خوانسارکمیستری

برنامه بازدید گروه آموزشی شیمی 89/88

 

 

 

 

باسمه تعالی

گروه آموزشی شیمی شهرستان خوانسار

برنامه بازدید از مراکز آموزشی در طول سال تحصیلی 88-87

 

به نام خدا

همکاران گروه شیمی  شهرستان خوانسار

 

 

بِسـمِ اَللّهِ اَلرَّحمـنِ

            اَلرَّحـیم

 

 

 

 

 

 

 

نام:

احمد

نام خانوادگی:

هوشیاری

درس مربوطه:

شیمی

کلاس:

دوم ریاضی

نام دبیر:

آقای شاهوردی

نام آموزشگاه:

دکتر علی شریعتی

سال تحصیلی :

88-87

موضوعات تحقیق

1.                      آب سنگین

2.                      آزمایش تامسون

3.                      بارکد

4.                      پرتوی x

5.                      پرتوی کاتدی

                        فهرست مطالب

 

1.              آب سنگین                                                            5

2.              آزمایش تامسون                                               10

3.              بارکد                                                                17

4.              پرتویx                                                            20

5.              پرتوی کاتدی                                                  23

 

 

 

 

 

آب سنگين آبي است که نسبت ايزوتوپ دوتريوم در آن از حد آب معمولي بيشتر است. در آب سنگين (با فرمول D_۲O) بر خلاف آب معمولي (با فرمول H_۲O) به جاي هيدروژن ايزوتوپ هيدروژن دوتريم(بافرمول اتمي ^۲H )با اکسيژن ترکيب شده‌است.با کمک ين نوع از آب مي‌توان پلوتونيوم لازم بري سلاح هي اتمي را بدون نياز به غني سازي بالي اورانيوم تهيه کرد. از کاربردهي ديگر ين آب مي‌توان به استفاده از آن در رآکتورهي هستهٔ با سوخت اورانيوم، بعنوان متعادل کننده (Moderator) به جي گرافيت و نيز عامل انتقال گرمي رآکتور نام برد.آب سنگين واژهٔ است که معمولا به اکسيد هيدروژن سنگين، D۲O يا ۲H۲O اطلاق مي‌شود. هيدروژن سنگين يا دوتريوم (Deuterium) يزوتوپي پيدار از هيدروژن است که به نسبت يک به ۶۴۰۰ از اتمهي هيدروژن در طبيعت وجود دارد. خواص فيزيکي و شيمييي آن به نوعي مشابه با آب سبک H۲O است.

والتر راسل در سال ۱۹۲۶ با استفاده از جدول تناوبي «مارپيچ» وجود دو تريم را پيش بيني کرد.هارولد يوري شيميدان و از پيشتازان فعاليت روي ايزوتوپها که در سال ۱۹۳۴ جايزه نوبل در شيمي گرفت در سال ۱۹۳۱ ايزوتوپ هيدروژن سنگين را که بعدها به منظور افزايش غلظت آب مورد استفاده قرار گرفت، کشف کرد.همچنين در سال ۱۹۳۳، گيلبرت نيوتن لوئيس (Gilbert Newton Lewis شيميدان و فيزيکدان مشهور آمريکايي) استاد هارولد يوري توانست براي اولين بار نمونه آب سنگين خالص را به‌وسيله عمل الکتروليز بوجود آورد. اولين کاربرد علمي از آب سنگين در سال در سال ۱۹۳۴ توسط دو بيولوژيست بنامهاي هوسي (Hevesy) و هافر(Hoffer) صورت گرفت. آنها از آب سنگين براي آزمايش رديابي بيولوژيکي، به منظور تخمين ميزان بازدهي آب در بدن انسان، استفاده قرار دادند.

در طبيعت از هر ۳۲۰۰ مولکول آب يکي آب نيمه سنگين HDO است. آب نيمه سنگين را مي‌توان با استفاده از روش‌هايي مانند تقطير يا الکتروليز يا ديگر فرآيندهاي شيميايي از آب معمولي تهيه کرد. هنگامي که مقدار HDO در آب زياد شد، ميزان آب سنگين نيز بيشتر مي‌شود زيرا مولکول‌هاي آب هيدروژن‌هاي خود را با يکديگر عوض مي‌کنند و احتمال دارد که از دو مولکول HDO يک مولکول H۲O آب معمولي و يک مولکول D۲O آب سنگين به وجود آيد. براي توليد آب سنگين خالص با استفاده از روش‌هاي تقطير يا الکتروليز به دستگاه‌هاي پيچيده تقطير و الکتروليز و همچنين مقدار زيادي انرژي نياز است، به همين دليل بيشتر از روش‌هاي شيميايي براي تهيه آب سنگين استفاده مي‌کنند.

آب سنگين در بعضي از انواع رآکتورهاي هسته‌اي نيز به عنوان کند کننده نوترون به کار مي‌رود. نوترون‌هاي کند مي‌توانند با اورانيوم واکنش بدهند.از آب سبک يا آب معمولي هم مي‌توان به عنوان کند کننده استفاده کرد، اما از آنجايي که آب سبک نوترون‌هاي حرارتي را هم جذب مي‌کنند، رآکتورهاي آب سبک بايد اورانيوم غني شده اورانيوم با خلوص زياد استفاده کنند، اما رآکتور آب سنگين مي‌تواند از اورانيوم معمولي يا غني نشده هم استفاده کند، به همين دليل توليد آب سنگين به بحث‌هاي مربوط به جلوگيري از توسعه سلاح‌هاي هسته‌اي مربوط است. رآکتورهاي توليد آب سنگين را مي‌توان به گونه‌اي ساخت که بدون نياز به تجهيزات غني سازي، اورانيوم را به پلوتونيوم قابل استفاده در بمب اتمي تبديل کند. البته براي استفاده از اورانيوم معمولي در بمب اتمي مي‌توان از روش‌هاي ديگري هم استفاده کرد. کشورهاي هند، اسرائيل، پاکستان، کره شمالي، روسيه و آمريکا از رآکتورهاي توليد آب سنگين براي توليد بمب اتمي استفاده کردند.با توجه به امکان استفاده از آب سنگين در ساخت سلاح هسته‌اي، در بسياري از کشورها دولت توليد يا خريد و فروش مقدار زياد اين ماده را کنترل مي‌کند. اما در کشورهايي مثل آمريکا و کانادا مي‌توان مقدار غير صنعتي يعني در حد گرم و کيلوگرم را بدون هيچ گونه مجوز خاصي از توليد کنندگان يا عرضه کنندگان مواد شيميايي تهيه کرد. هم اکنون قيمت هر کيلوگرم آب سنگين با خلوص ۹۸۹۹درصد حدود ۶۰۰ تا ۷۰۰ دلار است. گفتني است بدون استفاده از اورانيوم غني شده و آب سنگين هم مي‌توان رآکتور توليد پلوتونيوم ساخت. کافي است که از کربن فوق العاده خالص به عنوان کند کننده استفاده شود از آنجايي که نازي‌ها از کربن ناخالص استفاده مي‌کردند، متوجه اين نکته نشدند در حقيقت از اولين رآکتور اتمي آزمايشي آمريکا سال ۱۹۴۲ و پروژه منهتن که پلوتونيوم آزمايش ترينيتي و بمب مشهور «Fat man» را ساخت، از اورانيوم غني شده يا آب سنگين استفاده نمي‌شد.

رصد خانه نوترينوي سادبري در انتاريوي کانادا از هزار تن آب سنگين استفاده مي‌کند. آشکار ساز نوترينو در اعماق زمين و در دل يک معدن قديمي کار گذاشته شده تا مئون‌هاي پرتوهاي کيهاني به آن نرسد. هدف اصلي اين رصدخانه يافتن پاسخ اين پرسش است که آيا نوترينوهاي الکترون که از همجوشي در خورشيد توليد مي‌شوند، در مسير رسيدن به زمين به ديگر انواع نوترينوها تبديل مي‌شوند يا خير. وجود آب سنگين در اين آزمايش‌ها ضروري است، زيرا دوتريم مورد نياز براي آشکارسازي انواع نوترينوها را فراهم مي‌کند. آزمون‌هاي سوخت و ساز در بدن از مخلوط آب سنگين با ۱۸O H۲ آبي که اکسيژن آن ايزوتوپ ۱۸O است نه ۱۶O براي انجام آزمايش اندازه گيري سرعت سوخت و ساز بدن انسان و حيوانات استفاده مي‌شود. اين آزمون سوخت و ساز را معمولا آزمون آب دوبار نشان دار شده مي‌نامند.

چنانچه در اکسيد هيدروژن تنها يکي از اتمهي هيدروژن به يزوتوپ دوتريوم تبديل شود نتيجه حاصله (HDO) را آب نيمه سنگين مي‌گويند. در مواردي که ترکيب مساوي از هيدروژن و دوتريوم در تشکيل مولکوهي آب حضور داشته باشند، آب نيمه سنگين تهيه مي‌شود. دليل ين امر تبديل سريع اتم هي هيدروژن و دوتريوم بين مولکولهي آب است، مولکول آبي که از ۵۰ درصد هيدروژن معمولي (H) و ۵۰ درصد هيدروژن سنگين(D) تشکيل شده‌است، در موازنه شيمييي در حدود ۵۰ درصد HDO و ۲۵ درصد آب (H۲O) و ۲۵ درصد D۲O خواهد داشت.

نکته قابل توجه آن است که آب سنگين را نبيد با با آب سخت که اغلب شامل املاح زياد است و يا يا آب تريتيوم (T۲O or ۳H۲O) که از يزوتوپ ديگر هيدروژن تشکيل شده‌است، اشتباه گرفت. تريتيوم يزوتوپ ديگري از هيدروژن است که خاصيت راديواکتيو دارد و بيشتر بري ساخت موادي که از خود نور منتشر مي‌کنند بکار برده مي‌شود.

آب با اکسيژن سنگين، در حالت معمول H۲۱۸O است که به صورت تجارتي در دسترس است ببيشتر بري رديابي بکار برده مي‌شود. بعنوان مثال با جيگزين کردن ين آب (از طريق نوشيدن يا تزريق) در يکي از عضوهي بدن مي‌توان در طول زمان ميزان تغيير در مقدار آب ين عضو را بررسي کرد.

اين نوع از آب به ندرت حاوي دوتريوم است و به همين علت خواص شيميي و بيولوژيکي خاصي ندارد بري همين به آن آب سنگين گفته نمي‌شود. ممکن است اکسيژن در آنها بصورت يزوتوپهي O۱۷ نيز موجود باشد، در هر صورت تفاوت فيزيکي ين آب با آب معمولي تنها چگالي بيشتر آن است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در آزمايش تامسون از اثر ميدان الكتريكي و ميدان مغناطيسي استفاده شده است. دستگاهي كه در اين آزمايش مورد استفاده قرار گرفته است از قسمتهاي زير تشكيل شده است:

الف ) اطاق يونش كه در حقيقت چشمه تهيه الكترون با سرعت معين مي باشد بين كاتد و آند قرار گرفته است. در اين قسمت در اثر تخليه الكتريكي درون گاز ذرات كاتدي ( الكترون ) بوجود آمده بطرف قطب مثبت حركت مي كنند و با سرعت معيني از منفذي كه روي آند تعبيه شده گذشته وارد قسمت دوم مي شود. اگر بار الكتريكي q  تحت تاثير يك ميدان الكتريكي بشدت E  قرار گيرد، نيروييكه از طرف ميدان بر اين بار الكتريكي وارد مي شود برابر است با:      

F= q.E

 در آزمايش تامسون چون ذرات الكترون مي باشند q = -e بنابراين:

F= -eE  

از طرف ديگر چون شدت ميدان E  در جهت پتانسيلهاي نزولي يعني از قطب مثبت بطرف قطب منفي است بنابراين جهت نيرويF   در خلاف جهت يعني از قطب منفي بطرف قطب مثبت مي باشد. اگرx  فاصله بين آند و كاتد باشد كار نيروي F در اين فاصله برابر است با تغييرات انرژي جنبشي ذرات . از آنجاييكه كار انجام شده در اين فاصله برابراست با مقدار بار ذره در اختلاف پتانسيل موجود بين كاتد وآند بنابراين خواهيم داشت

ev₀ =½m₀v²

كه در آن  v₀    اختلاف پتانسيل بين كاتد و آند e  بار الكترون  v  سرعت الكترون و  m₀  جرم آن مي باشد. بديهي است اگر v₀  زياد نباشد يعني تا حدود هزار ولت رابطه فوق صدق مي كند يعني سرعت الكترون مقداري خواهد بود كه مي توان از تغييرات جرم آن صرفنظ نمود . بنابراين سرعت الكترون در لحظه عبور از آند بسمت قسمت دوم دستگاه برابر است با:

v = √(2e v₀/ m₀)

 ب) قسمت دوم دستگاه كه پرتو الكتروني با سرعت v وارد آن مي شود شامل قسمتهاي زير است :

1- يك خازن مسطح كه از دو جوشن  A  وB  تشكيل شده است اختلاف پتانسيل بين دو جوشن حدود دويست تا سيصد ولت مي باشد اگر پتانسيل بين دو جوشن را به v₁   و فاصله دو جوشن را به d   نمايش دهيم شدت ميدان الكتريكي درون اين خازن E = v₁/d   خواهد بود كه در جهت پتانسيلهاي نزولي است.

 2- يك آهنربا كه در دو طرف حباب شيشه اي قرار گرفته و در داخل دو جوشن خازن: يك ميدان مغناطيسي با شدت B  ايجاد مي نمايد . آهنربا را طوري قرار دهيد كه ميدان مغناطيسي حاصل بر امتداد ox   امتداد سرعت - و امتداد  oy امتداد ميدان الكتريكي - عمود باشد.

 پ) قسمت سوم دستگاه سطح دروني آن به روي سولفيد آغشته شده كه محل برخورد الكترونها را مشخص مي كند.

وقتي الكترو از آند گذشت و وارد قسمت دوم شد اگر دو ميدان الكتريكي و مغناطيسي تاثير ننمايند نيرويي بر آنها وارد نمي شود لذا مسير ذرات يعني پرتو الكتروني مستقيم و در امتداد ox   امتداد سرعت ) خواهد بود و در مركز پرده حساس p يعني نقطه  p₀ اثر نوراني ظاهر مي سازد.

اگر بين دو جوشن خازن اختلاف پتانسيلv₁ را برقرار كنيم شدت ميدان الكتريكي داراي مقدار معين E خواهد بود و نيروي وارد از طرف چنين ميداني بر الكترون برابر است با   F_E = e E  اين نيرو در امتداد  oy و در خلاف جهت ميدان يعني از بالا به پايين است.

ميدان مغناطيسي B  را طوري قرار مي دهند كه برسرعتv   عمود باشد . الكترون در عين حال در ميدان مغناطيسي هم قرار مي گيرد و نيرويي از طرف اين ميدان بر آن وارد مي شود كه عمود بر سرعت و بر ميدان خواهد بود . اگر اين نيرو را بصورت حاصلضرب برداري نشان دهيم برابر است با:

 F_M = q.(VXB)

در اينجا q = e    پس:

F_M = q.(VXB)

و مقدار عددي اين نيرو مساوي است با  F = e v B   زيرا ميدان B   بر سرعت v   عمود است يعني زاويه بين آنها 90 درجه و سينوس آن برابر واحد است. اگر ميدان B     عمود بر صفحه تصوير و جهت آن بجلوي صفحه تصوير باشد امتداد و جهت نيروي F_M در  جهت  oy يعني در خلاف جهت F_E خواهد بود. حال ميدان مغناطيسي B  را طوري تنظيم مي نمايند كهF_E = F_M  گردد و اين دو نيرو همديگر را خنثي نمايند. اين حالت وقتي دست مي دهد كه اثر پرتو الكتروني روي پرده بي تغيير بماند پس در اين صورت خواهيم داشت:

         F_M = F_E

        e.v.B = e E

        v = E/ B

چون مقدار E و B  معلوم است لذا از اين رابطه مقدار سرعت الكترون در لحظه ورودي به خازن بدست مي ايد . حال كه سرعت الكترون بدست آمد ميدان مغناطيسي B  را حذف مي كنيم تا ميدان الكتريكي به تنهاي بر الكترون تاثير نمايد . از آنجاييكه در جهت ox  نيرويي بر الكترون وارد نمي شود و فقط نيروي F_E  بطور دائم آنرا بطرف پايين مي كشد لذا حركت الكترون در داخل خازن مشابه حركت پرتابي يك گلوله در امتداد افقي مي باشد و چون سرعت الكترون را نسبتا كوچك در نظر مي گيريم معادلات حركت الكترون ( پرتو الكتروني ) در دو جهت ox و oy  معادلات ديفرانسيل بوده و عبارت خواهد بود از  

m₀(d²x /dt²)/span>=0     در امتداox 

  m₀d²y /dt²)=e. E      در امتداoy

با توجه به اينكه مبدا حركت را نقطه ورود به خازن فرض مي كنيم اگر از معادلات فوق انتگرال بگيريم خواهيم داشت:

y=(1/2)(e.E)t²/m₀

x=v.t

 معادلات فوق نشان مي دهد  كه مسير حركت يك سهمي است و مقدار انحراف پرتو الكتروني از امتداد اوليه (ox  )  در نقطه خروج از خازن مقدار  y  در اين لحظه خواهد بود . اگرطول خازن را به L  نمايش دهيم x = L    زمان لازم براي سيدن به انتهاي خازن عبارت خواهد بود از t = L / v  اگر اين مقدار  t  را در معادله y   قرار دهيم مقدار انحراف در لحظه خروج از خازن به دست مي آيد:

     Y =  ½ e( E/m₀) ( L/ v )²

     e/ m₀ = ( 2y/ E ) ( v/ L )²

كه در آن v سرعت الكترون كه قبلا بدست آمده است. L و E بترتيب طول خازن و شدت ميدان الكتريكي كه هر دو معلوم است پس اگر مقدار y را اندازه بگيريم بار ويژه يا e/m₀  محاسبه مي شود. پس از خروج الكترون از خازن ديگر هيچ نيرويي بر آن وارد نمي شود بنابراين از آن لحظه به بعد حركت ذره مستقيم الخط خواهد بود و مسير آن مماس بر سهمي در نقطه خروج از خازن است . اگر a  فاصله پرده از خازن يعني D P₀ باشد مي توانيم بنويسيم:

P₀P₁ = y + DP₀ tgθ

tgθعبارتست از ضريب زاويه مماس بر منحني مسير در نقطه خروج از خازن و بنابراين مقدار يست معلوم پس بايد با اندازه گرفتن فاصله اثر روي پرده( P₀ P₁)به مقدار y رسيد و در نتيجه مي توانيم e/ m₀ را محاسبه نماييم.

مقداري كه در آزمايشات اوليه بدست آمده بود 10⁸×7/1 كولن بر گرم بود مقداريكه امروزه مورد قبول است و دقيقتر از مقدار قبلي است برابر 10⁸×7589/1 كولن بر گرم است.علاوه بر تامسون، ميليكان نيز از سال 1906 تا 1913 به مدت هفت سال با روشي متفاوت به اندازه گيري بار الكترون پرداخت.

 

بارکد، که در فارسي به آن رمزميله، کد ميله‌اي و رمزينه نيز مي‌گويد ^[۱]، نوعي نمايش تصويري اطلاعات بر روي سطوح است که اطلاعات آن را مي‌توان توسط ماشين بازخواني کرد. بارکدهاي اوليه اطلاعات را در قالب عرض و فاصله خطوط موازي چاپ شده ذخيره مي‌کردند و به صورت يک دسته از خطوط مستقيم موازي ديده مي‌شدند اما امروزه بارکدها ممکن است -بسته به نوع- به شکل يک دسته نقطه، يک دسته دايره هم مرکز و يا به صورت مخفي شده در تصاوير نيز ظاهر شوند. بارکدها توسط يک اسکنر نوري که دستگاه بارکدخوان ناميده مي‌شود بازخواني مي‌شوند و اگر در تصاوير مخفي شده باشند توسط نرم‌افزار خاصي از آن بيرون کشيده مي‌شوند. بارکدها به صورت گسترده‌اي در پياده‌سازي سيستم‌هاي جمع‌آوري خودکار اطلاعات شناسه‌ها که سرعت و دقت ورود اطلاعات را بالا مي‌برند کاربرد دارند.

در حالي که پيش از اين قواعد رمزگذاري بارکدها فقط اجازه نمايش اعداد را مي‌داد به کمک نشانه‌گذاري‌هاي جديد مي‌توان از مجموعه حروف بزرگ الفباي انگليسي تا مجموعه کامل نويسه‌هاي ASCII و حتي بيشتر از آن را در يک بارکد گنجاند. نياز به گنجاندن داده‌هاي بيشتر با توجه به محدوديت اندازه بارکدهاي اوليه به ظهور رمزهاي ماتريسي (نوعي بارکد دوبعدي) انجاميد که برخلاف بارکدهاي اوليه به جاي آن که از دسته‌اي از ميله‌هاي متساوي تشکيل شده باشد جدولي متشکل از سلولهاي مربع شکل است. بارکد پشته‌اي سازشي بين بارکد دوبعدي و بارکد ميله‌اي است که نشانه‌گذاريهاي قديم بارکدهاي ميله‌اي را گرفته و در قالبي که اجازه وجود چند رديف از بارکدهاي ميله‌اي را مي‌دهد مي‌گنجاند.

کدهاي بين المللي محصول يا UPC از اولين کاربرد هاي بارکد در شناسايي محصولات مي باشد که براي اولين بار در خرده فروشي ها و فروشگاه هاي زنجيره اي داخلي آمريکا در اوايل دهه هشتاد مورد استفاده قرار گرفت. اين بينش از آن رو شکل گرفت که هزينه ي ارزيابي دوباره محصولات به نيروي کار بسيار زياد و همچنين زمان بسيار طولاني نياز داشت که با به وجود آمدن بارکد زمان کنترل ورودي و خروجي به سرعت تحول يافت و پيشرفت قابل ملاحظه اي يافت. براي همين شش شرکت بزرگ کميته اي را تشکيل دادند تا براي رفع اين مشکل تمهيدي بينديشد. پس از چند ماه بي حاصل بلخره کمپاني آي بي ام موفق شد بارکد هاي نوع UPC را ارئه دهد که شامل پنج نوع مي شد که بجز برآوردن نياز هاي آن روز آن سازمانها مي توانست به عنوان معياري بين المللي براي شناسايي کالا ها مورد استفاده قرار بگيرد. اين پنج بارکد UPC شامل بارکد هاي نوع A B C D و E مي شد.

مرکز تخصصي بارکد Barcode ، ليبل پرينتر Label Printer ، فيش زن Thermal Printer ، صدور قبض Impact Printer و رسيد پرينتر Mobile Printer ، تجهيزات جمع آوري اطلاعات Data Collectors ، وب کيوسک Web kiosk ، نوبت ده Point Of Information ، صندوقهاي فروشگاهي Pos ، صندوق خريد و فروش Point Of Sales ، ماشينهاي اداري Office Machines ، قلم نوري Pen Tablet ، يو پي اس UPS , ithaca , sewoo , opticon , datalogic , samsung , beiyang , sato , zebra , zebex , symbol , metrologic , handheld , citizen , bixolon , tsc , star , brother , tysso , cab , birch , labau , snbc , twincom , P-Active , www.nscomshop.com , www.barcodeshop.ir , www.nscomshop.ir , www.ramzmileh.com

 

      

 

 

 

پرتو ايکس يا اشعه ايکس (اشعه رونتگن) نوعي از امواج الکترومغناطيس با طول موج حدود ۱۰ تا ۱۰^-۲ آنگستروم است که در بلورشناسي و عکسبرداري از اعضاي داخلي بدن و عکسبرداري از درون اشياي جامد و به عنوان يکي از روش‌هاي تست غيرمخرب در تشخيص نقص‌هاي موجود در اشياي ساخته شده (مثلاً در لوله‌هاو...) کاربرد دارد.

] پرتو ايکس در سال ۱۸۹۵ توسط ويلهلم کنراد رونتگن (رنتگن)، فيزيکدان آلماني کشف شد و به دليل ناشناخته بودن ماهيت آن، پرتو ايکس ناميده شد. او پي برد که برخورد پرتوهاي کاتدي بر جداره‌هاي لامپ خلاء، پرتوهايي نامرئي با قدرت نفوذ بسيار زياد توليد مي‌کند که بر روي فيلم‌هاي عکاسي تأثير مي‌گذارند. اين پرتوها توانايي عبور از لايه‌هاي ضخيم مواد کدر، از جمله بافت‌هاي بدن انسان را داشتند.اين گمان که پرتوهاي ايکس، امواج الکترومغناطيس با طول موج بسيار کوتاهند، به کمک يک آزمايش پراش دوگانه که در سال ۱۹۰۶ توسط سي.گ.بارکلا انجام گرفت، تائيد شد.اثبات قطعي ماهيت موجي پرتو ايکس در سال ۱۹۱۲ به وسيله‌ي فون لاوه ارائه شد.

• پرتو ايکس تکفام (تک رنگ): پرتو ايکسي که فقط داراي يک طول موج خاص است را پرتو ايکس تکفام مي‌نامند.

• پرتو ايکس سفيد (پيوسته): پرتو ايکسي که تکفام نبوده و داراي طول موج‌هايي در بازهٔ λ₁ تا λ₂ است.

در هنگام برخورد الکترونهاي با سرعت بالا به فلزات، الکترون‌هاي لايه‌هاي پايين‌تر به لايه‌هاي بالاتر منتقل شده (اتم‌ها برانگيخته مي‌شوند) و در هنگام برگشت الکترون‌ها به حالت پايه انرژي مازاد را به صورت پرتو ايکس گسيل مي‌کنند. بنابراين هر لامپ توليد پرتو ايکس بايد شامل:

• منبع الکترون
• ميدان شتاب‌دهنده به الکترونها
• هدف فلزي

باشد. به علاوه از آنجايي که قسمت عمده‌ي انرژي جنبشي الکترونها هنگام برخورد به فلز هدف، به حرارت تبديل مي‌شود، معمولاً فلز هدف را با آب خنک مي‌کنند تا ذوب نشود.

 

اين لامپ‌ها همانند لامپ پرتو ايکس اوليه‌اي هستند که رونتگن ساخته بود و امروزه چندان کاربردي ندارند. در اين لامپ‌ها الکترون از يونش مقدار اندکي گاز موجود در لامپ تقريباً تخليه شده به وجود مي‌آيد.

اين نوع لامپ‌ها در سال ۱۹۱۳ به وسيله‌ي کوليج اختراع شدند.

 

 

 

 

 

 

 

 

وقتي که مقدار گاز داخل لوله تخليه الکتريکي کاهش مي‌يابد، فضاي تاريک کاتد ، بيشتر و ستون مثبت کوتاهتر و روشنايي آن کمتر مي‌شود. با کاهش بيشتر فشار تاباني باز هم ضعيفتر مي‌شود و شيشه لوله در مجاورت کاتد شروع به تاباني مختصري مي‌کند. وقتي که فشار تا ۰.۰۰۱ميليمتر جيوه افت کند، تاباني گاز عملا متوقف مي‌شود، درحالي که تمام سطح شيشه لوله ، نور درخشاني (معمولا سبز) گسيل مي‌دارد.
اگر هوا باز هم با پمپ تخليه بيشتر خارج شود، تاباني شيشه سبز ضعيف‌تر مي‌شود. با شروع فشار از ۰.۰۰۰۰۱ تا ۰.۰۰۰۱ ميليمتر جيوه اين تاباني بکلي محو مي‌شود و تخليه خاتمه مي‌پذيرد.

اگر به آند لوله تخليه گاز ، شکل معيني داده شود، تصوير سايه آند بر شيشه ظاهر مي‌شود، به ترتيبي که گويي کاتد ، چشمه نور کوچکي است. در نتيجه ، تاباني شيشه ، به دليل توليد نور از پرتوهاي گسيل شده از کاتد است. آنها از صفحه فلزي آند نمي‌گذرند و تصوير سايه آن بر شيشه تشکيل مي‌شود. اين پرتوها ، پرتوهاي کاتدي ناميده شده‌اند.

پرتوهاي کاتدي ، نه فقط شيشه بلکه اجسام ديگر را نيز به تاباني وا مي‌دارند. اجسام مختلف نوري ، رنگ‌هاي مختلف گسيل مي‌دارند، مثلا گچ ، تاباني قرمز رنگ و سولفيد روي ، نور سبز روشن ايجاد مي‌کنند و نظاير آن. اين تاباني را ، مثلا با قرار دادن تکه‌هايي از اجسام معدني مختلف در بين کاتد و آند لامپ تخليه گازي ، مي‌توان مشاهده کرد. بنابرين ، اگر چه پرتوهاي کاتدي ، نامرئي‌اند، مي‌توان از تاباني اجسامي که با آنها بمباران شده‌اند، وجودشان را به سهولت آشکار کرد.
با پوشش سطح اجسام با اجسامي که بر اثر پرتوهاي کاتدي تابان مي‌شوند، پرده هاي ليمان بدست مي‌آيد ( ليمان Lumines Cent را از کلمه يوناني Lumen به معني " نور " گرفته‌اند ) که براي مشاهده پرتوهاي کاتدي ، مناسب هستند. در چنين صفحه اي ، در امتداد لوله در زاويه کوچکي نسبت به محور آن ، مي‌توان امتداد پرتوهاي کاتدي را در لوله به آساني رديابي کرد. براي سهولت مشاهده ، دريچهاي با شکاف دراز ، جلوي پرده قرار مي‌دهند. اين دريچه ، بخشي از باريکه کاتدي را قطع مي‌کند و رد روشن باريکي بر پرده ليمان باقي مي‌گذارد.

جنس پرتوهاي کاتدي موقعي آشکار مي شود که خواص آنها را از طريق آزمايش مطالعه نماييم. نتايج عمده آزمايشات خواص قابل ملاحظه پرتوهاي کاتدي را بيان مي کنند که آنها را مرور مي کنيم.

پرتوهاي کاتدي بار منفي دارند. واضح ترين اين دليل بيان آزمايشي است که در آن يک الکترود سوراخ دار مانند استوانه فارادي را به الکتروسکوپ حساسي متصل مي کنند و آنرا در مسير پرتوهاي کاتدي قرار مي دهند. پرتوهاي کاتدي با وارد شدن به داخل استوانه تمام بار خود را به الکتروسکوب انتقال مي دهند. تحليل علامت بار و نحوه انحراف آن در ميدان الکتريکي آشکار مي سازد که پرتوهاي کاتدي بار الکتريکي منفي دارند.

پرتوهاي کاتدي در خطوط مستقيم و در امتداد عمود بر سطح کاتد منتشر مي شوند. بنابراين اگر کاتد به شکل قسمتي از کره باشد، پرتوهاي کاتدي در امتداد شعاعهاي اين کره انتشار مي يابد در مرکز آن جمع مي شوندکانوني شدن پرتو). اگر پرده اي ليا ن را در اين ناحيه قرار دهيم، لکه روشني بر آن مشاهده خواهد شد مکان اين لکه از شکل و محل آند لامپ کاملا مستقل است.
بنابراين امتداد انتشار پرتوهاي کاتدي به مکان آند بستگي ندارد. بهتر است بدانيد که کاتد تخت باريکه اي از پرتوهاي موازي ايجاد مي کند در صورتي که کاتد کروي (کاو) پرتوهاي کاتدي را "کانوني مي کنند". اين ويژگي پرتوهاي کاتدي با نوع ميدان الکتريکي در لامپ تخليه گازي توضيح داده مي شود. وجود افت کاتدي مبين اين است که ميدان الکتريکي در مجاورت کاتد خيلي قوي و در بقيه قسمتهاي لوله بسيار ضعيف است، به اين دليل پرتوهاي کاتدي ، که ذرات باردارند، در نزديکي کاتد تخت تاثير نيروهاي بسيار قوي قرار مي گيرند و در امتداد خطوط ميدان مي شوند. وي خطوط ميدان بدون توجه به شکل آند و مکان آن ، بر سطح کاتد عمودند (همانند سطوح رساناها .
(بنابراين پرتوهاي کاتدي در نزديکي کاتد در امتداد عمود بر سطح کاتد حرکت مي کنند و تقريبا تمام سرعت عظيم خود را در مجاورت خيلي نزديک کاتد به دست مي آورند. بقيه حرکت عملا در امتداد خط مستقيم صورت مي گيرد (توسط اينرسي). زيرا ، در فاصله دور از کاتد نيروهاي کاتدي ناچيز هستند. ميدان الکتريکي در نقاط دور از کاتد ضعيف است. مشاهدات اخير نشان مي دهد که پرتوهاي کاتدي بنابر قوانين مکانيک منتشر مي شوند، و از اين رو جرم دارند.

ذرات کاتدي جرم دارند. اين مطلب نيز به کمک آزمايش ويژه اي آشکار مي شود. پروانه سبکي را که بر محوري متصل است طوري در مسير پرتوهاي کاتدي قرار مي دهيم. که آنها (پرتوهاي کاتدي) به تيغه هاي آن «کاتدها) برخورد کنند. بنابراين پروانه به چرخش در مي آيد، اين امر حاکي از اين است که پرتوهاي کاتدي به آن (پروانه) اندازه حرکت mv داده اند (m جرم و v سرعت ذره است).

پرتوهاي کاتدي با بمباران اجسام و جذب شدن در آنها باعث گرم شدن اين اجسام مي شوند. اگر ورقه نازکي از قلع را در وسط کاتد کروي لامپ تخليه گازي قرار دهيم، ورقه به شدت گرم و حتي ذوب مي شود. آزمايش هاي مشابه نشان مي دهند که پرتوهاي کاتدي داراي انرژي جنبشي هستند و آن را به اجسامي که در معرض بمباران آنها قرار گيرند، انتقال مي دهند. اين چيزي است که انتظارش را داشتيم زيرا ذرات کاتدي جرم m دارند و با سرعت زياد v حرکت مي کنند.
هر ذره کاتدي بايد انرژي جنبشي mv۲/۲ داشته باشد. و آن را به جسمي که با آن برخورد مي کند، انتقال دهد. پرتوهاي کاتدي ، با صرف اين انرژي ، باعث تاباني صفحه ليان مي شوند. آنها همچنين صفحه حساس عکاسي را سياه مي کنند و باعث واکنشهاي شيميايي مي شوند.

پرتوهاي کاتدي توسط ميدان الکتريکي منحرف مي شوند. اين اثر ميدان الکتريکي بر پرتوهاي کاتدي را مي توان به آساني پيش بيني کرد زيرا مي دانيم که پرتوهاي کاتدي بار الکتريکي دارند. به توسط آزمايش هايي اين مفهوم نيز تاييد شده است. و بار منفي آنها با اين خاصيت اثبات مي شود.

پرتوهاي کاتدي توسط آهنربا منحرف مي شوند. با نزديک کردن آهنربا به باريکه نازک پرتوهاي کاتدي ، مي توان جابجايي رد آنها را روي پرده مشاهده کرد اگر در اين آزمايش قطب شمال آهنربا در بالاي باريکه باشد. پرتوهاي کاتدي ، به سمت چپ منحرف مي شوند و اگر در پايين باريکه (زير باريکه) باشد، پرتوهاي کاتدي به راست منحرف مي گردند. اگر قطب شمال آهنربا نيز به طرف راست باريکه باشد، باريکه به سمت بالا منحرف مي گردد و بر عکس .
اگر قطب جنوب آهنربا نزديک باريکه شود، جهت انحراف باريکه معکوس مي شود. اين نتايج را اين واقعيت که پرتوهاي کاتدي از جريان بارهاي منفي تشکيل شده اند و در امتداد لامپ حرکت مي کنند، کاملا توجيه مي کند. حرکت اين بارها يک جريان الکتريکي تشکيل مي دهند، و به خوبي مي دانيم که جريان و آهنربا بر يکديگر اثر مي گذارند. انحراف پرتوهاي کاتدي توسط آهنربا را مي توان به صورت زير تشريح نمود.
وقتي آهنربا به لامپ نزديک شود، رد پرتوهاي کاتدي بر پرده به طور محسوس خميده مي شود. باريکه هاي کاتدي که از شکافي گذشته، با نزديک شدن آهنربا به لامپ منحرف شده و رد خم شده باريکه را مي توان بر صفحه اي که در لامپ قرار دارد، مشاهده کرد. تمام خواص اخير پرتوهاي کاتدي که در بالا ذکر شد، بخصوص آزمايش هاي دقيقي که تامسون (j.Thomson) فيزيکدان انگليسي ، انجام داد، ثابت مي کنند که پرتوهاي کاتدي از الکترون هاي سريعي تشکيل شده اند که از کاتد به طرف آند حرکت مي کنند.
دليل پيدايش پرتوهاي کاتدي در لامپ تخليه گازي ، بمباران شديد کاتد توسط يون هاي مثبت است که با ضربه الکترون هايي را از کاتد فلزي بيرون مي کشند «الکترون کني).

براي داشتن پرتوهاي کاتدي لامپ تخليه بايد حاوي مقداري گاز باشد (هر چند خيلي کم ). بنابراين اگر لامپ تخليه گازي بيشتر از حد لازم خلا شود، نه يونهاي مثبت ظاهر مي شود و نه پرتوهاي کاتدي ، و گازي که به مقدار زيادي زيادي رقيق شده است دي الکتريک خوبي خواهد بود.
الکترونها با حرکت ميان کاتد و آند توسط ميدان الکتريکي شتاب مي گيرند و سرعتهاي زيادي کسب مي کنند اين سرعتها در ميدان هاي بسيار شديد مي توانند به ۱۰۵ کيلومتر بر ثانيه يا حتي بيشتر برسند که در شتاب دهنده هاي خاصي به سرعت نور خيلي نزديک مي شوند.

                 دل هر ذره را که بشکافی

          آفتابیش در میان بینی                                             

سلام

به وبلاگ خوانسارکمیستری خوش آمدید

به نام خدا

 

 

موضوع :  1- چگونگي اندازه گيري نسبت بار به جرم اكترون توسط جوزف تامسون.

2- باركد چيست؟

تهيه كننده :    احمدرضا بخشي

درس : شيمي

دبير : جناب آقاي شاهوردي

كلاس: دوم رياضي

دبيرستان: دكترعلي  شريعتي

سال تحصيلي: 87-86

 

 

 

 

 

 

 

جوزف تامسون چگونه نسبت بار به جرم الكترون رااندازه گيري كرد؟

آزمایش تامسون ( محاسبه نسبت بار به جرم الکترون ) 

در آزمایش تامسون از اثر میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی استفاده شده است. دستگاهی که در این آزمایش مورد استفاده قرار گرفته است از قسمتهای زیر تشکیل شده است:
الف ) اطاق یونش که در حقیقت چشمه تهیه الکترون با سرعت معین می باشد بین کاتد و آند قرار گرفته است. در این قسمت در اثر تخلیه الکتریکی درون گاز ذرات کاتدی ( الکترون ) بوجود آمده بطرف قطب مثبت حرکت می کنند و با سرعت معینی از منفذی که روی آند تعبیه شده گذشته وارد قسمت دوم می شود. اگر بار الکتریکی q  تحت تاثیر یک میدان الکتریکی بشدت E  قرار گیرد، نیروییکه از طرف میدان بر این بار الکتریکی وارد می شود برابر است با:  

F= q.E

 در آزمایش تامسون چون ذرات الکترون می باشند q = -e بنابراین:

F= -eE  

از طرف دیگر چون شدت میدان E در جهت پتانسیلهای نزولی یعنی از قطب مثبت بطرف قطب منفی است بنابراین جهت نیرویF   در خلاف جهت یعنی از قطب منفی بطرف قطب مثبت می باشد. اگرx فاصله بین آند و کاتد باشد کار نیروی F در این فاصله برابر است با تغییرات انرژی جنبشی ذرات . از آنجاییکه کار انجام شده در این فاصله برابراست با مقدار بار ذره در اختلاف پتانسیل موجود بین کاتد وآند بنابراین خواهیم داشت :

ev₀ =½m₀v²

که در آن  v₀   اختلاف پتانسیل بین کاتد و آند e  بار الکترون  v  سرعت الکترون و  m₀  جرم آن می باشد. بدیهی است اگر v₀  زیاد نباشد یعنی تا حدود هزار ولت رابطه فوق صدق می کند یعنی سرعت الکترون مقداری خواهد بود که می توان از تغییرات جرم آن صرفنظ نمود . بنابراین سرعت الکترون در لحظه عبور از آند بسمت قسمت دوم دستگاه برابر است با:

v = √(2e v₀/ m₀)

ب) قسمت دوم دستگاه که پرتو الکترونی با سرعت v وارد آن می شود شامل قسمتهای زیر است :

1- یک خازن مسطح که از دو جوشن  A  وB  تشکیل شده است اختلاف پتانسیل بین دو جوشن حدود دویست تا سیصد ولت می باشد اگر پتانسیل بین دو جوشن را به v₁   و فاصله دو جوشن را به d   نمایش دهیم شدت میدان الکتریکی درون این خازن E = v₁/d   خواهد بود که در جهت پتانسیلهای نزولی است.

2- یک آهنربا که در دو طرف حباب شیشه ای قرار گرفته و در داخل دو جوشن خازن: یک میدان مغناطیسی با شدت B  ایجاد می نماید . آهنربا را طوری قرار دهید که میدان مغناطیسی حاصل بر امتداد ox امتداد سرعت - و امتداد  oy امتداد میدان الکتریکی - عمود باشد.

پ) قسمت سوم دستگاه سطح درونی آن به روی سولفید آغشته شده که محل برخورد الکترونها را مشخص می کند.
وقتی الکترو از آند گذشت و وارد قسمت دوم شد اگر دو میدان الکتریکی و مغناطیسی تاثیر ننمایند نیرویی بر آنها وارد نمی شود لذا مسیر ذرات یعنی پرتو الکترونی مستقیم و در امتداد ox امتداد سرعت ) خواهد بود و در مرکز پرده حساس p یعنی نقطه  p₀ اثر نورانی ظاهر می سازد.
اگر بین دو جوشن خازن اختلاف پتانسیلv₁ را برقرار کنیم شدت میدان الکتریکی دارای مقدار معین E خواهد بود و نیروی وارد از طرف چنین میدانی بر الکترون برابر است با F_E = e E  این نیرو در امتداد  oy و در خلاف جهت میدان یعنی از بالا به پایین است.

میدان مغناطیسی B  را طوری قرار می دهند که برسرعتv   عمود باشد . الکترون در عین حال در میدان مغناطیسی هم قرار می گیرد و نیرویی از طرف این میدان بر آن وارد می شود که عمود بر سرعت و بر میدان خواهد بود . اگر این نیرو را بصورت حاصلضرب برداری نشان دهیم برابر است با:

F_M = q.(VXB)

در اینجا q = e    پس:

F_M = q.(VXB)

و مقدار عددی این نیرو مساوی است با  F = e v B   زیرا میدان B   بر سرعت v   عمود است یعنی زاویه بین آنها 90 درجه و سینوس آن برابر واحد است. اگر میدان B    عمود بر صفحه تصویر و جهت آن بجلوی صفحه تصویر باشد امتداد و جهت نیروی FM در  جهت  oy یعنی در خلاف جهت F_E خواهد بود. حال میدان مغناطیسی B  را طوری تنظیم می نمایند کهF_E = F_M گردد و این دو نیرو همدیگر را خنثی نمایند. این حالت وقتی دست می دهد که اثر پرتو الکترونی روی پرده بی تغییر بماند پس در این صورت خواهیم داشت:

F_M = F_E

e.v.B = e E

v = E/ B

چون مقدار E و B  معلوم است لذا از این رابطه مقدار سرعت الکترون در لحظه ورودی به خازن بدست می اید . حال که سرعت الکترون بدست آمد میدان مغناطیسی B  را حذف می کنیم تا میدان الکتریکی به تنهای بر الکترون تاثیر نماید . از آنجاییکه در جهت ox  نیرویی بر الکترون وارد نمی شود و فقط نیروی F_E  بطور دائم آنرا بطرف پایین می کشد لذا حرکت الکترون در داخل خازن مشابه حرکت پرتابی یک گلوله در امتداد افقی می باشد و چون سرعت الکترون را نسبتا کوچک در نظر می گیریم معادلات حرکت الکترون ( پرتو الکترونی ) در دو جهت ox و oy  معادلات دیفرانسیل بوده و عبارت خواهد بود از  :

m₀(d²x /dt²)=0     در امتداox

m₀(d²y /dt²)=e. E      در امتداoy

با توجه به اینکه مبدا حرکت را نقطه ورود به خازن فرض می کنیم اگر از معادلات فوق انتگرال بگیریم خواهیم داشت:

y=(1/2)(e.E)t²/m₀

x=v.t

 معادلات فوق نشان می دهد که مسیر حرکت یک سهمی است و مقدار انحراف پرتو الکترونی از امتداد اولیه (ox  )  در نقطه خروج از خازن مقدار  y  در این لحظه خواهد بود . اگرطول خازن را به L  نمایش دهیم x = L   زمان لازم برای سیدن به انتهای خازن عبارت خواهد بود از t = L / v اگر این مقدار  t  را در معادله y   قرار دهیم مقدار انحراف در لحظه خروج از خازن به دست می آید:

Y =  ½ e( E/m₀) ( L/ v )²

e/ m₀ = ( 2y/ E ) ( v/ L )²

که در آن v سرعت الکترون که قبلا بدست آمده است. L و E بترتیب طول خازن و شدت میدان الکتریکی که هر دو معلوم است پس اگر مقدار y را اندازه بگیریم بار ویژه یا e/m₀  محاسبه می شود.
 پس از خروج الکترون از خازن دیگر هیچ نیرویی بر آن وارد نمی شود بنابراین از آن لحظه به بعد حرکت ذره مستقیم الخط خواهد بود و مسیر آن مماس بر سهمی در نقطه خروج از خازن است . اگر a  فاصله پرده از خازن یعنی D P₀ باشد می توانیم بنویسیم:

P₀P₁ = y + DP₀ tgθ

tgθعبارتست از ضریب زاویه مماس بر منحنی مسیر در نقطه خروج از خازن و بنابراین مقدار یست معلوم پس باید با اندازه گرفتن فاصله اثر روی پرده( P₀ P₁)به مقدار y رسید و در نتیجه می توانیم e/ m₀ را محاسبه نماییم.

مقداری که در آزمایشات اولیه بدست آمده بود 10⁸×7/1 کولن بر گرم بود مقداریکه امروزه مورد قبول است و دقیقتر از مقدار قبلی است برابر 10⁸×7589/1 کولن بر گرم است.

علاوه بر تامسون، میلیکان نیز از سال 1906 تا 1913 به مدت هفت سال با روشی متفاوت به اندازه گیری بار الکترون پرداخت.

—————————–

منابع :

cph-theory

rc.unesp

 

 

بارکد چیست؟

به زبان ساده مى توان گفت: مجموعه اى از میله ها یا خطوط سیاه رنگى که معمولاً بر روى زمینه اى سفید چاپ مى شود و به وسیله آن از کالاى خریدارى شده شناسایى لازم به عمل مى آید و قیمت آن مشخص مى شود و اگر به دنبال تعریف دقیق ترى هستید، باید گفت                                               :
بارکد عبارت است از انتقال داده ها از طریق امواج نورى. آنها مجموعه اى از خطوط میله اى موازى با عرضهاى گوناگون (پهن و نازک)هستندکه اندازه هر خط معنا و مفهوم خاصى براى دستگاه بارکدخوان دارد.
در حقیقت دستگاه بارکدخوان ماشینى است که اطلاعات را به شکل بصرى بر روى صفحه نمایش مى دهد.
ضرورت استفاده از باركد                                                                                                                                                             
گرداندن یک فروشگاه کار مشکل و پردردسرى است. مدیران و صاحبان آن باید از میزان موجودى که از هزاران کالاى کوچک و بزرگ دارند، مطلع باشند (کالاهایى که مجبور به خرده فروشى آن هستند و در زمان طولانى از انبارهایشان بیرون مى روند .همین طور که فروشگاهها، بزرگ و بزرگتر شدند تا به فروشگاههاى زنجیره اى امروزى رسیدند، کار مشکل و مشکل تر شد. نخست مجبور شدند در فروشگاهها را هرچند وقت یکبار ببندند و تمام کیسه ها و بسته ها و کنسروها را شمارش کنند. کار بسیار دشوارى بود.این کار سخت و هزینه بردار بیش از یک بار در سال انجام نمى شد (انبارگردانى)، بنابراین مدیران فروشگاهها مجبور بودند بیشتر کارهایشان را بر اساس حدس و گمان انجام دهند و در نهایت این نیاز مادر اختراع شد!
سیستم بارکدگذارى چگونه آغاز شد؟
در سال ۱۹۳۲ گروهى از دانشجویان رشته مدیریت بازرگانى دانشگاه هاروارد، تصمیم گرفتند روشى را انتخاب کنند تا بر اساس آن مشتریان کالاى مورد نظرشان را از درون کاتالوگى پیدا کنند و سپس با برداشتن کارت هاى خاص چسبانده شده در کنار نام هر کالا و تحویل به مسؤول کنترل و قرار دادن آن در دستگاه کارت خوان و پانچ، مستقیماً کالا را از طریق انبار به باجه کنترل انتقال دهند و صورتحساب کامل را دریافت کنند و مهم تر از همه صاحبان فروشگاه از موجودى انبار خود اطلاعات به روزى داشته باشند. البته ایده سیستم «بارکدینگ» مدرن و پیشرفته از سال ۱۹۴۸ وارد سیستم تجارى شد.
سیستم بارکد امروزى چگونه شروع به کار کرد؟
سال ۱۹۴۸ بود که رئیس یک فروشگاه مواد غذایى در آمریکا از کار کند و بى دقت کارکنان فروشگاه به ستوه آمد و براى پیدا کردن راه حل به مسؤولان دانشگاه (Drexel) مراجعه کرد تا تقاضاى ساخت سیستم کنترل خودکارى را داشته باشد، اما مسؤولان دانشگاه از این نظریه استقبال نکردند. یکى از دانشجویان فارغ التحصیل این دانشگاه به نام باب سیلور «Bob Silver» این گفت و گو را شنید و آن را با یکى از دوستانش Norman Joseph Woodland در میان گذاشت و تصمیم گرفتند براى ساخت چنین سیستمى شروع به کار کنند. آنها در شروع از رمز و الفباى سیستم مورس الهام گرفتند و سعى کردند با چاپ و طراحى میله هاى پهن و باریک این شیوه را راه اندازى کنند و مدتى بعد هم به فکر سیستم بارکد نقطه اى و دایره اى افتادند.
سال ۱۹۴۹ بود که توانستند اختراع خود را ثبت کنند و در سال ۱۹۵۲ نخستین سیستم بارکدخوان را ساختند. «وودلند» که از سال۱۹۵۱در شرکت IBM مشغول به کار شده بود، توانست با استفاده از موقعیتهایى که در آنجا برایش ایجاد مى شد، به کمک دوستش در سال ۱۹۵۲ دستگاهى به بزرگى یک میز تحریر بسازد و ۲ جزء اصلى در آن تعبیه کرد:
۱- یک حباب (لامپ) ۵۰۰ واتى به عنوان منبع نور.
۲- با استفاده از آنچه در سیستم ساخت فیلم (براى تراک هاى صوتى استفاده مى شد) مجرایى لوله اى ساخت و این لوله را به یک نوسان سنج متصل کرد و سپس یک قسمت کاغذ را به شکل کدهاى خطى در جلوى پرتوى نور خارج شده از منبع نور، علامت گذارى کرد. پرتو منعکس شده به مجرا مى رسید و در طرف دیگر گره اى ناشى از حباب پرقدرت کاغذ را مى سوزاند. او بدون هیچ کم و کاست به آنچه مى خواست، رسیده بود. درحالى که کاغذ حرکت مى کرد، علایم روى دستگاه نوسان سنج تغییراتى مى کرد و در نهایت توانسته بودند دستگاهى داشته باشند که به کمک آن موضوعات چاپ شده، خوانده مى شد. بعداً متوجه شدند لامپ ۵۰۰ واتى میزان الکتریسیته اى زیادتر از آنچه آنها نیاز داشتند، تولید مى کند و میزان اضافى، علاوه بر بالا بردن هزینه ها، گرماى اضافى هم تولید مى کرد و از طرفى نگاه کردن به آن باعث آسیب چشم مى شد، بنابراین به فکر استفاده از منبعى افتادند که تمام نور مورد نیاز آنها را در فضاى کوچکى متمرکز کند. همان کارى که امروزه «لیزر» انجام مى دهد، اما در سال ۱۹۵۲ لیزر موجود نبود!
بعدها با گسترش و تولید لیزر «Laser» توانستند دستگاههاى بارکدخوان ارزان ترى تولید کنند. گرچه «باب سیلور» فرصت استفاده درست از دانش خود را در شرایط آسان تر نیافت و در ۳۸سالگى فوت کرد، اما همکارش کار را ادامه داد .در سال ۱۹۷۲ سیستم بارکد نقطه اى نیز در عمل مورد استفاده قرار گرفت، اما این روش چندان موفق نبود (زیرا حین چاپ براحتى مغشوش مى شد .در سال ۱۹۷۴ وودلند در IMB سیستم بارکد خطى را گسترش داد و نخستین محصول خرده فروشى (محصولاتى چون آب میوه و آدامس) به این طریق فروخته شد. (و جالب اینکه در حال حاضر یک بسته از آن آدامس در موزه اى در آمریکا نگهدارى مى شود .و سرانجام آقاى وود در سال ۱۹۹۲ توانست مدال ملى تکنولوژى را بابت به کارگیرى سیستم بارکد دریافت کند. (تنها به خاطر استراق سمع دوستش آقاى سیلور، خلاصه آنکه، بارکدها و سایر برچسب هاى خوانا در جایى که نیاز به خوانده شدن اطلاعات با پردازش توسط کامپیوتر وجود دارد، استفاده مى شوند و کاربرها به عوض تایپ کردن رشته اى طویل از داده ها، تنها بارکد مورد نظر را جلوى دستگاه بارکدخوان قرار مى دهند و پردازش بدون نیاز به نیروى انسانى به طور کاملاً خودکار انجام مى شود. بنابراین بارکد شیوه شناسایى و تعیین هویت خودکار داده ها است.
رقمى که توسط بارکد تولید مى شود، عموماً محصول خاصى را نشان مى دهد. سیستم بارکدینگ به طور معکوس هم کار مى کند، یعنى قادر است با دریافت رقم مربوط به یک محصول، بارکد مورد نظر را ایجاد بکند و در واقع نوعى خود شناسایى انجام مى شود.
فواید بارکد کردن
۱- مصون بودن از خطاپذیرى به علت کاهش دخالت نیروى انسانى و وارد نشدن دستى اطلاعات.
۲- دسته بندى دقیق اطلاعات.
۳- سرعت بالا به همراه صحت ۱۰۰درصد.
۴- دسترسى آسان به اطلاعات واقعى و حقیقى (در جریان روند مدیریت) البته اگر: با دقت تمام کالاها در فروشگاهها بارکدگذارى شوند تا مراجعه کنندگان دچار دردسرهایى که ما با آن خوب آشنایى داریم، نشوند

http://developercenter.ir

 

 

 

لطفا نظرات و یشنهادات خود را برای بهبودی وبلاگ در قسمت نظران با مشخصاتتان(در صورت تمایل) ثبت فرمایید.

حتما به آنها رسیدگی خواهد شد

این وبلاگ کاری است از  گروه شیمی

 شهرستان خوانسار

سوال : چرا ظرفیت گرمایی در حالت های مختلف مواد متفاوت است؟

پاسخ : حالت های مختلف فیزیكی دارای ظرفیت های گرمایی متفاوت هستند. ظرفیت گرمایی، عبارت است از میزان گرمایی كه لازم است به یك جسم داده شود تا دمای آن به میزان یك درجه سانتیگراد افزایش یابد

ببینیم افزایش دما به چه نحو صورت می‌گیرد؟ هنگامی كه جنبش ذرات ماده زیاد شود، این حركت و جنبش به صورت افزایش دما خود را نشان می‌دهد.حال هنگامی كه جاذبه و پیوند بین ذرات ماده ضعیف باشد، با دادن اندك گرمایی به جسم، ذرات آن از قیدوبند رها شده و شروع به جنبش و حركت می‌كنند، درنتیجه زود گرم می‌شود. چنین ماده‌ای دارای ظرفیت گرمایی اندكی است. اما هنگامی كه ذرات و اتمهای یك ماده با پیوندهای قوی به هم متصل شده باشند، با دادن اندك انرژی یا گرما به آن، ذرات از قید و بند رها نشده و شروع به حركت نمی‌كنند. در چنین جسمی برای رهاندن ذرات از قیدوبند جاذبه‌ی بین ذرات، نیاز به دادن گرمای بیشتری است و درنتیجه ظرفیت گرمایی این ماده بالا می‌رود.

بنابراین همواره انتظار می رود که ظرفیت گرمایی مربوط به حالت جامد هر ماده از حالت مایع آن بیشتر باشد چون جاذبه ی بین ذرات در حالت جامد بیشتر از حالت مایع است. و نیز ظرفیت گرمایی حالت مایع هر ماده از حالت گاز بیشتر باشد چون در حالت گاز تقریبا؛ جاذبه ی بین ذرات صفر است و با گرفتن اندک انرژی انرژی جنبشی و درنتیجه دمای آنها افزایش می یابد.
به عنوان مثال ظرفیت گرمایی ویژه کلروفرم CHCl₃ در حالت گازی برابر 81.65 و در حالت مایع برابر.116 3 با واحد j/mol.k می باشد.

غیر از نوع و ذات اتمهای موجود در یك ماده ، حالت ماده نیز در تعیین ظرفیت گرمایی مهم است، زیرا در حالتهای مختلف از یك جسم، پیوندهای بین ذرات آن هم متفاوت می‌شود.
اما در آب یک حالت استثنا وجود دارد و آب نه در حالت جامد بلکه در حالت مایع بیشترین و محکم ترین پیوندها در بین مولکولهای آن قرار دارد و درنتیجه برای گسستن آنها انرژی زیادی لازم داریم و درنتیجه ظرفیت گرمایی آب در حالت مایع از همه بیشتر است.
ظرفیت گرمایی ویژه ی آب در حالت مایع برابر J/g.c 4.184 و در حالت جامد                  برابر J/gC   2.06 می باشد.

این استثنا در آب را می توان به دو صورت توجیه نمود. یکی اینکه ظرفیت گرمایی ویژه ی آب در حالت مایع برابر j/g. C 4.184    است که نسبت به ظرفیت گرمایی ویژه ی آب در حالت جامد که برابر j/g. c 2.06 است، بیشتر می باشد. زیرا در شبکه ی بلوری یخ، اطراف هر مولکول H₂O ، چهار پیوند هیدروژنی وجود دارد در حالی که در آب مایع، تعداد پیوندهای هیدروژنی اطراف هر مولکول H₂O کمتر است. بنابراین در یخ، مولکولهای H₂O که با جذب گرما به ارتعاش درآمده اند، این گرما را سریعاٌ به مولکولهای مجاور خود منتقل می کنند و درنتیجه دمای یخ راحت تر و زودتر بالا می رود.

و دیگری اینکه، یخ دارای ساختاری بلوری با شش گوشه هایی منظم که اندرون ان فضاهایی خالی است، می باشد. این ساختار بلوری با اندک گرمایی گسسته می شود، زیرا ساختار آن به نحوی است که گرما را به سرعت منتقل می کند. اما در آب، مولكولها به وسیله‌ی پیوندهای قوی هیدروژنی و بدون این محدودیت و بدون ساختاری منظم به یكدیگر متصل هستند. در چنین شرایطی برای سست كردن یا پاره كردن این پیوندها و به حركت درآوردن مولكولها و سرانجام افزایش دمای آب، نیاز به دادن انرژی و گرمای زیادی داریم و درنتیجه ظرفیت گرمایی آب در حالت مایع بیشتر می‌باشد.

همچنین ظرفیت گرمایی بخار آب نیز با تعمیم رابطه ی بالا نیز نسبت به آب اندك است، زیرا بین مولکولها در حالت بخار، هیچ جاذبه ای و قید و بندی وجود ندارد، درنتیجه به راحتی می توان جنبش آنها را كم یا زیاد نمود، بنابراین ظرفیت گرمایی بخار نیز اندك است.
با این توضیحات می توان نتیجه گرفت كه این موضوع(تغییر ظرفیت گرمایی با تغییر حالت ماده) در مورد تمام مواد صدق می كند.

 

 

 

دبیرستان دکتر شریعتی خوانسار

                             دبیر : آقای شاهوردی

                                                            بهار 87