تاریخچه ی:
کلسیت
تفاوت با نگارش: 2
- | کلسیت | |
| !ریشه لغوی | | !ریشه لغوی |
| نام کلسیت از کلمه لاتین کالکس (Calx) به معنی آهک سوزان گرفته شده است. | | نام کلسیت از کلمه لاتین کالکس (Calx) به معنی آهک سوزان گرفته شده است. |
| !سیستم تبلور | | !سیستم تبلور |
- | کلسیت در ((سیستم تریگونال)) ، ((رده اسکالنوئدریک)) متبلور میشود. دارای بلورهای درشت و مشخص و یا بصورت تودههای دانهای میباشد. فرمهای ((رومبوئدر)) و ((اسکالنوئدر)) کلسیت فراوانتر است. دارای ((ماکل|ماکلهای)) گوناگون و متنوع نیز میباشد. |
+ | کلسیت در ((ساختار بلوری تریگونال|سیستم تریگونال)) ، ((ساختار بلوری اسکالنوئدریک|رده اسکالنوئدریک)) متبلور میشود. دارای بلورهای درشت و مشخص و یا بصورت تودههای دانهای میباشد. فرمهای ((ساختار بلوری رومبوئدریک|رومبوئدر)) و اسکالنوئدر کلسیت فراوانتر است. دارای ماکلهای گوناگون و متنوع نیز میباشد. |
| !ساختار کلسیت | | !ساختار کلسیت |
- | ساختار کلسیت بهصورت رومبوئدر است و در آن یونهای ((کلسیم)) و بنیان (CO3)2- بطور یک در میان قرار دارند. در بنیان CO3 هر ((کربن)) به وسیله سه ((اکسیژن)) ، به صورت مثلث احاطه شده است و مثلثها در صفحههای عمود بر محور C قرار دارند. این ساختار را میتوان با شبکه تبلوری ((نمک طعام)) مقایسه نمود که در آن یونهای کلسیم در موقعیت یونهای سدیم و مثلثهای CO3 در موقعیت مکانی یونهای کلر قرار دارند. |
+ | ساختار کلسیت به صورت رومبوئدر است و در آن یونهای ((کلسیم)) و بنیان (CO3)2- بطور یک در میان قرار دارند. در بنیان CO3 هر ((کربن)) بوسیله سه ((اکسیژن)) ، به صورت مثلث احاطه شده است و مثلثها در صفحههای عمود بر محور C قرار دارند. این ساختار را میتوان با شبکه تبلوری ((نمک طعام)) مقایسه نمود که در آن یونهای کلسیم در موقعیت یونهای سدیم و مثلثهای CO3 در موقعیت مکانی یونهای ((کلر)) قرار دارند. |
| !مشخصات ماکروسکوپی کلسیت | | !مشخصات ماکروسکوپی کلسیت |
- | *((کلیواژ)) : دارای کلیواژ کامل موازی با سطوح رومبوئدری (1011) است و زاویه بین سطوح کیلواژ 74 درجه میباشد. در اثر کلیواژ کلسیت به آسانی بهصورت متوازیالسطوح لوزی میشکند.
*((سختی)) : سختی کلسیت در سطح کلیواژ 3 میباشد و در سطوح دیگر 2.5 است. که به آسانی توسط چاقو خط برمیدارد، ولی توسط ناخن خط برنمیدارد.
*رنگ : رنگ آن سفید یا بیرنگ است، اما در اثر وجود بعضی ناخالصیها میتواند به رنگهای سبز ، زرد ، آبی و حتی قهوهای تا سیاه نیز دیده شود، رنگ خاکه آن نیز بیرنگ است.
*ماکل : ماکل در بلورهای کلسیت بصورت فراوان دیده میشود. فراوانترین آنها با سطح ماکل (0001) است که در این صورت شبیه به ((دیتری گونال پایرامیدال)) میباشد. همچنین ((ماکل پلی سنتتیک)) ، ((ماکل قلبی شکل)) و ((ماکل پروانهای|پروانهای)) نیز در آن دیده میشود.
*فرم : کلسیت علاوه بر فرمهای بلوری ، به صورت دانهای ، ساقهمانند ، رشتهای ، ((فرم استالاکتیتی|استالاکتیتی)) و تودهای نیز تشکیل میشود.
*خاصیت مشخصه کلسیت : کلسیت در ((اسیدها)) ، حتی در حالت سرد ، با ایجاد گاز CO2 ، به آسانی حل میشود. اگر کمی ((اسید کلریدریک)) رقیق و سرد روی کلسیت بریزیم با آن واکنش داده و میجوشد. |
+ | *__((کلیواژ)) :__ دارای کلیواژ کامل موازی با سطوح رومبوئدری (1011) است و زاویه بین سطوح کیلواژ 74 درجه میباشد. در اثر کلیواژ کلسیت به آسانی به صورت متوازیالسطوح لوزی میشکند.
*__سختی :__ سختی کلسیت در سطح کلیواژ 3 میباشد و در سطوح دیگر 2.5 است. که به آسانی توسط چاقو خط برمیدارد، ولی توسط ناخن خط برنمیدارد.
*__رنگ :__ رنگ آن سفید یا بیرنگ است، اما در اثر وجود بعضی ناخالصیها میتواند به رنگهای سبز ، زرد ، آبی و حتی قهوهای تا سیاه نیز دیده شود، رنگ خاکه آن نیز بیرنگ است.
*__((ماکل)) :__ ماکل در بلورهای کلسیت به صورت فراوان دیده میشود. فراوانترین آنها با سطح ماکل (0001) است که در این صورت شبیه به دیتری گونال پایرامیدال میباشد. همچنین ((ماکل|ماکل پلی سنتتیک)) ، ((ماکل|ماکل قلبی شکل)) و ((ماکل|پروانهای)) نیز در آن دیده میشود.
*__فرم :__ کلسیت علاوه بر فرمهای بلوری ، به صورت دانهای ، ساقهمانند ، رشتهای ، ((ساختار استالاکتیتی|استالاکتیتی)) و تودهای نیز تشکیل میشود.
*__خاصیت مشخصه کلسیت :__ کلسیت در ((اسیدها)) ، حتی در حالت سرد ، با ایجاد گاز CO2 ، به آسانی حل میشود. اگر کمی ((اسید کلریدریک)) رقیق و سرد روی کلسیت بریزیم با آن واکنش داده و میجوشد. |
| !مشخصات میکروسکوپی کلسیت | | !مشخصات میکروسکوپی کلسیت |
- | *((نور طبیعی)) : کلسیت در نور طبیعی بیرنگ است، اما بعضی اوقات به صورت مهآلود دیده میشود. گاهی به صورت ((االیت|االیتی)) یا ((اسفرولیت|اسفرولیتی)) دیده میشود. کلیواژ کامل آن به موازات سطح (1011) به صورت دو سری متقاطع با زاویه ́55 ˚74 دیده میشود. گاهی دارای جدایش به موازات سطح (0112) میباشد، که بهخاطر ماکل است. برجستگی بلور از جهات گوناگون ، متفاوت است. از اینرو ، برجستگی ضعیف تا متوسط ، منفی یا مثبت دارد. مقاطع موازی با سطح (0001) برجستگی ثابت دارد.
*((نور قطبیده)) : ((بیرفرژانس)) فوقالعاده قوی دارد و رنگهای تداخلی آن رنگهای سفید سریهای فوقانی میباشد. خاموشی نسبت به اثر کلیواژ متقارن است. ماکل پلیسنتتیک زیاد دیده میشود. تیغههای ماکل به ویژه در کلیستهای تولید شده در اثر دگرگونی بهطور معمول موازی با قطر بزرگ لوزی است، اما گاهی نسبت به آن مایل دیده میشود. این تیغهها اغلب خیلی ظریف هستند و تیغههای ماکل به علت نازکی زیاد از خود رنگ تداخلی سری اول را نشان میدهند.
*((نور متقارب)) : یک محوری منفی است و اغلب دوایر رنگین دارد. گاهی به صورت دو محوری دیده میشود. |
+ | *__((نور|نور طبیعی)) __
کلسیت در نور طبیعی بیرنگ است، اما بعضی اوقات به صورت مهآلود دیده میشود. گاهی به صورت ((االیت|االیتی)) یا ((اسفرولیت|اسفرولیتی)) دیده میشود. کلیواژ کامل آن به موازات سطح (1011) به صورت دو سری متقاطع با زاویه ́55 , ˚74 دیده میشود. گاهی دارای جدایش به موازات سطح (0112) میباشد، که به خاطر ماکل است. برجستگی بلور از جهات گوناگون ، متفاوت است. از اینرو ، برجستگی ضعیف تا متوسط ، منفی یا مثبت دارد. مقاطع موازی با سطح (0001) برجستگی ثابت دارد.
*__((نور قطبیده)) __
((بیرفرژانس)) فوقالعاده قوی دارد و رنگهای تداخلی آن رنگهای سفید سریهای فوقانی میباشد. خاموشی نسبت به اثر کلیواژ متقارن است. ماکل پلیسنتتیک زیاد دیده میشود. تیغههای ماکل به ویژه در کلیستهای تولید شده در اثر دگرگونی بطور معمول موازی با قطر بزرگ لوزی است، اما گاهی نسبت به آن مایل دیده میشود. این تیغهها اغلب خیلی ظریف هستند و تیغههای ماکل به علت نازکی زیاد از خود رنگ تداخلی سری اول را نشان میدهند.
*__((نور متقارب)) :__ یک محوری منفی است و اغلب دوایر رنگین دارد. گاهی به صورت دو محوری دیده میشود. |
| !نحوه و محل پیدایش کلسیت | | !نحوه و محل پیدایش کلسیت |
- | کلسیت یکی از کانیهای فراوان ((سنگهای رسوبی)) و دگرگونی است. ((سنگ آهک)) ، ((تراورتن)) و ((مرمر)) فقط از کلسیت ساخته شدهاند. حدود 50 درصد ترکیب ((مارنها)) ، کلسیت است. بخش اعظم ((ماسهسنگهای آهکی)) را کلسیت میسازد. کلسیت در ((سنگهای آذرین بیرونی)) بطور ثانوی تشکیل میشود. اسکلت آهکی موجودات زنده ، ممکن است کلسیتی باشد. ((گل سفید)) یک نوع آهک متخلخل و نرم و خاکی است که از پوسته آهکی ((روزنداران)) تولید شده است. ((مرمر اونیکس)) یک نوع آهک است که از رشتههای ظریف کلسیت ساخته شده است. تراورتن نیز کلسیت است که در محل چشمههای آهکی تشکیل میشود. در ایران سنگهای آهکی که از کلسیت همراه با ناخالصی تشکیل شدهاند، بسیار فراوان هستند و تقریبا در همه استانها وجود دارند. |
+ | کلسیت یکی از کانیهای فراوان ((سنگ رسوبی|سنگهای رسوبی)) و دگرگونی است. ((سنگ آهک)) ، ((تراورتن)) و ((مرمر)) فقط از کلسیت ساخته شدهاند. حدود 50 درصد ترکیب ((مارن|مارنها)) ، کلسیت است. بخش اعظم ((انواع ماسهسنگها|ماسهسنگهای آهکی)) را کلسیت میسازد. کلسیت در ((انواع سنگهای آذرین|سنگهای آذرین بیرونی)) بطور ثانوی تشکیل میشود. اسکلت آهکی موجودات زنده ، ممکن است کلسیتی باشد.
((گل سفید)) یک نوع آهک متخلخل و نرم و خاکی است که از پوسته آهکی ((روزنداران)) تولید شده است. ((مرمر اونیکس)) یک نوع آهک است که از رشتههای ظریف کلسیت ساخته شده است. تراورتن نیز کلسیت است که در محل چشمههای آهکی تشکیل میشود. در ایران سنگهای آهکی که از کلسیت همراه با ناخالصی تشکیل شدهاند، بسیار فراوان هستند و تقریبا در همه استانها وجود دارند. |
| !کاربرد کلسیت | | !کاربرد کلسیت |
- | کلسیت به صورت سنگ آهک در صنایع ((سیمان)) و کارخانجات آهکپزی بهمقدار زیاد مصرف دارد. در صنایع شیمیایی مانند کارخانه قند ، برای تصفیه و جداسازی ترکیبات فسفاتی و ((اسیدهای آلی)) ، در صنایع نفت برای خنثی کردن ترکیبات آلی ، ((سولفیدها)) و بی اثر ساختن ((گاز انیدرید سولفوره)) و تهیه ((گریس)) ویژه بکار میرود. در کارخانههای ذوب فلزات ، به عنوان کمک ذوب ، در صنایع رنگ به عنوان پرکننده و نیز در صنایع چرم ، برای جدا کردن مو و پشم استفاده میشود. همچنین به صورت ((پودر مل)) در نقاشی و نیز در خمیردندان ، لاک ، عطر و لاستیکسازی مصرف میشود. در صنایع ساختمانی به عنوان سنگ نما به نام مرمریت یا تراورتن ، ((سنگ چینی)) ، مرمر و نیز در بتن به صورت سنگدانه مصرف میشود. انواع شفاف آن به نام ((اسپات دیسلند)) قبلا در ساخت وسایل نوری ، از جمله ((نیکل)) ، برای تولید نور پلاریزه به کار میرفت. اما امروزه به جای آن از صفحات ((پلاروید)) استفاده میشود. |
+ | کلسیت به صورت سنگ آهک در صنایع ((سیمان)) و کارخانجات ((آهکپزی)) بهمقدار زیاد مصرف دارد. در صنایع شیمیایی مانند کارخانه قند ، برای ((سنتز ترکیبات فسفاتی|تصفیه و جداسازی ترکیبات فسفاتی)) و ((فهرست اسیدهای آلی|اسیدهای آلی)) ، در صنایع نفت برای خنثی کردن ترکیبات آلی ، ((گروه سولفید|سولفیدها)) و بی اثر ساختن ((گاز انیدرید سولفوره)) و تهیه ((گریس)) ویژه بکار میرود. در کارخانههای ذوب فلزات ، به عنوان کمک ذوب ، در صنایع رنگ به عنوان پرکننده و نیز در صنایع چرم ، برای جدا کردن مو و پشم استفاده میشود. همچنین به صورت ((پودر مل)) در نقاشی و نیز در ((خمیردندان)) ، ((لاک میایی)) ، ((عطر)) و ((صنعت لاستیک ساز|لاستیک سازی)) مصرف میشود. در صنایع ساختمانی به عنوان سنگ نما به نام مرمریت یا تراورتن ، ((سنگ چینی)) ، مرمر و نیز در ((بتن)) به صورت سنگدانه مصرف میشود. انواع شفاف آن به نام ((اسپات دیسلند)) قبلا در ساخت وسایل نوری ، از جمله ((نیکل)) ، برای تولید ((نور قطبیده|نور پلاریزه)) به کار میرفت. اما امروزه به جای آن از صفحات ((پلاروید)) استفاده میشود. |
| !مباحث مرتبط با عنوان | | !مباحث مرتبط با عنوان |
| *((االیت)) | | *((االیت)) |
| *((اسپات دیسلند)) | | *((اسپات دیسلند)) |
| *((اسفرولیت)) | | *((اسفرولیت)) |
- | *((اسکالنودر)) |
+ | *((انو سنهای رسوبی)) |
| *((بیرفرژانس)) | | *((بیرفرژانس)) |
| *((تراورتن)) | | *((تراورتن)) |
- | *((رده اسکالنوئدریک)) | |
- | *((رومبوئدر)) | |
- | *((سختی)) | |
| *((سنگ آهک)) | | *((سنگ آهک)) |
- | *((سنهای رسوبی)) *((سیستم تریگونال)) *((فرم استالاکتیتی)) />*((کلسیم)) |
+ | *((ربنات کلسیم)) |
| *((کلیواژ)) | | *((کلیواژ)) |
| *((ماکل)) | | *((ماکل)) |
- | *((مارنها)) |
+ | *((مارن)) |
| *((مرمر)) | | *((مرمر)) |
- | ((ژئو دینامیک)) | |
- | !آشنایی | |
- | یکی از وظایف مهم ((زمین شناسی مهندسی)) تشخیص احتمال وقوع فرایندهای مخرب زمین شناسی و ارائه روشهای مقابله با آنهاست، به نحوی که نتوانند به تاسیسات عمرانی مورد نظر آسیب وارد آورند. گروهی از حوادث طبیعی فعال کنونی (((فرایندهای ژئودینامیک))) ، مثل سیل و ((زمین لرزه)) ، که شاید بتوان آنها را «بلایای زمین شناسی» نیز نامید، قادرند ضمن ایجاد تلفات جانی ، خسارات جبران ناپذیری نیز به سازه مهندسی وارد آورند. برخی از این خطرها ، از جمله زمین لرزه و نشست و فروریزش زمین ، در نقاط جغرافیایی خاص اتفاق میافتند. در صورتی که انواع دیگر مثل ((گسیختگی دامنهای)) یا جریان سیل ، ممکن است در هر جایی که شرایط آماده باشد، به وقوع بپیوندد. نکته دیگر اینکه از فعالیت برخی از آنها میتوان جلوگیری کرد، ولی وقوع برخی دیگر اجتناب ناپذیر است. تمام حوادث و بلایای زمین شناسی ، که معمولا به طور طبیعی اتفاق میافتند، ممکن است بر اثر دخالت انسان نیز ایجاد شوند. در مواردی ، بزرگی و تواتر رخداد این خطرهای القایی به مراتب بیشتر از حالت طبیعی آنها است. | |
- | !مهمترین فرایندهای ژئودینامیکی | |
- | *__((سیل)) :__ سیلها نتیجه جریان ناگهانی آب سطحی حاصل از بارش ، مخصوصا رگبارند. در مواردی نیز تخریب سدهای طبیعی ایجاد شده بر اثر زمین لغزهها در جلو مسیر آب ، یا هجوم آب به ساحل که ناشی از ((جزر و مد|مد)) بیش از اندازه است، میتواند سیلهای بزرگی را ایجاد نماید. نواحی ساحلی و درهرودها در اقلیمهای خشک مستعدترین نقاط برای ایجاد سیل هستند. وقوع یک سیل رابطهای مستقیم با شرایط ((توپوگرافی)) و اقلیمی دارد. بشر با ساختمانسازی در دشت سیلابی ، خود را در معرض خطرهای ناشی از سیلاب قرار میدهد. یکی از دلایل ایجاد سیل در بسیاری از نقاط ، استخراج آب زیرزمینی ، نفت و گاز از زمین است که اغلب نشست منطقه وسیعی از زمین را به همراه دارد. با فرونشینی زمین ، قابلیت سیلگیر بودن آن نیز افزایش مییابد. کنترل سیلاب معمولا پرخرج و محتاج احداث سیلبندها و تمهیدات دیگر است. از نشست زمین نیز میتوان با تزریق همزمان آب در موقع استخراج نفت یا گاز جلوگیری به عمل آورد.
| |
- | *__((فرسایش)) :__ فرسایش سطح زمین بر اثر آب جاری ، ((نیروی امواج)) ، ((جریان باد)) و ((یخچالها)) ایجاد میشود. در صورتی که فرسایش در مناطق مرتفع ایجاد شود، قادر است دامنهها را ناپایدار نموده و باعث ((رسوبگذاری)) در دریاچهها و مخازن بشود. وقوع فرسایش در خشکیها تابعی از پوشش گیاهی ، وضعیت توپوگرافی ، شرایط آب و هوایی و زمین شناسی است. حذف پوشش گیاهی موجود ، جهت انجام فعالیتهای عمرانی و افزایش شیب دامنهها ، از عوامل مهم افزایش سرعت جریان آب سطحی و تسریع فرایند فرسایش توسط انسان است. افزایش فرسایش در یک محل ، به معنی افزایش رسوبگذاری در نواحی پایین دست و نقاطی است که در آنجا آب ساکن وجود دارد. افزایش رسوبگذاری در این نقاط ضمن صدمه زدن به محیط زیست جانداران آبزی ، ظرفیت ذخیره سیلاب محیط را کاهش میدهد.
| |
- | *__((گسیختگی دامنهها)) :__ ریزش ، لغزش و جریان خاک و سنگ در سراشیبها نتیجه هوازدگی و تخریب مصالح طبیعی ، افزایش شیب دامنه بر اثر فرسایش و ((فعالیتهای تکتونیکی)) و عوامل دیگری چون زمین لرزه و بارندگی و ذوب برفهاست. وقوع این حوادث عمدتا وابسته به وضعیت توپوگرافی ، زمین شناسی و اقلیمی منطقه است. حرکات تودههایی از مصالح در بستر دریاها معمولا ناشی از زمین لرزهها ، نیروی امواج و بارگذاری ناشی از رسوبگذاری است. گرچه در برخی شرایط زمین شناسی احتمال وقوع حرکات دامنهای بیشتر است ولی گسیختگی طبیعی دامنهها اغلب وابسته به شدت و درجه اشباع زمین است. یکی از عوامل مهم تحریک گسیختگی دامنهای توسط بشر ایجاد برشها و حفاریها در روی دامنه است. علاوه بر اینها ، حذف پوشش گیاهی ، احداث خاکریز بر روی دامنه و تغییر در شرایط زهکشی طبیعی ، که منجر به ورود آب به دامنه میشود، از دیگر عوامل موثر در حرکات دامنه است.
| |
- | *__((نشست و فروریزش زمین)) :__ وقوع فروریزش یا نشست طبیعی سطح زمین اغلب محدود به زمینهای غاردار و حفرهدار آهکی است. در چنین شرایطی ((آب و هوا)) عاملی تعیین کننده است. ایجاد غار بر اثر حل شدن آهک در آب زیرزمینی به کندی تمام انجام میشود و فروریزش ناشی از آن نیز به ندرت اتفاق میافتد. در مقابل ، اگر در ناحیهای با سنگهای غاردار ، برای مدتی سطح آب زیرزمینی به مقدار قابل ملاحظهای پایین برود، فشار روباره در سقف غار افزایش یافته و احتمال فروریزش بیشتر میشود. نشست و فروریزش زمین اغلب در نتیجه فعالیتهای بشر نیز صورت میگیرد. نشست تدریجی ولی قابل پیشبینی زمین ، سیلگیر بودن منطقه را افزایش میدهد، یا اینکه باعث ایجاد ((شکستگی زمین|شکستگی)) و ((گسل)) میشود که ممکن است ناحیه وسیعی را متاثر سازد و بالاخره ممکن است به سازههای موجود صدمه بزند. نشست محلی زمین ممکن است بر اثر اشباع خاکهای فروریزنده ، مثل رسها یا ((آبرفتهای درهای)) در اقلیمهای خشک ، آبکشی از زمین برای ایجاد حفاری و گودبرداری در آن و تغییر شکل و کمانش بیش از حد دیوارهای حایل گودبرداریها ایجاد میشود. نشست زمین در مقیاس ناحیهای معمولا بر اثر استخراج سیالات (آب ، نفت و گاز) از زمین به وقوع میپیوندد. مهمترین عامل فروریزش زمین که باعث ایجاد حفرهای در سطح میشود، افت ((سطح استیابی)) در سنگهای آهکی و دیگر سنگهای قابل حل است. پایین رفتن سطح آب زیرزمینی از یک طرف سرعت حل شدن مواد را افزایش داده و از طرفی فشار روباره را در سقف غارها بیشتر میکند. نتیجه نهایی هر دو آنها ریزش سقف غار و ایجاد حفره و سوراخ در سطح زمین است.
| |
- | *__زمین لرزه :__ آثار زمین لرزه در سطح زمین به صورت کج شدن و گسل خوردن سنگها و لرزش زمین ، قابل تشخیص است. زمین لرزه علاوه بر تاثیر مستقیم بر سازهها ممکن است باعث آبگونگی یا روانگرایی برخی از خاکها و نشست برخی دیگر شود. تاثیر زمین لرزه بر آب دریاها و دریاچهها به صورت امواج عظیم (((تسوناحی))) تظاهر میکند. زمین لرزهها پدیدههایی جغرافیایی هستند، یعنی الزاما در همه جا به وقوع نمیپیوندند. احتمال وقوع زمین لرزه در یک محل را تا حدی میتوان از روی زمین لرزههای تاریخی و ثبت شده قبلی و در سالهای اخیر توسط تحلیل برخی از نتایج مطالعات ژئوفیزیکی ، پیشبینی کرد. زمین لرزه ممکن است بر اثر تزریق مایعات در چاههای عمیق و احتمالا بر اثر استخراج سیالات از زمین نیز ایجاد شود. ((زمین لرزههای القایی)) علاوه بر آن در مخازن سدهایی که ارتفاع بیش از 100 متر دارند، نیز مشاهده شدهاند. در این نوع وزن مخزن و مهمتر از آن فشار آب بین منفذی زیاد باعث لغزندگی و ایجاد جابجایی در امتداد سطوح ضعیف سنگ میگردد و به این ترتیب زمین لرزه ایجاد میگردد.
| |
- | *__((آتشفشانی)) :__ فعالیت ((آتشفشان|آتشفشانها)) منجر به جریانهای گاه فاجعهآمیز گدازه و ابرها و غبارهای آتشفشانی میشود. ته نشست غبارها و خاکسترها ، پوشش گیاهی را از بین برده و تغییراتی را در محیط زمین شناسی به وجود میآورد. این خاکسترها ممکن است بر اثر گذشت زمان به رسهای منبسط شونده تبدیل شوند. امکان وقوع «آتشفشان» در یک محل از روی نشانههای سطحی و شواهد تاریخی امکانپذیر است ولی تعیین زمان وقوع یک آتشفشان امکانپذیر نیست. | |
- | !مباحث مرتبط با عنوان | |
- | *((آتشفشان)) | |
- | *((تسوناحی)) | |
- | *((توپوگرافی)) | |
- | *((رسوبگذاری)) | |
- | *((زمین شناسی مهندسی)) | |
- | *((زمین لرزه)) | |
- | *((زمین لرزههای القایی)) | |
- | *((ژئوفیزیک)) | |
- | *((سطح استیابی)) | |
- | *((سیل)) | |
- | *((شکستگی زمین)) | |
- | *((فرایندهای ژئودینامیک)) | |
- | *((فرسایش)) | |
- | *((فعالیتهای تکتونیکی)) | |
- | *((گسل)) | |
- | *((گسیختگی دامنهای)) | |
- | *((نشست و فروریزش زمین)) | |
- | تحولات رادیواکتیو | |
- | !دیدکلی | |
- | ((مواد رادیواکتیو)) از اتمهای ناپایداری تشکیل میشوند که تجزیه شده و انرژی سطح بالایی به نام ((تابش رادیواکتیو)) را آزاد میکنند. این اتمها نهایتا عناصر جدیدی را تشکیل میدهند. سه نوع تابش رادیواکتیو وجود دارد که ((ذره آلفا|ذرات آلفا)) ، ((ذره بتا|ذرات بتا)) و ((اشعه گاما|پرتوهای گاما)) خوانده میشوند. | |
- | !اطلاعات اولیه | |
- | ((پرتو آلفا)) (دو ((پروتون)) و دو ((نوترون))): جرم چهار ((واحد اتمی))(a.m.u) و ((بار الکتریکی)) مثبت دارد. پرتو بتا (الکترونهای سریع): جرم آن ناچیز و بار الکتریکی آن منفی یک میباشد. پرتو گاما (((موج الکترومغناطیسی))): بدون جرم و بدون بار (مثلا انرژی خالص) است. | |
- | !تاریخچه | |
- | حدود اواخر قرن نوزدهم اکثر دانشمندان بر این عقیده بودند که تمام مسائل عمده فیزیک حل شدهاند، به غیر از چند مورد جزئی که برای قطعیت دادن به برخی نظریهها ضروری بود. ((رونتگن)) ، در سال 1895 ، ((اشعه ایکس)) را کشف کرد. این اشعه نخست در معاینات پزشکی بکار رفت و بعدها برای بررسی ساختمان اساسی مواد مورد استفاده قرار گرفت. چند ماه بعد از کشف رونتگن ، ((بکرل|هنری بکرل)) (1908-1852 م) کشف کرد که ((ترکیبات اورانیوم)) ، پرتوی فوقالعاده نافذ ، مشابه اشعه ایکس ، ساطع میکنند. ((ماری کوری)) این پدیده جدید را رادیواکتیو نامید. او و شوهرش ((پییر کوری)) ، همچنین ((پولونیم)) (Po ، فلز ضعیف) و ((رادیم)) (Ra ، ((فلز قلیایی خاکی))) را کشف کردند. ماری کوری نخستین کسی بود که از اصطلاح «رادیواکتیو» برای موادی که فعالیت الکترومغناطیسی قابلتوجهی دارند، استفاده کرد. خاصیت رادیواکتیویته این دو عنصر جدید از اورانیوم بیشتر بود. | |
- | !سیر تحولی و رشد | |
- | *در مورد کشف رادیواکتیویته توسط هنری بکرل باید بگوییم که در سال 1896 میلادی ، بکرل در جستجوی شواهدی بود که ثابت کند مواد شیمیایی که دارای ((مواد فلوئورسان|نور طبیعی فلوئورسان)) هستند، از خود پرتو ساطع میکنند. او یک نمونه ((سولفات پتاسیم اورانیوم)) را برداشت و آن را همراه با یک صفحه عکاسی در کاغذ سیاه پیچید. از آنجا که روزی ابری بود، نمونه بکرل خاصیت فلوئورسانی را از خود نشان نمیداد. او آن را در کشویی در آزمایشگاه خود گذاشت و به آزمایشهای خود در مورد لامپهای اشعه کاتدی ادامه داد. چند روز بعد ، بکرل دریافت که نمونه ، تصویری را بر روی صفحه عکاسی ایجاد کرده است. این نشان میداد که ماده مذکور شکلی از تشعشع را که بعدا ماری کوری آن را رادیواکتیویته نامید، از خود ساطع کرده است.
| |
- | *ماری کوری و پییر کوری همراه با فیزیکدان فرانسوی ، هنری بکرل ، مدل دیوی انجمن سلطنتی انگلستان و جایزه نوبل را در فیزیک برای کشف رادیواکتیو دریافت دریافت کردند. پییر کوری کشف کرد که رادیم Ra خود بخود حرارت آزاد میکند. این نخستین نمود ثبت شده از ((انرژی اتمی)) به شکل گرما است. در سال 1910 میلادی در کنفرانس بروکسل در مورد رادیواکتیویته ، واحد رادیواکتیویته به افتخار او 'کوری' نامیده شد. ماری کوری تحقیق خود را با جستجوی کاربردهای پزشکی رادیواکتیو ادامه داد و قدرت تشعشع ترکیبات اورانیوم را اندازه گرفت و تحقیق خود را به عناصر دیگر از جمله ((توریم)) ، گسترش داد.
| |
- | *در 1922 میلادی ، ((بوهر|نیلز بوهر)) نظریه ساختار طیفهای اتمی را منتشر کرد و در 1927 میلادی اصل مکمل بودن را تنظیم کرد که رفتار پیچیده رادیواکتیویته را توصیف میکند.
| |
- | *((رادرفورد|ارنست رادرفورد)) ، فیزیکدان بریتانی نیوزلندی الاصل (1871-1937) ، بر روی رادیواکتیویته و ماهیت ذرات آلفا (دارای بار مثبت) تحقیق کرد و متوجه شد که بار مثبت اتم در مرکز آن و در هستهای ریز و متراکم متمرکز است. در سال 1930 میلادی رادرفورد تشعشعات مواد رادیواکتیو را منتشر کرد.
| |
- | *در سال 1934 میلادی زوج ((ژولیو _کوری)) ((رادیواکتیویته مصنوعی)) را کشف کرد. | |
- | !مباحث مرتبط با عنوان | |
- | *((اشعه گاما)) | |
- | *((اورانیوم)) | |
- | *((پولونیم)) | |
- | *((تابش رادیواکتیو)) | |
- | *((ترکیبات اورانیوم)) | |
- | *((توریم)) | |
- | *((ذره آلفا)) | |
- | *((ذره بتا)) | |
- | *((رادیم)) | |
- | *((رادیواکتیویته)) | |
- | *((رادیواکتیویته مصنوعی)) | |
- | *((شمارنده گایگر – مولر)) | |
- | *((مواد رادیواکتیو)) | |
- | *((مواد فلوئورسان)) | |
- | *((نیمه عمر)) | |
- | شاره: | |
- | !نگاه اجمالی | |
- | از دیدگاه ماکروسکوپیک معمولا ((ماده)) را به ((حالات ماده|جامدات)) و شارهها ردهبندی میکنند. شاره مادهای است که میتواند جاری شود، بنابراین کلمه شاره ، به ((حالات ماده|مایعات)) و ((حالات ماده|گازها)) اطلاق میشود. این ردهبندیها همیشه مرز مشخصی ندارد. بعضی از این شارهها ، مانند شیشه یا قیر آنقدر به آرامی جاری میشوند که در مدت زمانی که معمولا با آنها کار میکنیم، شبیه جامدات رفتار میکنند. ((پلاسما)) که گازی بهشدت یونیزه است، به آسانی در هیچ یک از این ردهها قرار نمیگیرد. پلاسما را «حالت چهارم ماده» مینامند، تا از حالتهای جامد ، مایع و گاز تمیز داده شود. حتی تفاوت بین مایع و گاز نیز مشخص نیست، زیرا با تغییر ((فشار)) و ((دما)) بطور مناسب ، میتوان مایع (مثلا آب) را بدون ظاهر شدن سطح هلالی و بدون جوشیدن ، به گاز (مثلا بخار آب) تبدیل کرد. در حین این فرآیند ((چگالی)) و وشکسانی (((چسبندگی))) بطور پیوستهای تغییر میکنند. | |
- | !((استاتیک شارهها)) | |
- | در این مبحث ، شارهها را همانطور که معمولا درک میشوند، تعریف میکنیم و تنها به خواصی از شارهها میپردازیم که به توانایی جاری شدن آنها مربوط میشوند. بنابراین ، علیرغم اختلافهایی که در فشارهای معمولی بین مایعات و گازها مشاهده میشود، قوانین اساسی یکسانی بر رفتار استاتیک و ((دینامیک شارهها|دینامیک)) آنها حاکم میباشد. برای جامدات که اندازه و شکل معینی دارند، ((مکانیک اجسام صلب)) را میتوان فرمولبندی کرد و آن را در مورد اجسامی که نمیتوان کاملا صلب فرضشان کرد، به کمک قوانین کشسانی اصلاح کرد. چون شکل شارهها به آسانی تغییر میکند و نیز حجم گازها مساوی با حجم ظرفی است که در آن قرار دارند، برای حل مکانیک شارهها باید روشهای جدیدی بوجود آوریم. کاربرد مکانیک در مورد محیطهای پیوسته یعنی در جامدات و هم شارهها ، بر ((قوانین نیوتن|قوانین حرکت نیوتن)) که با قوانین نیروی مناسبی ترکیب شدهاند، مبتنی است. اما برای سهولت بهتر است در مورد شارهها نیز مانند جامدات ، این قوانین اساسی را به صورت خاصی فرمولبندی کنیم. | |
- | !تغییر فشار در یک شاره ساکن | |
- | هرگاه شارهای در حال تعادل باشد، هر جز آن در حال تعادل خواهد بود. اگر عنصر حجمی کوچکی از شاره را که در داخل شاره غوطهور است، در نظر بگیریم و فرض کنیم که این عنصر به شکل یک قرص نازک است که به فاصله y بالاتر از یک سطح مرجع قرار گرفته است. ضخامت قرص dy و مساحت قاعده آن A است. جرم این عنصر ρAdy و وزن آن ρgdy است. نیروهای وارد بر عنصر ، از طرف شارهای که آن را احاطه کرده است، در هر نقطه بر سطح عنصر عمودند. برآیند نیروهای افقی صفر است، زیرا این هیچ ((شتاب)) افقیی ندارد. نیروهای افقی فقط از فشار شاره ناشی میشوند و به علت تقارن ، فشار در تمام نقاط واقع بر یک صفحه افقی در ارتفاع y یکسان است. عنصر شاره در راستای قائم نیز شتاب ندارد، یعنی برآیند نیروهای قائم وارد بر آن صفر است، اما نیروهای قائم نه تنها از فشار شاره بر وجههای عنصر بلکه از وزن عنصر نیز ناشی میشوند. اگر p فشار وارد بر وجه پایینی باشد و p+dp فشار وارد بر وجه بالایی باشد، نیروی رو به بالا pA است (که بر وجه پایینی وارد میشود) و نیروی رو به پایین که بر وجه بالایی وارد میشود، برابر است با (p+dp)A به اضافه وزن عنصر (dw) پس خواهیم داشت:
| |
- | dp/dy=-ρg:::: | |
- | !دینامیک شارهها | |
- | یکی از راههای توصیف حرکت یک شاره این است که آن را به عنصرهای حجمی بینهایت کوچک ، که میتوان آنها را «ذره – شاره» نامید، تقسیم کنیم و به بررسی حرکت هر یک از این ذرهها بپردازیم که این کار دشواری است. به هر ذره – شاره مختصات x , y , z نسبت داده میشود که میتوان آنها را توسط تابعهای x(x0 , y0 , z0 , t0 , t) , y(x0 , y0 , z0 , t0 , t) , z(x0 , y0 , z0 , t0 , t) که شاره را توصیف میکنند، تعیین کرد. این روش تعمیم مستقیمی از مفاهیم مکانیک ذرهای است که نخستین بار توسط ((ژوزف لویی لاگرانژ)) (J.L.Lagrange) بکار گرفته شد. روش دیگری نیز وجود دارد که توسط ((لئونارد اولر)) ارائه شده و برای بیشتر موارد مناسبتر است. در این روش به چگونگی گذشته هر ذره شاره توجهی نمیشود و در عوض چگالی و ((سرعت لحظهای)) شاره را در هر نقطه با مشخص کردن چگالی ρ(x,y,z,t) و ((سرعت)) v(x,y,z,t) در نقطه (x,y,z) و در لحظه t بیان میکند. هر کمیتی (مانند فشار p) که در تعریف حالت شاره بکار برده شود، در هر نقطه از فضا و در هر لحظه از زمان دارای مقدار معینی خواهد بود. گرچه در این تعریف ، به جای یک ذره – شاره ، به یک نقطه فضا توجه میشود. | |
- | !مباحث مرتبط با عنوان | |
- | *((استاتیک شارهها)) | |
- | *((پلاسما)) | |
- | *((چسبندگی)) | |
- | *((چگالی)) | |
- | *((حالات ماده)) | |
- | *((دما)) | |
- | *((دینامیک شارهها)) | |
- | *((سرعت)) | |
- | *((سرعت لحظهای)) | |
- | *((شتاب)) | |
- | *((فشار)) | |
- | *((قوانین نیوتن)) | |
- | *((ماده)) | |
- | *((ویژگی شارهها)) | |
- | ویژگی شارهها | |
- | !نگاه اجمالی | |
- | همان طور که از اسم شاره برمیآید، به هر مادهای که جریان داشته باشد و بتواند شارش کند، شاره میگویند. بنابراین ، مایعات و گازها جزئی از شارهها محسوب میشوند، ولی برخی از اشکال جامد ماده نیز به علت جریان آرام ذراتشان در این ردهبندی قرار میگیرند. | |
- | !((شارش پایا – ناپایا)) | |
- | شارش ممکن است پایا یا ناپایا باشد. هر گاه ((سرعت)) شاره (v) در هر نقطه مفروض نسبت به زمان ثابت باشد، حرکت شاره را پایا مینامند، یعنی در یک جریان پایا ، سرعت همه ذراتی که از نقطه معینی میگذرند، همواره یکسان است. یک ذره ممکن است در یک نقطه دیگر سرعت متفاوتی داشته باشد، ولی ذره دیگری که از این نقطه دوم میگذرد، به هنگام گذشتن از کنار ذره اول درست مانند همین ذره رفتار خواهد کرد. چنین وضعی در جریانهایی برقرار است که سرعتشان کم باشد. مثلا در نهری که به آرامی جریان دارد. در جریان ناپایدار (مانند جریان مربوط به @((اشترک کشندی))) سرعتها تابعی از زمان هستند. دریک جریان متلاطم (مانند شارش در شیب تند رودخانه یا در یک آبشار) سرعتها به طور نامنظم از نقطهای به نقطه دیگر و همچنین از لحظهای به لحظه دیگر تغییر میکنند. | |
- | !((شارش تاودار – بیتاو)) | |
- | شارش شاره میتواند تاودار (چرخشی) یا بیتاو (بدون چرخش) باشد. اگر عنصر شاره در هیچ نقطهای دارای ((سرعت زاویهای)) خالصی به دور آن نقطه نباشد، شارش شاره بیتاو است. چرخ پرهدار کوچکی را که در شاره متحرکی غوطهور است، درنظر میگیریم. اگر چرخ بدون چرخیدن حرکت کند، حرکت شاره بیتاو و در غیر این صورت تاودار خواهد بود. حرکت گرد شار (مانند ((گرداب))) نیز یک شارش تاودار است. | |
- | !((شارش تراکم پذیر – تراکم ناپذیر)) | |
- | شارش شاره میتواند تراکم پذیر یا تراکم ناپذیر باشد. معمولا میتوان فرض کرد که مایعات به طور تراکم ناپذیر جریان مییابند. حتی در یک گاز بسیار تراکم پذیر گاه ممکن است، ((چگالی)) تغییرات مهمی نداشته باشد. در این صورت ، جریان گاز عملا تراکم ناپذیر است. در پرواز هواپیما با سرعتهای خیلی کمتر از ((سرعت صوت)) در هوا (که در ((آئرودینامیک زیرصوتی)) بررسی میشود) حرکت هوا نسبت به بالها نمونهای از جریان تقریبا تراکم ناپذیر است. در چنین مواردی چگالی ρ ثابت و مستقل از x ، y ، z وt است و بدین جهت بررسی ریاضی جریان شاره بسیار ساده خواهد شد. | |
- | !((شارش وشکسان)) یا ((شارش وشکسان|ناوشکسان)) | |
- | شارش شاره میتواند وشکسان (چسبنده) یا ناوشکسان (غیرچسبنده) باشد. وشکسانی در حرکت شارهها ، مانسته ((اصطکاک)) در حرکت جامدات است. در موارد زیادی مانند مسائل مربوط به روغنکاری ، وشکسانی اهمیت بسیار دارد، ولی گاهی هم قابل چشم پوشی است. وشکسانی بین لایههایی از شاره که حرکت نسبی دارند، نیروهای مماسی قابل چشم پوشی به وجود میآورد و باعث اتلاف ((انرژی مکانیکی)) میشود. | |
- | !پایستگی اندازه حرکت در مکانیک شارهها | |
- | در مکانیک ذرهای نیوتنی ، استنتاج قوانین ((پایستگی اندازه حرکت خطی)) و ((پایستگی اندازه حرکت زاویهای|اندازه حرکت زاویهای)) با کاربرد صریح ((قوانین نیوتن|قانون سوم حرکت نیوتن)) انجام میشود. در یک سیستم مکانیکی ((نیرو|نیروها)) و ((گشتاور|گشتاورهای درونی)) ، یکدیگر را بر طبق این قانون خنثی میکنند و تنها نیروها و گشتاورهای خارجی در اندازه حرکتها دخالت دارند. در مورد یک شاره ، این نیروهای درونی به وسیله فشار درون شاره مشخص میشوند، اما خود مفهوم ((فشار)) هم قانون سوم نیوتن را به طور ضمنی دربردارد. نیروی حاصل از فشاری که در جهت معینی بر یک عنصر سطح وارد میشود، مساوی و مخالف با نیرویی است که از جهت مقابل بر همان عنصر سطح اثر میکند. به علاوه ، هر یک از این دو نیرو به یک جا ، یعنی به عنصر سطح وارد میشوند. هر دو نیرو باید دارای خط اثر یکسان باشند. بنابراین در معادلات مربوط به آهنگ زمانی تغییر اندازه حرکت خطی یا اندازه حرکت زاویهای شاره ، فشارهای درونی یکدیگر را خنثی خواهند کرد. | |
- | !میدانهای شارشی | |
- | به هر نقطهای از میدان ، میتوان برداری مانند g نسبت داد، که عبارت است از ((نیروی گرانشی)) به ازای واحد جرم در آن نقطه. یا به طریق دیگر ، به هر نقطه از فضا میتوان یک ((کمیت نردهای)) به نام ((پتانسیل گرانشی)) V نسبت داد. بنابراین ، میتوان سطحی به نام ((سطوح هم پتانسیل|سطح هم پتانسیل)) رسم کرد، که از تمام نقاطی که دارای پتانسیل یکسان هستند، بگذرد. تعدادی از این سطحها را رسم میکنیم، بطوری که پتانسیل هر سطح به اندازه مقدار ثابتی با پتانسیل سطح بعدی تفاوت داشته باشد. در نتیجه ، نیروی گرانشی در هر نقطه در راستای خطی است که آن نقطه میگذرد و بر این سطوح عمود است. این نیرو (همانطور که از فاصله بین سطوح هم پتانسیل و جمعیت آنها برمیآید) از آهنگ تغییر پتانسیل نسبت به فاصله در این راستا تعیین میشود. به همین ترتیب ، در ((دینامیک شارهها)) میتوانیم اوضاع و احوال فیزیکی موجود در داخل یک شاره در حال حرکت را ، به کمک یک میدان شارشی خلاصه کنیم. میدان شارشی یک ((میدان برداری)) است. به هر نقطه از فضا یک ((کمیت برداری)) به نام ((سرعت شارش)) (v) در آن نقطه نسبت میدهیم. در شارش پایا میدان حاصل مانا است. اگر شارش بیتاو و پایا باشد، آن را ((شارش پتانسیلی)) مینامیم. | |
- | !مباحث مرتبط با عنوان | |
- | *((استاتیک شارهها)) | |
- | *((پایستگی اندازه حرکت خطی)) | |
- | *((پایستگی اندازه حرکت زاویهای)) | |
- | *((پتانسیل گرانشی)) | |
- | *((حالات ماده)) | |
- | *((دینامیک شارهها)) | |
- | *((سرعت شارش)) | |
- | *((سطوح هم پتانسیل)) | |
- | *((شاره)) | |
- | *((شارش پایا – ناپایا)) | |
- | *((شارش پتانسیلی)) | |
- | *((شارش تاودار – بیتاو)) | |
- | *((شارش تراکم پذیر – تراکم ناپذیر)) | |
- | *((شارش وشکسان)) | |
- | *((قوانین نیوتن)) | |
- | *((گشتاور)) | |
- | *((نیرو)) | |