فیزیک به علم ریاضی وابسته است. مفاهیم و اصول مهم فیزیک مبتنی بر ریاضیات هستند. هنگام مطالعه فیزیک با مفاهیم گوناگونی مواجه می شویم که ریشه در ریاضیات دارند. گرچه تأکید ما اغلب بر یادگیری مفاهیم فیزیک است، اما باید نسبت به جنبه ریاضی مسائل هم توجه خاص نشان داد.

حرکت اجسام را می توان به کمک واژه ها توصیف کرد. حتی شخصی هم که با علم فیزیک آشنا نباشد، مجموعه ای از کلمات را می شناسد که می توان با آن ها حرکت اجسام را توضیح داد. دانستن کلمات و عباراتی مانند تند رفتن، متوقف شدن، آهسته رفتن، سرعت گرفتن و برگشتن برای توصیف حرکت اجسام کافی است. در فیزیک از این واژه ها و واژه های زیاد دیگری استفاده می کنیم. این کلمات را می توان با واژهای دیگری مانند مسافت، جابجایی، تندی، سرعت و شتاب گسترش داد. به زودی خواهیم دید که این واژه ها به کمیت های ریاضی مربوط می شوند که هر یک تعاریف معینی دارند. کمیت های ریاضی ای را که برای توصیف حرکت اجسام به کار می روند می توان به دو گروه تقسیم کرد. یک کمیت ممکن است برداری یا نرده ای باشد. این دو گروه از کمیت ها را می توان با توجه به تعاریف متمایزشان از هم تشخیص داد.

• کمیت های نرده ای: کمیت هایی هستند که فقط با بزرگی (یا مقدار عددی) توصیف می شوند.

• کمیت های برداری: کمیت هایی هستند که با بزرگی و جهت توصیف می شوند.

در ادامه این درس به چند نمونه از کمیت های برداری و نرده ای خواهیم پرداخت. در مطالعه این درس به ماهیت نرده ای یا برداری هر یک از کمیت ها به دقت توجه کنید. در سایر درس های فیزیک، هنگام معرفی کمیت های جدید ریاضی غالباً اولین موضوعی که مطرح می شود برداری یا نرده ای بودن کمیت هاست.

یافته های خود را امتحان کنید.

برای این که مطمئن شوید قادر به تشخیص این دو گروه هستید، کمیت های زیر را در نظر بگیرید. تعیین کنید کدام یک نرده ای و کدام یک برداری هستند.

لنزهای پلاریزه (قطبیده) لنزهایی هستند که یک فیلتر چند لایه بر رویشان قرار دارد و تنها اجازه می دهد نور در جهت عمودی از میانشان عبور کند، در حالی که لنزهای غیرپلاریزه معمولاً فقط ته رنگی دارند تا جلوی نور را سد کنند. به عبارتی لنزهای غیر پلاریزه فیلتری برای حذف روشنایی زننده ندارند.

نور خورشید می تواند از سطوح افقی مانند آب، خشکی، جاده های خیس و کاپوت یک خودرو در جهات بسیاری منعکس شود. این بازتاب ها که از سطوح افقی انجام می گیرند تابش خیره کننده ای ایجاد می کنند که می تواند دید یک راننده را کور کند و باعث تصادف شود. لنزهای پلاریزه یا قطبیده برای افرادی که روازنه مدت زیادی رانندگی می کنند و نیاز دارند در همه ساعات روز به خوبی ببینند خوب است. لنزهای پلاریزه برای افرادی که ماهیگیری و یا قایق سواری می کنند هم مناسب است چراکه این لنزها روشنایی زننده را حذف می کنند و به ماهیگیران و قایق سواران کمک می کنند ماهی ها و یا تخته سنگ هایی که ممکن است به قایق آسیب برسانند را ببینند. لنزهای پلاریزه بیشتر زرد و خاکستریند.

لنزهای پلاریزه معایبی هم دارند. وقتی می خواهید تلویزیون ال سی دی و یا بعضی صفحه های نمایش لمسی را تماشا کنید، ممکن است به نظرتان برسد که صفحه نمایش در زوایای خاصی ناپدید می شود. این بدان معنی است که استفاده از لنزهای پلاریزه برای خلبانان خطوط هوایی و یا حرفه هایی که متکی بر LCD یا صفحه نمایش لمسی هستند انتخاب خوبی نیستند. عکاسان هم ممکن است نتوانند از میان لنز دوربین زوایای خاصی را خوب ببینند. گرچه لنزهای پلاریزه تابش خیره کننده برف را حذف می کنند، اما اسکی بازان و سایر کسانی که ورزش های روی برف را انجام می دهند دوست ندارند از این لنزها استفاده کنند چراکه برای دیدن یخ، تپه ها و برآمدگی ها به تغییرات نور وابسته اند.

دنیای امروز دنیایی دانش است و توانایی اندیشیدن به شیوه‌ی علمی نیاز بی‌چون و چرای آن. از این رو، بسیاری از افراد، خواسته یا نا خواسته، واژه‌های علمی را در بیان خود به کار می‌برند و اغلب بی آن که مفهوم آن‌ها را به درستی بدانند، آن‌ها را به جای واژه‌‌ها معمولی مناسب‌تر و گاهی به جای یک‌دیگر به کار می‌برند. واژه‌های پیش‌بینی، فرضیه، نظریه و قانون علمی از جمله‌ی بسیاری دیگر از واژه‌هایی است که نه تنها در کلاس‌های علوم، بلکه در روزنامه‌ها و رسانه‌های دیگر و زبان روزمره‌ی مردم استفاده می‌شود. اما لازم است معلمان علوم این واژه‌ها را به مفهوم واقعی آن به دانش‌آموزان منتقل کنند، زیرا به کارگیری نادرست این واژه‌ها می‌تواند فرصت تفکر علمی درست را از دانش‌آموزان بگیرد.

طلای تقلبی نام دیگری برای پیریت آهن، یا دقیق تر بگوییم دیسولفید آهن است. پیریت فراوان تر از طلای واقعی است و سخت تر و شکننده تر از آن است.

طلای تقلبی از یک مولکول آهن و دو مولکول سولفور (گوگرد) تشکیل شده است. در طول جنگ جهانی دوم پیریت به منظور تولید اسید سولفوریک که یک ماده شیمیایی صنعتی است استخراج می شد. امروزه هم پیریت در باتری خودرو، لوازم خانگی، ماشین آلات و جواهرات مورد استفاده قرار می گیرد.

اگر با یک طلای تقلبی برخورد کنیم اولین تجربه مان از آن یک ماده براق و درخشان به رنگ زرد است. حتی کاشفان طلا هم با دیدن طلای تقلبی در ابتدا شور و شعف زیادی پیدا می کنند چراکه آن را با طلای واقعی اشتباه می گیرند. ضمن این که طلای تقلبی گاهی وقت ها در همان نزدیکی طلای واقعی یافت می شود.

با انجام آزمایش هایی ساده می توانید بفهمید که آیا آن چه با آن مواجهید طلای واقعی است یا پیریت. طلای تقلبی شیشه را خراش می دهد در حالی که طلای واقعی نمی تواند شیشه را خراش دهد. علاوه بر این، از آن جایی که آهن ماده اولیه و پایه ای تشکیل دهنده پیریت است، جذب آهن ربا می شود. در حالی که طلا و سایر فلزات گرانبها تحت تأثیر میدان مغناطیسی قرار نمی گیرند.

هنگامی که پیریت پودر می شود، رنگ آن سیاه مایل به سبز می شود، در حالیکه پودر طلای واقعی زردرنگ است.

می توانید ماده مشکوک را نزدیک بینی تان نگه دارید و آن را بو کنید. اگر بوی گوگرد بدهد، احتمالاً طلای واقعی نیست.

می توانید از نزدیک به نمونه نگاه کنید. کریستال های پیریت مکعب شکل است بنابراین اگر نمونه شما گوشه های زاویه دار تیز زیادی دارد احتمال دارد که پیریت باشد.

آزمون دیگر آزمون انعطاف پذیری است. معدن کاوهای قدیمی با نیش دندان آن را امتحان می کردند. اگر خم می شد طلای واقعی بود. کاشفان جدید کمی سخت گیرترند. آنها یک چکش همراه دارند و به موارد مشکوک یک ضربه سخت می زنند. اگر نمونه بشکند پیریت است. اگر مسطح شود و گسترش یابد، طلای واقعی است.

یافتن پیریت برای کسانی که دنبال طلای واقعیند ناامید کننده است ولی پیریت اغلب در نزدیکی منابع مس و طلا کشف می شود. بنابراین معدنچی ای که با یافتن قطعه ای پیریت ناامید شود و حفاری را متوقف کند کار عاقلانه ای نمی کند.

ساختار کراتین
کراتین (Creatine) یک ماه شیمیایی (اسید آلی نیتروژنی) است که به طور طبیعی در بدن عمدتا در عضلات یافت می‌شود و به انرژی رسانی به عضلات کمک می کند.

۵۰ درصد کراتین در بدن انسان ها و حیوانات از طریق مصرف گوشت تازه تامین می شود. از آنجاییکه در سبزیجات کراتین وجود ندارد، در گیاه خواران سطح کراتین پایین تر است و می توانند با مصرف مکمل ها این نقیصه را جبران کنند. مکمل‌های کراتین در آزمایشگاه ساخته می‌شوند. کراتین به طور طبیعی در بدن انسان از اسیدهای آمینه در کلیه و کبد ساخته می ‌شود و از راه خون به عضلات منتقل می‌شود. تقریبا ۹۵ درصد کل کراتین بدن در عضلات جای دارد و در تولید انرژی لازم برای عمل کردن عضلات دخالت دارد

یکی از پرکاربردترین روش‌های جداسازی مواد در آزمایشگاه کروماتوگرافی است و در مواقعی که جداسازی به روش‌های دیگر ناممکن است به راحتی می‌توان از این روش استفاده کرد، زیرا اختلافات‌ جزئی موجود در رفتار اجسام باعث جداسازی آسان در جریان عبور آن‌ها از یک سیستم کروماتوگرافی می‌شود‌. این روش بسیار ساده و سریع است به طور مثال آزمایشی که ممکن است با استفاده از روش تقطیر چندین روز به طول بینجامد، می‌تواند به کمک کروماتوگرافی در عرض زمانی بسیار کوتاه انجام گیرد، وسایل مورد نیاز آن نیز ارزان قیمت است . روماتوگرافی لغتی یونانی به معنی رنگ نگاری است.اساس کروماتوگرافی ، جذب سطحی مواد و توزیع آن‌ها در دو فاز است. در این روش جداسازی بر اساس حرکت نسبی دو فاز صورت می‌گیرد بدین ترتیب که یکی از فازها که فاز ساکن نامیده می‌شود بدون حرکت است و فاز دیگر فاز متحرک نام دارد. با عبور دادن فاز متحرک از داخل فاز ساکن جریانی به وجود می‌آید، در این حالت اجزای مختلف نمونه سرعت‌های حرکت مختلف دارند و جداسازی بر اساس همین اختلاف سرعت‌ها انجام می‌شود. فاز متحرک می‌تواند گاز یا مایع و فاز ساکن می‌تواند جامد یا مایع باشد.اگر فاز ساکن جامد باشد، کروماتوگرافی جذب سطحی و اگر فاز ساکن مایع باشد کروماتوگرافی را تقسیمی می‌نامند

حال به توضیح برخی روش های کروماتوگرافی می پردازیم:
روماتوگرافی جذب سطحی
در این نوع کروماتوگرافی جداسازی بر مبنای تقاوت در جذب سطحی اجزای فاز متحرک و فاز ساکن صورت می‌گیرد. در کروماتوگرافی جذب سطحی، فاز متحرک مایع (حلالی مانند هگزان) و فاز ساکن جامد (مانند آلومین یا سیلیکاژل) است بنابراین نوع خاصی از کروماتوگرافی مایع – جامد محسوب می‌شود.
در این نوع جداسازی حلال(فاز متحرک) با عبور خود از میان ستون جامد (فاز ساکن) اجزای مخلوط را با خود حمل می‌کند. سرعت حرکت هر جزء‏ ، به میزان جذب سطحی آن بر روی ماده داخل ستون بستگی دارد. به این ترتیب سرعت ماده‌ای که کم جذب شده است بیشتر از ماده‌ای که زیاد جذب شده است خواهد بود و اجزایی که قابلیت جذب بالاتری دارند، در قسمت بالای ستون و اجسامی که قابلیت جذب کمتر دارند در قسمت‌های پایین ستون ، جذب خواهند شد. حال اگر اختلاف بین جذب‌های سطحی به حد کافی زیاد باشد، جداسازی مواد کامل انجام خواهد گرفت..

کروماتوگرافی لایه نازک(TLC)
این نوع کروماتوگرافی نمونه ‌ای از کروماتوگرافی جذب سطحی است که در آن، به جای اینکه ستون از جاذب(فاز ساکن) پر شود، آن را به صورت لایه نازک روی یک صفحه شیشه‌ای یا لایه پلاستیکی یا ورقه فلزی قرار می‌دهند. سایر اصول جداسازی مانند روش کروماتوگرافی جذب سطحی است.

کروماتوگرافی تبادل یونی
در این روش بین فاز متحرک (محلول) و فاز ساکن (جامد) به صورت برگشت پذیر یون مبادله می‌شود. جامد تشکیل‌دهنده فاز ساکن رزین نامیده می‌شود و پایداری مکانیکی و شیمیایی و یکنواختی اندازه ذرات از خصوصیات آن‌ها است. قالب این رزین‌ها بر پایه یک بسپار بزرگ (معمولا پلی استیرن) استوار است اما برخی از آن ها متکی بر اسید متا اکریلیک هستند، رزین‌ها به دو نوع تعویض کننده آنیونی و کاتیونی تقسیم می شوند. هر کدام از این تعویض کننده‌ها به نوع بازی ضعیف و قوی و اسیدی ضعیف و قوی تقسیم می‌شوند. می‌توان این روش را مانند کروماتوگرافی جذبی در نظر گرفت به گونه ای که رزین‌ها جایگزین جاذب شده باشند. رزین‌ها باید دارای گروه‌های مبادله کننده تک عاملی باشند و درجه اتصالات عرضی کنترل شده داشته باشند. گستره اندازه ذرات نیز باید تا آنجا که ممکن است کوچک باشد. با این روش کروماتوگرافی می‌توان محلول‌های رقیق را به خوبی جداسازی کرد.

کروماتوگرافی ژلی
این نوع کروماتوگرافی برای اولین بار در سال ۱۹۵۴ معرفی و در سال ۱۹۵۹ اصلاح شد. در این روش جداسازی‌های مبتنی بر الک کردن مولکولی بر روی اجسام بی‌بار در جریان مهاجرت الکترو اسمزی از داخل ژل‌ها انجام می‌شود. بدین ترتیب که جداسازی بر مبنای اندازه‌های نسبی مولکول ها انجام شده و از اصطلاح صاف کردن به وسیله ژل استفاده می‌شود. ژل استفاده شده در این روش باید بی اثر و پایدار باشد. فاز ساکن از یک قالب متخلخل تشکیل شده که منفذهای آن به وسیله حلالی که فاز متحرک را تشکیل داده پر شده است. از آنجا که اساس جداسازی بر این است که مولکول‌های بزرگ تر از حد وارد سوراخ‌ها نشده و به ترتیب جرم مولکولی از ستون خارج شوند و مولکول‌های کوچک تر بر حسب شدت نفوذشان سوراخ ها را پر کنند پس اندازه سوراخ بسیار مهم است. همچنین گرانروی نمونه نیز اهمیت زیادی دارد و نباید از دو برابر گرانروی شوینده بیشتر باشد. از دیگر عوامل مهم حجم نمونه است بدین ترتیب که هر چه حجم نمونه کمتر باشد، غلظت هر جزء در محلول خارج شده نیز کمتر خواهد بود.
روماتوگرافی تقسیمی
در این روش که نمونه‌ای از کروماتوگرافی مایع- مایع است، شیوه کار بسیار شبیه به کروماتوگرافی جذب سطحی است و تفاوت این دو روش در ماهیت ماده پر شده در ستون است. همچنین حجم ظرفیت یک ستون تقسیمی، غالبا کوچک تر از ظرفیت یک ستون جذب سطحی بوده و گاهی این اختلاف خیلی زیاد است. فاز ثابت لایه ای از محلول است که روی سطح جامد ناصافی مانند سیلیکاژل قرار دارد و فاز متحرک مایعی غیر محلول در مایع اولی است. سرعت حرکت یک جزء از مخلوط تابع انحلال پذیری آن در فاز ساکن است یعنی جدا شدن اجزا بدین صورت است که اجسامی که بیشتر حل می‌شوند، کندتر از اجسامی که کمتر حل می‌شوند به طرف پایین ستون حرکت می‌کنند. در جریان عبور از ستون ، اجسام میان دو فاز تقسیم شده و جداسازی انجام می‌شود. در این روش ابتدا مخلوط اجسام به صورت یک نوار در ستون در می‌آید که علت آن جذب سطحی یا جذب به وسیله فاز ساکن است.

کروماتوگرافی کاغذی
کروماتوگرافی کاغذی نوع خاصی از کروماتوگرافی تقسیمی است که در آن صفحات کاغذی جای ستون پر شده را می‌گیرند. در این روش فاز ساکن کاغذ است. مولکول‌های سلولز نیز به نوبه خود به وسیله ساختار الیافی کاغذ در وضعیت‌های ثابت نگه داشته می‌شود. در ابتدا کروماتوگرافی کاغذی برای جداسازی مخلوط‌های مواد آلی به کار می رفت. اما امروزه برای جداسازی یون‌‌های معدنی استفاده می‌شود. به وسیله این روش هم آنیون‌ها و هم کاتیون‌ها را می‌توان جداسازی کرد.
برای انجام این روش قطره‌ای از محلول حاوی مخلوطی که باید جدا شود را روی یک صفحه یا نوار کاغذ صافی در محل علامت گذاری شده قرار می‌دهند. قطره به صورت یک لکه حلقوی در این محل پخش می‌شود. هنگامی که لکه خشک شده کاغذ را در یک ظرف مناسب سربسته طوری قرار می‌دهند که یک سر آن در حلال انتخاب شده به عنوان فاز متحرک فرو رود، حلال از طریق الیاف کاغذ در نتیجه عمل موئینگی نفوذ می‌کند. پس از گذشت زمان از قبل تعیین شده، وقتی حلال مسافت مناسبی را طی کرد، کاغذ را بیرون آورده و حلال را با علامتی مشخص می‌کنند. پس از خشک شدن صفحه وقتی محل های مناطق جدا شده آشکار شدند هر یک از اجسام به طور جداگانه شناسایی می‌شوند. در موارد ایده‌آل ، هر جسم با واکنش گر مکان یاب ، رنگ مخصوصی می‌دهد که در مورد مواد معدنی بیشتر و درمورد مواد آلی کمتر مشاهده می‌شود.

کروماتوگرافی ستونی

در کروماتوگرافی ستونی جسم بین فازهاى مایع و جامد پخش میشود. فاز ساکن جسم جامدی است و این جسم اجزای مایعی را که از آن میگذرد به طور انتخابی در سطح خود جذب میکند و آنها را جدا میکند. اثرهایی که باعث جذب سطحی میشوند همان اثرهایی هستند که موجب جذب در مولکولها میشوند. این اثرها عبارتند از: جاذبه الکترواستاتیکی، ایجاد کمپلکس، پیوند هیدروژنی، نیروی واندروالس و غیره. برای جدا کردن یک مخلوط با کروماتوگرافی ستونی، ستون را با جسم جامد فعالی (فاز ساکن) مانند آلومینا یا سیلیکاژل پر میکنند و کمی از نمونه مایع را روی آن میگذارند. نمونه ابتدا در بالای ستون جذب میشود. سپس حلال استخراج کننده ای را در داخل ستون جریان میدهند. این فاز مایع متحرک، اجزای مخلوط را با خود میبرد. ولی به علت نیروی جاذبه انتخابی فاز جامد، اجزای مربوط میتوانند با سرعتهای مختلفی به طرف پایین ستون حرکت کنند. ترکیبی که با نیروی کمتری جذب فاز ساکن شود سریعتر خارج میشود زیرا که درصد مولکولی آن در فاز متحرک از ترکیبی که با نیروی زیادتری جذب فاز ساکن میشود بیشتر است.

دوستتونو ناپدید کنید در حالی که لبخندش باقی بمونه.
در بیشتر مواقع ، هر دو چشم انسان چشم اندازهای نسبتاً یکسانی از دنیای اطراف دریافت می کنند. مغز ما دو تصویری که دو چشم از یک منظره دریافت می کنند را با هم ترکیب کرده و ما آن منظره را سه بعدی درک می کنیم. در این آزمایش خواهید دید که اگر تصاویری که دو چشم دریافت می کنند متفاوت باشند ، چه اتفاقی می افتد.

وسایل مورد نیاز
یک آینه ( که طول هر وجه آن حدود ۱۰ إلی ۱۵ سانتی متر باشد )
دیوار سفید یا هر سطح سفید دیگر ( مانند ورقه ی مقوای سفید )
یک دستیار
شرح آزمایش
طوری بنشینید که دیوار یا سطح سفید در سمت راست شما قرار بگیرد. همانند شکل زیرطوری آینه را با دست چپ در مقابل بینی خود نگه دارید که سطح بازتابنده ی آن به طرف دیوار باشد ( چنان که بتوانید دیوار را با چشم راست خود ببینید

در حالی که یک لبه ی آینه ( مانند شکل ) در مقابل بینی شما قرار دارد ، آن را طوری بچرخانید که تصویر منعکس شده ی دیوار را تنها با چشم راست خود بتوانید ببیند و چشم چپتان در مقابل دوستتان قرار گیرد. دست راست خود را همانند شکل بالا در مقابل دیوار طوری تکان دهید که گویی در حال پاک کردن تخته سیاه هستید. ببینید چه قسمت هایی از صورت دوستتان ناپدید می شود.
سعی کنید در مکانی آزمایش را انجام دهید که زمینه ی پشت سر فرد مقابلتان به رنگ روشن باشد. تا آن جا که امکان دارد ، سر خود را بی حرکت نگاه دارید. از دوست خود نیز بخواهید در طول آزمایش بی حرکت بنشیند .
اگر ناپدید شدن صورت دوستتان را به درستی نمی بینید ( در دیدن ناپدید شدن آن مشکل دارید ) ، احتمالاً یکی از چشمانتان از دیگری قوی تر است .
آزمایش را دوباره انجام دهید، منتها اینبار طوری بنشینید که دیوار در سمت چپ شما قرار گیرد و چشم راستتان در مقابل صورت دوستتان قرار گیرد.
توانایی افراد مختلف در مشاهده ی این اثر متفاوت است. تعداد کمی از افراد هرگز این پدیده را نمی بینند. این آزمایش را چندین مرتبه تکرار کنید، زود مأیوس نشوید. برای دیدن این پدیده وقت و حوصله به خرج دهید .

گروه خونی O

گروه خونی O، قدیمی‌ترین و رایج‌ترین گروه خونی است که از ۵۰ هزار سال پیش تاکنون در رگ‌های انسان‌ها جریان داشته است. بررسی‌ها نشان داده‌اند گروه خونی انسان‌های اولیهO بوده و با توجه به اینکه آنها بیشتر گوشتخوار بوده‌اند، پس بدنشان با این ماده غذایی سازگار شده است. معده افرادی که گروه خونی O دارند اسید و تمام آنزیم‌های لازم برای هضم پروتئین‌های حیوانی را به اندازه کافی تولید می‌کند. از سوی دیگر، گروه خونی O دهنده جهانی است اما فقط از گروه O می‌تواند خون دریافت کند. از دیگر مزیت‌های این گروه خونی، سیستم ایمنی قوی و متابولیسم خوب است

جالب است بدانید سیستم ایمنی خوب و قوی‌ این گروه، باعث می‌شود بیشتر به بیماری‌های خودایمنی مبتلا شوند و میزان ابتلا به آلرژی نیز به همین علت در آنها بالاتر است. دستگاه گوارش دارندگان گروه خونی O به راحتی با غذاهای جدید سازگار نمی‌شود و جز پروتئین با سایر گروه‌های غذایی مشکل دارد. اگرچه این عدم تحمل را نمی‌توان مسوول بروز مشکلات موثری در این افراد دانست، ولی ظاهرا در مقابل زخم‌های معده و اثنی‌عشر حساسیت بیشتری دارند.

از آنجا که دستگاه گوارش افراد دارای این گروه خونی با مصرف پروتئین مشکلی ندارد، میزان چربی دریافتی‌شان بالاست و به همین علت خطر ابتلا به گرفتگی شرایین و ناراحتی‌های قلبی – عروقی در آنها افزایش می‌یابد. به کسانی که گروه خونی‌شان O است، توصیه می‌شود میزان مصرف پروتئین‌های حیوانی را کاهش دهند و سعی کنند سبزی را وارد برنامه غذایی‌شان کنند، در ضمن مراقب مصرف غلات، کلم و سبزی‌های خشک باشند زیرا بدن آنها در هضم گلوتن کمی دچار مشکل است

بقیه در ادامه مطلب

ساختمان چشم

چشم یك توده تقریباً كروی ژله مانند است كه در پوسته‌ای سخت، صلبیه، و درون كاسه استخوانی چشم، جای گرفته است.

چشم دارای قسمت‌های زیر است:

1- صلبیه: (sclera) پوسته سفت و سفید رنگ اطراف كره چشم كه در جلو به قرنیه متصل می‌شود را گویند كه در داخل كاسه استخوانی چشم قرار دارد.

 2- قرنیه: قرنیه (Cornea) قسمت شفاف، بی رنگ و شیشه مانند جلوی چشم ، که در محل لیمبوس (حلقه دور قرنیه) به ملتحمه متصل می‌شود. قطر افقی آن 75/11 و قطر عمودی 6/15 میلیمتر است. منابع تغذیه قرنیه ، عروق لیمبوس ، زلالیه و اشک است. قسمت سطحی قرنیه بیشتر اکسیژن خود را از اتمسفر می‌گیرد. قرنیه بی‌رنگ است و سبب شکست نوری می‌شود که به دورن چشم می‌آید. بیماری قوز قرنیه یا کراتوکونوس (Keratoconus)باعث اختلال در شكست نور می‌شود. در عمل پیوند قرنیه (Corneal Transplant)، قرنیه بیمار با یک قرنیه سالم از چشم انسانی دیگر که فوت کرده، ‌تعویض می‌گردد.

- ملتحمه: غشاء مخاطی نازك و شفافی می‌باشد كه سطح داخلی پلك‌های فوقانی و تحتانی چشم را مفروش می‌كند و بخش قدامی (جلوی) صلبیه را می‌پوشاند. بیماری التهاب ملتحمه عبارت است از التهاب سطح داخلی پلك و روی سفیدی چشم.

 4- زلالیه: (Anterior chamber) مایع آبگون زلال و شفافی كه بین قرنیه و عنبیه قرار دارد، زلالیه گویند كه نور از آن عبور كرده وارد مردمك می‌شود.

 5- عنبیه: (iris)عنبیه دایره‌ای رنگین است، و مردمک، نقطه سیاه کوچکی است که در وسط این دایره جای گرفته است. رنگ مردمک سیاه است؛  سوراخ مردمک به کمک عنبیه تنگ و گشاد می‌شود؛ عنبیه كه از ماهیچه‌های حلقوی و شعاعی تشكیل شده است، می‌تواند مردمك را در حدود 2 میلی‌متر، در نور روشن، و در تاریكی تا تقریباً 8 میلی‌متر، منبسط یا منقبض كند. یعنی در زیر نور شدید به اندازه سوراخ یک سوزن، جمع و تنگ، و در نور کم، کاملا گشاد و باز می‌شود. در واقع رنگ چشم وابسته به عنبیه است که از فردی به فرد دیگر متفاوت می‌باشد.

 6- مردمك: (pupil)سوراخ درون عنبیه كه نور از آن عبور می‌كند و كوچك و بزرگ می‌گردد.

 7- عدسی یا لنز: (lens) عدسی عضوی است دو طرف محدب، قابل انعطاف، بدون رگ و شفاف با قطر 9 میلیمتر و ضخامت 4 میلیمتر که ما بین مایع زلالیه و زجاجیه چشم قرار دارد. عدسی رگ خونی ندارد و توسط زجاجیه كه در اطراف آن قرار دارد تغذیه می شود.

 8- زجاجیه: (vitercus)داخل كره چشم، مابین عدسی و شبكیه، ماده ژله مانندی به نام زجاجیه كه شباهت به سفیده تخم مرغ دارد، پر شده است كه نور از آن عبور كرده و به شبكیه می‌رسد.

  9-  شبكیه: (Retina) سطح داخلی كره چشم را  شبكیه یك بافت عصبی حساس به نور است كه به صورت یك لایه نازك در داخل بخش خلفی (عقبی) كره چشم قرار گرفته است و نور را به پیام های عصبی تبدیل كرده به مغز می فرستد. پرده شبكیه بیشتر اكسیژن و مواد مصرفی خود را از یك لایه عروقی به نام مشیمیه (كوروئید) دریافت می كند كه دور تا دور شبكیه را احاطه كرده است. شبکیه از ده لایه بسیار نازک شامل یاخته‌هایی فراوان درست شده در سراسر سطح داخلی چشم را، مانند یک آستر، پوشانیده است.

 10- مشیمیه: بین دیواره سخت صلبیه و شبكیه، یك پوسته درونی، یعنی مشیمیه قرار دارد. این پوسته لایه‌ای تیره است كه با رگ‌های خونی به خوبی تغذیه شده است.

  11- نقطه كور: (Optic disc) نقطه خروج عصب بینایی از چشم به طرف مغز، هیچ سلول گیرنده‌ای ندارد و آن ناحیه نسبت به نور غیرحساس است؛ از این رو آن را نقطه كور می‌گویند.

  12- عصب بینایی: (optic nerve)عصب بینایی به شكل شبكیه در سرتاسر پشت درونه چشم پخش می‌شود. و یك دسته از رشته‌های عصبی از آن در نقطه كور خارج می‌شود.

  13- لكه زرد: (Macala Lutea) درست در اطراف مركز شبكیه گودی كوچكی به قطر 2.5 تا 3 میلیمتر وجود دارد كه لكه زرد یا ماكولا نامیده می‌شود. كه نور اجسام بر آن نقطه اثر كرده و به صورت یك جریان عصبی به طرف مغز می‌رود

تجزیه ‌ی آب( H2O ) به اکسیژن و هیدروژن

 آن‌چه نیاز دارید

  • دو مداد(مداد HB معمولی مناسب است، اما2= HB بهتر است

 • شیشه‌ی خالی مربا( با گنجایشی حدود نیم لیتر)

  • قطعه‌ی مربع شکلی از کارتن به اندازه‌ای که دهانه‌ی شیشه را بپوشاند

  • نوار چسب

  • آب

  • باتری چراغ قوه

  • نمک

 آن‌چه باید انجام دهید

  دو انتهای مدادها را نوک تیز کنید. پیش از آن که به تیزکردن انتهای مدادها بپردازید، پاکن انتهای مداد و بخش فلزی آن را به طور کامل جدا کنید. شیشه‌ی مربا را تا زیر دهانه‌ی آن با آب پر کنید. چند قاشق چای‌خوری نمک به شیشه‌ی پر از آب بیفزایید. مربع کارتونی را به سر شیشه بچسبانید. به دقت، یکی از مدادها را از کارتن بگذرانید، به گونه‌ای که نوک مداد به طور کامل زیر آب باشد. نزدیک سه سانتی‌متر فاصله از مداد اول، همین کار را برای مداد دوم انجام دهید. مداد اول را از نوک گرافیتی‌اش به انتهای منفی باتری وصل کنید. یعنی، یک انتهای سیم را به دور نوک مداد بپیچید و انتهای دیگر را به انتهای منفی باتری. اکنون باید یک مداد به قطب منفی و مداد دیگر به قطب مثبت باتری وصل شده باشد. انتهای دیگر مدادها، که سیم به آن‌ها وصل نیست، باید در آب غوطه‌ور باشد. اکنون باید حباب‌هایی از نوک‌های غوطه‌ور در آب بیرون بزند.

  آن‌چه رخ می‌دهد

  شما در حقیقت یک پیل الکترولیز درست کرده‌اید. گرافیت مداد یک هادی جریان الکتریکی است. جریان الکتریکی از قطب منفی باتری به درون گرافیت جریان می‌یابد و از راه آب به قطب مثبت هدایت می‌شود. نوک گرافیتی را که به قطب مثبت وصل است، آندو نوک گرافیتی را که به قطب منفی وصل است، کاتدگویند. حباب‌هایی که پیرامون آند تشکیل می‌شوند، گاز اکسیژن(O ₂) هستند. حباب‌هایی که پیرامون کاتد تشکیل می‌شوند، گاز هیدروژن(H ₂) هستند. حباب‌ها نتیجه‌ی الکترولیز(برق‌کافت) هستند؛ یعنی، فرایندی که باعث تغییر شیمیایی در پیل الکترولیز می‌شود. در این جا، تغییر شیمیایی تولید گاز هیدروژن و اکسیژن از آب است. شما ممکن است متوجه شده باشید که پیرامون کاتد نسبت به آند حباب بیش‌تری جمع می‌شود. این حقیقت به این خاطر است که آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم آب تشکیل شده است: H2O . بنابراین، در برابر هر مولکول گاز اکسیژن دو مولکول گاز هیدروژن خواهیم داشت.

 نکته‌هایی برای آموزگاران و خانواده

  آب درون شیشه نباید زیاد نمک داشته باشد. اگر آب بسیار غلیظ باشد، احتمال آن وجود دارد که گاز کلر تولید شود. افزودن فنول‌فتالین(ماده‌ای که در برخی ضد یبوست‌ها وجود دارد) به آب درون شیشه، باعث افزایش pH در نزدیکی کاتد می‌شود. از این رو، پیرامون کاتد قرمز می‌شود. با شیره‌ی کلم قرمز نیز می توان به این حقیقت پی‌برد. شیره‌ی کلم قرمز در محل کاتد، آبی و در محل آند، قرمز می‌شود. البته، مشاهده‌ی این رویداد دشوار است، زیرا رنگ ارغوانی تیره‌ی شیره‌ی کلم، تغییر رنگ را می‌پوشاند. اگر می‌خواهید حباب‌های بیش‌تری تشکیل شود، باتری‌های بیش‌تری اضافه کنید.

آیا می دانید که .... ماه کامل ، ۹مرتبه درخشانتر و پرنورتر از ماه نیمه است

آیا می دانید که .... هر ساعت خراب یا خوابیده، دست کم روزی دو مرتبه زمان را درست نشان می دهد.

آیا می دانید که ....  96 درصد از وزن خیار را آب تشکیل می دهد.

آیا می دانید که .... هر ساعت خراب یا خوابیده، دست کم روزی دو مرتبه زمان را درست نشان می دهد.

 

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

آیا می دانید که .... تخم مرغ کاملا پخته به چرخش در می آید ، در حالی که تخم مرغ خام یا عسلی نمی چرخد.

آیا می دانید که .... اگر شبها یک چهارم سیب زمینی خام را داخل کفشهای چرم قرار دهید چرم نرم میشود و روز بعد تمیز خواهد بود و بویی خوب می دهد.

آیا می دانید که .... قرار دادن چند دانه برنج در نمکدان ، مانع چسبیدن نمکها به هم می شود.

 

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

آیا می دانید که .... که برج ایفل ۱۷۹۲پله دارد.

آیا می دانید که .... برای گرفتن زیادی نمک غذا می توان قطعه ای سیب زمینی میان آن گذاشت و بیست ثانیه صبر کرد تا نمک زیادی را به خود جذب کند.

آیا می دانید که .... در یک سانتی متری پوست شما ۱۲ متر عصب و ۴ متر رگ و مویرگ است.

 

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

آیا می دانید که .... موش دو پای آفریقایی از میدان دید ۳۶۰ درجه برخوردار است.

آیا می دانید که .... الفبای مردم هاوایی ۱۲ حرف دارد.

آیا می دانید که .... ارتفاع برج ایفل در سرما و گرما بر اثر انقباض و انبساط ۱۶ سانتی متر تغییر میکند.

آیا می دانید که .... هنگام رعد و برق اختلاف پتانسیل بین ابر و زمین به ۱۰ تا ۱۰۰ میلیون ولت میرسد

- سوسکها سریعترین جانوران ۶ پا میباشند. با سرعت یک متر در ثانیه.

- خرگوشها و طوطی ها بدون نیاز به چرخاندن سر خود قادرند پشت سر خود را ببینند.

- کرگدنها قادرند سریعتر از انسانها بدوند.

- هیچ پنگوئنی در قطب شمال وجود ندارد.

- مادر و همسر گراهام بل مخترع تلفن هر دو ناشنوا بوده اند.

- کانادا یک واژه هندی به معنی «روستای بزرگ» میباشد.

- ۱۰ درصد وزن بدن انسان (بدون آب) را باکتریها تشکیل میدهند.

- ۱۱ درصد جمعیت جهان را چپ دستان تشکیل میدهند.

- از هر ۱۰ نفر، یک نفر در سراسر جهان در جزیره زندگی میکند.

- ۹۸ درصد وزن آب از اکسیژن تشکیل یافته است.

- یک اسب در طول یک سال ۷ برابر وزن بدن خود غذا مصرف میکند.

- رشد دندانهای سگ آبی هیچگاه متوقف نمیگردد.

- قلب والها تنها ۹ بار در دقیقه میتپد.

- چیتا قادر است در حداکثر سرعت خود گامهایی به طول ۸ متر بر دارد.

- شمپانزه ها قادرند مقابل آینه چهره خود را تشخیص دهند اما میمونها نمیتوانند.

- عمر سنجاقکها تنها ۲۴ ساعت میباشد.

- مدت زمان گردش سیاره عطارد بدور خود دو برابر مدت زمان گردش آن بدور خورشید میباشد.

- روشنایی قرص کامل ماه ۹ برابر هلال ماه میباشد.

- یک خرس بالغ قادر است با سرعت یک اسب بدود.

- قلب یک جوجه تیغی در حالت عادی ۱۹۰ بار در دقیقه میزند که در دوران خواب زمستانی به ۲۰ بار در دقیقه کاهش می یابد.

- اسبها قادرند در حالت ایستاده بخوابند.

- کانگروها قادرند ۳ متر به سمت بالا و ۸ متر به سمت جلو بپرند.

- قلب میگو در سر آن واقع است.

- گونه ای از خرگوش قادر است ۱۲ ساعت پس از تولد جفت گیری کند.

- یک کوه آتشفشان قادر است ذرات ریز و گردوغبار را تا ارتفاع ۵۰ کیلوکتری به فضای اطراف پرتاب کند.

- دارکوب ها قادرند ۲۰ بار در ثانیه به تنه درخت ضربه بزنند.

- سالانه ۵۰۰ فیلم در امریکا و ۸۰۰ فیلم در هند ساخته میگردد.

- آدولف هیتلر گیاهخوار بوده است.

- تمامی پستانداران به استثنای انسان و میمون کور رنگ میباشند.

- عمر تمساح بیش از ۱۰۰ سال میباشد.

- تمام قوهای کشور انگلیس جزو دارایی های ملکه انگلیس میباشند.

- موریانه ها قادرند تا ۲ روز زیر آب زنده بمانند.

- مزه سیب، پیاز و سیب زمینی یکسان میباشد.و تنها بواسطه بوی آنهاست که طعم های متفاوتی می یابند.

- فیلها قادرند روزانه ۶۰ گالن آب و ۲۵۰ کیلو گرم یونجه مصرف کنند.

- جغدها قادر به حرکت دادن چشمان خود در کاسه چشم نمیباشند.

- ۸۰ درصد امواج مایکرو ویو تلفنهای همراه بوسیله سر جذب میگردد.

- قد فضانوردان هنگامی که در فضا هستند ۵ تا ۷ سانتی متر بلنتر میگردد.

- بلژیک تنها کشوری است که فیلمهای غیر اخلاقی را سانسور نمیکند.

- جلیغه ضد گلوله، برف پاک کن شیشه خودرو و پرینتر لیزری همگی اختراعات زنان میباشند.

- موز پر مصرف ترین میوه کشور امریکا میباشد.

- درتمام انسانهای کره زمین  ۹۹٫۹ % شباهت ژنتیکی وجود دارد.

- ۹۸٫۵ % از ژنهای انسان و شامپانزه یکسان میباشند.

- قلب انسان بطور متوسط ۱۰۰ هزار بار در سال میتپد.

- لئوناردو داوینچی مخترع قیچی میباشد.

- سطح شهر مکزیک سالانه ۲۵ سانتی متر نشست میکند.

- ۵۰ %جمعیت جهان هیچگاه در طول حیات خود از تلفن استفاده نکرده اند.

- در هر ۵ ثانیه یک کامپیوتر در سطح جهان به ویروس آلوده میگردد.

-  ظروف پلاستیکی ۵۰ هزار سال طول میکشد تا در طبیعت شروع به تجزیه شدن کنند.

- اغلب مارها دارای ۶ ردیف دندان میباشند.

- ۹۰% سم مارها از پروتئین تشکیل یافته است.

- هرگاه جمعیت کره زمین به ۱۰۰ نفر کاهش یابد، ۵۰ % پول جهان در دست ۶ نفر قرار خواهد گرفت.

- موشهای صحرایی سالانه ۱/۳ منابع و ذخایر غذایی جهان را نابود میسازند.

- ۲/۳ آدم رباییهای جهان در کلمبیا به وقوع می پیوندد.

- ۲/۳ اعدامهای جهان در کشور چین بوقوع می پیوندد.

- سرود اصلی کشور یونان متشکل از ۱۵۸ بیت میباشد.

- تمساح ها قادرند آرواره های خود را با نیروی ۱۳۰۰ کیلو گرم ببندند.

- یک گاو بطور متوسط سالانه ۲ هزار و ۳۰۰ گالن شیر تولید میکند.

- خورشید از لحاظ وزن از ۷۰% هیدروژن،۲۸% هلیوم،۱٫۵% کربن+نیتروژن+اکسیژن و ۰٫۵%  عناصر دیگر تشکیل شده است.

- سگهای شهری بطور متوسط ۳ سال بیشتر از سگهای روستایی عمر میکنند.

- در امریکا سالانه ۱۵ نفر بر اثر گاز گرفتگی توسط سگها جان خود را از دست میدهند.

- ۷۰% فقرای جهان را زنان تشکیل میدهند.

- نور خورشید ۸٫۵ دقیقه طول میکشد تا به زمین برسد.

- خودروسازی بزرگترین صنعت در جهان میباشد.

- در هر ۲ هفته یک زبان در جهان منقرض میگردد.

- ون گوگ در طول حیات خود تنها یکی از نقاشیهای خود را بفروش رساند.

- گربه های خانگی ۷۰% وقت خود را در خواب سپری میکنند.

- پلنگها قادرند تا ارتفاع ۵ متری به بالا بپرند.

- سم مارهای قهوه ای استرالیا تا حدی مهلک میباشد که ۰٫۰۰۲ گرم از سم این مارها میتواند یک انسان را بکشد.

- اختراع پیچ گوشتی پیش از پیچ صورت گرفت.

طبق آمارهای به ثبت رسیده طی 30 سال گذشته احتیاجات انرژی جهان به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش یافته است. در سال 1960 مصرف انرژی جهان معادل 3/3Gtoe  بوده است.در سال 1990 این رقم به 8/8Gtoe بالغ گردید ، که دارای رشد متوسط سالانه 3/3 درصد می باشد و در مجموع 166 در صد افزایش نشان می دهد و در حال حاضر مصرف انرژی جهان 10Gtoe/Year  بوده و پیش بینی می شود این رقم در سالهای 2010 و 2020 به 12 و 14 Gtoe/Year افزایش یابد . این ارقام نشان می دهند که میزان مصرف انرژی جهان در قرن آینده بالا می باشد و بالطبع منابع انرژی های فسیلی در قرنهای آینده، جوابگوی نیاز انرژی جهان برای بقا، تکامل و توسعه نخواهند بود،بنابراین استفاده از منابع جدید انرژی به جای منابع فسیلی امری الزامی است.

منابع انرژی در جهان به دو دسته اصلی تقسیم می شوند

 انرژی های تجدید ناپذیر : منابع هیدرو كربنی؛ الف: زنده (گیاهان)، ب: غیر زنده (مواد معدنی مثل زغال سنگ، نفت، گاز و...) كه به سوخت های فسیلی معروفند .

انرژی های تجدید پذیر: انرژی خورشید، باد، انرژی زمین گرمایی، انرژی هیدروژنی و پیل های سوختی، بیوگاز،امواج و.... كه در منابع مختلف تحت عنوان انرژی های نو از آن ها یاد می شود.

انرژی های تجدید ناپذیر

سوخت های فسیلی همچون زغال سنگ و نفت از بقایای گیاهان و جانورانی كه در زیر دریاها در زمانهای قدیم مدفون شده اند به وجود می آیند و به طور طبیعی، بصورت مواد جامد، مایع و گاز یا مخلوطی از آن ها در معادن یافت می شوند .

منابع هیدروكربنی زنده: شامل بقایای گیاهان درختان، بوته ها و سایر رستنی هاست كه به عنوان سوخت در موارد مختلف كاربرد دارد .

منابع هیدروكربنی غیره زنده

 زغال سنگ

زغال سنگ یكی از منابع تولید انرژی های فسیلی است كه اغلب در معادن زیر زمینی یافت می شود. بهره برداری از زغال سنگ در شرایط فعلی با صرف هزینه زیاد و كار طاقت فرسا میسر است. به دلیل تولید حرارتی بالا، زغال سنگ در كوره های حرارتی، كشتیهای باری و كارخانجات فولاد سازی کاربرد بیشتری دارد .

نفت

نفت مایعی سیاه رنگ و غلیظ است كه با حفر چاههای عمیق از زیر زمین استخراج می شود. چون استخراج، ذخیره و پالایش آن نسبت به سایر سوخت ها آسانتر است، بیشتر مورد توجه است .

گاز

گاز یكی دیگر ازاشكال منابع هیدروكربنی است كه با تكنیك های ویژه ای بدست می آید .

الف- گاز طبیعی: مخلوطی از گازهای متان، اتان و پروپان است. این گاز از دو منبع گاز مستقل و گاز همراه با نفت بدست می آید .

ب- گازمایع: این نوع گاز كه به دلیل تبدیل راحت از حالت گاز به مایع از پركاربردترین گازهای مصرفی است،در كپسول های خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع از گازها مخلوطی از گازهای پروپان، بوتان، پروپیلن و بوتیلن و در حقیقت مخلوطی از بخش های پالایش شده نفت خام است .

نفت و گاز كاربردهای وسیعی در صنعت، حمل و نقل، كشاورزی و مصارف بهداشتی دارد.

انرژی های تجدیدپذیر

انرژی باد

انرژی باد نظیر سایر منابع انرژی تجدیدپذیر از نظر جغرافیایی گسترده و عین حال به صورت پراكنده و غیر متمركز محسوب می شود که تقریباً همیشه در دسترس است . در توربینهای بادی، انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد.

استفاده فنی از انرژی باد وقتی ممکن است که متوسط سرعت باد در محدوده 5/ الی 25/ باشد. پتانسیل قابل بهره برداری انرژی باد در جهان 110 اگاژول (هر اگاژول معادی 1018ژول) برآورد گردیده است که از این مقدار 40 مگاوات ظرفیت نصب شده تا اواخر سال 2003 میلادی(1382 ه.ش.) در جهان می باشد.

از مزایای استفاده از این انرژی عدم نیاز توربین بادی به سوخت، تامین بخشی از تقاضاهای انرژی برق، کمتر بودن نسبی انرژی باد نسبت به انرژی فسیلی در بلند مدت، تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار انرژی، قدرت مانور زیاد در بهره برداری( از چند وات تا چندین مگاوات) ، عدم نیاز به آب و نداشتن آلودگی محیط زیست می باشد.

سه نوع توربین بادی داریم:

توربینهای بادی کوچک

از توربینهای بادی کوچک جهت تامین برق جزیره های مصرف و یا مناطقی که تامین برق از طریق شبکه سراسری برق مشکل می باشد استفاده می شود. این توربینها تا قدرت 10 کیلووات توان تولید برق را دارا می باشند.

توربینهای بادی متوسط

عموماً تولید این توربینها بین 250-10 کیلووات است. از این توربینها جهت تامین مصارف مسکونی، تجاری، صنعتی و کشاورزی استفاده می شود.

توربینهای بادی بزرگ( مزارع بادی)

این نوع توربینها معمولاً شامل چند توربین بادی متمرکز با توان تولیدی 250 کیلووات به بالا می باشند که به صورت متصل به شبکه و یا جدا از شبکه طراحی می گردند. 

انرژی زمین گرمایی

مركز زمین (به عمق تقریبی 6400 كیلومتر) که در حدود 4000 درجه سانتی گراد حرارت دارد، به عنوان یك منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشكیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت 650 تا 1200 درجه سانتی گراد در اعماق 80 تا 100 كیلومتری از سطح زمین می گردد. طبق محاسبه ها، مشخص شده است كه انرژی حرارتی ذخیره شده در 11 كیلومتر فوقانی پوسته زمین معادل پنجاه هزار برابر كل انرژی به دست آمده از منابع نفت و گاز شناخته شده امروز جهان است. البته عمق مخزن زمین گرمایی نباید بیش از سه هزار متر باشد زیرا بهره برداری از انرژی آن با فناوری كنونی بشر توجیه اقتصادی ندارد. با افزایش عمق زمین درجه حرارت افزایش می یابد. این افزایش حرارت را شیب حرارتی می نامند. تمام منابع انرژی زمین گرمایی در نقاطی واقع شده اند كه از شیب حرارتی بالایی برخوردارند . بنابراین انرژی زمین گرمایی، همان انرژی حرارتی قابل استحصال از پوسته جامد زمین است. انرژی زمین گرمایی بر خلاف سایر انرژی های تجدیدپذیر منشاء یک انرژی پایدار با فاکتور دسترسی 100% است که بطور شبانه روزی در طول سال قابل بهره برداری است.

انرژی هیدروژنی و پیل سوختی

هیدروژن یكی از عناصری است كه در سطح زمین به وفور یافت می شود. این عنصر در طبیعت به صورت خالص وجود ندارد ولی آنرا می توان به روش های مختلف از سایر عناصر بدست آورد. هیدروژن عمده ترین گزینه مطرح بعنوان حامل جدید انرژی است. این ماده در مقایسه با سایر سوخت ها می تواند با راندمانی بالاتر و احتراق بسیار پاك به سایر اشكال انرژی تبدیل شود . هیدروژن را می توان با استفاده از انواع منابع انرژی اولیه تولید کرد و در تمام موارد و کاربردهای سوختهای فسیلی مورد استفاده قرار داد. هیدروژن به ویژه منابع تجدید پذیر انرژی را تکمیل می کند و آنها را در هر محل و هر زمان، بصورت مناسبی در دسترس قرار داده و در اختیار مصرف کننده می گذارد. سیستم انرژی هیدروژنی بدلیل استقلال از منابع اولیه انرژی، سیستمی دائمی، پایدار، فنا ناپذیر، فراگیر و تجدید پذیر می باشد. از اینرو پیش بینی می شود که در آینده ای نه چندان دور، تولید و مصرف هیدروژن به عنوان حامل انرژی به سراسر اقتصاد جهانی سرایت کرده و اقتصاد هیدروژن تثبیت شود.

بیوگاز

به مجموعه گاز هایی كه در اثر تخمیر مواد آلی (فضولات انسانی، حیوانی و گیاهی) در یك دامنه دمای معین و PH مشخص در نتیجه فقدان اكسیژن و فعالیت باكتری های غیر هوازی خصوصاً باكتری های متان زا در محفظه تخمیر تولید می شود، بیوگاز گفته می شود .

این گاز به صورت طبیعی در باتلاق ها و مرداب ها و یا مكان های دفع زباله های شهری مشاهده می شود .

این گاز نوعی از سوخت نیز به حساب می آید دارای 60 درصد متان و 30 درصد دی اكسید كربن و 10 درصد مخلوطی از هیدروژن، اكسیژن و منو اكسید كربن است ولی تركیب اصلی بیوگاز، گاز متان است كه این گاز در زمره گازهای قابل اشتغال محسوب می شود. متان، گازی است بی رنگ و بی بو كه اگر یك فوت مكعب آن بسوزد، 250 كیلو كالری انرژی حرارتی تولید می شود.

انرژی امواج

دریاها و اقیانوس ها با عوامل مختلف فیزیكی، انرژی را دریافت و ذخیره نموده و سپس آن را از دست می دهند. این انرژی به صورت موج، جزر و مد، اختلاف درجه حرارت آب است كه می توان از هر یك از آنها بهره برداری كرد .

انرژی امواج دریاها و اقیانوس ها: در اثر انتقال انرژی مكانیكی باد به دریا امواج به وجود می آیند. میزان انتقال این انرژی بستگی به سرعت باد و مسافتی كه باد در طول دریا طی كرده دارد.امواج به خاطر جرم آبی كه نسبت به سطح متوسط دریا جابه جا شده، انرژی پتانسیل و به خاطر سرعت ذرات آب، انرژی جنبشی را با خود حمل می كنند. انرژی ا مواج حاصله در مناطق ساحلی در حدود 2 تا 3 میلیون مگاوات برآورد می شود. موج های بزرگ در آب های عمیق انرژی خود را آهسته از دست می دهند در نتیجه سیستم های امواج بسیار پیچیده هستند و اغلب از باد های محلی و طوفانهایی كه روزها قبل در دوردست اتفاق افتاده اند سرچشمه می گیرند.

انرژی خورشیدی

درقسمت های انرژی خورشید ی وکاربرد هایش  (1), (2) به معرفی این انرژی پرداختیم ،گفتیم که خورشید ،نه تنها خود منبع عظیم انرژی است، بلكه سرآغاز حیات و منشا تمام انرژی های دیگر است. انرژی خورشید به طور مستقیم یا غیر مستقیم می‌تواند به دیگر اشکال انرژی همانند گرما و الکتریسیته تبدیل شود .انرژی خورشید برای حرارت آب، استفاده دینامیکی، حرارت فضایی ساختمانها، خشک کردن تولیدات کشاورزی و تولید انرژی الکتریسیته مورد استفاده قرار می‌گیرد و تا 5 میلیارد سال آینده انرژی جهان را تامین کند.

برای بیشتر اهرمها ، اصطکاک در محل تکیه گاه خیلی کوچک است و بنا براین بازده به صددرصد نزدیک است. در نتیجه نسبت بازوها خیلی نزدیک به نسبت نیروهاست و معمولا هیچگونه تصحیحی در محاسبه مزیت مکانیکی اهرم لازم نیست. سوال مهم دیگری مطرح است و آن اینکه آیا قضیه کار و انرژی در مورد اهرمها صادق است؟ اهرمها را بر حسب موقعیت نسبی تکیه گاه ، نیروی مقاوم و نیروی محرک دسته بندی می‌کنند. اهرم نوع اول : تکیه گاه بین نیروی مقاوم و نیروی محرک قرار دارد. مانند انبردست ، آچار فرانسه ، قیچی و ... .   اهرم نوع دوم : نیروی مقاوم بین تکیه گاه و نیروی محرک قرار دارد. مانند فندق شکن)) و ... .   اهرم نوع سوم : نیروی محرک بین تکیه گاه و نیروی مقاوم قرار دارد. مانند قندگیر ، انبرک ، پنس و ... .

 توضیحات همراه بامثال انواع اهرمها

اهرمها احتمالاً جزء اولین ابزارهایی هستند که در دوران ما قبل تاریخ توسط انسانها مورد استفاده قرار می گرفته اند. ارشمیدس ریاضی دان یونانی(۲۸۷-۲۱۲ قبل از میلاد) اولین کسی بود که در ۲۴۰ سال قبل از میلاد مسیح، اهرمها را توصیف کرد. اهرم ماشین ساده ای است که انجام کار را راحت تر می کند. در تمامی اهرمها یک بار یا وزنه را به کمک نیرو، حول یک تکیه گاه به حرکت در می آوریم. بسیاری از ابزارهای ابتدایی ای که ما استفاده می کنیم، از اهرم تشکیل شده اند: مثل قیچی (دو اهرم نوع اول)، انبردست (دو اهرم نوع اول)، میخ کش چکش (۱ اهرم نوع دوم)، فندق شکن (۲ اهرم نوع دوم) و انبر (۲ اهرم نوع سوم) .             در یک اهرم نوع اول، تکیه گاه بین وزنه و مکان اعمال نیرو قرار دارد. در یک اهرم نوع اول در حالتی که تکیه گاه به محل بار نزدیک تر است (مثل انبردست ها) بار از نیروی اعمالی ما بزرگتر است، اما در فاصله کوچکتری به حرکت در می آید. مثالهایی از ابزارهای معمول که از اهرم نوع یک استفاده می کنند: اهرم های مورد استفاده نمونه وسیله نمونه اهرم نوع یک الاکلنگ اهرم نوع یک میخ کش چکش اهرم نوع یک قیچی اهرم نوع یک انبردست   در یک اهرم نوع دوم، بار یا وزنه در مکانی بین تکیه گاه و محل اعمال نیرو قرار دارد. مثالهایی از ابزارهای معمول که از اهرم نوع دوم استفاده می کنند: اهرم های مورد استفاده نمونه وسیله نمونه اهرم نوع دوم دستگاه منگنه اهرم نوع دوم   در بازکن   اهرم نوع دوم فرقون اهرم نوع دوم   میخ بر اهرم نوع دوم   فندق شکن   در یک اهرم نوع سوم، محل اعمال نیرو بین تکیه گاه و بار قرار دارد. مثالهایی از ابزارهای معمول که از اهرم نوع سوم استفاده می کنند: اهرم های مورد استفاده نمونه وسیله نمونه اهرم نوع سوم چوب ماهیگیری اهرم نوع سوم   گاز انبر اهرم نوع سوم انبر

آهن ربای الکتریکی نوعی از آهن ربا است که میدان مغناطیسی توسط جریان الکترکی تولید می شود (قانون اورستد) و به محض این که جریان قطع شود خاصیت آهن ربایی از بین می رود.

در این جا می خواهیم شما را با ساخت یک آهن ربای الکتریکی آشنا کنیم.

وسایل لازم :

مراحل آزمایش

• ابتدا سیم نازک را به دور میخ محکم و به تعداد دور های زیاد بپیچید

• قطب مثبت یک باتری را به قطب منفی باتری دیگر به صورت سری به متصل کنید و یک سر آن را به کلید وصل کنید

• یک سر سیم که به دور میخ پیچیده شده است به قطب منفی باتری وصل کنید و سردیگر آن را به کلید. و اطمینان حاصل نمایید که اتصالات به خوبی بسته شده اند. ( مطابق شکل)

• کلید جریان را ببندید با این کار  جریان الکتریکی در طول سیم بر قرار می شود.

• در این هنگام چند عدد گیره کاغذ را به میخ نزدیک کنید چه اتفاقی می افتد؟

• حال کلید جریان را باز کنید چه می بینید؟

به نظر شما چه نتیجه ای می توان گرفت؟

می دانیم در فضای اطراف سیم حامل جریات میدان مغناطیسی تولید می شود (قانون اورستد) هنگامی که سیم به دور میخ آهنی پیچیده می شود میدان مغناطیسی تولید شده در میخ اثر می کند و تولید یک میدان مغناطیسی بزرگی می کند مانند سیملوله با یک هسته آهنی . هر چه این هسته از مواد مغناطیسی قویتری(مانند نیکل و کبالت) باشد آهن ربای الکتریکی قدرت بیشتری خواهد داشت.

برقگیر

برقـگیـر (Lightning arrester)
برقگیر از وسایل ایمنی می‏باشد که برای هدایت موجهای ولتاژ ضربه‏ای به زمین و جلوگیری از ورود آنها به ایستگاههای انتقال و توزیع نیرو بکار می‏رود و معمولاً در انتهای خط انتقال و در ورودی ترانسها نصب می‏شود. ولتاژ شکست الکتریکی یک برقگیر بایستی کمتر از ولتاژ شکست الکتریکی ایزولاسیون لایه تجهیزات نصب شده در پست باشد.

برقگیر اکسید فلزی

برقگیر سیلیکونی

برقگیر فشار متوسط

برقگیر با فاصله هوایی

برقگیر فشار قوی

انواع برقـگیـر

1) برقگیر میـله‏ای
2) برقگیر بـا فاصله هوایی
3) برقگیر بـا مقاومت غیر خطی
4) برقگیر بدون فاصله هوایی
5) برقگیر خـازنـی
6) برقگیر فیوزی

برقگیـر میـله ای

یکی از ساده‏ترین و ارزانترین برقگیرها که از اولین برقگیرها می‏باشند برقگیر میله‏ای هستند که با وجود قدیمی بودن امروزه نیز کاربردهای زیادی دارد . این برقگیر عبارت است از دو میله نوک‏تیز که یکی در قسمت برقدار نصب شده و دیگری در زیر ایزولاتور و یا بدنه نصب و به زمین اتصال می‏یابد فاصله دو نوک متناسب با ولتاژ و شرایط و زمان اعمال ولتاژ روی سیستم قابل تنظیم است . تنظیم این فاصله طوری که در مقابل ولتاژ حداکثر سیستم پایدار بوده و فقط در برابر ولتاژهای زیاد تخلیه الکتریکی صورت می‏گیرد . البته تنظیم برقگیر از حالت ایده‏آل دور بوده و می‏توان گفت در یک باند ولتاژ عمل می‏کند و مشخصه عملکرد دقیقی را برای آن نمی‏توان تصور کرد.

برقگیـر با فاصلة هوایی

نوع دیگری از برقگیرها که کاربرد بسیاری در پستهای فشار قوی دارد ؛ برقگیر از نوع شاخکی می باشد . این نوع برقگیرها ساده ترین نوع برقگیر می باشند که به جرقه گیر (برقگیر با فاصله هوایی ) معروف هستند به مراتب از آنها در محلهای اتصال مقره به هادی یا اطراف بوشینگهای ترانسهای توزیع دیده می شود.
همانطوریکه که می دانیم برقگیرها باید در برابر ولتاژ نامی شبکه مانند یک کلید باز رفتار کنند و در برابر ولتاژهای بیشتر از ولتاژ نامی شبکه مانند یک کلید بسته رفتار کنند.
در این نوع برقگیرها (برقگیر با فاصله هوایی) اگر ولتاژ بالا رود؛ بین شاخکها قوس برقرار شده و انرژی صائقه را به زمین منتقل شده و این امر باعث می شود که تجهیز از بین نرود.

موارد استفاده برقگیـر با فاصلة هوایی

امروزه از این نوع برقگیرها فقط در موارد خاصی استفاده می شود که عبارتنداز:
1) برسر بوشینگهای ترانسها (جهت حفاظت سیم پیچهای ترانس)
2) در خطوط انتقال فشار قوی که به شکل حلقه ای هستند که هم نقش برقگیر را بازی می کنند و هم نقش حلقة کرونا را بازی می کنند.

برقگیـر با مقاومت غیر خطی

این نوع برقگیر از یک یا چند خازن سری همراه با یک یا چند مقاومت غیر خطی تشکیل شده است، این خازنها که اصولا ً بصورت فواصل هوایی می‏باشد در حالت کار عادی سیستم از عبور جریان الکتریکی به داخل برقگیر جلوگیری می‏کنند. چنانچه ولتاژ سیستم به عللی بالا رود، فواصل هوایی بین خازنها هادی شده و جریان الکتریکی عبور می‏کند عبور جریان از مقاومت غیر خطی میزان افت و ولتاژ دو سر برقگیر را مشخص می‏کند .
فواصل هوایی موجود در برقگیر باید طوری باشد که در مقابل حداکثر ولتاژ کار سیستم مقاوم بوده ولی اگر به عللی اضافه ولتاژ اعمال شده اتصال کوتاه شود پس از برقراری شرایط عادی بتواند جریان را قطع کند که این کار توسط مقاومت های غیر خطی انجام می‏گیرد . مجموعه قسمت خازن‏ها و مقاومت غیر خطی در داخل یک ایزولاتور ساخته شده از مواد عایقی قرار می‏گیرند . انتخاب چند خازن در برقگیر بجای یک خازن به این دلیل صورت می‏گیرد که استقامت برقگیر در مقابل ولتاژهای برگشتی زیاد گردد برای اینکه تقسیم ولتاژهای روی خازن‏ها بطور مساوی انجام گیرد. یک سری خازن و مقاومت موازی در دو سر فاصله‏های هوایی قرار می‏دهند و این کار را درجه‏بندی ولتاژ می‏گوئیم، یعنی یکنواخت نمودن توزیع ولتاژ در روی خازنهای متوالی .

همانطور که در شکل دیده می شود برقگیرها در قسمت فوقانی خود مجهز به یک وسیله حلقه ای شکل هستند که این وسیله به حلقه کرونا یا کروناگیر معروف می باشد .
همانطور که می دانیم پدیدة کرونا تخلیه الکتریکی ناقص در یک میدان غیر یکنواخت می باشد . در پستهای فشار قوی این پدیده بالاخص در محل های اتصال هادیها به تجهیزات دیده می شود .
لذا برای برطرف کردن این عیب باید میدان را در این نواحی یکنواخت کنند تا اثرات مخرب کرونا کمتر گردد . برقگیرهایی که امروز در پستها بکار می روند از نوع ZNO می باشند که در داخل آنها قرص هایی از جنس اکسید رویZNO می باشد که بسته به سطح ولتاژ شبکه تعداد آنها متغیر است .

برقگیـر با مقاومت غیر خطی

همانطور که می دانیم این برقگیرها باید همانند یک مقاومت غیر خطی عمل کنند یعنی در برابر ولتاژ نامی شبکه امپدانس بالایی را از خود نشان دهند و در برابر ولتاژهای بالاتر از ولتاژ نامی شبکه امپدانس کمی را از خود نشان دهند تا تخلیه صورت گیرد . لذا قرص های اکسید روی بکار رفته در برقگیرهای امروزی در واقع نقش مقاومت غیر خطی را بازی می کنند که دارای جریان نشتی بسیار کمی می باشند (در حالتNormal شبکه) لذا به روی این قرص ها ولتاژ تقسیم می گردد.
حال اگر میدان غیر یکنواخت باشد قاعدتاً تقسیم ولتاژ بر روی قرص ها یکسان نخواهد بود؛ در این صورت یک قرص و به خصوص قرص های بالایی ولتاژ بالاتری را از سایر قرص ها متحمل می شوند و زودتر آسیب می بینند و این امر سبب عملکرد نادرست برقگیر می شود لذا اگر بتوانند به طریقی میدان را یکنواخت کنند ( به حالت یکنواخت نزدیک کنند ) تقسیم ولتاژ بین قرصها شکل متعادل تری را به خود می گیرد و قاعدتاً عمر قرصها افزایش می یابد و عملکرد برقگیرها بهتر میگردد.
برای این کار از وسیله ای به نام کروناگیر یا حلقه کرونا استفاده می کنند؛ که در حقیقت هم میدان را به سمت یکنواختی سوق می دهد و هم تقسیم ولتاژ را به روی قرص ها به حالت متعادلی نزدیک می نماید.

برقگیـر بدون فاصلة هوایی

یک نوع برقگیر بدون فاصله هوایی امروزه بکار می‏رود که خازنهای سری آن از قطعات اکسید روی می‏باشد که این قطعات بصورت قرصهایی با اندازه‏های مختلف ساخته شده و روی هم قرار می‏گیرند. این برقگیرها از نظر ساخت ساده‏تر بوده و دارای حجم کمتری نیز می‏باشد. این برقگیرها می‏توانند در ولتاژهای پائین‏تر عمل کنند بنابراین سطح ولتاژ حفاظت تجهیزات را نیز می‏توان پائین‏تر آورد و در نتیجه در هزینه‏ها صرفه‏جویی نمود و جریان نشتی در این نوع برقگیرها کمتر است یا تقریباً صفر است.

برقگیـر خـازنی

این نوع برقگیر برای ولتاژهای فشار ضعیف استفاده می‏شود که انرژی اعمال شده حاصل از موج ولتاژ در خازن ذخیره می‏شود.

برقگیـر فیـوزی

این نوع برقگیر نیز طوری ساخته می‏شود که در مقابل اضافه‏ ولتاژ که سبب عبور جریان زیادی از برقگیر بشود می‏سوزد و جرقه داخل آن توسط گاز یا مواد نسوز درون آن خاموش می‏شود و اکثراً بعنوان حفاظت ثانویه بکار می‏رود.

محل نصب برقگیـر

برقگیر باید در ورودی پستهای ترانس قبل از کلیه تجهیزات و تا حد ممکن نزدیک به آنها نصب گردد. علاوه بر برقگیری که در ورودی پستهای ترانس نصب می‏شود قبل از تجهیزات مهم مانند ترانسفورماتورهای قدرت نیز جداگانه برقگیر نصب می‏شود. معمولاً در مسیر برقگیر به زمین یک شماره انداز قرار می‏دهند که می‏تواند تعداد دفعات تخلیه موجهای ولتاژ ضربه‏ای بر روی برقگیر را ثبت نماید

دید کلی

یونانیان باستان ، عالم را متشکل از چهار عنصر آتش ، خاک ، آب و هوا می‌دانستند. امروزه دانشمندان بکمک این عناصر ، تمام اجزای تشکیل دهنده جهان را آن طور که هست ، توضیح می‌دهند. آتش بیانگر انرژی بوده و سه عنصر دیگر نشان دهنده سه حالت از ماده جامد ، مایع و گاز) می‌باشند. بر طبق این تقسیم بندی ، مواد جامد دارای شکل و ابعاد مشخصی بوده و همچنین جرم ، حجم و وزن مشخصی دارند.

مایعات و گازها شاره هستند، یعنی جریان می‌یابند. این اجسام شکل معینی ندارند و شکل ظرفی را که در آن قرار دارند بخود می‌گیرند، در حالیکه مقدار معینی دارند. مثلا مقدار آب ، دی اکسید کربن ، هوا ، شیر و غیره جرم قابل اندازه گیری و معینی دارند، اما نمی‌توانند همانند جامدات با اعمال نیروی پس زنی کشانی ، در مقابل تغییر شکل ، مقاومت کنند.

آزمایشات ساده

• مقدار معینی مایع ، حجم مشخصی دارد، گاز چنین نیست. اگر یک لیتر شیر را در چهار لیوان بریزیم، در مجموع همان یک لیتر حجم را اشغال می‌کند. حجم اشغال شده توسط سطح افقی بالای شیر در لیوان مشخص می‌شود. همین سطح است که باعث تمایز مایعات از گازها می‌شود.
  
  
• اگر گاز سنگین و قابل روئیت (رنگی) کلر را از ظرفی به ظرف دیگر بریزیم و در ظرف را باز بگذاریم ، گاز درون ظرف باقی نمی‌ماند. گازها همانند مایعات ، سطح افقی در بالای حجم اشغال کرده خود ندارند و در همه جا پخش می‌شوند. بنابراین ، حجم گاز برابرحجم هر ظرفی است که در آن قرار می‌گیرد.

جامد

در حالت جامد ، نیروهای بین مولکولی ، بقدری قویتر از انرژی جنبشی هستند که باعث سخت شدن جسم در نتیجه عدم جاری شدن آن می‌گردند. جامدات شکل و حجم معینی دارند. در جامدات فاصله مولکولها مانند فاصله آنها در مایع است. جامدات نمی‌توانند مانند وضعیتی که حالات مایع و گاز دارند، آزادانه به اطراف حرکت کنند. بلکه ، در جامد ، مولکولها در مکانهای خاصی قرار می‌گیرند و فقط می‌توانند در اطراف این مکانها حرکت نوسانی رفت و برگشتی بسیار کوچک انجام دهند.

این حرکت نوسانی ، بخصوص در جامدات بلورین ، کاربردهای صنعتی و علمی زیادی را برای این دسته از مواد به دنبال دارد.

مایع

در حالت مایع ، مولکولها بهم نزدیک‌تر بوده، بطوریکه نیروهای مابینشان قویتر از انرژی جنبشی آنان می‌باشد. از طرف دیگر ، نیروها آنقدر قوی نیستند که قادر به ممانعت از حرکت مولکولها گردند. از این روست که جریان مایع از ظرفی به ظرف دیگر شدنی است، اما نسبت سرعت جاری شدن آب در مقایسه با مایعات دیگر از قبیل روغنها و گلسیرین بسیار متفاوت است که این تفاوت در سرعت جاری شدن ، میزان مقاومت یک مایع در مقابل جاری شدن ،یعنی ویسکوزیته آن خوانده می شود که خود تابعی از شکل ، اندازه مولکولی ، درجه حرارت و فشار می‌باشد. بنابراین مایعات حجم معین و شکل نامعینی دارند.

فاصله مولکولها در مایعات در مقایسه با گازها بسیار کم است. در مایعات ، مولکولها به اطراف خود حرکت می‌کنند و به سهولت روی هم می‌لغزند و راحت جریان (شارش) پیدا می‌کنند. مواد مایع با قابلیت شکل پذیری و جریان یافتن در شبکه‌های ریز ، کاربردهای زیادی در صنعت پیدا کرده‌اند.

گاز

حالت فیزیکی مواد در شرایط فشار و درجه حرارت طبیعی ، بستگی به اندازه مولکولی و نیروهای فی‌مابین آن دارد. اگر مقدار کمی از یک گاز ، در یک تانک نسبتا بزرگی قرار گیرد، مولکولهای آن با سرعت در سرتاسر تانک پخش می‌شوند. پخش سریع مولکولهای گاز دلالت بر آن می‌کند که نیروهای موجود فی‌مابین مولکولها ، بمراتب ضعیفتر از انرژی جنبشی آن است و از آنجایی که ممکن است مقدار کمی از یک گاز در سرتاسر تانک یافت شود، نشان دهنده آن است که مولکولهای گاز باید نسبتا از هم فاصله گرفته باشند. بنابراین گازها شکل و حجمشان بستگی به ظرفی دارد که در آن جای دارند.

در حالت گازی ، مولکولها آزادانه به اطراف حرکت کرده و با یکدیگر و نیز با دیواره ظرف برخورد می‌کنند. فاصله مولکولها در حالت گازی در حدود چند ده برابر فاصله آنها در حالت مایع و جامد است. اگر در یک ظرف نوشابه پلاستیکی را بسته و آنرا متراکم کنید و سپس آنرا با آب پر کرده و دوباره سعی کنید که آنرا متراکم کنید، در حالت اول بعلت فاصله زیاد بین مولکولی در گاز ، متراکم کردن سنگین‌تر و سخت‌تر صورت می‌گیرد، در صورتی که در حالت دوم چنین نیست.

پلاسما

پلاسما حالت چهارمی از ماده است که دانش امروزی نتوانسته آنها را جزو سه حالت دیگر پندارد و مجبور شده آنرا حالت مستقلی به حساب آورد. این ماده با ماهیت محیط یونیزه ، ترکیبی از یونهای مثبت و الکترون با غلظت معین می‌باشد که مقدار الکترونها و یونهای مثبت در یک محیط پلاسما تقریبا برابر است و حالت پلاسمای مواد ، تقریبا حالت شبه خنثایی دارد. پدیده‌های طبیعی زیادی از جمله آتش ، خورشید ، ستارگان و غیره در رده حالت پلاسمایی ماده قرار می‌گیرند.

پلاسما شبیه به گاز است، ولی مرکب از ذرات باردار متحرکی به نام یون است. یونها بشدت تحت تاثیر نیروهای الکتریکی و مغناطیسی قرار می‌گیرند. مواد طبیعی در حالت پلاسما عبارتند از انواع شعله ، بخش خارجی جو زمین ، اتمسفر ستارگان ، بسیاری از مواد موجود در فضای سحابی و بخشی از دم ستاره دنباله‌دار و شفقهای قطبی شمالی. نمایش خیره کننده از حالت پلاسمایی ماده است که در میدان مغناطیسی جریان می‌یابد.

بد نیست بدانید که دانش امروزی حالات دیگری از جمله برهمکنش ضعیف و قوی هسته‌ای را نیز در دسته‌بندیها بعنوان حالات پنجم و ششم ماده بحساب می‌آورد که از این حالات در توجیه خواص نکلئونهای هسته ، نیروهای هسته‌ای ، واکنش های هسته‌ای و در کل ((فیزیک ذرات بنیادی استفاده می‌شود.

ساختمان گاز متان ، یک گاز طبیعی

چگال بوز-اینشتین

حالت پنجم با نام ماده چگال بوز-اینشتین (Booze-Einstein condensate) که در سال ۱۹۹۵ کشف شد، در اثر سرد شدن ذراتی به نام بوزون‌ها (Bosons) تا دماهایی بسیار پایین پدید می‌آید. بوزون‌های سرد در هم فرومی‌روند و ابر ذره‌ای که رفتاری بیشتر شبیه یک موج دارد تا ذره‌های معمولی ، شکل می‌گیرد. ماده چگال بوز-اینشتین شکننده‌ است و سرعت عبور نور در آن بسیار کم است.

چگال فرمیونی

حالت تازه هم ماده چگال فرمیونی (Fermionic condensate) است. "دبورا جین" (Deborah Jin) از دانشگاه کلورادو که گروهش در اواخر پاییز ۱۳۸۲ ، موفق به کشف این شکل تازه ماده شده‌ است، می‌گوید: "وقتی با شکل جدیدی از ماده روبرو می‌شوید، باید زمانی را صرف شناخت ویژگیهایش کنید. آنها این ماده تازه را با سرد کردن ابری از پانصدهزار اتم پتاسیم با جرم اتمی 40 تا دمایی کمتر از یک میلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق پدیدآوردند. این اتمها در چنین دمایی بدون گرانروی جریان می‌یابند و این ، نشانه ظهور ماده‌ای جدید بود. در دماهای پایین‌تر چه اتفاقی میافتد؟ هنوز نمیدانیم."

ماده چگال فرمیونی بسیار شبیه ماده چگال بوز-اینشتین (BEC) است. ذرات بنیادی و اتمها در طبیعت می‌توانند به شکل بوزون یا فرمیون باشند. یکی از تفاوتهای اساسی میان آنها حالتهای کوانتومی مجاز برای ذرات است. تعداد زیادی بوزون می‌توانند در یک حالت کوانتومی باشند ، مثلا انرژی ، اسپین و ... آنها یکی باشد ، اما مطابق اصل طرد پائولی ، دو فرمیون نمی‌توانند همزمان حالتهای کوانتومی یکسان داشته باشند.

برای همین ، مثلا در آرایش اتمی ، الکترونها که فرمیون هستند، نمی‌توانند همگی در یک تراز انرژی قرار گیرند.در هر اوربیتال تنها دو الکترون که اسپین‌های متفاوت داشته باشند، جا می‌گیرد و الکترونهای بعدی باید به اوربیتال دیگری با انرژی بالاتر بروند. بنابراین اگر فرمیونها را سرد کنیم و انرژی آنها را بگیریم ، ابتدا پایین‌ترین تراز انرژی پر می‌شود ، اما ذره بعدی باید به ترازی با انرژی بالاتر برود.

وجود ماده چگال فرمیونی همانند ماده چگال یوز- اینشتین سالها قبل پیش‌بینی شده و خواص آن محاسبه شده بود ، اما رسیدن به دمای نزدیک به صفر مطلق که برای تشکیل این شکل ماده لازم است تاکنون ممکن نشده بود. هر دو از فرورفتن اتمها در دماهایی بسیار پایین ساخته می‌شوند. اتمهای BEC بوزون ‌هستند و اتمهای ماده چگال فرمیونی ، فرمیون.

مزايا:

نيروگاه هسته‌اي تميز بوده و باعث خرابي كمتري در محيط زيست (نسبت به نيروگاه‌هاي نفتي و گازي) مي‌شود. نيروگاه هسته‌اي اثر گلخانه‌اي ندارد و باعث باران اسيدي نمي‌شود. مساحت نيروگاه هسته‌اي در مقايسه با نيروگاه‌هايي مثل زغال سنگ بسيار كمتر است. استفاده از نيروگاه هسته‌اي مانع از بين رفتن سوخت فسيلي مي‌شود.

در ضمن مقدار كمي سوخت قادر است مقدار قابل توجهي انرژي الکتريکي توليد كند.

معايب و مضرات :

باقي مانده سوخت هسته‌اي (زباله هسته اي) براي هزاران سال باقي مي‌ماند. اين مواد بسيار پرتوزا هستند. نيروگاه‌هايي كه به پايان عمر خود مي‌رسند بايد بدقت مورد حفاظت قرار گيرند. در مدل‌سازي زير پرتوزايي سنگ معدن اورانيوم مورد بررسي قرار گرفته است. در سمت راست مدل‌سازي سه سنگ معدن را مي‌بينيد که دو تاي آن‌ها در پوشش کاغذ و آلومينيوم قرار گرفته است. به کمک دستگاه پرتونگار، پرتوزايي آن‌ها را بررسي نماييد. کدام يک تابش کم‌تري دارند؟ به نظر شما براي کاهش پرتوزايي زباله‌هاي هسته‌اي چه کارهايي مي‌توان انجام داد؟

كودكاني كه در نزديكي نيروگاه هسته‌اي هستند، به شدت در معرض خطر سرطان هستند.

تاسيس نيروگاه هسته‌اي بسيار گران و پر هزينه است. مردم عموماً از نيروگاه هسته‌اي مي‌ترسند. منابع اورانيوم محدود هستند. در ضمن منابع اورانيوم قابل بازيافت نيستند.

هزينه دفن زباله‌هاي هسته‌اي بسيار زياد بوده و خطر نشت مواد راديواكتيو از اين زباله‌ها بسيار زياد است.

نيروگاه هسته‌اي و محيط زيست:

حمل و نقل مواد راديواكتيو بسيار خطرناك بوده و همواره احتمال نشت مواد راديو اكتيو از محفظه‌هايشان به بيرون وجود دارد. زباله‌هاي هسته‌اي دفن شده در زمين يا اعماق درياها هزاران سال براي محيط زيست آلوده كننده هستند. يكي از مواد موجود در زباله‌هاي هسته‌اي پلوتونيوم است كه در ساخت سلاح بكار مي‌رود، اين ماده ميليونها سال در طبيعت باقي مي‌ماند.

انرژی هسته ای کاربرداری زیاد در پزشکی در علوم و صنعت و کشاورزی و... دارد. لازم به ذکر است انرژی هسته ای به تمامی انرژی های دیگر قابل تبدیل است ولی هیچ انرژی به انرژی هسته ای تبدیل نمی شود...!

معرفی اورانیوم:

اورانیوم در معادن بصورت سنگ بوده و پس از تصفیه بنام "کیک زرد" نامیده می شود. در معدن ساغند که بزرگترین معدن ایران می باشد, بیش از 1.5 میلیون تن سنگ اورانیوم یافته شده که خلوص آن 553 گرم در یک تن است, یعنی در مجموع حدود 825 تن کیک زرد.

هزینه تولید اورانیوم (کیک زرد) برای هر معدنی متفاوت می باشد. قیمت فروش کنونی (2006) در حدود 40 دلار برای هر کیلوگرم است (گفته میشود کیک زرد 7% هزینه سوخت نیروگاه را تشکیل میدهد). معادن اورانیوم را به دو دسته بنابر هزینه تولید تقسیم کرده اند, تا 80 دلار و یا تا 130 دلار.

ادعا می شود که ذخایر ایران تا 15 هزار تن می باشند, یعنی در حدود 10 برابر مقدار یافته شده. اگر هم چنین باشد, این مقدار, حداکثر سوخت 75 سال یک نیروگاه می شود.

ذخایر نفت ایران در مقام سوم و گاز دوم در دنیا بوده با توجه به استخراج کنونی, ایران بیش از 87 سال نفت و 319 سال گاز خواهد داشت (ذخایر زیر دریای خزر بدرستی مشخص نشده اند). انرژی کل ذخایر اورانیوم ایران (یافته شده و احتمالی) معادل 11% تا 120% استخراج گاز در یک سال است. بعبارتی دیگر ذخایر گازی از لحاظ میزان انرژی بین 265 تا 2900 برابر ذخایر اورانیومی هستند.

شکافت و گداخت :

انرژی هسته ای، شکل اصلی دیگری از انرژی است که در داخل اتم قرار دارد . یکی از قوانین جهانی این است که انرژی نه تولید پذیر است و نه از بین رفتنی ، اما به شکلهای دیگر قابل تبدیل است.

ماده را می توان به انرژی تبدیل نمود. آلبرت انیشتن ، مشهورترین دانشمند جهان ، فرمول ریاضی خاصی را برای شرح این نظریه ارائه نموده است : E = MC2

برطبق فرمول فوق انرژی (E) برابر است با جرم (m) ضربدر سرعت نور به توان دو .لطفاً توجه داشته باشید که بعضی از نرم افزارهای وب قادر به نمایش توان روی شبکه نیستند. معمولاً مجذور C توسط قرار دادن عدد 2 کوچک در بالا و سمت راست C نشان داده می شود. دانشمندان از معادله انیشتن برای آزاد سازی انرژی نهفته در اتم و نیز جهت ساخت بمب اتمی استفاده نمودند.

یونانیان قدیم براین باور بودند که کوچکترین جزء طبیعت ، اتم است. اما در 2000 سال قبل ، آنها نمی دانستند که ذرات کوچکتر از اتم نیز در طبیعت یافت می شود.

اتمها از ذرات کوچکتری به نام هسته ، که خود متشکل از پروتون و نوترون هستند ، تشکیل شده اند. این اتمها توسط الکترونهایی احاط شده که بدور آنها می چرخند، درست مثل گردش زمین به دور خورشید.

شکاف هسته ای:

هسته اتم می تواند شکافته شود. زمانیکه این مسئله رخ میدهد، مقدار زیادی انرژی آزاد می شود. این انرژی به دو صورت گرما و نور است. انیشتن معتقد بود که مقدار کوچکی از ماده حاوی مقدار زیادی انرژی است. زمانیکه این انرژی ، آهسته از اتم خارج می شود ، می توان آنرا مهار نمود و تولید برق نمود. اما زمانیکه انرژی موجود در هسته اتم بطور ناگهانی آزاد می شود ، انفجار عظیمی مانند بمب اتم رخ میدهد.

اورانیوم عنصری است که در اکثر مناطق جهان از زیرزمین استخراج می شود. اورانیوم بعداز مرحله کانه آرایی بصورت قرصهای بسیار کوچکی در داخل میله های بلند قرار گرفته و داخل رآکتور نیروگاه نصب می شوند. کلمه «Fission» به معنی شکافت است. در داخل رآکتور یک نیروگاه اتمی ، اتمهای اورانیوم تحت یک واکنش زنجیره ای کنترل شده ، شکافته می شوند. در یک واکنش زنجیره ای ، ذرات حاصل از شکافت اتم به سایر اتمهای اورانیوم برخورد کرده و باعث شکافت آنها می گردند. هریک از ذرات آزاد شده مجدداً باعث شکافت سایر اتمها در یک واکنش زنجیره ای می شود. درنیروگاههای هسته ای ، معمولاً از یک سریمیله های کنترل جهت تنظیم سرعت واکنش زنجیره ای استفاده می گردد. عدم کنترل این واکنشها می تواند منجربه تولید بمب اتم شود. اما در بمب اتم ، تقریباً ذرات خالص اورانیوم 235 یا پلوتونیوم (باشکل و جرم معینی) باید با نیروی زیادی در کنارهم قرار گیرند. چنین شرایطی در یک رآکتور هسته ای وجود ندارد.

واکنشهای زنجیره ای همچنین باعث تولید یک سری مواد رادیواکتیو می شوند. این مواد در صورت رهایی می توانند به مردم آسیب برسانند. بنابراین آنها را به شکل جامد نگهداری می کنند. این مواد در گنبدهای بتنی بسیار قوی نگهداری می شوند تا در صورت بروز حوادث مختلف ، خطری بوجود نیاید.

واکنشهای زنجیره ای باعث تولید انرژی گرمایی می شوند. این انرژی گرمایی برای جوشاندن آب در قلب رآکتور مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین، به جای سوزاندن سوخت ، در نیروگاههای هسته ای ، اتمها از طریق واکنش زنجیره ای شکافته شده و انرژی گرمایی تولید می کنند. این آب از اطراف رآکتور به قسمت دیگری از نیروگاه فرستاده می شود. در این قسمت که مبدل گرمایی نامیده می شود، لوله های پر از آب حرارت داده شده و بخار تولید می کنند. سپس بخار حاصله باعث گردش توربین و درنتیجه تولید برق میشود.

گداخت هسته‌ای،  انرژی هسته‌ایِ ”پاک:“

گداخت هسته‌ای که (همجوشی یا جوش ‌هسته‌ای نیز نامیده می‌شود) در واقع تولید انرژی است به شیوه‌ای که در کرة خورشید انجام می‌گیرد. این اندیشه ممکن است جنون‌آمیز به نظر آید، اما عملی و امکان‌پذیر است؛ یا تقریباً امکان‌پذیر است.برای فهم بهتر مسئله بیایید به قلب یک ستاره نگاه کنیم در آنجا چه می‌بینیم؟ می‌بینیم که هسته‌های اتم ها در قلب ستاره، درهم ادغام می‌شوند و هسته‌های بزرگتری را تشکیل می‌دهند. این واکنشی که ”گداخت“ یا همجوشی هسته‌ای نامیده می‌شود، همواره با انتشار مقدار عظیمی از گرما و نور همراه است. اگر بتوانیم این واکنش را که در خورشید و ستارگان دیگر به طور عادی انجام‌ می‌گیرد در کرة ‌زمین ایجاد و کنترل کنیم، خواهیم توانست به مقدار عظیمی از انرژی دست یابیم. مشکل اینجاست که نیرویی به نام ”الکترومغناطیس“ وجود دارد که اتمها را از هم دور می‌کند، مانند دو آهنربا که بخواهند قطب شمال یا قطب جنوب‌شان را به هم بچسبانند.

تا سال 2050 باید منتظر بمانیم:

برای آن که اتم ها را وادار کنیم که بر نیروی الکترومغناطیس غلبه کنند و درهم ادغام شوند، باید دو شرط لازم را، که در ستارگان به طور طبیعی وجود دارند،در کرة‌زمین پدید آوریم: تجمع حداکثر اتمها در کوچکترین حجمِ ممکن و ایجاد دمایی به میزان 50 میلیون درجة سانتی‌گراد! چرا چنین دمایی لازم است؟ چون هر چه دمای یک گاز بالاتر باشد، سرعت عناصر متشکلة آن بیشتر خواهد شد، و بنابراین امکان برخورد این عناصر نیز بیشتر و در نتیجه امکان همجوشی و ادغام نیز افزایش خواهد یافت.

   نخستین شرط لازم ، با به دام انداختن اتم ها در یک آهن ربای عظیم ، به شکل سیب توخالی، تحقق می‌یابد. (البته از این اتمها یک الکترون برداشته شده است تا باردار شوند.) برای تحقق شرط لازم دوم، باید هم چیز رادر یک ”اجاق دارای میکروموج“ بپزیم. دانشمندان به همجوشی دوتریوم و تریتیوم (دو گونة هیدروژن) در تأسیساتی که توکاماک (Tokamak) نام دارند، موفق شده‌اند، اما این همجوشی مدت بسیار کوتاهی دوام داشته، و انرژی‌ای که برای انجام واکنش مصرف‌‌شده، بیش از انرژی به دست آمده بوده است.

   بنابراین تولید انرژی از راه همجوشی هسته‌ای فعلاً نه سودآور است، و نه چندان جاافتاده و عملی است. در واقع پیش از سال 2050 در تولید الکتریسیته از این طریق توفیق نخواهیم یافت.

   اما با وجود همه مشکلات، عده‌ای از دانشمندان به امکان‌پذیر بودن تولید انرژی از طریق همجوشی هسته‌ای باور دارند. اگر آنان روزی موفق به مهار این انرژی شوند، می‌توان گفت که بشر راه‌حلی پایدار، مطمئن و نسبتاً پاک برای تولید انرژی پایان‌ناپذیر یافته است. می‌گوییم: پایان‌ناپذیر، چون دو اتم دتریوم و تریتیوم به سادگی و با استفاده از آب تولید می‌شوند؛ مطمئن، چون همجوشی هسته‌ای، برخلاف شکافت هسته‌ای، واکنشی است که می‌توان آن را به سهولت‌ متوقف و مهار کرد: کافی است که شیر لوله‌های دتریوم و تریتیوم را ببندیم؛ و می‌گوییم: و انرژی نسبتاً پاک، چون هلیوی که در این واکنش تولید می‌شود رادیواکتیو نیست و رادیواکتیویتة نوترون آزاد شده نیز ظرف پنجاه سال کاهش می‌یابد: پس با گرفتاری خاص شکافت هسته‌ای و نیروگاه‌های هسته‌ای مرسوم و معمول مواجه نخواهیم شد که نمی‌دانیم با پسماندهای رادیواکتیو آنها تا میلیونها سال بعد، چه باید بکنیم.

در قلب ”توکاماک“ :

همجوشی دتریوم و تریتیوم با آزاد شدن مقدار عظیمی گرما همراه است. این گرما از طریق مدار اولیه بازیابی می‌شود و به مدار ثانویه انتقال می‌یابد. سرانجام بخار تولید‌شده در مدار ثانویه است که توربین را به کار می‌اندازد.

دتریوم و تریتیوم در دمای بسیار بالا با هم برخورد می‌کنند. هسته‌های دو اتم در هم می‌جوشند یا ادغام می‌شوند، تا یک هستة هلیوم پدید آورند. یک نوترون و نیز مقدار بسیار زیادی انرژی هم آزاد می‌شود.

فرایند غنی سازی اورانیوم :

کاربرد و شیوه های مختلف جداسازی یا غنی سازی اورانیوم 235

در طبیعت اورانیوم شامل کمتر از یک درصد ایزوتوپ اورانیوم 235 است. مواد انفجاری هسته ای به اورانیومی که حداقل دارای 20 درصد اورانیوم 235 غنی شده است نیاز دارند. بطور ایده آل اورانیوم 235 نود درصدی بکار می رود. برای افزایش درصد اورانیوم 235 به اورانیوم 238، اورانیوم باید "غنی سازی" شود. 

چرخه سوخت اورانیوم با استخراج و آسیاب کانسنگ اورانیوم جهت تولید "کیک زرد" شروع شده و سپس به هگزافلوراید اورانیوم (UF6) تبدیل می شود. ماده اخیر پس از آن غنی سازی می شود تا به سوخت هسته ای مبدل گردد. 

فرایندهای جداسازی و غنی سازی ایزوتوپ اورانیوم: 

این روشها عبارتند از: 1) جداسازی ایزوتوپی الکترومغناطیسی 2) دیفوزیون گرمایی 3) پخش دیفوزیون گازی 4) سانتریفوژ گازی) 5)فرایندهای آئرودینامیکی 6) جداسازی ایزوتوپی لیزری – که شامل دو روش زیر است:

الف) جداسازی ایزوتوپی لیزری با بخار گازی (AVLIS) (atomic vapor laser isotope separation)

ب) جداسازی ایزوتوپی لیزری مولکولی (MLIS) (molecular laser isotope separation) 7) تبادل یونی و شیمیایی 8) فرایند جداسازی پلاسمایی (PSP)           در تمام صنعت هسته ای دنیا، اورانیوم بوسیله یکی از دو روش: پخش گازی و سانتریفوژ گازی غنی می شود.

کاربردهای انرژی هسته ای، دید کلی:

انرژی هسته ای کاربرداری زیاد در پزشکی در علوم و صنعت و کشاورزی و... دارد. لازم به ذکر است انرژی هسته ای به تمامی انرژی های دیگر قابل تبدیل است ولی هیچ انرژی به انرژی هسته ای تبدیل نمی شود .موارد زیادی از کاربردهای انرژی هسته ای در زیر آورده می شود .

نیروگاه هسته ای:

نیروگاه هسته ای (Nuclear Power Station) یک نیروگاه الکتریکی که از انرژی تولیدی شکست هسته اتم اورانیوم یا پلوتونیم استفاده می کند. اولین جایگاه از این نوع در 27 ژوئن سال 1958 در شوروی سابق ساخته شد. که قدرت آن 5000 کیلو وات است. چون شکست سوخت هسته ای اساساً گرما تولید می کند از گرمای تولید شده رآکتور های هسته ای برای تولید بخار استفاده می شود از بخار تولید شده برای به حرکت در آوردن توربین ها و ژنراتور ها که نهایتاً برای تولید برق استفاده می شود .

بمب های هسته ای:

این نوع بمب ها تا حالا قویترین بمبهای و مخربترین های جهان محسوب می شود. دارندگان این نوع بمبها جزو قدرت های هسته ای جهان محسوب می شود .

پیل برق هسته ای Nuelear Electric battery:

پیل هسته ای یا اتمی دستگاه تبدیل کننده انرژی اتمی به جریان برق مستقیم است ساده ترین پیل ها شامل دو صفحه است. یک پخش کننده بتای خالص مثل استرنیوم 90 و یک هادی مثل سیلسیوم.

جریان الکترون های سریعی که بوسیله استرنیوم منتشر می شود ازمیان نیم هادی عبور کرده و در حین عبور تعداد زیادی الکترون ها اضافی را از نیم هادی جدامی کند که در هر حال صدها هزار مرتبه زیادتر از جریان الکتریکی حاصل از ایزوتوپ رادیواکتیو استرنیوم 90 می باشد .

کاربردهای پزشکی:

در پزشکی تشعشعات هسته ای کاربردهای زیادی دارند که اهم آنها عبارتند از:

• رادیو گرافی

• گامااسکن

• استرلیزه کردن هسته ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتو های هسته ای

• رادیو بیولوژی

انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای و امور بهداشتی:

در کشورهای پیشرفته صنعتی، از انرژی هسته ای به صورت گسترده در پزشکی استفاده می گردد. با توجه به شیوع برخی از بیماریها از جمله سرطان ، ضرورت تقویت طب هسته ای در کشورهای در حال توسعه ، هر روز بیشتر می شود. موارد زیر از مصادیق تکنیکهای هسته ای در علم پزشکی است:

تهیه و تولید کیتهای رادیو دارویی جهت مراکز پزشکی هسته ای، تهیه و تولید رادیو دارویی جهت تشخیص بیماری تیرویید و درمان آنها، تهیه و تولید کیتهای هورمونی، تشخیص و درمان سرطان پروستات، تشخیص سرطان کولون ، روده کوچک و برخی سرطانهای سینه، تشخیص تومورهای سرطانی و بررسی تومورهای مغزی ، سینه و ناراحتی وریدی، تصویر برداری بیماریهای قلبی ، تشخیص عفونتها و التهاب مفصلی ، آمبولی و لختههای وریدی،  و موارد دیگری چون تشخیص کم خونی ، کنترل رادیو داروهای خوراکی و تزریقی و ...تشعشعات MRI در درمان افسردگی‌ها مؤثراست .

بر اساس مطالعه‌ صورت گرفته از سوی دانشمندان آمریکایی مشخص شد که اسکنرهای به کار گرفته شده در ام.آر.آی کمک‌های شایانی جهت کاهش اثرات افسردگی در افراد می‌کند.

دانشمندان آمریکایی مدرسه‌ دارویی هاروارد این کشور در تحقیقات اخیر خود کشف کردند که اسکنرهای ام.آر.آی به کار گرفته شده در معالجات پزشکی و درمانی که تصاویر درونی از بدن ارایه می‌دهند، می‌توانند اثرات مشابهی با دیگر راه‌های درمانی کاهش افسردگی داشته باشند.

این گروه از دانشمندان آمریکایی در تحقیقات خود از یک نوع دستگاه اسکنر قدیمی ام.آر.آی موسوم به EP-MRSI استفاده کرده‌اند که در زمینه‌ تصویربرداری از مغز انسان به کار برده می‌شود.

با این حال کارشناسان پزشکی انگلیس معتقدند که شک‌ها و تردیدهای فراوانی نسبت به این نوع درمان جالب و در نوع خود بی‌نظیر وجود دارد.

آنها همچنین نسبت به نتایج این تحقیقات ابراز تردید کرده و می‌گویند که نیازست تا تحقیقات بیشتری در این زمینه صورت گیرد.

این گروه از دانشمندان متوجه شدند که موش‌های آزمایشگاهی‌ که دچار افسردگی بوده و درمانی برای آنها پیدا نشده است، در مقایسه با موش‌های افسرده‌ دیگر که تحت تشعشعات اسکنرهای ام.آر.آی قرار نگرفته‌اند، بهبود قابل توجهی در خصوص کاهش اثرات افسردگی یافته‌اند.

نتایج این تحقیقات در ژورنال درمان‌های بیولوژیکی آمریکا به چاپ رسیده است.

این دانشمندان پس از آن این مطالعه را صورت دادند که پزشکان گزارش دادند با استفاده از دستگاه‌های اسکنر ام.آر.آی نتایج قابل توجهی در خصوص کاهش اثرات افسردگی مشاهده کرده‌اند.

دکتر بروس کوهن، از پزشکان برجسته بیمارستان مکلین در ماساچوست آمریکا که با مدرسه دارویی هاروارد این کشور همکاری دارد، اعلام کرد که این یافته‌ها در خصوص کاهش اثرات افسردگی بسیار چشمگیر و قابل توجه هستند.

وی در ادامه گفت: موش‌هایی که تحت تاثیر تشعشعات دستگاه‌های اسکنر ام.آر.آی قرار گرفته‌اند، رفتارهایی از خود نشان می‌دهند که نشان دهنده‌ی کاهش اثرات افسردگی موجود در آن‌هاست.

وی معتقدست، به این دلیل است که باید نسبت به نتایج این تحقیقات امیدوار بود.

با این حال بسیاری دیگر از کارشناسان امور پزشکی بر این باورند که در مجاورت تشعشعات دستگاه‌های اسکنر ام.آر.آی قرار گرفتن، لطمات زیادی را به بدن وارد می‌کند.

ویلیام کارلزون، از پزشکان برجسته آمریکایی معتقد است که این نوع پرتوها می‌توانند برای بیماران مضر باشد.

وی معتقد است هنگامی که بدن انسان در مجاورت پرتوهای بسیار شدیدتر ام.آر.آی قرار می‌گیرد، تا بدین وسیله پزشکان بتوانند تصاویر بهتری از مغز انسان تهیه کنند، در آن موقع است که بدن در معرض خطرات بیشتری قرار می‌گیرد.

گفته می‌شود هنگامی که مردم در مجاورت پرتوها اسکنرهای ام.آر.آی قرار می‌گیرند، چنین فرض می‌کنند که هیچ چیزی اتفاق نمی‌افتد و تنها تصویر ساده‌ای از مغز آن‌ها گرفته می‌شود، با این حال باید این حقیقت علمی را پذیرفت که بدن آنها در واقع در معرض حوزه‌های الکتریکی و مغناطیسی قرار دارد که این تشعشعات می‌تواند اثرات زیانباری برای بدن داشته باشند که تا کنون اطلاعی از آن‌ها در دست نبوده است.

گروه دیگر از پزشکان نیز معتقدند، استفاده از این تحقیقات و نتایج عملی آن باید با احتیاط فراوان مورد استفاده قرار گیرد. آنها می‌گویند از آنجایی که موش‌ها شباهت خیلی زیادی به وضعیت بدنی بیماران ندارند، باید مراقب بود تا لطمه‌ای به بیماران وارد نشود.

این در حالی است که بسیاری دیگر از پزشکان نیز از شنیدن خبر انتشار چنین تحقیقی شگفت‌زده شده‌اند و اعلام کرده‌اند که انجام تحقیقات بیشتر در این زمینه ضروری است.

کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری :

تکنیکهای هسته ای در حوزه دامپزشکی موارد مصرفی چون تشخیص و درمان بیماریهای دامی ، تولید مثل دام ، اصلاح نژاد و دام ، تغذیه ، بهداشت و ایمن سازی محصولات دامی و خوراک دام دارد.

کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب :

تکنیکهای هسته ای برای شناسایی حوزه های آب زیر زمینی هدایت آبهای سطحی و زیر زمینی ، کشف و کنترل نشت و ایمنی سدها مورد استفاده قرار میگیرد. در شیرین کردن آبهای شور نیز انرژی هسته ای کاربرد دارد.

کاربردهای کشاورزی:

تشعشعات هسته ای کاربرد های زیادی در کشاورزی دارد که مهم ترین آنها عبارتست از:

• موتاسیون هسته ای ژن ها در کشاورزی

• کنترل حشرات با تشعشعات هسته ای

• جلوگیری از جوانه زدن سیب زمینی با اشعه گاما

• انبار کردن میوه ها

• دیرینه شناسی )باستان شناسی) و صخره شناسی )زمین شناسی) که عمر یابی صخره ها با C14 در باستان شناسی خیلی مشهور است.

کاربردهای صنعتی:

در صنعت کاربردها ی زیادی دارد از جمله مهمترین آنها عبارتند از:

• نشت یابی با اشعه

• دبی سنجی پرتویی(سنجش شدت تشعشعات ، نور و فیزیک امواج)

• سنجش پرتویی میزان سائیدگی قطعات در حین کار

• سنجش پرتویی میزان خوردگی قطعات

• چگالی سنج موادمعدنی با اشعه

• کشف عناصر نایاب در معادن

آنچه باید بدانیم:

تکنیکهای هسته ای بر کشف مینهای ضد نفر نیز کاربرد دارد. بنابرین ، دانش هسته ای با این قدرت و وسعتی که دارد، هر روز بر دامنه استفاده از فناوری هسته ای و بویژه انرژی هسته ای افزوده می شود. کاربرد انرژی در بخشهای مختلف به گونهای است که اگر کشوری فناوری هسته ای را نهادینه نماید، در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی ، ارتقای پیدا می کند و مسیر توسعه را با سرعت طی می نماید.

کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق :

یکی از مهم ترین موارد استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای ، تولید برق از طریق نیروگاههای اتمی است. با توم به پایان پذیر بودن منابع فسیلی و روند رو به رشد توسعه اجتماعی و اقتصادی ، استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق را امری ضروری و لازم می دانند و ساخت چند نیروگاه اتمی را دنبال مینماید.

ایران هر ساله حدودا به هفت هزار مگاوات برق در سال نیاز دارد. نیروگاه اتمی بوشهر 1000 مگاوات برق را در صورت راه اندازی تامین می نماید. و احداث نیروگاههای دیگر برای رفع این نیازی ضروری است. برای تولید میزان برق حدود 190 میلیون بشکه نفت خام مصرف می شود. که در صورت تامین از طریق انرژی هسته ای سالیانه 5 میلیارد دلار صرفه جویی خواهد شد.

برتری انرژی هسته ای بر سایر انرژیها:

علاوه بر صرفه اقتصادی دلایل زیر استفاده از انرژی هسته ای را ضروری مینماید. منابع فسیلی محدود بوده و متعلق به نسلهای آتی میباشد. استفاده از نفت خام در صنایع تبدیل پتروشیمی ارزش بیشتری دارد. تولید برق از طریق نیروگاه اتمی ، آلودگی نیروگاههای کنونی را ندارد. تولید هفت هزار مگاوات با مصرف 190 میلیون شبکه نفت خام ، هزارتن دیاکسید کربن ، 150 تن ذرات معلق در هوا ، 130 تن گوگرد و 50 تن اکسید نیتروژن را در محیط زیست پراکنده می کند، در حالی که نیروگاه اتمی چنین آلودگی را ندارد.

کاربردهای دیگر فیزیک هسته ای:

برای کشف مطلبی اگر احتیاج به تجزیه و تحلیل موادی باشد که هیچ گونه امکان کنترلی روی آن نیست چه کاری می توان انجام داد؟ مثلاً اگر بخواهیم مقداری خاک کفش مشخص مظنونی یا موی سر یک انسان و یا نفت خام یک کشتی را که مقداری از کالای خود را بطور غیر قانونی در جای دیگر فروخته است تجزیه و تحلیل نمایید، چه کاری می توانیم بکنیم؟ البته می توان از روش شیمیایی استفاده کرد؛ اما روش سریع و مطمئن تری هم وجود دارد. نمونه ای از ماده ای را که نیاز به تجزیه دارد برداشته و آن را با ایزوتوپ رادیواکتیو مخلوط می کنیم، نمونه رادیواکتیو شده را در یک راکتور تحقیقاتی به وسیله نوترون بمباران می کنیم. با جذب نوترون نمونه پایدار شده و اتم های جسم مورد آزمایش نیز رادیواکتیو می شوند و تابش می کنند. مقدار تابش برای هر عنصر متفاوت است. بنابراین اگر ده عنصر مختلف در نمونه داشته باشیم، ده نوع تابش مختلف نیز خواهیم داشت. از روی این تابش ها می توان نوع و میزان عناصر تشکیل دهنده نمونه را مشخص کرد. از این روش می توان برای ردیابی آلودگی هوا و هم چنین آلودگی دریا توسط نفت کش ها استفاده کرد. با آزمایش 40 نوع نفت مختلف که در نقاط مختلف جهان استخراج می شوند دانشمندان به این نتیجه رسیدند که در تمام مواد نفتی هفت نوع عنصر مشترک وجود دارد. اما مقدار آنها در نفتی که در یک نقطه استخراج می شود با نفت نقطه دیگر دنیا متفاوت است.

هنگامی که مواد نفتی در جایی مشاهده می شوند نمونه ای از آن به آزمایشگاه برده شده و در معرض تابش نوترونی قرار می گیرد و به این ترتیب عناصر مختلف آن و مقدار آنها مشخص می شود. و می توان به طور دقیق اعلام کرد که کدام کشتی مسئول آلوده سازی بوده است.

یک روش ساده و سریع، برای تجزیه هوای آلوده نیز وجود دارد. ابتدا وسیله صافی هایی آلودگی هوا گرفته می شود. و سپس به وسیله همان روشی که در بالا توضیح داده شده نوع و مقدار عناصر زیان آور موجود درا آن مشخص می شود. با تهیه نقشه های برای آلودگی هوا مشابه نقشه های تغییرات جوی، می توان پیش گویی هایی در مورد آلودگی هوا انجام داد و اقدامات لازم را در رابطه با پاکیزه نگه داشتن هوا انجام داد.

 یکی دیگر از کاربردهای تابش های هسته ای تصویر برداری است. همانطور که می دانید برای تصویر برداری از اجسام تیره ( کدر ) مثل بدن انسان از اشعه ایکس استفاده می شود. حالا اگر از اشعه ای پرانرژی تر از اشعه X استفاده کنیم، قابلیت نفوذ در عمق بیشتری را دارد و به این ترتیب از اجسام ضخیم تر نیز می توان عکس برداری کرد. اشعه گاما خیلی از اشعه X قوی تر است و می تواند در فلزات و اجسام تیره به قطر چند اینچ نفوذ کند و این امکان را برای مهندسین فراهم کند تا داخل ماشین آلات را ببینند.

آیا میدانید : در یک سانتی متری پوست شما ۱۲ متر عصب و ۴ متر رگ و مویرگ است.
آیا میدانید : بیشتر سردردهای معمولی از کم نوشیدن آب است.
آیا میدانید : بهترین روغن، روغن حیوانی است. روغن کنجد و زیتون هم بهترین روغن گیاهیست .
آیا میدانید : مغز انسان تنها ۲ درصد از وزن انسان را تشکیل می دهد ولی ۲۵ درصد اکسیژن دریافتی بدن را به تنهایی مصرف می کند.
آیا میدانید : بهترین نان ، نانهای سبوس دار است مثل نان سنگک .
آیا میدانید : شدیدترین نعره ها متعلق به وال ها است که برابر با صدای موتور جت است.
آیا میدانید : گربه ها معمولا ۶۶٪ از عمر خود را صرف خواب میکنند .
آیا میدانید : توپ گلف به طور متوسط دارای ۳۳۶ فرورفتگی است …
آیا میدانید : “آب گرم” سریعتر از “آب سرد” یخ میزند .
آیا میدانید : آمازون نیمی از اکسیژن جهان را تولید میکند .
آیا میدانید : وزن زمین ۶٫۵۸۸٫۰۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰٫۰۰۰ تن است .
آیا میدانید : موش دو پای آفریقایی از میدان دید ۳۶۰ درجه برخوردار است.
آیا میدانید : سمورهای دریایی هنگام خوابیدن دستهای هم را می گیرند تا همدیگر را گم نکنند!
آیا میدانید: بطور متوسط از هر ۵ نفر بالای ١٠٠ سال، ۴ نفر زن هستند ١ نفر مرد .
آیا میدانید : پنیر پفک اغلب پنیر تلخ (پنیر فاسد) و گندیده تاریخ مصرف گذشته می باشد.
آیا میدانید : بهترین غذا آبگوشت با گوشت گوسفند است .
آیا میدانید : هر گربه دارای ۳۲ ماهیچه در هر گوش است .
آیا میدانید : هاوایی در اصل جزایر “ساندویچ” نامیده می شد .
آیا میدانید : چشم انسان معادل یک دوربین ۱۳۵ مگا پیکسل عمل می کند !
آیا میدانید : قوه چشایی پروانه در پاهای آن تعبیه شده است !
آیا میدانید : اثر لب و زبان هر کس همانند اثر انگشت آن منحصر به فرد است.
آیا میدانید : رشد کودک در بهار بیشتر است. آیا میدانید : ۹۰% سم مار از پروتئین تشکیل شده است !
آیا میدانید : ۸ دقیقه و ۱۷ ثانیه طول می کشد تا نور خورشید به زمین برسد. آیا میدانید : ظروف پلاستیکی تقریباً ۵۰۰۰۰سال در برابر تجزیه مقاومند.
آیا میدانید : کرم های ابریشم در ۵۶ روز ۸۶ برابر خود غذا می خورند.
آیا میدانید : تنها قسمتی از بدن که خون ندارد قرنیه چشم است.
آیا میدانید : دلفین ها همانند گرگ ها هنگان خواب چشم هایشان را باز می گذارند.
آیا میدانید : با نگاه کردن به گوش حیوانات می توانیم به تخم گذار بودن یا بچه زا بودن آنها پی ببریم. بدین صورت که تخم گذاران گوششان ناپیدا و بچه زایان گوششان نمایان است، تنها یک اسثتنا وجود دارد آن هم نوعی افعی است که بچه زاست اما گوشش دقیق پیدا نیست.
آیا میدانید : شترمرغ در ۳ دقیقه ۹۵ لیتر آب می خورد.
آیا میدانید : جویدن آدامس هنگام خرد کردن پیاز مانع از اشک ریزی شما می شود.
آیا میدانید : زمان بارداری فیل به دو سال می رسد.
آیا میدانید : وقتی یک نوزاد در حال گریه است با صدای ش… ش… شما آرام می شود به این دلیل که صدای آبی که اطراف نوزاد در شکم مادر است را برایش تداعی می کند، در ضمن این یکی از دلایلی است که چرا صدای ساحل دریا به انسان آرامش می دهد.
آیا میدانید : انسان امروزی به طور متوسط ۶ سال از عمر خود را تلویزیون نگاه می کند و ۶ سال را صرف غذا خوردن می کند و یک سوم را می خوابد.

در هر 5 ثانیه یك كامپیوتر در سطح جهان به ویروس آلوده میگردد.

- ظروف پلاستیكی 50 هزار سال طول میكشد تا در طبیعت شروع به تجزیه شدن كنند.

- اغلب مارها دارای 6 ردیف دندان میباشند.

- 90% سم مارها از پروتئین تشكیل یافته است.

- 10 درصد وزن بدن انسان (بدون آب) را باكتریها تشكیل میدهند.

- 11 درصد جمعیت جهان را چپ دستان تشكیل میدهند.

- از هر 10 نفر، یك نفر در سراسر جهان در جزیره زندگی میكند.

- 98 درصد وزن آب از اكسیژن تشكیل یافته است.

- یك اسب در طول یك سال 7 برابر وزن بدن خود غذا مصرف میكند.

- سوسكها سریعترین جانوران 6 پا میباشند. با سرعت یك متر در ثانیه.

- خرگوشها و طوطی ها بدون نیاز به چرخاندن سر خود قادرند پشت سر خود را ببینند.

- كرگدنها قادرند سریعتر از انسانها بدوند.

- هیچ پنگوئنی در قطب شمال وجود ندارد.

- مادر و همسر گراهام بل مخترع تلفن هر دو ناشنوا بوده اند.

- كانادا یك واژه هندی به معنی «روستای بزرگ» میباشد.

- رشد دندانهای سگ آبی هیچگاه متوقف نمیگردد.

- قلب والها تنها 9 بار در دقیقه میتپد.

- چیتا قادر است در حداكثر سرعت خود گامهایی به طول 8 متر بر دارد.

- شمپانزه ها قادرند مقابل آینه چهره خود را تشخیص دهند اما میمونها نمیتوانند.

- عمر سنجاقكها تنها 24 ساعت میباشد.

- مدت زمان گردش سیاره عطارد بدور خود دو برابر مدت زمان گردش آن بدور خورشید میباشد.

- روشنایی قرص كامل ماه 9 برابر هلال ماه میباشد.

- یك خرس بالغ قادر است با سرعت یك اسب بدود.

- قلب یك جوجه تیغی در حالت عادی 190 بار در دقیقه میزند كه در دوران خواب زمستانی به 20 بار در دقیقه كاهش می یابد.

- اسبها قادرند در حالت ایستاده بخوابند.

- كانگروها قادرند 3 متر به سمت بالا و 8 متر به سمت جلو بپرند.

- قلب میگو در سر آن واقع است.

- گونه ای از خرگوش قادر است 12 ساعت پس از تولد جفت گیری كند.

- یك كوه آتشفشان قادر است ذرات ریز و گردوغبار را تا ارتفاع 50 كیلوكتری به فضای اطراف پرتاب كند.

- داركوب ها قادرند 20 بار در ثانیه به تنه درخت ضربه بزنند.

- سالانه 500 فیلم در امریكا و 800 فیلم در هند ساخته میگردد.

- آدولف هیتلر گیاهخوار بوده است.

- تمامی پستانداران به استثنای انسان و میمون كور رنگ میباشند.

- عمر تمساح بیش از 100 سال میباشد.

- تمام قوهای كشور انگلیس جزو دارایی های ملكه انگلیس میباشند.

- موریانه ها قادرند تا 2 روز زیر آب زنده بمانند.

- مزه سیب، پیاز و سیب زمینی یكسان میباشد.و تنها بواسطه بوی آنهاست كه طعم های متفاوتی می یابند.

- فیلها قادرند روزانه 60 گالن آب و 250 كیلو گرم یونجه مصرف كنند.

- جغدها قادر به حركت دادن چشمان خود در كاسه چشم نمیباشند.

- 80 درصد امواج مایكرو ویو تلفنهای همراه بوسیله سر جذب میگردد.

- قد فضانوردان هنگامی كه در فضا هستند 5 تا 7 سانتی متر بلنتر میگردد.

- بلژیك تنها كشوری است كه فیلمهای غیر اخلاقی را سانسور نمیكند.

- جلیغه ضد گلوله، برف پاك كن شیشه خودرو و پرینتر لیزری همگی اختراعات زنان میباشند.

- موز پر مصرف ترین میوه كشور امریكا میباشد.

- درتمام انسانهای كره زمین 99.9 % شباهت ژنتیكی وجود دارد.

- 98.5 % از ژنهای انسان و شامپانزه یكسان میباشند.

- قلب انسان بطور متوسط 100 هزار بار در سال میتپد.

- لئوناردو داوینچی مخترع قیچی میباشد.

- سطح شهر مكزیك سالانه 25 سانتی متر نشست میكند.

- 50 %جمعیت جهان هیچگاه در طول حیات خود از تلفن استفاده نكرده اند.

- هرگاه جمعیت كره زمین به 100 نفر كاهش یابد، 50 % پول جهان در دست 6 نفر قرار خواهد گرفت.

- موشهای صحرایی سالانه 1/3 منابع و ذخایر غذایی جهان را نابود میسازند.

- 2/3 اعدامهای جهان در كشور چین بوقوع می پیوندد.

- سرود اصلی كشور یونان متشكل از 158 بیت میباشد.

- تمساح ها قادرند آرواره های خود را با نیروی 1300 كیلو گرم ببندند.

- یك گاو بطور متوسط سالانه 2 هزار و 300 گالن شیر تولید میكند.

- خورشید از لحاظ وزن از 70% هیدروژن،28% هلیوم،1.5% كربن+نیتروژن+اكسیژن و 0.5% عناصر دیگر تشكیل شده است.

- سگهای شهری بطور متوسط 3 سال بیشتر از سگهای روستایی عمر میكنند.

- در امریكا سالانه 15 نفر بر اثر گاز گرفتگی توسط سگها جان خود را از دست میدهند.

- 70% فقرای جهان را زنان تشكیل میدهند.

- در هر 2 هفته یك زبان در جهان منقرض میگردد.

- ون گوگ در طول حیات خود تنها یكی از نقاشیهای خود را بفروش رساند.

- گربه های خانگی 70% وقت خود را در خواب سپری میكنند.

- پلنگها قادرند تا ارتفاع 5 متری به بالا بپرند.

- 2/3 آدم رباییهای جهان در كلمبیا به وقوع می پیوندد.

- سم مارهای قهوه ای استرالیا تا حدی مهلك میباشد كه 0.002 گرم از سم این مارها میتواند یك انسان را بكشد.

- اختراع پیچ گوشتی پیش از پیچ صورت گرفت.

- خودروسازی بزرگترین صنعت در جهان میباشد.