ساده و پيچيده

ساده و زيبا
مثل رود
مثل ابر
مثل اسمان
مثل دريا
هر چه پهن تر ميشود ساده تر ميشود
و هرچه كوچكتر پيچيده تر
شايد

شعر از تازه
البته اگه بشه بهش شعر گفت !

الماس كوه نور بر تاج ملكه انگلستان

کوه نور (انگلیسی:Koh-i-Noor یا Kōh-i Nūr، تلوگو:కోహినూరు، هندی: कोहिनूर) نام بزرگترین الماسی است که تا کنون شناخته شده‌است.

این الماس در گذشته ۱۸۶ ۱/۱۶ قیراط معادل ۳۷٫۲۱ گرم وزن داشته که در تراش جدید ۱۰۵٫۶۰۲ قیراط معادل ۲۱٫۶۱ شده‌است.

کوه نور زوج الماس معروف دریای نور است و هر دو از قدیمی‌ترین جواهرات شناخته شده در جهان هستند

این سنگ قیمتی از ناحیه قلعه باستانی گلکنده در نزدیکی حیدرآباد در ایالت آندرا پرادش در کشور هند در سال ۱۶۵۶ میلادی بدست آمد.

این الماس توسط میرزا محمد میر جمله وزیر مشهور ایرانی عبدالله قطب شاه به شاه جهان پادشاه گورکانی هند تقدیم شد و در آنجا ماند و در سال ۱۷۳۸ میلادی به دست نادر شاه رسید.کوه نور پس از مرگ نادر توسط احمدشاه درانی به افغانستان منتقل و سپس به شاه شجاع رسید.

پس از شکست شاه شجاع از سردار هندی ملقب به شیر پنجاب، الماس مزبور توسط سردار نامبرده به هند عودت شد و بعدها به دست کمپانی هند شرقی بریتانیا افتاد. در سال ۱۸۷۷ رسما اعلام شد این الماس در اختیار ملکه ویکتوریا امپراتور بریتانیا در دوران استعمار بریتانیا بر هند است و اینک بر تارک تاج سلطنتی بریتانیا می‌درخشد.

الماس

الماس C

--------------------------------------------------------------------------------

طی دوره تاریخی ، الماس در بیشتر زمان ها ، برجسته ترین مقام را به عنوان پرطرفدارترین گوهر داشت ، اما در میان پیشینیان ، گوهر کمیابی بوده است . پلینی در سال 100 پس از میلاد اظهار میدارد که الماس با ارزش ترین گوهر سنگ ها است. اما فقط پادشاهان آن را می شناسند . ارزش بالای الماس حاصل سختی بالا ، جلای درخشان و پراکنش بالای آن ( که در آن رنگ های طیفی ایجاد می کند ) است . افزون بر این در اسید ها یا قلیا ها کاملا انحلال ناپذیر است . به دلیل همین مقاومت است که به آن adamas ( از واژه یونانی به معنای شکست ناپذیر ) گفته می شد . که بعدها واژه diamond به معنی الماس از آن گرفته شد.
هند، منبع اصلی الماس در گذشته بود . در هند ، سه منطقه مجزا وجود داشت که در آن با حفاری رسوبات آبرفتی ، الماس استخراج می شد. اما مهمترین آنها گلکوندا بود. گلکوندا یک معدن نبود ، بلکه یک مرکز تجاری بود که نام آن به منطقه ای در جنوب هند اطلاق می شد. در این منطقه بسیاری از گوهر سنگ های مشهور دنیا به دست آمده است. برخی از این گوهر ها در حال حاضر شناخته شده اند ، اما محل پیدایش برخی دیگر نا معلوم است. اما هر کدام آنها در زمان خود ، حوادث فراوانی چون خیانت ، دسیسه ، کشتار و جنگ ایجاد کرده است . معروفترین الماس های قدیمی ، الماس کوه نور بوده که پس از تراش مجدد وزن آن به 108.83 قیراط رسید . ( هر قیراط 0.2 گرم است ) و اکنون جزو گوهرهای تاج پادشاهی بریتانیا ست . الماس مغول کبیر ( به وزن 180قیراط ) که به تفصیل توسط تاورنیه تاجر معروف فرانسوی گوهر در اواسط سده هفدهم توصیف شده ، پس از تاراج دهلی در سال 1739 ناپدید شد . الماس آبی امید ( به وزن 45.52 قیراط) که تاریخی طولانی از تراژدی و مصیبت به همراه داشته ، اکنون جایی را در وسط مجموعه گوهرهای موسسه اسمیتسونین واشنگتن دی سی اشغال می کند .
با کشف الماس در شن های رودخانه ای برزیل در سال 1725 این کشور به مدت 140 سال به بزرگترین تولید کننده الماس تبدیل شد. در سال 1866 در آفریقای جنوبی نیز در شن های رودخانه ای و اندکی پس از آن در تنور ه های الماس دار ، الماس کشف شد 0 در این تنور ها الماس تشکیل می شود ). در طی 100 سال بعد ، الماس های بی شماری هم به صورت آبرفتی و هم به طور درجا در چند کشور آفریقایی کشف شد. اما آفریقای جنوبی به عنوان بزرگترین تولید کننده الماس های گوهری باقی ماند. در این کشور در معدن پرمیر ، بزرگترین الماس گوهری دنیا به نام کولینان ( به وزن 3106 قیراط ) در سال 1905 کشف شد. در سال های اخیر از کشور های مستقل مشترک المنافع نیز الماس هایی به دست آمده و بر آورد می شود که تولید این کشورها حدود 15 درصد تولید جهانی بوده و ظرفیت قابل افزایشی داشته باشد. ( البته این ارقام چندان مطمئن نیستند .) در سال 1988 کل تولید جهانی الماس حدود 97 میلیون قیراط بود ، اما عرضه آن در حال افزایش است . هر سال گزارش هایی در مورد اکتشافات جدید و افزایش تولید از معادن قدیمی ارائه می شود. برای مثال بوتسوانا حدود 17 درصد و استرالیا حدود 37 درصد تولید جهانی الماس را در دست دارند ، البته این ارقام شامل الماس گوهری به اضافه الماس صنعتی است. حدود 75 % الماس تولید شده دارای عیار صنعتی بوده و برای استفاده گوهری مناسب نیستند . گوهر های تراشیده شده از 25 % باقیمانده ، ارزش بسیار متغیری دارند که بستگی به عواملی دارد که چهار C نامیده می شوند و عبارتند از رنگ COLOR شفافیت CLARITY تراش CUT و وزن بر حسب قیراط CARAT WEIGHT بر مبنای رنگ و درخشانی ( عدم وجود نقایص ) الماس را به چند دسته رده بندی می کنند . در بالا ترین رده ، گوهر بدون عیب با بهترین رنگ قرار دارد که ارزشی دست کم 10 برابر گوهری با همان وزن در انتهای جدول رده بندی دارد . برای اینکه الماسی شفافیت و درخشندگی بهینه داشته باشد ، باید به گونه ای بایسته ، متناسب باشد . ارزش یک گوهر خوب تراش یافته ، می تواند 50 % بیش از گوهری با تراش پایین تر البته با همان وزن ، رنگ و شفافیت باشد . به این دلیل ، بسیاری از الماس های قدیمی را دوباره تراش می دهند تا ارزش آنها افزایش یابد ، هرچند که در این کار وزن آنها کاهش میابد . قیمت یک الماس به ظاهر به وزن آن بستگی دارد ، اما با آن متناسب نیست . اگر یک سنگ یک قیراط 6500 دلار آمریکا قیمت داشته باشد ، سنگی 2 قیراط با همان کیفیت ، ممکن است ارزشی حدود 8400 دلار آمریکا به ازای هر قیراط داشته و سنگی با وزن 5 قیراط به ازای هر قیراط 12000 دلار آمریکا ارزش داشته باشد.
در سال 1955 ، شرکت جنرال الکتریک با استفاده از دستگاه طراحی شده برای تحمل دما و فشارهای بالا ، موفق به سنتز الماس شد . هرچند الماس های تولید شده ، بلور های کوچک و نامناسب برای اهداف گوهری بودند ، اما در واقع آغاز صنعت ساخت الماس ساینده به شمار می روند . در سال 1980 در بسیاری از کشورها الماس هایی به اندازه شن ساخته شد که تولید سالانه کل آنها بیش از 100 میلیون قیراط بود . در سال 1970 شرکت جنرال الکتریک سنتز الماس هایی با کیفیت گوهری ( هر کدام به وزن یک قیراط ) و مناسب برای گوهر سازی را اعلام کرد. در هر حال این فرایند به قدری گران است که الماس های مصنوعی نمی توانند در بازار گوهر ها ، با سنگ های طبیعی رقابت کنند.
رنگ الماس را می توان از راه تابش دهی و تیمار گرمایی تغییر داده یا در آنها رنگی ایجاد کرد . در اوایل سده بیستم ، به کمک تابش های حاصل از ترکیب رادیم ، الماس هایی را به رنگ سبز در آورند . در این روش ، نه تنها باعث ایجاد رنگ در الماس شد ، بلکه پرتو زایی نیز در آنها ایجاد کرد که میزان آن تا حد خطرناکی بالا بود. امروزه الماس ها را بدون القايی پرتو زایی ، به رنگ سبز در می آورند . این عمل در یک واکنش گاه هسته ایی و با یک شتاب دهنده انجام می شود . تیمار گرمایی این گوهرهای سبز رنگ ، رنگ آنها را زرد یا قهوه ایی می کند . از راه بمباران پر انرژی الکترونی نیز میتوان الماس ها را به رنگ آبی در آورد . تمایز بین گروه هایی با رنگ طبیعی و گوهرهای تیمار شده ، مسئله بسیار دشواری برای گوهر شناسان است.
برای مدت های طولانی ، گوهر های بی رنگ متعددی را به عنوان الماس ( به صورت بدل ) به کار می بردند . اما ویژگی های بسیاری از آنها با الماس متفاوت است که به آسانی می توان آنها را تشخیص داد . زیرکن با RI خارج از گستره شکست سنج گوهر شناسی و پراکنش نسبتا بالا ، مهمترین بدل الماس است ، اما بر خلاف الماس شکست دو گانه دارد . با ایجاد صنعت تولید گوهرهای ساختگی فاقد معادل طبیعی ، تشخیص بدل های الماس دشوارتر شده است .
الماس به وسیله سختی زیاد ، جلای الماسی و رخ از کانی های مشابه تمیز داده می شود.
قطعات بلور های الماس را برای بریدن شیشه به کار می برند . پودر نرم در ساییدن و صیقلی کردن الماس و دیگر گوهر سنگ ها به کار می رود . از تیغه هایی که پودر الماس در آنها کار گذاشته شده ، برای بریدن سنگ ها و دیگر مواد سخت استفاده می شود.
سر مته های فولادی که الماس و به ویژه گونه نهان بلورین آن یعنی کاربنادو در آنها کار گذاشته شده ، برای حفاری الماسی در معدن کاری اکتشافی به کار می رود . الماس در تهیه سیم های برش و ابزار های چرخ های ساینده نیز کاربرد دارد.
به طور کلی با ارزش ترین گوهر سنگ الماس فاقد لک و بی رنگ یا دارای یک رنگ سفید مایل به آبی است. رنگ زرد کاهی کمرنگ به طور معمول در الماس دیده می شود که ارزش آن را کم می کند. الماس هایی با سایه های پر رنگ زرد ، سرخ ، سبز ، یا آبی ارزش زیادی ندارند. الماس را می توان با تابش دهی ذرات هسته ای پر انرژی ، نو ترون ها ، دو ترون ها و ذرات آلفا به رنگ سایه های پر رنگ سبز و با قرار دادن آنها جلوی الکترون های پر سرعت به رنگ آبی در آورد . الماسی که به این ترتیب سبز شده باشد می توان با گرم کردن در دمای مناسب به رنگ زرد پر رنگ در آورد .
الماس در بسیاری از مناطق مختلف جهان کشف شده است ، اما تنها کمی از آنها مقدار قابل توجهی الماس داشته اند. بیشتر الماس های موجود از رسوبات آبرفتی به دست آید. در این محیط الماس به دلیل خاصیت بی اثر بودن شیمیایی ، سختی بالا و گرانی ویژه نسبتا بالای خود، در رسوبات متمرکز می شود . در بعضی کشورهای آفریقا و آمریکای شمالی و در چین ، ونزوئلا ، استرالیا ، هند و سیبری ، الماس های درجا کشف شده است . سنگی که این الماس ها در آن یافت می شوند کیمبرلیت نامیده می شود . ( از منطقه کیمبرلی آفریقای جنوبی ) کیمبرلیت ها گروهی از سنگ های فرا بازی پتاسیم دار غنی از مواد ( عمدتا co2 ) با انواعی از ترکیب های درشت بلور در زمینه ریز دانه هستند . ( این بلور های درشت ، بلورهایی هستند که با چشم دیده شده و از زمینه ریز تر قابل تشخیص میباشند ، اما اینکه آیا در همان ماگمای کیمبرلیتی تشکیل شده باشند ، معلوم نیست .) اجتماع دانه های درشت تر می تواند شامل ایلمنیت ، گارنت ، پیروپ ، اولیوین ، کلینوپیروکسن ، فلوگوپیت ، انستاتیت و کرومیت باشد . کانی های زمینه ، پیچیده بوده و می تواند شامل اولیوین ، فلوگوپیت ، پروفسکیت ، اسپینل ، و دیوپسید باشد . هر چند این توده های نفوذی ، اندازه و شکل متغیری دارند اما بسیاری از آنها دایره ایی با شکل تنور ه ای بوده و به آنها ((تنور ه کیمبرلیت )) یا تنور ه های الماس گفته می شود. در عمیق ترین معادن در کیمبرلی آفریقای جنوبی ، قطر تنور ه ها با افزایش عمق کاهش یافته و معدن کاری در عمق حدود 1 کیلومتری به رغم ادامه یافتن تنور ه ها ، خاتمه می یابد . کیمبرلیت ، در سطح زمین به سنگی نرم و زرد رنگ ( خاک زرد) هوا زده می شود که در عمق به سنگی سخت ( خاک آبی ) تبدیل می شود . نسبت الماس به سنگ سترون ، از یک تنور ه به تنور ه دیگر تفاوت دارد . در معدن کیمبرلی این نسبت 1:8000000 است اما در برخی معادن می تواند تا 1:30000000 هم برسد .
مهمترین تولید کنند گان الماس جهان در سال 1988 همراه با تولید الماس خام طبیعی بر حسب میلیون قیراط عبارتند از :
استرالیا 35.5
زئیر 23.0
بوتسوانا 15.0
کشورهای مشترک المنافع 12.0
آفریقای جنوبی 9.0
نامبیا 0.9
آمریکای جنوبی 0.85
الماس از نظر بلور شناسی :
ایزومتریک – بلور ها بیشتر هشت وجهی هستند اما می توانند مکعبی یا دوازده وجهی نیز باشند . وجوه انحنا دار به ویژه در هشت وجهی ها و شش وجهی ها به فراوانی دیده می شود . بلور ها ممکن است در جهت **111} مسطح باشند.
دوقلوهای **111} ( قانون اسپینل ) رایج است و بیشتر به موازات صفحه دوقلویی مسطح شده اند . بورت که گونه ای الماس است ، شکل های گرد شده ای دارد و قسمت بیرونی آن به دلیل یک انبوهه شعاعی یا نهان بلورین ناهموار است . این واژه به الماس بدرنگ یا لک دار فاقد ارزش گوهری نیز اطلاق می شود.


خواص فیزیکی :
رخ ** 111} کامل .H=10 ( سخت ترین کانی در مقیاس موس و سخت ترین کانی شناخته شده است ) G=3.52 ، جلا الماسی بلور های برش داده نشده ، ظاهر چرب شاخص دارند . ضریب شکست بسیار بالا ( 2.42) و پراکنش شدید نور ، شواهدی بر درخشندگی الماس برش یافته است .
رنگ بیشتر زرد رنگ پریده یا بی رنگ ، همچنین با سایه های کمرنگی از سرخ ، نارنجی ، سبز ، آبی و قهوه ایی . سایه های سیر تر کمیاب است .
کربنادو و یا کربن ، بورت سیاه یا سیاه مایل به خاکستری است که رخ ناپذیر بوده و شکنندگی کمتری نسبت به بلور ها دارد.
ترکیب ، ساختار و سنتز:
هر کربن توسط چهار اتم کربن مجاور با همارایی چهار وجهی احاطه می شود. همارایی حاصل پیوند کووالانسی است که در آن چهار الکترون ظرفیتی در هر کربن ، اوربیتال های پیوندی چهار اتم کربن مجاور را با اشتراک الکترون پر می کنند . هر اتم کربن از این راه به اتم های دیگر پیوند یافته و شبکه ای پیوسته می سازد.
الماس در فشارها یا دماهای پایین ، نسبت به گرافیت ناپایدار است و می تواند در دماهای متوسط به گرافیت تبدیل شود. دلیل اینکه الماس و گرافیت می توانند در دما و فشار اتاق وجود داشته باشند این است که واکنش چند ریختی باز ساز بین دو کانی ، بسیار کند رخ می دهد . برای تبدیل گرافیت به الماس ، دماهای بسیار بالا یا به عبارت دیگر انرژی فعال سازی بالایی مورد نیاز است تا باعث شود اتم های کربن در ساختار گرافیت توسط آشفتگی های گرمایی شکسته شده و آنها را برای ساخت ساختار الماس آماده سازد. این دما ها ، فشار مورد نیاز برای انجام واکنش چند ریختی را نیز افزایش می دهد.
نخستین الماس مصنوعی در 1953 توسط دکتر اریک لوندبلاد در آزمایشگاه های پژوهشی ASEA سوئد در شرایط آزمایشگاهی حدود 2400 K و فشار 76 کیلو بار با دستگاهی که در یک زمان فشار های بسیار بالا اعمال کرده و دماهای بسیار بالا را تحمل می نمود ساخته شد . فن ASEA در آن زمان به عنوان اختراع ثبت نشد . چرا که مکانیسم سنتز به خوبی شناخته نشده بود

كل طلاي زمين 130000 تن

نام طلا (Gold) از واژه لاتين ((aurum به معني طلوع، واژه(Jval) در زبان سانسكريت، واژه ( Gold) درآنگلوساكسون، واژه (Geolo) در انگليسي قديم، (زرنه) در زبان اوستا و ( زر) در زبان پهلوي گرفته شده است. طلا از نظر فراواني در پوسته زمين با فراواني 7- 10 × 4 % مي باشد.
طلا فلزي است به رنگ زرد براق يا زرد فلزی با نماد Au، عدد اتمي 79، وزن اتمي 967/196، وزن مخصوص 32/19 گرم بر سانتي متر مکعب، سختي 5/2-3 در مقياس موس، خط اثر زرد طلايي، نرم، جلاي فلزي، براق،‌ قابل انعطاف، چكش خوار، شكل پذير، داراي شکست دندانه اي، نقطه جوش 2807 درجه سانتي گراد و نقطه ذوب 58/1064 درجه سانتي گراد.
طلا در گروه 11(IB) جدول تناوبي به عنوان Transition Metals بوده و در دوره 6 قرار دارد.
طلا پراكندگي بسيار گسترده‌اي دارد و معمولاً در رگه‌هاي كوارتزدار در سنگ‌هاي دگرگوني و اسليتي و يا در ماسه‌ها و آبرفت‌هايي كه از تجزيه سنگ‌هاي ديگر حاصل مي‌شود، وجود دارد. طلا معمولاً به نمونه‌هاي فلزي ديگر مانند پيريت طلادار وابسته است. طلا در درجه اول همراه كانيهاي نقره و يا به طور مستقل در داخل كوارتز و يا پيريت از منشاء گرمابي تشكيل مي‌شود. مقاومت زياد آن در مقابل عوامل مختلف مكانيكي و شيميايي موجب تمركز آن در پلاسرها مي‌گردد.
طلا به خاطر زيبايي، كميابي و پايداري در تمام طول تاريخ مورد توجه بشر بوده است. نقش ابتدايي آن در زندگي بشر بيشتر جنبه تزئيني و زينتي داشته است وليکن امروزه به عنوان اصلي ترين مبناي مبادلات تجاري درآمده و در بين ملل صنعتي جهان و همچنين مبادلات تجاري بين المللي، طلا به عنوان وجه قابل قبول در پرداخت قروض بين الملل عمل مي كند و به صورت پشتوانه رسمي يا غير رسمي براي پول ملل مختلف هنوز مطرح است.
طلا نقش خود را به عنوان ذخيره پولي در هر سطحي حفظ كرده است و بانك هاي مركزي ملل مختلف آن را به عنوان ذخيره پولي نگهداري مي كنند.گراني قيمت طلا در كاهش مصارف صنعتي و ايجاد محدوديت هاي كاربري همواره تأثيرگذار بوده است وليکن با پيشرفتهاي جديدي كه در تكنولوژي حاصل شده است، طلا در آينده مصارف صنعتي بيشتري پيدا خواهد کرد.
از كل مقدار طلاي موجود در جهان كه اندكي بيش از 130000 تن است، حدود 3/1 آن در بانك هاي مركزي ملل مختلف جهان و همچنين در آژانس هاي پولي ديگري چون بانک جهاني و صندوق بين المللي پول نگهداري مي شود و 3/1 ديگر آن در دست بخش خصوصي است. اين بخش نقش ضد تورمي داشته و در مقابل ناپايداريهاي اقتصادي ملي يا بين المللي نقش متعادل كننده دارد. 3/1 ديگر به صورت جواهرات يا ساير مصنوعات بخصوص در صنعت الكترونيك به كار برده مي شود.
طلا در تجارت فلز سومين رتبه را پس از آهن خام ( 109 × 200 مارك آلمان ) و آلومينيوم ( 109 × 45 مارك آلمان ) و قبل از مس (109 × 22 مارك آلمان ) داراست و توليد طلا بيانگر بخش مهمي از كل اقتصاد جهان است.
در حال حاضر، بخش اعظم طلاي بدست آمده از كانه ها در آفريقاي جنوبي توليد مي شود که در آن طلا بر حسب ارزش، در ميان تمام كالاهاي صنعتي، بالاترين رتبه را دارد. برزيل، آمريكا، كانادا، استراليا
در حال افزايش توليد خود هستند. بيش از 500000 نفر از مردم جهان در توليد طلا مشغول به كارند. ارزش طلا از توليد اوليه در سال 1987 برابر 109 × 32 مارك آلمان بود.
از زمان كشف نهشته هاي بزرگ برزيل در سال 1970 و فعاليت هاي جديد ديگر كشورهاي توليد كننده، عرضه طلا متناسب با تقاضاست و كمتر به وضعيت سياسي بستگي دارد.
طلا اولين عنصري است كه انسانها به عنوان فلز شناختند. اين فلز از ديدگاه اقتصادي يك فلز استراتژيك محسوب مي شود، زيرا پشتوانه مالي بوده و در بازارهاي جهاني نقش بسيار حساسي دارد. ذخيره سازي طلا در مراكز مهم دولتي بحراني بسيار حائز اهميت است.
دركوشش دولت ها و ملت ها براي دستيابي به قدرت اقتصادي و سياسي و نيز كوشش هاي فردي براي رفاه، هيچ فلزي به اندازه طلا نقش مهم و مؤثر نداشته است. منحني افزايش قيمت طلا، خود به خود اهميت و ارزش آن را مي رساند. كارشناسان معادن آفريقاي جنوبي اعتقاد دارند كه قيمت طلا هيچ وقت تنزل نمي كند و صنعت طلا سود سرشار به بار مي آورد. قيمت طلا علاوه بر مسئله عرضه و تقاضا و قيمت نفت، تحت تأثير عوامل مختلف از قبيل تنش هاي جهاني، اقتصاد جهاني و كشوري و غيره مي باشد.

مصاحبه با حيوان دوست داشتني ايراني !

دم گربه مي گويد در سر گربه چي مي گذرد. اگر دم گربه بالا برود به معناي اين است که گربه مي خواهد از خود دفاع کند يا نشانگر غرور است. گربه هايي که با چنين دمهايي راه مي روند با شکوه به نظر مي رسند، هنگامي که يک گربه مي ترسد دمهايش مانند يک بطري پر کرک به نظر مي رسند و اين دم پر کرک و بزرگ نشانگر مخلوطي از شجاعت کاذب و ترس است. هيچ وقت سعي نکنيد که چنين گربه اي را در دست بگيريد ضربه هاي آرام دم گربه نشانگر کمي آزردگي است. چنين آزردگي ممکن است نتيجه از خواب پريدن و يا آزردگي ديگري باشد. تعدادي از گربه ها مي خواهند کنار شما باشند که الزاما به اين معني نيست که شما آنها را نوازش کنيد. به حرکت آرام دم بي توجهي نکنيد، گربه ها به وسيله آن مي خواهند به شما حرکت سريع دم يک علامت بازي و موافقت با شماست، گربه اي که خود را به شما مي مالد نشانگر شادي و خوشحالي از آمدن شما به خانه است. گاهي اوقات دم گربه سريع حرکت مي کند، او هنگامي اين حرکت راانجام مي دهد که يک پرنده را از ميان پنجره ببيند و يا قصد پريدن به سمت اسباب بازي داشته باشد. آنچه به نظر مي رسد آن است که هرچه سريعتر دمش را حرکت دهد نشانگر آغاز حالت تهاجم بيشتري است. غدد بويايي گربه: گربه ها از حس بويايي براي مشخص کردن قلمروشان استفاده مي کنند. خوشبختانه ما بوهاي مربوط به آنها را متوجه نمي شويم و با توجه به احساس اوليه بويايي انسان درک بوهاي ديگر و فهميدن چيزها بوسيله بو غير قابل تشخيص است. شايد هر چيزي که گربه با بو کردن تشخيص دهد براي شما غير قابل درک باشد. بر روي لبها، پوزه و چانه حيوان غدد بويايي بسيار قوي وجود دارد که وقتي آنها پوزه يا لبشان را به چيزهايي که بو مي کنند مي مالند باعث تشخيص آن مواد به وسيله اين غدد بويايي مي شود. هنگامي که شما از در وارد مي شويد و گربه تصميم مي گيرد که دور پاهاي شما بگردد يا خودش را روي زمين به سمت شما بکشد در واقع بو مي کند و شما مي فهميد که اين مربوط به من است. شايد گربه ها نيز خيال مي کنند که ما نيز وقتي آنها را نوازش مي کنيم با بو به آنها علامت مي دهيم. خراش دادن راه ديگري براي گربه هاست. براي اينکه چيزها را با بو مشخص کنند. بر روي پنجه هايشان غدد بويايي قوي وجود دارد و آنها به طور موثري چيزها را با پنجه زدن مشخص مي کنند. و اين همان دليل چنگ زدن گربه به اجزا مي باشد. يک راه ديگر نيز براي گربه ها وجود دارد تا بوسيله آن چيزها را مشخص کنند، آن با استفاده از ادرارشان است. اين روش چندان براي مردم خوشايند نمي باشد زيرا به نظر مي رسد ادرار گربه بالغ نفرت انگيزترين بوي حاضر در جهان است.
خرخر کردن گربه: خرخر کردن اسرارآميزترين مرحله قابل تصور است. گربه ها هنگامي که خشنود هستند خرخر مي کنند. اين درست است اما تنها حالت نيست زيرا که گربه ها در حالت درد هم اين عمل را انجام مي دهند. خرخر کردن همانند فين کردن بيني است، تقريبا همه ما در طول زندگيمان اين عمل را انجام داده ايم ولي يک تصوير روشن از اين مرحله نداريم اما ممکن است نه گربه و نه صاحب گربه هيچ احساسي در مورد خرخر کردن نداشته باشند و آن به اين معني است که دقايقي را با هم صرف مي کنند، حتي لحظاتي وجود دارد که وقتي شما ناراحت هستيد گربه شما سر و چانه را به سمت شما مي آورد. همچنين به اين معني است که گربه خوشبختي را، بيان مي کند. در هر حال هيچ شکي وجود ندارد که اين زيباترين صدا در ميان بيانات گربه است.
صداي گربه: نوعي از ميو ميو کردن وجود دارد به اين معني که: من چيزي مي خواهم اين صدا معمولا دقيق تر ، بلند تر و صداي رساتري از ميو ميو کردن هاي معمول دارد. بيشتر گربه هاي ماهر در زمان غذا خوردن و يا هنگام ورود به جائيکه درب بسته دارد از اين صدا استفاده مي کنند. بلندترين صداي گربه مي تواند اين معنا را داشته باشد که من از تو متنفرم. اين به طور ميانگين بين صداي خر خر کردن و جيغ کشيدن است. معمولا اين صدا براي گربه هاي ديگر فرستاده مي شود و شبيه صداي صوت است . شما به محض شنيدن آن را تشخيص مي دهيد. عجيب ترين صدا که شما از يک گربه مي توانيد بشنويد، همان صداي خرخر و خرناس کشيدن است. اين صداها شامل ( آه آيا شما هستيد؟ ) ( از ديدن شما خوشحالم ) است. گربه ها اين صداها را فقط براي دوستان صميمي و خيلي نزديک در مي آورند. حالا ديگه تصميم گيري در مورد اينکه گربه موجود دوست داشتني هست يا نه با خودتونه.

گربه عضو خانواده گربه سانان بوده و حیوانی گوشتخوار می باشد. از خصوصیات گربه سانان یكی پوشش راه راه یا لكه ای تیره در زمینه ای روشن تر بوده كه این لكه ها و خطوط از هم جدا می باشند. خصوصیت دیگر داشتن پوزه كوتاه ودندانهایی است كه برای بریدن و پاره كردن تخصصی شده اند.

گربه اهلی با سگ متفاوت است . سگ اجتماعی تر و با وفا بوده ولی گربه منزوی و خودخواه می باشد. بیش از 100 نژادشناخته شده گربه وجود دارد اگر چه بیشتر گربه ها دورگه می باشند. گربه ها را میتوان در 2 گروه كلی موكوتاه و موبلندتقسیم بندی نمود.
گربه بالغ 30 دندان دارد. فكهای گربه حركت جانبی ندارند تا غذا آسیاب شوند، ضمنا دندانهای آسیا نیز دارای سطح آسیاب كردن نیستند، در عوض زبان سوهان مانند گربه توانایی جداكردن گوشت از استخوان (ونیز تیمار كردن بدن ) رادارد.

گربه ها بطور طبیعی شبگرد هستند و در طول روز بیشتر اوقات را استراحت می كنند. اینكه گفته می شود گربه ها درتاریكی می بینند صحت ندارد، ولی در نور كم قادر به دیدن می باشند. بدن گربه ها دارای انعطاف زیادی است و هنگام دویدن و تعقیب شكار به سرعت به حداكثر سرعت خود می رسد ولی به دلیل داشتن ریه های كوچك طاقت زیادی ندارد(برخلاف سگ ) و زود خسته می شود.


چرخه زندگی گربه

گربه ماده پس از 61-68 روز دوران بارداری (متوسط 63) بطور میانگین 3-5 نوزاد به دنیا می آورد. بدن نوزادان از موپوشیده شده ولی چشمها و گوشهایشان بسته می باشد. وزن آنها هنگام تولد بین 90-140 گرم بوده و اضافه وزن طبیعی حدود 80-100 گرم در هفته می باشد. در هفته اول زندگی ، نوزادان تنها توانایی مكیدن سینه مادر، خزیدن و میو كردن رادارند. در صورتی كه بچه ها به میزان كافی شیر بخورند و جای مناسب و گرم داشته باشند اغلب ساكت یا خواب هستند.در حدود 10 روزگی چشمها باز شده و در حدود 20 روزگی بچه ها قادرند با زبان نیز شیر بنوشند. در هفته چهارم علاوه بر شیر مادر می توان به بچه ها شیر و غذای نرم كمكی داد. بچه گربه ها حتما باید تا 2 ماهگی شیر بخورند.
بچه گربه ها حدود 6-7 ماهگی بالغ می شوند ولی آبستنی در سن كمتر از یك سال مناسب نیست زیرا گربه ماده هنوزجثه لازم را پیدا نكرده است . گربه ماده تا 8 سالگی و نر تا 10 سالگی قابلیت جفت گیری مناسب دارند. طول عمر گربه ساكن منزل با شرایط مناسب حدود 12-15 سال است .


انتخاب

هنگام انتخاب گربه به سن ، جنس و پوشش بدن آن توجه كنید.

سن : بچه گربه نیاز به مراقبت بیشتری دارد ولی سازش پذیرتر است بخصوص اگر حیوان دیگری در خانه باشد. بچه گربه را میتوان به میل خود تربیت كرد و دردسر آن كمتر از گربه بالغی است كه عادات قدیم دارد. بهتر است بچه گربه تا 8هفته نزد مادرش باشد.

جنس : ماده مهربانتر، مطیع تر و بازیگوش تر است . گربه نر برای حفظ قلمرو خود مبارزه می كند. اگر گربه نر اخته شودمطیع تر خواهد شد. اگر گربه ماده دارید باید مراقب آبستنی ناخواسته نیز باشید.

پوشش بدن : گربه موكوتاه وقت كمتری جهت نگهداری می گیرد و می تواند خود را تیمار كند. گربه موبلند زیباتر است ولی نیاز به برس زدن روزانه دارد و به مشكلات پوست و مو حساس تر می باشد.

راز طول عمر

راستي طول عمر انسان حداكثر چقدر ميتونه باشه ؟
ايا ميشه تمام اعضا بدن را تعمير و يا جايگزين كرد ؟
ايا براي تمام اعظا بدن عضو مصنوعي ساخته شده يا امان پيوند يا جايگزيني وجود داره و انجام شده ؟
اگه همه اعضا عوض بشن ان انسان هويتش يكي ديگه است يا مخلطي از مالكين اون اعضا ها ؟
به هر حال اگه نظري و اطلاعاتي در اين مورد داريد لطفا بفرستيد .
11 ماده غذايي
افزايش دهنده طول عمر

ـفـکـر مـی کنـید راز زندگی جاودان کشف شده است؟ در فیـلـم های سینـمـایــی مثل "آسمان وانیلی" و "آستین پـاورز" مـــی بینیم که می توان با منجمد کردن جسم به آن زنـدگـی جـــاوید داد. اما هیچگاه خود را از این تخیلات دور نمیکنیم تا ببینیم که در دنیای واقعی چطور میتوانیم طولانی زندگی کنیم.
خوب است بدانید که با خوردن بعضی مواد غذایی می توانید به این مسئله کمک کنید و به طول عمرتان بیفزایید.
این مواد غذایی که به خاطر همین مسئله مشهور شده اند، حاوی دسته ای ویتامینها و مواد شیمیایی مخصوص هستند که به شما برای مقابله با بسیاری از بیماری های کشنده کمک می کند. در اینجا به دسته ای از این مواد غذایی اشاره می کنیم.

1-سیب
محتویات: سیب سرشار از آنتی اکسیدان هایی مثل کورستین است. همچنین حاوی فیبرهای قابل حل مثل پکتین می باشد.
اثرات آن روی سلامتی: کورستین که یکی از بهترین آنتی اکسیدان ها به شمار میرود، از ابتلا به سرطان و از لخته شدن خون جلوگیری می کند. پکتین نیز سطح کلسترول خون را پایین می آورد و سموم سرطان زا را از جریان خون دفع می کند.
بهترین راه استفاده: بهتر است سیب را به حالت خام و با پوست استفاده کنیم چون کورستین در پوست سیب موجود است.

2-آوکادو
محتویات: آوکادو حاوی مقدار قابل توجهی فیبر است و حتی بیش از موز پتاسیم در خود دارد.
اثرات آن روی سلامتی: نه تنها باعث صافی و نرمی پوست می شود، بلکه از بالا رفتن فشار خون، بیماری های قلبی و انواع بخصوصی از سرطان ها به ویژه سرطان روده نیز جلوگیری می کند.
بهترین راه استفاده: فقط کافی است که پوست آن را کنده و خام بخورید. می توانید آن را با گوجه فرنگی، آبلیمو، فلفل هالپانو و نمک نیز ترکیب کرده و سس گواکامولی از آن بسازید.

3-موز
محتویات: موز حاوی مقدار زیادی پتاسیم، منیزیم و فلیت است.
اثرات آن روی سلامتی: پتاسیم از بالا رفتن فشار خون جلوگیری کرده و احتمال سکته را پایین می آورد. فلیت به رشد صحیح بافت ها کمک کرده و از ایتلا به بیماری های قلبی و سرطان جلوگیری می کند.
بهترین راه استفاده: دقیقاً مثل میمون ها به راحتی موز را پوست کنده، بخورید و لذت ببرید. به نظر می رسد که میمون ها بیش از آنچه ما فکر می کنیم باهوش هستند.

4-تخم مرغ
محتویات: تخم مرغ حاوی مقدار قابل توجهی کولین، پروتئین، کاروتینوئید و زآکسانتین می باشد.
اثرات آن روی سلامتی: فایده ی عمر طولانی چیست اگر حتی نتوانید به یاد بیاورید که دندان مصنوعی هایتان را کجا گذاشته اید؟ خوردن تخم مرغ به شما کمک می کند. کولین موجود در تخم مرغ به حفظ حافظه در زمان پیری کمک می کند. کاروتینوئید نیز از ابتلا به بیماری های چشمی مربوط به پیری مثل آب مروارید جلوگیری می کند.
بهترین راه استفاده: تخم مرغ را می توانید به حالت آب پز، جوشانده یا خاگینه استفاده کنید. فقط به یاد داشته باشید که پختن آنها با مقدار زیادی کره یا روغن برایتان ضرر دارد.

5-سیر
محتویات: سیر هم حاوی مقدار زیادی از آنتی اکسیدان ها می باشد.
اثرات آن روی سلامتی: سیر از لخته شدن خون جلوگیری کرده و خطر سکته را کاهش می دهد. همچنین با کشتن سلول های سرطانی مقدار زمان زنده ماندن را در افراد سرطانی افزایش می دهد.
بهترین راه استفاده: بهتر است که سیر را به حالت خام استفاده کنید. می توانید آن را خرد کرده و به محتویات سالادتان اضافه کنید.

6-لوبیا قرمز
محتویات: حاوی مقدار زیادی فیبر قابل حل می باشد.
اثرات آن روی سلامتی: فیبر به حفظ سلامتی سیستم گوارشی کمک بسیاری میکند و یک سیستم گوارشی سالم نیز از ابتلا به دیابت و سرطان روده جلوگیری میکند. فیبر قابل حل همچنین کلسترول و قند خون را پایین می آورد.
بهترین راه استفاده: هم لوبیای خشک و هم لوبیای کنسرو شده این اثرات خوب را روی سلامتی می گذارند. خوب است که مقداری از این لوبیاها را هم در غذاهای مورد علاقه تان بیندازید یا آنها را به غذاهای مکزیکی اضافه کنید.

7-گردو
محتویات: گردو حاوی مقدار قابل توجهی اسید چرب امگا 3 است.
اثرات آن روی سلامتی: اسید چرب امگا 3 نه تنها از لخته شدن خون و ابتلا به بیماری های قلبی جلوگیری می کند، همچنین می تواند از افسردگی و ورم مفاصل هم جلوگیری کند.
بهترین راه استفاده: بهتر است که گردو را به حالت تازه بعد از بیرون آمدن آن از پوست استفاده کنید، اما تا دو هفته بعد از بیرون آمدن از پوست هم می توانند تا حدودی تازگی خود را حفظ کنند به شرط اینکه در مکان های خشک و خنک نگهداری شوند. از گردو می توانید برای تزئین روی سالاد هم استفاده کنید.

8-محصولات سویا و توفو
محتویات: حاوی هورمون های گیاهی ایزوفلاون می باشد.
اثرات آن روی سلامتی: سویا به پایین آمدن میزان Ldl ناسالم در کلسترول خون کمک می کند که فشار خون را پایین آورده و احتمال حملات قلبی را نیز کاهش می دهد.
بهترین راه استفاده: توفوی سفت بهترین منبع سویا می باشد و برخلاف باور عموم توفو طعم بدی ندارد.

9-انگور قرمز
محتویات: انگور قرمز حاوی آنتی اکسیدان های قوی کاتچین و نوعی پلی فنول به نام رسیراترول می باشد.
اثرات آن روی سلامتی: کاتچین به از بین بردن رادیکال های آزاد کمک کرده و از ابتلا به سرطان جلوگیری می کند. تحقیقات جدید نیز نشان می دهد که رسیراترول میزان کلسترول خون را کاهش می دهد و از پیشرفت سرطان های پوستی و سایر سرطان ها جلوگیری می کند.
بهترین راه استفاده: نوشیدن یک یا دو لیوان آب انگور در روز برای این منظور کافی است. اما مصرف بیشتر از این میزان می تواند اثرات خوب این ماده را از بین ببرد.

10-اسفناج
محتویات: اسفناج یکی از سالم ترین سبزیجات به حساب می آید. به اندازه ی سیر در خود آنتی اکسیدان داشته و منبع خوبی برای اسید فولیک و ویتامین های A و C به شمار می رود.
اثرات آن روی سلامتی: اسفناج تاثیرات بسیار مثبتی روی سلامتی شما دارد. با سرطان، بیماری های قلبی و اختلالات مغزی مبارزه می کند.
بهترین راه استفاده: اسفناج خام یا بخارپز شده بهترین نوع خوردن این ماده ی مفید غذایی می باشد. می توانید آن را با گوجه فرنگی، گردو و تخم مرغ آبپز ترکیب کرده و سالادی خوشمزه بسازید.

11-رازیانه
محتویات: رازیانه که جزء سبزیجات ایتالیایی است، حاوی مقدار زیادی ویتامین A، کلسیم، پتاسیم و آهن می باشد.
اثرات آن روی سلامتی: رازیانه به برطرف کردن مشکلات گوارشی کمک می کند. آهن و ویتامین A موجود در این گیاه به سلامت پوست و ناخن کمک بسزایی می کند. از خستگی و کم خونی نیز جلوگیری می کند.
بهترین راه استفاده: رازیانه را می توانید به صورت های مختلفی استفاده کنید: خام، بخار پز شده یا سرخ شده

سياره ما 3

زمین شناسی یا ژئولوژی (Geology) از لغت یونانی Geo به معنی "زمین" و Logos به معنی "علم" یا "منطق" گرفته شده است. به عبارت دیگر زمین شناسی علم مطالعه زمین می‌باشد.

دید کلی
زمین شناسی علمی است که درباره پیدایش زمین ، تشکیلات ، ساختمان و مواد تشکیل دهنده زمین ، کوهها ، دشت‌ها و اقیانوس و همچنین تاریخ پیدایش جانداران و تسلسل وقایع فیزیکی در زمین و بالاخره تحولاتی که در زمین صورت گرفته و می‌گیرد بحث می‌نماید. زمین شناسی در نیم قرن اخیر در جهان و در ربع قرن حاضر در ایران گسترش فراوانی یافت. بسیاری از نظریات سابق دگرگون شد و زمین شناس در بررسی سیاره پرارزش خود به آگاهیهای نوین دست یافت که پایه علوم زمین جدید را فراهم ساخت چون مانند همه رشته‌های تجربی کار زمین شناسی بر اساس مشاهده و تغییر است لذا هر قدر امکان مشاهده مستقیم و غیر مستقیم ما ، از راه‌های ژئوفیزیک ، ژئوشیمی ، ماهواره‌ها و الکترونیک افزایش یابد، طبعا آگاهی‌های ما هم از جهان و از گذشته کره زمین عمیق‌تر می‌گردد.






تاریخچه ، سیر تحولی و رشد
مدارک و اسناد حاکی از آن است که حدود 4500 سال قبل از میلاد ، انسان موفق به استخراج مس شد، حدود 2800 سال پیش از میلاد آلیاژ مفرغ بوسیله ایرانیان شناخته شد. در سالهای 1600 تا 1300 پیش از میلاد استفاده از آهن معمول گردید. قدیمی‌ترین نقشه زمین شناسی در 2000 سال قبل از میلاد مربوط به معادن زمرد و طلا در مصر باقی مانده است.


اینکه اولین مطالعات علمی زمین شناسی از چه زمانی آغاز شده به درستی مشخص نیست، شاید اولین نوشته در مورد این علم به وسیله ارسطو (332-348) سال قبل از میلاد) در کتاب "السما و العالم" به رشته تحریر در آمده باشد، که در آن از تغییرات وارد بر زمین و آثار جوی ذکر به میان آمده است. بعد از جنگ جهانی دوم (1945-1939) با پیشرفت علوم و تکنولوژی و در نتیجه احتیاج به مواد اولیه اهمیت علم زمین شناسی بیش از پیش آشکار شد. برای جستتجوی معادن فلزی و مخصوصا نفت ، زمین شناسان را بر آن داشت که دست به یک سری مطالعات جدید در زمینه ساختمانهای تحت الارضی زده و مطالب جدید کشف نمایند.


در اوایل قرن بیستم با پیشنهادات وگنر ، نظر زمین شناسان به فرضیه اشتقاق قاره ها معطوف شد. در سالهای اخیر با مطالعات و توجهات بیشتر به نظریه‌های گسترش کف اقیانوس و تکتونیک صفحه‌ای توسط دانشمندانی همچون مس و مورگان و با استفاده از پیشرفته‌ایی که در سایر علوم حاصل گردیده زمین شناسی وارد مرحله جدیدی از علوم شده است.






تعریف علم زمین شناسی
زمین شناسی دانش سیاره زمین است ودرباره منشا مواد و اشکال موجود بر آن صحبت می‌کند. گذشته این سیاره وفرایندهایی که برروی آن رخ داده یا درحال رخ دادن است و بر اشکال آن تاثیر دارد بررسی شود. برای حصول نتیجه از این مباحث در زمین شناسی باید اثر فشارهای مختلف مورد اثر بر زمین وهمچنین شیمی موادی که این سیاره از آن تشکیل شده واثر موجودات زمین در آن از جنبه‌های مختلف مورد بحث قرار گیرد. اطلاعات اولیه در مورد خود کره زمین نظیر پیدایش زمین عمر آن و وضعیت آن در فضا واز این قبیل ازطریق مطالعه سایر اجرام سماوی بدست می‌آید و گاها از این طریق با مطالعه وضع فعلی سایر اجرام شبیه زمین به طرز پیدایش رخدادها وتغییرات در گذشته زمین پی می‌برند.


تمام مطلعاتی که در مسیر شناخت زمین صورت می‌گیرد و علومی که در این مسیر پا گرفته و می‌گیرند در نهایت در خدمت جامعه بشری قرار می‌گیرد‌. در این علوم چگونگی استخراج واستفاده از مواد موجود در زمین و محیطهای زیستی پایدار در زمان پیدایش این مواد مورد بررسی قرار می‌گیرد و در علومی دیگر از خطرات ناشی از نیروهائی در حال حرکت و پویای موجود در زمین که ممکن است رفاه یا هستی انسانها را با خطر نیستی مواجه سازد آگاه می‌سازد. چون مواد موجود در زمین و ساختمانهای طبیعی موجود در آن از ابتدای تاریخ بشریت مورد استفاده انسانها بوده است می‌توان گفت این علم از قدیمیترین علومی است که انسانها نا خودآگاه به آن پرداخته‌اند ودر طی قرون رفته رفته این علم و شاخه‌های متنوع آن مدون و طبقه بندی شدند و رشته‌های فرعی وتخصصی با قوانین تعریف شده را به وجود آورده‌اند که هریک بخشی از دانش زمین شناسی را تشکیل می‌دهند.


زمین شناسی علمی است که به طور کلی در باره زمین صحبت می‌کند. این تعریف را باید کامل‌تر کرد. زیرا موضوع علوم دیگری نیز مثل هیات و نجوم و ... درباره زمین صحبت می‌کنند. ولی مقصود از زمین شناسی ، شناسایی و مطالعه تئوری‌های پیدایش زمین و مواد تشکیل دهنده آن ، بررسی عواملی که در وضعیت آن تاثیر دارند. و بالاخره مطالعه و شناسائی مواد ارزشمند زمین و نحوه استفاده از آنهاست. زمین شناسی علم قدیمی و دارای سابقه طولانی است. و بشر همواره در مورد زمین کنجکاو بوده است. حوادثی مانند زلزله ، طوفان ، سیل ، گردباد و ... انسان را همواره در مورد زمین نگران می کرده. علم زمین شناسی ، یعنی آنچه که امروزه به علم جداگانه دارای رشته‌های متنوعی است که بیش از دو سه قرن سابقه ندارد. و مانند سایر رشته‌های علوم تحقیقات مداوم دانشمندان متعددی این علم را به پایه امروزی رسانده است.




نقش زمین شناسی در زندگی
زمین شناسی علم قدیمی و سابقه‌داری است. اصولا بشر اولیه ، همیشه در مورد زمین کنجکاو بوده است. این کنجکاوی را می‌توان معلول دو علت اساسی دانست. اول اینکه بشر و سایر موجودات زنده ، هستی خود را مرهون زمین بوده و همیشه غذای خود را از آن بدست می‌آورده‌اند و بدین ترتیب مجبور بوده‌اند که دائما در مورد آن مطالعه کنند تا بتوانند غذای مناسب و حدالامکان متنوعی برای خود به دست آورند. نکته دومی که بشر را در مورد زمین نگران می‌کرده است، وقوع حوادث ناگواری مانند زلزله ، آتشفشان ، طوفان ، سیل و نظایر آن بوده که همیشه خسارات مالی و جانی زیادی را سبب می‌شده است و بشر به ناچار همواره در صدد بوده است که علل این حوادث را دریابد تا بتواند حتی المقدور از وقوع آن جلوگیری و یا حداقل آن را پیش بینی کند.


ارتباط زمین شناسی با سایر علوم
همانند سایر علوم ، زمین شناسی نیز نمی‌تواند بدون کمک دیگر رشته‌های علمی ، موجودیت خود را حفظ کند. مهمترین رشته‌های علمی که زمین شناسی بر مبنای آنها استوار است فیزیک ، شیمی ، مکانیک ، بیولوژی و نجوم‌اند.

تقسیمات علم زمین شناسی
کانی شناسی:
درباره مواد تشکیل دهنده زمین ، طرز تشکیل و نحوه شناسائی آنها گفتگو می‌کند.


سنگ شناسی:
موضوع بحث آن سنگ‌های زمین ، تقسیم بندی و چگونگی تشکیل آنهاست.


هواشناسی:
راجع به آزمایش‌های مربوط به هوا و مشخصات آن صحبت می‌کند.


آب شناسی:
موضوع بحث آن آب‌های زمین است. این رشته خود به دو قسمت آبهای سطحی و آبهای زیر زمینی تقسیم می‌شود.


زمین شناسی ساختمانی:
درباره ساختمان‌های طبیعی زمین صحبت می‌کند.

زمین شناسی فیزیکی:
در باره مشخصات طبیعی زمین صحبت می‌کند.


دیرینه شناسی:
راجع به موجودات زنده‌ای که در قدیم زندگی می‌کرده‌اند و شرایط زندگی آنها بحث می‌کند. با استفاده از این رشته می‌توان سن طبقات مختلف زمین را محاسبه کرد.


رسوب شناسی:
راجع به رسوبات و نحوه تشکیل آنها صحبت می‌کند.


چینه شناسی:
موضوع بحث آن درباره طبقات مختلف زمین و ارتباط آنها با یکدیگر است.


ژئومرفولوژی:
موضوع بحث آن در مورد عوارض زمین است و درباره طرز پیدایش پستی‌ها و بلندی‌ها گفتگو می‌کند.
ژئوفیزیک:
درباره خواص فیزیکی زمین نظیر جاذبه ، ثقل ، فشار و حرارت بحث می‌کند. در قسمتی از این رشته که به نام ژئوفیزیک عملی معروف است ، نحوه استفاده از خواص زمین در پی‌گیری و اکتشاف مواد معدنی بحث می‌شود.


ژئو شیمی:
راجع به خواص شیمیایی زمین و ترکیب مواد تشکیل دهنده آن گفتگو می‌کند. در این رشته نحوه استفاده از خواص شیمیایی عناصر تشکیل دهنده زمین در اکتشاف مواد معدنی مورد بحث است.


زمین شناسی اقتصادی:
این رشته از زمین شناسی درباره آن دسته از مواد زمین که ارزش اقتصادی دارند صحبت می‌کند. و نحوه و شرایط تشکیل آنها را بررسی می‌کند.


زمین شناسی مهندسی:
در باره چگونگی استفاده از اطلاعات زمین شناسی در کارهای مهندسی نظیر سد سازی ، جاده‌ سازی و ... گفتگو می‌کند.


فتوژئولوژی:
به کمک این رشته می‌توان با استفاده از عکس‌های هوایی زمین ، نقشه زمین شناسی تهیه کرد.


زلزله شناسی:
زمین لرزه‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد.


آتشفشان شناسی:
آتشفشان‌ها و فعالیتهای آتشفشانی را مورد بررسی قرار می‌دهد.


اقیانوس شناسی:
اقیانوس‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد.


پالئو ژئوگرافی:
درباره شکل و توزیع خشکی‌ها و دریاهای زمین در ادوار گذشته زمین شناسی گفتگو می‌کند.


پالئو بوتانی:
راجع به گیاهانی که در قدیم می زیسته‌اند و چگونگی شناسائی آنها گفتگو می‌کند.


دورسنجی:
در آن نحوه بررسی زمین با استفاده از ماهواره‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد.


غارشناسی:
در آن نحوه پیدایش غارها مورد بررسی قرار می‌گیرد .


زمین شناسی دریایی:
در آن در مورد آبها بحث می‌شود.


زمین شناسی ساختمانی و تکتونیک:
درباره ساخت‌های مختلف سنگهای تشکیل دهنده پوسته ، چگونگی تشکیل و ارتباط آنها با عوامل داخلی زمین ، بحث می‌کند.

سياره ما 2

سیاره زمین



سیاره زمین، که در فاصله حدود 150 میلیون کیلومتری به دور خورشید می گردد، از نظر اندازه پنجمین و ازنظر فاصله از خورشید سومین سیاره منظومه شمسی است. زمین با سرعتی حدود 108000 کیلومتر در ساعت به دور خورشید می گردد و در نتیجه طی 365 روز و 5 ساعت و 51/45 ثانیه آن را دور می زند. در عین حال زمین هر 23 ساعت، 56 دقیقه و 09/4 ثانیه یک مرتبه حول محور خود می چرخد. شکل زمین به طور کامل کروی نیست، در استوا کمی بیرون زده و در قطبها کمی تورفته است.

همانطور که گفته شد، به نظر می رسد که تولد زمین به همراه سایر ستاره‌ها، به 5/4 میلیارد سال پیش که ابرهای باقیمانده از تشکیل خورشید شروع به جامد شدن کردند باز می گردد. براساس نظریه‌های امروزی برای 500 میلیون سال درون زمین به صورت جامد و در دمایی به طور نسبی پایین( حدود 1100 درجه سانتیگراد) باقی ماند. در این دوره مواد تشکیل دهنده زمین بیشتر آهن و سیلیس به همراه مقدار کمی از سایر مواد که احتمالا بخشی از آنها را مواد پرتوزا تشکیل می داد بودند. با گذشت میلیونها سال، انرژی رها شده از مواد پرتوزا زمین را گرم و پاره ای از مواد تشکیل دهنده آن را ذوب کرد. آهن پیش از سیلیس ذوب شد و چون سنگین تر بود به طرف مرکز زمین رفت و سیلیس را از مرکز به سطح راند. به این ترتیب زمین از یک توده همگن( شکل 3- الف) با موادی کم وبیش مشابه در تمام اعماق، به توده ای لایه ای با هسته ای آهنی در مرکز، پوسته ای سطحی متشکل از مواد سبک تر با دمای ذوب پایین در سطح و گوشته ای در بین این دو که در برگیرنده بقیه مواد بود تبدیل شد( شکل 3- ب). براثر پرتو زایی طی میلیونها سال، هسته مذاب زمین احتمالا امروزه نیز دمایی بالا دارد( حدود 6100 درجه سانتیگراد). به این ترتیب بخش عمده ای از هسته به صورت مایع است ولی شواهد نیز دال بر جامد بودن مرکز آن وجود دارد. بنابراین هسته زمین به دو بخش درونی (جامد) و بیرونی( مایع) تقسیم می شود که 95% آن را هسته بیرونی تشکیل می دهد( شکل3- ج).





شکل (3): زمین همگی اولیه (الف)،تشکیل هسته آهنی ( ب)، زمین لایه ای امروزی(ج).



در خارج هسته، گوشته زمین با ضخامت حدود 2900 کیلومتر تقریب تا سطح گسترش دارد و متشکل از سنگهایی مشابه آنچه که از دهانه آتشفشانها جاری می شود است. گوشته در وضعیتی بین مایع و جامد قرار دارد و کمی انعطاف پذیر است و بنابراین نقش مهمی در پویایی کره زمین دارد. اطراف گوشته را قشر سخت و نازکی به نام پوسته در بر گرفته است که بین حدود 8 تا 60 کیلومتر ضخامت دارد و سطح بیرونی زمین را تشکیل می دهد. با توجه به مطالب بالا متوجه می شویم که زمین سیاره ای است فعال و طی میلیونها سال به تدریج ساختار امروزی خود را یافته است. امروزه نیز این پویایی ادامه دارد و زمین مرتب در حال ساخت و ساز است. اگر چه سرعت این ساخت و ساز در حدی نیست که به صورت روزمره محسوس باشد، ولی اثرات آن به صورت آتشفشان و زمین لرزه این پیام را از درون زمین به ما می رساند که درون کره زمین هنوز هم فعال است. برای روشن تر شدن مطلب و توجیه چگونگی این رویدادها، بهتر است از کمی دورتر و از دیدگاه دیگری لایه ای مختلف زمین را دسته بندی کنیم. در این چارچوب اگر کره مجموعه ای از کره‌های هم مرکز در نظر بگیریم، ازخارج به طرف مرکز زمین شاهد قسمتهای مختلف زیر هستیم:

هواکره
طی فرایندهایی که منجر به شکل گیری زمین شد، فرار گازهای ناشی از واکنشهای شیمیایی، پوششی گازی در اطراف کره زمین ایجاد کرد که هوا کره نام دارد. در این لایه که از سطح زمین تا ارتفاع حدود95 کیلومتری گسترش دارد، از سطح زمین به سوی بالا از فشار و غلظت گازهای آن کاسته می شود. هوای کنار دریا فشاری برابر 76 سانتیمتر جیوه دارد و تراکم آن برای انسان و حیوانات مناسب است. یعنی دارای اکسیژن کافی برای تنفس می باشد. اما در ارتفاع بالاتر( برای مثال پنج کیلومتری) مقدار اکسیژن کم می شود و چون ارتفاع ستون هوایی که بالاتر از آن قرار می گیرد کم می شود. فشار هم کم شده و به سلامتی لطمه می زند.
آب کره
با سخت شدن پوسته زمین ناهمواریهایی در سطح آن پدید آمد که محلهای مناسب را برای تجمع آبهایی که از درون از طریق آتشفشانها و درزه‌ها به سطح می آمدند تشکیل داد و به این ترتیب اقیانوسها به وجود آمدند. این پوشش آبی در سطح زمین آبکره نام دارد.
سنگکره
بیرونی ترین قشر جامد و سخت زمین سنگ کره نامیده می شود که در برگیرنده پوسته و سنگهای سخت گوشته بالایی است. ضخامت سنگ کره در زیر قاره‌ها حدود 100 کیلومتر و در زیر اقیانوسها حدود 50 کیلومتر می باشد( شکل 4).
مذاب کره
این لایه از زیر سنگ کره آغاز و تا عمق حدود 700 کیلومتری گسترش دارد(شکل 5). در این لایه سنگهای گوشته کمتر شکننده هستند و در مقایسه با سنگ کره شکل پذیرتر می باشند. به عبارتی دیگر ازدیدگاه فیزیکی این لایه حالت پلاستیکی داشته و خمیر مانند محسوب می شود.
گوشته زیرین
دو لایه سنگ کره و مذاب کره. بدون در نظر گرفتن پوسته، گوشته بالایی را تشکیل می دهند که تا عمق 700 کیلومتری ادامه دارد(شکل5). شواهد موجود بیانگر این واقعیت است که از عمق 700 کیلومتری تا عمق حدود 2900 کیلومتری که شروع هسته بیرونی است. گوشته بدون هیچ گونه لایه بندی مشخص(برخلاف گوشته بالایی) ادامه دارد. این بخش، گوشته زیرین نامیده می شود.
هسته بیرونی
هسته بیرونی از زیر گوشته ( عمق حدود 2900 کیلومتر) تا عمق 5150 کیلومتر گسترش دارد(شکل 5). سرشت فیزیکی هسته بیرونی به گونه مایعات است.
هسته درونی

هسته درونی جامد است و گمان برده می شود که از آهن و نیکل تشکیل شده باشد. این بخش از هسته از عمق5150 کیلومتر تا مرکز زمین (6378 کیلومتری) گسترش دارد (شکل5).





شکل 4- قشر بیرونی زمین به صورت سنگکره جامد و سخت که بر روی مذاب کره خمیری شناور است.






شکل 5- قطعه ای از درون زمین در دو مقیاس مختلف که محل ناپیوستگیهای ساختاری و نسبتهای صحیح بین پوسته، گوشته و هسته را نشان می دهد



با توجه به مدلی که تا اینجا برای درون زمین ارائه شد می توان آن را مانند یک میوه، برای مثال هلو در نظر گرفت که از بیرون به درون شامل پوسته، گوشته، هسته بیرون( پوست هسته) و هسته درونی (مغزه) می باشد (شکل6).





شکل 6- مقایسه ساختار زمین و میوه ای مانند هلو شامل پوسته، گوشته، هسته بیرونی و هسته درونی.

سياره ما

کره زمین
مقدمه

زمین ، سومین سیاره نزدیک به خورشید و بزرگترین سیاره در میان سیارات درونی است. ساختار درونی زمین مثل سایر سیارات درونی از یک هسته داخلی و یک هسته خارجی به همراه لایه‌های مذاب و نیمه مذاب و سنگی جامد تشکیل یافته است. هسته داخلی فلزی و جامد بوده و توسط هسته خارجی که فلزی و مذاب است، احاطه شده است.





فاصله متوسط از خورشید 60.149 کیلومتر

قطر استوا 12756 کیلومتر

مدت حرکت وضعی 93.23 ساعت

مدت حرکت انتقالی 26.365 روز

سرعت حرکت انتقالی 79.29 کیلومتر در ثانیه

دمای سطحی 55 تا 70 درجه سانتیگراد

جرم (زمین = 1) 00.1

چگالی متوسط (آب = 1) 52.5

جاذبه (زمین = 1) 1

تعداد قمر 1





زمین شرایط بسیار منحصر بفردی دارد. هیچکدام از سیارات دیگر آب مایع و جو پر اکسیژن نداشته و حیات در آنها وجود ندارد. تکامل تدریجی زمین که 4.5 میلیارد سال طول کشیده است، همچنان بطور طبیعی و نیز بر اثر فعالیتهای انسان ادامه خواهد داشت. همچنین چگالی زمین از تمام سیارات دیگر بیشتر است.

زمین در آغاز شکل گیری

در اوایل پیدایش منظومه شمسی ، ذرات ریز غبار موجود در قرص خورشید که عمدتا از گاز و غبار تشکیل شده بود، پس از برخورد به هم چسبیده و اجسام بزرگ و بزرگتری را بوجود آوردند. بدین ترتیب چهار سیاره درونی از این ذرات شکل گرفتند.



4.5 میلیارد پیش ، زمین دارای سطحی داغ ، قرمز و نیمه مذاب بود. پس از گذشت میلیونها سال ، سطح زمین شروع به سرد شدن نمود و پوسته جامدی ، به دور زمین بوجود آمد. گازهای داغ و مواد مذاب از لایه‌های زیرین و از طریق دهانه‌های آتشفشانی بیرون زده و جو ضخیم زمین را بوجود آوردند. در همین مدت شهاب سنگهای زیادی به سطح زمین خوردند و هزاران گودال شهاب سنگی را در سطح زمین بوجود آورد. و مقدار زیادی غبار به جو زمین اضافه کردند.



پس از یک میلیارد سال ، زمین به اندازه کافی سرد شده بود تا بخار آب موجود در جو متراکم شده و قطرات آب را بوجود آورد. این قطرات آب میلیونها سال به شکل باران شدید به سطح زمین افتاده ، باعث پاک شدن جو زمین و بوجود آمدن اقیانوس شدند. کره زمین به تدریج به شکل کنونی درآمده است.





زمین در آغاز شکل گیری

با سرد شدن زمین ، شرایط لازم برای

پیدایش حیات در آن فراهم شدند.





نحوه پیدایش و تکامل زمین

زمین در بدو پیدایش بصورت کره‌ای از مواد بسیار داغ و نیمه مذاب بوده که به تدریج عناصر سنگین‌تر ته‌نشین شده و هسته فلزی را به وجود آوردند ، و در عین حال عناصر سبکتر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت میلیاردها سال زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت، جو زمین شکل گرفت، و اقیانوسها بوجود آمدند. تکامل زمین هنوز ادامه دارد. پوسته زمین توسط فورانهای آتشفشانی در کف اقیانوسها نوسازی شده و دائما بر اثر زمین لرزه‌ها و حرکتهای قاره‌ای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالتهای انسان به آرامی در حال تغییر است.

مشخصات زمین

زمین سیاره‌ای است منحصر بفرد ، دارای آب مایع و جوی که قسمت اعظم آن از نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده که تداوم حیات را ممکن می‌سازند. در منظومه شمسی ، زمین پنجمین سیاره از لحاظ بزرگی و سومین سیاره نزدیک به خورشید است. چگالی زمین از تمامی سیارات بیشتر است.



زمین در منظومه شمسی دو نوع حرکت ، وضعی و انتقالی دارد. در حرکت وضعی زمین در یک شبانه روز به دور خودش می‌چرخد و در حرکت انتقالی در یک سال مداری بیضی شکل حول خورشید را طی می‌کند (مدار زمین).







کره مغناطیسی

با چرخش زمین به دور خودش ، چرخه‌هایی در هسته خارجی آن که از آهن مذاب تشکیل شده بوجود آمده ، جریانهای الکتریکی تولید می‌کنند. این جریانها باعث ایجاد یک میدان مغناطیسی در فضای اطراف زمین شده و پوششی محافظ در اطراف آن ایجاد می‌کنند (کمربند تشعشعی زمین). این میدان که کره مغناطیسی نامیده می‌شود، زمین را در برابر جریانهای سریع ذرات باردار بادهای خورشیدی محافظت می‌کند.



بعضی از این ذرات در دو نقطه میدان مغناطیسی به نام کمربندهای «وان آلن» به دام می‌افتد. کره مغناطیسی بیشتر بادهای خورشیدی را از زمین دور می‌کند، اما جریانهای ذرات باد خورشیدی آنقدر قوی هستند که قسمت جلویی کره مغناطیسی را مسطح نموده و باعث کشیدگی عقب آن می‌شوند.





آینده زمین

از آنجا که حیات در زمین) وابسته به خورشید است، آینده کره زمین نیز به آینده خورشید وابسته خواهد بود. حدود 5 میلیارد سال دیگر ذخایر انرژی خورشید تمام شده و خورشید به یک غول سرخ تبدیل می‌شود و افزایش حجم می‌دهد. گرمای شدید حاصل از افزایش حجم باعث آب شدن یخ مناطق قطبی و بالا آمدن آب اقیانوس می‌شود. سپس جو زمین شروع به تبخیر می‌کند و گیاهان خشک آتش می‌گیرند. در چنین شرایطی امکان حیات در زمین کلا از بین می‌رود.

انتظار نجومی

شاید انسان در آینده بتواند قبل از وقوع فاجعه‌های فوق زمین را به جایی دورتر از خورشید منتقل کند.

شاید امکانات آینده ، انسانهای آن زمان به سیاره قابل سکونت دیگری کوچ کنند.

شاید بشر بتواند مانع از وقوع فاجعه‌های فوق در خورشید و زمین شود.

باید پنج میلیارد سال انتظار کشید. نقش میدان مغناطیسى در حفاظت از کره زمین



میدان مغناطیسى زمین همانند پوست پیاز کره خاکى ما را در برگرفته است. توفان هاى خورشیدى آن را مورد حمله قرار داده و موجب بروز توفان هاى الکتریکى در آن مى گردند. این توفان ها نیز متعاقباً بر روى سیستم هاى الکتریکى زمین اثر مى گذارد. اگر چه میدان مغناطیسى زمین کره خاکى ما را از توفان هاى خورشیدى و تشعشعات فضایى حفظ مى کند اما متاسفانه این میدان مغناطیسى به تدریج در حال ضعیف ترشدن بوده و عواقب حاصل از آن مایه نگرانى کارشناسان امر است.





نخستین خبری که ماهیت میدان مغناطیسی زمین را آشکار ساخت!



در دهه 80 میلادی رسانه هاى گروهى از وقوع انفجارات شدید در خورشید (در منظومه شمسى) خبر داده و متذکر شدند در اثر این انفجارات، تشعشعات خطرناکى وارد جو زمین شده و ذرات الکتریکى باردار آن براى همگان مضر خواهد بود. در این گزارش ها از قطع ارتباطات رادیویى در سراسر جهان، از کار افتادن ماهواره ها و سیستم هاى برق رسانى سخن مى رفت. این نگرانى ها همه به حق بودند. پس از انفجارهاى شدید خورشیدى که 14 سال پیش صورت گرفتند ابرى از ذرات باردار پرانرژى ( این ذرات باردار در زبان فیزیکدانان، پلاسما نامیده مى شود) با قدرتى 1700 بار بیشتر از روزهاى معمولى، به سوى سیاره ما وزیدن گرفت. در آن زمان دانشمندان از این بیم داشتند که اگر توفان حاصل از این ذرات پر انرژى به میدان مغناطیسى زمین برسند، در میدان مغناطیسى، شدت جریان الکتریکى آنچنان زیاد خواهد بود که تقریباً تمامى فیوزهاى سیستم هاى الکتریکى از کار خواهند افتاد. خوشبختانه این فاجعه عظیم به وقوع نپیوست. تنها برخى از فرکانس هاى رادیویى دچار اشکال پخش شدند و کار بعضى از ماهواره ها به صورت موقت و از روى احتیاط متوقف شد.







میدان مغناطیسی سپر دفاعی نامریی





کارشناسان به این نتیجه رسیدند که میدان مغناطیسى زمین، سپر دفاعى نامریى ما در برابر توفان هاى خورشیدى و تشعشعات فضایى بوده است. با این وجود نقش پروتون ها و ذرات آلفا در این تشعشعات و همچنین نقش میدان مغناطیسى زمین هنوز هم معماهاى بسیارى را در خود نهفته دارند.

اما اصولاً چرا کره زمین از دو قطب مغناطیسى برخوردار است؟ چه چیزى باعث مى شود که زمین همانند یک میله مغناطیسى عظیم، آن طور که همه ما آ ن را از کلاس هاى درس فیزیک مى شناسیم، عمل کند؟ چرا عقربه یک قطب نما همیشه جهت شمال و جنوب مغناطیسى را بر روى زمین نشان مى دهد؟ (این مسئله هزاران سال پیش توسط چینى ها کشف شد.)





شاید بد نباشد توضیح دهیم که حتى تا قرن شانزدهم میلادى هم بسیارى از مردم معتقد بودند که یک کوه عظیم مغناطیسى در شمال زمین وجود دارد.

متخصصان رشته هاى فیزیک و زمین شناسى تنها چند دهه پیش بود که تئورى دیگرى را ارائه کردند و این تئورى تازه، در انستیتوى تحقیقاتى شهر کارلسروهه مورد تائید قرار گرفت. طبق این تئورى تقریباً 95 درصد از میدان مغناطیسى زمین از طریق یک ماشین دینام یا در حقیقت ژنراتورى که با کمک اثر مغناطیسى، انرژى الکتریکى تولید مى کند، در ماده مذاب قشر بیرونى هسته زمین که کلاً از آهن تشکیل شده است تولید مى شود. در این قشر، جریان هایى به وجود مى آیند که بر اثر چرخش کره زمین شکلى مارپیچ به خود مى گیرند. آزمایش هاى انجام گرفته نشانگر آنند که این جریان هاى مارپیچ، واقعاً یک میدان مغناطیسى را به وجود مى آورند. میدان مغناطیسى درونى زمین بر جریان هاى الکتریکى خارجى در یونسفر جو زمین اثر گذاشته و به این ترتیب در برابر توفان هاى خورشیدى و تشعشعات زیان آور ذرات الکتریکى نقش حفاظ را بازى مى کند.





البته این میدان مغناطیسى همانند میدان مغناطیسى زمین که دائماً ضعیف تر مى شود، از یک ثبات دائمى برخوردار نیست. علاوه براین، بررسى سنگ هاى کره زمین نشان مى دهد که پس از بروز یک چنین ضعفى در میدان مغناطیسى زمین، تقریباً هر 750 هزار سال یک بار، محل قطب هاى شمال و جنوب مغناطیسى تغییر مى کند. اما براساس محاسبات کنونى این تغییر محل قطب هاى مغناطیسى زمین حدوداً 500 سال دیگر انجام خواهد گرفت. اینکه علت این پدیده چیست و آیا به این خاطر، آن طور که برخى از محققان معتقدند، آب وهواى کره زمین تغییر خواهد کرد یا اینکه اصولاً بقاى حیات بر روى کره خاکى ما با خطر مواجه مى شود، هنوز مشخص نیست.

تشکیل اولیه کره زمین



انفجار منحصر به فرد یک آتشفشان، وحشت حاصل از یک زلزله، منظره بی بدیل یک دره کوهستانی، و خسارت ناشی از یک زمین لغزش موارد متناقضی هستند که ما همواره شاهد آن بر روی کره زمین هستیم.



کره زمین یک جزء بسیار کوچک از کاینات پهناور است، ولی خانه ماست. کره زمین منابع مورد نیاز برای جامعه پیشرفته و عناصر زندگی ما را تامین میکند. بنابراین آگاهی از این سیاره برای ادامه زندگی ما حیاتی است.





پدید آمدن زلزلههای اخیر که حاصل جابجائی در پوسته زمین است، و انفجار مواد مذاب از یک آتشفشان فعال، تنها نمایشگر قسمتهای پایانی از یک پروسه طولانی است که ساختار کنونی کره زمین را بوجود آورده است. پدیدههای زمین شناسی که در داخل زمین اتفاق میافتند تنها در سایه توجه به تاریخچه کره زمین و نحوه تغییرات آن در طول سالیان کهن قابل شناخت است. به همین منظور ابتدا خلاصه ای از پیدایش اولیه کره زمین ارائه میگردد.



کره زمین یکی از 9 سیارهای است که به همراه چندین قمر و تعداد زیادی اجسام کوچکتر به گرد خورشید میگردند. طبیعت منظم و مرتبی که بر منظومه شمسی حاکم است، محققان را به این استنتاج هدایت میکند که زمین و سایر کرات هم زمان با خورشید و از عناصر اولیه یکسانی تشکیل شده باشند. بر اساس فرضیه سحابی، اجسام منظوم شمسی از یک توده بزرگ ابر دوار به نام ابر خورشیدی تکوین یافته است که این توده سحابی غالبا از هیدروژن و هلیم و درصد پایینی از عناصر سنگینتر ترکیب یافته بود.



حدود 5 میلیارد سال پیش، این توده بزرگ ابر از گاز و ذرات ریز بر اساس جاذبه شروع به کشیده شدن به سمت همدیگر کردند. با منقبض شده این ابر مارپیچی بر سرعت چرخش آن افزوده میشد. با گذشت زمان این توده پراکنده تبدیل به یک دیسک صاف با تمرکز مواد در مرکز آن گردید.



همراه با انباشته شدن مواد برای تشکیل کره زمین، اصابت ذرات سحابی با سرعت بالا و زوال عناصر رادیواکتیو باعث افزایش تدریجی دمای کره زمین گردید. این افزایش دما به اندازهای بود که گرمای لازم برای ذوب آهن و نیکل را تامین نمود. پدیده ذوب، حبابهای مایعی از فلزات سنگین ایجاد نمود که به سمت مرکز سیاره زمین فررفتند.



علاوه بر این، در دوره ذوب، تودههای شناوری از سنگ مذاب به سطح کره زمین انتقال یافتند که با استحکام یافتن در سطح کره زمین، پوسته اولیه آن را تشکیل دهند. این مواد سنگی غنی از اکسیژن و عناصر oxygen seeking بخصوص سیلیکون و آلومینیوم و مقدار کمتری کلسیم، سدیم، پتاسیم، آهن و منگزیم بودند. این دوره اولیه تفکیک شیمیایی، سه لایه اساسی داخلی زمین یعنی هسته غنی از آهن، پوسته ابتدائی باریک و بزرگترین لایه زمین به نام گوشته را که بین هسته و پوسته قرار دارد را بوجود آورد. دید کلی

زمین کره‌ای است که روی آن زندگی می‌کنیم. بنا به باورهای دینی از خاک آن آفریده شده‌ایم و روزی دوباره به خاک آن باز می‌گردیم. این کره خاکی یکی از نه سیاره منظومه شمسی است که مانند سایر سیارات در مداری به دور خورشید می‌گردد. زمین سیاره‌ای منحصر بفرد در منظومه شمسی است که در آن آب و اکسیژن و نیتروژن که برای حیات ضروری‌اند، وجود دارد.





تاریخچه زمین

زمین در بدو پیدایش بصورت کره‌ای از مواد داغ و نیمه مذاب بود. بتدریج عناصر سنگینتر ته‌نشین شده و هسته فلزی را بوجود آوردند و در عین حال عناصر سبکتر به سطوح فوقانی آمده و جبه و پوسته را تشکیل دادند. پس از گذشت چند میلیارد سال ، زمین سرد شد، سطح زمین جامد گشت ، جو زمین شکل گرفت و اقیانوس بوجود آمدند. تکامل زمین هنوز هم ادامه دارد: پوسته زمین توسط فورانهای آتشفشانی در کف اقیانوسها نوسازی شده ، دائما بر اثر زمین لرزه‌ها و حرکتهای قاره‌ای در حال تغییر و تحول است. تناسب گازهای مختلف در جو زمین نیز بر اثر دخالتهای انسان به آرامی در حال تغییر است.



حرکت زمین به شکل یک پوسته سنگی متشکل از 12 صفحه مجزاست. هر یک از قاره‌ها روی یک یا چند صفحه قرار گرفته‌اند. این صفحات با سرعتی شبیه به سرعت رشد ناخنهای انسان در حال حرکت هستند. صفحه‌های جامد ، روی سنگهای نیمه مذاب به حالت شناور هستند که خود این سنگهای نیمه مذاب توسط جریانهای داغی که از هسته فلزی زمین فوران می‌کنند، تکان خورده و باعث حرکت صفحه‌ها در سطح زمین می‌شوند.





چهره متغیر زمین

250 میلیون سال پیش ، سه تکه بزرگ خشکی بهم نزدیک شدند و یک خشکی بزرگ بنام پانجیا را بوجود آوردند. بعد از مدتی دریای تتیس این خشکی عظیم را به دو قسمت لوراسیا و گندوانلند تقسیم کرد. 120 میلیون سال پیش اوراسیا از هم شکافت و آمریکای شمالی از اروپا جدا شد. گنوانلند نیز شکافته شد و در نتیجه هندوستان به سمت جنوب آسیا حرکت کرد. قاره‌ها همچنان به حرکت خود ادامه داده و به این شکل کنونی که می‌بینیم در آمدند. ظرف چند میلیون سال آینده قاره آمریکا به حرکت خود در سمت غرب ادامه داده و قاره آفریقا به اروپا و آسیا ملحق خواهد شد.

حیات در زمین

اولین موجودات زنده حدود 3.8 میلیارد سال پیش و اولین دایناسورها حدود 150 میلیون سال پیش در زمین ظاهر شدند. حدود 65 میلیون سال پیش نسل داینوسورها از بین رفت(انقراض دایناسورها). یکی از عوامل انقراض داینوسورها برخورد یک شهاب سنگ به زمین و پر شدن جو زمین از غبار بود. در چنین شرایطی نور و گرما به زمین نرسیده و یک دوره کوتاه یخبندان باعث مرگ داینوسورها بر اثر سرما و گرسنگی شده است. اگر همه تاریخچه زمین را در 24 ساعت خلاصه کنیم، نخستین انسانها در 2 ثانیه مانده به نیمه شب ظهور خواهند کرد.





زمین و عقاید

یونانیها که پیشروان علم بودند، در قرن ششم قبل از میلاد ، زمین را کروی و ثابت فرض می‌کردند و اکثر تمدنها معتقد بودند که جهان ، زمین مرکز است. ولی بطلیموس ستاره شناس یونانی بیشتر از سایرین بر این اندیشه معروف معتقد بوده است. در جهان زمین مرکز ، زمین در مرکز عالم قرار داشته و خورشید و سیارات و ستارگان حول آن می‌گردند. سالها بعد معدودی از متفکران یونانی مخصوصا آریستار خوس اندیشه زمین مرکزی بودن دنیا را زیر سوال بردند. ولی کتاب بطلمیوس المجسی بر علم آن زمان سیطره داشت و مانع از قبول نظر آریستارخوس شد. تا اینکه در سال 1543 نیکلا کپرنیک ستاره شناس لهستانی ، مرکزیت را از زمین گرفته و به خورشید داد. زمین متغیر و تئوری صفحه زمین ساخت

وزن زمين چقدراست؟

نظرباينكه زمين درفضا معلق است امرتوزين آن مانند سايراجسام نيست كه آنرا درترازوبگذارند.وقتي صحبت ازوزن زمين ميشودمقصودمقدارموادي است كه آنراتشكيل داده اندموادمذكورتوده زمين راتشكيل ميدهند.

توده زمين معادل6600ترليون تن وزن دارد وبراي آنكه شما تصورروشني ازاين رقم داشته باشيدآنراباعددمي نگاريم كه ميشود

(000/000/000/000/000/000/600/6)حال بينيم چيگونه دانشمندان اين وزن بدست آورده اند.براي اين كارعلماازقاعده كلي استفاده ميكنندكه هردوشي يك ديگرراجذب مينمايندوهمين امراست كه نيروي جاذبه را تشكيل ميدهد.بعبارت ساده ترقانون جاذبه ميگويددوجسم مختلف ‘بوسيله نيروي جداگانه كه مربوط به حجم وبعدومسافت آنهاست بهم جذب ميشوندوهرچه جسم بزرگترباشدقوه كشش آنهابيكديگر بيشترميشودوهرچه ازهم دورتربروندقوه كمترميشود.

براي تعين وزن زمين طريق زيربكاربرده ميشود:وزنه كوچكي رابه ريسماني آويزان ميكنندوموقعيت آن وزنه اندازه ميگيرندسپس يك تن سرب رابه مجاورت آن وزنه قرارميدهندوچون كششي ميان وزنه وسرب وجوددارد اين موضوع سبب ميشودوزنه مقداربيسار اندكي ازخط بيرون بيايد (اين تغييروضع بقدري كم است كه معادل يك يك ميليونيم يك انچ ميباشدوبنابراين ملاحظه ميكنيد كه اندازه گيري چقدربايدبايد دقيق وحساس باشد).

پس ازاين اندازه گيري دانشمندان‘علم رياضي رابراي تعين وزن زمين بكارميبرند:

يعني نيروي جاذبه زمين رادر موردوزنه تعين كرده اندوهمچنين نيروي جذب يك تن سرب رانسبت بوزنه معين نموده اند.آنگاه اختلاف نسبي رامحاسبه ميكنندودرنتيجه وزن زمين رابدست ميآورند.اين كره زمين ازچه موادي ساخته شه است؟ابتداپوسته آن است كه از سنگ سخت تركيب شده.سپس لايه ايست بنام پوششي كه آن نيزازسنگهاي سخت ساخته شده وبه عمق يكهزاروهشتصدميل ميرسدسپس قسمت داخلي يامركززمين است كه شعاع آن به دوهزاروصدميل ميرسدوجسم آن از موادمذاب تشكيل شده كه براثرحرات فوق العاده قسمت مركزي زمين به اين حال درآمده است.

كره زمين چند كيلوست ؟ جمعا چقدر طلا و الماس در زمين است ؟

وزن كره زمين صفر است؛ چون زمين بر خودش هيچ نيروي گرانشي وارد نمي‌كند! آيزاك آسيموف در كتاب ستارگان بر مسير خويش نوشته كه« زمين آزادانه معلق است و مانند هر جسم كه آزادانه در فضا گردش مي‌كند، تحت اثر
ميدان گرانشي‌اي كه تابع آن است، قرار مي‌گيرد. زمين سعي نمي‌كند كه واكنشي اضافي از خود نشان دهد و بنابراين بي‌وزن است.»

دما

دید کلی
مقیاس کلوین در پی کشف چرخه کارنو صورت گرفت. این مقیاس نیز مانند سایر مقیاسها نظیر سلسیوس و ... باید نقطه مرجعی داشته باشد در این مقاله در مورد ارتباط مقیاس کلوین با چرخه کارنو و نیز نقطه مرجع آن صحبت خواهیم کرد.







تاریخچه
می‌دانیم که یکای دما نخست بطور مصنوعی ظهور کرد: به نقطه جوش آب عدد 100 نسبت دادند، این انتخاب پیامدهای مهمی داشت. عدد ثابت گازها ، ژول بر درجه R = 8.3157 ، در قانون کلاپیرون - مندلیف ظاهر شد. معنای دما توجه ویلیام تامسون که بعدا لرد کلوین نامیده شد را جلب کرد. او در سال (1228/1848) دریافت که قضیه کارنو یک اصل تابعی ساده ولی مهم در بر دارد.

متأسفانه ، به رغم زیبایی نظری مقیاس کلوین ، در عمل استفاده از چرخه کارنو کار سختی است، ضروری بود که روش دیگری برای اندازه گیزی دما پیدا شود. بعد از کارهای کلوین مسئله دما از لحاظ نظری نسبتا روشن شد. اندیشه مقیاس با یک نقطه مرجع را مندلیف در سال (1252/1873) مطرح کرد. اندیشه مندلیف بعد از یک وقفه 70 ساله (به شکل نسبتا بهتری) عملی شد و از بی نهایت که نام مندلیف نیز به مقیاس دماسنجی مدرن گره می‌خورد.
دمای کلوین و چرخه کارنو
متعاقب قضیه کارنو ، کلوین متوجه شد که اگر در چرخه کارنو کار انجام یافته ، فقط به دمای منبع سرما و منبع گرما بستگی داشته باشد می‌شود، مقیاس دمای جدیدی وضع کرد که مستقل از خواص ماده کار باشد. چرخه کارنو را می توان وسیله‌ای به نظر آورد که اندازه گیری نسبت دماهای T1 و T2 را میسر می‌کند. برای رسیدن به این امر ، باید تساوی زیر را در نظر گرفت:

T1/T2 = φ1/φ2

با اندازه گیری نسبت مقدار گرمایی که از جسم گرم گرفته می‌شود و آنکه به منبع سرما انتقال می یابد، نسبت دماهای منبع گرم و سرد بدست می‌آید. بدینسان ، اگر بتوان چرخه کارنو را برای دو جسم (منبع سرما و گرما) به کار انداخت، می‌توان نسبت دماهای این دو جسم را تعیین کرد. مقیاس دمایی را که بدین سان تعریف شد، مقیاس دمای مطلق نامیدند. برای آنکه به دمای مطلق (در مقابل نسبت دو دما) ، عدد معینی نسبت دهیم باید، مقدار دما در یک نقطه روی مقیاس مطلق جدید را تغییر دهیم، یعنی لازم است ابتدا دمای یک نقطه معین به دلخواه تعیین شود. بعد از این ، در اصل ، با بکار بردن چرخه کارنو مقدار هر دمای دیگر تعیین می‌شود.







مقیاس دمای کلوین
بکار بردن یک نقطه مرجع ، به عنوان مثال نقطه ذوب یخ و اندازه گیری دما از روی نسبت فشارها که با معادله حالت به یکدیگر ارتباط دارند می‌توانست ساده‌تر باشد. بدیهی است، انتخاب نقطه ذوب یخ ، به عنوان نقطه مرجع ، کاملا مناسب نیست. زیرا این نقطه تابع فشار است و معمولا نمی‌توان آنرا بصورت قابل اعتماد تکرار کرد.
در نتیجه امروزه ، به عنوان نقطه مرجع ، نقطه سه گانه آب را بکار می‌برند. این نقطه دمایی است که در آن سه حالت آب ، بخار آب و یخ در تعادلند. در هر دما بخار آب روی یخ فشار معینی را اعمال می‌کند، اگر دما به تدریج بالا رود، در لحظه‌ای که یخ شروع به آب شدن می‌کند، هر سه فاز به حال تعادل در می‌آیند. این حالت با دمای0.01 سانتیگراد متناظر است.

نقطه 0.01 سانتیگراد را می‌توان در آزمایشگاه نسبتا آسان تولید کرد و از اینرو آن را نقطه مرجع مقیاس ترمودینامیکی انتخاب کرده‌اند و دقیقا برابر 273.15 درجه کلوین قرار داده‌اند. صفر قراردادی مقیاس سیلسیوس برابر است با 273.16 درجه کلوین ، این عدد را از این نظر انتخاب کرده‌اند تا دما روی مقیاس جدید عملا بر مقیاس دو نقطه مرجع پیشین منطبق باشد.
مباحث مرتبط با عنوان
• ترمودینامیک
• تعادل ترمودینامیکی
• چرخه کارنو
• دما
• صفر مطلق
• فرآیندهای ترمودینامیکی
• فشار
• فشار بخار
• نقطه سه گانه آب




ویلیام تامسون(لرد کلوین)


متولد ۲۶/۶/۱۸۲۴
مرگ ۱۷/۱۲/۱۹۰۷
بریتانیا

ملیت بریتانیای کبیر

دین انگلیکن

ویلیام تامسون، نخستین بارون کلوین (۱۹۰۷-۱۸۲۴)، که بیشتر با نام لرد کلوین مشهور است، ریاضیدان و فیزیکدان و مهندس بریتانیایی و یکی از پیشگامان مهم علوم طبیعی در قرن نوزدهم بود.
او کارهای مهمی در تحلیل ریاضی الکتریسیته و ترمودینامیک انجام داد و تلاش های زیادی برای وحدت بخشیدن به حوزه‌های مختلف فیزیک به شکل مدرن آن کرد. اما آن چه باعث شهرتش شد، کار دومش یعنی مهندسی تلگراف بود. طرح جالب او یعنی انتقال اطلاعات به آن سوی اقیانوس اطلس از طریق کابل های زیردریایی برای زمان خودش زیادی تازه و دور از دسترس بود. شهرتی که از این راه بدست آورد حتی با کسب کرسی استادی علوم طبیعی دانشگاه گلاسکو در سن ۲۳ سالگی به دست نیاورد.
ویلیام تامسون در ایرلندشمالی متولد شد. پدرش استاد ریاضی دانشگاه گلاسکو بود و ویلیام هم از ۱۰ سالگی، تحصیل در دانشگاه گلاسکو را شروع کرد. در آن زمان، دانشگاه بسیاری از امکانات تحصیل مدارس ابتدایی را برای دانش آموزان بااستعداد فراهم می‌کرد. ویلیام تامسون خیلی زود به ریاضیات و مبانی فیزیک علاقه مند شد و مقاله‌هایی درباره حرکت اجسام نوشت . او به خاطر پیشنهاد مقیاس دمای مطلق معروف است. این واحد اندازه‌گیری دما که مستقل از خواص فیزیکی ماده است، به افتخار او، مقیاس دمای کلوین، نام گرفته است. در این سیستم اندازه‌گیری، صفر کلوین، پایین ترین دمای ممکن است که با هیچ فرایند فیزیکی نمی‌توان به آن رسید، اما می‌توان به آن نزدیک شد.
باورهای دینی کلوین، او را به اندیشه درباره مرگ گرمایی جهان، سوق داد و به این ترتیب، بیان اولیه‌ای از قانون دوم ترمودینامیک ارائه داد. از نظر او گرمای خورشید و دیگر منابع گرمایی در جهان، با هیچ روشی قابل ذخیره سازی نیست و گرمای کل جهان در حال اتلاف است. این ایده مبنایی شد برای مفهوم آنتروپی و بی نظمی.
کلوین در حوزه زمین شناسی هم صاحب نظریه بود و به خاطر اعتقادش به مسیحیت، خلقت‌گرا به حساب می‌آمد. او با کمک دانسته‌هایش در ترمودینامیک توانسته بود عمر خورشید و همچنین زمین را تخمین بزند. با انتشار کتاب منشأ انواع داروین به مخالفت با آن پرداخت و معتقد بود که عمر خورشید (برابر آنچه که او تخمین زده بود) کمتر از آن است که برای درستی نظریه تکامل لازم است. بعدها اگرچه در گفتگوهای خصوصی به نادرستی تخمین خود معترف بود، اما همچنان با نظریه تکامل مخالف ماند.
کلوین تا زمان مرگ اش در ۱۹۰۷ جوایز و افتخارات زیادی مانند نشان شوالیه را از آنِ خود کرد. اما مهم ترین آن ها گرفتن لقب اشرافی لرد کلوین بود. کلوین، نام رودخانه‌ای است که از زمین های دانشگاه گلاسکو رد می‌شود



زه گیری دما یکی از مهمترین مسائل چه در زندگی روزمره و چه در علوم است. بخاطر همین اهمیت در طول تاریخ روشهای مختلفی برای اندازه گیری دما ابداع شده است و به علت وجود نارسائیهایی در آنها همواره به تکامل آن اهتمام ورزیده شده است. در اینجا می‌خواهیم در مورد انواع یکاهای‌دما ، نارسائیهای آن و فرم تکامل یافته امروزی آنها بحث کنیم. مسیر تحولی و رشد در تمام وسایلی که در سده 18 برای اندازه گیری دما طراحی شد، در واقع اندازه گیریها عبارت بودند از پیدا کردن طول ستون آب - الکل و یا جیوه.

بدیهی است که می‌شد دو دماسنج یکسان ساخت و آنها را طوری تنظیم کرد که همواره قرائتهای یکسان داشته باشند، اما این دماسنجها فقط در گستره دمایی محدودی کار می‌کردند. مایعی که با آن دماسنج را پر می‌کردند یخ می‌بست یا به جوش می‌آمد. با چنین دماسنجهایی نمی‌توانستند دماهای خیلی بالا یا خیلی پایین را اندازه بگیرند. از طرفی رابطه میان درجات بین دماسنجها متفاوت بود پس نخستت لازم بود نقطه‌های مرجع ، یعنی شرایط متناظر با نقاط انتخابی معین روی مقیاس دماسنج ، مانند مبدا مقیاس ، انتخاب شوند. دوم آن که ضریبی برای درجه که به انتخاب دما بستگی نداشته باشد و بتوان برای بازسازی مقیاس در هر زمان و در هر نقطه از زمین ، استفاده کرد.

چگونه می‌توان دما را به طرز دقیقتر تعیین کرد، تا اینجا هنوز بدون پاسخ مانده است. اگر دما کمیتی فیزیکی است باید روشی برای تعیین آن وجود داشته باشد، روشی که حداقل در اصل مستقل از ماده‌ای باشد که در طراحی دماسنج بکار رفته است. این مساله بعد از ابداع ترمودینامیک حل شد. راه حل را در سال 1227/1848، رودلف ژولیوس امانوئل کلوزیوس ، با بهره گیری از نظریه کارنو درباره گرما پیدا کرد.






اندازه گیری دما
بسیاری خواص فیزیکی سنجش پذیر وجود دارند که همچنانکه ادراک فیزیولوژیکی ما از دما تغییر می‌کند، آنها هم تغییر می‌کنند. از جمله این خواص می‌توان از حجم یک مایع ، طول یک میله ، فشار یک گاز در حجم ثابت ، حجم یک گاز در فشار ثابت ، مقاومت الکتریکی یک سیم نام برد. هر یک از این خواص را می‌توان در ساختن یک دماسنج ، یعنی به وجود آوردن یک مقیاس "خصوصی دما" بکار برد. پس ابتدا باید یک ماده دماسنجی بخصوص با یک خاصیت دماسنجی خاصی از این ماده انتخاب کنیم.

سپس این مقیاس دمایی را توسط یک رابطه فرضی یکنوا و پیوسته بین خاصیت دماسنجی انتخاب شده و دمای اندازه گیری شده با مقیاس خصوصی ، تعریف کنیم. باید توجه کنیم که هر نوع انتخاب ماده و خاصیت دماسنجی ، همراه با رابطه‌های مفروض بین خاصیت و دما ، منجر به یک خاصیت دمایی خاص می‌شود که اندازه گیریهای آن الزاما با اندازه گیریهای حاصل از هر مقیاس دمایی دیگری که مستقلا تعریف شده است، توافق نخواهد داشت. فرض کنیم ماده دماسنجی را انتخاب کرده باشیم، خاصیتی از این ماده را که می‌خواهیم از آن در تدوین مقیاس دمایی استفاده کنیم بالا نشان می‌دهیم. به دلخواه ، یک تابع خطی از ، X را به عنوان دمای دماسنج مورد نظر و هر سیستمی که با آن در تعادل گرمایی است انتخاب می‌کنیم:

T(X) = ax
در این رابطه a مقدار ثابتی است که باید آنرا تعیین کنیم. با انتخاب این مشکل خطی برای (T(X ، آنرا طوری ترتیب داده‌ایم که اختلاف دماهای مساوی یا بازه‌های دمایی مساوی ، متناظر با تغییرات مساوی در X باشند. به این معنی که مثلا هر گاه طول ستون جیوه در لوله دماسنج جیوه‌ای به اندازه یک واحد تغییر کند، دما نیز به اندازه ثابت و معینی تغییر خواهد کرد و فرقی نمی کند که دمای شروع کار چه باشد. پس نسبت در دمای اندازه گیری شده توسط یک دماسنج ، مساوی با نسبت X های متناظر آنهاست. یعنی:

T(X1)/T(X2) = X1/X2

تعیین ثابت دماسنجی
برای تعیین ثابت a و در نتیجه درجه بندی کردن دماسنج ، نقطه استاندارد ثابتی را مشخص می‌کنیم که در آن تمام دماسنجها برای دمای T مقدار یکسانی را نشان بدهند این نقطه ثابت را نقطه سه گانه آب انتخاب می‌کنیم که در آن یخ ، آب و بخار آب باهم در حال تعادل هستند. این حالت فقط در فشار معینی حاصل می شود و یگانه است. فشار بخار آب در نقطه سه گانه 4.58 میلیمتر جیوه است. دما در این نقطه ثابت استاندارد ، به دلخواه مساوی با 273.16 درجه کلوین اختیار شده است که در ابتدا به صورت K273.16˚ نوشته می‌شد. بعدا نام کلوین (با نماد K) جای درجه کلوین (با نماد K˚) را گرفت.






واحد دمای ترمودینامیکی
کلوین واحد دمای ترمودینامیکی است. کلوین یعنی واحد دمای ترمودینامیکی عبارت است از: 273.16/1 دمای ترمودینامیکی نقطه سه گانه آب.
دماسنجهای گوناگون را بسازیم؟
اگر مقادیر مربوط به نقطه سه گانه را با شاخص tr مشخص کنیم، در مورد هر دماسنجی داریم:

T(X)/T(XXtr)=X/XXtr

که برای تمام دماسنجها T(XXtr) = 273.16K است و در نتیجه:

T(X) = 273.16K X/TXtr

پس هر گاه مقدار خاصیت دماسنجی X باشد، با قرار دادن مقدار X و Xtr در سمت راست معادله فوق ، دمای (T(X در مقیاس خاصی که انتخاب کرده‌ایم، برحسب K بدست می‌آید. در مورد یک گاز با فشار ثابت ، X متناظر است با V یعنی حجم گاز و:

(P ثابت 273.16V/VXtr = T(V

در مورد یک گاز با حجم ثابت X متناظر با P، یعنی فشار گاز؛

(V ثابت 273.16K P/PXtr = T(P

در یک دماسنج مقاومتی پلاتینی ، X همان R یعنی مقاومت الکتریکی است.

T(R) = 273.16K R/RXtr

دماسنج استاندارد
دماسنجهایی که در مورد آنها صحبت کردیم همه در نقطه ثابت استاندارد یعنی سه گانه آب باهم توافق دارند، ولی مشکل آنجاست که آزمایش نشان می‌دهد که دماسنجها دمای یک سیستم معین را با مقادیر متفاوتی نشان می‌دهند. حتی هنگامی که دماسنجهایی از یک نوع ، مثلا دماسنجهای گازی ولی با گازهای متفاوت بکار برده می‌شوند باز هم مقادیر متفاوتی را برای یک سیستم اندازه گیری می‌کنند.

بنابراین، برای داشتن یک مقیاس دمایی قطعی باید یک دماسنج استاندارد انتخاب کرد. این انتخاب بر پایه تسهیلات تجربی صورت نمی گیرد، بلکه با تحقیق این نکته به عمل می اید که مقیاس دمایی تعریف نشده به وسیله یک دماسنج بخصوص، تا چه حد می تواند در فرمول بندی قوانین فیزیک مفید باشد. کوچکترین اختلالها در مقادیری مشاهده می‌شود که توسط دماسنجهای مختلف "گاز با حجم ثابت" خوانده شده اند، و این ما را بر آن می‌دارد که یک گاز را به عنوان ماده استاندارد دماسنجی انتخاب کنیم.

هر چه فشار گاز را کم کنیم، اختلاف مقادیر خوانده شده توسط دماسنجهایی که در آنها از گازهای متفاوت استفاده شده است نیز کلاهش می یابد. پس دماسنج گازی با حجم ثابت معیار خوبی خواهد بود.
مقیاس دمایی سیلسیوس
در مقیاس دمایی سیلسیوس ، از یکای "درجه سیلسیوس" (با علامت C˚) استفاده می‌شود. در این مقیاس نقطه سه گانه آب (طبق تعریف مساوی با 237.16K) مطابق است با C 0.01˚. نقطه پایینی در مقیاس سیلسیوس دمایی است که در آن یخ و آب اشباع شده از هوا در فشار جو باهم در تعادلند و نقطه ذوب یخ نامیده می‌شود. که 0.00 درجه سیلسیوس است و دمایی که در آن بخار و آب در فشار یک اتمسفر در حال تعادلند و نقطه بخار نامیده می‌شود و 100,00 درجه سسلسیوس است. بین این دو نقطه به صد قسمت مساوی تقسیم می‌شود که هر یک ، یک درجه سیلسیوس با یک درجه سانتیگراد نام دارد. اگر Tc دمای سیلسیوس باشد، معادله Tc =T - 273.15 ارتباط دمای سیلسیوس (Tc(˚C را با دمای کلوین (T(K بیان می‌کند.
مقیاس دمای فارنهایت
در درجه بندی فارنهایت مایع دماسنجی جیوه اختیار می‌شود. نقطه پایینی دمای مخلوط یخ و نشادر و حد بالای آن دمای بدن انسان سالم اختیار می‌شود و آن را عدد 96 در نظر می‌گیرند و از صفر تا 96 را به 96 قسمت مساوی تقسیم می‌کنند و هر یک ، یک درجه فارنهایت نامگذاری می‌شود. از مقیاس فارنهایت که هنوز هم در بعضی از کشورهای انگلیسی نیز استفاده می‌شود، در کارهای علمی استفاده نمی‌شود (خود انگلیسیها در سال 1964 مقیاس سیلسیوس را برای استفاده‌های تجاری و غیر نظامی پذیرفتند). رابطه مقیاسهای فارنهایت و سیلسیوس به این صورت است:

Tf = 32 + 9/5Tc

از این رابطه می‌توان نتیجه گرفت که نقطه یخ (C 0.00˚) معادل با 32.F 0˚ و نقطه بخار (100.C 0˚) معادل با 212.F 0˚ و هر درجه فارنهایت دقیقا 5.9 برابر یک درجه سیلسیوس است.
مقیاس عملی بین المللی دما
دماسنج استاندارد عبارتست از دماسنج گازی با حجم ثابت. نقطه ثابت استاندارد در دماسنجی ، نقطه سه گانه آب است که برای آن به دلخواه مقدار273.16 K در نظر گرفته شده است. مقیاس گازی برای تعریف دمای گاز کامل از رابطه (T= 273.16 K (limp/P + r بکار می‌رود. این مقیاس در گستره‌ای که یک دماسنج گازی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد، با مقیاس کلوین (تومودینامیکی مطلق) یکسان است.



کلوین نور
________________________________________
منظور از دماي کلوين يا همان دما ي رنگ که در وايت بالانس عکس ها استفاده مي*شود، موضوعي متفاوت از دماي محيط است. دماي کلوين بر اساس رنگ نور بازتابش شده جسم سخت سياه در دماهاي مختلف اندازه گيري مي*شود. جسم سخت سياه در فيزيک به جسمي گفته مي*شود که هيچ نوري را بازتابش يا منعکس نمي*کند و همه نور را جذب خود مي کند. اين جسم در اثر حرارات از خود نور ساطع مي*کند. (يعني در حقيقت رنگ مي*گيرد) مقدار حرارتي که هر نور در آن ساطع مي*شود را بر اساس درجه کلوين اندازه مي*گيرند و دماي آن را دماي کلوين ان نور مي خوانند. مثلا در 2000 تا 3000 درجه کلوين نور نارنجي و قرمز ساطع مي*شود (يعني رنگ جسم به نارنجي و قرمز ميزند). بنابراين اين دما رنگ*هاي تند زرد و قرمز دارد و برعکس در دماهاي بالا رنگ جسم سياه به رنگ*هاي سفيد و آبي مي*زند به همين علت در دماهاي بالاي 6000 رنگ*ها به آبي مي*زنند.

رسيدن به دماي بالا

از ديرباز آرزوي بشر دستيابي به منبعي از انرژي بوده كه علاوه بر آنكه بتواند مدت مديدي از آن استفاده كند توليد پسماندهاي خطر ناك نيز در پي نداشته باشد.اكنون در هزاره سوم ميلادي اين آرزوي به ظاهر دست نيافتني كم كم به واقعيت مي پيوندد.اكنون بشر خود را آماده مي كند تا با ساخت اولين رآكتور گرما هسته اي (همجوشي هسته اي)آرزوي نياكان خود را تحقق بخشد.سوختي پاك و ارزان به نام هيدروژن,انرژي توليدي اي سرشار و پسماندي بسيار پاك به نام هليوم.

اكنون مي پردازيم به واكنشهاي گرما هسته اي راهكارهاي استفاده از آن.

خورشيد و ستارگان:

سالهاست كه دانشمندان واكنشي را كه در خورشيد و ستارگان رخ داده و در آن انرژي توليد مي كند كشف كرده اند.اين واكنش عبارت است از تركيب (برخورد) هسته هاي چهار اتم هيدروژن معمولي و توليد يك هسته اتم هليوم.اما مشكلي سر راه اين نظريه است.

بالا ترين دمايي كه در خورشيد وجود دارد مربوط به مركز آن است كه برابر 15ضرب در 10 به توان6 مي باشد.در حالي كه در ستارگان بزرگتر اين دما به 20 ضرب در ده به توان 6 مي رسد.به همين خاطر تصور بر اين است كه آن واكنش معروف تركيب چهار اتم هيدروژن معمولي وتوليد يك اتم هليم در ساير ستارگان بزرگ نيست كه باعث توليد انرژي مي شود.بلكه احتمالا چرخه كربن در آنها به كمك آمده و كوره آنها را روشن نگه مي دارد.منظور از چرخه كربن آن چرخه اي نيست كه روي زمين اتفاق مي افتد.بلكه به اين صورت است كه ابتدا يك اتم هيدروژن معمولي با يك اتم كربنC12تركيب مي شود(همجوشي) و يك اتم N13 به علاوه يك واحد گاما را آزاد مي كند.بعد اين اتم با يك واپاشي به يك اتمC13به علاوه يك پوزيترون ويك نوترينو تبديل مي شود.بعد اينC13دوباره با يك اتم هيدروژن تركيب مي شود وN14و يك واحد گاما حاصل مي شود.دوباره در اثر تركيب اين نيتروژن با يك هيدروژن معمولي اتمO15و يك واحد گاما توليد مي شود.O15واپاشي كرده و N15به علاوه يك پوزيترون ويك نوترينو را بوجود مياورد.و دست آخر با تركيب N15با يك هيدروژن معموليC12به علاوه يك اتم هليوم بدست مي آيد.
منبع :www.hupaa.com

ديديد كه در اين چرخه C12نه مصرف شد و نه به وجود آمد بلكه فقط نقش كاتاليزور را داشت.اين واكنشها به ترتيب و پشت سر هم انجام مي شوند.و واكنش اصلي همان تبديل چهار اتم هيدروژن به يك اتم هليوم است.مزيت چرخه كربن اين است كه سرعت كار را خيلي بالا مي برد. ولي اشكالي كه دارد اين است كه در دماي حد اقل20 ضرب در ده به توان6 شروع مي شود.بنا بر اين احتمال زيادي ميرود كه در ستاره هاي بزرگتر چرخه كربن باعث توليد انرژي مي شود.

محصور سازي

يك تعريف ساده و پايه اي از همجوشي عبارت است از فرو رفتن هسته هاي چند اتم سبكتر و تشكيل يك هسته سنگينتر.مثلا واكنش كلي همجوشي كه در خورشيد رخ ميدهد عبارت است از برخورد هسته هاي چهاراتم هيدروژن وتبديل آنها به يك اتم هليوم .

تا اينجا ساده به نظر ميرسد ولي مشكلي اساسي سر راه است;مي دانيدهسته ازذرات ريزي تشكيل شده است كه پروتون ونوترون جزءلاينفك آن هستند.نوترون بدون بار وپروتون بابارمثبت كه سايربارهاي مثبت رابه شدت ازخودميراند.مشكل مشخص شد؟ بله…اگرپروتونها(هسته هاي هيدروژن)يكديگررادفع ميكنندچگونه ميتوان آنهارادرهمجوشي شركت داد؟

همانطوركه حدس زديد راه حل اساسي آن است كه به اين پروتونهاآنقدرانرژي بدهيم كه انرژي جنبشي آنهابيشترازنيروي دافعه كولني آنهاشود و پروتونها بتوانند به اندازه كافي به هم نزديك شوند.حال چگونه اين انرژي جنبشي را توليد كنيم؟گرما راه حل خوبيست.در اثر افزايش دما جنب و جوش وبه عبارت ديگرانرژي جنبشي ذرات بيشتر و بيشتر ميشود به طوري كه تعداد برخوردها و شدت آنها بيشتر و بيشتر ميشود.به نظر شما آيا ديگر مشكلي وجود ندارد؟ خير,مسئله اساسيتري سر راه است.

يك سماور پر از آب را تصور كنيد.وقتي سماور را روشن مي كنيد با اين كار به آب درون سماور گرما ميدهيد(انرژي منتقل مي كنيد).در اثر اين انتقال انرژي دماي آب رفته رفته بالاتر مي رود و به عبارتي جنب و جوش مولكولهاي آب زياد مي شود.در اين حالت بين مولكولهاي آب برخوردهايي پديد مي آيد.هر مولكول كه از شعله(يا المنت يا هر چيز ديگري)مقداري انرژي دريافت كرده است آنقدر جنب و جوش مي كند تا بالاخره (به علت محدود بودن محيط سماور و آب)انرژي خود رابه ديگري بدهد.مولكول بعدي نيز به نوبه خود همين عمل را انجام ميدهد.بدين ترتيب رفته رفته انرژي منبع گرما در تمام آب پخش مي شود و دماي آب بالا ميرود.خوب يك سوال:آيا وقتي بدنه سماور را لمس مي كنيم هيچ گرمايي حس نمي كنيم؟…بله حس ميكنيم.دليلش هم كه روشن است.برخورد مولكولهاي پر انرژي آب با بدنه سماور و انتقال انرژي خود به آن.هدف ما از روشن كردن سماور گرم كردن آب بود نه سماور.اميدوارم تا اينجا پاسخ اولين مشكل اساسي بر سر راه همجوشي را دريافت كرده باشيد.بله اگر اگر با صرف هزينه و زحمت بالا سوخت را به دمايي معادل ميليونها درجه كلوين برسانيم آيا اين اتمها آنقدر صبر خواهند كرد تا با ديگر اتمها وارد واكنش شوند يا در اولين فرصت انرژي بالاي خود را به ديواره داده وآن را نا بود ميكند؟(...شما بوديد چه مي كرديد؟؟؟...).بنابر اين نياز به ((محصور سازي))داريم;يعني بايد به طريقي اجازه ندهيم كه اين گرما به ديواره منتقل شود.

رسيدن به دماي بالا:

شروع واكنش همجوشي به دماي بسيار بالايي نيازمند است.درست است كه دماي پانزده ميليون درجه دماي بسيار بالايست و تصور بوجود آوردنش روي زمين مشكل و كمي هم وحشتناك مي باشد ولي معمولا در زندگي روزمره دور و برمان دماهاي خيلي بالايي وجود دارند و ما از آنها غافليم.مثلا وقتي در اثر اتصالي سيمهاي برق داخل جعبه تقسيم ميسوزد وشما صداي جرقه آنرا ميشنويد و پس از بررسي متوجه مي شويد كه كاملا ذوب شده فقط به خاطر دماي وحشتناكي بوده كه آن تو به وجود آمده.شايد باور نكنيد ولي اين دما به حدود سي-چهل هزار درجه كلوين ميرسد.البته اين دما براي همجوشي حكم طفل ني سواري را دارد.يا اينكه مي توانيم با استفاده از ولتاژهاي بسيار بالا قوسهاي الكتريكي را از درون لوله هاي مويين عبور بدهيم.به اين ترتيب دماي هواي داخل لوله كه اكنون به پلاسما تبديل شده به نزديك چند ميليون درجه مي رسد.(كه باز هم براي همجوشي كم است).يكي از بهترين راهها استفاده از ليزر است.مي دانيد كه ليزرهايي با توانهاي بسيار بالا ساخته شده اند.مثلا نوعي از ليزر به نام ليزر نوا(NOVA)مي تواند در مدت كوتاهي انرژي اي معادل ده به توان پنج ژول توليد كند.اما بازهم در كنار هر مزيت معايبي هست.مثلا اين ليزر تبعا انرژي زيادي مصرف ميكند كه حتي با صرف نظر از آن مشكل ديگري هست كه ميگويد اگر انرژي توليدي ليزر در آن مدت كوتاه بايد تحويل داده بشود پس براي برقرار ماندن معيار لاوسن (حالا كه مدت زمان محصور سازي پايين آمده)بايد چگالي بالا تر برود.كه در اين مورد از تراكم و چگالي جامد هم بالا تر ميرود.

دستيابي به دماي پايين

چگونگی دستیابی به دما های پائین و نحوه ی اندازه گیری آنها




پيش از صحبت در مورد پايين ترين دمايي كه به آن دست يافته و اندازه گرفته ايم، لازم است معناي علمي دما را تشريح كنيم. دما ميزاني از محتواي انرژي ماده است. هنگامي كه هوا گرم است، مولكول ها سريع حركت كرده و انرژي جنبشي بالايي دارند. هر چه مولكول ها سردتر باشند، سرعت آنها نيز كمتر است و در نتيجه انرژي كمتري دارند. اندازه گيري دما روش آساني براي مشخص كردن انرژي سيستم است.

دما را مي توان با واحدهاي مختلفي اندازه گرفت. معمولاً براي اندازه گيري دما در زندگي روزمره از واحدهاي سلسيوس و فار نهايت استفاده مي كنيم. صفر مقياس دما بايد متناظر با سرعت صفر ذرات گاز و در نتيجه انرژي صفر اين ذرات باشد، اما دو واحد دماي نامبرده فاقد اين خاصيت طبيعي هستند. بنابراين مقياس دماي طبيعي، دماي مطلق است كه برحسب دماي كلوين اندازه گيري مي شود. صفر كلوين پايين ترين دماي ممكن است. در صفر مطلق تمام حركت ها متوقف مي شود. بديهي است دستيابي به دماي پايين تر از صفر مطلق امكان پذير نيست، زيرا سرعتي كمتر از صفر و انرژي كمتر از هيچ، وجود ندارد. (البته به خاطر داشته باشيد كه در اينجا منظور از انرژي، فقط انرژي هايي است كه مي توان از ذرات گرفت و شامل مقدار انرژي باقي مانده يا انرژي نقطه صفر مكانيك كوانتومي كه در مورد بعضي از ذرات از آنها صحبت مي شود، نيست.)

صفر مطلق متناظر با ۲۷۳ _ درجه سلسيوس و ۴۶۰ _ درجه فار نهايت است. براي سرد كردن يك جسم لازم است انرژي موجود در جسم را استخراج كرده و آن را به جايي ديگر منتقل كنيم. براي مثال در يخچال هاي خانگي، مبدل گرمايي موجود در پشت يخچال گرم مي شود، زيرا انرژي استخراج شده از اجسام موجود در درون يخچال به اين قسمت منتقل مي شود. (علاوه بر گرمايي كه از اجسام موجود در درون يخچال به اين قسمت منتقل مي شود، مقداري گرما نيز به دليل كار كردن خود يخچال توليد مي شود.)

در دهه ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ روش هاي جديدي براي سرد كردن اتم هاي گازي ابداع شد: سرد كردن ليزري و سرد كردن تبخيري. با تلفيق اين دو روش، دسترسي به دماهاي پايين تر از يك نانو كلوين (يك ميلياردم درجه كلوين) ممكن شده است. پايين ترين دمايي كه تاكنون به آن دست يافته اند، دماي ۴۵۰ پيكوكلوين است و تقريباً شش برابر كمتر از ركورد قبلي دما است. گروه ما توانسته است به اين ركورد دما دست يابد كه گزارشي از آن در شماره ۱۲ سپتامبر ۲۰۰۳ مجله ساينس به چاپ رسيده است. در سال هاي اخير نيز دو جايزه نوبل براي توسعه اين روش ها اهدا شد (سال هاي ۱۹۹۷ و ۲۰۰۱) در سردسازي ليزري، اتم ها نور ليزر را پراكنده مي كنند. هر فوتون ليرز كه با ماده برخورد مي كند، جذب آن شده و مجدداً در جهت ديگري منتشر مي شود. به طور متوسط، رنگ فوتون پراكنده شده نسبت به نور ليزر اوليه كمي به سمت آبي جابه جا مي شود و اين يعني فوتون پراكنده شده انرژي بيشتري نسبت به فوتون جذب شده دارد.

از آنجايي كه انرژي كل پايسته است، اختلاف در انرژي فوتون از حركت هاي اتمي اخذ شده است و اين يعني حركت اتم ها كند شده است. تغيير در طول موج اين تابش ها به دليل اثر داپلر (كه اين جابه جايي متناسب با سرعت هاي اتمي است) يا به دليل جابه جايي استارك (كه به واسطه ميدان الكتريكي پرتوهاي ليزر است) روي مي دهد و بدين ترتيب مي توان تفسيري از چگونگي كاهش انرژي اتم ها ارائه داد.

تفسير ديگر، بر چگونگي انتقال اندازه حركت

(momentum)

به اتم ها تأكيد دارد. اگر اتم ها در معرض چندين پرتو ليزر با مقدار قطبيت و بسامد مشخص قرار گيرند، عمدتاً فوتون هايي را جذب مي كنند كه از طرف نيم كره جلويي مي رسد. در اين حالت زاويه اي اندازه حركت زاويه اي فوتون و سرعت اتم ها با يكديگر مي سازند بيشتر از ۹۰ درجه است. اندازه حركت فوتون مولفه اي دارد كه مخالف جهت حركت اتم است و در نتيجه اندازه حركت فوتون جذب شده از سرعت اتم مي كاهد. در مرحله بعدي نشر فوتون باز زاويه هاي مختلف روي مي دهد و در نتيجه از متوسط چرخه هاي متعدد جذب و نشر فوتون، تغييري در اندازه حركت به دليل نشر فوتون روي نمي دهد. مرحله اساسي ايجاد شرايطي است. كه اتم ها فوتون ها را عمدتاً از جهت جلو دريافت كنند، كه اين كار با استفاده از جابه جايي داپلر امكان پذير است. وقتي كه زاويه بين اندازه حركت فوتون و سرعت اتمي بيش از ۹۰ درجه باشد، اتم و نور در خلاف جهت يكديگر در حال حركتند و جابه جايي داپلر منجر به افزايش بسامد مي شود.

وقتي كه نور ليزر براي تشديد اتمي در حالت قرمز تنظيم شده باشد، جابه جايي داپلر موجب افزايش تشديد و جذب اتمي مي شود. براي نورهايي كه از جهت عقب مي آيند و زاويه بين اندازه حركت فوتون و سرعت اتمي كمتر از ۹۰ درجه است، جابه جايي معكوس روي مي دهد و نور را از تشديد اتمي دورتر كرده و در نتيجه جذب كمتري روي مي دهد. وقتي كه ابراتمي متراكم تر و سردتر شد، فرآيندهاي سردسازي كه در بالا تشريح شد، بر فرآيندهايي كه موجب گرم شدن مي شود، غلبه مي كند. از فرآيندهايي كه موجب گرم شدن مي شود مي توان به آزادسازي انرژي در اثر برخورد اتم ها و عقب نشيني اتفاقي در اثر پراكندگي اشاره كرد، هر چند كه مقدار متوسط اين حركت ها صفر است اما باز هم موجب حركت هاي ارتعاشي خفيفي در اتم ها مي شود و در نتيجه دسترسي به پايين ترين دما را محدود مي سازد. با اين همه، اكنون اتم ها آنقدر سرد هستند كه بتوان آنها را توسط ميدان مغناطيسي محدود كرد. در اين حالت اتم هايي انتخاب مي شود كه الكترون فرد و در نتيجه گشتاور مغناطيسي دارند.

در نتيجه اين اتم ها همانند يك ميله مغناطيسي كوچك عمل مي كنند. ميدان مغناطيسي خارج بر آنها نيرو وارد مي كند، اين نيرو با گرايش مقابله كرده و آنها را در فضا شناور نگه داشته و باعث مي شود كه در كنار يكديگر بمانند، به عبارت ديگر اتم ها در يك قفس مغناطيسي كه ديوارهاي نامريي از جنس ميدان هاي مغناطيسي دارد، گرفتار شده اند. براي سردسازي بيشتر از فرآيند سردسازي تبخيري استفاده مي شود. اين فرآيند با حذف اتم هاي پرانرژي از سيستم صورت مي گيرد. همين فرآيند باعث سرد شدن فنجان قهوه مي شود، وقتي كه اكثر مولكول هاي پرانرژي به شكل بخار از فنجان خارج مي شوند، متوسط انرژي و متعاقب آن دماي مولكول هاي باقي مانده كاهش مي يابد. در يك تله مغناطيسي، اغلب اتم هاي پرانرژي از سد كشش نيروي مغناطيسي گريخته و به فاصله هاي دورتري بروند، در نتيجه اين اتم ها مي توانند به مناطق با ميدان مغناطيسي بالاتري نسبت به اتم هاي سردتر منتقل شوند. در اين ميدان هاي مغناطيسي قوي، اتم ها با امواج راديويي يا ميكرو ويو تشديد حاصل مي كنند، كه باعث تغيير گشتاور مغناطيسي شده و در نتيجه اتم ها پرواز كرده و از تله مغناطيسي مي گريزند. يك انيميشن عالي از فرآيند سرد شدن را مي توانيد با مراجعه به نشاني زير بيابيد.

http://www.Colorado.edu/physics/ 2000/bect/temperature.Html

اما چگونه مي توان دماي بسيار پايين اتم ها را اندازه گرفت؟ يك روش ساده اين است كه به ميزان گسترش ابر نگاه كنيم. هر چه ابر بزرگتر باشد، اتم ها پرانرژي تر هستند، زيرا توانسته اند به ميزان بيشتري از ميدان نيروي مغناطيسي فاصله بگيرند.اين حالت شبيه جو زمين است، كه حدود ۱۰ كيلومتر ضخامت دارد. اين عبارت به اين معني است كه اتم ها مي توانند در دماي اتاق تا فاصله ۱۰ كيلومتري سطح زمين رفته و از ميدان نيروي گرانشي سياره ما فاصله بگيرند. اگر دماي سياره ما ده مرتبه كمتر بود (يعني حدود ۳۰ كلوين يا ۲۴۰ _ درجه سانتي گراد) آن وقت، ضخامت جو زمين فقط يك كيلومتر بود. در دماي ۳۰ ميكرو كلوين جو متراكم شده و ضخامت آن فقط يك ميلي متر مي شد و در دماي ۳۰ نانوكلوين ارتفاع جو به يك ميكرون يعني به حدود يكصدم ضخامت تار موي انسان مي رسيد. (البته هوا گاز ايده آل نيست و در هنگام سرد شدن مايع مي شود). در آزمايش هاي ما، اتم ها هم در معرض نيروي مغناطيسي و هم در معرض نيروي گرانشي قرار دارند. در مركز اين نيروي گرانشي كاملاً با نيروي مغناطيسي خنثي مي شود.

اندازه ابر الكتروني با استفاده از نور ليرز مشخص مي شود، اتم ها نور ليزر را كاملاً جذب مي كنند و در نتيجه يك سايه تشكيل مي شود. با استفاده از چندين لنز، تصوير اين سايه روي يك حسگر الكترونيك مشابه همان حسگرهايي كه در دور بين هاي ديجيتال وجود دارد، منتقل مي شود. از آنجايي كه شدت ميدان مغناطيسي با دقت مشخص شده است، اندازه ابر معياري مطلق از انرژي و در نتيجه دماي اتم هاست. (به عبارت دقيق تر چگالي توزيع اتم ها نشان دهنده توزيع انرژي پتانسيل است) روش ديگر براي تعيين دما، اندازه گيري انرژي جنبشي اتم هاست. براي انجام اين كار تله مغناطيسي را با قطع جرياني كه از سيم پيچ مغناطيسي مي گذرد، به طور ناگهاني قطع مي كنند. در غياب نيروي مغناطيسي، اتم ها به آساني منتشر شده و ابر به طور باليستيك منبسط مي شود. با گذشت زمان اندازه ابر گسترش مي يابد كه ميزان اين گسترش به طور مستقيم نشان دهنده سرعت اتم ها و در نتيجه دماي آنهاست (به عبارت دقيق تر، تصوير جذبي از يك ابر در حال انبساط توزيع انرژي جنبشي در ابر را نشان مي هد.) براي يك زمان مشخص از انبساط باليستيك، اندازه سايه، بيانگر ميزان دما است. (دما متناسب با مربع اندازه ابر است) دستيابي به دماهاي پايين تر و پايين تر به وسيله انقباض سايه نشان داده

دستيابي به يك نظريه جامع براي تعريف همه چيز در جهان

از همان ابتداي خلقت ، دست يافتن به نظريه اي براي همه چيز دل مشغولي بشر بود ، يافتن جوابي كه پاسخ تمامي سئوالات باشد . سئوالاتي كه مطرح شده اند و يادر آينده ممكنست مطرح شوند چه سئوالات مربوط به متافيزيك ، چه سئوالات مربوط به جهان ماده .بله ، با دست يافتن به"نظريه اي براي همه چيز"گيريم كه توانستيم در قرن بيست و يكم به نظريه اي براي همه چيز دست يابيم آيا در اين صورت مي توان ادعا كرد كه در قرن بيست و دوم ، بيست و سوم و... اين نظريه در آن زمان هم نظريه اي براي همه چيز باشد؟ اگر قادر به اثبات تجربي آن نباشيم" همه چيز" اين نظريه بلوفي بيش نخواهد بود چرا كه ممكنست تكنولوژي آينده به مبارزه با پيش بيني هاي آن برآيد.و ضعف هاي آن را برملا سازد.

ناممكن بودن دست يافتن به نظريه اي براي همه چيز در محدوده ي مسائل مادي و غيرمادي بشر را مجبور ساخت تا مشكلات خود را در دو حوضه ي مجزا مورد مطالعه قرار دهد، در عرصه غير مادي انسان به سرعت، شايد در همان دوران غارنشيني به نظريه اي براي همه چيز دست يافت اما در حيطه ي مسائل مادي هزاران سال است انسان براي رسيدن به اين نظريه تلاش مي كند ودر اين راستا بشر و طبيعت به زور آزمايي با هم پرداخته اند ، اين مبارزه من را به ياد كارتون هاي افسانه اي مي اندازد كه پيرمردي با ريش سفيد و بلند، عصا به دست (طبيعت) معمايي مطرح مي كند و پسربچه اي (انسان) بي تجربه با تحمل مشقات زياد و كسب تجربه و علم به آن پاسخ مي دهد.

اين رويارويي پاياپاي تاكي ادامه دارد و برنده ي اين بازي كيست ؟ انسان يا طبيعت ؟

بيش از صد سال پيش انسان موفق شد همه معما هاي به جا مانده از گذشته هاي دور را در قالب فيزيك كلاسيك قدرتمندانه پاسخ دهد و دانشمندان را در به پايان رسيدن دوران جستجو و كنكاش دلخوش نمايد .

در اين ميان فريادهاي مستانه ي دانشمنداني از گوشه و كنار جهان به گوش مي رسيد كه ما ديگر قادر خواهيم بود هرآنچه در آينده ممكنست رخ دهد با مطالعه ي وضع موجود پيش بيني كنيم چرا كه راز نظم بنيادين طبيعت را كشف نموده ايم ودر قالب فيزيك كلاسيك فرمول بندي كرده ايم .

ولي چه زود طبيعت به حال خوش آنان (باپيش كشاندن چندين معما نظير سرعت نور ، تابش جسم سياه ، اثر كامپتون ، اثر فوتو الكتريك،...) پايان داد مشكلات پيچيده اي كه براي حل آنها ديگر از دست فيزيك كلاسيك كاري بر نمي آمد .

اما ديري نپائيد كه مسائل لاينحل و آزاردهنده ي پيش روي فيزيك كلاسيك با ابداع نظريه هاي نسبيت توسط اينشتين بر طرف شد و توپ را انسان برا ي بار ديگر به زمين طبيعت انداخت .

فيزيك كلاسيك به همراه نسبيت ها هرچه در زمين و وراي آن رخ مي داد را قانونمند ساخت و به سئوالاتي مانند موقعيت يك ذره در آينده ( با مطالعه نيرو هاي وارد بر آن ) تاريخ كسوف هاي بعدي ، ماهيت عالم و چگونگي شكل گيري آن و صدها رخداد مشابه از اين دست را به دقت پاسخ ميداد .

طولي نكشيد كه ايده اي ديگر سر از تخم تكامل انديشه ي بشر بيرون آورد . كوانتوم . ايده اي جسورانه، نظريه اي كه ريزترين اجزاء طبيعت را مورد مطالعه قرار مي دهد ، به يمن دست آورد هاي فيزيك كوانتومي بود كه به ناگاه ذراتي از پس پرده ي نمايان شدند كه تا آن زمان طبيعت آنها را از چشم بشر مخفي نگاه داشته بود ،دهها نوع ذره با نامها و رفتارها ي متفاوت ، اين كوانتوم بود كه معما هايي چون ساختمان اتم و مولكول ها را به انسان شناسانيد و او را در شكافتن دل ذرات ياري نمود تا آفتاب نهان در آنها را به نظاره بنشيند و براي بار ديگر ذهنش را از سئوالات گوناگون رهايي بخشد.

انسان قرن بيستم موفق شد به طور باور نكردني سئوالات به ارث مانده از پيشينيانش را كه طي صدها سال بي پاسخ مانده بود را پاسخ دهد . وتمام جوانب عالم را به كمك نظريه هاي گوناگون توضيح دهد اگر اين نظريه ها را ما به شكل لباسي در نظر بگيريم كه انسان تن طبيعت كرده است ،اين لباس در عين پوشاندن بدن عريان طبيعت اما از يك ناهمگوني آزاردهنده اي برخودار است ، پيراهن كوانتومي وصله خورده ،كت چروك و گشاد نسبيتي،بهمراه شلوار مرتب اما تنگ و كوتاه كلاسيكي .

اين لباسي كه ما به تن طبيعت كرديم به زحمت توانستيم قسمتي از پيراهن كوانتومي را به زير شلوار كلاسيكي جاي دهيم (كنايه از بسط برخي از روابط كوانتومي جهت استفاده در محاسبه وقايع ماكروسكوپي ) و وصله هاي آن را به زير كت نسبيتي بپوشانيم (كنايه از اتحاد نسبيت خاص با مكانيك كوانتومي و تدوين نظريه كوانتومي ميدان )

با اين اوضاع آيا مي توانيم به انجام وظيفه مان خرسند باشيم و بگوييم هرچه طبيعت از ما طلب مي كرد ما آن را به انجام رسانديم.

چگونه مي توانيم طبيعت را از اين پوشش نا مرتب برهانيم ؟ طبيعتي كه ما هنوز كفشي به پاهاي برهنه اش نكرده ايم(منظورناتواني در حل معماهاي امروزي مانند ماده تاريك، انرژي تاريك ،سرانجام عالم ،ماهيت نوترينو ،...)



در اين صورت است كه وقايع لحظات اوليه ي خلقت عالم ، منشاء و چيستي ماده و انرژي تاريك ،سرانجام كائنات ،ماهيت برخي از ذرات بنيادي و دهها سئوال ديگر كه تاكنون بي پاسخ مانده اند به جوابشان دست خواهيم يافت .

اكنون سئوالات اساسي كه براي دست يافتن به اين نظريه پيش مي آيد اين است كه،

1- آيا مي توان به دست يابي بشر در آينده اي نزديك به نظريه اي براي همه چيز خوشبين بود.؟

2- آيا نظريه اي براي همه چيز تا ابد نظريه اي براي همه چيز باقي خواهد ماند.؟

اعتقاد من براين است كه تلاش انسان در اين برهه از زمان براي رسيدن به نظريه اي براي همه چيز منوط به تحقق يافتن دو چيز است

الف )آگاهي كامل از تمام جوانب عالم

ب)رسيدن به تكنولوژي پيشرفته براي آزمودن نظريه هاي پيشنهادي

مورد اول بدون شك با امكانات موجودغير ممكن به نظر مي آيد ،چرا كه ما نه شناخت كامل از عالم در بعد ماكروسكوپي آ ن داريم و نه مي توانيم به روشني از ابعاد ميكروسكوپي آن سخن برانيم، بنابراين ما در دو حيطه با تاريكي مطلق سر و كار داريم يكي ماهيت عالم در نقاط دور دست كه نه نوري از آنجا به چشم ما مي آيد و نه ما قادريم به آنجا سفر كنيم ، و مسئله ي ديگر ماهيت عالم در ابعاد فرمي و كوچكتر از آن مي باشد ،اطلاعات ما از اين بعد تنها يكسري مشاهدات غير مستقيم است كه در برخي از موارد برداشت هاي ضد و نقيضي به مشاهده گر القا مي كند . با اين وضعيت ما مي خواهيم نظريه اي ابداع كنيم كه اين دو حيطه ي ناشناخته و هر چه بين آنها ست را بدون كم و كاست توضيح دهد .

تازه اگر موفق به تدوين اين نظريه شديم مي ماند اثبات آن ،به نظر من ديگر نبايد بي درنگ تسليم ظاهر نظريه ها شد ،بدين صورت كه اگر نظريه اي بر روي كاغذ و در قالب رياضياتي آن بدون نقص بود به آن به چشم يك راه حل بي بديل و قطعي نگاه كنيم كه اين نظريه تنها راه حل مشكل ماست.

همين نظريه ي نسبيت را در نظر بگريد ،با همه توانايي هايش در برخي از زمينه هاي علم فيزيك تاكنون هيچ مدرك قطعي براي اثبات پيش بيني هايش ارائه نگرديد ،تنها نسبيت خاص را توانسته اند با ذرات موجود در شتابدهندها كه ذرات در آن از حركت شتابدار برخوردارهستند (در صورتي كه نسبيت خاص ويژه ي حركت با سرعت ثابت است ) مورد آزمايش قرار دهند مخالفت اين نظريه با "عقل سليم" وپارادوكس حل نشده ي دو قلو هاي آن ديگر بماند.

در ضمن تاكنون مدرك مستدلي در تاييدبرخي از پيش بيني هاي نسبيت عام با تمام زيباييهايي كه اين نظريه دارد ارايه نشده است.

در زمينه ي يافته هاي فيزيك كوانتومي نيز با همين مشكل مواجه هستيم جايي كه صحبت از اتحاد بزرگ و يا اثبات وجود كوارك ها مي شود (به صورت منفرد ) يا وجود ذرات گلوئون، خر شتابدهندها به گل مي نشيند .

ناتواني دانشمندان در ابداع روشي براي اثبات تجربي اين يافته ها زمينه را براي ظهور ادعا هاي تازه مهيا ساخت. ادعا هايي كه هيچگونه چشم اندازي در آينده هاي بسيار دور نيز براي اثبات آنها وجود ندارد .

گرچه تلاش و پشتكار دانشمندان براي دست يابي به نظريه اي براي همه چيز قابل احترام و ستودني است اما آنان مرا به ياد كيميا گران قديم مي اندازند كه اميدتبديل مس به طلا سراسروجودشان را فرا گرفته است ،چند سالي است كه تب كيميا گري از علم شيمي به علم فيزيك منتقل شده است و كيمياي "نظريه اي براي همه چيز" روياي شيرين برخي از فيزيكدانان گرديده است .

البته همانطوري كه در طول تاريخ كيمياگري برخي از گوشه و كنار جهان ادعاي دست يافتن به ماده اي كه مس را به طلا تبديل مي كند را مطرح مي كردند ،اينك نيز پيدا مي شوند دانشمنداني كه مدعي دست يافتن به نظريه اي براي همه چيز هستند.

جالب اينجاست كه اينان براي منطقي جلوه دادن نظريه هايشان بنيان طبيعت را دگرگون مي سازند ، ذرات رابه ريسمان و ابعاد عالم را تا جايي كه مشكلشان حل شود افزايش مي دهند .



همان طوري كه تا قرن نوزدهم فيزيك كلاسيك براي همه چيز شناخته شده تا آن زمان پاسخ قانع كننده اي داشت . و به نوعي نظريه اي براي همه چيز بود. اما تكنولوژي قرن بيستم همانند شتابدهندها ،تلسكوپ ها ي قوي ،و تجهزات دقيق آزمايشگاهي سئوالاتي پيش روي آن قرار دادند كه ناقص بودن آن را نشان دادند .

تلاش براي دست يابي به نظريه اي براي همه چيز در حالي در حال انجام است كه دانشمندان هنوز در همساز كردن نسبيت خاص با كوانتوم با مشكلات عديده اي دست به گريبان هستند ، از وجود ذرات ميدان گرانش سخن به ميان مي آورند اما قادر به اثبات تجربي آنها نيستند ، از كم و كيف نيروي قوي هسته اي اطلاعات دقيقي ندارند،و...

كوتاه سخن اينكه اگر دانش بشري در مسير دست يافتن به نظريه هايي باشند كه بتواند تنها مشكلات موجود را حل كند (مانندطريقه ي شكل گيري نسبيت و كوانتوم)و اجازه بدهيم تا با پيدايش پاره نظريه ها زواياي بيشتري از نظريه ي بزرگ آشكار شود آنگاه به راحتي وبا اطمينان بيشتر قادر خواهيم بود گمشده ي خود (كه شايد نظريه اي براي همه چيز باشد) را بيابيم.

شايد تمايل دانشمندان در اين برهه از زمان براي دست يافتن به يك نظريه اي براي همه چيز ناشي از ناتواني آنها در حل معضلات فعلي است كه براي فرار از اين مشكلات خود را به دامان نظريه اي براي همه چيز انداخته اند . همين اقدام هاي گنگ و سر در گم كننده است كه اين سئوال بزرگ را در اذهان تداعي مي كند

آيا نظريه ي ام يا ريسمان يا ابر ريسمان وديگر نظريه هايي از اين دست (كه خود را كانديد نظريه اي براي همه چيز مي دانند ) گامي در جاده است يا راهيست به نا كجا آباد؟