اللهم صل علی محمد و آل محمد و عجل الفرجهم.............. فیزیک دبیرستان رضا زارعی نمونه سوالات فصل به فصل فیزیک دبیرستان
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
موضوعات مرتبط: فیزیک دبیرستان، physic، ، برچسبها: [ چهار شنبه 24 ارديبهشت 1393برچسب:فیزیک2-نمونه سوال-خرداد, ] [ 23:15 ] [ reza zarey ]
آینه
بازتاب در آینهٔ کوژ کروی. عکاس در بالای تصویر دیده میشود. آینه، وسیلهای است که به علت صافی و بازتاب بالایش، بر رویهٔ خود، تصویر اجسام را نشان میدهد. پرتوهای نور بازتابیده از رویهٔ یک آینه در نقطهای به نام به هم میرسد. بسته به دوری جسم تا آینه و نوع آینه، فاصله نقطه کانونی آینه از آن متفاوت است. تاریخچه کهنترین نشانههای آینه مربوط به ۶۰۰۰ پیش از میلاد است که در آناتولی (در ترکیه) یافت شدهاست. پس از آن در ۴۰۰۰ پ. م. میتوان تمدنهای میانرودان را نام برد. در مصر باستان کهنترین نشانه از آینه به حدود ۳۰۰۰ پ. م. باز میگردد. نمونهای دیگر از وجود آینه به حدود ۳۰۰۰ سال پیش در ایران میرسد که یعنی در زمان هخامنشیان که آنها با صیقل دادن سنگها و فلزات، آنها را به آینههایی شفاف تبدیل میکردند که آثار آن در تالار آینهٔ تخت جمشید باقی ماندهاست. آینههای صیقل شده در آمریکای جنوبی و مرکزی به ۲۰۰۰ پیش از میلاد باز میگردد. در چین آینههای صیدای لبنان در سدهٔ یکم پس از میلاد یافت شدهاست. آینههای شیشهای با روکشی از ورقهٔ طلا در نوشتههای پلینی مهتر در کتاب «تاریخ طبیعی (پلینی)» در سال ۷۷ پس از میلاد نوشته شدهاست. در سدهٔ ۱۲ میلادی شیشه در فراوری آینه، به شکل گسترده به کار گرفته شد و نخستین آینههای شیشهای که با ورقههایی پوشیده از سرب به بازار عرضه میشدند بوجود آمدند. زمانی بعد ماهیت سمی بودن سرب آشکار گردید و به همین دلیل استفاده از مخلوط جیوه و قلع بجای سرب آغاز شد. این تغییر و دگرشها باعث شدند که ونیز که در آن زمان محل تولید اینگونه آینهها بود به یک قطب اقتصادی تبدیل شود. با وجود این، اختراع و فراوری آینه را نباید جزو نیازهای نخست و تنها در حد یک ابزار شخصی پنداشت، امروزه کاربردهای دانشی آینهها بسیار بیشتر از کاربردهای نخستین و نمایی آنها هستند. داشنمندان از مدتها پیش ویژگیهای آینههای تخت و کوژ و کاو (محدب و مقعر) را میشناختند و حتا با بهره از آنها برای متمرکز کردن نور آفتاب وسایلی را برای به آتش کشیدن اجسام اختراع کرده بودند. حتا در این مورد ارشمیدس دانشمند نامدار سدهٔ سوم پیش از میلاد بوسیله شبکهای از اینگونه آینهها، کشتیهای بادبانی مهاجمان رومی را به آتش میکشیدهاست، تا اینکه فرمانروای روم سرانجام در شب موفق به تسخیر شهر «سیراکوز» میگردد. آینهٔ بر آمده یک آینهٔ قدیمی است گونهها آینهها بر پایهٔ ساختار به گونههای زیر بخش میشوند: آینهها بر پایهٔ جنس به گونههای زیر بخش میشوند: ساخت بسیاری از آینهها با افزودن روکش بازتابنده به یک لایهٔ مناسب ساخته میشوند. در بیشتر آینهها این لایه به شَوَند(دلیل) آسانی ساخت، سختی، و توانایی داشتن رویهٔ صاف، شیشه است. روکش بازتابنده بیشتر به رویهٔ پشت آینه افزوده میشود تا از فرسایش و آسیبهای ناگهانی در پناه بماند. این لایه شکل داده میشود، صیقل داده میشود و پاک میشود تا سپس روکش شود. آینههای شیشهای بیشتر با نقره یا آلومنیوم به همراه مجموعهای از دیگر روکشها، روکش میشوند. ۱-قلع ۲-نقره ۳- کُنانَنده(فعالسازهای) شیمیایی 4- مس + okhtak(؟) ۵- رنگ قلع نخست افزوده میشود، چراکه نقره نمیتواند به شیشه بچسبد. قلع/نقره میشوند. مس برای ماندگاری و دیرپایی افزوده میشود. رنگ (بیشتر موارد سبز) در پشت آینه از خراشها و آسیبهای ناگهانی جلوگیری میکند. در برخی کاربردها، به ویژه آنها که هزینه اهمیت دارد و یا به دیرپایی بسیار نیازمندند، آینهها از یک مادهٔ توپر مانند فلز صیقلزده، ساخته میشوند. برای کاربردهای فنی مانند آینههای لیزری، روکش بازتابنده بیشتر به روش به روی رویهٔ بیرونی لایه روکش میشود. این کار از بازتاب دوباره و از جذب نور در آینه جلوگیری میکند. آینههای فنی ارزانتر، از روکش نقره، آلومنیوم یا اکسید شدن لایهٔ بازتابنده افزوده شود. کاربردهایی که به بازتاب بیشتر و یا ماندگاری بیشتر نیازمندند، از روکش طولموجها بدست آورد. تصویر در آینهها آینهها سطوح بازتابنده هستند که تصویر جسم نورانی قرار گرفته در جلوی خودشان را نشان میدهند، بسته به فاصله جسم از آینه مشخصات تصویر (مکان - وارونگی - برگردان جانبی - بزرگی) ممکن است متفاوت باشد. این وسیله نوری از دیر باز در زندگی بشر نقش عمدهای داشته و استفادههای فراوانی از آن به عمل آمده است. در طبیعت شکل گیری تصویر در آب یا در شیشههای پنجره و یا سطوح بازتابان فلزی و پدیدههایی از این قبیل به وفور وجود دارند. بر حسب نوع کاربرد و چگونگی شکل گیری تصویر و مشخصات آن به دو دسته عمده تقسیم شدهاند: آینههای تخت آینههایی هستند که در منازل وجود دارد و از جسم نورانی تصویری مستقیم و مجازی و برگردان تشکیل میدهند، طوری که سمت راست جسم برای تصویر سمت چپ به حساب میآید و برعکس که در اکثر سیستمهای نوری ساده کاربرد فراوان دارند. در کارهای عادی و مصارف عمومی از این آینه استفاده میشود. به لحاظ هزینه پایین و تولید راحت و انبوه سازی و سادگی مکانیزم توسعه فراوانی دارد. موارد استفاده آینههای تخت امروزه بهره وری این آینهها را بالا بردهاند و آینههایی با ضریب بازتابش بسیار بالایی هم ساختهاند. در سیستمهای نوری و برخی دستگاههای حساس نوری از جمله لیزرها از این آینهها استفاده میشود، آینههای شیشهای نیم بازتابان نیز از این نوعند. انواع آینههای تخت • آینههای شیشهای: که بر حسب نوع کیفیت و صیقل بودن شیشه و مواد اندود کننده دارای کیفیت متفاوتی میباشند.
آینههای کروی این آینهها به دو دسته عمده آینههای محدب و آینههای مقعر تقسیم میشوند. این آینهها از لحاظ همگرایی و واگرایی پرتوهای نوری و شکل گیری تصویر و بزرگنمایی و وارونگی و سایر مشخصات تصویر کاربردهای ویژهای در سیستمهای نوری دارند.
آینه شلجمی در چراغهای اتومبیلها و برخی سیستمهای موازی ساز نورها بکار میروند، که شکلی شبیه آینههای کروی اما متفاوت از آنها دارند. آینههای توان بالا نوعی آینههای چند لایهای هستند که در سیستمهای بازتاب کامل نور و نیز در سیستمهای لیزری و برخی طیف سنجها و محاسبات دقیق و حساس نوری کاربرد دارند. تقسیمات آینهها آینهها را بر حسب جنس مواد سازنده و نحوه کارشان به چند دسته عمده بصورت زیر نیز تقسیم بندی میکنند که اسامی آنها گویای چگونگی ساخت آنها نیز میباشد. آینههای شیشهای این آینهها از جنس شیشه بوده که پشت آن به توسط مواد باز تابنده اندود شده است و به لحاظ هزینه پایین و مکانیزم ساده کاربرد وسیعی دارند، معمولا سطوح این آینهها به توسط جیوه (Hg) و نقره (Ag) و آلومینیوم (Al) اندود میشود. البته یک لایه رنگ هم روی فلز زده میشود که از آن محافظت نماید. آینههای فلزی یک نوع آینههای فلزی همان آینهای شیشهای اندود فلزی شده هستند، نوع دوم که بیشتر مد نظر ماست جهت جلوگیری از شبح نوری که از تداخل دو بازتاب لایه خارجی و داخلی آینه ایجاد میشود و وضوح تصویر را پایین میآورد. آینههای تک لایهای فلزی هستند، که فلزات با سطوح صیقل یافته ساخته میشود که مشهورترینشان آینه آلومینیومی یا آینه استیل و ... که توان بازتابی خوبی دارند و در دستگاههای اپتیکی هم جواب خوبی میدهند. آینههای مایع یک آینه دیگر با سمت گیری بسیار ویژه ، آینهای است که از سطح یک مایع تشکیل مییابد. برای مثال ، از یک تشت پر از جیوه و یک باریکه لیزر برای تعیین امتداد قائم یک محل استفاده میشود و به منزله یک شاقول اپتیکی دقیق مورد استفاده قرار میگیرد. برای همین مقصود ، میتوان حتی از مایعاتی که قدرت بازتابی کمتری دارند ولی سمی نیستند، استفاده کرد. کاربردها برای اولین بار "اسحق نیوتن" داشنمند معروف انگلیسی و کاشف قانون جاذبه ، از آینهها در ساخت تلسکوپ جدید که خود اختراع کرده بود بهره جست و به این ترتیب نسل جدید از این گونه تلسکوپها را بوجود آورد. از آن زمان ، یعنی از سال 1671م تا کنون آینههای بسیار شفافتر و بزرگتر و در نتیجه تلسکوپهای بسیار عظیمتر و دقیقتری توسط دانشمندان گوناگون بوجود آمدهاند. تلسکوپهایی که برای ساخت آنها هزینههای بسیار گزافی صرف شده است. برای نمونه ، آینه تلسکوپ عظیم رصدخانه کوه پالومار در کالیفرنیا 5 متر و 8 میلیمتر قطر و حدود 20 تن وزن دارد! چنین آینههایی با دقت و شفافیت بسیار بالایی که دارند میتوانند نگاه انسانهای کنجکاو و جستجو گران فضا را تا اعماق فضا گسترش دهند.
موضوعات مرتبط: physic، ، برچسبها: [ یک شنبه 21 ارديبهشت 1393برچسب:آیینه،مقعر،محدب, ] [ 9:18 ] [ reza zarey ]
سرعت صوت انتشار موج
سرعت صوت (به انگلیسی: Speed of sound)، فاصلهایست که یک موج صوتی در مدت زمان یک ثانیه در یک سیال میپیماید. سرعت صوت مشخص میکند که این موج در بازه مشخصی از زمان چه مسافتی را طی میکند. در هوای خشک و در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد (۶۸ درجه فارنهایت)، سرعت صوت ۳۴۳.۲ متر بر ثانیه (۱۱۲۶ فوت بر ثانیه)، ۱۲۳۶ کیلومتر بر ساعت (۷۶۸ مایل بر ساعت) یا به طور تقریبی، یک کیلومتر در سه ثانیه و یا تقریباً یک مایل در پنج ثانیه است. در دینامیک سیالات، سرعت صوت در یک سیال (گاز یا مایع)، به عنوان یک ابزار حسابگری نسبی خود سرعت استفاده میشود. سرعت یک شیئ (فاصله بر زمان) تقسیم بر سرعت صوت در سیال به عنوان عدد ماخ شناخته میشود. اشیایئ که با سرعت بیشتر از یک ماخ حرکت میکنند، در سرعتهای سوپرسونیک حرکت میکنند.
سرعت صوت در یک گاز ایدهآل، مستقل از فرکانس است (این جمله نیاز به ذکر منبع دارد) وتابعی از ریشهی دوم دمای مطلق است ولی به فشار یا چگالی آن گاز وابسته نیست. برای گازهای مختلف، سرعت صوت به طور معکوس به ریشه دوم میانگین جرم مولکولی گاز بستگی دارد.
در گفتگوهای مرسوم روزمره، منظور از سرعت صوت، سرعت موج صوتی در سیالِ هوا است. با این حال، سرعت صوت از یک ماده به مادهی دیگر متفاوت است. صوت در مایعات و جامدات نامتخلخل سریعتر از هوا، حرکت میکند. میتوان گفت سرعت صوت در آب حدود ۴.۳ برابر (۱۴۸۴ متر بر ثانیه)، و در آهن تقریباً ۱۵ برابر (۵۱۲۰ متر بر ثانیه) سرعت آن در هوای ۲۰ درجه سانتیگراد است.
سرعت صوت در فلزات و جامدات، مایعات، درون محیط هایی که فشرده گی هوای آن ها نسبت به محیط آزاد بیشتر است، مناطق سرد و مرطوب و پست تر از دریا، مناطق سرد و مرطوب در کنار دریا، مناطق سرد و مرطوب بالاتر از دریا، مناطق مرطوب بالاتر از دریا نسبت به هوای آزاد در حالت عادی به ترتیب ذکر شده بیشتر است. صوت از محیط هایی که مادی نیستند (در آنجا ماده وجود ندارد) نمیتواند عبور کند. موج . یک حرکت موجی-نوسانی ساده. کلاس درس کلاس درس برخطی مربوط به موضوع این مقاله در کلاسهای درس اینترنتی در بخش فیزیک موجود است.
به هر آشفتگی در محیط که در فضا یا فضازمان منتشر میشود و اغلب حامل انرژی است موج میگویند. اگر این آشفتگی در میدانهای الکترومغناطیسی باشد، آن را موج الکترومغناطیسی مینامند. در امواج الکترومغناطیسی میدانهای الکتریکی و مغناطیسی به طور عمود بر یکدیگر نوسان میکنند و با سرعت نور انتشار پیدا میکنند. نور و امواج رادیویی از این نوع هستند.
امواج مکانیکی نوعی از امواج هستند که فقط در یک محیط مادی منتشر میشوند. انتشار این گونه امواج به دلیل نیروهای داخلی در محیط در اثر تغییر شکل ایجاد شده (آشفتگی) میباشد. این نیروها تمایل به بازگرداندن محیط به حالت اولیه را دارند. بعضی از انواع امواج مکانیکی امواج صوت، امواج زلزله و امواج آب است.
موجها به دو دسته امواج طولی و امواج عرضی تقسیم میشوند. در امواج طولی، سرعت انتشار موج موازی با حرکت نوسانی آن است، در حالی که، در امواج عرضی این سرعت عمود بر آن است. امواج الکترو مغناطیسی از نوع امواج عرضی هستند.
موضوعات مرتبط: فیزیک دبیرستان، ، برچسبها: [ یک شنبه 21 ارديبهشت 1393برچسب:موج،سرعت انتشار،الکترومغناطیس،امواج مکانیکی, ] [ 9:15 ] [ reza zarey ]
طيف اتمي طيف نور گسيل شده از بخار هر عنصر را طيف اتمي آن عنصر مينامند. پس ميتوان گفت كه طيف اتمي عنصرهاي مختلف با هم تفاوت دارد.
ديدكلي
همانطور كه ميدانيم نيوتون براي نخستين بار با گذراندن نور خورشيد از منشور ، طيف نور سفيد را تشكيل داد. نيوتون نشان داد كه نور سفيد آميزهاي از رنگهاي مختلف است و گسترده طول موجي اين رنگها از 0.4 ميكرومتر (بنفش) تا 0.7 ميكرومتر (قرمز) است. طيف نور سفيد يك طيف پيوسته است. به همين ترتيب ميتوان طيف هر نوري را توسط پاشندگي در منشور شناسايي كرد. اما علت اينكه در طيف اتمي خطوط مختلفي ديده ميشود، چيست؟
خطوط طيفي
طيف اتمي مستقيما به ترازهاي انرژي اتم نسبت داده ميشود. هر خط طيفي متناظر يك گذار خاص بين دو تراز انرژي يك اتم است. پس آنچه در طيف نمايي داراي اهميت است، تعيين ترازهاي انرژي يك اتم به كمك اندازه گيري طول موجهاي طيف خطي گسيل شده از اتمها است. پايين ترين تراز انرژي ، حالت پايه و همه ترازهاي بالاتر حالتهاي برانگيخته ناميده ميشوند. موقعي كه يك اتم از حالت بر انگيخته بالاتر به يك حالت برانگيخته پايين تر گذاري را انجام ميدهد. يك فوتون متناظر به يك خط طيفي گسيل ميشود.
طيف نشري
اگر جسمي بتواند نور توليد كند و نور توليد شده را از منشوري عبور دهيم، طيفي بدست ميآيد كه طيف نشري ناميده ميشود. اگر رنگهاي طيف حاصل بهم متصل باشند، طيف نشري اتصالي و اگر فاصلهاي بين آنها باشد، طيف نشري انفصالي يا خطي مينامند. به عنوان مثال لامپ حاوي بخار بسيار رقيق را در نظر بگيريد. اين لامپ بصورت لوله باريك شيشهاي است كه درون آن يك گاز رقيق در فشار كم وجود دارد.
دو الكترود به نامهاي كاتد و آند در دو انتهاي لوله قرار دارند. اگر بين اين دو الكترود ، ولتاژ بالايي برقرار شود، اتمهاي گاز درون لامپ شروع به گسيل نور ميكنند. اگر اين بخار مربوط به بخار جيوه باشد، اين گسيل به رنگ نيلي - آبي است. اگر اين نور را از منشور بگذرانيم و طيف آن را تشكيل دهيم ميينيم كه اين طيف پيوسته نيست. بلكه تنها از چند خط رنگي جدا از هم با طول موجهاي معين تشكيل شده است.
طيف جذبي
در سال 1814 ميلادي فرانهوفر فيزيكدان آلماني كشف كرد كه اگر به دقت به طيف خورشيد بنگريم، خطهاي تاريكي در طيف پيوسته آن مشاهده خواهيم كرد. اين مطلب نشان ميدهد كه بعضي از طول موجها در نوري كه از خورشيد به زمين ميرسد، وجود ندارد و به جاي آنها ، در طيف پيوسته نور خورشيد خطهاي تاريك (سياه) ديده ميشود. اكنون ميدانيم كه گازهاي عنصرهاي موجود در جو خورشيد ، بعضي از طول موجهاي گسيل شده از خورشيد را جذب ميكنند و نبود آنها در طيف پيوسته خورشيد به صورت خطهاي تاريك ظاهر ميشود. در اواسط سده نوزدهم معلوم شد كه اگر نور سفيد از داخل بخار عنصري عبور كند و سپس طيف آن تشكيل شود، در طيف حاصل خطوط تاريكي ظاهر ميشود. اين خطوط توسط اتمهاي بخار جذب شدهاند.
طيف اتمي از ديدگاه فيزيك كلاسيك
درك ساز و كار جذب و گسيل نور بوسيله اتمها از ديدگاه فيزيك كلاسيك آسان است. زيرا بنابر نظريههاي كلاسيكي يك اتم در صورتي نور گسيل ميكند كه به طريقي مانند برخورد با ساير اتمها يا توسط ميدان الكتريكي به الكترونهاي آن انرژي داده شود، در نتيجه الكترونها با به دست آوردن انرژي ارتعاش ميكنند و امواج الكترومغناطيس بوجود ميآورند، يعني نور گسيل ميكنند. اما اين كه چرا اتمهاي همه عنصرها موج الكترومغناطيسي با طول موجهاي يكسان نميكنند و اين كه چرا هر عنصر طول موج خاص خود را دارد، ا ز ديدگاه فيزيك كلاسيك قابل توجيه نيست.
در مورد جذب نور هم ، از ديدگاه فيزيك كلاسيك ، ميتوان گفت كه وقتي نور به يك اتم ميتابد، نوسان ميدان الكتريكي ناشي از نور فروري باعث ميشود كه الكترونهاي اتم شروع به ارتعاش كنند و نور فرودي را جذب كنند. ولي باز هم در اين ديدگاه هيچ توجيه قانع كنندهاي براي اين كه چرا هر عنصر تنها طول موجهاي خاصي را كه مشخصه آن عنصر است جذب ميكند و بقيه طول موجها را جذب نميكند؟ وجود ندارد.
رابطه ريدبرگ - بالمر
طيف اتمي هيدروژن ، اولين طيفي بود كه بطور كامل مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. آنگستروم تا سال 1885 ميلادي طول موجهاي چهار خط از طيف اتم هيدروژن را با دقت زياد اندازه گرفت. بالمر كه يك معلم سوئيسي بود، وي اين اندازه گيريها را مطالعه كرد و نشان داد كه طول موج خطهاي اين طيف را ميتوان با دقت بسيار زياد بدست آورد. توفيق بالمر در خصوص يافتن رابطهاي براي خطهاي طيف اتم هيدروژن در ناحيه مرئي موجب شد، كه تلاشهاي بيشتري در جهت يافتن خطوط ديگر طيف اتم هيدروژن صورت گيرد. كار عمده در زمينه جستجو براي طيف كامل اتم هيدروژن توسط ريدبرگ در حدود سال 1850 ميلادي انجام شد.
نتيجه
1. هم در طيف گسيلي و هم در طيف جذبي هر عنصر ، طول موجهاي معيني وجود دارد كه از ويژگيهاي مشخصه آن عنصر است. يعني طيفهاي گسيلي و جذبي هيچ دو عنصري مثل هم نيست.
2. اتم هر عنصر دقيقا همان طول موجهايي از نور سفيد را جذب ميكند كه اگر دماي آن به اندازه كافي بالا رود و يا به هر صورت ديگر بر انگيخته شود، آنها را تابش ميكند.
موضوعات مرتبط: فیزیک دبیرستان، ، برچسبها: [ یک شنبه 21 ارديبهشت 1393برچسب:نور سفیدعطیف جذبی-نشری-موج-بالمر-ریدبرگ, ] [ 8:54 ] [ reza zarey ]
موفق و پیروز باشید.
موضوعات مرتبط: فیزیک دبیرستان، ، برچسبها: [ یک شنبه 21 ارديبهشت 1393برچسب:فیزیک،آیینه،بزرگنمایی،کانون،مرکز, ] [ 8:47 ] [ reza zarey ]
موفق و پیروز باشید.
موضوعات مرتبط: فیزیک دبیرستان، ، برچسبها: [ یک شنبه 21 ارديبهشت 1393برچسب:آیینه،تصویر،بازتابش،, ] [ 8:42 ] [ reza zarey ]
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[ طراحی : ایران اسکین ] [ Weblog Themes By : iran skin ] |