• آیرودینامیک سرعت زیاد
• ستاره ای 8 میلیارد بار بزرگتر از خورشید
• پرتوهای رنگی به نانوذرات شکل میدهند
• از اشعه ایکس تا هولوگرافی
• نانو سرامیک
• نانو الماس چیست؟
• آشنایی با فیوز ها و حفاظت از مدارهای الکتریکی
• لیست آخرین مطالب

• نانو تکنولوژی
• هسته ای
• کوانتوم
• الکترو مغناطیس
• هوا شناسی و اختر فیزیک
• اپتیک
• حالت جامد
• سرگرمی های فیزیک
• فیزیک نوین
• ترمو دینامیک
• فلسفه و متافیزیک

• آنالیز خاک ، پایان نامه و پروژه
• تجربه های مدیریت راهنمایی فاطمیه
• تعمیر و فروش انواع گوشی موبایل در سراسر کشور
• کدهای جاوا اسکریپت
• نمایش تمام پیوندها

• آقاشیر
• .: شهر عشق :.
• وبلاگ شخصی محمدعلی مقامی
• ایساتیس
• ولایت علیه السلام
• دکتر رحمت سخنی
• * مطالب علمی *
• بیگانه ، دختری در میان مردمان
• .•¤ خانه آرزو ¤•.
• تعقل و تفکر
• تا ریشه هست، جوانه باید زد...
• اس ام اس عاشقانه
• خاطرات خاشعات
• اس ام اس سرکاری اس ام اس خنده دار و اس ام اس طنز
• آخرت غم
• وسوسه عقل
• پرهیزکار عاشق است !
• فروش و تعمیر موبایل در استان یزد
• آموزش
• وبلاگ تخصصی کامپیوتر
• هک و ترفند
• فروش و تعمیر موبایل در استان یزد
• انجمن فیزیک پژوهش سرای بشرویه
• عاشقان خدا فراری و گریزان به سوی عشق و حق®
• وبلاگ عشق و محبت ( اقا افشین)
• باید زیست
• جملات زیبا
• دست نوشته های دو میوه خوشمزه
• در دل نهفته ها
• روزگاران(حتما یه سری بهش بزن ضرر نمی کنی)
• فقط برای ادد لیستم...سند تو ال
• تجربه های مدیریت
• سولات تخصصی امتحان دکترا دانشگاه آزاد
• سولات تخصصی امتحان دکترا دانشگاه آزاد
• ارزانترین و بزرگترین مرکز سوالات آزمون دکترا
• عکس و اس ام اس عشقولانه
• دانلود نرم افزار های روز دنیا
• فیزیک لیزر
• شاهرخ
• مکانیک هوافضا اخترفیزیک
• مکانیک ، هوافضا ،اخترفیزیک
• وبلاگ تخصصی فیزیک و اختر فیزیک
• وبلاگ تخصصی فیزیک جامدات
• مقالات و پروژه های الکترونیک
• همه با هم برای از بین نرفتن فرهنگ ایرانی
• انتخاب
• فیزیک و واقعیت
• ترجمه متون کوتاه انگلیسی
• دنیای بیکران فیزیک
• آسمان سیه فام
• بهترین قالب های وبلاگ

• بازدید امروز: 9
• بازدید دیروز: 303
• کل بازدیدها: 452460

سرعت زیر صوتی

وقتی سرعت موشک کمتر از یک ماخ است،‌ سرعت آن زیر صوت می باشد،‌ در این صورت امواج ضربه ای حاصله در جلوی آن قرار می گیرند و یا امواج پیش از موشک حرکت می نمایند. این امواج هر اندازه از موشک یا پرنده در حال پرواز دور شوند تاثیر مهمی در نیروی آیرودینامیکی ندارند. سرعت زیر صوت همه سرعت های پرواز کمتر از 85 درصد ماخ را شامل می شود.

سرعت فراصوت

چنانچه سرعت موشک سیر صعودی را طی نماید،‌ به تناسب ازدیاد سرعت،‌ موشک به امواج ضربه ای ناشی از سرعت خود در هوا نزدیک تر می شود. با نزدیک تر شدن سرعت موشک به سرعت صوت حالتی بوجود می آید که هنوز امواج تولیدی از موشک دور نشده اند،‌ امواج بعدی می رسد تا اینکه وقتی سرعت موشک به سرعت صوت رسید،‌دیگر امواج تولیدی توسط موشک یا هواپیما فرصت دور شدن و جدایی از لبه ی حمله را ندارند، چون در این حالت سرعت موشک با سرعت صوت برابر است.

در این حالت،‌ امواج جلوی موشک متراکم و جرم مخصوص فشار هوا و سرعت آن در این منطقه زیاد می شود. نیروی پسای وارده بر این سرعت به نام سد صوتی نامیده می شود. پیدایش موشک یا هواپیما با موتور قوی ثابت کرده که عملا عبور از این سرعت بسیار آسان و عادیست. با افزایش سرعت در اندازه های بیش از یک ماخ (1.2) به تدریج از مقدار ضریب پسا کاسته می شود. تا اینکه در سرعت 2.3 ماخ ضریب پسا به مقدار ثابتی نزدیک به دو برابر مقداری که در سرعت های کمتر از سرعت صوت داشته می رسد.

در این سرعت امواج ضربه ای حاصله در عقب موشک قرار می گیرند. کم کردن قطر بدنه و ضخامت بال ها ( تغییرات آیرودینامیکی) در این سرعت (مافوق صوت) تا سرعت 5 ماخ را شامل می شود.

سرعت ماورای صوت

این سرعت به طور معمول ، سرعت های بیش از 5 ماخ را شامل می شود. آنچه سرعت های فراصوتی و ماورای صوت، قابل توجه است،‌ مشکل حرارتی می باشد. برخورد و تصادف مولکول های هوا با پوسته خارجی موشک در محدوده ی این سرعت ها آنچنان شدید است که دمای بدنه به سرعت افزایش پیدا می کند،‌به طوریکه در ابتدای ورود به سرعت مافوق صوت (5 ماخ) دما به 600 درجه ی سانتیگراد و در بعضی قسمت ها به 1000 درجه ی سانتیگراد می رسد. بدیهی است ، این مقدار حرارت، مواد ساختمانی معمولی را ذوب می نماید. برای رفع این نقیصه در موشک، استفاده از فلزات و آلیا ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ زهای فلزی و سایر ترکیبات شیمیایی که در برابر دما مقاومت زیاد داشته باشند،‌ ضروری است. با این  همه برای مقابله با این حرارت از سیستم های خنک کننده نیز استفاده می شود.

عامل مهم دیگر در مطالعات آیرودینامیکی مربوط به سرعت های فراصوتی و مافوق صوت،‌ ضرورت استفاده از تجهیزات آزمایشی مخصوص نظیر تونل باد می یاشد. برای کسب دقیق ضرایب آیرودینامیکی،‌استفاده از تونل باد الزامی است.

بایستی توجه شود مدلهایی که از یک موشک با هواپیمای واقعی برای مطالعه آیرودینامیکی تهیه می شود،‌ باید به مدل واقعی بسیار نزدیک باشد و از این لحاظ هرچه اندازه ابعاد مدل انتخابی به شکل واقعی و حقیقی موشک نزدیک تر باشد،‌ضرایب آیرودینامیکی به دست آمده به مقدار حقیقی نزدیک تر و قابل اطمینان می باشد.

باید به این نکته توجه کرد که موشک های بالستیک قاره پیما و برد متوسط که دارای آیرودینامیک سرعت زیاد

هستند تحت تاثیر طراحی اولیه یا مسیر مرجع از پروفایل استاندارد تبعیت می نمایند که نشان دهنده وضعیت مناسب یا دقت هدایت موشک است و لذا مسیری را که موشک عملا می پیماید،‌ با مسیری که از پیش تعیین شده متفاوت است و آن به علت اثر باد و یا عدم تنظیم تراست می باشد.

باید توجه داشت خط مسیر موشک بالستیک به 4 بخش زیر تقسیم می شود:

* فاز مربوط به موتور اصلی

* فاز مربوط به موتور ورنیر( موتور ورنیر راکتیست که در فاز نهایی موشک های بالستیک باعث تنظیم سرعت آن می شود)

* فاز فضای پروازی

* فاز شیرجه یا ورود یا برگشت و نهایتا اصابت

 منبع: تبیان

نویسنده: محسن مرادی

به گزارش خبرگزاری مهر، بیشتر اوقات حد تصور انسان از عظمت جهان هستی دستخوش فراموشی می شود و به تدریج بزرگی برخی از رویدادهای طبیعی از یادها رفته و حتی گاه این رویدادها کوچک شمرده می شوند.

عظیمترین اجرامی که در جهان وجود دارند را بر روی زمین نمی توان یافت، زیرا فراتر از مرزهای جو زمین، حقایقی وجود دارند که سیاره کوچک آبی در برابرشان ذره ای غیر قابل مشاهده است.

عظیمترین سیاره جهان

سیاره مشتری از نظر بزرگی بر دیگر سیاره های سامانه خورشیدی حکمرانی می کند، مانند بسیاری از سیاره هایی که ابعاد آنها از حد استاندارد گذشته است، مشتری نیز سیاره ای گازی است که از هلیوم و هیدروژن ساخته شده است، با این همه تا به حال سیاره ای گازی تر و عظیم تر از مشتری نیز کشف شده است، سیاره TrES-4 که در سال 2006 در مدار ستاره ای درخشان در فاصله هزار و 500 سال نوری از زمین کشف شد. قطر این سیاره 1.8 برابر سیاره مشتری بود و از این رو به عنوان بزرگترین سیاره ای شناخته می شد که تا به حال رصد شده است.

با اینهمه جرم این سیاره تنها 88 درصد از جرم کل مشتری است و  تراکم آن 0.2 گرم در سانتیمتر مکعب است که این تراکم آن را از چوب پنبه سبک تر می کند. از آنجایی که روند مطالعات علمی توقف ناپذیر است، رصدهای جدیدتر منجر به کشف سیاره ای بزرگتر شده است که از سیاره TrES-4 نیز بزرگتر است، سیاره WASP-17b در فاصله هزار سال نوری از زمین واقع شده و شعاع آن دوبرابر مشتری است، در حالی که جرم و تراکم آن نیمی از جرم مشتری محاسبه شده است.

بزرگترین سازه مصنوعی

تا زمانی که یک فضاپیمای غول پیکر و بیگانه در آسمان زمین مشاهده نشود، تا به امروز عظیمترین سازه مصنوعی جهان ایستگاه فضایی بین المللی است که 370 تن وزن داشته و 109 متر وسعت دارد.

بزرگترین کهکشان

بر اساس روند شکل گیری کهکشانها در مدل استاندارد، بزرگترین کهکشانها، کهکشانهای بیضی شکلی هستند که از برخورد کهکشانهای کوچکتر شکل می گیرند. بزرگترین نمونه کهکشان IC1101 است که در فاصله یک میلیارد سال نوری در مرکز خوشه کهکشانی Abell 2029 قرار گرفته است.

این کهکشان 6 میلیون سال نوری وسعت داشته و هزاران برابر از کهکشان راه شیری عظیمتر است.

بزرگترین حفره

عنوان بزرگترین حفره جهان به یک سیاهچاله عظیم اختصاص ندارد، بلکه به فضای تاریک وسیعتری خطاب می شود. در بزرگترین فضایی که تا کنون مورد بررسی قرار گرفته است، کهکشانها از دیواره ها و گره هایی در وسعت چند میلیون سال نوری ساخته شده است که حفره ای در میان آن قرار دارد.

بزرگترین حفره خلائی که تا به حال در میان یک کهکشان یافته شده، حفره ای است که در سال 2007 کشف شده و وسعتی برابر یک میلیارد سال نوری دارد. گمان می رود این حفره توخالی به واسطه برخورد بسیار نزدیکی با جهانی دیگر به وجود آمده باشد.

بزرگترین ستاره

در این جهان بزرگ ستاره ای به نام VY Canis Majoris در فاصله پنج هزار سال نوری از زمین وجود دارد که می تواند با ابعادی هشت میلیارد برابر ستاره سامانه خورشیدی، خورشید زمین را به راحتی ببلعد.

قطر تخمینی این ستاره سه میلیارد کیلومتر است، شعاعی که این ستاره را در رده معدود ستاره هایی قرار داده است که به فوق ابرستاره های سرخ شهرت دارند. با این همه بسیاری بر سر ابعاد این ستاره بحث دارند و آن را یک میلیارد کیلومتر محاسبه کرده اند.

منبع : خبرگذاری مهر

ارسال توسط : محبوبه رضی کاظمی

پژوهشگران در روشی ساده‌تر از روش تغییرات حرارتی، توانستند با تاباندن پرتوهای رنگی نور به محلول نقره، نانوذرات نقره را به شکل میله، مثلث، 6ضلعی، 12ضلعی و دایره درآورند و ذرات یک‌دست‌تری بدست آورند.

ابوالفضل کریمی: چه تعداد شیمی‌دان لازم است تا رنگ لامپ ال.ای.دی را تغییر بدهیم ؟دو نفر! اما دو نفر از همین شیمی‌دان‌ها نشان داده‌اند که می‌توان با انتخاب رنگ، شکل نانوذرات محلول نقره را تغییر داد.

به گزارش نیوساینتیست، کوین استمپلکوسکی و جوآن اسکایانو از دانشگاه اوتاوا واقع در کانادا توانسته‌اند با تاباندن نورهای سبز، قرمز، نارنجی، بنفش و آبی به محلول یون نقره، ذرات نقره را به ترتیب به شکل‌های شش ضلعی، میله‌ای، مثلثی، کروی یا دوازده وجهی درآورند.

انتخاب شکل نانوذرات بسیار مهم است، زیرا به این وسیله می‌توان خصوصیات آنها را تغییر داد. برای مثال نانوذرات نقره برای ساخت پارچه‌های ضد باکتری به کار می‌رود و ذرات مثلثی شکل، کشنده‌ترین نوع را تشکیل می‌دهند.

تغییر شکل ساده
استمپلکوسکی و اسکایانو از محلول نیترات نقره با دو ماده افزودنی استفاده کردند. یکی از آنها شکل‌دهی ذره را آغاز می‌کند، در حالی‌که دیگری از بزرگ‌شدن بیش از حد آنها جلوگیری می‌کند.

این ذرات با استفاده از نور فرابنفش به وجود می‌آیند که باعث می‌شود ذرات کوچک نقره که هر کدام 3 نانومتر از یکدیگر فاصله دارند، در محلول ته‌نشین شوند. تغییر دادن رنگ ال.ای.دی به یک فرکانس مشخص برای 24 ساعت باعث می‌شود این نانوذرات به شکل دلخواه و با فاصله بین 50 تا 200 نانومتر از یکدیگر در بیایند.

اما چرا تابش نور باید منجر به تغییر شکل این نانوذرات شود؟ نورهای رنگی، میدان الکترومغناطیسی در اطراف ذرات نقره به وجود می‌آورند که باعث می‌شود آن‌ها به نزدیک‌ترین همسایه خود بچسبند.

استامپلکوسکی در این باره گفت: «نور باعث شکل‌دهی ذراتی می‌شود که طول‌موج مشخصی دریافت می‌کنند و این پروسه تا زمانی که همه ذرات این نور جذب شده را به اشتراک بگذارند، ادامه پیدا خواهد کرد».

هر رنگ خاص، میدان الکترومغناطیسی خاصی را القا می‌کند که باعث می‌شود نانوذرات به یک شکل مشخص در کنار یکدیگر قرار بگیرند. این بدان دلیل است که انرژی نورانی جذب شده به گرما تبدیل می‌شود و این ذرات را به شکل معینی در جای خود تثبیت می‌کند. از آن‌جاکه ذرات، نور را در فرکانس معینی جذب می‌کنند، رنگ محلول نیز تغییر می‌کند؛ برای مثال 12 ضلعی‌ها نور آبی را جذب می‌کنند و درنتیجه، محلول به رنگ زرد پرتغالی (یعنی مکمل آن) درمی‌آید.

استمپلکوسکی می‌گوید: «روش فعلی برای شکل دادن به نانوذرات نقره، گرم کردن آنها در یک دمای مشخص است. اما تغییر دادن ناگهانی دمای محلول دشوار است و این روش باعث به وجود آمدن مخلوطی از شکل‌های گوناگون می‌شود. این درحالی است که تغییر پرتوهای رنگی آسان‌تر است و می‌تواند نتیجه یکنواخت‌تری به ما بدهد».

تیم جورج شاتز از دانشگاه نورث‌وسترن در ایلی‌نوی آمریکا، اولین شخصی بود که نشان داد نور می‌تواند باعث تغییر رشد ذرات نقره شود. اما او می‌گوید: «این موضوع که شما می‌توانید با استفاده از این روش شکل ذرات را تغییر دهید، بسیار هیجان‌انگیز است. نانوذراتی که شکل و ابعاد دقیقی داشته باشند، در سنجش و تشخیص پزشکی مورد توجهند».

جان کلی، نور-شیمی‌دان در ترینیتی کالج دوبلین واقع در ایرلند که در زمینه نانوذرات نقره نیز فعالیت می‌کند، در این باره گفت: «به دلیل این‌که این روش با نور کار می‌کند، می‌توان آن را در دمای اتاق یا حتی پایین‌تر به کار برد».

منبع : خبر آنلاین

ارسال کننده : عطیه عباسی

فیزیک علم شناختن قانون های عمومی و کلی حاکم بر رفتار ماده و انرژی است. کوشش های پیگیر فیزیکدانان در این راه سبب کشف بسیاری از قانون های اساسی، بیان نظریه ها و آشنایی با بعضی پدیده های طبیعی شده است.

هرچند این موفقیت ها در برابر حجم ناشناخته ها، اندک است لیکن تلاش همه جانبه و پرشتاب دانشمندان امید بسیار آفریده که انسان می تواند رازهای هستی را دریابد. انسان در یکی دو قرن اخیر، با بهره گیری از روش علمی و ابزارهای دقیق توانسته است در هر یک از شاخه های علم، به ویژه فیزیک دنیای روشن و شناخته شده خود را وسعت بخشد. در این مدت با دنیای بی نهایت کوچک ها آشنا شد و به درون اتم راه یافت و انواع نیروهای بنیادی طبیعت را شناخت، الکترون و ویژگی های آن را دریافت و طیف گسترده امواج الکترومغناطیسی را کشف کرد. فیزیک که تا اواخر قرن نوزدهم مباحث مکانیک، گرما، صوت، نور و الکتریسیته را شامل می شد، اکنون در اوایل قرن بیست و یکم در اشتراک با دیگر علوم (مانند شیمی، زیست شناسی و...) روزبه روز گسترده تر و ژرف تر شده و بیش از ?? موضوع و مبحث مهم را دربر گرفته است (دانشنامه فیزیک تعداد شاخه های فیزیک را ?? مورد معرفی کرده است).

فناوری، چگونگی استفاده از علم، ابزار، راه و روش انجام کارها و برآوردن نیازها است. به عبارت دیگر فناوری به کارگیری آگاهی های انسان برای تغییر در محیط به منظور رفع نیازها است. اگر علم را فرآیند شناخت طبیعت تعریف کنیم، فناوری فرآیند انجام کارها خواهد بود. زندگی در گذشته (تا حدود یکصد سال پیش) ساده و ابتدایی بود و کارها با ابزارهای ساده و روش های اولیه انجام می شد. کشاورزی، حمل ونقل، تجارت، ساختمان سازی با روش های سنتی و ابزارهایی که در طول زمان از راه تجربه به دست آمده بود، صورت می گرفت.

گرچه انسان به برخی از قانون های طبیعی دست یافته بود، لیکن علم و عمل کمتر اثر متقابل در یکدیگر داشتند. دانشمندان راه خود را می پیمودند و صنعتگران و ابزارکاران به راه خود می رفتند تا آنکه عصر جدید آغاز شد و تمدنی به وجود آمد که در آن همه چیز در راه مصالح زندگی انسان و توانایی او به کار گرفته شد.

در سال ???? میلادی «جامعه سلطنتی لندن» تاسیس شد و هدف خود را ارتقای سطح علوم مربوط به امور و پدیده های طبیعی و هنرهای مفید از طریق آزمایش و تجربه به نفع «ابنای بشر» انتخاب کرد. چهار سال بعد فرهنگستان علوم فرانسه در پاریس شکل گرفت و بر مفید واقع شدن علم تاکید فراوان شد. اعضای این فرهنگستان برای هرچه بهتر به ثمر رساندن تحقیقات علمی در زندگی انسان، به تلاش پرداخته و از این بابت حقوق دولتی دریافت می کردند.

در سال ???? موزه علوم لندن با نام «هیات معتمدین دایره علم و هنر و موزه ملی علم و صنعت» گشایش یافت اما نزدیک تر شدن علم و صنعت سبب شد در سال ???? بخش های مختلف این موسسه درهم ادغام شود و سازمان جدیدی با نام «دایره علوم کاربردی و تکنولوژی» تاسیس شود. علم، کوششی برای کسب دانایی و فناوری تلاشی در جهت توانایی است. این هر دو اثر متقابل درهم داشته اند. دانش سبب شد که ابزارها و روش ها کامل تر شوند و ابزارها نیز دقت انسان را در اندازه گیری ها و رسیدن به نتایج علمی بیشتر کرده است. اکنون بسیاری از موضوع ها و مباحث فیزیک پیامدهای کاربردی داشته و عملاً در فناوری ها موثر بوده است. فناوری های ارتباطات، فناوری های حمل ونقل (خشکی، دریایی، هوایی و فضایی)، فناوری های تولید (کشاورزی- صنعتی)، فناوری های استخراج انواع معادن و فناوری های ساختمان و انواع ماشین ها و فناوری های آموزشی وابسته به دانش مکانیک، الکتریسیته، الکترومغناطیس، ترمودینامیک، فیزیک هسته یی، نورشناسی، فیزیک بهداشت، فیزیک پزشکی و... است.

? نقش فیزیک در تشخیص بیماری ها

پزشکان برای تشخیص بیماری ها از انواع وسایل ساده مانند دماسنج و فشارسنج، گوشی طبی (استتوسکوپ) تا دستگاه های بسیار پیچیده مانند میکروسکوپ الکترونی، لیزر و هولوگراف (که همه براساس قانون های فیزیک طراحی و ساخته شده است) استفاده می کنند. در این قسمت به ساختمان و طرز کار برخی از آنها می پردازیم.

? رادیوگرافی و رادیوسکوپی

رادیوگرافی، عکسبرداری از بدن با پرتوهای ایکس و رادیوسکوپی مشاهده مستقیم بدن با آن پرتوها است. در عکاسی معمولی از نوری که از چیزها بازتابش می شود و بر فیلم عکاسی اثر می کند، استفاده می شود؛ در صورتی که در رادیوگرافی پرتوهایی به کار می برند که از بدن می گذرند.

پرتوهای ایکس را نخستین بار، «ویلهلم کنراد رنتیگن»، استاد فیزیک دانشگاه ورتسبورگ آلمان در سال ???? میلادی کشف کرد. این کشف بسیار شگفت انگیز بود و خبر آن با سرعت در روزنامه های جهان منتشر شد. جالب است که رنتیگن بر روی پرتوهای کاتدی کار می کرد و به طور اتفاقی متوجه شد که وقتی این پرتوها که همان الکترون های سریع هستند به مواد سخت و فلزات سنگین برخورد می کنند، پرتوهای ناشناخته یی تولید می شود. او این پرتوها را پرتو ایکس به معنی مجهول نامید. پرتوهای ایکس قدرت نفوذ و عبور بسیار زیادی دارند. به آسانی از کاغذ، مقوا، چوب، گوشت و حتی فلزهای سبک مانند آلومینیوم می گذرند، لیکن فلزهای سنگین مانند سرب مانع عبور آنها می شود. اشعه ایکس از استخوان های بدن که از مواد سنگین تشکیل شده اند عبور نمی کند، در صورتی که از گوشت بدن به آسانی می گذرند. همین خاصیت سبب شده که آن را برای عکسبرداری از استخوان های بدن به کار برند و محل شکستگی استخوان ها را مشخص کنند. برای عکسبرداری از روده و معده هم از پرتوهای ایکس استفاده می شود، لیکن برای این کار ابتدا به شخص مایعاتی مانند سولفات باریوم می خورانند تا پوشش کدری اطراف روده و معده را بپوشاند و سپس رادیوگرافی صورت می دهند . کشف پرتوهای ایکس به وسیله «رنتیگن» سرآغاز فعالیت های دانشمندانی مانند «تامسون»، «بور»، «رادرفورد»، «ماری کوری»، «پی یر کوری»، «بارکلا» و بسیاری دیگر شد، به طوری که نه فقط چگونگی تولید، تابش و اثرهای پرتو ایکس و گاما و نور شناخته شد، بلکه خود اشعه ایکس نیز یکی از ابزارهای شناخت درون ماده شد و انسان را با جهان بی نهایت کوچک ها آشنا کرد و انرژی عظیم اتمی را در اختیار بشر قرار داد.

پرتوهای ایکس در پزشکی و بهداشت برای پیشگیری، تشخیص و درمان به کار می رود، به طوری که در فناوری های مربوطه یکی از ابزارهای اساسی است.

? سونوگرافی

سونوگرافی عکسبرداری با امواج فراصوت است. فراصوت امواج مکانیکی مانند صوت است که بسامد آن بیش از ?? هزار هرتز است. این امواج را می توان با استفاده از نوسانگر پیزوالکتریک یا نوسانگر مغناطیسی تولید کرد.

خاصیت پیزوالکتریک عبارت است از ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو طرف یک بلور هنگامی که آن بلور تحت فشار یا کشش قرار گیرد و نیز انبساط و انقباض آن بلور هنگامی که تحت تاثیر یک میدان الکتریکی واقع شود. بنابراین هرگاه از یک بلور کوارتز تیغه متوازی السطوحی عمود بر یکی از محورهای بلور تهیه کنیم و این تیغه را میان دو صفحه نازک فولادی قرار دهیم و آن دو صفحه را به اختلاف پتانسیل متناوبی وصل کنیم، تیغه کوارتز با همان بسامد جریان، منبسط و منقبض می شود و به ارتعاش درمی آید و در نتیجه امواج فراصوت تولید می کند. پدیده پیزوالکتریک در سال ???? به وسیله «پی یر کوری» کشف شد و از آن علاوه بر تولید امواج فراصوتی، در میکروفن های کریستالی و فندک استفاده می شود. امواج فراصوتی دارای انرژی بسیار زیاد است و می تواند سبب بالا رفتن دمای بافت های بدن انسان، سوختگی و تخریب سلول ها شود. از این امواج در دریانوردی، صنعت و پزشکی استفاده می شود.

در پزشکی این امواج را برای تشخیص، درمان و تحقیقات به کار می برند. دستگاهی که برای عکسبرداری به کار می رود اکوسکوپ یا سونوسکوپ است. اساس کار عکسبرداری با امواج فراصوت بازتابش امواج است. در این عمل دستگاه گیرنده و فرستنده موجود است و از بسامدهای میان یک میلیون تا پانزده میلیون هرتز استفاده می کنند. دستگاه مولد ضربه های موجی در زمان های بسیار کوتاه یک تا پنج میلیونوم ثانیه را حدود ??? ضربه در ثانیه می فرستد و این ضربه ها در بدن نفوذ می کند و چنانچه به محیطی برخورد کند که غلظت آن با محیط قبلی متفاوت باشد، پدیده بازتابش روی می دهد و با توجه به غلظت نسبی دو محیط، مقداری از انرژی ضربه های فراصوت بازتابش می شود. دستگاه گیرنده این امواج را دریافت می کند و به کمک دستگاه الکترونی و یک اسیلوسکوپ (نوسان نگار) آن را به نقطه یا نقاط نورانی به تصویر تبدیل می کند. عکسبرداری با فراصوت را برای تشخیص بیماری های قلب، چشم، اعصاب، پستان، کبد و لگن انجام می دهند.

? وسایل الکتروپزشکی

بخشی از وسایل تشخیص بیماری ها دستگاه هایی هستند که براساس قانون های مربوط به الکتریسیته و الکترونیک ساخته و به کار گرفته می شوند. نمونه یی از این دستگاه ها عبارتند از الکتروکاردیوگراف، الکتروبیوگراف و الکتروآنسفالوگراف. این دستگاه ها می توانند با رسم نمودارهایی وضع سلامت یا بیماری را برای پزشک مشخص کنند. ممکن است این دستگاه ها مجهز به نوسان نگار باشند و در نتیجه نمودارها مستقیماً بر روی یک صفحه تلویزیون مشاهده شود. نمونه این دستگاه ها کاردیوسکوپ است که معمولاً در اتاق بیمار قرار می گیرد و بر آن منحنی ضربان قلب بیمار مشاهده می شود. در الکتروکاردیوگراف به جای آنکه منحنی ها مستقیماً دیده شود، آن منحنی ها (نمودارها) روی نواری از کاغذ ثبت و ضبط می شود و پزشک از روی آنها می تواند وضعیت قلب و نوع بیماری را تشخیص دهد. الکتروآنسفالوگرافی دستگاهی است که با آن بیماری هایی چون صرع، تومورهای مغزی، ضربه، اعتیاد به دارو و الکل تشخیص داده می شود و کار این دستگاه با استفاده از فعالیت های الکتریکی که در سطح بدن ظاهر می شود، صورت می گیرد. اندازه گیری ها نشان می دهد که در قشر مغز، تغییرات پتانسیل الکتریکی منظمی انجام می شود. «این پتانسیل های الکتریکی به استثنای حالت بیهوشی عمیق یا قطع جریان خون به مغز، همیشه وجود دارند. هنگامی که قشر مغز خراب شود، این نقش تغییر می کند. با قرار دادن الکترودهای پهن یا الکترودهای سوزنی شکل روی پوست سر می توان امواج را از پوست سر به سمت دستگاه ثبات هدایت کرد. این امواج نتیجه پتانسیل های کار نورون های عصبی قشر مغزند که در سطح مغز ظاهر می شوند. خاصیت مهم این امواج بسامد آنها است. گستره معمولی این بسامد از یک تا ?? هرتز تغییر می کند. این امواج برحسب بسامد، ولتاژ، محل های تلاقی، شکل امواج و نقش هایی که دارند، ارزیابی می شوند.»

? تهیه طرح های سه بعدی از بدن

در سال های ???? تا ???? برای تشخیص بیماری ها چهار روش جدید ابداع شد؛

الف- گرمانگاری؛ نخستین روش گرمانگاری بود که در سال ???? عرضه شد. می دانیم که هر جسمی که دمایش بالاتر از صفر مطلق (منهای ??? درجه سیلیسیوس) باشد از خود امواجی تابش می کند که به نام امواج گرمایی معروف است. از این خاصیت یعنی انتشار امواج گرمایی از بدن انسان استفاده شده و اختلاف دمای قسمتی از بدن را به صورت تصویری رنگی تهیه می کنند. این روش برای تحقیق و بررسی رگ های خونی سطحی بدن مفید است و با آن می توان از وجود تومورها نیز باخبر شد.

ب-توموگرافی؛ پرتوهای ایکس می توانند از بافت های نرم بگذرند، لیکن میزان جذب یا عبور آنها به غلظت بافت بستگی دارد. چنانچه پرتو ایکس در مسیر خود از غده یی بگذرد، میزان جذب آن نسبت به وضعیتی که غده وجود نداشته باشد، تفاوت می کند. به کمک کامپیوتر می توانند تصویری را که از بدن گرفته اند، پردازش و اطلاعات دقیق مربوط به ساختمان بدن و وجود غده را مشخص کنند. عملی که با کمک پرتو ایکس و کامپیوتر برای تعیین غده ها صورت می گیرد را توموگرافی می نامند.

پ- هولوگرافی (تمام نگاری)؛ «دنیس گابور» فیزیکدان نوع جدیدی از عکاسی را در سال ???? ابداع کرد که بعداً در موارد گوناگون از جمله در پزشکی از آن استفاده شد. هولوگرافی بر خواص امواج متکی است و تصویری که از شیء گرفته می شود، سه بعدی است. در این طریقه تصویربرداری که از هر عضو بدن گرفته می شود، همه قسمت های اطراف آن عضو کاملاً دیده می شود. برای تهیه عکس سه بعدی معمولاً از پرتوهای لیزر استفاده می شود.

ت- دستگاه تشدید مغناطیسی (NMR)؛ اساس این دستگاه بر این خاصیت است که هسته اتم های خاصی در صورت قرار گرفتن در میدان مغناطیسی امواجی از خود تابش می کنند که قابل ردیابی است. این پدیده در سال ???? شناخته شد و کاربرد آن در پزشکی برای نخستین بار در سوئد توسط «اریش اودبلاد» و از دهه ???? شروع شد.

در سال ???? در انگلیس از طریق ردیابی تابش تراکم اتم های هیدروژن در بافت های مختلف بدن نخستین تصویر NMR تهیه شد. از سال ???? به بعد تصویر از مغز نیز به این وسیله گرفته شد.

زمان ظهور نانوسرامیک‌ها را می‌توان دهه 90 میلادی دانست. در این زمان بود که با توجه به خواص بسیار مطلوب پودرهای نانوسرامیکی، توجهاتی به سمت آنها جلب شد، اما روشهای فرآوری آنها چندان آسان و مقرون به‌صرفه نبود. با پیدایش نانوتکنولوژی، نانوسرامیک‌ها هرچه بیشتر اهمیت خود را نشان دادند. در حقیقت نانوتکنولوژی با دیدگاهی که ارائه می‌کند، تحلیل بهتر پدیده‌ها و دست‌یافتن به روشهای بهتری برای تولید مواد را امکان‌پذیر می‌سازد.
شکل‌گرفتن علم و مهندسی نانو، منجر به درک بی‌سابقه اجزای اولیه پایه تمام اجسام فیزیکی و کنترل آنها شده‌است و این پدیده به‌زودی روشی را که اغلب اجسام توسط آنها طراحی و ساخته می‌شده‌اند، دگرگون می‌سازد. نانوتکنولوژی توانایی کار در سطح مولکولی و اتمی برای ایجاد ساختارهای بزرگ می‌باشد که ماهیت سازماندهی مولکولی جدیدی خواهندداشت و دارای خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی جدید و بهتری هستند. هدف، بهره‌برداری از این خواص با کنترل ساختارها و دستگاهها در سطوح اتمی، مولکولی و سوپرمولکولی و دستیابی به روش کارآمد ساخت و استفاده از این دستگاهها می‌باشد.
هدف دیگر، حفظ پایداری واسط‌ها و مجتمع‌نمودن نانوساختارها در مقیاس میکرونی و ماکروسکوپی می‌باشد. همیشه با استفاده از رفتارهای مشاهده‌شده در اندازه‌های بزرگ، نمی‌توان رفتارهای جدید در مقیاس نانو را پیش‌بینی کرد و تغییرات مهم رفتاری صرفا" به‌خاطر کاهش درجه بزرگی اتفاق نمی‌افتند، بلکه به دلیل پدیده‌های ذاتی و جدید آنها و تسلط‌یافتن در مقیاس نانو بر محدودیتهایی نظیر اندازه، پدیده‌های واسطه‌ا‌ی و مکانیک کوانتومی می‌باشند.
نانوسرامیک‌ها :
نانوسرامیک‌ها، سرامیک‌هایی هستند که در ساخت آنها از اجزای اولیه در مقیاس نانو (مانند نانوذرات، نانوتیوپ‌ها و نانولایه‌ها) استفاده شده‌باشد، که هرکدام از این اجزای اولیه، خود از اتمها و مولکولها بدست آمده‌اند. بعنوان مثال، نانوتیوپ یکی از اجزای اولیه‌ا‌ی است که ساختار اولیه کربن c60 را تشکیل می‌دهد. به‌طور کلی فلوچارت سازماندهی نانوسرامیک به شکل زیر می‌باشد :
بنابراین مسیر تکامل نانوسرامیک‌ها را می‌توان در سه مرحله خلاصه کرد :
مرحله 1 : سنتز اجرای اولیه
مرحله 2 : ساخت ساختارهای نانو با استفاده از این اجزاء و کنترل خواص
مرحله 3 : ساخت محصول نهایی با استفاده از نانوسرامیک بدست‌آمده از مرحله دوم
ویژگیها :
ویژگیهای نانوسرامیک‌ها را می‌توان از دو دیدگاه بررسی کرد. یکی ویژگی نانوساختارهای سرامیکی، و دیگری ویژگی محصولات بدست‌آمده است.
ویژگیهای نانوساختارهای سرامیکی :
کوچک، سبک، دارای خواص جدید، چندکارکردی، هوشمند و دارای سازماندهی مرتبه‌ا‌ی.
ویژگیهای محصولات نانوسرامیکی :
خواص مکانیکی بهتر: سختی و استحکام بالاتر و انعطاف‌پذیری که ویژگی منحصربه‌فردی برای سرامیک‌هاست.
داشتن نسبت سطح به حجم بالا که باعث کنترل دقیق بر سطح می‌شود.
دمای زینتر پایین‌تر که باعث تولید اقتصادی و کاهش هزینه‌ها می‌گردد.
خواص الکتریکی، مغناطیسی و نوری مطلوب‌تر: قابلیت ابررسانایی در دماهای بالاتر و قابلیت عبور نور بهتر.
خواص بایویی بهتر (سازگار با بدن).
کاربردها :
نانوتکنولوژی باعث ایجاد تحول چشمگیری در صنعت سرامیک گشته‌است. در این میان نانوسرامیک‌ها، خود باعث ایجاد تحول عظیمی در تکنولوژی‌های امروزی مانند الکترونیک، کامپیوتر، ارتباطات، صنایع حمل‌ونقل، صنایع هواپیمایی و نظامی و … خواهندشد. برخی کاربردهای حال و آینده نانوسرامیک‌ها در جدول زیر آمده‌است.آینده حال زمان نانوساختارها
نانوروکش‌های چندکارکردی رنگ‌دانه‌ها پولیش‌های مکانیکی-شیمیایی حایل‌های حرارتی حایل‌های اپتیکی (UV و قابل رؤیت) تقویت Imaging مواد جوهرافشان دوغاب‌های روکش ساینده لایه‌های ضبط اطلاعات پوشش‌ها و دیسپرژن‌ها
سنسورهای ویژه مولکولی ذخیره انرژی
(پیل‌های خورشیدی و باطری‌ها) غربال‌های مولکولی مواد جاذب و غیرجاذب داروسازی کاتالیست‌های ویژه پرکننده‌ها سرامیک‌های دارای سطح ویژه بالا
نوارهای ضبط مغناطیسی قطعات اتومبیل فعال‌کننده‌های پیزوالکتریک نیمه‌هادی‌ها لیزرهای کم‌ پارازیت نانوتیوپها برای صفحه نمایشهای وضوح بالا هدهای ضبط GMR
نانوابزارهای عملگر
شکل‌دهی سوپرپلاستیک سرامیکها مواد ساختاری فوق‌العاده سخت و مستحکم سرماسازهای مغناطیسی سیمان‌های انعطاف‌پذیر مواد مغناطیسی نرم با اتلاف کم ابزارهای برش WC/Co با سختی بالا سیمان‌های نانوکامپوزیت سرامیک‌های تقویت‌شده
«الگوریتم ها» و «تراشه» های کوانتومی
محاسبات کوانتومی یک زمینه جدید و امیدوارکننده با قابلیت بالقوه بالای محاسباتی است، اگر در مقیاس بزرگ ساخته شود. چندین چالش عمده در ساخت رایانه کوانتومی بزرگ مقیاس، وجود دارد: بررسی و تصدیق محاسبات و معماری سیستم آن.
قدرت محاسبات کوانتومی در قابلیت ذخیره‌سازی یک حالت پیچیده در قالب یک "بیت" ساده نهفته است.
روش‌های نوینی به منظور ساخت مدارهای منطقی سطح پائین، سوئیچ‌کننده‌ها، سیم‌ها، دروازه‌های اطلاعاتی، تحت پژوهش و توسعه قرار گرفته‌اند که کاملاً متفاوت از تکنیک‌های حاضرند و به طور عمیقی ساخت مدارهای منطقی پیشرفته‌ را تحت تأثیر قرار می‌دهند. از برخی از دیدگاه‌ها، در آینده‌ای نزدیک، در حدود 20 سال آینده، طراحان مدارهای منطقی ممکن است به مدارهائی دسترسی پیدا کنند که یک بیلیون بار از مدارهای حال حاضر سریعترند.
مسائلی نظیر طراحی، بکارگیری،‌ تعمیر و نگهداری و کنترل این ابرسیستم‌ها به گونه‌ای که پیچیدگی بیشتر به کارآئی بالاتری منتهی شود، زمانی که سیستم‌های منطقی شامل 107، سوئیچ باشد،مهم است. به سختی ممکن است که آنها را به طور کامل و بی‌نقص،‌ بسازیم، بنابر این رسیدگی و اصلاح عملگرهای شامل بررسی هزاران منبع خواهد بود. از این رو طراحی یک سیستم با فضای حداقل، حداقل هزینه در زمان و منابع، یک ارزش است. چنین سیستمی می‌تواند در قالب "توزیع یافته"، "موازی" ویا در یک چهارچوب "سلسله مراتبی" قرار گیرد.
سخت‌افزارها و مدارهای منطقی راه درازی را پیموده‌اند. ترانزیستورهای استفاده شده در یک مدار ساده CPU چندین میلیون بار کوچکتر از ترانزیستور اصلی ساخته شده درسال 1947 است. اگر یک ترانزیستور حال حاضر با تکنولوژی 1947 ساخته شود نیازمند یک کیلومتر مربع سطح می‌باشد (قانون مور)، در حالی که در 10 الی 20 سال آینده تکنولوژی موفق به گشودن راهی جهت تولید مدارهای منطقی 3 بعدی خواهد شد.
در این میان، چندین پرسش سخت و پژوهشی که در آکادمی‌ها وصنعت به آن پرداخته می‌شود وجود دارد:
گرفتن پیچیدگی‌ها در تحلیل روش‌های تولید SWITCH ،در روش‌های متولد شده به منظور مدل‌سازی چگونگی کارآئی آنها، در مدارهای منطقی مورد نیاز مهندسان، و امتیازات روش‌های نوین فناورانه بر روش های کلاسیک.
لحاظ کردن ملاحظاتی مبنی بر تعداد سوئیچ‌ها در واحد سطح و حجم در درون ابزار (گنجایش)، تعداد نهائی سوئیچ‌ها در درون ابزار (حجم)، شرایط حدی عملگرها، سرعت عملگرها، توان مورد نیاز، هزینه تولید و قابلیت اعتماد به تولید و دوره زمانی چرخه عمر آن.
پاسخ این تحلیل ها جهت پژوهش‌ها را به سمت روش‌های بهتر تولید سوییچ، هدایت خواهد کرد. ودر نهایت یافتن این که چگونه یک روش ویژه در بهترین شکلش مورد استفاده قرار خواهد گرفت و نیز تحلیل و تباین روش‌های مختلف تولید.
حرکت به سمت طراحی ظرفیت ابزار، جهت استفاده مؤثر از 1017 ترانزیستور یا سوئیچ است. چنین طراحی‌هائی در مقیاس‌های مطلوب ، حتی بی‌شباهت در مقایسه با افزایش ظرفیت ابزارها خواهد بود.
طراحی‌های قویتر و ابزارهای بررسی قوی‌تر به منظور طراحی "مدارهای منطقی" با چندین مرتبه مغناطیسی بزرگتر و پیچیده‌تر.
طراحی پروسه‌های انعطاف‌پذیرتر جهت مسیر تولید از مرحله طراحی منطقی،‌ آزمایش و بررسی، تا بکارگیری در سخت‌افزار.
پروسه‌ها می‌بایستی به قدری انعطاف‌پذیر باشند که:
الف) توسعه اشتراکی درطراحی، آزمایش و ساخت ،به گونه‌ای که هیچ یک از این گام‌ها تثبیت شده نباشد.
ب) توسعه طراحی، و بررسی به منظور کاوش یک روش نوین ساخت با هدف تقویت نقاط قوت و کم کردن نقاط ضعف .هر نوع از سیستم نانویی که توسط طراحان ساخته می‌شود می‌بایستی صحت عملکرد آن تضمین شود.
شاخص مقیاس حقیقی و لایه‌های افزوده شده نامعین در سیستم‌های نانوئی،‌ نیازمند انقلاب در طراحی سیستم‌ها و الگوریتم‌ها است. روش‌هائی که در زیر معرفی می‌شود، الگوریتم‌هائی هستند که به صورت بالقوه قادرند مسأله پیچیدگی محاسبات را کاهش دهند.
1) بررسی مقیاسی سیستم‌های نانوئی:
مانع بزرگی به نام« بررسی چند میلیون ابزار نانومقیاس»، نیاز به روش‌های انقلابی به منظور بررسی سیستم‌هائی که ذاتاً بزرگتر، پیچیده‌تر و دارای درجات نامعینی پیچیده‌تری هستند، را روشن می‌کند. در ابتدا مروری کوتاه خواهیم داشت بر ضرورت "آزمایش مدل."[1]
آزمایش مدل از روش‌های پذیرفته شده و رسمی در حوزه بررسی روش‌های ساخت است. این حوزه شامل کاوش فضای طراحی است به منظور دیدن این نکته که خواص مطلوب در مدل طراحی شده حفظ شده باشد، به گونه ای که اگر یکی ازاین خواص، مختل شده باشد،‌ یک""Counter Example تولید شود. Model Checking Symbolic بر مبنای [2]ROBDDها یک نمونه از این روش‌ها است.
بهرحال، BDDها به منظور حل مسائل ناشی از خطای حافظه بکار گرفته می‌شوند و برای مدارات بزرگتر با تعداد حالات بزرگتر و متغیرتر مقیاس پذیر نمی‌باشند.
دو روش عمده برای حل این مسأله وجود دارد:
یک روش حل مبتنی بر محدود کردن آزمایش کننده مدل[3] به یک مدار unbounded، است که به نام "unbounded model checking" یا UMC نامیده می‌شود،‌ به گونه‌ای که خواص آزمایش شده به تعداد دلخواه از Time-Frame" "ها وابستگی ندارد.
روش دیگر مبتنی بر مدل "مدار محدود[4]" استوار است که به نام[5] BMC نامیده می‌شود در این روش بررسی مدل با تعداد ویژه و محدودی از Time-Frame" "ها صورت می‌گیرد.
ابتدا در مورد فرمولاسیون UMC که مبتنی بر "رسیدن به سرعت در مراتب مغناطیسی" است و به وسیله تکنیک‌های مقیاس پذیر"BMC" پیروی می‌شود،‌ بحث می‌کنیم و بالاخره این که چهارچوبی را برای بررسی و لحاظ کردن درجات نامعینی به سیستم، معرفی می‌کنیم.
2- "UMC" مقیاس‌پذیر:
مزیت"UMC" بر "BMC" در کامل بودن آن است. روش "UMC" می‌تواند خواص مدل را همانگونه که هست لحاظ کند زیرا این روش مبتنی بر قابلیت آزمایش به کمک نقاط ثابت است. عیب این روش در این است که""ROBDD کاملاً به مرتبه متغیرها حساس است. ابعاد BDD می‌تواند غیرمنطقی باشد اگر مرتبه متغیرها بد انتخاب شود. در پاره‌ای از موارد (نظیر یک واحد" ضرب") هیچ مرتبه متغیری به منظور رسیدن به یک ROBDD کامل که نمایشگر عملکرد مدار باشد،‌ وجود ندارد. به علاوه، برای خیلی از شواهد مسأله،‌ حتی اگر ROBDD برای روابط انتقال ساخته شود،‌ حافظه می‌تواند هنوز در خلال عمل کمیت‌گذاری، بترکد.
پژوهش‌های اخیر بر بهبود الگوریتم‌های BDD جهت کاهش انفجار حافظه استوار و استفاده از خلاصه نگاری و تکنیک‌های کاهش، جهت کاهش اندازه مدل، تمرکز یافته‌اند.
"SAT Solver"ها ضمیمه BDD ها می‌شوند. روابط انتقال یک سیستم در قالب K، Time-Frame"" باز می‌شود. "SAT" هابه ابعاد مسأله کمتر حساسند. اما به هر حال، SATها دارای یک محدودیت هستند و آن این که خواص یک مدار را با تعداد محدودی (K)، می‌سنجند.
اگر هیچ Countervecample در K، Time-Frame یافت نشد، هیچ تضمینی برای همگرائی حل مسأله وجود ندارد.
BMC"" در مقایسه با UMC"" مبتنی بر"BDD" ،کامل نمی‌باشد. این روش می‌تواند فقط "Counter Example"ها را بیابد و قادر به محاسبه خواص نمی‌باشد مگر آن که یک حد بر روی حداکثر اندازه Counter Example"" تعیین شود.
روشی برای ترکیب SAT-Solver و BDD به صورت فرمول CNF به کار گرفته شده است.