سفر با نانو به اعماق هسته :
در هر کشوری، سازمان سیاحت وجهانگردی برای جهانگردان خارجی، راهنمایان متخصصی را تدارک می بیند تا این راهنمایان، جهانگردان را با مناطق سیاحتی و تاریخی کشور آشنا سازند و در طول سفر اطلاعاتی را در این زمینه به آن ها ارائه می دهند. در فیزیک نیز ما برای علاقه مندان به فیزیک (جهانگردان فیزیک)، راهنمایی تدارک دیده ایم. راهنمایی که برای سفر به اعماق هسته و ذرات زیر اتمی برای شما انتخاب کردیم، "نانو" نام دارد (نانو واحد فیزیکی و معادل 10 به توان 9- متر است). "نانو" ما را در سفر به اعماق زیر اتمی راهنمایی می کند و ما را با این دنیای به ظاهر کوچک اما وسیع و گسترده آشنا می سازد. پس خود را برای سفر به درون اتم آماده کنید. امیدورام که "نانو" راهنمای خوبی برای شما در این سفر باشد.
سفر خوشی را برای شما آرزو می کنیم!
مقدمات سفر
هنگامی که فیزیکدانان مشغول بررسی ساختار متکامل اتم بودند، متوجه توده متراکمی که در مرکز آن قرار دارد، شدند. و درصدد برآمدند تا به ساختار این توده که بخش ناچیزی از اتم را اشغال کرده است، دست یابند. این ابر متراکم همان هسته اتم است که بار الکتریکی مثبت دارد. برای درک صحیح و روشن از ساختار هسته، بهتر است با مرور از بیان مفاهیم رایج در ساختمان هسته، به بررسی ساختار آن بپردازیم.
شروع سفر
ذرات سازنده اتم را زیر اتمی می گویند. این ذرات به دو دسته تقسیم می شوند:
1)هادرون ها
2)لیپتون ها
هادرون ها: ترکیباتی هستند که از ذرات بنیادی کوارک تشکیل شده اند. کوارک ذره ای بنیادی که دارای بار الکتریکی است و اندازه بار الکتریکی آن کمتر از 1 واحد است. تا کنون 6 نوع کوارک کشف شده است که عبارتند از: کوارک بالا(Up)،افسون(Charm) و رو(Top) با بار الکتریکی 3/2+ (دو سوم)، کوارک پایین(Down)،عجیب(Strange) وته(Bottom) با بارالکتریکی3/1-(منفی یک سوم).
علاوه بر بارالکتریکی که نمودار خواص کوارک هاست از خواص دیگری بنام "رنگ " نیز استفاده می شود. کوارک ها در سه رنگ "آبی"، "قرمز" و "سبز" طبقه بندی می شوند.این رنگ ها به منزله نوع بارالکتریکی آن هاست که مشخصه نیروی بنیادی میان کوارک هاست. اگر سه کوارک با این سه رنگ مختلف در کنار یکدیگر قرار گیرند رنگ سفید حاصل می شود. به ذراتی که از سه کوارک تشکیل شده اند، باریون می گویند. معروفترین و پایدارترین باریون های شناخته شده، پروتون و نوترون هستند. پروتون از دو کوارک بالا و یک کوارک پایین و نوترون از دو کوارک پایین و یک کوارک بالا تشکیل شده و به همین دلیل است که پروتون دارای بار الکتریکی 1+ و نوترون بی بار(با استفاده از جمع جبری بار کوارک های سازنده).
به ترکیبات هادرونی که از یک کوارک وضد کوارک تشکیل شده باشند، مزون می گویند. مثلاً یک کوارک آبی و یک کوارک ضد آبی در کنار هم که قرار گیرند، مزون را ایجاد می کنند. مزون ها ناپایدارند و در مدت زمان بسیار کم به انرژی تبدیل می شوند.معروفترین مزون های شناخته شده پیون، که از یک کوارک بالا و ضد کوارک پایین و همچنین کائون، که از کوارک بالا و ضد کوارک عجیب تشکیل شده اند. که عمر این ذرات به 0.000000002 ثانیه هم نمی رسد. اخیراً یک ترکیب هادرونی که از پنج کوارک تشکیل شده است، کشف کرده اند.
" نانو به پنتا کوارک طوری خیره شده بود که گویا اولین باری است که آن را می بیند، اما بر اساس اطلاعات دریافتی در این زمینه توضیح می دهد: " این ترکیب که پنتا کوارک نامیده شده است از دو کوارک پایین، دوکوارک بالا و یک ضد کوارک عجیب تشکیل شده که درمدت زمان کمتر از 20 -^10 (ده به توان منفی 20) ثانیه فرو می پاشد و به یک نوترون و کائون مثبت تبدیل می شود. در ترکیبات هادرون ها نیروهای بنیادی وجود دارد که این نیرو ها قالب ترکیبات هادرونی را نگه می دارد. نیروهای بنیادی، نیروهای حاکم بر جهان می باشند که میان ذرات سنگ بنای مواد برقرار است. این نیروها به چهار دسته تقسیم می شوند:
1- نیروی قوی(رنگ)
2- نیروی الکترومغناطیسی
3- نیروی ضعیف
4- نیروی گرانشی
* نیروی قوی: این نیرو مخصوص ترکیبات کوارکی است که میان کوارک ها بر قرار است. لازمه برقراری این نیرو آن است که سه کوارک با سه رنگ مختلف (که در بالا ذکر شد) در کنار یکدیگر قرار گیرند، همانطور که لازمه برقراری نیروی الکتریکی آنست که دو ذره باردار در کنار هم باشند. به همین دلیل است که کوارک ها به تنهایی در طبیعت یافت نمی شوند. این نیرو از پرت شدن کوارک ها در درون پروتون و نوترون جلوگیری می کند. این نیرو توسط گلوئون ها، بین کوارک ها منتقل می شود. البته این نیرو فقط در فواصل کوتاه کارگر است.
شامل 15 صفحه word
دانلود تحقیق سفر با نانو به اعماق هسته
