از کهکشان تا ذرات زیر اتمی
به نام خدا
ازکهکشان تا ذرات زیر اتمی
مقیاس جهان هستی
در این ویدیو قراره از کهکشان ها تا ذرات موجود در هسته اتم رو به همراه مقیاس اون ها براتون مورد بررسی قرار بدم – همچین در این ویدیو مبحث سال نوری ، چهار نیروی بنیادی طبیعت(نیروی هسته ای قوی ، نیروی هسته ای ضعیف ، نیروی الکترومغناطیس ، نیروی گرانش) و مدل استاندارد اتمی رو هم کمی توضیح میدم . این ویدیو در سطح مقدماتی تهیه شده ، اگر دوست دارین تخصصی تر در رابطه با هر موضوع بدونین ، لینک ها و ویدئوهای پیوست شده در سایت رو حتما ببینید.
سلام – وحید نورافشان هستم و قراره در این ویدیو از بزرگترین ساختار های کیهان تا ریزترین ذرات زیر اتمی رو مورد بررسی قرار بدم – توضیحات رو طبق یک نقشه مقیاس بندی پیش می برم و در هر مرحله که نیاز به توضیح خاصی باشد ویدیو را متوقف و پس از توضیح ویدیو را ادامه می دهم
پیشنیاز این ویدیو آشنایی با اعداد تواندار می باشد اگر با این اعداد آشنایی ندارید ابتدا این ویدیو را از اینجا ببینید
سال نوری
اگر من بخواهم اندازه یک کاغذ را برای شما بیان کنم از سانتی متر استفاده می کنم و اگر بخواهم فاصله یک شهر را بیان کنم از واحد کیلومتر استفاده می کنم .فاصله دو شهر رو به متر یا سانتیمتر هم میتونید بگید اما مسلما عدد خیلی بزرگی میشه که مناسب نیست.
به طور مشابه فاصله های فضایی اونقدر بزرگ هستند که استفاده از کیلومتر برای آنها مثل اینکه بخواهیم فاصله دو شهر را به میلی متر بیان کنیم.
مثال هر چیز متحرکی در طبیعت رو هم برای خودش سرعتی داره و این سرعت ثابته که مقدارش معادل ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه است که با این سرعت میشه در یک ثانیه چند بار به دور کره زمین دور زد و حالا یک سال نوری مسافتی است که نور در یک سال خورشیدی طی میکنه که به این ترتیب به دست میاد.
۶۰*۶۰*۲۴*۳۶۵*۳۰۰۰۰۰
که تقریباً معادل دل ۹٫۴۶ تریلیون کیلومتر میشه و در بیان فاصله های فضایی این واحد استفاده زیادی داره جهت اطلاعات بیشتر در رابطه با سال نوری لینک در توضیحات همین مطلب دادن مراجعه کنید
کهکشان ها
تعداد زیادی ستاره مانند خورشید را فرض کنید که به دوره ی کشی با جاذبه فوق العاده قوی قرار دارن. جاذبه ی ای شی باعث میشه ستاره هایی که در اطرافش وجود دارند به دورش بچرخند. میلیاردها کهکشان وجود داره و هر کهکشان به طور تقریبی میلیاردها ستاره مانند خورشید داره و کهکشانی که ما درآن زندگی میکنیم یعنی کهکشان راه شیری تخمین زده میشه بیش از ۱۰۰ میلیارد ستاره داره و خورشید ما یکی از میلیاردها ستاره ای است که داره به دور کهکشان حرکت می کنه. برای اینکه مقایسه اندازه کهکشان ها نسبت به ستاره ها داشته باشیم یادمه در یک کتاب قدیمی خوانده بودم، اگر بتونیم منظومه شمسی را با تمام سیارات اینقدر کوچک کنیم که در یک فنجان جای بگیره در این صورت اندازه کهکشان راه شیری تقریباً به اندازه قاره آمریکای شمالی میشه که در نوع خودش مقایسه جالبیه.
اتم ها و مولکول ها
اتم ها از ریزترین اجزای سازنده محیط اطراف ما هستند و هر چیزی که اطرافتون می بینید از اتم ها ساخته شدن اتم از یک هسته تشکیل میشه و ذراتی که همیشه مشابه یک سیاره به دور هسته اتم حرکت می کنند. به ذراتی که به دور هسته حرکت می کنند الکترون میگن و این ذرات به زبان ساده همون الکتریسیته ای هستند که برای شارژ لوازم خودمون از آن استفاده می کنیم. در داخل هسته اتم ذرات دیگری وجود دارد که معروفترین آنها پروتون و نوترون هستند و تفاوت تعداد پروتون ها در هسته است که باعث میشه فلز طلا و نقره با هم تفاوت داشته باشند. اتم ها را بر اساس خواص و تعداد پروتون ها در یک جدول به نام جدول تناوبی یا مندلیف قرار دارند، که به هر کدام عنصر می گن و با یک نماد نمایششون میدن و از ساده ترین عنصر یعنی هیدروژن شروع میشه تا عناصر مثل اورانیوم و عناصری که در آزمایشگاه‌های پیشرفته ساخته شدند ادامه پیدا می کنه. اما همه موادی که اطرافمون میبینیم عنصر نیستن و برخی از مواد از اتصال دو یا چند عنصر به همدیگه شکل گرفتند مثل آب از اتصال دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن شکل میگیره . یا نمک خوراکی اتصال سدیم به کلر تشکیل میشه حالا نکته مهم دیگری که باید بدونین که شکل متفاوت اتصال اتم ها به یکدیگر هم میتونه خاصیت جدید به ماده بده، مثلا اگر اتم های کربن را به همدیگه به شکل هرمی متصل کنید سنگ الماس شکل می گیرد و اگر اتم ها را در امتداد یک ورق به هم متصل کنید گرافیت ساخته میشه که تیره و نرم هست و شگفت انگیزه که تنها تفاوت ذغال نرم و کم ارزش و الماس سخت و گران قیمت تنها در شکل متفاوت اتصال اتم های کربن به همدیگر است و جالب تر میشه اگر بدونید تنها تفاوت گوشت بنزین نفت و پلاستیک تنها در همین شکل متفاوت اتصال و نوع عناصر مختلف به هم دیگه هستش. حتی دانشمندان توانستند در آزمایشگاه از نفت گوشت مصنوعی تولید کند و یا در آزمایشگاه اتمی سرب را به طلا تبدیل کنند . اما اگر براتون سوال چرا تا به حال در این باره چیزی نشنیدید، علتش اینه که تبدیل سرب به طلا یا تبدیل نفت به گوشت در آزمایشگاه خیلی از گرونتر از استخراج طلا یا تاسیس یک دامداری در میاد.
مدل استاندارد اتمی
هسته اتم ها عمدتاً از پروتون ها و نوترون ها تشکیل میشه و پروتون و نوترون از شناخته‌شده‌ترین ذرات زیر اتمی هستند اما جالبه بدونید که تاکنون بیش از ۲۰۰ ذره زیر اتمی شناخته شده ،اما بسیاری از آنها ناپایدار هستند و به سرعت از بین می روند .تعداد ذرات شناسایی شده در سال‌های اخیر چنان زیاد بود که دانشمندان لقب باغ وحش ذرات را برای آن انتخاب کردند سپس تصمیم گرفتند مشابه جدول تناوبی به این ذرات سر و سامانی بدهند و این طوری بود که مدلی رو به نام مدل استاندارد اتمی ارائه دادند. در این مدل ذرات به دسته های مختلفی مثل کوارک ها ولپتون ها و …تقسیم می شوند و دانشمندان سعی کردند با تفسیر برهمکنش این ذرات با همدیگر نحوه کارکرد جهان هستی را توضیح دهند. به عنوان مثال پروتون و نوترون از ترکیب متفاوت ذراتی به نام کوارک ها پدید میان و توضیح بیشتر در این رابطه نیازبه اطلاعات قبلی زیادی دارد. اگر تمایل دارید درباره‌ی این ذرات اطلاعات بیشتری داشته باشید به لینک ها رجوع نمایید
چهار نیروی بنیادی
یک زمانی تصور می شد طبیعت از چهار عنصر آب خاک هوا و آتش شکل می گیرد و با کشف عناصر جدول تناوبی این دیدگاه به تاریخ پیوست. و امروز دانشمندان چهار نیرو را عامل عملکرد جهان هستی می دانند و این چهار نیرو شامل نیروی گرانش نیروی هسته‌ای ضعیف نیروی هسته ای قوی و الکترومغناطیس میشه.
نیروی گرانش
خوب با نیروی گرانش که به خوبی آشنایی دارید این نیرو از نظر علمی بسیار ضعیفه و به مقدار ماده زیادی نیاز دارید تا بتونید احساسش کنید. از نظر علمی بدن شما یا هر چیزی که اطرافتون میبینید درست مثل کره زمین نیروی گرانش داره و همانطور که گرانش زمین شما را به سمت خودش حرکت میده، گرانش بدن شما هم باعث میشه زمین به سمت شمال حرکت کند اما به دلیل اینکه جرم بدن شما در مقابل جرم زمین بسیار ناچیزه حرکت زمین به سمت شما مشهور نیست اما وقتی صحبت از اجرام بزگتری مثل ماه باشه ،اونوقت میتوند نیروی کشش متقابل را حس کنید و جزر و مد دریا یکی از نشانه‌های اثر گرانش ماه روی زمینه.
در طبیعت هر جرمی گرانش مخصوص به خودش رو داره که مقدار اون رو با عددی به نام شتاب گرانش نمایش می دهند(مثلا این عدد برای زمین ۹٫۸ و برای مشتری حدود ۲۴٫۷۷است) و محدوده مقیاس عملکردی نیرو بینهایت هستش یعنی گرانش دورترین کهکشان ها روی شما اثر میذارن و گرانش شما نیز روی اونها اثر میذاره. اما این اثر بسیار ناچیز و قابل چشم پوشیه.
نیروی هسته‌ای ضعیف
این نیرو مسئول تشعشعات هسته‌ایه و این نیرو در بررسی مواد رادیواکتیو اهمیت زیادی داره .این نیرو محدوده عملکرد بسیار کوچکی داره و مثل نیروی جاذبه نمی تواند در فواصل زیاد روی چیزی اثر بذاره
نیروی هسته ای قوی
این نیرو که بیشترین سهم را در جرم اتم داره مسئول چسباندن و نگهداشتن ذرات پروتون و نوترون کنار هم در داخل هسته اتم هست و اگر بتونید بر این نیرو غلبه کنید هسته اتم شکافته میشه و انفجار اتمی که برای همتون آشناس اتفاق میفته.
نیروی الکترومغناطیس
این نیرو که مسئول عملکرد آهنربا، نگه داشتن هسته اتم و الکترون کنار یکدیگرو رفتار مواد در واکنش های شیمیایی هست. شعاع عملکرد این نیرو مانند گرانش بی نهایته و قدرت نیرو بسیار قوی تر از نیروی گرانشه زمینه ، اما به دلیل اینکه بیشتر مواد از نظر الکتریکی خنثی هستند ،اثرش را زیاد حس نمی کنیم.
و در پایان برای اینکه یک مقیاس حدودی از قدرت این چهار نیروی اصلی در طبیعت داشته باشید اونا رو با نیروی هسته ای قوی مقایسه می کنیم
نیروی هسته ای قوی
۱۳۷ برابر نیروی الکترومغناطیس
۱۰۰۰۰۰۰ برابر نیروی هسته‌ای ضعیف
۱۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰برابر نیروی گرانش قدرت دارد
اطلاعات ذکر شده در این ویدیو جهت درک بهتر مطالب بعدی ضروری است .
جهت اطلاعات تخصصی تر میتوانید از لینک های زیر استفاده نمایید
جهت از دست ندادن مطالب بعدی کانال آیس استار را در آپارات ، یوتیوب و اینستاگرام دنبال کنید
این مطلب توسط آیس استار تهیه و تدوین شده و انتشار آن تنها با ذکر منبع به صورت لینک فعال(قابل کلیک) مجاز میباشد
لینک یوتیوب از کهکشان تا ذرات زیر اتمی:
اطلاعات بیشتر و منابع:
ویکی پدیا
سال نوری
کهکشان راه شیری
اتم چیست؟
مولکول چیست؟
مدل استاندارد
چهار نیروی بنیادی
سایر لینک ها
مقیاس جهان هستی آنلاین
ویدیو های مرتبط ( آپارات)
سال نوری
اتم ها و پیوند کووالانسی(سطح متوسط)
مولکول ها چه شکلی هستند؟
کهکشان راه شیری
شکل اتم و مقیاس آنها
تبدیل سرب به طلا در آزمایشگاه اتمی
تشریح مدل استاندارد اتمی (پیشرفته)
چهار نیروی بنیادی طبیعت
