پرتوهای فرابنفش و جفت گیری در عنکبوت
هنگامی که برخی از گونه های عنکبوت در صدد یافتن جفتی برای خود بر می آیند به عنوان محرک از پرتوهای فرابنفش استفاده می کنند . زیست شناسان در سنگاپور و انگلیس به فهرست روبه رشد جه رفتار های اجتماعی و جفت گیری به پرتوهای فرابنفش نیاز دارند . درست زیرا چشمان عنکبوت ماده یک اندام حسی به نام پالپ وجود دارد که در نتیجه تحریک با پرتوهای فرابنفش خاصیت فلوراسانس پیدا می کند و از این راه به جذب عنکبوت نر می پردازد . اندام پالپ به طور عمده نقش شکار کردن را دارد و هنگام تحریک با پرتوهای فرابنفش فلوراسانسی به رنگ سبز روشن از خود نشان می دهد . به این ترتیب شانس جذب جنس مخالف و جفت گیری در غیاب این پرتوها کاهش می یابد .
دیاگین از دانشگاه ملی سنگاپور کشق فلوراسانس در عنکبوت های ماده را شگفت انگیز می خواند . به نظر می رسید که این عنکبوت ها از بازتاباندن پرتوهای فرابنفش جهت برقرارای ارتباط استفاده کنند اما اکنون روشن شده است که وجود خاصیت فلوراسانس برای شناخته شدن عنکبوت ماده توسط عنکبوت نر امری ضوری است . توماس کرونین از دانشگاه مریلند می گوید :خاصیت فلوراسانس در موجودات زنده دیگر نشانه ای مکمل برای ایجاد اختلاف میان دو جنس مخالف است . این در کونه از عنکبوت ها سبب پیدا کردن عنکبوت ماده توسط عنکبوت نر می شود . پروتیین های بازتاب دهنده پرتوهای فرابنفش در عنکبوت نر و خاصیت فلوراسانس در عنکبوت ماده هنوز ناشناخته اند . اما گروه پژوهشی به سرپرستی لی در پی کشف آن ها هستند . لی می گوید ذره های نانو که عنکبوت نر برای بازتابش پرتوهای فرانبفش از آن بهره می برد می توانند خواص فراوانی داشته باشند . این خواص نه تنها در زیست پزشکی و چشم پزشکی بلکه در صنایع تولید خودرو پارچه بافی ذخیره انرزی و رشته های نوری لیزری می توانند کاربرد داشته باشند .
بنا به گفته جاستین مارشال از دانشگاه کویینزلند استرالیا پستانداران در فهرست جانوارانی که از پرتوهای فرابنفش در جفت گیری و برقراری ارتباط استفاده می کنند جایی ندارند .
فلورسانس و فسفرسانس
در فلورسانس جسم و یا کانی دارای این خاصیت در نوری مشخص جذب انرژی میکند و با قرار گرفتن در محیط تابش دیگری مانند نور مرئی انرژی نگه داشته را که ممکن است آنهم مرئی باشد به شکا فوتون آزاد میکند اگر به چنین اجسامی در تاریکی بنگرید هیچ نوری از آن تابیده نمیشود و مانند اجسام دیگری است که در تاریکی قرار دارند . با طول موج های مختلفی میتوان تابش آنها را بیشتر کرد ، در تابش های نور معمولی طول موج های بلند تری از نور از این کانی ها به بیرون تابش میشوند .اما در فسفرسانس جسم دارای این خاصیت نوع دیگری عمل میکند و آن اینست که در تاریکی هم از خود نور میتابد و تابش آن به تابش نور مریی دیگری بستگی ندارد فسفر های روی عقربه بعضی ساعت های مچی روی این خاصیت کار میکند و اجسام نمایان در تاریکی دارای این خاصیت ممکن است باشند.
در فلورسانس چون انرژی باید در جسم انباشه شود جسم با یکبار در نور قرار گرفتن وقتی شروع به تابش کرد پس از مدتی از نور افشانی میافتد و باید دوباره آنرا در نوری قرار داد که قادر به گرفتن آنست . دوباره باز میشود نور افشانی دوباره اش را دید تا باز خاتمه یابد . مهمترین مثال این پدیده کارت هایی است به اندازهء کار اعتباری که برای چک کردن کار کنترل دور تلویزیون کار میکنند . چون نور آنرا معمولا نمیبینیم با این کارت میتوانید آنرا چک کنید ، مثلث کوچک روی کارت مقداری ماده فلورسانس دارد .
اشعه ایکس و کاربردهای آن
اشعه ایکس خیلی سریع و بطور گسترده‌ای در افقهای حرفه پزشکی ظاهر شد بطوری که جنبه‌های مسلم و قطعی کاربرد آن منجر به ایجاد یک شغل جدید گردید. در آغاز اینکه چه کسی عکسهای اشعه ایکس را تهیه میکند خیلی روشن و واضح نبود. پزشکان ، متخصصان برق ، برق درمانها ، فیزیکدانها یا عکاسها.
برخی مانند توماس ادیسون معتقد بودند که اشعه ایکس و وسایل وابسته به آن بزودی در هر خانه‌ای وجود خواهد داشت. تشخیص پزشکی با ارسال عکسهای رادیوگرافیی که بیماران خود در منزل از امراض و جراحاتشان تهیه کرده بودند، به سمت تبدیل شدن به یک صنعت مکاتبه‌ای در حرکت بود.
آگهی دهندگان اولیه این رشته دقیقاً نمی‌دانستند که چه کسانی مشتری آنها خواهند بود، به همین دلیل وسیعترین و پرسودترین گستره مشتری را انتخاب کردند. اشعه‌های ایکس برای همه کاربرد دارند. خیلی از اولین آگاهیها بر سادگی ، کارآیی ، نتیجه گیری سریع در رادیوگرافی تأکید داشتند. از همان سالهای اول اینگونه فروش پر سود واقع شد. برای مثال، در سال 1898 در شهر نیویورک در جلسات کلوپ اشعه ایکس بچه‌های بروکلین و در بسیاری از شرکتهای عکاسی و الکتریکی کشف رونتگن در دکه‌های عکاسی سکه‌ای که دستگاهی « سرگرم کننده » بود دیده می‌شد: ( استخوانهای دستان خود را تنها با پنج سنت ببینید ).
دوره‌های کوتاه مدت عملی و تئوری آموزشی تضمین می‌کرد که آماتورها با روشی آسان به یک عکاس رادیوگرافی تبدیل شوند. هر دو گروه فیزیکدانها و آماتورها تجهیزات و لوازم مورد نیازشان را از شرکتهای یکسانی که آگهی هایشان به دفعات همراه با گواهینامه‌هایی که نشاندهنده موفقیت آمیز بودنِ تولیداتشان در تهیه راحت عکس رادیوگرافی بود تزئین می‌کردند. هدف تیتر تبلیغاتی سالهای 1890- « به قدری آسان که حتی یک بچه هم می‌تواند این کار را انجام دهد ». این بود که اختراع جدید را به عنوان یک وسیله قابل استفاده برای هر فرد در آورد. و بنا به دلایلی در همان روزها این عقیده بوجود آمد که هر کسی می‌تواند از این اشعه‌های جدید جذاب استفاده کند.
کاربردها :
درعکس برداری از درون بدن
بلورشناسی انهدام سلول های سرطانی
و ....
نظریه دالتون
نظریه دالتون بر هفت بخش تقسیم شده است که می توان سه قسمت از آن را نقض کرد اما ما در اینجا فقط دو قسمت از آن را نقض می کنیم . در ضمن ممکن است که در کنکور به شکل چنین سوال بیاید که مثلا می گوید کدام در الان نقض شده است یا ...
۱. ماده از ذره های تجزیه ناپذیری به نام اتم ساخته شده است .
۲. همه اتم های یک عنصر مشابه یکدیگرند . ( با کشف ایزوتوپ ها این قسمت حذف شد )
۳. اتم ها نه به وجود می آیند و نه از بین می روند . ( قانون پایستگی ماده - البته این قسمت ها به وسیله پدیده های هسته ای نقض شد )
۴. اتم های عنصرهای مختلف به هم متصل می شوند و مولکول های را به وجود می آورند .
۵. اتم عنصر های مختلف جرم و خواص شیمیایی متفاوتی دارند .
۶. در هر مولکول ار یک ترکیب معین ، همواره نوع و تعداد نسبی اتم های سازنده آن یکسان است . (قانون نسبت های مشخص در ترکیب )
۷. واکنش های شیمیایی شامل جابه جایی اتم ها یا تغییر در شیوه اتصال آنها در مولکول هاست . در این واکنش ها اتم ها خود تغییری نمی کنند . (قانون پایستگی جرم )
بمب هسته ای چگونه کار میکند؟
شما احتمالاً در کتابهای تاریخ خوانده‌اید که بمب هسته‌ای در جنگ جهانی دوم توسط آمریکا علیه ژاپن بکار رفت و ممکن است فیلم‌هایی را دیده باشید که در آنها بمب‌های هسته‌ای منفجر میشوند. درحالیکه در اخبار می‌شنوید، برخی کشورها راجع به خلع سلاح اتمی با یکدیگر گفتگو میکنند، کشورهایی مثل هند و پاکستان سلاح‌های اتمی خود را توسعه می‌دهند.
ما دیده‌ایم که این وسایل چه نیروی مخرب خارق‌العاده‌ای دارند، ولی آنها واقعاً چگونه کار میکنند؟ در این بخش خواهید آموخت که بمب هسته‌ای چگونه تولید میشود و پس از یک انفجار هسته‌ای چه اتفاقی میافتد؟
1- شکافت هسته‌ای: در این روش هسته یک اتم توسط یک نوترون به دو بخش کوچکتر تقسیم میشود. در این روش غالباً از عنصر اورانیوم استفاده میشود.
2- گداخت هسته‌ای: در این روش که در سطح خورشید هم اجرا میشود، معمولاً هیدروژن‌ها با برخورد به یکدیگر تبدیل به هلیوم میشوند و در این تبدیل، انرژی بسیار زیادی بصورت نور و گرما تولید میشود.
و در شکل زیر گداخت هسته‌ای اتم‌های هیدروژن و تبدیل آنها به هلیوم 3 و الکترون آزاد نمایش داده شده است:
طراحی بمب‌های هسته‌ای:
برای تولید بمب هسته‌ای، به یک سوخت شکافت‌پذیر یا گداخت‌پذیر، یک وسیله راه‌انداز و روشی که اجازه دهد تا قبل از اینکه بمب خاموش شود، کل سوخت شکافته یا گداخته شود نیاز است.
بمب‌های اولیه با روش شکافت هسته‌ای و بمب‌های قویتر بعدی با روش گداخت هسته‌ای تولید شدند. ما در این بخش دو نمونه از بمب های ساخته شده را بررسی می کنیم:
بمب شکافت هسته‌ای :
1- بمب هسته‌ای (پسر کوچک) که روی شهر هیروشیما و در سال 1945 منفجر شد.
2- بمب هسته‌ای (مرد چاق) که روی شهر ناکازاکی و در سال 1945 منفجر شد.
بمب گداخت هسته‌ای : 1- بمب گداخت هسته‌ای که در ایسلند بصورت آزمایشی در سال 1952 منفجر شد.
بمب‌های شکافت هسته‌ای:
زمان برخورد و متلاشی شدن این هسته‌ها بسیار کوتاه است (کمتر از میلیاردم ثانیه ! ) هنگامی که یک هسته متلاشی میشود، مقدار زیادی گرما و تشعشع گاما آزاد میکند.
مقدار انرژی موجود در یک پوند اورانیوم معادل یک میلیون گالن بنزین است!
در طراحی بمب‌های شکافت هسته‌ای، اغلب از دو شیوه استفاده میشود:
روش رها کردن گلوله:
در این روش یک گلوله حاوی اورانیوم 235 بالای یک گوی حاوی اورانیوم (حول دستگاه مولد نوترون) قرار دارد.
هنگامی که این بمب به زمین اصابت میکند، رویدادهای زیر اتفاق میافتد:
1- مواد منفجره پشت گلوله منفجر میشوند و گلوله به پائین میافتد.
2- گلوله به کره برخورد میکند و واکنش شکافت هسته‌ای رخ می‌دهد.
3- بمب منفجر میشود.
در بمب هیروشیما از این روش استفاده شده بود. نحوه انفجار این بمب در شکل زیر نمایش داده شده است:
روش انفجار از داخل:
هنگامی که مواد منفجره داخلی آتش گرفت رویدادهای زیر اتفاق میافتد:
1- مواد منفجره روشن میشوند و یک موج ضربه‌ای ایجاد میکنند.
2- موج ضربه‌ای، پلوتونیم را به داخل کره می‌فرستد.
3- هسته مرکزی منفجر میشود و واکنش شکافت هسته‌ای رخ می‌دهد.
4- بمب منفجر میشود.
بمبی که در ناکازاکی منفجر شد، از این شیوه استفاده کرده بود. نحوه انفجار این بمب، در شکل زیر نمایش داده شده است.
بمب گداخت هسته‌ای: بمب‌های شکافت هسته‌ای، چندان قوی نبودند!
بمب‌های گداخت هسته‌ای ، بمب های حرارتی هم نامیده میشوند و در ضمن بازدهی و قدرت تخریب بیشتری هم دارند. دوتریوم و تریتیوم که سوخت این نوع بمب به شمار می‌روند، هردو به شکل گاز هستند و بنابراین امکان ذخیره‌سازی آنها مشکل است. این عناصر باید در دمای بالا، تحت فشار زیاد قرار گیرند تا عمل همجوشی هسته‌ای در آنها صورت بگیرد. در این شیوه ایجاد یک انفجار شکافت هسته‌ای در داخل، حرارت و فشار زیادی تولید میکند و انفجار گداخت هسته‌ای شکل می‌گیرد.در طراحی بمبی که در ایسلند بصورت آزمایشی منفجر شد، از این شیوه استفاده شده بود. در شکل زیر نحوه انفجار نمایش داده شده است.
انفجار یک بمب هسته‌ای روی یک شهر پرجمعیت خسارات وسیعی به بار می آورد . درجه خسارت به فاصله از مرکز انفجار بمب که کانون انفجار نامیده میشود بستگی دارد.
زیانهای ناشی از انفجار بمب هسته‌ای عبارتند از :
- موج شدید گرما که همه چیز را می‌سوزاند.
- فشار موج ضربه‌ای که ساختمانها و تاسیسات را کاملاً تخریب میکند.
- تشعشعات رادیواکتیویته که باعث سرطان میشود.
- بارش رادیواکتیو (ابری از ذرات رادیواکتیو که بصورت غبار و توده سنگ‌های متراکم به زمین برمی‌گردد)
درکانون زلزله، همه‌چیز تحت دمای 300 میلیون درجه سانتی‌گراد تبخیر میشود! در خارج از کانون زلزله، اغلب تلفات به خاطر سوزش ایجادشده توسط گرماست و بخاطر فشار حاصل از موج انفجار ساختمانها و تاسیسات خراب میشوند. در بلندمدت، ابرهای رادیواکتیو توسط باد در مناطق دور ریزش میکند و باعث آلوده شدن موجودات، آب و محیط زندگی میشود.
دانشمندان با بررسی اثرات مواد رادیواکتیو روی بازماندگان بمباران ناکازاکی و هیروشیما دریافتند که این مواد باعث: ایجاد تهوع، آب‌مروارید چشم، ریزش مو و کم‌شدن تولید خون در بدن میشود. در موارد حادتر، مواد رادیواکتیو باعث ایجاد سرطان و نازایی هم میشوند. سلاح‌های اتمی دارای نیروی مخرب باورنکردنی هستند، به همین دلیل دولتها سعی دارند تا بر دستیابی صحیح به این تکنولوژی نظارت داشته باشند تا دیگر اتفاقی بدتر از انفجارهای ناکازاکی و هیروشیما رخ ندهد.