منو
 صفحه های تصادفی
مارماتیت
جدول انتگرال توابع لگاریتمی
لیروکنیت
تیره کدو
امام حسین علیه السلام و یاد یحیی بن زکریا
دانشنامه:راهنمای حذف کاربر
سمبولیسم
جنگ اطلاعاتی
ماهی پرنده «صورت فلکی»
مداد
 کاربر Online
669 کاربر online
تاریخچه ی: حالات ماده

V{maketoc}
!دید کلی
*از وارسی مخلوطها و مواد خالص سه حالت از چهار حالت ماده به آسانی مشخص می‌شود. این سه حالت عبارتند از: ((جامدات)) ، ((مایعات)) و ((گازها)) و ((پلاسما)) حالت چهارم ماده است. پلاسما حالت معمول مواد موجود در زندگی روزمره ما نیست ولی متداولترین حالت ماده در جهان است.

*یونانیان باستان ، عالم را متشکل از چهار عنصر ((آتش)) ، ((خاک)) ، ((آب)) و ((آزمایش‌های مربوط به هوا)) می دانستند. امروزه ((دانشمندان)) به کمک این «((عناصر بنیادی جهان|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 به خود می گیرند. در حالیکه مقدار معینی دارند. مثلا مقدار ((آب)) ، ((دی اکسید کربن)) ، آزمایش‌های مربوط به هوا ، شیر و غیره جرم قابل اندازه گیری و معینی دارند، اما نمی توانند همانند جامدات با اعمال ((نیروی کشسانی|نیروی پس زنی کشانی)) ، در مقابل تغییر شکل ، ((مقاومت مکانیکی|مقاومت)) کنند.
!حالات مختلف ماده
*((جامد))
*((مایع))
*((گاز))
*((پلاسما))
!آزمایشات ساده
*مقدار معینی مایع ، حجم مشخصی دارد، گاز چنین نیست. اگر یک ((واحد حجم مایعات|لیتر)) شیر را در چهار لیوان بریزیم، در مجموع همان یک لیتر حجم را اشغال می‌کند. حجم اشغال شده توسط سطح افقی شیر بالای شیر در لیوان مشخص می شود. همین سطح است که باعث تمایز مایعات از گازها می‌شود.

*اگر گاز سنگین و قابل روئیت (رنگی) ((کولر)) 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 می شوند. بنابراین ، حجم گاز برابرحجم هر ظرفی است که در آن قرار می گیرد.
! ((جامد))
در حالت جامد ((نیروی بین مولکولی|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 (یعنی در حدود 10-10 متر).

جامدات نمی‌توانند، مانند وضعیتی که حالات مایع و گاز دارند، آزادانه به اطراف حرکت کنند. بلکه ، در جامد ، ((مولکول|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 ((گلیسیرین)) بسیار متفاوت است که این تفاوت در سرعت جاری شدن را ((میزان مقاومت یک مایع در مقابل جاری شدن ، ویسکوزیته آن خوانده می شود.~ویسکوزیته)) می‌نامند. 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 حدود 10-10 متر). در مایعات مولکولها به اطراف خود حرکت می‌کنند و به سهولت روی هم می لغزند و راحت ((جریان سیال|جریان)) (شارش) پیدا می کنند، مواد مایع با قابلیت شکل پذیری و جریان یافتن در شبکه‌های ریز کاربردهای زیادی در صنعت پیدا کرده است.
!((گاز))
حالت فیزیکی مواد در شرایط فشار و درجه حرارت طبیعی بستگی به اندازه مولکولی و ((نیروی گرانشی|نیروهای فی ما بین)) 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 فی مابین مولکولها به مراتب 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 به علت فاصله زیاد بین مولکولی در گاز ، متراکم کردن سنگین تر و سخت تر صورت می گیرد در صورتی که 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 معینی باشد. که مقدار الکترونها و یونهای مثبت در یک محیط پلاسما تقریبا برابر است و حالت پلاسمای مواد تقریبا ((شبه خنثایی پلاسما|حالت شبه خنثایی)) دارد. پدیده‌های طبیعی زیادی از جمله ((آتش)) ، ((خورشید)) ، ((ستارگان)) و غیره در رده حالت پلاسمایی ماده قرار می گیرند.

پلاسما شبیه به گاز است ولی مرکب از ((ذرات باردار)) متحرکی به نام ((یون)) است، یونها به شدت تحت تاثیر ((نیروی الکتریکی|نیروهای الکتریکی)) و ((نیروی مغناظیسی|مغناطیسی)) قرار می‌گیرند. مواد طبیعی در حالت پلاسما عبارتند از انواع شعله ، بخش خارجی ((جو زمین)) ، ((جو ستارگان|اتمسفر ستارگان)) ، بسیاری از مواد موجود در فضای ((سحابی)) و بخشی از دم ((ستاره دنباله‌دار)). ((شفق قطبی|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 هسته‌ای|برهمکنش ضعیف)) و ((برهمکنش قوی هسته‌|قوی هسته‌ای)) را نیز در دسته بندیها به عنوان حالات پنجم و ششم ماده به حساب می‌آورد که از این حالات در توجیه خواص ((نکلئون|نکلئونهای هسته)) ، ((نیروی هسته‌ای|نیروهای هسته‌ای)) ، ((واکنش های هسته‌ای)) و در کل ((فیزیک ذرات بنیادی)) استفاده می‌شود.
!((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 ((بوزون))ها (Bosons) تا دماهایی بسیار پایین پدید میآید. بوزونهای سرد در هم فرومیروند و ابر ذرهای که رفتاری بیشتر شبیه یک ((موج)) دارد تا ذرهای معمولی شکل میگیرد. ماده چگال بوز-اینشتین شکنندهاست 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 امسال ( ۱۳۸۲ ) موفق به کشف این شکل تازه ماده شدهاست، میگوید: وقتی 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)) – ۴۰ 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 می نوانند به شکل بوزون یا فرمیون باشند. یکی از تفاوتهای اساسی میان آنها حالتهای کوانتومی مجلز برای ذرلت است. تعداد زیادی بوزون می توانند در یک حالت ((کوانتومی)) باشند ، مثلا انرژی ، اسپین و ... آنها یکی باشد ، اما مطابق ((اصل طرد پائولی)) دو فرمیون نمی توانند همزمان حالتهای کوانتومی یکسان داشته باشند. برای همین مثلا در آرایش اتمی ، الکترونها که فرمیون هستند نمی توانند همگی در یک تراز انرژی قرار گیرند.در هر ((اوربیتال)) تنها دو الکترون که ((اسپین))های متفاوت داشته باشند جا می گیرد و الکترونهای بعدی باید به اوربیتال دیگری با انرژی بالاتر بروند. ینابراین اگر فرمیونها را سرد کنیم و انرژی آنها را بگیریم ، ابتدا پایینترین تراز انرژی پر می شود ، اما ذره بعدی باید به ترازی با انرژی بالاتر برود. وجود ماده چگال فرمیونی همانند ماده چگال یوز- اینشتین سالها قبل پیش بینی شده و خواص آن محاسبه شده بود ، اما رسیدن به دمای نزدیک به صفر مطلق که برای تشکیل این شکل ماده لازم است تا کنون ممکن نشده بود. هر دو از فرورفتن اتمها در دماهایی بسیار پایین ساختهمیشوند. اتمهای BEC بوزون اند و اتمهای ماده چگال فرمیونی، ((فرمیون)).

! مباحث مرتبط با عنوان
*((اتم))
*((برهمکنش ضعیف هسته‌ای))
*((برهمکنش قوی هسته‌ای))
*((جامد))
*((جامدات))
*((چگالی))
*((گاز))
*((گازها))
*((پلاسما))
*((شاره))
*((عناصر بنیادی جهان))
*((مایع))
*((مایعات))
*((مقاومت مکانیکی))
*((مولکول))
* ((چگال فرمیونی))

تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 شنبه 30 مهر 1384 [08:49 ]   10   فیروزه نجفی      جاری 
 شنبه 30 مهر 1384 [08:49 ]   9   فیروزه نجفی      v  c  d  s 
 شنبه 29 اسفند 1383 [06:41 ]   8   احمد شکیب      v  c  d  s 
 سه شنبه 25 اسفند 1383 [07:11 ]   7   فاطمه عیوضی      v  c  d  s 
 شنبه 08 اسفند 1383 [11:55 ]   6   بابک خسروشاهی      v  c  d  s 
 پنج شنبه 19 آذر 1383 [10:41 ]   5   حسین خادم      v  c  d  s 
 سه شنبه 17 آذر 1383 [08:03 ]   4   حسین خادم      v  c  d  s 
 سه شنبه 10 آذر 1383 [08:51 ]   3   حسین خادم      v  c  d  s 
 دوشنبه 25 آبان 1383 [16:00 ]   2   حسین خادم      v  c  d  s 
 چهارشنبه 29 مهر 1383 [16:43 ]   1   10.1.1.9      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..