوی با استفاده از آهنربای ابررسانا غیرممکن است. یک میدان مغناطیسی بسیار قوی حالت ابررسانا را از بین می برد. چنین میدانی می تواند توسط جریان در خود ابررسانا ایجاد شود. بنابراین، برای هر رسانا در حالت ابررسانا، مقدار بحرانی قدرت جریان وجود دارد که بدون نقض این حالت نمی توان از آن فراتر رفت.
صدها هزار آزمایش فیزیکی در طول تاریخ هزار ساله علم انجام شده است. انتخاب تعدادی از "بهترین" در بین فیزیکدانان در ایالات متحده دشوار است اروپای غربییک نظرسنجی انجام شد. محققان رابرت کریس و استونی بوک از آنها خواستند زیباترین آزمایش های فیزیک تاریخ را نام ببرند. ایگور سوکالسکی، محقق آزمایشگاه اخترفیزیک نوترینو با انرژی بالا، کاندیدای علوم فیزیک و ریاضی، در مورد آزمایش‌هایی صحبت کرد که بر اساس نتایج یک بررسی انتخابی توسط کریز و بوک، در ده مورد برتر قرار گرفتند.
1. آزمایش اراتوستن سیرن
یکی از قدیمی‌ترین آزمایش‌های فیزیکی شناخته‌شده، که در نتیجه آن شعاع زمین اندازه‌گیری شد، در قرن سوم قبل از میلاد توسط کتابدار کتابخانه معروف اسکندریه، اراستوتن سیرنه انجام شد. طراحی آزمایشی ساده است. در ظهر، در روز انقلاب تابستانی، در شهر سیه‌نا (اسوان کنونی)، خورشید در اوج خود قرار داشت و اجسام سایه نمی انداختند. در همان روز و در همان زمان، در شهر اسکندریه، واقع در 800 کیلومتری سینا، خورشید تقریباً 7 درجه از اوج منحرف شد. این حدود 1/50 دایره کامل (360 درجه) است، به این معنی که محیط زمین 40000 کیلومتر و شعاع آن 6300 کیلومتر است. تقریباً باورنکردنی به نظر می رسد که چنین اندازه گیری شود روش سادهشعاع زمین فقط 5 درصد است کمتر از ارزش، به دست آمده توسط دقیق ترین روش های مدرنوب سایت «شیمی و زندگی» گزارش می دهد.
2. آزمایش گالیله گالیله
در قرن هفدهم، دیدگاه غالب ارسطو بود که تعلیم داد که سرعت سقوط یک جسم به جرم آن بستگی دارد. هر چه بدن سنگین تر باشد سریعتر سقوط می کند. مشاهداتی که هر یک از ما می توانیم انجام دهیم زندگی روزمره، به نظر می رسد این را تایید می کند. سعی کنید یک خلال دندان سبک و یک سنگ سنگین را همزمان رها کنید. سنگ سریعتر زمین را لمس می کند. چنین مشاهداتی ارسطو را در مورد خاصیت اساسی نیرویی که زمین با آن اجسام دیگر را جذب می کند به این نتیجه رساند. در واقع، سرعت سقوط نه تنها تحت تأثیر نیروی گرانش است، بلکه تحت تأثیر نیروی مقاومت هوا نیز قرار دارد. نسبت این نیروها برای اجسام سبک و برای اجسام سنگین متفاوت است که منجر به اثر مشاهده شده می شود.
گالیله ایتالیایی در صحت نتایج ارسطو تردید کرد و راهی برای آزمایش آنها یافت. برای این کار، او در همان لحظه یک گلوله توپ و یک گلوله تفنگ بسیار سبکتر را از برج پیزا پرتاب کرد. هر دو بدنه تقریباً یک شکل کارآمد داشتند، بنابراین، هم برای هسته و هم برای گلوله، نیروهای مقاومت هوا در مقایسه با نیروهای گرانش ناچیز بود. گالیله دریافت که هر دو جسم در یک لحظه به زمین می رسند، یعنی سرعت سقوط آنها یکسان است.
نتایج به دست آمده توسط گالیله نتیجه قانون است جاذبه جهانیو قانونی که بر اساس آن شتاب تجربه شده توسط جسم با نیروی وارد بر آن نسبت مستقیم و با جرم آن نسبت معکوس دارد.
3. آزمایش دیگری از گالیله گالیله
گالیله مسافتی را که توسط نویسنده آزمایش با استفاده از یک ساعت آبی اندازه‌گیری شد، اندازه‌گیری کرد که توپ‌هایی که روی یک تخته شیبدار می‌غلتند در بازه‌های زمانی مساوی می‌پیوندند. این دانشمند دریافت که اگر زمان دو برابر شود، توپ ها چهار بار جلوتر می چرخند. این رابطه درجه دوم به این معنی بود که توپ ها تحت تأثیر گرانش با سرعتی شتابان حرکت می کردند، که با ادعای ارسطو، که برای 2000 سال پذیرفته شده بود، در تضاد بود، اجسامی که بر آنها نیرو وارد می شود با سرعت ثابت حرکت می کنند، در حالی که اگر نیرویی اعمال نشود. به بدن، سپس در حال استراحت است. نتایج این آزمایش توسط گالیله، مانند نتایج آزمایش او با برج پیزا، بعدها مبنایی برای تدوین قوانین مکانیک کلاسیک قرار گرفت.
4. آزمایش هنری کاوندیش
پس از اینکه آیزاک نیوتن قانون گرانش جهانی را فرموله کرد: نیروی جاذبه بین دو جسم با جرم Mit که با فاصله r از یکدیگر جدا شده اند برابر است با F=γ (mM/r2)، باقی ماند تا مقدار ثابت گرانشی γ - برای این کار لازم بود نیروی جاذبه بین دو جسم با جرم شناخته شده اندازه گیری شود. انجام این کار چندان آسان نیست، زیرا نیروی جاذبه بسیار کم است. ما نیروی گرانش زمین را احساس می کنیم. اما نمی توان جاذبه یک کوه بسیار بزرگ را در نزدیکی احساس کرد، زیرا بسیار ضعیف است.
یک روش بسیار ظریف و حساس مورد نیاز بود. در سال 1798 توسط هنری کاوندیش هموطن نیوتن اختراع و مورد استفاده قرار گرفت. او از یک مقیاس پیچشی استفاده کرد - یک راکر با دو توپ که روی یک طناب بسیار نازک آویزان شده بود. کاوندیش جابجایی بازوی راکر (چرخش) را با نزدیک شدن سایر توپ های با جرم بیشتر به مقیاس اندازه گیری کرد. برای افزایش حساسیت، جابجایی توسط نقاط نور منعکس شده از آینه های نصب شده بر روی توپ های راکر تعیین شد. در نتیجه این آزمایش، کاوندیش توانست مقدار ثابت گرانشی را کاملاً دقیق تعیین کند و جرم زمین را برای اولین بار محاسبه کند.
5. آزمایش ژان برنارد فوکو
فیزیکدان فرانسوی ژان برنارد لئون فوکو چرخش زمین به دور محور خود را در سال 1851 با استفاده از یک آونگ 67 متری که از بالای گنبد پانتئون پاریس آویزان شده بود به طور تجربی ثابت کرد. صفحه نوسان آونگ نسبت به ستاره ها بدون تغییر باقی می ماند. ناظری که روی زمین قرار دارد و با آن می چرخد می بیند که صفحه چرخش به آرامی در جهت مخالف جهت چرخش زمین می چرخد.
6. آزمایش اسحاق نیوتن
در سال 1672، آیزاک نیوتن آزمایش ساده ای را انجام داد که در تمام کتاب های درسی مدرسه توضیح داده شده است. پس از بستن دریچه ها، سوراخ کوچکی در آنها ایجاد کرد که پرتوی از نور خورشید از آن عبور کرد. یک منشور در مسیر پرتو و یک صفحه در پشت منشور قرار داده شد. نیوتن روی صفحه نمایش "رنگین کمان" را مشاهده کرد: یک پرتو سفید از نور خورشید که از یک منشور عبور می کند به چندین پرتو رنگی تبدیل می شود - از بنفش تا قرمز. این پدیده پراکندگی نور نامیده می شود.
سر آیزاک اولین کسی نبود که این پدیده را مشاهده کرد. قبلاً در آغاز عصر ما ، مشخص بود که تک بلورهای بزرگ با منشاء طبیعی دارای خاصیت تجزیه نور به رنگ هستند. اولین مطالعات پراکندگی نور در آزمایشات با منشور مثلثی شیشه ای، حتی قبل از نیوتن، توسط هاریوت انگلیسی و طبیعت شناس چک Marzi انجام شد.
با این حال، قبل از نیوتن، چنین مشاهداتی مورد تجزیه و تحلیل جدی قرار نگرفتند و نتایج به دست آمده بر اساس آنها توسط آزمایش های اضافی بررسی نشدند. هریوت و مرزی هر دو از پیروان ارسطو باقی ماندند، او استدلال می‌کرد که تفاوت‌ها در رنگ با تفاوت در میزان تاریکی «مخلوط» با نور سفید تعیین می‌شود. به گفته ارسطو، رنگ بنفش زمانی رخ می دهد که تاریکی به بیشترین مقدار نور اضافه شود و قرمز - زمانی که تاریکی به کمترین مقدار اضافه شود. نیوتن آزمایش‌های دیگری را با منشورهای متقاطع انجام داد، زمانی که نور از یک منشور عبور کرد و سپس از منشور دیگر عبور کرد. بر اساس مجموع آزمایش‌هایش، او به این نتیجه رسید که «هیچ رنگی از ترکیب سفید و سیاه با هم به وجود نمی‌آید، مگر رنگ‌های تیره متوسط».
مقدار نور ظاهر رنگ را تغییر نمی دهد. او نشان داد که نور سفید را باید به عنوان یک ترکیب در نظر گرفت. رنگ های اصلی از بنفش تا قرمز است.
این آزمایش نیوتن به عنوان یک مثال قابل توجه از این است که چگونه افراد مختلف با مشاهده یک پدیده، آن را به طور متفاوت تفسیر می کنند و تنها کسانی که تفسیر آنها را زیر سوال می برند و آزمایش های اضافی انجام می دهند به نتایج صحیح می رسند.
7. آزمایش توماس یانگ
تا اوایل قرن نوزدهم، ایده هایی در مورد ماهیت جسمی نور غالب بود. نور متشکل از ذرات منفرد - ذرات در نظر گرفته شد. اگرچه پدیده‌های پراش و تداخل نور توسط نیوتن ("حلقه‌های نیوتن") مشاهده شد، اما دیدگاه عمومی پذیرفته شده جسمی باقی ماند.
با نگاه کردن به امواج روی سطح آب از دو سنگ پرتاب شده، می توانید ببینید که چگونه امواج با همپوشانی روی یکدیگر می توانند تداخل ایجاد کنند، یعنی یکدیگر را خنثی یا متقابلاً تقویت کنند. بر این اساس، فیزیکدان انگلیسیو پزشک توماس یانگ در سال 1801 آزمایشاتی را با یک پرتو نور انجام داد که از دو سوراخ در یک صفحه مات عبور می کرد، بنابراین دو منبع نور مستقل را تشکیل می داد، مشابه دو سنگ پرتاب شده در آب. در نتیجه، او یک الگوی تداخلی متشکل از حاشیه‌های تیره و سفید متناوب را مشاهده کرد که اگر نور از ذرات تشکیل می‌شد، نمی‌توانست تشکیل شود. نوارهای تیره مربوط به مناطقی است که امواج نور از دو شکاف یکدیگر را خنثی می کنند. نوارهای نوری در جایی که امواج نور متقابلاً یکدیگر را تقویت می کردند ظاهر می شدند. بدین ترتیب موجی بودن نور ثابت شد.
8. آزمایش کلاوس جانسون
کلاوس جانسون فیزیکدان آلمانی در سال 1961 آزمایشی مشابه آزمایش توماس یانگ در مورد تداخل نور انجام داد. تفاوت این بود که جانسون به جای پرتوهای نور از پرتوهای الکترون استفاده کرد. او الگوی تداخلی مشابه آنچه یانگ برای امواج نور مشاهده کرد به دست آورد. این امر صحت مفاد مکانیک کوانتومی را در مورد ماهیت موجی ترکیبی ذرات بنیادی تأیید کرد.
9. آزمایش رابرت میلیکان
این ایده که بار الکتریکیهر جسمی گسسته است (یعنی شامل مجموعه ای بزرگتر یا کوچکتر از بارهای اولیه است که دیگر در معرض تکه تکه شدن نیستند) اوایل XIXقرن ها و چنان حفظ شد فیزیکدانان معروفمانند M. Faraday و G. Helmholtz. اصطلاح "الکترون" به این تئوری وارد شد که نشان دهنده یک ذره خاص - حامل بار الکتریکی اولیه است. با این حال، این اصطلاح در آن زمان کاملاً رسمی بود، زیرا نه خود ذره و نه بار الکتریکی اولیه مرتبط با آن به طور تجربی کشف نشده بودند. در سال 1895، K. Roentgen، در طی آزمایشاتی با یک لوله تخلیه، متوجه شد که آند آن، تحت تأثیر پرتوهایی که از کاتد پرواز می کنند، می تواند اشعه ایکس یا پرتوهای رونتگن خود را ساطع کند. در همان سال، فیزیکدان فرانسوی J. Perrin به طور تجربی ثابت کرد که پرتوهای کاتدی جریانی از ذرات با بار منفی هستند. اما، با وجود مواد آزمایشی عظیم، الکترون یک ذره فرضی باقی ماند، زیرا هیچ آزمایش واحدی وجود نداشت که الکترون‌های منفرد در آن شرکت کنند.
فیزیکدان آمریکایی رابرت میلیکان روشی را توسعه داد که به نمونه ای کلاسیک از یک آزمایش فیزیک زیبا تبدیل شده است. Millikan موفق شد چندین قطره باردار آب را در فضای بین صفحات یک خازن جدا کند. با نورپردازی با اشعه ایکس، می‌توان هوای بین صفحات را کمی یونیزه کرد و بار قطرات را تغییر داد. وقتی میدان بین صفحات روشن شد، قطره به آرامی تحت تأثیر جاذبه الکتریکی به سمت بالا حرکت کرد. وقتی میدان خاموش شد، تحت تأثیر گرانش قرار گرفت. با روشن و خاموش کردن میدان، می توان هر یک از قطرات معلق بین صفحات را به مدت 45 ثانیه مطالعه کرد و پس از آن تبخیر شد. تا سال 1909، این امکان وجود داشت که تعیین کرد که بار هر قطره ای همیشه مضرب صحیحی از مقدار اساسی e (بار الکترون) است. این شواهد قانع کننده ای بود که الکترون ها ذراتی با بار و جرم یکسان هستند. میلیکان با جایگزینی قطرات آب با قطرات نفت توانست مدت زمان مشاهدات را به 4.5 ساعت افزایش دهد و در سال 1913 با حذف یک به یک منابع احتمالی خطا، اولین مقدار اندازه گیری شده بار الکترون را منتشر کرد: e = (4.774). ± 0.009) x 10-10 واحد الکترواستاتیک.
10. آزمایش ارنست رادرفورد
در آغاز قرن بیستم مشخص شد که اتم ها از الکترون های با بار منفی و نوعی بار مثبت تشکیل شده اند که به همین دلیل اتم به طور کلی خنثی می ماند. با این حال، مفروضات زیادی در مورد اینکه این سیستم "مثبت-منفی" چگونه به نظر می رسد وجود داشت، در حالی که به وضوح کمبود داده های تجربی وجود داشت که امکان انتخاب به نفع یک یا مدل دیگر را فراهم می کرد. اکثر فیزیکدانان مدل J. J. Thomson را پذیرفتند: اتم به عنوان یک توپ مثبت باردار یکنواخت با قطر تقریباً 108 سانتی متر با الکترون های منفی شناور در داخل.
در سال 1909، ارنست رادرفورد (با کمک هانس گایگر و ارنست مارسدن) آزمایشی را برای درک ساختار واقعی اتم انجام داد. در این آزمایش، ذرات آلفای با بار مثبت سنگین که با سرعت 20 کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کنند، از ورق طلای نازک عبور کرده و بر روی اتم‌های طلا پراکنده شده و از جهت اصلی حرکت منحرف شده‌اند. برای تعیین درجه انحراف، گایگر و مارسدن مجبور شدند از یک میکروسکوپ برای مشاهده فلاش های صفحه سوسوزن که در محل برخورد ذره آلفا به صفحه رخ می دهد، استفاده کنند. در طول دو سال، حدود یک میلیون شعله شمارش شد و ثابت شد که تقریباً یک ذره در 8000، در نتیجه پراکندگی، جهت حرکت خود را بیش از 90 درجه تغییر می دهد (یعنی به عقب برمی گردد). این احتمالاً نمی تواند در اتم "شل" تامسون اتفاق بیفتد. نتایج به وضوح مدل سیاره‌ای اتم نامیده می‌شود - یک هسته کوچک عظیم با اندازه حدود 10-13 سانتی‌متر و الکترون‌هایی که به دور این هسته در فاصله حدودا 10-8 سانتی‌متری می‌چرخند.
آزمایش‌های فیزیکی مدرن بسیار پیچیده‌تر از آزمایش‌های گذشته هستند. در برخی، دستگاه ها در مناطقی به وسعت ده ها هزار کیلومتر مربع قرار می گیرند، در برخی دیگر حجمی به اندازه یک کیلومتر مکعب را پر می کنند. و دیگران به زودی در سیارات دیگر اجرا خواهند شد.
یک تیم بین المللی از فیزیکدانان از دانشگاه گوانگژو در چین و موسسه علوم Weizmann در اسرائیل، به رهبری اولف لئونهارت، برای اولین بار فشار فشار نور بر روی یک مایع را نشان دادند. دانشمندان نتایج مطالعه و نتیجه گیری از کار خود را در مقاله ای که در مجله New Journal of Physics منتشر شد، ارائه کردند.
بحث در مورد ماهیت فشار، یا همانطور که فیزیکدانان نیز آن را پالس نور می نامند، به سال 1908 برمی گردد. سپس دانشمند معروف آلمانی هرمان مینکوفسکی این فرضیه را مطرح کرد که نور بر روی مایعاتی مانند روغن یا آب اثر می گذارد و آنها را به سمت خود جذب می کند. با این حال، در سال 1909، فیزیکدان ماکس آبراهام این فرضیه را رد کرد و از نظر تئوری ثابت کرد که نور فشار فشاری بر مایعات وارد می کند.
دانشمندان برای یک قرن در مورد ماهیت پالس نور و تأثیر آن بر محیط بحث کرده اند. ما کشف کردیم که پالس نور اصلی نیست. کمیت فیزیکی، اما خود را در برهمکنش نور و ماده نشان می دهد و به توانایی نور در تغییر شکل ماده بستگی دارد.
اگر محیط تحت تأثیر یک پرتو تابش حرکت کند، حق با مینکوفسکی است و نور فشار کششی اعمال می کند. لئونهارت می‌گوید: اگر رسانه ساکن باشد، حق با آبراهام است و نور فشار فشاری بر مایع وارد می‌کند.
دو نوع فشار مختلف را می توان به طور تجربی با تابش یک پرتو نور بر روی سطح مایع شناسایی کرد. شما فقط باید نحوه رفتار مایع را کنترل کنید - افزایش یا سقوط. در حالت اول، معلوم می شود که نور محیط مایع را به سمت خود می کشد و در حالت دوم، برعکس. بیایید اضافه کنیم که هر دو نظریه در فضای خالی (زمانی که ضریب شکست محیط معادل واحد است) موافقند، اما اگر ضریب شکست بزرگتر از 1 باشد، واگرا می شوند.
لئونهارت و همکارانش در آزمایش خود نشان دادند که می توان سطح مایع را طوری به سمت داخل خم کرد که با فشار فشاری نور مطابقت داشته باشد، و این می تواند با استفاده از یک پرتو نسبتاً وسیع تابش در یک ظرف نسبتاً بزرگ انجام شود. این دو عامل باعث می شوند نور در یک مایع یک الگوی جریان ایجاد کند.
محققان نشان دادند که فشار فشار نور هم در آب و هم در روغن رخ می دهد که ضریب شکست متفاوتی دارند. بنابراین آنها توانستند نظریه ابراهیم را تأیید کنند.
نویسندگان مطالعه جدید خاطرنشان می‌کنند که در آزمایش‌های قبلی، همکارانشان تنها با نشان دادن فشار کشش نور، درستی مینکوفسکی را ثابت کردند. با این حال، به گفته آنها، قبلاً دانشمندان از پرتوهای نور باریکتر و ظروف کوچک مایع استفاده می کردند.
لئونهارت و تیمش تصمیم گرفتند آزمایش خود را تکرار کنند و هنگامی که از یک پرتو باریک و یک ظرف کوچک استفاده کردند، فشار کششی نور خود را نشان داد. این به این معنی است که ماهیت فشار نه تنها به نور، بلکه به خود مایع نیز بستگی دارد.
برای درک ماهیت پالس نور، لئونهارت قیاسی را با بازی بیلیارد پیشنهاد می کند. او گفت که یک پالس نور از نظر انرژی کمی متفاوت است و این تفاوت جنبه های مهمی دارد.
یک بازی بیلیارد را تصور کنید که بازیکن یک نشانه می گیرد و به یک توپ سفید ضربه می زند، که به نوبه خود باید یک توپ رنگی را فشار دهد، و در کل این زنجیره از حرکات هل دادن، در ابتدا ضربه وارد می شود بازیکن به نشانه منتقل می شود.
نور همچنین می تواند ماده را هل دهد، اگرچه این فشارها میکروسکوپی و تقریبا نامحسوس خواهند بود. با این حال، در برخی موارد، شوک های سبک می تواند برای محیط زیست بسیار مهم باشد. برای مثال، دم دنباله دارها را در نظر بگیرید.
ستاره شناس بزرگ، یوهانس کپلر، صدها سال پیش پیشنهاد کرد که دم یک دنباله دار ماده ای است که نور از سطح هسته آن رانده می شود، زیرا همیشه رو به دور از خورشید است. امروز می دانیم که تا حدی حق با کپلر بود، زیرا باد خورشیدی از هسته دنباله دار به ماده برخورد می کند و دمی تشکیل می شود.
بنابراین، ما تکانه را توانایی نور برای به حرکت درآوردن ماده می‌نامیم، و این مفهوم واقعاً با انرژی نور مرتبط است، اگرچه با آن متفاوت است.»
نتایج این مطالعهبرای علم اهمیت اساسی و عملی دارند. از نقطه نظر نظریه های بنیادی، فیزیکدانان اکنون ماهیت نور را بهتر درک خواهند کرد. لئونهارت و همکارانش به این سوال که آیا پالس نور با افزایش ضریب شکست محیط افزایش می یابد یا کاهش می یابد، پاسخ دادند: نتیجه به توانایی نور در تنظیم مایع در حرکت مکانیکی بستگی دارد و اگر پرتو نور قادر به انجام این کار باشد، سپس نبض کاهش می یابد، و اگر نه، آنگاه افزایش می یابد.
همانطور که برای اهمیت عملیتحقیقات جدید، ممکن است در توسعه مفید باشد فناوری نوآورانههمجوشی محتوی اینرسی، که شامل استفاده از نیروی یک پالس نور برای شروع همجوشی هسته ای است.
آخرین کار همچنین بر فناوری نوری به طور کلی، از جمله توسعه و.
دانشمندان برای اولین بار از طریق آزمایش های پرزحمت با جوامعی از گیاهان یکساله که به طور مصنوعی شکل گرفته بودند، توانستند شواهد مستقیمی مبنی بر این واگرایی به دست آورند. انواع مختلفگیاهان در سوله های اکولوژیکی مختلف - این یک مکانیسم واقعاً مؤثر برای حفظ تنوع گونه ای بالا در جوامع است.
در اخیرابحث های داغی در صفحات مجلات علمی پیشرو در مورد اینکه آیا گونه هایی که در یک مکان زندگی می کنند (و در عین حال برای منابع مشابه رقابت می کنند) باید جایگاه های اکولوژیکی متفاوتی را اشغال کنند وجود دارد. بر اساس دیدگاه‌های سنتی (اصل طرد رقابتی گاوز)، واگرایی گونه‌ها در سوله‌های اکولوژیکی مختلف، پیش‌نیاز همزیستی آنهاست. با این حال، بوم شناسانی که جوامع گیاهی را مطالعه می کنند، بیش از یک بار توجه خود را به این واقعیت جلب کرده اند که برای گیاهان، در اصل، امکان انشعاب گونه ها به سوله های مختلف بسیار محدود است. تعداد گونه هایی که با هم رشد می کنند ممکن است در واقعیت چندین برابر بیشتر از تعداد عوامل محدود کننده رشد جمعیت گونه های فردی باشد ("ابعاد طاقچه").
تنوع درختان به ویژه در جنگل های بارانی استوایی چشمگیر است، جایی که یک هکتار می تواند بیش از صد گونه مختلف را در خود جای دهد، اگرچه همه آنها برای منابع یکسان، به ویژه نور، رقابت می کنند. جای تعجب نیست که مطالعه دقیقاً چنین جنگل‌هایی بوم‌شناس آمریکایی استفان هابل را مجبور کرد تا مفهوم خنثی‌گرایی را مطرح کند که طبق آن گونه‌های مختلف گیاهی می‌توانند نه به دلیل واگرایی سوله‌هایشان، بلکه برعکس به دلیل شباهت آنها اگر بر اساس مفهوم طاقچه، با افزایش اندازه جمعیت یک گونه نسبت به گونه های دیگر، نرخ رشد جمعیت خاص (به ازای هر فرد) آن باید کاهش یابد، در این صورت مدل خنثی فرض می کند که این نرخ بدون تغییر باقی می ماند (به دو نمودار پایین مراجعه کنید). در شکل 1).
تأیید فرضیه خنثی گرایی (و همچنین فرضیه مخالف واگرایی اجباری گونه ها به سوله ها) از طریق آزمایش های مستقیم بسیار دشوار است. بنابراین، محققان معمولاً به دنبال راه‌های غیرمستقیم تأیید هستند. برای مثال، آنها مدل‌های ریاضی را بر اساس فرضیات خاصی در مورد ویژگی‌های گونه‌ها می‌سازند و سپس نسبت تعداد گونه‌های مختلف در جامعه پیش‌بینی‌شده توسط مدل را با چیزی که واقعاً در طبیعت مشاهده می‌شود مقایسه می‌کنند (نگاه کنید به: در جستجوی یک جهان‌شمول قانون ساختار جوامع بیولوژیکی، یا چرا بوم شناسان شکست خوردند؟).
با این حال، اخیراً دو محقق از دپارتمان اکولوژی، تکامل، و زیست‌شناسی دریایی، دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا، کالیفرنیا، جاناتان ام. لوین و دانشجوی فارغ‌التحصیل سابقش جنیک هیلریسلمبرز (Janneke Hille Ris Lambers) تلاش جسورانه‌ای برای آزمایش تجربی انجام دادند. این فرضیه که تنوع گونه ای بالای جوامع به دلیل واگرایی گونه ها به سوله های مختلف حفظ می شود.
هدف تحقیق آنها جوامعی از گیاهان کوچک سالانه تشکیل شده بود که در خاک‌های به اصطلاح سرپانتین رشد می‌کردند (حاوی سیلیکات‌های منیزیم کم محلول و آهسته تجزیه می‌شوند، نگاه کنید به: خاک سرپانتین). از آنجایی که منطقه مورد مطالعه - نزدیک سانتا باربارا، کالیفرنیا - دارای آب و هوای مدیترانه ای با تابستان های خشک و گرم و زمستان های معتدل و مرطوب بود، دانه های گیاهی یکساله در خاک در اواخر پاییز و اوایل زمستان شروع به جوانه زدن کردند و گیاهان حاصل دانه تولید کردند. در بهار یا اوایل تابستان. این گیاهان از نظر اندازه کوچک هستند - حدود 2.5 هزار نفر از آنها می توانند در مساحت 1 متر مربع رشد کنند و تنوع آنها بسیار زیاد است - بیش از 12 گونه را می توان در مساحت 25 × 25 سانتی متر مربع شمارش کرد.
سخت ترین کار در این کار به حداقل رساندن تأثیر احتمالی واگرایی گونه ها در سوله های مختلف بود. نویسندگان باید آزمایش‌ها و یک مدل ریاضی رشد سالانه را ترکیب می‌کردند و پارامترهای مدل بر اساس مشاهدات مستقیم محصولات سالانه در طول دو فصل رشد تعیین شدند: 2006-2007 و 2007-2008 (سال دوم مرطوب‌تر بود). در مجموع 10 گونه مختلف (نمایندگان خانواده های مختلف) مشترک در منطقه انتخاب شدند. آنها در کرت های مخصوص کاشته شدند به طوری که جرم کل بذرها 15 گرم در متر مربع بود. در ابتدا، وزن مساوی از دانه ها از همه انواع گرفته شد، یعنی شرایط تنوع مصنوعی بالا ایجاد شد. در انواعی که فرض می شد هیچ گونه واگرایی در سوله ها وجود ندارد، نهال ها علف های هرز شدند (کاهش تراکم جمعیت)، و سال آیندهبذر گیاهان مختلف به نسبتی که در سال گذشته به دست آمده بود کاشته شد.
نرخ‌های رشد جمعیت برآورد شده برای همه گونه‌ها در این مورد بسیار متفاوت است - در مرتبه‌ای بزرگ، که ناگزیر باید منجر به حذف سریع رقابتی برخی از گونه‌ها توسط سایرین شود. بنابراین، طبق محاسبات، حکیم مریم گلی columbariaeدر 20 سال باید به یک غالب مطلق تبدیل شود و بیش از 99٪ از تعداد کل گیاهان را به خود اختصاص دهد. تنوع گونه‌ای کل جوامعی که در آنها اثر جداسازی طاقچه به طور خاص ضعیف شده بود، به طور قابل‌توجهی کمتر از تیمارهای شاهد بود.
یک نتیجه بسیار مهم از مطالعه است تایید تجربیکه نرخ ویژه رشد جمعیت یک گونه در مواردی که فراوانی نسبی آن کاهش می‌یابد افزایش می‌یابد. بنابراین، وضعیتی در واقع نشان داده شد که در آن هر گونه، با افزایش تراکم جمعیت، شروع به محدود کردن رشد جمعیت خود به میزان بیشتری نسبت به رشد رقبای خود می کند.
اسرار ابیدوس
لوئیجی گالوانی "الکتریسیته حیوانی" را در سال 1790 به طور کاملاً تصادفی کشف کرد. او متوجه شد که ماهیچه های قورباغه به طور غیرارادی منقبض می شوند اگر صفحاتی از فلزات مختلف به طور همزمان روی پای آن اعمال شوند.
اینگونه شروع شد داستان معروف، ایجاد یک تمدن مدرن "الکتریکی".
در سال 1969، اتاقک های باریکی به عرض 1.1 متر در پایه معبد مصری هاتور (ساخته شده در زمان سلطنت ملکه کلئوپاترا هفتم - 69-30 قبل از میلاد) در دندرا یافت شد لامپ های رشته ای باستانی را به تصویر کشید!
اتاق زیرزمینی در دورترین دیوار معبد، دو طبقه زیر زمین قرار دارد. می توانید از طریق یک محور باریک وارد آن شوید. عرض این محفظه 1 متر و 12 سانتی متر و طول آن 4 متر و 80 سانتی متر است که چرا در چنین محفظه ای ناخوشایند، غیرقابل دسترس و باریک، روند نورپردازی الکتریکی بر روی نقش برجسته های دیوار به تصویر کشیده شده است؟
معبد مصری هاتور:
چراغ برق باستانی؟! 
سه مورد از این نقش برجسته ها وجود دارد.
همه آنها در یک اتاق قرار دارند و به یک موضوع اختصاص داده شده اند: گروهی از مردم (کشیشان؟) با اشیاء خاصی مشغول عمل هستند. اولین تشبیهی که هنگام نگاه کردن به این اشیاء به وجود می آید یک لامپ الکتریکی است.
آنها افرادی را به تصویر می کشند که اشیاء بزرگ، شفاف و فلاسکی شکل را در دست دارند و مارهای پیچ خورده در داخل آنها قابل مشاهده است (در متون هیروگلیف همراه با نقش برجسته، این مارها با فعل سرف توصیف شده اند که به معنای "درخشش" است، در اینجا ما صحبت می کنیم. در مورد نوعی روشنایی الکتریکی)، که در امتداد تمام طول جسم کشیده شده است، تصویری نمادین از یک رشته پیچ خورده است.
دم های تیز مارها در چیزی شبیه گل های نیلوفر آبی فرو رفته است: دیدن کارتریج های الکتریکی در آنها نیاز به تخیل زیادی ندارد.
در زیر "لامپ ها" اشیاء بسیار غیرمعمولی به نام Djed وجود دارد (بعدها نمونه هایی از Djed پیدا شد که سیم های مسی روی آنها آویزان بود) ، شبیه به عایق هایی که لامپ ها مانند ستون ها روی آنها قرار می گیرند.
از کارتریج نیلوفر آبی، کابل هایی در نوار راه راه وجود دارد که به "جعبه" منتهی می شود (در متون به این کابل "قالب خدای خورشید را" می گویند طبق نسخه دیگری، Atum-Ra، نشان می دهد که این جعبه با انرژی خاصی درگیر است.
مانند جید، هه مظهر ابدیت بود، نام او به معنای "میلیون" یا به طور کلی تعداد بسیار زیادی است. در حالی که عایق-Djed نماد ابدیت "مستمر" است، هه نشان دهنده تغییر ابدی چرخه ها است که می تواند نماد منبع بسیار بزرگ یک منبع انرژی معین باشد.
در سمت راست بر روی نقش برجسته، یک دیو بابون یا خدای هوروس با سر یک سگ ایستاده است و چاقوهایی را در دستان خود نگه می دارد، که می تواند به عنوان نیروی محافظتی یا خطر ناشی از جعبه یا حتی به عنوان یک سوئیچ/سوئیچ تعبیر شود.
اعتقاد بر این است که این اتاق زیرزمینی در پایه معبد هاتور ("محل خدای هوروس") در دندرا یک نیروگاه کوچک بود و در اینجا علم مخفی الکتریسیته به تصویر کشیده شده بود که فقط به آغاز کنندگان منتقل می شد.
در مورد "لوله ها"، می توانیم آنها را به عنوان لوله های کروکس شناسایی کنیم. فیزیکدان بریتانیایی ویلیام کروکس (1832-1919) یکی از اولین کسانی بود که انتشار یک تخلیه الکتریکی را در لوله های شیشه ای پر از گازهای کمیاب مطالعه کرد. هنگامی که به سیم پیچ ولتاژ بالا یک سیم پیچ القایی متصل می شود، چنین لوله هایی درخشش درخشانی از خود ساطع می کنند.
این عقیده وجود دارد که در هنگام ترسیم تصاویر در ساختمان های مختلف مصر باستان از لامپ های مشابهی استفاده می شد که هیچ اثری از دوده بر روی دیوارهای آنها یافت نشد ، که از یک طرف لامپ های معمولی "باید" باقی می ماندند استدلال در تأیید فرضیه فوق، از سوی دیگر، مشخص نیست که مصریان باستان از چه نوع لامپ هایی استفاده می کردند، و این احتمال وجود دارد که اتاق ها به طور کامل از دوده تمیز شده باشند.
علاوه بر این، فهرست هایی برای نگهداری هزینه ها یافت شد که نشان دهنده میزان روغن صادر شده برای کارگران برای روشنایی کار بود.
با قضاوت بر اساس محتوای کتیبه های هیروگلیف همراه با نقش برجسته، کسانی که آنها را حکاکی کرده بودند درک ضعیفی از این نقش داشتند. معنی واقعیبه احتمال زیاد این تصاویر، که از تمدن اولیه به ارث رسیده بودند، «متعارف» شدند و با گذشت زمان کپی شدند و فقط قوانین تصاویر قدیمی تر و مقدس تر، مانند شمایل های امروزی را تکرار می کردند... از نمادها و مصنوعات روی آنها صحبت می شود. ، مانند اینها، موارد بیشتری در راه است.. 
موجودی با چاقو در دست می تواند نمادی از خطر ناشی از جریان در این مکان باشد: 
ستون هایی که Djed نامیده می شوند، عایق یا چیزی نزدیک به فرآیند انتقال جریان الکتریکی در نظر گرفته می شوند: 
جیدها در انواع مختلفی از تصاویر وجود دارند: 
همچنین تصاویر کوچکی از لامپ ها وجود دارد که برای استفاده در زندگی روزمره کاملاً آشنا هستند: 
با کمک اریش فون دانیکن (تصویر): 
بازسازی "لامپ باستانی" انجام شد: 